淺談國(guó)內(nèi)核電站首臺(tái)立式汽水分離再熱器殼體吊裝施工技術(shù)

摘 要：隨著核電技術(shù)的發(fā)展，核電站機(jī)組單機(jī)容量的大幅提高，主蒸汽系統(tǒng)的壓力降低，流量大幅度提升。臺(tái)山核電EPR1750MW機(jī)組首次采用了立式結(jié)構(gòu)安裝的汽水分離再熱器（簡(jiǎn)稱：MSR），其具有體積大、重量重的特點(diǎn)，設(shè)備垂直旋轉(zhuǎn)90°吊裝就位的技術(shù)難度大、作業(yè)要求及安裝風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高。文章通過(guò)闡述MSR殼體吊裝施工技術(shù)，剖析技術(shù)特點(diǎn)、難點(diǎn)及采取解決的方案措施，以便能對(duì)今后電力建設(shè)類似機(jī)組安裝提供借鑒及幫助。

關(guān)鍵詞：MSR殼體；立式；體積大；重量重；技術(shù)難度大；借鑒

1 概況

臺(tái)山核電一期1、2機(jī)組各設(shè)計(jì)有兩臺(tái)汽水分離再熱器（MSR），呈立式布置于汽輪機(jī)廠房?jī)?nèi)的高中壓缸左右兩側(cè)標(biāo)高為-3.05m的MSR混凝土基礎(chǔ)立柱上，殼體重252噸，外形尺寸為φ5840×21197mm，其作用是對(duì)高壓缸排出的濕蒸汽進(jìn)行水汽分離、加熱，使之變成過(guò)熱蒸汽，從而提高汽輪機(jī)熱效率及減少濕蒸汽對(duì)汽輪機(jī)葉片的腐蝕。汽機(jī)廠房采取下沉式結(jié)構(gòu)，吊裝空間和配套起重設(shè)備布置受到制約，經(jīng)對(duì)設(shè)備圖紙、廠房結(jié)構(gòu)仔細(xì)研究，MSR殼體采用專用吊裝工具進(jìn)行吊裝作業(yè)。

2 MSR殼體吊裝技術(shù)方案分析

2.1 MSR殼體專用吊裝工具設(shè)計(jì)

考慮到設(shè)備的運(yùn)輸安全，MSR殼體運(yùn)輸方式為臥式運(yùn)輸，而在廠房?jī)?nèi)正式安裝的方式為立式安裝，故MSR的吊裝就位過(guò)程中必須具備一套可以起吊殼體及能將殼體從水平臥式狀態(tài)翻轉(zhuǎn)至豎直狀態(tài)的專用吊裝工具（如下圖1所示）。

鋼絲繩液壓伸縮裝置通過(guò)高壓軟管連接到一個(gè)小型動(dòng)力油站上，利用手動(dòng)控制器或者專用吊具生產(chǎn)廠家提供的加載了相關(guān)控制程序指令的平板電腦，可實(shí)現(xiàn)對(duì)伸縮裝置的就地控制或者遠(yuǎn)程控制。

2.2 MSR殼體吊裝施工流程

殼體起吊索具綁扎→殼體起吊及平移→殼體垂直旋轉(zhuǎn)90°→球面軸承安裝→殼體就位及臨時(shí)固定。

2.3 殼體起吊索具綁扎及調(diào)整

采用液壓板車將MSR殼體運(yùn)輸至汽輪機(jī)廠房0米吊裝口，拆除殼體上的運(yùn)輸綁扎鋼絲繩，降下懸掛在300T行車主鉤上的已經(jīng)組裝調(diào)試合格的殼體專用吊裝工具，并按（圖2）所示要求，將8m長(zhǎng)的兩根吊索拴在殼體上部軸式吊耳上，然后移動(dòng)行車小車使300T吊鉤與殼體重心在同一直線上，接著操作液壓伸縮裝置將鋼絲繩伸長(zhǎng)至1.5m，使環(huán)形鋼絲繩能拴在MSR殼體底部錐殼的軸式吊耳上，系上保險(xiǎn)繩，防止吊裝鋼絲繩在殼體翻轉(zhuǎn)90°時(shí)松脫滑出吊耳而造成重大事故發(fā)生。點(diǎn)動(dòng)起升300T吊鉤和調(diào)整液壓伸縮裝置，使綁扎到殼體上下部吊耳的鋼絲繩處于預(yù)緊狀態(tài)。

2.4 殼體起吊及平移

檢查吊索是否綁扎牢固可靠后，利用300T行車主鉤將殼體提升300mm左右，并同時(shí)調(diào)整伸縮裝置使殼體處于水平狀態(tài)，然后再將殼體下降200mm，提升及下降各進(jìn)行2次，以此檢查300T主行車剎車性能是否安全可靠。

300T主行車剎車性能檢查合格后緩慢提升MSR殼體，使底部管口高于殼體底部運(yùn)輸支撐架約500mm左右，然后將液壓板車及運(yùn)輸支撐架駛離吊裝口位置。繼續(xù)緩慢將殼體提升至高出10.9米汽輪機(jī)運(yùn)行平臺(tái)層約1000mm的高度，啟動(dòng)行車行走機(jī)構(gòu)，操作行車將殼體平移至安裝位置預(yù)留鋼結(jié)構(gòu)孔洞正上方。

2.5 殼體殼體垂直旋轉(zhuǎn)90°

啟動(dòng)300T吊鉤，緩慢提升至極限高度位置，操作液壓伸縮裝置，慢慢伸長(zhǎng)鋼絲繩伸縮裝置工作狀態(tài)下的鋼絲繩長(zhǎng)度使MSR殼體下部錐殼側(cè)開始慢慢向下傾斜（如圖3所示）。

