淺談國內核電站首臺立式汽水分離再熱器殼體吊裝施工技術

摘 要：隨著核電技術的發展，核電站機組單機容量的大幅提高，主蒸汽系統的壓力降低，流量大幅度提升。臺山核電EPR1750MW機組首次采用了立式結構安裝的汽水分離再熱器（簡稱：MSR），其具有體積大、重量重的特點，設備垂直旋轉90°吊裝就位的技術難度大、作業要求及安裝風險系數高。文章通過闡述MSR殼體吊裝施工技術，剖析技術特點、難點及采取解決的方案措施，以便能對今后電力建設類似機組安裝提供借鑒及幫助。

關鍵詞：MSR殼體；立式；體積大；重量重；技術難度大；借鑒

1 概況

臺山核電一期1、2機組各設計有兩臺汽水分離再熱器（MSR），呈立式布置于汽輪機廠房內的高中壓缸左右兩側標高為-3.05m的MSR混凝土基礎立柱上，殼體重252噸，外形尺寸為φ5840×21197mm，其作用是對高壓缸排出的濕蒸汽進行水汽分離、加熱，使之變成過熱蒸汽，從而提高汽輪機熱效率及減少濕蒸汽對汽輪機葉片的腐蝕。汽機廠房采取下沉式結構，吊裝空間和配套起重設備布置受到制約，經對設備圖紙、廠房結構仔細研究，MSR殼體采用專用吊裝工具進行吊裝作業。

2 MSR殼體吊裝技術方案分析

2.1 MSR殼體專用吊裝工具設計

考慮到設備的運輸安全，MSR殼體運輸方式為臥式運輸，而在廠房內正式安裝的方式為立式安裝，故MSR的吊裝就位過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翻轉至豎直狀態的專用吊裝工具（如下圖1所示）。

鋼絲繩液壓伸縮裝置通過高壓軟管連接到一個小型動力油站上，利用手動控制器或者專用吊具生產廠家提供的加載了相關控制程序指令的平板電腦，可實現對伸縮裝置的就地控制或者遠程控制。

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90°→球面軸承安裝→殼體就位及臨時固定。

2.3 殼體起吊索具綁扎及調整

采用液壓板車將MSR殼體運輸至汽輪機廠房0米吊裝口，拆除殼體上的運輸綁扎鋼絲繩，降下懸掛在300T行車主鉤上的已經組裝調試合格的殼體專用吊裝工具，并按（圖2）所示要求，將8m長的兩根吊索拴在殼體上部軸式吊耳上，然后移動行車小車使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至1.5m，使環形鋼絲繩能拴在MSR殼體底部錐殼的軸式吊耳上，系上保險繩，防止吊裝鋼絲繩在殼體翻轉90°時松脫滑出吊耳而造成重大事故發生。點動起升300T吊鉤和調整液壓伸縮裝置，使綁扎到殼體上下部吊耳的鋼絲繩處于預緊狀態。

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，并同時調整伸縮裝置使殼體處于水平狀態，然后再將殼體下降200mm，提升及下降各進行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輸支撐架約500mm左右，然后將液壓板車及運輸支撐架駛離吊裝口位置。繼續緩慢將殼體提升至高出10.9米汽輪機運行平臺層約1000mm的高度，啟動行車行走機構，操作行車將殼體平移至安裝位置預留鋼結構孔洞正上方。

2.5 殼體殼體垂直旋轉90°

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

因為在主行車小車靜止不動的情況下，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不斷變小，所以在殼體翻身過程中，應結合主行車小車的移動（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，保證殼體不會與鋼結構發生碰撞。

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

當殼體翻轉至豎直狀態后，繼續操作鋼絲繩液壓伸縮裝置，使伸縮裝置內的鋼絲繩處于自由不受力狀態，此時殼體的全部重量由殼體上部吊點兩側的兩根鋼絲繩共同承擔。

2.6 球面軸承安裝

由于球面軸承內孔與殼體底部的圓柱銷之間為微量過盈配合，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孔對中的要求；另一方面行車松鉤使殼體座落到球面軸承的過程中，稍有偏差，殼體下落的巨大瞬間沖擊力可能就會造成球面軸承上半球面的破裂。

為了保證吊裝時設備及人身安全，我們采取殼體不動，頂升球面軸承主動迎合殼體底部圓柱銷的方法對殼體圓柱銷與球面軸承之間的配合進行安裝。

2.7 殼體就位及臨時固定

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，其設計特點為與圓柱銷配合的凸球面相對于凹球面是允許在一定的傾斜角度之內360°擺動的，殼體的最終固定是通過殼體與高中壓缸之間的再熱冷段及熱段管道來固定的。故在殼體吊裝時，再熱冷段及熱段管道為安裝的狀態下，必須在殼體長度方向的重心點以上對殼體進行臨時固定。

吊裝殼體前，應先將H型鋼1及2預先存放在（圖4）所示位置，兩鋼梁的內側跨距應比殼體上兩軸式吊耳的跨距稍大，且兩鋼梁相對殼體就位中心對稱。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留口鋼結構以外。

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

接著用2個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，并往殼體方向拖動至既定位置，注意移動前先將滾輪支架上的花籃螺桿旋轉至最長。

依次對H型鋼1及2與廠房10.9米層的鋼結構接觸部位、支撐3、4與H型鋼1及2的接觸部位進行焊接固定。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，精測殼體垂直度，如需調整可通過花籃螺桿進行調正。

殼體垂直度調整符合要求后，緩慢松行車300T吊鉤至不受力狀態，注意松鉤過程中，全面檢查觀察臨時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 結束語

從上述MSR殼體整個吊裝施工流程可以看出，相對于臥式MSR的安裝技術比較，立式MSR殼體吊裝就位施工過程復雜、配合工種較多、連續作業時間長，存在極高的安全質量風險。因此在殼體吊裝就位前，除了編寫詳細的吊裝方案，對施工過程中的重點難點制定應對措施，還應編寫相應的吊裝高風險作業專項安全控制方案以及質量風險分析報告，提前對吊裝過程中可能出現的安全質量風險隱患進行把控，并在吊裝過程加以密切監控，才能安全、順利、高效地完成殼體吊裝就位工作。