核電泵組安裝差異研究分析

摘 要：隨著十三五開局，核電建設(shè)重啟，后續(xù)每年將有5至6臺的核電機(jī)組核準(zhǔn)開工建設(shè)。核電到2020年在運(yùn)58000MW，在建30000MW的規(guī)模。文章以核島、常規(guī)島泵組的安裝差異進(jìn)行分析，讓更多人了解核電的安裝工作，核電不神秘。

關(guān)鍵詞：核電；泵組；安裝工藝；差異

1 概述

在核電施工中，核島有離心泵、容積式螺桿泵、柱塞泵（計量泵）、屏蔽泵；常規(guī)島有離心泵、軸流泵、齒輪泵（主油泵）、螺桿泵、容積式隔膜泵、葉片泵。

主要從安裝的具體實施要求上的分析不同。

2 差異分析

2.1 施工流程

兩島泵的施工流程基本一致。

泵基本施工流程：基礎(chǔ)驗收-墊鐵安裝（核島用到無墊鐵工藝）-設(shè)備引入-找平找正-螺栓灌漿-（二次灌漿）-螺栓緊固-泵組對中-管道連接-連軸

2.2 基礎(chǔ)驗收

按上游程序及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，兩者沒有實際性偏差。

核島泵開始安裝前，檢查基礎(chǔ)塊，基礎(chǔ)塊無裂紋，無須重新澆灌混凝土。地腳螺栓坑尺寸、基礎(chǔ)標(biāo)高符合要求。

常規(guī)島對泵基礎(chǔ)要求，表面平整，無蜂窩、麻面、露筋及裂紋等現(xiàn)象，地腳螺栓孔間距及尺寸深度符合設(shè)計圖紙要求；基礎(chǔ)中心線及標(biāo)高偏差，要求中心線偏差≤10mm，標(biāo)高偏差-20～0mm；對于固定在箱罐上的結(jié)合面干凈、無毛刺。

2.3 墊鐵安裝

（1）核島泵組有兩種工藝，一是墊鐵，另一種無墊鐵

a.墊鐵工藝：

墊鐵最小厚度：15mm，最大厚度：95mm，最多允許使用三塊標(biāo)準(zhǔn)厚度的墊鐵，并用一塊金屬板進(jìn)行最后調(diào)整。所有墊片金屬表面清潔，去除氧化皮，并涂油脂或機(jī)油以防接觸表面生銹。檢查調(diào)整墊鐵就位接觸情況。

驗收標(biāo)準(zhǔn)：墊鐵之間或與設(shè)備基礎(chǔ)面之間任意點間隙不大于0.02mm。

b.無墊鐵工藝：

對于整套底板泵組用無墊鐵工藝。無墊鐵工藝的使用減少了墊鐵配制工作，方便實用。

用臨時墊鐵或設(shè)備專設(shè)調(diào)整頂絲調(diào)好設(shè)備位置和水平度，用模板對臨時墊鐵進(jìn)行保護(hù)，對地腳坑基礎(chǔ)毛面一次性完成灌漿。養(yǎng)護(hù)完成并緊固地腳螺栓后，拆除臨時墊鐵，對孔洞進(jìn)行灌漿。

采用無墊鐵工藝前提土建對基礎(chǔ)、地腳坑及二次灌漿料用無收縮水泥，保證二次灌漿和底板牢固結(jié)合。泵組為整體底座，減少預(yù)對中誤差或設(shè)備移動造成灌漿后無法對中。

