核電站商運條件下輔助變壓器吊裝方案優化與分析

孫印偉++趙忠闊++周蕊

摘 要：核電站商運后，其限制條件變得相當復雜。在這種情況下對輔助變壓器吊裝提出了相當高的要求。為此需要加強核電站商運條件下輔助變壓器吊裝方案的研究，確保核電站安全。TD輔助開關站在核電站商運后復雜的限制條件下，仍需要進行后續的輔助變壓器吊裝就位工作。通過對現場條件的勘測及研究，從安全、技術及經濟角度對方案進行了優化，最終選用200 t全地面式起重機，成功完成了輔助變壓器的吊裝任務。并對優化的技術方案進行了可行性分析校核。

關鍵詞：核電站 商運 變壓器吊裝 方案優化

中圖分類號：TM623 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）09（a）-0071-02

核電站商運后建立了嚴密的安保系統，投入商業運營機組的輔助變壓器和后續機組的輔助變壓器需共同控制在TD輔助開關站內。安保系統建立后極大地縮小了施工空間，狹小的施工區域為續建機組施工作業增加了難度，在商運條件下確保商運機組安全運行和續建工程中安全經濟地進行設備吊裝成為核電建設施工中面臨的一個新的難題。

1 施工作業條件及施工難點

核電站商運后，TD輔助開關站建立了安保系統，廠房周邊拉設了安保圍欄；變壓器背靠廠房，安裝在安保圍欄之內，變壓器安裝位置前僅有一條4.1 m寬道路，進入開關站內主道路8.8 m寬，與變壓器前道路垂直相交。變壓器運輸車為普通拖車，長15 m寬3.2 m，由于廠房內道路狹窄，變壓器運輸車輛無法運送到TD輔助開關站內。

2 吊裝起重機的選擇與優化

變壓器在安保圍欄外使用起重機吊裝就位，不需要拆除開關站內任何設施，核電站的安全運行保障系統亦不受影響。根據現場勘測，圍欄外到變壓器就位位置長17.5 m，變壓器自重58 t，外形長6.08 m寬2.42 m高4.5 m，圍欄外吊裝起重機作業半徑需滿足23 m（起重機回轉中心到圍欄的距離考慮5.5 m）。滿足吊裝條件需要使用500 t級以上的汽車吊或大型履帶吊吊裝就位，吊裝方案不經濟。該項作業限制因素是運輸車輛無法進入TD輔助開關站內，又不能拆除安保設施，無法使用頂升就位。大型號起重機的選擇決定了施工的費用，考慮如何減小機械型號。在吊重不變的情況下，減小吊裝起重機型號的條件就是縮小起重機作業半徑。如何達到起重機既能小作業半徑內卸車又能小作業半徑內就位，就要選擇一種合適型號的起重機進入TD輔助開關站內，根據現場道路條件僅能滿足50 t及以下的汽車吊進入吊裝作業位置。在這種情況下具有轉向輕便靈活優點的起重機有越野式起重機和全地面式起重機。由于越野式起重機一般起重量較小，吊裝性能無法滿足需求，考慮尋找一種合適的全地面式起重機。場地條件根據實測演示作業路面轉彎半徑可以達到12 m，選擇起重機總長不可超過17 m（轉彎過程中17 m前有正在運轉的設備），且前排輪胎到起重機最后部位不可以超過13 m，車輛寬度3 m。根據以上條件，在經濟吊裝的前提下選擇了200 t全地面式起重機作為吊裝機械。

3 變壓器吊裝布置方案優化

起重機選擇后根據現場實際測量數據，進一步優化變壓器吊裝機械布置方案。機械布置方法：200 t全地面式起重機進入TD輔助開關站后向前行駛布置在吊裝位置，起重機停靠于回轉中心和變壓器就位縱向中心線重合處，吊車與橫向中心線平行布置須靠左側路沿石停靠在道路上，這樣起重機支腿可以越過安裝在地面正使用的消防水管道，并可以在地面全支腿支起。定位測算起重機回轉中心到就位中心線距離為10 m。變壓器運輸車輛布置在TD輔助開關站安保圍欄外，變壓器重心與回轉中心重合。

4 200 t全地面式起重機吊裝性能校核

4.1 起重機負荷率校核

吊裝布置方案進行優化后測算變壓器就位所需作業半徑為10 m，變壓器卸車位置優化后作業半徑為9.2 m，以變壓器卸車與就位所需最大作業半徑10 m進行起重機負荷率校核。

變壓器重58 t，200 t全地面式起重機使用65 t配重全支腿伸出，18.1 m主臂10 m作業半徑，額定起重量為66.5t，吊鉤重0.9 t，吊索具重0.1 t，實際起重量為58+0.9+0.1=59 t；起重機負荷率設為，則

=59/66.5×100%=88.7%，滿足吊裝要求。

4.2 起重機越過圍欄起升高度校核

起重機使用臂桿c=18.1 m，卸車作業半徑為9.2 m，回轉到臂桿根部1.85 m，臂桿根部距離地面距離h1=3.6 m，起重機吊鉤到上限位安全距離h0為3 m，根據已知數據計算。

吊鉤中心線到臂桿根部距離b=9.2+1.85=11.05 m，根據三角形勾股定理計算臂桿垂直方向的高度：a===14.3 m。

起重機可起升高度h=a-h0+h1=14.3-3+3.6-3=14.9 m。

圍欄高3.5 m，索具長度5 m，變壓器高度4.5 m高度，起重機需起升高度為3.5+5+4.5=13 m。

需起升高度13 m小于起重機可起升高度14.9 m，起重機可起升高度滿足使用要求。

4.3 設備與臂桿安全距離校核

以起重機吊鉤起升到上限位最不利條件考慮，根據高度校核中的條件可知，在臂桿頂部到變壓器上部的距離為8 m，臂桿的高度考慮1.4 m。

吊鉤中心線到臂桿根部中心距離b1=5+1.85=6.85 m，根據三角形原理計算：a==16.75 m。根據相似三角形計算：n/6.85=8/16.75， n=3.27 m。

n>[2.42（變壓器寬）/2+1.4（箱型臂桿高度）/2]

n=3.27m>1.91m

變壓器起升到最高時與臂桿間的安全距離滿足要求。

5 結語

根據對現場數據測量演示，200 t全地面式起重機在不破壞周圍設施的情況下，能夠向前行駛到TD輔助開關站圍欄內進行卸車就位，在伸出主臂18.1 m，最大作業半徑10 m的工況下，采用6×37+FC-Φ36-20 m型號的鋼絲繩8股起吊，能夠越過安全圍欄，進行卸車就位施工作業，證實了優化后方案的可行性，既保證了安全，又極大地節省了經濟支出。

參考文獻

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[2] 葉志燕，劉建衛，儲艷春.第三代核電站大型結構模塊吊裝分析[J].電力建設，2012（2）：100-103.