CAP1400鋼制安全殼底封頭支撐短柱安裝工藝探討

吳 碩

（中國核工業(yè)二三建設(shè)有限公司，北京101300）

在國內(nèi)AP1000依托電站中，CV底封頭的整體施工工藝順序采用的是“正裝法”，即從CV底封頭底部第四圈板開始進行拼裝，最后拼裝上部的第一圈板。為便于底封頭組裝焊接工程中單板位置與形狀偏差的調(diào)整，設(shè)計制造了一個“鳥巢型”的底封頭組裝調(diào)整支架，用于支撐和調(diào)整底封頭單板的位置與形狀。浙江三門底封頭組裝如圖1所示。

圖1 浙江三門底封頭組裝示意圖

與之相比，CAP1400型壓水堆核電機組CV底封頭的施工工藝順序采用的是“倒裝法”，即從上部第一圈板開始拼裝，其在拼裝過程的支撐結(jié)構(gòu)形式也發(fā)生了變化。CAP1400型CV底封頭頂部18張BH1板采用長支柱結(jié)構(gòu)進行支撐，18張BH1板的底部焊接18根支撐短柱，此支撐短柱與下部的18根長支柱結(jié)構(gòu)采用螺栓進行連接。如圖2、3所示。

圖2 CAP1400底封頭長支柱結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 CV底封頭短柱與長支柱連接示意圖

現(xiàn)場需要將短柱精確定位并采用手工電弧焊焊接到單片板上，因此需要設(shè)計出一套安裝支撐短柱的工裝，既能精確定位又能保證焊接質(zhì)量。支撐短柱結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 支撐短柱結(jié)構(gòu)示意圖

1 CV底封頭支撐短柱安裝方法的分析及確定

支撐短柱的安裝有兩種安裝方法可進行選擇：第一種是臥式安裝方法，與球罐瓜瓣焊接支腿一樣，即將BH1板內(nèi)側(cè)朝下，再將短柱與BH1板進行連接；第二種是立式安裝方法，即將BH1板豎立起來，與拼裝時狀態(tài)一致，再將短柱與BH1板進行連接。

1.1 支撐短柱“臥式”安裝方法

臥式安裝方法的基本思路是：將BH1板弧形內(nèi)側(cè)朝下臥式固定，然后定位并安裝支撐短柱。支撐短柱“臥式”安裝流程如圖5所示。

圖5 支撐短柱“臥式”安裝流程示意圖

此方法可降低施工高度，能避開高空作業(yè)的風險。但若采用“臥式”安裝方法，將有以下不利因素：

（1）單板的內(nèi)表面朝下，將無法對單板的各項技術(shù)指標進行實時測量監(jiān)控，出現(xiàn)偏差后調(diào)整難度大。

（2）“臥式”安裝針對支撐短柱的安裝定位只能是理論劃線，無法消除單板的實際形態(tài)和理論之間的偏差，定位不準確。

（3）支撐短柱的重量較重，要保證其與單板的組對間隙難度大，定位將存在偏差。

（4）單板運輸?shù)綀鍪莾?nèi)表面朝上，需要翻轉(zhuǎn)后才能焊接短支腿，焊完后再翻轉(zhuǎn)過來吊裝到長支柱組架上。增加了施工步驟，存在單板變形的風險，同時也增加了施工安全風險。

1.2 支撐短柱“立式”安裝方法

立式安裝方法模擬的是BH1板在正式拼裝的狀態(tài)，能將BH1板的整個安裝調(diào)整形式與實際拼裝過程保持基本一致。支撐短柱“立式”安裝流程如圖6所示。

圖6 支撐短柱“立式”安裝流程示意圖

此方法可根據(jù)BH1板的設(shè)計安裝位置來確定CV底封頭支撐短柱安裝工裝的大小及安裝位置，以使BH1板放置到安裝工裝上后，通過調(diào)整BH1板的位置，使其能夠按照設(shè)計安裝位置就位于安裝工裝上。此方法通過模擬BH1板的設(shè)計安裝位置來進行支撐短柱的定位安裝，提高了支撐短柱定位安裝的準確性。

因BH1板內(nèi)表面朝外，其各項技術(shù)指標可以更直觀的進行測量，并且可通過在內(nèi)側(cè)設(shè)置調(diào)整工裝對單板進行調(diào)整；同時能通過頂升裝置調(diào)整短柱的位置，使短柱的頂端與BH1板貼合，更容易達到組對要求，并且安裝方便。

1.3 支撐短柱安裝方法的確定

通過對“立式”和“臥式”兩種安裝方法分析對比，“立式”安裝方法從單板變形控制及調(diào)整、支撐短柱的精確定位、安裝便利性方面都比臥式安裝方法效果更佳，降低了施工難度，便于操作，省時省力，提高了工作效率，加快了施工進度。

同時，為了滿足立式安裝的工藝要求，需要設(shè)計一套能滿足支撐短柱精確定位和安裝的工裝。

2 支撐短柱安裝用工裝的介紹

CV底封頭支撐短柱安裝工裝包括BH1單板上緣支撐架、中間支撐架、下緣支撐架和短柱安裝用軌道。在設(shè)計時，上緣支撐架的支撐點、中間支撐架的頂端和下緣支撐架連接形成弧線，該弧線與CV底封頭的BH1板的弧形結(jié)構(gòu)相同，并且各支撐架頂部均有微調(diào)裝置，保證各支撐點與BH1單板接觸。工裝結(jié)構(gòu)示意圖如圖7所示。

圖7 支撐短柱安裝工裝結(jié)構(gòu)示意圖

將BH1板放置到安裝工裝上后，BH1板的底部抵住下緣支撐架，BH1板的中部依靠中間支撐架的頂端支撐，BH1板的上部抵靠上緣支撐架的支撐點上，以實現(xiàn)將BH1板固定于工裝上。另外，中間支撐架和下緣支撐架相對上緣支撐架設(shè)計為對稱結(jié)構(gòu)，這樣利用一套工裝可以同時調(diào)整兩張BH1板。BH1板安裝固定如圖8所示。

圖8 BH1板安裝固定示意圖

支撐短柱安裝用軌道沿垂直于工裝的側(cè)面方向穿過工裝結(jié)構(gòu)，軌道也鋪設(shè)于施工現(xiàn)場的地面上，軌道上設(shè)有運輸車，運輸車為矩形框架結(jié)構(gòu)，如圖9所示，運輸車底部設(shè)有萬向輪，能夠在軌道上滑動，使用時，將支撐短柱放置于運輸車上，通過運輸車將支撐短柱運送到安裝位置。

圖9 支撐短柱運輸軌道示意圖

3 結(jié)束語

目前“立式”安裝方法已成功應(yīng)用于CAP1400示范工程1#機組CV底封頭BH1板支撐短柱的安裝，支撐短柱的定位及BH1板的各項技術(shù)指標均能滿足設(shè)計要求，現(xiàn)場安裝如圖10所示。同時，CAP1400項目CV底封頭組裝支撐結(jié)構(gòu)相比AP1000簡潔、運輸方便，節(jié)省了大量的材料，提高了工作效率。

圖10 支撐短柱現(xiàn)場安裝示意圖

[1]林誠格.非能動安全先進核電廠AP1000[M].北京：原子能出版社，2010.

[2]SNG-MV50-Z0Y-001，安全殼設(shè)備規(guī)格書[S].

[3]建筑施工手冊編委會.建筑施工手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.