汽轮机转子更换方法与流程

1.本发明涉及汽轮机领域，尤其是涉及一种汽轮机转子更换方法。


背景技术：

2.核电站的汽动给水泵设备在核电站的功能是向蒸发器提供所需流量的给水，与给水系统一起作用将蒸发器液位维持在正常的水平，进而保证核电站系统的安全稳定运行，其所承担作用对于核电站的安全稳定运行而言至关重要，但在制造、安装、运维等一系列全寿期流程中，尤其是早期的制造和安装期间对其的关注远不及对于主汽轮机、发电机等大型重要设备的关注，造成制造期间的汽动给水泵设备与设计值之间的偏差、不同汽动给水泵泵组设备尺寸之间的偏差无法追溯到相关的记录值。
3.不同汽动给水泵组之间、及在运设备与设计基准值之间的偏差不从所知，对于如转子等重要部件的更换造成诸多困难。尤其是在核电站大修工期受到严格控制的情况下，无法在要求的时间窗口下按照常规的方法完成相关偏差的处理，错过了更换转子等部件的时间窗口，导致更换项目执行失败，相关的设备管理措施无法如期实施的问题，给汽动给水泵设备、及核电站系统的安全稳定运行埋下了安全隐患。
4.在老化的转子更换措施实施过程中，经常会发现了新转子备件与需要更换的旧转子的轴径尺寸、转子长度尺寸等均存在较大偏差的情况。轴径尺寸偏差带来轴径与轴瓦之间间隙的偏差，会导致问题：间隙较小，造成轴承运行温度的异常升高，导致轴承局部过热。
5.常规的方案和处理措施是：采用常规的人员手工修刮修复椭圆轴瓦，但存在问题：
6.检查发现的新旧转子轴径尺寸偏差的问题，导致的转子的椭圆轴承的椭圆轴瓦修复量比常规检修的修复量要大得多，采用常规的人员手工修刮修复的方法，其修刮效率低，且人工修刮带来的主要问题是沿着椭圆轴瓦的轴向、以及径面一周，最终修刮的尺寸存在较大的不一致性，最终在轴承的瓦面上留下局部的高点(或者说凸起点)，意味着在高点上的负荷增大、且润滑流量不足，导致运行期间在高点区域出现热点椭圆轴瓦椭圆轴瓦。椭圆轴瓦上的热点导致轴承温度升高，达到轴承温度报警值、甚至进一步上升至触发设备跳闸阈值时，将会带来日常机组运行重大的安全隐患。
7.所以需要制定一项高效且更为可靠的安装新转子的措施，确保新安装的转子与原有的椭圆轴承的椭圆轴瓦配合运行良好。


技术实现要素：

8.本发明要解决的技术问题在于，针对相关技术中的上述缺陷，提供一种改进的汽轮机转子更换方法。
9.本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括：提供一种汽轮机转子更换方法，包括：
10.步骤s1：将旧的转子从椭圆轴承上取下，将椭圆轴承的两片剖分式的椭圆轴瓦从椭圆轴承上取出，一个所述椭圆轴瓦的两个所述剖分面与另一个所述椭圆轴瓦的两个所述
剖分面分别相对设置，相对设置的两个所述剖分面之间设置有垫块，使得两片所述椭圆轴瓦与所述垫块组成的形状接近圆形；
11.步骤s2：将所述椭圆轴瓦连同所述垫块安装到机加工设备上，对所述椭圆轴瓦进行加工；
12.步骤s3：对所述椭圆轴瓦加工完后，将所述垫块从所述椭圆轴瓦上取出，将两片所述椭圆轴瓦装回椭圆轴承上；
13.步骤s4：将待安装的新的转子安装到椭圆轴承上。
14.优选地，步骤s1包括：确定待安装的转子转轴的直径d；
15.步骤s1还包括：确定直径为d的转子转轴在内侧直径为d圆形轴瓦中运转所需的侧隙所需的顶隙c
d2
＝d－d，其中d等于步骤s1中的两片所述椭圆轴瓦组成的内侧椭圆形的长轴，侧隙c
d1
为转子转轴在径向上的横向一侧与圆形轴瓦内侧的间隙，顶隙c
d2
为转子转轴在径向上的顶侧与圆形轴瓦内侧的间隙；
16.步骤s1还包括：确定转子在椭圆轴承上运转，转子转轴与所述椭圆轴瓦之间的所需的侧隙的最小值c
d1min
，所需的顶隙的最小值c
d2min
