百萬千瓦級核電機組外機座測試系統(tǒng)的研制

 摘  要 從理論上對百萬千瓦級核電外機座測試系統(tǒng)之研制、測試方法之選擇、測量原理、精度分析等進行全面之論述，并對該測試系統(tǒng)之應(yīng)用效果進行客觀之總結(jié)[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

��  關(guān)鍵詞 汽輪發(fā)電機；核電機組；外機座；測試系統(tǒng)；準直望遠鏡；同軸度

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1引言

��  百萬千瓦級核電機組是東方電機股份有限公司(以下簡稱東電公司)與法國阿爾斯通公司合作生產(chǎn)之，機組將安裝在廣東嶺澳核電站[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。東電公司承擔(dān)了部分大型零部件之裝焊與加工任務(wù)，“外機座”就是其中難度 大之任務(wù)之一[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

��   百萬千瓦級核電外機座是核電機組之關(guān)鍵部件，體積龐大，噸位重，在裝焊和加工過程中對機械加工設(shè)備及檢測方法都有較為特殊之要求[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。東電公司為了確保核電機組外機座之加工質(zhì)量，花巨資對W250HC鏜床進行了數(shù)控改造[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。改造后之加工設(shè)備雖然基本滿足了外機座加工之需要，但仍然缺乏重型回轉(zhuǎn)工作臺，客觀上造成了外機座無法調(diào)頭加工[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。因此，一系列急待解決之問題就這樣提出來了[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。如外機座裝焊加工時，如何確定工件之軸線；多環(huán)裝焊、多段組焊時，如何保證各環(huán)之同軸度；調(diào)頭分段加工時需2次裝卡、翻身，怎樣確定工件之軸線并保證其同軸度符合要求；彈簧板座裝配、基板裝配時，怎樣確保6塊板同軸；總裝時怎樣找出機組之中心線等等[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。這些都是困擾核電外機座生產(chǎn)之 關(guān)鍵之問題，也是本課題所要解決之問題[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

��  由東電公司計測處、工藝處和重金工分廠等單位工程技術(shù)人員共同努力，研制成功了百萬千瓦級核電機組外機座中心測試系統(tǒng)，用于核電外機座之裝焊加工等生產(chǎn)實際之中，取得了顯著之效果[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

2核電外機座基本結(jié)構(gòu)及測試要求

    核電外機座總長11020mm， 大寬度6300mm， 大高度5390mm，外徑5120mm，內(nèi)徑4000mm，重約160t，由15道環(huán)板分4段精心裝焊而成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造過程中需要一些特殊之測量，以確保其加工質(zhì)量[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

��  (1)外機座分4段裝焊而成，各段分別裝焊時，各環(huán)板之同軸度可以通過中心柱準確測量[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。但段與段之間組合時，則需要用特殊之方法找同心，因為4段安裝時總高度達12000mm左右[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

   ��(2)外機座裝焊后，在W250HC鏜床上加工兩端面和端板內(nèi)圓等部位[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。由于該鏜床無回轉(zhuǎn)工作臺(阿爾斯通公司使用回轉(zhuǎn)工作臺)，外機座只能分步調(diào)頭加工，即一端加工完后，將外機座吊轉(zhuǎn)180°再加工另一端[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。這對11000mm長之工件來說，只有采用特殊之測量方法找正，才能確保兩端之同軸度[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

��  (3)外機座端面加工直徑4400mm，內(nèi)孔3960mm，4塊彈簧板與2塊基板切向不均勻分布在外機座之內(nèi)表面[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。加工時要確保這6塊長約7000mm之板與端面內(nèi)圓同心(這是核電外機座關(guān)鍵尺寸之一)，就必須使用專門之測量方法找正[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

��  (4)機組總裝時，原有之找中心方法已無法滿足外機座、內(nèi)定子、端蓋、軸承和轉(zhuǎn)子等大型部件找同心之需要，必須研究新之找中心測量方法[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

3測試方案之選擇

��  據(jù)有關(guān)資料顯示，確保核電機組外機座這么大部件之位置測量精度，國內(nèi)尚無較成熟之測量方法[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。若與科研院所合作開發(fā)研制，費用高(報價22萬元)，研制周期長，滿足不了東電公司核電外機座生產(chǎn)進度要求；若購置國外之激光準直儀，基本技術(shù)參數(shù)滿足不了核電外機座測量要求，而且費用更高(約15萬美元)[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。因此必須進行認真研究和可行性分析，尋求 佳之測試方案[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

��  對于2(1)項裝焊時找同心問題，運用準確度較高之美制數(shù)顯卷尺等分圓周與拉鋼絲掛重錘相結(jié)合之測試方法，確定各環(huán)板裝焊時之位置精度，然后分段組合相互間定位，確保整體裝焊同軸符合圖紙要求[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

��  對于2(2)、2(3)、2(4)項之問題，著眼于現(xiàn)有測量設(shè)備之功能，將測量微準直望遠鏡自準直系統(tǒng)與望遠系統(tǒng)有機結(jié)合起來，并對其配套設(shè)施進行更新改造，使小功能靈巧地轉(zhuǎn)換成大功能，增強了剛性，擴大了量程[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。與此同時，還將反射目標靶心精確定位在鏜床鏜桿軸線上，與測微準直望遠鏡自準直光軸合理匹配，組成一套具有東電公司特色之測試系統(tǒng)(如圖1所示)，比較準確地建立起與鏜床鏜桿軸線延長線相重合之基準線，滿足了加工工藝要求[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

 

  核電外機座測試系統(tǒng)主要由下列幾部分組成：

��  (1)測微準直望遠鏡；

��  (2)大目標(含反射大目標、可調(diào)反射大目標和透射大目標等)；

��  (3)安裝望遠鏡附件(含可調(diào)架、水平座、球體、球座、球夾等)；

��  (4)自準直光源(含法蘭盤、自準直光源及目標照明器等)；

��  (5)儀器支架(6個自由度可微調(diào))；

��  (6)W250HC鏜床專用插頭式反射目標靶；

��    (7)分中找水平測量裝置；

��  (8)彈簧板找正測量裝置[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

��  測試系統(tǒng)主要技術(shù)指標如下(單位：mm)：

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