因?yàn)樵谥餍熊囆≤囲o止不動(dòng)的情況下，隨著殼體的傾斜角度不斷增大，殼體下部外圓周部位與10.9米層鋼梁的距離將會(huì)不斷變小，所以在殼體翻身過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合主行車小車的移動(dòng)（如圖3箭頭所示），操作行車及鋼絲繩伸縮裝置的人員必須聽從指揮、精心操作，保證殼體不會(huì)與鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞。

操作鋼絲繩伸縮裝置使MSR殼體垂直緩慢旋轉(zhuǎn)，并派專人監(jiān)視MSR殼體與吊裝孔邊緣的間隙，及時(shí)移動(dòng)行車小車，確保殼體不與吊裝孔邊緣相碰，即吊裝中心線與設(shè)備就位中心線基本一致。

當(dāng)殼體翻轉(zhuǎn)至豎直狀態(tài)后，繼續(xù)操作鋼絲繩液壓伸縮裝置，使伸縮裝置內(nèi)的鋼絲繩處于自由不受力狀態(tài)，此時(shí)殼體的全部重量由殼體上部吊點(diǎn)兩側(cè)的兩根鋼絲繩共同承擔(dān)。

2.6 球面軸承安裝

由于球面軸承內(nèi)孔與殼體底部的圓柱銷之間為微量過(guò)盈配合，如果利用行車直接松鉤把殼體就位到球面軸承上，一方面行車大小車調(diào)整量可能滿足不了殼體底部圓柱銷與下方安裝固定的球面軸承內(nèi)孔對(duì)中的要求；另一方面行車松鉤使殼體座落到球面軸承的過(guò)程中，稍有偏差，殼體下落的巨大瞬間沖擊力可能就會(huì)造成球面軸承上半球面的破裂。

為了保證吊裝時(shí)設(shè)備及人身安全，我們采取殼體不動(dòng)，頂升球面軸承主動(dòng)迎合殼體底部圓柱銷的方法對(duì)殼體圓柱銷與球面軸承之間的配合進(jìn)行安裝。

2.7 殼體就位及臨時(shí)固定

球面軸承安裝完成后，緩慢下降行車300T吊鉤將已安裝在殼體底部圓柱銷的球面軸承就位到已嵌裝在球面軸承支撐固定板上的球面軸承座上。

由于殼體底部支撐為球面軸承，其設(shè)計(jì)特點(diǎn)為與圓柱銷配合的凸球面相對(duì)于凹球面是允許在一定的傾斜角度之內(nèi)360°擺動(dòng)的，殼體的最終固定是通過(guò)殼體與高中壓缸之間的再熱冷段及熱段管道來(lái)固定的。故在殼體吊裝時(shí)，再熱冷段及熱段管道為安裝的狀態(tài)下，必須在殼體長(zhǎng)度方向的重心點(diǎn)以上對(duì)殼體進(jìn)行臨時(shí)固定。

吊裝殼體前，應(yīng)先將H型鋼1及2預(yù)先存放在（圖4）所示位置，兩鋼梁的內(nèi)側(cè)跨距應(yīng)比殼體上兩軸式吊耳的跨距稍大，且兩鋼梁相對(duì)殼體就位中心對(duì)稱。由于H型鋼及滾輪支撐4的安裝位置影響殼體的吊裝翻身，故吊裝殼體前不能提前吊放橫跨在H型鋼1及2上，可以就近暫放于殼體吊裝預(yù)留口鋼結(jié)構(gòu)以外。

待殼體就位到基礎(chǔ)上后，利用2個(gè)2T手拉鏈條葫蘆同時(shí)將H型鋼1及2往殼體方向收緊至既定位置。

接著用2個(gè)1T手拉鏈條葫蘆將H型鋼及滾輪支撐3、4吊放至橫跨在H型鋼1及2上，并往殼體方向拖動(dòng)至既定位置，注意移動(dòng)前先將滾輪支架上的花籃螺桿旋轉(zhuǎn)至最長(zhǎng)。

依次對(duì)H型鋼1及2與廠房10.9米層的鋼結(jié)構(gòu)接觸部位、支撐3、4與H型鋼1及2的接觸部位進(jìn)行焊接固定。焊接完成后，將滾輪支架3及4上的花籃螺桿收緊至滾輪與殼體外圓周貼合，精測(cè)殼體垂直度，如需調(diào)整可通過(guò)花籃螺桿進(jìn)行調(diào)正。

殼體垂直度調(diào)整符合要求后，緩慢松行車300T吊鉤至不受力狀態(tài)，注意松鉤過(guò)程中，全面檢查觀察臨時(shí)支撐焊縫處的受力情況，確保安全后解除殼體吊耳上的吊索。

3 結(jié)束語(yǔ)

從上述MSR殼體整個(gè)吊裝施工流程可以看出，相對(duì)于臥式MSR的安裝技術(shù)比較，立式MSR殼體吊裝就位施工過(guò)程復(fù)雜、配合工種較多、連續(xù)作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，存在極高的安全質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。因此在殼體吊裝就位前，除了編寫詳細(xì)的吊裝方案，對(duì)施工過(guò)程中的重點(diǎn)難點(diǎn)制定應(yīng)對(duì)措施，還應(yīng)編寫相應(yīng)的吊裝高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)專項(xiàng)安全控制方案以及質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)分析報(bào)告，提前對(duì)吊裝過(guò)程中可能出現(xiàn)的安全質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)隱患進(jìn)行把控，并在吊裝過(guò)程加以密切監(jiān)控，才能安全、順利、高效地完成殼體吊裝就位工作。