，其中，顶隙为在两片所述椭圆轴瓦组成的椭圆的短轴方向上，转子转轴侧面与所述椭圆轴瓦内侧的间隙，侧隙为在两片所述椭圆轴瓦组成的椭圆的长轴方向上，转子转轴侧面与所述椭圆轴瓦内侧的间隙；
17.在两片所述椭圆轴瓦组成的椭圆的短轴方向上，所述垫块的尺寸为δh，其中，若c
d2
小于c
d2min
且c
d1
小于c
d1min
，则δh＝2
×cd1min
－c
d2min
。
18.优选地，在两片所述椭圆轴瓦组成的椭圆的长轴方向上，所述垫块的尺寸等于所述椭圆轴瓦的厚度。
19.优选地，若c
d2
大于c
d2min
，则δh＝2
×cd1min
－c
d2
。
20.优选地，若c
d1
大于c
d1min
，则δh＝2
×cd1
－c
d2min
。
21.优选地，步骤s3还包括：在将所述垫块从所述椭圆轴瓦上取出后，在两片所述椭圆轴瓦组合成椭圆的状态下，测量轴瓦内侧在椭圆短轴方向的尺寸a以及在椭圆长轴方向的尺寸b，若a值在(d+c
d1min
)～(d+c
d2max
)范围内且b值在(d+2c
d2min
)～(d+2c
d2max
)范围内，则将所述椭圆轴瓦装回椭圆轴承上；否则，重复步骤s2，直至a值在(d+c
d1min
)～(d+c
d2max
)范围内且b值在(d+2c
d2min
)～(d+2c
d2max
)范围内。
22.优选地，所述垫块为长方体垫块。
23.优选地，在两片所述椭圆轴瓦组成的椭圆的长轴方向上，所述垫块的尺寸与所述椭圆轴瓦的所述剖分面尺寸相等。
24.优选地，在所述步骤s2中，对所述椭圆轴瓦进行的加工包括车削加工。
25.优选地，在所述步骤s2中，所述机加工设备为车床。
26.实施本发明的技术方案，至少具有以下的有益效果：该核电站给水泵的汽轮机转子安装方法，通过垫块将椭圆轴瓦组合成的形状接近圆形，再通过机加工设备对椭圆轴瓦进行加工，加工更加精确和高效，加工后的椭圆轴瓦尺寸能够更精确地达到与待安装转子配合的尺寸要求，进而安装待安装的转子，大大提高了给汽轮机更换新转子的工作的效率，同时保障汽轮机安装新转子后运转的安全性，提高椭圆轴瓦的寿命。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本发明汽轮机转子更换方法的一个椭圆轴瓦的正投影视图。
29.图2是本发明汽轮机转子更换方法的两个椭圆轴瓦组合成椭圆形的正投影视图。
30.图3是本发明汽轮机转子更换方法中在两个椭圆轴瓦之间设置垫块的正投影视图。
31.图中的标号表示：椭圆轴瓦1，剖分面11，垫块2。
具体实施方式
32.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。需要理解的是，如果文中出现“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如果文中出现“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
34.本发明的一种实施方式中的汽轮机转子更换方法，包括：
35.步骤s1：将旧的转子从椭圆轴承上取下，将椭圆轴承的两片剖分式的椭圆轴瓦1从椭圆轴承上取出，参见图1，每一椭圆轴瓦1包括分别设在两端的两个剖分面11，参见图3，一个椭圆轴瓦1的两个剖分面11与另一个椭圆轴瓦1的两个剖分面11分别相对设置，相对设置的两个剖分面11之间设置有垫块2，也即设置共两个垫块2，使得两片椭圆轴瓦1与垫块2组成的形状接近圆形，以便于在机加工设备上加工，因为普遍各种机加工设备加工圆形工件比较容易，对于椭圆形工件则很难加工甚至无法加工，例如车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床，圆形工件安装到车床上后旋转起来，车刀对旋转的工件进行加工，能很方便地加工圆形工件，而对于椭圆形工件则几乎无法加工；
