AP1000核電站反應堆壓力容器安裝與改造研究

摘 要：AP1000核電站壓力容器的安裝較為復雜，尤其是在吊裝以及安裝的精度上，安裝技術對AP1000核電站反應堆的設備成品的保護壓力造成影響。結合核電站反應堆的安裝難點，文章圍繞核電站機組反應堆壓力容器的安裝，從吊裝定位、就位調整以及筒體翻轉等方面分析了安裝技術，另外對壓力容器的改造技術提出了一些建議。

關鍵詞：核電站；反應堆；壓力容器；安裝；改造

AP1000核電站的壓力容器在安裝的過程中與其他核電站相比具有較大的差異性，為此在安裝的同時也為其帶來了一定的難度。一方面是在金屬放射式的保溫筒體方面要在壓力容器準備之前進行安裝，為此，當壓力容器已經準備就緒時，便要經過該保溫層所構成的空間[1]。另一方面，因為壓力容器本身的支撐系統較為獨特，其中涵蓋了正八邊形模塊、頂法蘭結構以及支撐盒，然而這元件均是 AP1000核電站反應堆中較為獨特的模塊架構，在安裝現場的制作工藝較為繁瑣，也具有較高的難度系數。另外，AP1000核電站在安裝施工時主要采用的是開頂法施工的方式，為此，壓力容器在安裝時則要進行翻轉豎立以及起吊等，為了完成安裝需要運用到起重機進行調整。

1 AP1000核電站反應堆壓力容器安裝要點

1.1 吊裝技術

核電站反應堆的壓力容器一般是較為大型的核級設施，面對大型的設備，在安裝時需要掌握熟練的安裝技術，尤其是吊裝技術，一般現階段在相關行業中所使用的吊裝技術主要有以下幾種：大型起重機吊裝、直立雙桅桿吊裝以及固定式龍門吊裝。

在操作方面，大型起重機吊裝一般在安全殼頂封頭的安裝之前，使用大吊車于廠房外部將相關設備進行翻轉，使其超過安全殼的筒體，準備吊裝就位。直立雙桅桿吊裝的操作需要在反應堆生物屏蔽達到+3.00m標高之后，這時可以將土建施工暫停，桅桿立于+3.00m標高之上，使壓力容器的水平線能夠達到+0.00標高，利用雙桅桿將吊桿準備準備就位，隨后再繼續土建的施工。固定式龍門吊裝時，要將設備立于閘門之外，在其基礎上建立轉運平臺，并將其保持水平狀態下運送至核電站反應堆廠房大廳。環吊主梁的下方增設加鋼立柱，構成固定形式的空門吊，在此基礎上實施吊裝。

在吊裝的優勢方面，大型起重機吊裝的工程量比較小，所使用的技術也不具備很高的難度，廠房外部的轉運以及內部的翻轉吊裝可以結合，極大的節省了人力、物力資源。直立雙桅桿吊裝的設備廠房外的轉運和內翻轉可以結合，以此不會對廠房的高度造成影響[2]。固定式龍門吊裝的交叉作業比較小，也不會影響工期，受天氣因素影響較小。

在吊裝的缺點方面，大型起重機吊裝會受到天氣等因素的影響，在土建以及安裝等也會受到影響，為此在吊裝的成品上也具有一定的困難性。直立雙桅桿吊裝不僅會受到天氣的影響，同時在吊裝過程中具有較大的工程量，并且難度系數高。固定式龍門吊裝具有較大的工作量，在吊裝時需要提高廠房的高度，并且也會具有較高的費用。

現階段，我國國內所使用的核反應堆壓力容器采用的吊裝技術主要是固定式龍門吊裝，主要是因為該吊裝技術對于安裝施工的工期影響比較小，并且已經經歷了較長時間的運作，在經驗方面較為成熟，意外事故的幾率比較小，為此也對安裝的有效性進行了保障。

1.2 壓力容器安裝準備

其一，在完成土建工作之后，反應堆標高X米處的中心位置的預埋已經完成，而反應堆堆坑處的環形墻也已經完成標高水平標志的預埋；其二，在標高X米的位置進行軸線標記；其三，準備龍門吊以及環吊，投入使用。

