百萬千瓦級核電機組外機座測試系統的研制

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

��  關鍵詞 汽輪發電機；核電機組；外機座；測試系統；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之，機組將安裝在廣東嶺澳核電站[陽光電子學校維修專家友情提示]。東電公司承擔了部分大型零部件之裝焊與加工任務，“外機座”就是其中難度 大之任務之一[陽光電子學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備及檢測方法都有較為特殊之要求[陽光電子學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量，花巨資對W250HC鏜床進行了數控改造[陽光電子學校維修專家友情提示]。改造后之加工設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工作臺，客觀上造成了外機座無法調頭加工[陽光電子學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；多環裝焊、多段組焊時，如何保證各環之同軸度；調頭分段加工時需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[陽光電子學校維修專家友情提示]。這些都是困擾核電外機座生產之 關鍵之問題，也是本課題所要解決之問題[陽光電子學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，用于核電外機座之裝焊加工等生產實際之中，取得了顯著之效果[陽光電子學校維修專家友情提示]。

2核電外機座基本結構及測試要求

    核電外機座總長11020mm， 大寬度6300mm， 大高度5390mm，外徑5120mm，內徑4000mm，重約160t，由15道環板分4段精心裝焊而成，結構復雜，制造過程中需要一些特殊之測量，以確保其加工質量[陽光電子學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，各環板之同軸度可以通過中心柱準確測量[陽光電子學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圓等部位[陽光電子學校維修專家友情提示]。由于該鏜床無回轉工作臺(阿爾斯通公司使用回轉工作臺)，外機座只能分步調頭加工，即一端加工完后，將外機座吊轉180°再加工另一端[陽光電子學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[陽光電子學校維修專家友情提示]。

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

3測試方案之選擇

��  據有關資料顯示，確保核電機組外機座這么大部件之位置測量精度，國內尚無較成熟之測量方法[陽光電子學校維修專家友情提示]。若與科研院所合作開發研制，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進度要求；若購置國外之激光準直儀，基本技術參數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顯卷尺等分圓周與拉鋼絲掛重錘相結合之測試方法，確定各環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，著眼于現有測量設備之功能，將測量微準直望遠鏡自準直系統與望遠系統有機結合起來，并對其配套設施進行更新改造，使小功能靈巧地轉換成大功能，增強了剛性，擴大了量程[陽光電子學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(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[陽光電子學校維修專家友情提示]。

 

  核電外機座測試系統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、可調反射大目標和透射大目標等)；

��  (3)安裝望遠鏡附件(含可調架、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)；

��  (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[陽光電子學校維修專家友情提示]。

��  測試系統主要技術指標如下(單位：mm)：

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