核电站用的燃料是铀。铀是一种很重的金属。用铀制成的 核燃料在一种叫“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量 热能，再用处于高压力下的水把热能带出，在蒸汽发生器 内产生蒸汽，蒸汽推动气轮机带着发电机一起旋转，电就 源源不断地产生出来，并通过电网送到四面八方。这就是 最普通的压水反应堆核电站的工作原理

秦山三期工程728MW汽轮机设备及安装特点 The 728MW Steam Turbine Plants and Installation Characteristics for Qinshan Phase III CANDU Project 许 峰 （浙江省火电建设公司，杭州 310016） 　　 摘 要： 简要介绍了秦山三期项目中日立公司生产的728 MW汽轮机本体设备特点，现场安装特点及新工艺，通过有效的实施，保证了汽轮机的安装质量。 　　 关键词： 秦山三期 汽轮机 设备 安装 坎杜 　　 Abstract： This article briefly introduces the 728 MW steam turbine manufactured by Hitachi for Qinshan Phase III CANDU nuclear power plant project, in respect to the main equipments, characteristics, on-site installation and new processes used, and the effective implementation to ensure the installation quality of turbine. 　　 Key words： Qinshan Phase III project Steam turbine Equipment Installation CANDU 　　秦山三期项目总装机容量为2×728 MW。汽轮机由日本日立公司供货。该汽轮机组为冲动式三缸双流中间再热凝汽式饱和蒸汽汽轮机。它由一只高压缸、两只低压缸组成，高、低压转子通过刚性联轴器联接为一个轴系，机组的旋转方向为逆时针方向（从汽机侧看）。由于核电蒸汽系统参数值低，新蒸汽为低参数饱和蒸汽，所以该机组设计为低转速（1500 rpm）、大容量形式,是目前国内第一台低转速大容量机组。 1 　设备特点 　　由于重水堆核电厂二回路新蒸汽（汽机新蒸汽）参数取决于一回路的温度，而一回路温度又取决于一回路压力，一回路压力的提高又受到反应堆压力壳的结构及安全措施的限制；因此，重水堆核电厂汽轮机的新蒸汽为低参数的饱和蒸汽。 　　对于饱和蒸汽汽轮机，其理想焓降比高参数火电机组汽轮机焓降约小一半。因此，在同等功率下核电汽轮机的容积流量比高参数火电机组汽轮机约大60%~90%。由于这一点使得核电汽轮机在结构上有以下特点： 　　 （1）进汽机构的尺寸增大； 　　 （2）功率大于500 MW的汽轮机高压缸做成双分流的； 　　 （3）因为低压缸通流量大，所以需要增大分流数目，采用低转速。 　　秦山CANDU项目728 MW汽轮机组在设备设计上充分体现了核电汽轮机特点及设计理念。 1.1 高压缸 　　高压缸为内、外缸同缸的双缸结构，以猫爪垫块支撑在1、2号轴承座上。上缸和下缸各有两个蒸汽入口，这样对汽缸加热比较均匀，可以减小变形。高压上缸外形尺寸为8.54×3.96×2.8（m），重48 t，高压下缸外形尺寸为7.9×4.0×2.2（m），重50 t。高压缸设计为双流对称型，中间为喷嘴环，两侧各有9级隔板。当运行温度变化时，机组能自由膨胀和收缩，热应力相对较小。 1.2 低压缸 　　低压缸为内外缸装配结构。外缸为上下四半拼装结构，内缸为上下两半缸组装结构。外下缸外形尺寸为10.3×10.2×4.2（m），重192 t；外上缸外形尺寸为9.862×10.4×3.969（m），重97 t。内下缸外形尺寸为5.3×6.4×3.3（m），重64 t；内上缸外形尺寸为6.97×5.126×3.994（m），重50 t。低压缸设计也为双流对称型，内缸中间为进汽导流环，两侧各有6级隔板。在内、外缸纵横中心均设有纵横销，以确保内缸位置。低压外缸直接就位于基础台板上，在横向中心处设横销，确保外缸轴向位置，在两低压缸间纵向中心处设纵销，确保了外缸横向位置。 