摘　要：發電機密封瓦（wǎ）作為氫冷發電（diàn）機密封油係統的主要部（bù）件，對維持油壓穩定發揮著至關重要的作用。在壓水堆核電廠曆次大修過程中，多次發生發電機密封瓦徑向間隙超差問題，更換後的密封瓦加工匹配工作一直是大修中非常重（chóng）要的一個環節。本文簡述發電機密封瓦的工作特點，分析（xī）和闡述密封瓦加工（gōng）的（de）難點，設計和分析密封瓦加工專（zhuān）用夾具，以及密（mì）封瓦加工過程（chéng）中的注意事項，以保證（zhèng）密封瓦達到加工要求。
　　關鍵（jiàn）詞：密封油係統；密封瓦；專用（yòng）夾（jiá）具
　　1.發電機密封油係統介紹
　　海南核電采用QFSN-660-2型發（fā）電（diàn）機，其定子鐵芯和轉子采用氫冷。發電機密封油係統的（de）功能就是防止發電機內部（bù）高壓氫氣從轉子與發（fā）電機殼（ké）體間縫隙（xì）泄漏出來，同時防止氫氣（qì）受到密封（fēng）油（yóu）所帶空氣的汙染，還可用於帶走運行時密封瓦產生的熱量。發電機密封油係統采用結構複雜但可靠性高的雙流環式油封結構，即密封瓦。
　　正常運行（háng）時，發電機密封油係統的空氣、氫氣（qì）側密封油各自獨立（lì），分別有兩路供油回路。當氫側和空側兩個油路匯集在密（mì）封瓦處時，形成油膜，且油壓平衡，不發生交換，隨後繼續流（liú）向氫側和空側的回路。此時氫側（cè）密封油中（zhōng）溶有（yǒu）飽和氫氣，空側油（yóu）溶有飽和空氣和水分，油路各自獨立無竄油，處於（yú）平衡狀態，可以保證發（fā）電機內氫氣的純度和濕度^[1]。
　　此時的密封瓦通過油膜壓（yā）力懸浮在發電機（jī）軸與（yǔ）密封瓦座之間，同時油膜形成一個阻擋（dǎng），將發電機內部氫氣與外部空氣（qì）和水分阻隔開來。可見，密封油壓的平衡控製及其與軸的間隙（xì）調整（zhěng）是保證（zhèng）平衡狀態的關鍵。
　　當（dāng）密封瓦與軸間隙（xì）過大（dà）時，密封油流量增加，油壓控製難度增加，極易出（chū）現壓差，進而導致空側和氫側密封油的不斷交（jiāo）換，空側密封油中溶解的空氣、水分通過交換進入氫側密封油，進而進入發電機氫氣中，造成氫氣純度的降低；同時，當間隙增加時，密（mì）封油需求量增加，會造成靜壓回油管路不暢，發電機氫側回油腔室油位升高到超過軸頸Z低位置時，將造成發電機進（jìn）油^[2]。
　　如果密封瓦間隙過小，密封油流量變小（xiǎo），油膜減薄，造成幹摩（mó）擦或半幹摩擦，同時摩擦產生的（de）熱量不能及時被油流帶走，導致密封瓦溫度（dù）過高。
　　2.密封瓦加工難點
　　曆次密封瓦檢（jiǎn）修時，拆卸下的密封瓦如發生磨損，則很難進行修複，需使用新備件（jiàn）進行（háng）加工匹配（pèi）。密封瓦的結構特點、材料性能和（hé）高精（jīng）度要求決定了其加（jiā）工存在很大的難度。
　　2.1密封瓦的結構特點（diǎn）
　　密封瓦是直徑615mm，平均厚度不足25mm，寬（kuān）僅60mm的環狀結構，這種直徑與厚度（dù）比超過10（實際超過20）的工（gōng）件屬於薄壁加工件，機床上裝夾需克服裝夾力帶（dài）來的變形。這對裝夾方式提出了一定的要求。
　　2.2密（mì）封瓦（wǎ）材料（liào）的性能特點
　　密封瓦加工時僅需加工內孔即可，而內側（cè）鑄（zhù）有一層巴氏合（hé）金。因為其強度低，不能單獨製作密（mì）封瓦，通常隻能貼附在青銅、鋼或鑄鐵軸瓦上（shàng）做軸承襯。核電廠密封瓦內側使（shǐ）用的是巴氏合金中性（xìng）能Z好的錫（xī）基巴氏合金。表1列出（chū）了錫基巴氏（shì）合金與常（cháng）見金屬材（cái）料機械性能對比。
　　通過對比（bǐ）我們可以看到，巴氏合金的強度和硬度遠遠低於常見金屬材（cái）料，因此在機床上裝夾時，若夾緊力過大，則會導致其產生變形。
　　2.3密封瓦加工精度要求
　　密封瓦與轉軸直徑（jìng）實際安裝間隙為0.105～0.205mm。根據檢修經驗，加工時要（yào）求密封瓦內孔加工的（de）尺寸精度（dù）為±0.01mm。如果采用手工刮研法進行加工，不僅耗時費（fèi）力，且不能（néng）保證圓度。因此選用（yòng）機床（chuáng）進行加工。海核機加車間滿足條件的僅C5120立式車床，±0.01mm的加（jiā）工要求接近其極限加工精度，這對人員的操作技能也提出了非常高的要求。
