百萬千瓦級(jí)核電機(jī)組外機(jī)座測(cè)試系統(tǒng)的研制

 摘  要 從理論上對(duì)百萬千瓦級(jí)核電外機(jī)座測(cè)試系統(tǒng)之研制、測(cè)試方法之選擇、測(cè)量原理、精度分析等進(jìn)行全面之論述，并對(duì)該測(cè)試系統(tǒng)之應(yīng)用效果進(jìn)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(jī)；核電機(jī)組；外機(jī)座；測(cè)試系統(tǒng)；準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡；同軸度

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1引言

  百萬千瓦級(jí)核電機(jī)組是東方電機(jī)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(jī)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(jī)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(jí)核電外機(jī)座是核電機(jī)組之關(guān)鍵部件，體積龐大，噸位重，在裝焊和加工過程中對(duì)機(jī)械加工設(shè)備及檢測(cè)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(jī)組外機(jī)座之加工質(zhì)量，花巨資對(duì)W250HC鏜床進(jìn)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(jī)座加工之需要，但仍然缺乏重型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，客觀上造成了外機(jī)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(jī)座裝焊加工時(shí)，如何確定工件之軸線；多環(huán)裝焊、多段組焊時(shí)，如何保證各環(huán)之同軸度；調(diào)頭分段加工時(shí)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(shí)，怎樣確保6塊板同軸；總裝時(shí)怎樣找出機(jī)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(jī)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(jì)測(cè)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(jí)核電機(jī)組外機(jī)座中心測(cè)試系統(tǒng)，用于核電外機(jī)座之裝焊加工等生產(chǎn)實(shí)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(jī)座基本結(jié)構(gòu)及測(cè)試要求

    核電外機(jī)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(cè)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(jī)座分4段裝焊而成，各段分別裝焊時(shí)，各環(huán)板之同軸度可以通過中心柱準(zhǔn)確測(cè)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(shí)，則需要用特殊之方法找同心，因?yàn)?段安裝時(shí)總高度達(dá)12000mm左右[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

   (2)外機(jī)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(tái)(阿爾斯通公司使用回轉(zhuǎn)工作臺(tái))，外機(jī)座只能分步調(diào)頭加工，即一端加工完后，將外機(jī)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(duì)11000mm長之工件來說，只有采用特殊之測(cè)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(jī)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(jī)座之內(nèi)表面[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。加工時(shí)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(jī)座關(guān)鍵尺寸之一)，就必須使用專門之測(cè)量方法找正[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

  (4)機(jī)組總裝時(shí)，原有之找中心方法已無法滿足外機(jī)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(cè)量方法[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

3測(cè)試方案之選擇

  據(jù)有關(guān)資料顯示，確保核電機(jī)組外機(jī)座這么大部件之位置測(cè)量精度，國內(nèi)尚無較成熟之測(cè)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(fèi)用高(報(bào)價(jià)22萬元)，研制周期長，滿足不了東電公司核電外機(jī)座生產(chǎn)進(jìn)度要求；若購置國外之激光準(zhǔn)直儀，基本技術(shù)參數(shù)滿足不了核電外機(jī)座測(cè)量要求，而且費(fèi)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(jìn)行認(rèn)真研究和可行性分析，尋求 佳之測(cè)試方案[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

  對(duì)于2(1)項(xiàng)裝焊時(shí)找同心問題，運(yùn)用準(zhǔn)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(cè)試方法，確定各環(huán)板裝焊時(shí)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(duì)于2(2)、2(3)、2(4)項(xiàng)之問題，著眼于現(xiàn)有測(cè)量設(shè)備之功能，將測(cè)量微準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡自準(zhǔn)直系統(tǒng)與望遠(yuǎn)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來，并對(duì)其配套設(shè)施進(jìn)行更新改造，使小功能靈巧地轉(zhuǎn)換成大功能，增強(qiáng)了剛性，擴(kuò)大了量程[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。與此同時(shí)，還將反射目標(biāo)靶心精確定位在鏜床鏜桿軸線上，與測(cè)微準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡自準(zhǔn)直光軸合理匹配，組成一套具有東電公司特色之測(cè)試系統(tǒng)(如圖1所示)，比較準(zhǔn)確地建立起與鏜床鏜桿軸線延長線相重合之基準(zhǔn)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(jī)座測(cè)試系統(tǒng)主要由下列幾部分組成：

  (1)測(cè)微準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡；

  (2)大目標(biāo)(含反射大目標(biāo)、可調(diào)反射大目標(biāo)和透射大目標(biāo)等)；

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

  (4)自準(zhǔn)直光源(含法蘭盤、自準(zhǔn)直光源及目標(biāo)照明器等)；

  (5)儀器支架(6個(gè)自由度可微調(diào))；

  (6)W250HC鏜床專用插頭式反射目標(biāo)靶；

    (7)分中找水平測(cè)量裝置；

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

  測(cè)試系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)如下(單位：mm)：

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