1.3 高、低压转子 　　高、低压转子由单一包括叶轮在内整体合金锻件车削而成，额定转速偏离临界转速较大时，也能保证机组正常运行。转子汽轮和叶片上均有径向小槽，当缸内湿度增大时，通过小槽排出积在叶片上的水滴，减小了因水膜汽化而引起的转速飞升问题。高低压转子均无中心孔，三只转子对轮为刚性联接，转子间设垫片。转子叶顶围带部位、低压转子两端轴封套部位、以及缸内隔板汽封部位在转子上均镶装了阻汽片。高压转子外形尺寸为10.427×2.2×2.2（m），重72 t，低压转子外形尺寸为11.684×5.392×5.392（m），重192 t，末级叶片直径达5.392 m。 1.4 轴承座与轴承 　　汽轮机本体部分有1－6号共6个轴承座。其中1、2号轴承座为独立结构，安装在基础台板上。1号轴承座与台板间设有纵销，轴承座在台板上可前后移动，保证缸体自由膨胀，2号轴承座与台板间设有纵横销，台板两侧有锚固销纵横定位，整个汽机轴系的死点即在此。而3－6号轴承为支持轴承，它们是椭圆、上击型、水平中分、球面座的自位式轴承，安装于低压缸上。整个轴系只有一个推力轴承安装在2号轴承座内。推力瓦的结构简单，由上下两半构成，推力瓦安装于推力盘与推力轴承间，承力面为锥面型，能够承受较高的轴向负荷，承力面间为油楔。 1.5 盘车装置 　　盘车装置位于低压缸与发电机之间，由液压盘车马达、超速离合器和盘车齿轮组成。盘车装置在启动后以2.5 rpm的速度驱动轮子，以平均加热转子，防止变形或用于检查时顶起转子。盘车齿轮包括电动马达和齿轮系，齿轮通过传动轴由马达驱动。齿轮箱内的一个可动副齿轮与低压转子联轴器上的盘式齿轮相啮合，当蒸汽进入汽轮机后，可动副齿与转子脱开。使盘车退出工作状态。当汽机-发电机轴承低油压时，压力开关就会阻止盘车齿轮运行。 1.6 汽缸的支撑型式与膨胀 　　高压缸以猫爪支撑在1、2号轴承座上，缸体前后导向装置的立键与轴承座的键槽相配合，保证汽缸的轴向中心定位。后猫爪为缸体轴向位置死点，缸体可以在不同运行条件下从此向前膨胀向后收缩，低压内缸由四块猫爪垫片支撑在外缸上，安装时用四颗猫爪螺栓调整固定，防止轴向和横向移动。低压外缸与凝汽器为挠性连接，热膨胀问题通过凝汽器橡皮膨胀节解决。低压缸蒸汽入口有一个波纹膨胀节，位于内外缸之间，允许内缸向外膨胀，同时阻止空气泄入凝汽器。 　　轴系转子以位于2号轴承座内的推力轴承为死点向前、后膨胀。 1.7 隔板与汽封（轴封）装置 　　汽机隔板由下隔板上的两侧挂耳支撑在内下缸上，轴向由内缸上的隔板槽限位，横向由安装于内下缸上的隔板底销定位。下隔板的上表面与内缸中分面在垂直方向留有0.08~0.21 mm的防跳间隙，隔板中心则由调整安装于内下缸上的挂耳垫片的高度来调整。 　　高压缸内汽封均为迷宫型汽封，低压缸内汽封为平齿汽封。轴封与隔板汽封均由弹簧片支撑着的分段式汽封块填压在汽封（轴封）槽内，用定位销固定。这种分段式的、有弹簧片支撑的汽封块，当转子在工况变化条件下膨胀时，可以提供足够膨胀间隙，汽封块各段在转子转过后都会由弹簧片弹回工作位置。这防止了汽封块对转子造成静磨擦，同时还可以减小由于局部发热对轴造成的损伤。 2 　安装特点 2.1 汽轮机基础台板安装 　　基础台板采用砂浆垫块支撑形式，如果基础台板与砂浆垫块接触不良，会引起机组振动而影响正常安全运行，因此砂浆垫块的制作在机组安装过程中显得十分重要。制作砂浆块的材料我们采用上海麦斯特公司MF-870C流动水泥。砂浆块浇灌木模侧板比台板下表面低10 mm，在侧板上面胶泡沫层，使台板能上下自由调整到设计标高及水平，泡沫层应有高出台板底面设计标高1~2 mm的余量，以便台板放下后有一定压缩量，以保证两侧的密封。前板应与基础呈30°角，以便于倒入的流动砂浆自流；后板比台板下表面略高5~6 mm，以防止流动砂浆漏出造成砂浆块缺角。砂浆块木模安装好后吊上台板，用调整栓将台板调整合格，尔后进行灌浆。此时应注意最佳环境温度应为15~25℃，温度偏高或偏低均会影响砂浆块质量。研磨砂浆块用基础平板整体研磨，对个别不合格的砂浆块不采用单块平板研磨，要求凿掉重做。砂浆垫块研磨完成后，安装基础台板。此时须用连通器以一块台板为基准测量所有台板的相对标高高差在±0.01 mm范围内，并用4 m大平尺及合像水平仪测量相邻台板水平度≤0.02 mm/m。这样可以保证缸体就位后基本不用再调整台板。 