核电半速汽轮发电机组汽发中心偏差大的分析与处理

广东某核电站百万千瓦半速汽轮发电机组由高压缸、两台低压缸、发电机、励磁机组成。为避免运行时基础与机组产生共振，汽轮机基础平台由22组76个基础弹簧支撑(图1)，每组弹簧都预埋了弹簧高度测量测点，用来监测各组弹簧载荷变化情况。此外，汽轮机基础平台均匀布置了28个绝对标高测点（1MXQ201-1MXQ228），用来测量基础标高变化情况，标高测点布置如图2所示。

图1 西门子核电半速机组布置及基础支撑示意

图2 汽轮发电机基础平台标高测点示意图

1 汽发中心偏差情况

此电站某机组第03次换料大修期间，轴系中心检查及调整阶段，测量发现汽发中心数据偏差较大，垂直方向下张口达到0.16mm，如表1所示，远超出设计标准上限（≤0.03mm），严重影响机组安全稳定运行。

表1 汽发中心偏差情况

2.原因分析

2.1 汽轮机基础标高对比

为了比较各个位置的相对沉降量，选取励磁机标高测点（1MXQ201和1MXQ202）为0位，以工程安装期间的基础标高为基准，用三轮大修（简称0123）的标高数据进行对比（表2）。

表2 三轮大修（01/02/03）与安装阶段基础标高数据变化（单位：mm）

图3 三轮大修（01/02/03）与安装阶段基础标高变化曲线

为了更直观比较各个位置的相对沉降量，将表2中数据绘制到图3中。从图3可以分析出：汽轮机基础平台各个位置标高变化不一致，存在不均匀沉降；对比01大修与02大修标高变化曲线，除了励磁机与发电机励端那一段，两条曲线走向趋势一致，说明01大修至02大修一个换料周期内汽轮机基础平台基本是整体沉降，因此02大修汽发中心调整量较小；对比03大修与02大修标高变化曲线，两条曲线走向趋势不一致，03大修发电机励端以及LP2中部基础标高相对升高，即发电机后端、LP2前端上翘，导致汽发中心出现较大下张口。

2.2 汽轮机基础弹簧高度对比

汽轮机基础平台载荷随机组状态变化而变化，基础弹簧高度只有在同一机组状态下才具备可比性。所以，此处选取02和03两次大修灌水找中心阶段的基础弹簧高度数据进行对比分析。03大修相对于02大修基础弹簧高度变化量见表3和图4。从图4基础弹簧高度变化曲线来看，从02到03大修，汽轮机基础平台发生了不均匀沉降，发电机部位基础弹簧高度升高，4号轴承箱（LP2后侧）部位弹簧高度降低，表明4号轴承箱处基础呈现下沉趋势，而发电机基础及LP2前侧基础呈现上翘趋势，因此导致汽发中心出现较大下张口。

图4 03大修相对于02大修基础弹簧高度变化量

表3 03大修相对于02大修基础弹簧高度变化量（单位：mm）

综上所述，汽轮机基础标高和基础弹簧高度变化表明汽轮机基础平台发生了不均匀沉降，且不均匀沉降发生在4号轴承箱和发电机调端位置时，从而导致汽发中心出现较大下张口。

3 汽发中心调整

汽发中心偏差大的根本原因是基础不均匀沉降，由于同类机型没有基础弹簧高度调整经验，而且大修前没有针对基础弹簧调整准备充足的工器具和人力，故选择通过抽减发电机定子底部垫片来调整汽发中心，使得轴系中心恢复至设计标准要求。最终，发电机励端降低1.00mm，励磁机台板前端下降0.20mm、后端下降0.80mm，由于励磁机台板底部垫片不足，励磁机轴承座降低0.94mm，同时为了保证励磁机空气间隙，励磁机主励及副励也随励磁机轴承座降低0.94mm。

4 结语

针对检修中发现的汽发中心偏差大问题，通过测量基础弹簧高度和基础标高，对比历史数据，确认汽发中心偏差大的主要原因是基础不均匀沉降，并通过调整发电机定子和励磁机使得轴系中心恢复至设计标准要求。本次调整过程，虽然通过轴系的大范围调整实现了对轮中心数据合格，并且涉及到了不常用励磁机轴承座的调整，具备一定程度的借鉴意义，但是涉及设备多、动作量大、费时费力，且存在一定潜在影响，从根本上和长远性来说，还是要积极地探索和尝试基础弹簧调整，从而实现基础不均匀沉降问题的彻底纠正。