核电厂主设备吊装技术及工具 核电厂设备

时间:2020-01-13 07:17:46 来源:易达学习网 本文已影响 易达学习网

核电厂主设备吊装技术及工具

核电厂主设备吊装技术及工具 【摘 要】核电站主设备吊装工具用于完成压力容器、 蒸汽发生器、稳压器等主设备第一阶段的安装任务,将主设 备从0m吊运到其安装位置。吊装工具关系着主设备的安全和 核电站建设的进度。本文对秦山二期扩建工程主设备吊装工 艺进行简要描述,并与M310堆型主设备吊装工具及其工艺进 行了对比,提出了几点设计经验。

0 序言 压力容器(RPV)、蒸汽发生器(SG)、稳压器(PZR) 等核电站主设备安装,首先需将主设备由龙门架下吊运到其 对应的设备安装隔间,因此,吊装工具是主设备安装工具中 重要组成部分,其主要功能如下:
(1)将主设备从龙门架下0m提升到+20m平台;

(2)在+20m平台将主设备运输到RX厂房内;

(3)在RX厂房内将卧式放置的主设备翻转竖立;

(4)将主设备吊装到设备隔间的安装位置。

RPV、SG和PZR等主设备都是安全一级设备,在其上还有 管座、接管嘴、密封面等突出结构和易损结构,因此,主设 备吊装工具的设计首先立足于保证主设备的安全;
主设备吊 装是主设备安装的第一阶段任务,而主设备的安装是核电站 建设的关键里程碑。因此,主设备吊装工具关系着主设备的 安全和核电站建设的进度。

在秦山二期扩建项目中,中国核动力研究设计院设计了部分主设备吊装工具。

1 吊装工艺简介 1.1 压力容器筒体吊装 压力容器筒体净重约250吨,设备最大外形尺寸6200mm (径向相对接管安全端距离)×5282mm(两个辅助支撑距离) ×10337mm(容器筒体高度)。

压力容器筒体的吊装工具包括专用运输拖车、临时支撑、 V型翻转支座、前支撑、箱形梁、起重横梁、起吊环以及起 吊用钢丝绳圈等。

压力容器筒体的吊装工艺简述如下:首先将压力容器筒 体从0m提升到+20m平台并放置到专用运输拖车上;
通过专用 运输拖车将其运输到核岛厂房内;
将其吊运到临时支撑上;

待箱形梁、V型翻转支座和前支撑等安装完成后,再将压力 容器筒体放置到V型翻转支座和前支撑上;
起吊环与环吊平 衡梁和压力容器筒体上起重横梁连接,通过环吊提升,缓慢 将压力容器筒体竖立;
将压力容器筒体提吊起来,拆除箱形 梁,将压力容器筒体放置反应堆堆腔。其翻转见图1。

图1 压力容器筒体翻转示意图 1.2 蒸汽发生器吊装工艺 蒸汽发生器是整个核岛中最大最重的设备,设备重约 338吨(含干燥器和波纹板),设备总高21060mm,设备直径 Φ4487.8/3447.9mm。

蒸汽发生器吊装工具主要有:水平吊梁、专用运输拖车、翻转套环、翻转支架、提吊耳轴、SG吊梁、水平起吊钢丝绳 圈、翻转竖直钢丝绳圈和翻转套环拆除支架等。

蒸汽发生器吊装主要过程为(见图2):通过水平起吊 钢丝绳圈和水平吊梁,使吊梁与龙门吊车连接起来;
将SG从 0m提升到+20m平台并放置到专用运输拖车上;
在SG尾部安装 翻转套环,在其两个二次侧人孔安装提吊耳轴;
将SG运输到 核岛厂房内;
安装翻转支架,并将SG吊梁与环吊平衡梁连 接;
通过翻转竖直钢丝绳圈将提吊耳轴和SG吊梁连接;
翻转 SG至竖立状态,拆除翻转套环;
将SG吊运到其安装隔间。

图2 蒸汽发生器翻转示意图 1.3 稳压器吊装工艺 稳压器干重约81吨,直径约Φ2348mm,设备总高12103mm。

稳压器吊装工具主要包扩稳压器吊梁、翻转套环、专用 运输拖车和移动式翻转支座等。

安装步骤简述如下(见图3):将PZR从0m提升到+20m平 台并放置到专用运输拖车上;
通过专用运输拖车将其运输到 核岛厂房内;
安装翻转套环,将稳压器吊梁与环吊吊孔连接, 并将吊杆与翻转套环连接;
在PZR支承裙座封盖上安装翻转 支腿;
将移动式翻转支座推到支承裙座封盖下;
交替提升环 吊吊钩和水平移动移动式翻转支座,将PZR翻转竖立;
将PZR 吊运到其隔间安装位置。