2.2 低压缸安装 2.2.1 低压外下缸拼装 　　将两半外下半缸就位于台板上后，先用液压千斤顶顶正，再用垂直面螺栓将两半缸拉拢。测量台板与基座是否有间隙，间隙应为0.05 mm塞尺不入。将缸体吊起检查台板及基座接触面积应≥80%。在缸体两端拉琴钢丝（Φ=0.5 mm）量并调整缸体水平中分面水平度≤0.02 mm/m。（总长在0.125 mm以内）。在缸体两端拉琴钢丝（Φ=0.5 mm），以3、4号瓦为基准，并参考油档值将外下缸初找正，在校合完缸体中分面水平合格后，最后拧紧垂直面拼缸螺栓。 2.2.2 低压内缸安装 　　低压外下缸拼装完成后，将低压内下缸安装在临时猫爪垫块上（保证接触面≥75%，且接合面0.03 mm塞尺不入）。以3、4号瓦为基准拉钢丝进行两只低压缸半缸找中心，测量并调整缸体水平中分面水平度≤0.02 mm/m，配好中心销、键。完成找中后安装1/2中分面螺栓，将内上缸沿导向杆吊至内下缸上。打入定位销，坚固1/2中分面螺栓，检查上下缸中分面应无间隙。 2.2.3 低压外上缸安装 　　低压内缸安装完毕后，将单片外上缸吊至下半缸上打入定位销，拧紧1/2中分面螺栓后检查中分面应无间隙，再吊上另一半上缸，打入定位销后用垂直接合面螺栓将两半拉拢，拧紧中分面及垂直面1/2螺栓，并检查中分面应无间隙。 2.2.4 缸体最终定位 　　低压外上缸拼装完毕后，同样以3、4号瓦为基准拉钢丝进行合缸找中心，达到要求后，缸体就可以配制各类销键定位。同时可进行凝汽器连缸工作，连缸前要求凝汽器上接颈橡胶膨胀节先不安装，连缸焊接采用四角对称退步焊，每焊完一层需等母材温度降至室温，并测量合缸中心数据变化量在0.10 mm以内后再行施焊。 2.2.5 低压内缸负荷分配及二次灌浆 　　低压内缸负荷分配时要求低压缸进汽管及抽汽管已完成。拆除中心键、推力键，在猫爪处架好百分表，读出原始数据。然后用100 t液压千斤顶在猫爪处将低压内缸缓缓顶起，直至可抽出猫爪垫片为止。缓缓将液压千斤顶卸压，到完全不受力时读出百分表读数，再计算出猫爪处下沉值。同法对左右猫爪进行测量，要求左右下降值之差≤0.125 mm。完成以上工作后对低压缸区域进行二次灌浆。 2.3 高压缸安装 2.3.1 1、2号轴承座安装 　　1、2号轴承座在安装时考虑到转子找中心，转子挠度及汽缸负荷的问题，其相应的标高应比设计值高出0.10~0.15 mm，轴承座的定位根据3、4号瓦为基准拉钢丝进行找正。配好台板与轴承座的键，将轴承座就位，调整轴承座使其中心与台板上标出的轴承中心一致，并确认前轴承座前后移动量合格。由于涉及到以后轴系中心调整，1、2号轴承座二浆灌浆放在靠背轮最终连接后进行。 2.3.2 高压缸定位 　　准备好安装垫片，推力键及中心键。拆去压紧螺栓，在轴承座上装上临时垫片。将高压下缸吊起就位。调整高压缸轴向位置，检查猫爪的配合间隙。检查键、猫爪支承面，临时垫片及键槽支承面的接触面积≥80%。调整高压缸下缸的水平度。以3、4号瓦为基准拉钢丝对高压缸进行半缸、合缸找中心，找中完毕后临时推力键定位。 2.3.3 高压缸负荷分配 　　高压缸负荷分配要求在半缸、合缸、缸体管路连接后三种状态下均做一次，作为缸体状态变化分析比较。做法与低压缸负荷分配做法一样，左右下降差值要求为≤0.075 mm。 2.4 半缸及合缸找中心 　　分别在半缸及合缸状态下按以下方法找中心，测量值按日立公司要求绘成图表进行分析，整条曲线均应要求范围内。 　 　（1）在前轴承座TB端和BLP缸GEN端拉好长钢丝（Φ=0.5 mm）对1－6号轴承洼窝及猫爪部分进行找中，找中时应将钢丝挠度考虑进去。由于转子转动方向为逆时针方向，因此内缸应向转动方向偏移，根据日立公司的经验数据，中心向右偏移0.3 mm。 　（2）在低压缸和高压缸每两个轴承间拉短钢丝，然后同上进行缸体和前中轴承座的单体找中。找中结束后临时将轴向键、中心键、及推力键定位。 2.5 转子找中心 　　安装瓦枕及瓦，检查并调整球面间隙。1、2号机2号瓦球面间隙与工厂记录有较大出入，在现场重新做了球面力矩检查，合格后方才进行下步工作。转子找中测量后，吊起转子，调整轴承中心位置，然后重新放入转子找中，直到数据符合找中要求为止。由于汽轮机转速低（1500 rpm），所以对轮找中心允许偏差较常规机

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