36.步骤s2：将椭圆轴瓦1连同垫块2安装到机加工设备上，对椭圆轴瓦1进行加工；
37.步骤s3：对椭圆轴瓦1加工完后，将垫块2从椭圆轴瓦1上取出，将两片椭圆轴瓦1装回椭圆轴承上；
38.步骤s4：将待安装的新的转子安装到椭圆轴承上。
39.该核电站给水泵的汽轮机转子安装方法，通过垫块2将椭圆轴瓦1组合成的形状接近圆形，再通过机加工设备对椭圆轴瓦1进行加工，加工更加精确和高效，加工后的椭圆轴瓦1尺寸能够更精确地达到与待安装转子配合的尺寸要求，进而安装待安装的转子，大大提高了给汽轮机更换新转子的工作的效率，同时保障汽轮机安装新转子后运转的安全性，提高椭圆轴瓦1的寿命。
40.优选地，步骤s1包括：确定待安装的转子转轴的直径d；
41.优选地，步骤s1还包括：确定直径为d的转子转轴在内侧直径为d圆形轴瓦中运转所需的侧隙所需的顶隙c
d2
＝d－d，其中d等于步骤s1中的两片椭圆轴瓦1组成的内侧椭圆形的长轴，侧隙c
d1
为转子转轴在径向上的横向一侧与圆形轴瓦内侧的间隙，顶隙c
d2
为转子转轴在径向上的顶侧与圆形轴瓦内侧的间隙；
42.由于对于椭圆瓦轴承而言，侧隙和顶隙一般由轴承商家根据运行工况参数计算后给出：
43.侧隙控制范围为：c
d1min
～c
d1max
，其中，c
d1min
为侧隙的最小值，c
d1max
为侧隙的最大值；
44.顶隙控制范围为：c
d2min
～c
d2max
，其中，c
d2min
为顶隙的最小值，c
d2max
为顶隙的最大值。
45.为了保证轴承寿命尽可能地长，侧隙和顶隙分别选取最小值c
d1min
、c
d2min
作为轴承修复的最终目标值，所以，步骤s1还包括：确定转子在椭圆轴承上运转，转子转轴与椭圆轴瓦1之间的所需的侧隙的最小值c
d1min
，所需的顶隙的最小值c
d2min
，其中，对于椭圆轴承而言，顶隙为在两片椭圆轴瓦1组成的椭圆的短轴方向上，转子转轴侧面与椭圆轴瓦1内侧的间隙，侧隙为在两片椭圆轴瓦1组成的椭圆的长轴方向上，转子转轴侧面与椭圆轴瓦1内侧的间隙；
46.参见图3，在两片椭圆轴瓦1组成的椭圆的短轴方向上，垫块2的尺寸(即垫块2的厚度)为δh，其中，若c
d2
小于c
d2min
且c
d1
小于c
d1min
，则δh＝2
×cd1min
－c
d2min
，从而两片椭圆轴承的椭圆轴瓦1与垫块2组成的形状尽量接近标准圆形，以便于加工。
47.参见图3，在两片椭圆轴瓦1组成的椭圆的长轴方向上，垫块2的尺寸(即垫块2的宽度)等于椭圆轴瓦1的厚度。
48.若c
d2
在正常范围内且大于c
d2min
，则δh＝2
×cd1min
－c
d2
，从而两片椭圆轴承的椭圆轴瓦1与垫块2组成的形状尽量接近标准圆形，以便于加工。
49.若c
d1
在正常范围内且大于c
d1min
，则δh＝2
×cd1
－c
d2min
，从而两片椭圆轴承的椭圆轴瓦1与垫块2组成的形状尽量接近标准圆形，以便于加工。
50.处理椭圆轴瓦1间隙超标问题的方法：通过下述步骤处理椭圆轴瓦1超标问题，能够有效确保椭圆轴瓦1瓦面的各部位、以及轴向均确保其间隙均匀。选取垫块2高度：对上述方法计算出来的数据进行四舍五入，以便于选取合适的标准垫块2，如：
51.c
d1
＝0.28～0.30mm
52.c
d2
＝0.27mm(为实际测量的数据，该间隙正好在设计要求范围0.2～0.3mm之内)
53.计算δh＝2
×
0.28－0.27＝0.29mm。
54.优选地，步骤s3还包括：参见图2，在将垫块2从椭圆轴瓦1上取出后，在两片椭圆轴瓦1的剖分面11相对地组合成椭圆的状态下，测量轴瓦内侧在椭圆短轴方向的尺寸a以及在椭圆长轴方向的尺寸b，若a值在(d+c
