AP1000核电机组汽轮机安装的管理策略与措施

2014-11-20王军

湖南电力 2014年3期

王军

(中国核工业集团公司，北京100084)

1 AP1000核电机组汽轮机简介

三门核电一期工程汽轮机 (以下简称汽轮机)是1 000 MW级汽轮机组，工作转速1 500 r/min、单轴、四缸六排汽，有2个两级再热的外置式中间汽水分离再热器，末级动叶片长1375 mm。主汽轮机由1个高压缸、3个低压缸及其附件组成，附件包括进汽阀、盘车装置、润滑油系统 (包括顶轴油系统)及仪表和控制系统。

主要性能指标及技术参数:

汽轮机型式:单轴、四缸六排汽、中间带汽水分离再热器、反动凝汽式;

额定功率:1 251 MW;

工作转速:1 500 r/min;

额定主蒸汽:5.38 MPa/268.6℃ ;

额定主蒸汽流量:6 799 t·h-1;

额定主蒸汽湿度:0.45%;

再热温度:257℃;

排汽压力:4.4 kPa(a);

抽汽回热级数:7(2级高加+1级除氧加热+4级低加);

高压部分通流级数:2×10;

低压部分通流级数:3×2×10;

汽封型式:曲径式蒸汽密封;

末级动叶片长度:1 375 mm;

电液控制系统:高压电液控制 (抗燃油)。

2 主要安装工作内容和工艺流程

2.1 汽轮机安装工作内容

现场汽轮机安装工作主要包含轴承箱就位、低压缸安装、高压缸安装、轴瓦及隔板等部套件安装、转子找中心、扣缸及后续靠背轮连接、罩壳安装等施工内容。

汽轮机由1只高压缸，3只低压缸及其附件组成，附件包含各轴承箱、盘车装置，隔板、轴承、轴封等，皆以散件供货。高压缸采用单层缸双流对称结构，低压缸采用双层缸双流对称结构，高、低压隔板固定在缸体持环上。高压缸以上、下半缸形式供货。低压缸分内、外缸，内缸为上、下半缸形式，外缸上、下半缸又分成3片缸，现场拼装。3根高压转子，3根低压转子通过刚性联轴器连成一个轴系再通过刚性联轴器与发电机转子相连，每根转子有1对径向轴承支撑，整个轴系有1只推力轴承，位于1号低压缸与2号低压缸之间的轴承箱内。

2.2 安装工艺流程

整个安装工艺流程如图1。

图1 安装工艺流程

3 安装过程中的管理策略

3.1 安全管理

安装施工过程的安全管理主要从事前预防、事中控制2方面进行:

1)施工策划、方案编制及审查时充分考虑安全因素，针对汽轮机部件多、部件体积和重量大、安装过程中吊装作业频繁、吊装精度要求高、下缸需卸车后翻转才能就位的特点，要求施工单位编制《汽轮机设备卸车及吊装》专项施工方案;针对缸体、转子等部件重量大、运转层楼面载荷有限且场地狭小的特点，要求施工单位参照设备制造商提供的大部件放置图，编制并执行《汽机房运转层平台大件设备堆放施工方案》;汽轮机安装环境要求高、为了严格控制无关人员进入，减少引入异物的风险，确保设备部件安全，要求施工单位设立汽轮机安装专区围墙，为相关人员发放专区出入证，在出入口配置安保人员进行管控;在监理、业主审查的基础上，邀请外部专家对汽轮机安装方案进行审查把关，督促完善施工安全措施，严格执行安全技术交底。

2)针对汽轮机安装区域孔洞多、高度差大的状况，要求施工单位在缸体中分面铺设保护层，在高压缸孔洞两侧搭设防护架，在登高作业区域搭设脚手架等，加强动态安全管理。清洗设备用的煤油定点存放，周围严禁动火，使用过的回丝要存放在指定位置，统一处理。针对扣缸后缸内形成密闭空间，督促施工单位严格执行受限空间管理程序。

3)施工过程加强检查，监督整改。现场大件吊装时安全人员实施旁站监督，特别是缸体下半翻转及吊装、转子吊装，低压缸端汽封波纹节穿装，扣缸等重要的大件吊装环节;施工区域实行挂牌作业，垃圾、废料及时清除，保持施工现场整洁，树立窗口形象。现场发现安全文明施工问题时，立即予以制止或督促改正，确保人员和设备安全，并及时告知施工单位相关负责人员，确保类似问题得到有效改善。

3.2 质量管理

汽轮机安装精度及清洁度要求非常高，安装质量的好坏直接关系到机组的运行质量和安全。现场汽轮机安装质量控制的主要依据是合同文件、管理程序、设计图纸、设备技术文件以及标准规范等。

质量控制的主要措施有:

1)对汽轮机安装的每道工序认真审查，对关键重要工序选见证点或停工待检点 (W点和H点)进行控制。对于已选点的工序，采用分次放行单的方式对每次检查确认的内容进行分解和记录，相应工作全部完成后，确认分次放行单覆盖全面所有检查内容，避免检查内容遗漏;对未选点工序，对施工单位产生的记录进行检查，确保每份记录都进行过严格的检查和控制，同时，保存好各种数据以及重要照片。