（2）常規(guī)島泵組墊鐵安裝要求

表面平整，無翹曲毛刺，表面經(jīng)過機(jī)加工。

坡度為1∶10～1∶25，薄邊厚度應(yīng)不小于10mm。

放置在地腳螺栓的兩側(cè)和底座承力處且需超過地腳螺栓中心線。

每迭墊鐵一般不超過3塊，允許用一對斜墊鐵。

墊鐵邊應(yīng)比底座邊寬出10～20mm。

墊鐵各承力面間的接觸應(yīng)密實無松動現(xiàn)象，一般用0.3～0.5kg手錘輕敲，接觸面積不小于75%堅實無松動。

底座與基礎(chǔ)表面的距離應(yīng)不小于50mm，以便有足夠的灌漿高度。

2.4 設(shè)備引入

核島復(fù)雜封閉，不同區(qū)域泵引入不一樣，R區(qū)0米、-3.4米通過0米的通道引入，N區(qū)則從0米通道再經(jīng)通往各房間通道引入。核島泵組引入到安裝位置需多次轉(zhuǎn)換引入方式，包括拖運(yùn)、小吊車吊運(yùn)、樓層間的孔洞吊裝，安全風(fēng)險高。常規(guī)島內(nèi)部為開放式，各區(qū)域間不存在隔斷。設(shè)備引入較為方便，從大門或側(cè)門可以將設(shè)備拖運(yùn)到位。

2.5 找平找正

（1）引入就位后按表1內(nèi)容要求對泵進(jìn)行調(diào)整，包括泵組的定位

泵就位到機(jī)座時，進(jìn)行預(yù)對中。預(yù)對中有助于螺栓灌漿和緊固達(dá)至額定值后的最終對中，是后續(xù)對中的第一步。

公差通過調(diào)整安裝用的墊片來滿足，設(shè)備螺栓在調(diào)整墊片時無須緊固。檢查所有調(diào)整墊片就位接觸情況。

驗收標(biāo)準(zhǔn)：墊片之間或墊片與設(shè)備之間任意點間隙不大于0.02mm。

（2）常規(guī)島

地腳螺栓固定的泵類設(shè)備，采用成對斜墊鐵調(diào)整其水平度；膨脹螺栓固定方式，將螺栓預(yù)先打入，將設(shè)備就位，并把緊膨脹螺栓；安裝就位后對泵縱、橫向中心線及標(biāo)高偏差都應(yīng)在允許范圍內(nèi)，安裝的偏差及檢驗方法滿足表2。

對泵組進(jìn)行預(yù)對中，確保中心在范圍內(nèi)。非整體底座多級臥式泵組，檢查測量并調(diào)整電機(jī)軸揚(yáng)度要求兩側(cè)值相等方向相反。

（3）差異

檢查內(nèi)容基本上一樣只是參考標(biāo)準(zhǔn)、具體要求不一樣，如在位置、標(biāo)高、墊鐵、定位等的要求上有差異。

2.6 螺栓灌漿

（1）核島泵灌漿

錨固件埋在混凝土中部分無油脂和油漆；灌漿前地腳螺栓與錨固鋼筋鉤??；灌漿時錨固螺栓保持垂直，設(shè)備不得移動；調(diào)整地腳螺栓預(yù)留量；地腳螺栓澆灌時有安裝人員監(jiān)護(hù)，防止碰撞設(shè)備，澆灌搗固時保持地腳螺栓處于垂直狀態(tài)。

（2）常規(guī)島灌漿

清理地腳螺栓油脂、污垢，地腳螺栓鉛垂直誤差小于1/100，螺栓與孔壁四周應(yīng)有間隙，末端不應(yīng)碰孔底。調(diào)整地腳螺栓預(yù)留量。灌漿前將地腳螺栓孔內(nèi)雜物清理干凈，澆灌的混凝土標(biāo)號不低于基礎(chǔ)標(biāo)號。灌漿時應(yīng)有安裝人員監(jiān)護(hù)，防止碰撞設(shè)備，澆灌搗固時保持地腳螺栓處于垂直狀態(tài)。

2.7 二次灌漿

核島與常規(guī)島部分泵需二次灌漿，兩者灌漿要求一樣。

二次灌漿前將墊鐵兩側(cè)進(jìn)行點焊，點焊不得少于兩點，對稱打緊地腳螺栓，并按規(guī)定力矩打緊地腳螺栓后進(jìn)行灌漿工作；二次灌漿后及時把底座和設(shè)備飛濺的混凝土清理干凈；強(qiáng)度達(dá)到70%以上進(jìn)行后續(xù)工作。核島未采用無墊鐵工藝的分體泵，如SEC、RCV、RRI、EAS/RIS泵等。常規(guī)島為大泵，如閉式水泵、凝結(jié)水泵、輔助冷卻水泵、主給水泵等。

