李全星，黃 磊

(中廣核工程有限公司，廣東 深圳518124)

主設(shè)備開頂法吊裝方式是在反應(yīng)堆廠房穹頂?shù)跹b就位前通過大型吊機(jī)將核島主設(shè)備在廠房外完成翻轉(zhuǎn)并一次性吊裝就位的施工技術(shù)，本文研究的主設(shè)備指蒸汽發(fā)生器、壓力容器、穩(wěn)壓器一回路三大設(shè)備。主設(shè)備開頂式引入方式有別于主設(shè)備傳統(tǒng)引入方式，主設(shè)備的引入將不再受制于反應(yīng)堆廠房環(huán)吊可用的前置條件，環(huán)吊安裝和調(diào)試工作將推后至與主管道安裝工作并行施工，從而達(dá)到優(yōu)化建安施工邏輯、縮短建造工期的目的。

1 主設(shè)備開頂法應(yīng)用現(xiàn)狀

主設(shè)備開頂法施工技術(shù)在國外核電項(xiàng)目早已應(yīng)用。印度Tarapur項(xiàng)目的3/4號機(jī)組開頂法吊裝50件設(shè)備，包含熱交換器、蒸發(fā)器和穩(wěn)壓器等；日本A B WR/E S B WR項(xiàng)目反應(yīng)堆廠房的主設(shè)備和大型模塊都是采用開頂法吊裝引入；國內(nèi)三門、海陽A P1000項(xiàng)目主設(shè)備吊裝也都采用開頂法施工技術(shù)。

雖然該施工技術(shù)已在國內(nèi)外成功應(yīng)用，由于國產(chǎn)自主化三代核電主設(shè)備結(jié)構(gòu)、尺寸、重量均發(fā)生重大變化，目前國內(nèi)外此類堆型主設(shè)備吊裝仍使用傳統(tǒng)方式在核島廠房內(nèi)完成翻轉(zhuǎn)吊裝，如能將該施工技術(shù)和國產(chǎn)自主化三代核電主設(shè)備自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)自主化三代核電主設(shè)備開頂法吊裝，將具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 主設(shè)備開頂法吊裝方式選擇

核島主設(shè)備吊裝一般按照“設(shè)備卸車、翻轉(zhuǎn)準(zhǔn)備、翻轉(zhuǎn)吊裝、調(diào)整就位”4個(gè)階段進(jìn)行，由于核島主設(shè)備體積大、質(zhì)量大、構(gòu)造精密等特點(diǎn)，吊裝過程必須使用特制專用工具，在保證安全的前提下，選擇和確定最適合的吊裝方式和專用工具，以降低吊裝難度和風(fēng)險(xiǎn)。

2.1 吊裝方式選定原則

按照“技術(shù)成熟、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理”原則，通過綜合分析吊裝效率、吊裝難度，結(jié)合國產(chǎn)自主化三代核電機(jī)組主設(shè)備自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和大型吊機(jī)吊鉤類型，選擇更合理的吊裝方式和翻轉(zhuǎn)工具。

2.2 蒸汽發(fā)生器吊裝

本研究參考蒸汽發(fā)生器外形尺寸約22744mm×4870mm和重約510 t，對蒸汽發(fā)生器吊裝方式和專用工具選型分別進(jìn)行研究。

2.2.1 翻轉(zhuǎn)方式選擇

1)支架式 優(yōu)點(diǎn):技術(shù)可靠，主要工具在AP1000和CPR堆型使用過；部分工具可以使用現(xiàn)有核島內(nèi)翻轉(zhuǎn)工具，節(jié)約成本；不用分析翻轉(zhuǎn)工具對設(shè)備本身影響，降低不可預(yù)知風(fēng)險(xiǎn)。缺點(diǎn):翻轉(zhuǎn)方式傳統(tǒng)，工序較復(fù)雜。如圖1所示。

2)J形架式 優(yōu)點(diǎn):使用新工藝，簡化安裝工序；結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省安裝工期。缺點(diǎn):需設(shè)計(jì)J形架；需要對蒸發(fā)器本體影響進(jìn)行分析。如圖2所示。

圖1 蒸汽發(fā)生器支架式翻轉(zhuǎn)方式

圖2 蒸汽發(fā)生器J形架式翻轉(zhuǎn)方式

3)抬吊式 優(yōu)點(diǎn):簡化安裝工藝。缺點(diǎn):場地需求大，需要400 t級輔助吊機(jī)配合；吊機(jī)費(fèi)用高。如圖3所示。

圖3 蒸汽發(fā)生器抬吊式翻轉(zhuǎn)方式

經(jīng)過對比分析，蒸汽發(fā)生器作為一回路最大的重型主設(shè)備，考慮到吊裝重量及內(nèi)部傳熱管束在吊裝過程的晃動(dòng)要求，采用支架式翻轉(zhuǎn)方式更合適。

2.2.2 專用工具選擇

蒸汽發(fā)生器按照使用支架式翻轉(zhuǎn)方式對吊裝工具進(jìn)行選型，吊裝翻轉(zhuǎn)專用工具選型參考成熟的CPR堆型島內(nèi)翻轉(zhuǎn)工具和A P1000堆型翻轉(zhuǎn)工具，如表1所示。

