一种核电汽轮机低压转子膨胀量激光测量方法技术

本发明专利技术涉及一种核电汽轮机低压转子膨胀量激光测量方法，所述激光测量方法包括以下步骤：在低压转子的起始端布置第一激光测量标准球，在低压转子的终端布置第二激光测量标准球，所述第一激光测量标准球和所述第二激光测量标准球的连线与汽轮机轴系平行；使用激光跟踪仪测量所述第一激光测量标准球和所述第二激光测量标准球的坐标，测算出低压转子的基础热变形Δd；通过绝对膨胀探头测算出低压转子相对于基础的热膨胀量ΔL；按照下式计算出低压转子的绝对膨胀值：S＝ΔL+Δd。本发明专利技术步骤简单、易于实施，能够准确测量低压转子膨胀量，减少了运行人员对机组的干预，避免了机组降功率和打闸停机风险，提高了设备的可靠性和机组的发电效益。

A laser measurement method for the expansion of low pressure rotor of nuclear steam turbine

The invention relates to a low-pressure rotor of nuclear steam turbine expansion laser measurement method, the laser measurement method comprises the following steps: first arrangement of laser measurement standard ball at the start of the low pressure rotor end in the terminal arrangement of second laser measurement standard ball rotor, turbine shaft line and the first laser measurement standard and the ball second laser measurement standard ball parallel coordinates; using a laser tracker measurement of the first laser measurement standard ball and the second ball laser measurement standard, calculate the thermal deformation of the low-pressure rotor delta D; through the expansion of the absolute probe calculated relative to the base of low pressure rotor of the thermal expansion of delta L; according to the following formula to calculate the absolute the expansion of low pressure rotor values: S = Delta L+ delta D. The invention is simple and easy to carry out. It can accurately measure the expansion of the low pressure rotor, reduce the interference of the operator to the unit, avoid the risk of unit power reduction and shutting down, and improve the reliability of the equipment and the power generation efficiency of the generating unit.

