淺談AP1000核島大件吊裝技術

【摘 要】AP1000核島大件吊裝是整個核電建設中一個重要的環(huán)節(jié)，結合大件的特點、特大型履帶吊的性能和吊裝場地的布置選擇合理的大件吊裝工藝，對保證施工安全、控制施工進度和降低施工成本有著重要的意義，也是核電項目管理的一項重要內容。

【關鍵詞】AP1000 大件 吊裝

引言

AP1000是由美國西屋公司開發(fā)的一種雙環(huán)路、百萬千瓦級的先進的第三代壓水堆核電機組，它設計簡化，結構緊湊，全面采用模塊化施工，與國內已建的壓水堆核電廠施工方式不同的是，AP1000幾乎所有設備和模塊都采用“開頂法”吊裝技術[1]，需要頻繁地使用大型吊裝設備。在AP1000這種先進的設計和建造理念下，實際工程中存在大量的大型重型模塊和設備，對施工也提出了新的挑戰(zhàn)[2]。這些體積大、重量大的模塊和設備在AP1000建造過程中常常統(tǒng)稱為大件，代表性的AP1000核島大件如表1所示。

大件吊裝技術

AP1000大件吊裝是核電建設過程中一個重要的環(huán)節(jié)，組織好大件吊裝的核心是大件吊裝技術。根據(jù)核島大件的特性、特大型履帶吊的性能以及吊裝場地的布置，可以設計出多種吊裝工藝，對多種工藝進行優(yōu)化和比選，選擇更為合理的吊裝工藝，對保證施工安全、控制施工進度和降低施工成本有著重要的意義，這也是核電項目管理的一項重要內容。下面結合工程實踐談談對AP1000核島大件吊裝技術的認識。

1.吊裝機械的特點

AP1000核電廠核島大件吊裝技術的關鍵是吊裝設備的選型，國內某AP1000核電廠采用的是德國Terex-Demag CC8800-1twin型3200t特大型履帶吊對核島大件進行吊裝。Demag特大型履帶吊最大起重重量3200t，最大起重力矩41800t·m。具有單件重量輕、便于運輸組裝，全遙控式組裝，故障自診斷，可視界面、操作簡單方便，帶載行走平穩(wěn)，抗側向荷載能力強的特點[3]。與國內其他AP1000核電廠大件吊裝使用的美國Lampson LTL-2600型吊車的特大型履帶吊相比具有制造周期相對稍長，對吊裝場地要求高的劣勢，但總體來說具有設計壽命長（30年），組裝調試時間短，自動化程度高、更加智能、易于操作，行走、轉動靈活性好等的優(yōu)勢。工程實踐證明，Demag特大型履帶吊在AP1000建造過程中表現(xiàn)出極好的可操作性、高效性、安全性和穩(wěn)定性，受到業(yè)內的一致好評。

2.吊裝場地的要求

AP1000 Demag特大型履帶吊吊裝場地包括進行核島大件吊裝的場地和地基，吊裝場地面積約9000m2，采用鋼筋混凝土路面。在特大型履帶吊空載及行走區(qū)域，履帶板下橫向鋪設路基箱以增大基礎受力面積（路基箱尺寸6m×3m×0.3m如圖1所示），地基承載力要求不低于50t/m2；特大型履帶吊帶載站位及帶載行走區(qū)域，同樣要在履帶板下縱向鋪設路基箱以增大受力面積，并在特大型履帶吊吊裝場地帶載行走區(qū)域路面和路基箱之間加鋪一層約15cm厚的中粗砂墊層，以減少吊機行走對地面的破壞，地基承載力要求不低于110t/m2，此處地基要作特殊處理。同時，特大型履帶吊也對吊裝場地的行走區(qū)域的平整度提出了相當高的要求。由于吊車吊臂較長，吊裝場地的細微傾斜將會導致吊車桿頭產生大量的偏移，尤其是在帶載行走過程中，會對吊車產生較大的側向載荷，影響吊車的安全性。結合Demag特大型履帶吊技術要求以及AP1000建造過程中的實際使用情況，要求帶載行走道路的傾斜度不大于0.15°。