d1min
)～(d+c
d2max
)范围内且b值在(d+2c
d2min
)～(d+2c
d2max
)范围内(理想状态下应当大于、且靠近(d+2c
d2min
)即可)，则将椭圆轴瓦1装回椭圆轴承上；否则，重复步骤s2，直至a值在(d+c
d1min
)～(d+c
d2max
)范围内且b值在(d+2c
d2min
)～(d+2c
d2max
)范围内才将椭圆轴瓦1装回椭圆轴承上。
55.参见图3，垫块2为标准的长方体垫块，确保垫起高度的准确性。
56.参见图3，在两片椭圆轴瓦1组成的椭圆的长轴方向上，垫块2的尺寸与椭圆轴瓦1的剖分面11尺寸相等，以使两片椭圆轴瓦1与垫块2组成的形状尽量接近标准圆形。
57.优选地，在步骤s2中，对椭圆轴瓦1进行的加工包括车削加工。
58.优选地，在步骤s2中，机加工设备为车床。
59.避免以往的手工刮修椭圆轴瓦1的方式，采用机加工工艺进行处理，确保加工后的轴瓦轴向、周向尺寸均匀、无高点，消除了汽轮机转子运行期间高点所带来的局部温度高的问题；
60.结合椭圆轴瓦1实际测量数据及间隙要求计算出车削加工所需要的垫块2厚度，将需要加工的方向上的数值按照最小设计间隙进行设置，确保轴瓦剩余的运行寿命尽量长；
61.选取标准的立方体形状的垫块2，确保垫起的高度准确。
62.该核电站给水泵的汽轮机转子安装方法，通过垫块2将椭圆轴瓦1组合成的形状接近圆形，再通过机加工设备对椭圆轴瓦1进行加工，加工更加精确和高效，加工后的椭圆轴瓦1尺寸能够更精确地达到与待安装转子配合的尺寸要求，进而安装待安装的转子，大大提高了给汽轮机安更换转子的工作的效率，消除了以往安装转子方法所带来的处理效率低、耗时长、加工不均匀，进而引起处理后运行状态不理想的问题，同时保障汽轮机安装新转子后运转的安全性，高效、安全可靠、且最大限度保留了椭圆轴瓦1剩余寿命不受损害；结合实际椭圆轴瓦1测量尺寸状态、椭圆轴瓦1设计尺寸要求，确定加工时所需的垫块2尺寸，运用标准的立方体的垫块2以确保垫块2的准确性，然后按照计算尺寸进行车削加工。
63.就经济效益而言，如果采用以往手工加工椭圆轴瓦1再安装新转子的方式，进行一次需要需要约5天时间，此期间需要启动电动给水泵，电动给水泵在5天内的耗电960000kwh，核电站机组较汽动泵运行少发电量约为640000kwh。而采用本技术方案的核电站给水泵的汽轮机转子安装方法，不但能够避免上述直接损失，更重要的是确保了设备正常安全运行，进而对机组的安全运行提供了安全保障。
64.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种汽轮机转子更换方法，其特征在于，包括：步骤s1：将旧的转子从椭圆轴承上取下，将椭圆轴承的两片剖分式的椭圆轴瓦(1)从椭圆轴承上取出，每一所述椭圆轴瓦(1)包括分别设在两端的两个剖分面(11)，一个所述椭圆轴瓦(1)的两个所述剖分面(11)与另一个所述椭圆轴瓦(1)的两个所述剖分面(11)分别相对设置，相对设置的两个所述剖分面(11)之间设置有垫块(2)，以使两片所述椭圆轴瓦(1)与所述垫块(2)组成的形状接近圆形；步骤s2：将所述椭圆轴瓦(1)连同所述垫块(2)安装到机加工设备上，对所述椭圆轴瓦(1)进行加工；步骤s3：对所述椭圆轴瓦(1)加工完后，将所述垫块(2)从所述椭圆轴瓦(1)上取出，将两片所述椭圆轴瓦(1)装回椭圆轴承上；步骤s4：将待安装的新的转子安装到椭圆轴承上。2.根据权利要求1所述的汽轮机转子更换方法，其特征在于，步骤s1包括：确定待安装的转子转轴的直径d；步骤s1还包括：确定直径为d的转子转轴在内侧直径为d圆形轴瓦中运转所需的侧隙所需的顶隙c
d2