图3 稳压器翻转示意图 2 与M310堆型主设备吊装工具对比在岭澳二期、福清、方家山等M310堆型核电项目中,中 国核动力研究设计院承担了主设备吊装工具的设计和供货 工作,范围为主设备从龙门架0m处到设备就位的全套专用吊 装工具。与M310堆型主设备吊装工具相比,秦山二期扩建无 论吊装设备还是吊装工艺都存在一定的差异。

2.1 压力容器筒体吊装 M310堆型的压力容器筒体的翻转工艺与秦山二期扩建 项目不同,其筒体的翻转也采用翻转支架法。压力容器筒体 吊运到核岛厂房20m平台后,在其尾部安装翻转套环,并共 用蒸汽发生器的翻转支架,用与蒸汽发生器相同的方式完成 压力容器的翻转。采用翻转支架的主要优点是:(1)翻转 工艺简洁。将筒体运输到厂房内以后,不需要反复吊装压力 容器,也不需要再装拆箱形梁、临时支撑和V形翻转架等, 只需要改变支架的安装位置,更换支架上部的耳轴座和安装 翻转套环,安装时间和环吊占用时间会减少。(2)使用设 备较少,吊装所用空间较小。由于运输路线和翻转轴线在同 一直线上,其翻转不需要在临时存放和翻转位置转移,吊装 操作占用空间减少。采用翻转支架法,翻转工具为翻转套环 和翻转支架,而采用V型支座翻转,则需要箱形梁、临时支 撑和V形翻转架和前支撑等。但是翻转支架也存在缺点,与V 型支座翻转相比,翻转套环的设计和制造较为复杂。

另外,压力容器筒体从0m到20m的提升装置采用了专用 吊具,而没有采用龙门吊自身的吊钩,安装拆卸较为方便,并能保证起吊时两个起吊用钢丝绳圈保持平行,具有较好的 稳定性。

2.2 蒸汽发生器和稳压器的吊装 蒸汽发生器和稳压器的吊装工艺两者基本一致。不同的 是稳压器从0m到20m的提升装置采用了专用吊具。此外稳压 器翻转时,安装在支承裙座封盖上的翻转支腿数量有所不同, 在岭澳二期核电项目中,翻转支腿有两个,在封盖上水平对 称布置,这种布置在翻转时稳压器稳定性较好,但如果两个 翻转支腿不能同时落在枕木上,则会对吊具产生一定的附加 载荷;
在福清、方家山和秦山二期扩建项目中,翻转支腿有 一个,移动式翻转支座的结构因翻转支腿数量的变化有所变 化。

3 经验 3.1 工具设计之间需要协调 主设备吊装是一项系统工作,涉及的吊装工具较多,吊 装工具不仅与主设备、厂房设备和土建结构存在接口,工具 之间也存在接口关系,如翻转工具与运输工具,翻转工具与 吊装工具等。在秦山二期及秦山二期扩建项目中,一套吊装 工具分别来自安装公司、主设备制造厂和核动力院等不同单 位,制造单位也不同,这既增加了接口交换的工作,也不利 于工具内部接口的控制。

3.2 吊装工具的复用 尽管RPV、SG和PZR主设备的结构、重量各不相同,但是 主设备吊装的工作内容基本一致,即从0m~+20m的起吊、+20m运输和翻转、吊装就位,因此在工具设计中,综合考虑 不同设备,通过对工具结构优化,就可能减少吊装工具的数 量,节约人力资源和成本。

在岭澳二期的设计中,龙门架吊梁、专用运输拖车、翻 转支架等都用在两种以上主设备的吊装吊装运输上。

3.3 适用标准 目前,国内尚无针对核岛吊装工具的相关标准,在秦山 二期扩建吊装工具设计中,参考了GB 3811-83《起重机设计 规范》和GB 5905-86《起重机试验规范和程序》。而在在大 亚湾和岭澳核电站吊装工具的设计中采用了FEM 1.001 3rd EDITION SECTION I(HEAVY LIFTING APPLIANCES RULES FOR THE DESIGN OF HOISTING APPLIANCES)。两者最主要的区 别是载荷试验系数不同:FEM的动载试验要求动载系数取1.2, GB 5905-86则要求取1.1;
FEM的静载试验要求静载系数取1.4, GB 5905-86则要求取1.25,两者之间有较大差距。

在秦山二期扩建吊装工具设计中,考虑到主设备的重要 性,静载系数取1.25,动载系数取1.15,略高于GB5905-86 的规定。而在岭澳二期吊装工具的设计中,按照FEM的规定, 动载系数取1.2,静载系数取1.4。实践证明,在秦山二期扩 建吊装工具设计中载荷系数选取满足需要。

4 结论 主设备吊装工具是主设备安装必须的专用工具,在设计 中坚持严谨科学的态度,对吊装工具的材料选择、结构设计、试验和文件进行了进一步的优化和完善。此外,通过不同堆 型吊装设备的对比,可以开阔思路,有利于后续工作的开展。

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