2.8 地腳螺栓緊固

核島泵組地腳螺栓緊固分兩種：采用無墊鐵工藝一次灌漿成型的，在整體灌漿強(qiáng)度達(dá)到70%后對地腳螺栓進(jìn)行緊固，按力矩大小分次對稱緊固。分次灌漿在灌漿強(qiáng)度達(dá)70%后緊固地腳螺栓檢查對中符合要求后再進(jìn)行第二次灌漿，最后再進(jìn)行地腳螺栓緊固和對檢查中。

常規(guī)島泵灌漿強(qiáng)度達(dá)70%后緊固地腳螺栓并檢查泵組對中，完成后進(jìn)行最后灌漿。主給水泵分三次灌漿，第一次地腳螺栓灌漿后緊固調(diào)整對中，第二次灌漿到要求位置進(jìn)行螺栓緊固調(diào)整對中，第三次灌漿到最終位置。

2.9 對中檢查

（1）核島泵對中

檢查包括瘸腿、對輪中心檢查、軸間距測量、軸竄測量。將底板上的錨固螺栓緊固到額定值后，確保上述操作未造成任何底板框架平面度偏差（例如扭曲、翹曲，或都有），可能會引起驅(qū)動及從動設(shè)備變形和內(nèi)應(yīng)力，從而在起動時引起更大的振動。

a.瘸腿檢查

在從動和驅(qū)動設(shè)備上分別找瘸腿；聯(lián)軸器聯(lián)接螺栓未裝；泵前支腿松開（取下固定螺栓）；找出瘸腿（所有剛性設(shè)備只由三點支撐）。對于大型泵組，如RCV、RRA、SEC、RRI、ASG及JPP的電機(jī)或泵等，在泵或電機(jī)待測支腿安裝百分表（如圖1）。

小泵則在被測一側(cè)的靠背輪上安裝百分表（圖2）。通過加減墊片消除泵組瘸腿，瘸腿值要求：對于水平軸泵，應(yīng)在0.10毫米以內(nèi)，各支點間差值<0.05毫米；對于垂直軸泵，應(yīng)在0.05毫米以內(nèi)。

終對中在地腳螺栓緊固到規(guī)定的力矩值，并在驅(qū)動和從動設(shè)備上的形變和應(yīng)力都消除以后才能進(jìn)行。實際消除瘸腿與泵中心是相互關(guān)聯(lián)的。

b.靠背輪對中

水平軸泵對中：在驅(qū)動側(cè)輪轂向從動側(cè)輪轂裝兩塊百分表（兩塊表可消除軸竄對平行度的影響），測量平行度的兩塊百分表探針遠(yuǎn)離聯(lián)軸節(jié)輪轂的中心軸線安裝，無中間聯(lián)軸節(jié)平行度用塞尺驗證。另一百分表探針對著聯(lián)軸節(jié)輪轂外測放置，以驗證同心度。數(shù)據(jù)測量，從0點方向開始（調(diào)零）記錄平行、同心數(shù)據(jù)，記下0、3、6、9點方向數(shù)據(jù)，回到0點方向百分表歸零。

中間軸系傳動的立式軸：

假軸固定在電機(jī)靠背輪上，在假軸的另一端用磁性表座固定百分表。

數(shù)據(jù)測量，從0點方向開始（調(diào)零）記錄平行、同心數(shù)據(jù)，記下0、3、6、9點方向數(shù)據(jù)，回到0點方向百分表歸零。

軸間距、軸竄測量：

在調(diào)整預(yù)對中、終對中需對電機(jī)軸竄進(jìn)行測量來確定軸間距（大型電機(jī)才進(jìn)行測量，功率90kW以上，立式結(jié)構(gòu)與小泵不測而是直接測量軸間距）。

軸竄測量：對中完成后將電機(jī)軸頂向最大或最小方向，未拆卸用于測量軸向的百分表調(diào)零（圖3），再將電機(jī)軸頂向最小或最大方向，從百分表直接讀取軸竄量。拆除對中工具，用內(nèi)徑千分尺測量當(dāng)前狀態(tài)下電機(jī)與泵靠背輪之間最大或最小間距。

