(中广核核电运营有限公司维修标准化办公室 广东省深圳市 518124)
摘要:简介了岭澳核电站二期的半速汽轮机的结构特点和机组启动的标准过程。在充分认识汽轮机胀差原理和测量方法的基础上，针对3号机高压缸负胀差问题进行了深入分析其可能的原因，并根据现有条件和机组状态，结合现有的运行维修经验，拟定处理对策，最后圆满解决了该问题，为3号机组的工程调试进展提供了帮助，为机组的安全稳定运行提供了保障。
关键词:岭澳核电站二期 高压缸 负胀差 分析 对策
0 前言
岭澳核电站二期（下称LAⅡ）业主是岭东核电有限公司，由中国广东核电工程有限公司全面负责工程项目管理，在整个工程建设过程中，运营公司早介入早参与，掌握了系统设备的状况，积累了丰富的问题处理经验，提供了有力的技术支持。LAⅡ主体工程于2005年12月15日开工，建设工期为58个月， 3号机组于2010年9月15日投入商业运行。
1 高压缸负胀差问题描述
汽轮机转子与汽缸的相对膨胀，称为胀差。习惯上规定转子膨胀大于汽缸膨胀时的胀差值为正胀差，汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值为负胀差。胀差数值是很重要的运行参数，若胀差超限，则机组仪表保测量信号发出报警，如果情况严重，则需要打闸停机。
2010-7-23 3号机高中压缸胀差已经由带初负荷的-5.5mm减少到了-8.11mm，离报警-9mm、打闸-10mm很接近了，并且有随着负荷增加继续减少的趋势。
2010-8-6 L3 机组完成50%Pn平台试验后，L3GME019MY胀差接近了打闸值(报警2：-12mm)，该问题就成为了机组功率提升的障碍，从2010-8-7 开始分析原因拟定对策，质疑L3GME019MY仪表测量信号不正确，提出机械手工测量L3高中压缸胀差值，通过各功率平台机械测量胀差值，同时对比4号机冷态基准值，确定仪表显示确实不正确，并推算出实际胀差值，结论L3GME019MY实际差胀值在正常范围内，可以继续升功率，后机组顺利升功率至87%Pn，8月20日消缺窗口对L3GME019MY仪表重新设定零位，机组功率830MW,核功率50%Pn，胀差值L3GME019MY 为-5.06mm，与机械测量结果一致，仪表显示已经无问题，胀差值在正常范围内，不影响机组继续升功率。
表１ L3汽轮机胀差测量探头及定值列表
说明：L3GME019MY数值为高中压转子膨胀3GME019MV与高中压缸膨胀3GME020MV求差的结果，即高中压缸转子与缸之间的胀差。L3GME019MY报警定值（报警1：-11,+7; 报警2：-12,+8）。
2 高压缸胀差测量方法
（1）机械测量方法
尺寸a 测量工具：塑料直尺、游标卡尺 意义：直接测量出高中压缸胀差值。
尺寸b 测量工具：特质铜片卡尺、游标卡尺、记号笔 意义：直接测量出转子绝对膨胀值。
“a”、“b”、GME019MV的手工测量位置示意
（2）仪表测量方法
仪表测量高中压缸胀差3GME019MY数值为高中压转子膨胀3GME019MV与高中压缸膨胀3GME020MV求差的结果，计算在DCS系统直接完成，在KIC画面上直接读取GME019MY数值。
3GME019MV转子膨胀测量探头型号PR6470+PR6424, GME020MV绝对膨胀测量探头型号PR9350。
GME019MV测量示意图
GME020MV测量示意图
3 高压缸胀差问题分析处理过程及对策
ALSTOM设计部门提供3HIP胀差理论曲线图
（1）使胀差向负值增大的一般原因
造成胀差向负值增大的一般原因包括设计制造问题和运行操作问题，运行操作问题又包括负荷迅速下降或突然甩负荷、主汽温骤减或启动时的进汽温度低于金属温度、水冲击、汽缸夹层中流入高温蒸汽、轴封汽温度太低、轴向位移变化、轴承油温太低、启动转速突升，由于转子在离心力的作用下轴向尺寸缩小、及仪表探头故障等。