＝d－d，其中d等于步骤s1中的两片所述椭圆轴瓦(1)组成的内侧椭圆形的长轴，侧隙c
d1
为转子转轴在径向上的横向一侧与圆形轴瓦内侧的间隙，顶隙c
d2
为转子转轴在径向上的顶侧与圆形轴瓦内侧的间隙；步骤s1还包括：确定转子在椭圆轴承上运转，转子转轴与所述椭圆轴瓦(1)之间的所需的侧隙的最小值c
d1min
，所需的顶隙的最小值c
d2min
，其中，顶隙为在两片所述椭圆轴瓦(1)组成的椭圆的短轴方向上，转子转轴侧面与所述椭圆轴瓦(1)内侧的间隙，侧隙为在两片所述椭圆轴瓦(1)组成的椭圆的长轴方向上，转子转轴侧面与所述椭圆轴瓦(1)内侧的间隙；在两片所述椭圆轴瓦(1)组成的椭圆的短轴方向上，所述垫块(2)的尺寸为δh，其中，若c
d2
小于c
d2min
且c
d1
小于c
d1min
，则δh＝2
×
c
d1min
－c
d2min
。3.根据权利要求2所述的汽轮机转子更换方法，其特征在于，在两片所述椭圆轴瓦(1)组成的椭圆的长轴方向上，所述垫块(2)的尺寸等于所述椭圆轴瓦(1)的厚度。4.根据权利要求2所述的汽轮机转子更换方法，其特征在于，若c
d2
大于c
d2min
，则δh＝2
×
c
d1min
－c
d2
。5.根据权利要求2所述的汽轮机转子更换方法，其特征在于，若c
d1
大于c
d1min
，则δh＝2
×
c
d1
－c
d2min
。6.根据权利要求2所述的汽轮机转子更换方法，其特征在于，步骤s3还包括：在将所述垫块(2)从所述椭圆轴瓦(1)上取出后，在两片所述椭圆轴瓦(1)组合成椭圆的状态下，测量轴瓦内侧在椭圆短轴方向的尺寸a以及在椭圆长轴方向的尺寸b，若a值在(d+c
d1min
)～(d+c
d2max
)范围内且b值在(d+2c
d2min
)～(d+2c
d2max
)范围内，则将所述椭圆轴瓦(1)装回椭圆轴承上；否则，重复步骤s2，直至a值在(d+c
d1min
)～(d+c
d2max
)范围内且b值在(d+2c
d2min
)～(d+2c
d2max
)范围内。7.根据权利要求1-6任一项所述的汽轮机转子更换方法，其特征在于，所述垫块(2)为长方体垫块。8.根据权利要求1-6任一项所述的汽轮机转子更换方法，其特征在于，在两片所述椭圆
轴瓦(1)组成的椭圆的长轴方向上，所述垫块(2)的尺寸与所述椭圆轴瓦(1)的所述剖分面(11)尺寸相等。9.根据权利要求1-6任一项所述的汽轮机转子更换方法，其特征在于，在所述步骤s2中，对所述椭圆轴瓦(1)进行的加工包括车削加工。10.根据权利要求1-6任一项所述的汽轮机转子更换方法，其特征在于，在所述步骤s2中，所述机加工设备为车床。

技术总结
本发明提供了一种汽轮机转子更换方法，包括步骤S1-步骤S4，步骤S1：将旧的转子从椭圆轴承上取下，在椭圆轴瓦每一端的对应的剖分面之间都设置垫块，以使两片椭圆轴瓦与垫块组成的形状接近圆形；步骤S2：将椭圆轴瓦连同垫块安装到机加工设备上，对椭圆轴瓦进行加工；步骤S3：将两片椭圆轴瓦装回椭圆轴承上；步骤S4：将待安装的新的转子安装到椭圆轴承上。该方法通过垫块将椭圆轴瓦组合成的形状接近圆形，再通过机加工设备对椭圆轴瓦进行加工，加工更加精确和高效，加工后的椭圆轴瓦尺寸能够更精确地达到与待安装转子配合的尺寸要求，大大提高了给汽轮机更换新转子的工作的效率，同时保障安全性，提高椭圆轴瓦的寿命。提高椭圆轴瓦的寿命。提高椭圆轴瓦的寿命。


技术研发人员：王晓峰 黄崇河 何东 裴伟 魏恒
受保护的技术使用者：广东核电合营有限公司 岭澳核电有限公司 大亚湾核电运营管理有限责任公司 中国广核集团有限公司
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/6/27