圖1 路基箱示意圖

Fig.1 Sketch of roadbed boxes

3.吊裝工藝

理論上講核島大件的吊裝方案有多種，在AP1000工程建造過程中實際上采用的是核島大件定點吊裝工藝。所謂定點吊裝就是根據(jù)核島大件吊裝參數(shù)及核島吊裝場地布置，采用一個站位點完成一個機組的核島主要大件設備吊裝[4]，并且所有的機組都采用同樣站位布置，如圖2為某AP1000核電廠核島大件定點吊裝工藝中特大型履帶吊的站位示意圖。

這種吊裝工藝要求特大型履帶吊首次使用前做性能荷載試驗。帶載行走區(qū)域路基箱邊緣距離核島負挖邊界的距離為1.71m， 大吊機履帶邊緣距離負挖邊界的距離為2.12m。整個吊裝過程按照起吊、順時針旋轉吊臂、帶載行走和吊裝就位這四大步驟完成，如圖3所示。

在定點吊裝工藝過程中特大型履帶吊只需要旋轉90°左右的角度來完成轉臂的動作，而且?guī)лd行走的距離比較短，約有18m，吊裝速度快，節(jié)省時間。但是此工藝需要另行考慮特大型履帶吊組裝和荷載試驗區(qū)域。同時還要注意到在特大型履帶吊完成旋轉的過程中，特大型履帶吊的超起的擺動范圍可能會占用放射性廢物廠房的地基基礎，因此還應處理好核島大件吊裝和放射性廢物廠房的施工邏輯關系。以某AP1000核電廠采用此法吊裝CV04為例，從特大型履帶吊平穩(wěn)地將CV04吊起計時，經過調整、提升至規(guī)定高度、旋轉、帶載行走17.9m后，直到CV4環(huán)筒體就位于CA03環(huán)筒體上，整個吊裝過程歷時1小時42分。

由于AP1000核電廠廠址的不同，在核電廠總平面圖設計中重件道路和吊裝場地的位置關系也有可能不同，當二者位置關系使得特大型履帶吊轉彎半徑大、便于進場，并且重件道路、特大型履帶吊進場路線以及特大型履帶吊組裝區(qū)域基本在同一區(qū)域時，可以考慮采用二次旋轉吊裝工藝。所謂二次旋轉吊裝工藝，就是特大型履帶吊在完成大件吊裝的整個過程中要做兩次旋轉動作。第一次特大型履帶吊吊臂需要做180°以上的順時針旋轉的吊裝動作，然后特大型履帶吊帶載行走大約25m，吊臂再次進行大約90°的逆時針旋轉動作。整個吊裝過程也分為起吊、順時針旋轉吊臂、帶載行走和二次旋轉就位四大步驟，如圖4所示。與定點吊裝工藝相比，此工藝特大型履帶吊履帶與負挖邊界的距離稍遠，為2.9m，且吊車的履帶要側對核島負挖邊界。由于二次旋轉吊裝工藝的動作較復雜，整個吊裝過程持續(xù)實踐稍長。此吊裝工藝的最為突出的優(yōu)點是吊裝過程中不會和其它構造物產生施工干涉。

結語

AP1000核電機組核島大件吊裝是核電建設過程中的一個重點和難點，隨著新型特大型履帶吊的使用以及AP1000核電建設中大件吊裝經驗的不斷積累和反饋，核島大件吊裝技術將會不斷地改進和發(fā)展，使得AP1000核島大件吊裝技術會有更多更優(yōu)的選擇。結合考慮核島大件的特性、吊裝場地的布置和特大型履帶吊的性能等多種因素，選擇科學性、先進性、合理性以及經濟性的吊裝技術對做好核電項目管理具有重要的意義。

參考文獻：

[1] 方小明，沈文榮，孫彬，魏忠.AP1000核電項目模塊化施工建造管理研究 [J].中國核電技術進展報告，2009，11（1）：14-19.

[2] 魏俊明， 劉瓊， 孫坤.第三代壓水堆核電機組AP1000的模塊化施工分析 [J].電力建設，2008，4，（29）：63-66.

[3] 武邵彭.世界上最大的履帶起重機在海陽核電工程中的使用 [J].建造機械化，2010（8）:31-32.

[4] 李新凱.淺談AP1000核電廠的總平面布置與模塊化施工關系 [J].湖北電力，2010，6（34）：66-68.

作者簡介：李瑛（1963年12月），男，遼寧鐵嶺，大學本科，經濟師（物資管理）。

（作者單位：中電投電力工程有限公司）