【技术实现步骤摘要】
一种核电汽轮机低压转子膨胀量激光测量方法
本专利技术涉及核电站汽轮机检修
，具体而言，涉及一种核电汽轮机低压转子膨胀量激光测量方法。
技术介绍
为保证汽轮机动静部件不产生碰磨，汽轮机设计有低压转子绝对膨胀监测装置。低压转子绝对膨胀值的变化特点主要有以下三点：1.随海水温度变化而敏感变化；2.夏、冬季工况之间差值超过4.5mm，夏季工况膨胀值减小，冬季工况则相反；3.大修前后膨胀值差别大。现有低压转子绝对膨胀探头无法对机组状态进行准确监控，严重情况下可能产生动静碰磨、振动的风险。低压转子绝对膨胀值高，当超过报警值时，为了保证机组安全运行，运行人员需时刻关注膨胀值变化情况，必要时对机组进行干预，干预手段包括降低低压缸进汽温度，降低机组发电功率，甚至打闸停机。这些干预措施严重影响机组的可靠性和发电效益。通过对低压转子绝对膨胀值高故障的原因进行试验分析和研究，发现汽轮机基础形变受环境温度的影响而变化，从而导致低压缸转子绝对膨胀值超出报警值。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种核电汽轮机低压转子膨胀量激光测量方法，消除了汽轮机基础形变对测量低压转子膨胀量的影响，大大提高了汽轮机的可靠性和发电效益。本专利技术采用的技术方案是：提供一种核电汽轮机低压转子膨胀量激光测量方法，所述汽轮机的轴承箱固定在基础上，所述激光测量方法包括以下步骤：设定基准温度，测量低压转子在基准温度下起始端与终端之间的初始距离；在低压转子的终端布置绝对膨胀探头，并通过绝对膨胀探头测算出低压转子相对于基础的热膨胀量ΔL；在低压转子的起始端布置第一激光测量标准球，在低压转子的终端布置第二激光测量标准球，所述第一激光测量标准球和所述第二激光测量标准球的连线与汽轮机轴系平行；使用激光跟踪仪测量所述第一激光测量标准球和所述第二激光测量标准球的坐标，并通过坐标测算出所述第一激光测量标准球和所述第二激光测量标准球之间的距离di，按照下式计算低压转子的基础热变形：Δd＝di-d0，其中，d0为低压转子在基准温度下起始端与终端之间的初始距离；按照下式计算出低压转子的绝对膨胀值：S＝ΔL+Δd。在本专利技术所述的核电汽轮机低压转子膨胀量激光测量方法中，所述绝对膨胀探头包括主探头和次探头，所述主探头用于测量低压转子轴向膨胀量，所述次探头用于补偿由于低压转子径向膨胀及径向振动对所述主探头的影响。在本专利技术所述的核电汽轮机低压转子膨胀量激光测量方法中，所述汽轮机为单轴、三缸、四排汽凝汽式汽轮机，所述绝对膨胀探头置于4号轴承箱内，所述低压转子的起始端为汽轮机2号轴承箱推力瓦位置，所述低压转子的终端为4号轴承箱绝对膨胀探头位置。在本专利技术所述的核电汽轮机低压转子膨胀量激光测量方法中，所述第一激光测量标准球的坐标为点1(x1,y1,z1)，所述第二激光测量标准球的坐标为点2(x2,y2,z2)，通过以下公式计算所述第一激光测量标准球和所述第二激光测量标准球之间的距离di：y1i≈y2i，z1i≈z2i，di＝∣x2i-x1i∣。本专利技术方法步骤简单、易于实施，综合利用了激光跟踪仪测量和绝对膨胀探头测量技术，同时根据轴系结构特点、设备布置以及测量数据后处理分析技术的综合研发，最终专利技术了低压转子绝对膨胀激光跟踪仪的测量方法，消除了汽轮机基础形变对测量低压转子膨胀量的影响，能够准确测量低压转子膨胀量，减少了运行人员对机组的干预，避免了机组降功率和打闸停机风险，提高了设备的可靠性和机组的发电效益。本专利技术还可减少GSS2级加热退出时间，避免了蒸汽湿度增加对低压缸末级叶片冲蚀的影响，提高了设备安全性；整体步骤简单、成本低、易于实施，适用于所有轴承箱设置在基础上的汽轮机。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1为本专利技术实施例中绝对膨胀探头的布置结构示意图；图2为本专利技术实施例中单斜坡式胀差测量原理图；图3为本专利技术实施例中激光测量标准球在汽轮机中的布置结构示意图；图4为本专利技术实施例中激光跟踪仪坐标建立示意图；图5为本专利技术实施例中激光跟踪仪转站示意图；图6为本专利技术实施例中激光跟踪仪转站原理。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术以阳江核电厂HN1000-6.43型汽轮机为例进行说明，HN1000-6.43型汽轮机为上海汽轮机厂引进西门子技术生产的单轴、三缸(1HP+2LP)、四排汽凝汽式半速核电汽轮机组。机组轴系总长度达到52m，为了保证汽轮机动静部件不产生碰磨，设计了低压转子绝对膨胀监测装置，报警值和跳机值分别为16.1mm和18.1mm。该机型机组投运后，在冬季工况下，汽轮机低压转子绝对膨胀显示值最大为17.6mm，远远大于报警值，接近跳机值。低压转子绝对膨胀值的变化特点主要有以下三点：1.随海水温度变化而敏感变化；2.夏、冬季工况之间差值超过4.5mm，夏季工况膨胀值减小，冬季工况则相反；3.大修前后膨胀值差别大。低压转子绝对膨胀值高，为了保证机组安全运行，运行人员需要对机组进行干预，包括降低低压缸进汽温度，降低机组发电功率，甚至打闸停机。这些干预措施严重影响设备的可靠性和机组的发电效益。通过对低压转子绝对膨胀值高的原因进行试验分析和研究，发现汽轮机基础形变受环境温度的影响而变化，从而导致低压缸转子绝对膨胀值超出报警值。该汽轮发电机的基础是用混凝土浇筑的整体“板块”，该板块通过下部的76组弹性隔振器组件支撑。汽轮机由1个高压缸和2个低压缸组成，轴系的3根转子(1高压2低压)由1-6号轴承支撑在4个落地式轴承座内，其中高压转子后端的2号轴承是径向推力联合轴承，是整个轴系的膨胀死点，即高压转子往前膨胀，低压转子往后膨胀。为了解决低压转子绝对膨胀值虚高，消除了汽轮发电机基础变化对膨胀量测量的影响，本专利技术实施例提供了一种核电汽轮机低压转子膨胀量激光测量方法，该方法包括以下步骤：首先，设定基准温度，测量低压转子在基准温度下起始端与终端之间的初始距离。由于低压转子膨胀量测量的是低压转子相对于某一基准温度时的膨胀量，因此需要设定一个基准温度，本实施例中选取基准温度为20℃。再次，在低压转子的终端布置绝对膨胀探头，并通过绝对膨胀探头测算出低压转子相对于基础的热膨胀量ΔL。在本步骤中，低压转子膨胀量是指绝对膨胀探头置于4号轴承箱内，通过绝对膨胀探头测量低压转子相对于轴承座的位移。由于轴承座与基础固定在一起，因此该测点所测量的是低压转子相对于轴向死点的绝对膨胀量。低压转子膨胀测量采用单斜坡式胀差测量原理，斜坡角度α为5°。如图1所示，绝对膨胀探头包括主探头4和次探头5，主探头4用于测量低压转子轴向膨胀量，次探头5用于补偿由于低压转子径向膨胀及径向振动对主探头的影响。如图2所示，因为ΔL＝ΔG/sinα；ΔG＝ΔG1-ΔG’；ΔG’＝ΔG2cosα；所以ΔL＝(ΔG1-ΔG2cosα)/sinα；即：当前温度低压转子膨胀值＝(主探头测量值-次探头测量值xcosα)/sinα。为消除汽轮机基础形变对膨胀值的影响，如图3所示，该方法还包括：在低压转子的起始端布置第一激光测量标准球1，在低压转子的终端布置第二激光测量标准球2，第一激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电汽轮机低压转子膨胀量激光测量方法，其特征在于，所述汽轮机的轴承箱固定在基础上，所述激光测量方法包括以下步骤：设定基准温度，测量低压转子在基准温度下起始端与终端之间的初始距离；在低压转子的终端布置绝对膨胀探头，并通过绝对膨胀探头测算出低压转子相对于基础的热膨胀量ΔL；在低压转子的起始端布置第一激光测量标准球，在低压转子的终端布置第二激光测量标准球，所述第一激光测量标准球和所述第二激光测量标准球的连线与汽轮机轴系平行；使用激光跟踪仪测量所述第一激光测量标准球和所述第二激光测量标准球的坐标，并通过坐标测算出所述第一激光测量标准球和所述第二激光测量标准球之间的距离di，按照下式计算低压转子的基础热变形：Δd＝di‑d0，其中，d0为低压转子在基准温度下起始端与终端之间的初始距离；按照下式计算出低压转子的绝对膨胀值：S＝ΔL+Δd。