軸間距與軸竄關(guān)系：軸間距=最大間距-軸竄量/2或最小間距+軸竄量/2。

驗收標(biāo)準(zhǔn)：軸間距數(shù)值由廠家文件給出，無則按表3中執(zhí)行。

計算出平行度與同心度時對比要求，不符合的進(jìn)行調(diào)整。一般先調(diào)整平行度，使兩半聯(lián)軸器平行，然后再調(diào)整同心度偏差，使兩半聯(lián)軸器同軸。

（2）常規(guī)島泵找中

泵組不需進(jìn)行瘸腿測量，按《電力建設(shè)施工及驗收技術(shù)規(guī)范》與《火電施工質(zhì)量檢驗及評定標(biāo)準(zhǔn)》立式泵需測量轉(zhuǎn)子提升量及軸竄。

靠背輪對中：

對中檢查跟核島一樣，分百分表測量和塞尺測量。對測得數(shù)據(jù)進(jìn)行計算得出中心數(shù)據(jù)對比廠家要求，無則參考表4。中心不滿足需重新調(diào)整。

（3）差異

兩島對中差異主要是瘸腿測量，立式泵抬軸兩島要求不一樣。其他在中心、軸間距上要求一樣只是各自驗收標(biāo)準(zhǔn)有所差異。

2.10 管道連接

完成灌漿并對中驗收后移交管道連接。泵進(jìn)出口通常是法蘭連接，除核島主泵采用焊接。常規(guī)島主給水泵是焊接，其他為法蘭連接。

（1）核島泵接管

狀態(tài)：完成安裝、內(nèi)表面已檢查、泵前支腿螺栓全部松開。

要求：聯(lián)軸器水平和垂直方向架設(shè)百分表監(jiān)測接管泵受到應(yīng)力情況，在管道連接過程中如百分表變化超過0.05mm應(yīng)從另一個方向緊固管道連接螺栓，如超過0.05mm無法向調(diào)回應(yīng)松掉與管道連接的螺栓再調(diào)整。完成連接后泵中心在要求范圍內(nèi)。

（2）常規(guī)島泵接管

采用焊接的主給水泵連接需對泵組中心監(jiān)測，其他則沒有要求。采用焊接連接在冷熱變形上容易產(chǎn)生較大應(yīng)力拉扯泵體。泵轉(zhuǎn)速高，在中心變化情況下容易造成事故。因此需監(jiān)測泵組中心變化。

核島對泵與管道連接要求較嚴(yán)，常規(guī)島沒有明確要求。

2.11 連軸節(jié)安裝

（1）連軸節(jié)類型

連軸器類型：有疊片撓性、蛇形、彈性柱銷、齒輪、皮帶輪、星形彈性六種。

核島常用疊片撓性聯(lián)軸器，方便后續(xù)對泵解體檢修，不拆除電機(jī)就可以拖出泵頭。其他則較單一，一般特定工藝泵上應(yīng)用。

常規(guī)島潤滑油、密封油、定冷水泵、輔助冷卻水泵及凝結(jié)水泵均為彈性柱銷聯(lián)軸器，其他為疊片撓性聯(lián)軸器。

（2）連軸節(jié)安裝

兩島同樣在電機(jī)調(diào)試后安裝連軸節(jié)，裝前復(fù)查中心。聯(lián)軸節(jié)安裝時按對應(yīng)標(biāo)記安裝，按力矩緊固螺栓。SEC泵比較特殊，靠背輪相對，吊起電機(jī)放入聯(lián)軸節(jié)，復(fù)查中心緊固。

2.12 差異分析

兩島泵在結(jié)構(gòu)、安裝要求、驗收標(biāo)準(zhǔn)上都有一定的差異，如前面分析的泵組定位、對中、接管等。

3 結(jié)束語

通過兩島泵組安裝全流程對比，核島更注重泵組安裝后續(xù)的運(yùn)行安全性，如對中心的要求、瘸腿要求、管道連接對泵組中心的要求。可以看出核島的要求及工藝是成體系的。

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作者簡介：何志華（1984-），男，廣東惠州人，熱熊動力工程師，從事核電機(jī)務(wù)專業(yè)安裝技術(shù)管理工作。