　　3.密封瓦（wǎ）的加工
　　3.1可行性（xìng）分析（xī）
　　對（duì）於薄（báo）壁件，我們一般避免采用（yòng）卡盤夾緊加（jiā）工的方式（shì），因（yīn）為卡爪夾緊工（gōng）件時，會對工件產（chǎn）生徑向（xiàng）壓力，導致工件（jiàn）內徑產生一定的彈性變（biàn）形。
　　於（yú）是，根據上述問題，我們設計出一套密封瓦加工專用夾（jiá）具，以有效避免上述裝夾問題，同時（shí）可Z大程（chéng）度（dù）的（de）保（bǎo）證加工精度。
　　3.2加工方案（àn）製定及實施
　　該夾具采用麵接觸壓緊方式進行密封瓦（wǎ）的軸向緊固，替代壓板壓緊，從而（ér）避免局部受力導致的彈性變形。裝配後示（shì）意圖見圖： 　　裝（zhuāng）夾時，先將夾具本體吊裝至（zhì）立車工作（zuò）平台，並進行找正。然後（hòu）將放置密封瓦的台階麵平麵度調整至0.05mm；將密封瓦及（jí）配合壓環放置在夾具內部（bù）並（bìng）找正，然後使用壓緊塊將壓（yā）環緊固，從而間接將密封瓦固定。
　　3.2.1設計要點
　　（1）使用壓環壓緊密封（fēng）瓦，周向均勻分布的壓緊（jǐn）塊壓（yā）緊（jǐn）壓環，從而可以有效避（bì）免壓緊塊直接（jiē）壓（yā）在密封瓦表麵時，密封瓦局部壓緊力過大而造成應力集中和變形。
　　（2）選擇軸向壓，避免徑向的彈性變形。
　　（3）裝夾時，將（jiāng）壓環壓在密封瓦（wǎ）剛性相對較好的外圈部（bù）分，避免接觸內圈較（jiào）軟的巴氏合金，減少其受力，避免彈性變形（xíng）。
　　（4）夾具內部直徑（jìng）與密封（fēng）瓦的外徑預留10mm左右的間隙，保證（zhèng）密封瓦裝夾後找正（zhèng）有足夠的調整空間。
　　（5）夾具材質選用強度、耐蝕性等綜合性能較好的灰鑄鐵製作。夾具預製足夠厚度（≥120mm），既有（yǒu）利於提高剛（gāng）性，又有足夠餘量在每次使用前根據實際尺寸進行校準如表（biǎo）。 　　強度高，耐磨、耐（nài）熱性好，時效後具有變形小等特點，常用於測量工具的製作，如V型鐵。
　　3.2.2加工要點
　　（1）夾具平麵度調整（zhěng）：將夾具固定在立式車床，並進行找正固定後，需對夾具上與密封瓦（wǎ）接觸的表麵進（jìn）行（háng）平麵度校正（zhèng）至0.05mm。
　　（2）密封瓦找正：將（jiāng）密封瓦固定在夾具上，並使用（yòng）壓環（huán）輕輕（qīng）壓緊，使用內徑百分（fèn）表（biǎo）進行密（mì）封瓦內孔（kǒng）的找正，保證圓度小於0.05mm時可壓（yā）緊壓環。
　　（3）避免切削變形：因巴氏合金層較軟，且加工精度較高。當吃刀量過（guò）大或進給量過大時，車（chē）削時會產生一定的內（nèi）應力，使材料產（chǎn）生彈性變（biàn）形，從而影響加工（gōng）精度。故加工時應嚴格控製（zhì）。
　　雖然我們使用專用夾具對密封瓦的加（jiā）工精（jīng）度提供保證，但加工完畢後，須在鬆開（kāi）裝夾後的（de）自（zì）由狀態Z終進行測量。當（dāng）密封（fēng）瓦處於不受外力狀態下尺寸檢測合格，加工方為合（hé）格。
　　4.結論
　　實踐證明，通過上述綜合手段，加工得到的密封瓦（wǎ）內徑符合裝配要求。密封瓦的加工質（zhì）量對於發電（diàn）機氫氣的密封起著至關重要的作用，在加工過程中，除了充分利用夾具保證加（jiā）工精度外，操作者（zhě）應謹慎操作，小心測量，機械加工工程師要嚴格做好加工過程質量（liàng）控製，方能加（jiā）工出符合質量要求（qiú）的（de）密封（fēng）瓦。
　　參考文獻：
　　[1]趙皓.發電機密封油係統及其對發電機安全運行（háng）的（de）影響.秦山核電二期工程建設經驗匯（huì）編·生產準備卷（juàn），120-125.
　　[2]劉河，張海峰.國產600MW機組密封油係統常見缺陷原因分析及處理方法.汽輪機技術，2009，8（4），298～299.