【技术特征摘要】
1.一种核电汽轮机低压转子膨胀量激光测量方法，其特征在于，所述汽轮机的轴承箱固定在基础上，所述激光测量方法包括以下步骤：设定基准温度，测量低压转子在基准温度下起始端与终端之间的初始距离；在低压转子的终端布置绝对膨胀探头，并通过绝对膨胀探头测算出低压转子相对于基础的热膨胀量ΔL；在低压转子的起始端布置第一激光测量标准球，在低压转子的终端布置第二激光测量标准球，所述第一激光测量标准球和所述第二激光测量标准球的连线与汽轮机轴系平行；使用激光跟踪仪测量所述第一激光测量标准球和所述第二激光测量标准球的坐标，并通过坐标测算出所述第一激光测量标准球和所述第二激光测量标准球之间的距离di，按照下式计算低压转子的基础热变形：Δd＝di-d0，其中，d0为低压转子在基准温度下起始端与终端之间的初始距离；按照下式计算出低压转子的绝对膨胀值：S＝ΔL+Δd。2.如权利要求1所述的核电汽轮机低压转子膨胀量激光测量方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒成，黄祥君，乔志刚，周功林，周燕，曹登洪，王进，杨秀武，孙永刚，任锋，衣海伟，高国丰，赵俊，陈俊开，饶海滨，
申请(专利权)人：阳江核电有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44