（2）问题的出现
2010年7月23日， 3号机高中压缸胀差已经由带初负荷的-5.5mm减少到了-8.11mm，离报警-9mm、打闸-10mm很接近了，并且有随着负荷增加继续减少的趋势，提请指挥部关注，将与厂家、设计、安装共同分析原因及解决对策。
2010年7月26日，收集几组数据（见下表），可以看到，HIP的转子和定子都再胀，但汽缸要胀得多。
2010年7月27日，上午专家组召集东方、设计、采购、调试、生产各方进行了初步讨论分析如下：ALSTOM已经对高中压胀差、低压胀差的报警和停机值进行了升版，高中压胀差报警值：+6，-11mm，停机值：+7，-12mm；（原值，报警+7，-9，停机+8，-10），收集数据（见下表），从蒸汽温度的变化趋势看，往后转子也不一定会比汽缸胀的多。真可能会到-12mm的打闸值。
2010年7月28日，鉴于目前HIP胀差（超过-10.9mm）逼近报警值（-11mm）的情况，专家组决定：几次打闸后的负差涨变化趋势与分析一致，如果达到-12则打闸停机；可以升负荷；观察L3GME019MY的阶跃试验情况，分析原因，观察趋势，计算余量；IP缸的进/排汽参数比设计参数略低，有待观察，负胀差的影响因素很小。
2010年8月6 日，L3 机组完成50%Pn平台试验后，L3GME019MY胀差接近了打闸值(报警2：-12mm)，该问题就成为了机组功率提升的障碍，指挥部召开会议讨论解决方法。
（3）对仪表测量结果的质疑及估算实际胀差值
从2010年8月7日开始分析原因拟定对策，质疑L3GME019MY仪表测量信号不正确，提出机械手工测量L3高中压缸胀差值，通过各功率平台机械测量胀差值，同时对比4号机冷态基准值，确定仪表显示确实不正确，并推算出实际胀差值，结论L3GME019MY实际差胀值在正常范围内，可以继续升功率，后机组顺利升功率至87%Pn。
（4）仪表零位的重新标定
升功率至87%Pn整治性小修期间，打开1号轴承箱，拆卸轴头联轴器，根据安装时测量的转子和高中压缸的冷态基准尺寸及目前的相应数值修正仪表零位；同时检查对探头GME019MY进行更换。
4 高压缸胀差问题处理结果
2010年8月23日，L3GME019MV消缺处理后，根据前箱定位值 ，安装时为47mm，此次测量值为37.50mm，推算胀差零位（包括020MV和019MY）偏差为5-6mm。
截止2010年8月26日， L3机组达到满负荷（1053MW）时，L3GME019MV在DCS上的读数为-5.66mm，与手工测量计算的数值基本吻合，也与EDF反馈的N4机组的胀差值基本一致，因此，该问题已经妥善处理完毕。
5 结束语
岭澳核电站二期3号机组是国内首台自主化设计制造的百万千瓦级核汽轮机，是技术引进和改进的成果，在设计制造环节投入了大量的成本和技术力量，需要深入学习、全面掌握。本次这个技术专题，只是冰山一角，在今后的实际工作中，需要同行沟通交流、归纳反馈，传承技术经验和成果，尽快了解和掌握半速机技术。
参考文献:
［1］ 东方汽轮机厂总师办. 岭澳核电站二期核电汽轮机培训教材. 2006.08.P84~118.
［2］ 苏林森等. 900MW压水堆核电站系统与设备.培训教材. 1998年. 原子能出版社. P400~420.
论文作者:边健,马祥义
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/17
标签：测量论文; 机组论文; 差值论文; 转子论文; 功率论文; 中压论文; 仪表论文; 《电力设备》2018年第32期论文;