2)积极参与设备开箱验收，及早发现和处理设备到货时存在的问题;对现场发现的安装质量问题发起质量观察报告 (QOR)，督促施工单位予以整改;对不符合设计要求的施工质量问题或责任不明确的设备问题，督促施工单位发起不符合项报告(NCR)，并跟踪和协调处理;

3)对施工方案进行审查，明确技术要求，优化施工工序，减少返工可能对设备引起的损伤;开始施工前澄清和确认汽轮机安装用的辅材，严格控制辅材成分，确保满足设计要求。

4)要求设备制造厂参与对现场安装最终状态的确认，利用制造商工代进行设备到货及安装质量把关，同时承担相应的确认责任。尤其汽轮机内部通流间隙直接关系到机组的运行安全及出力，要求工代对现场压铅丝测量数据进行确认认可。

5)低压缸扣缸前邀请质监站对扣缸前的状态进行监督检查和确认。

6)加强日常监督和验收，在缸体上施工的人员穿无钉软底鞋上缸工作，不得随意在设备上钻孔、切割及焊接，不得野蛮敲打设备;及时对螺栓、垫块等小部件及时清点，并分类定点存放，对轴承等重要部件进行覆盖防尘、防水、防碰;对缸体、内部套等部件进行涂油防锈;扣缸时要求相关人员一律穿着连体服，对带入的工具进行登记和清点，用内窥镜进行清洁度检查，并暂停周边打磨焊接等可能引入异物的施工;扣缸后对设备孔洞、管口贴封条密封，防止异物进入;根据现场海边潮湿的环境，协调施工单位购买并投用热风机对缸内部套通热风成品保护。

3.3 进度管理

汽轮机安装作为常规岛安装的主线，进度管理尤为重要。为了确保汽轮机安装进度，一方面需要协调上游设备尽早到货，另一方面需要做好现场安装资源协调。

对于汽轮机安装的进度管理，主要措施如下:

1)密切跟踪厂内制造进展，通过赴制造厂实地考察，季度协调会/设备协调会等手段协调设备尽早到货。

2)做好各项准备，为汽轮机到货后的顺利安装创造条件。

为了确保现场汽轮机安装工作顺利开展，邀请制造商专家到现场进行安装技术交底，确保现场充分掌握安装技术要求及总体进度目标，为现场安装创造条件。

3)通过现场协调，优化工序，加快问题处理确保安装进展。

定期在现场召开碰头会，协调部件催交、开箱领用、设备消缺、现场工作安排等方面的问题;针对设备及专用工具到货较晚且借用流程不畅的情况，组织专题会进行协调解决;针对现场突发问题，充分评估后果断决策，优化工序，尽量减少影响。

4)督促现场资源投入，确保安装有序推进。

不定期对施工单位的人力投入情况进行清点，一旦发现汽轮机安装工作面人员不足，立即督促施工单位加派人员;督促施工单位在汽轮机安装过程中做好运转层场地及行车占用等资源分配和工作安排，确保安装工作有序推进。

5)以安全和质量促进度。

汽轮机安装过程中，设备吊装频繁、安装精度要求高，督促施工单位做好安全和质量控制，避免/减少返工工作量，以安全和质量促进度。

4 经验反馈和措施

4.1 做好汽轮机安装前的现场准备

为了避免造成不必要的麻烦，要尽早对汽轮机基座上的预埋件 (地脚螺栓、锚固件、轴承箱、MSV、套管及保温)进行复测，发现偏差及时处理。

4.2 部件到货顺序优化

汽轮机由诸多部件组成，且有较为明显的安装顺序，各部件不可能同时制造完工和发货，若到货顺序不合理可能导致前序部件未到而后装部件到货积压占用宝贵存放场地的情况。在设备采购合同中明确汽轮机设备部件的到货顺序，同时按现场需求顺序予以催货，使制造厂家将有限的资源优先投入到急需的部件上。

1)第1批供货:汽轮机各轴承座垫块、可调垫铁、台板。(包括轴承座回油套管);低压缸垫块、可调垫铁、台板等基础部分相关附件。

2)第2批供货:汽轮机各轴承座、轴瓦等相关部件;高、低压汽门部分各部件;高压外缸、隔板套等相关部件，高压转子;低压外缸、低压内缸，隔板等相关部件，低压转子。

3)第3批供货:汽轮机靠背轮螺栓、垫片、盘车装置等相关部件。

4)最后:汽轮机罩壳部分。

4.3 做好制造阶段检查和验收

汽轮机安装过程中的问题，很多都是设备在制造厂内检查不完善而带到现场来的，且设备一旦带缺陷发运至现场，受各种条件的制约，处理难度和成本将成倍增加。制造厂应在厂内完成对关键部件试装配、对产品基本参数及接口尺寸的复核，并减少低级人因错误。如轴瓦壳体顶部间隙超标问题、部分低压隔板套支撑键垫块尺寸错误问题、高压缸端汽封垫片分布的螺栓孔设计数量与实际数量不符问题等。