1.3 反應堆壓力容器支撐的安裝

AP1000核電站反應堆的壓力容器中設置了冷卻劑進入的管嘴以及出口管嘴，進口管嘴的設計在筒體法蘭以及堆芯頂部中間部位設置了不同標高，進口管嘴的高度要大于出口管嘴。反應堆壓力容器的支撐包括了進口管嘴獨立的冷卻箱結構，分布狀態主要是按照一次屏蔽墻的90°平均分布。箱形的架構利用空氣使混凝土冷卻至93.3℃[3]。為了避免管嘴對于混凝土之間的熱傳導，冷卻空氣經過豎向導流板進行支撐，熱空氣由頂部進行。

為了對支撐設備的水平度進行保證，可以對支撐設備進行固定，形成支撐環。隨后再運用平板車運輸支撐環至龍門吊處，并起吊放至在可移動的滑板車上，這時支撐環將以正確的方向進行運輸，待到支撐環安裝結束之后，利用角鋼對支撐環進行支撐，利用滑車把支撐環運送至反應堆的廠房內部。

1.4 核電站反應堆壓力容器廠房運輸翻轉

施工人員把壓力容器運輸至反應堆的廠房內，并將其進行豎立放置，安裝翻轉架，利用吊環將容器的其中一端進行提升，使壓力容器能夠沿著后部的支點進行翻轉倒立，在容器豎立的同時，務必要保證吊桿在垂直翻轉后將連接框架、耳軸以及翻轉架等拆除。

1.5 壓力容器的安裝調整

為了保證壓力容器安裝的有效性，需要把壓力容器的支撐環與支撐面表面的保護層清除，同時運用丙酮進行清洗。將支撐環中的調節螺栓進行調節，使其能夠滿足設計要求。使用環吊將壓力容器投放至深坑，一旦管嘴下方支撐塊和支撐環到支撐面之間的距離達到1500mm，這時壓力容器便會停止下降。隨后對壓力容器的方位進行調整，將容器法蘭中的中心線與安裝標準達成一致。隨后將壓力容器放置在支撐螺栓上方，對壓力容器的標高、水平度、中心線進行測量，對落支撐螺栓進行調整，保證壓力容器標高以及水平偏差能夠完全與設計的要求相符。

為了對支撐塊與支撐面之間的間隙進行測量，可以在容器和支撐環下插入臨時硬木，在水平墊片加工結束之后，將壓力容器提升，將之前放入的臨時硬木抽出，在管座和墊片的接觸面之間涂抹二硫化鉬，對壓力容器進行調節，對其間隙進行測量。

1.6 壓力容器安裝后檢驗

完成壓力容器的安裝之后，要對其安裝進行檢驗，確保其安裝合格后，安裝保護蓋，將安裝的工具與吊運拆除，并保持安裝范圍內的清潔，最后上交結束報告。

2 AP1000核電站反應堆壓力容器改造措施

一方面，要聘用專業的第三方機構對重要程序進行監管。面對一些壓力容器的疑難工序，要聘請專業的第三方機構對其進行監督，為了對壓力容器的安裝質量進行保證，在對其進行改造時，要對其進行模擬檢測，保證改造結果的萬無一失；另一方面，設置固定的監督改造人員，對容器的改造性能進行監督[4]。

3 結束語

綜上所述，AP1000核電站壓力容器的安裝過程具有一定的復雜性，特別是在容器的安裝與改造方面，很容易對壓力容器的質量造成影響，為此，文章中針對AP1000核電站反應堆壓力容器，首先分析了核電站反應堆壓力容器的安裝要點，隨后針對容器的改造，對其質量技術提出了幾點建議。通過文章中的分析，希望能夠加強核電站反應堆壓力容器安裝的技術水平，在此基礎上對壓力容器的質量進行保障，并且以此推動我國核電站技術的發展。

參考文獻

[1]柏貴陽.關于AP1000反應堆壓力容器筒體的安裝工藝研究[J].科技視界，2014，4：75-77.

[2]鄭文炳，譚遠紅，秦李波.AP1000核電站反應堆壓力容器安裝技術[J].施工技術，2014，3：105-108.

[3]鄭東宏，劉寶勇，陳晶晶，等.AP1000反應堆壓力容器安裝技術[J].發電設備，2013，6：401-405.

作者簡介：吳旭坤，民族：漢，職稱：輔助工程師，學歷：本科，研究方向：核電站運行。