2.3 壓力容器吊裝

本研究參考壓力容器外形尺寸約9435mm×4780mm，重約360 t，借鑒AP1000堆型和CPR堆型壓力容器翻轉(zhuǎn)方式，對壓力容器吊裝方式和專用工具選擇進(jìn)行研究。

2.3.1 翻轉(zhuǎn)方式選擇

1)支架式 優(yōu)點(diǎn):技術(shù)可靠，主要工具在CPR堆型上使用過；除與吊鉤連接部件適應(yīng)性修改外，均可用現(xiàn)有工具，節(jié)約成本；不用力學(xué)分析對設(shè)備本身影響。缺點(diǎn):翻轉(zhuǎn)方式傳統(tǒng)，所用工序較復(fù)雜。如圖4所示。

表1 蒸汽發(fā)生器吊裝工具選擇

圖4 壓力容器支架式翻轉(zhuǎn)方式

2)J形架 優(yōu)點(diǎn):使用了新工藝，簡化了安裝工序；技術(shù)可靠，主要工具在A P1000和CPR堆型上使用過；不用單獨(dú)力學(xué)分析翻轉(zhuǎn)工具對設(shè)備本身影響。如圖5所示。

圖5 壓力容器J形架式翻轉(zhuǎn)方式

經(jīng)過對比分析，壓力容器結(jié)構(gòu)簡單，翻轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)易于管控，如采用支架式翻轉(zhuǎn)方式，翻轉(zhuǎn)準(zhǔn)備工作和翻轉(zhuǎn)過程過于復(fù)雜，J形架式翻轉(zhuǎn)方式更具有經(jīng)濟(jì)性，可簡化安裝工藝，節(jié)約安裝工期，且翻轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)也較低。

2.3.2 專用工具選擇

壓力容器按照使用J形架式翻轉(zhuǎn)方式對吊裝工具進(jìn)行選型，如表2所示。

表2 壓力容器吊裝工具選擇

2.4 穩(wěn)壓器吊裝

參考穩(wěn)壓器外形尺寸約14500mm×2960mm，重約128 t，對穩(wěn)壓器吊裝方式和專用工具選擇進(jìn)行研究。

2.4.1 翻轉(zhuǎn)方式選擇

經(jīng)過對比分析，穩(wěn)壓器重量輕，采用大型汽車式起重機(jī)可輕松實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，減少翻轉(zhuǎn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，吊裝技術(shù)成熟。

1)支架式 優(yōu)點(diǎn):技術(shù)可靠，主要工具使用過；除與吊鉤連接部件適應(yīng)性修改外，均可用現(xiàn)有工具，節(jié)約成本；不用力學(xué)分析翻轉(zhuǎn)工具對設(shè)備本身影響。缺點(diǎn):翻轉(zhuǎn)方式傳統(tǒng)，所用工序較復(fù)雜(見圖6)。

圖6 穩(wěn)壓器支架式翻轉(zhuǎn)方式

2)抬吊式 優(yōu)點(diǎn):簡化了安裝工藝，節(jié)約施工工期。缺點(diǎn):場地需求大，需要2臺(tái)100 t級汽車式起重機(jī)配合。如圖7所示。

2.4.2 專用工具選擇

穩(wěn)壓器按照使用抬吊式翻轉(zhuǎn)方式對吊裝工具進(jìn)行選型，專用工具選擇如表3所示。

3 注意事項(xiàng)

主設(shè)備開頂法施工是傳統(tǒng)施工方式的一次重大變革，相應(yīng)的施工前提條件也發(fā)生了很大變化。

圖7 穩(wěn)壓器抬吊式翻轉(zhuǎn)方式

表3 穩(wěn)壓器吊裝工具選擇

為確保開頂法施工順利實(shí)施，在具體項(xiàng)目策劃實(shí)施過程中需重點(diǎn)關(guān)注如下事項(xiàng)。

1)施工環(huán)境 主設(shè)備房間要在穹頂?shù)跹b前具備安裝施工條件。

2)設(shè)備供貨 設(shè)備供貨時(shí)間較傳統(tǒng)施工模式大幅提前，主設(shè)備及其支撐需在反應(yīng)堆穹頂?shù)跹b前全部到貨。

3)設(shè)計(jì)細(xì)化 雖然本次選型的專用工具均在A P1000或CPR堆型上應(yīng)用過，但設(shè)備的差異性決定了不能照搬套用，需配套主設(shè)備對專用工具進(jìn)行設(shè)計(jì)及優(yōu)化。

4 結(jié)語

本文通過研究國產(chǎn)自主化三代核電機(jī)組采用開頂法施工的各種主設(shè)備翻轉(zhuǎn)吊裝方式和專用工具的優(yōu)缺點(diǎn)對比分析，提出適合國產(chǎn)自主化三代核電堆型開頂法吊裝的最佳翻轉(zhuǎn)吊裝方式及相應(yīng)的專用工具，同時(shí)就項(xiàng)目實(shí)施過程中的重點(diǎn)關(guān)注事項(xiàng)提出建議，以期為業(yè)界同行在國產(chǎn)自主化核電堆型推廣、應(yīng)用主設(shè)備開頂式施工方法研究提供參考。