核電站大型屏蔽門安裝技術(shù)分析

陳 宇 鄧 贏

(1.上海核工程研究設(shè)計(jì)院有限公司 上海 200000；2.中國核工業(yè)第五建設(shè)有限公司 上海 200000)

自20世紀(jì)50年代驗(yàn)證了核能發(fā)電技術(shù)的可行性后，核能發(fā)電在世界范圍內(nèi)得到大規(guī)模發(fā)展。隨著科技的不斷發(fā)展，目前世界上的主流核電技術(shù)——第三代壓水堆核電站具有安全性高、經(jīng)濟(jì)性好、環(huán)境友好性等特點(diǎn)。大型屏蔽門作為第三代核電站的重要防護(hù)設(shè)備，具有防火、防爆、防彈等特殊功能。其門體尺寸大、質(zhì)量大、安裝精度要求高，現(xiàn)場安裝困難較大。本文以某核電站屏蔽門安裝方式為例，對(duì)大型屏蔽門的安裝技術(shù)進(jìn)行分析總結(jié)，為后續(xù)類似工程提供借鑒。

一、屏蔽門概況

大型屏蔽門主要由門扇、門框、鉸鏈、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及鎖緊機(jī)構(gòu)等組成，以某核電站屏蔽門為例，門體結(jié)構(gòu)尺寸為6.2m×4.9m×0.27m，主要材料為Q235、Q345鋼材，防火層采用防火膨脹珍珠巖材料。屏蔽門滿足3小時(shí)防火、35kPa防爆和4級(jí)防彈的功能要求，在極限安全地震荷載作用下保持全部功能性和結(jié)構(gòu)完整性。

(1)吊裝設(shè)備不可達(dá)。屏蔽門設(shè)計(jì)為門體單向開啟，必須在開啟一側(cè)吊裝才能實(shí)現(xiàn)門體的安裝作業(yè)。現(xiàn)場安裝時(shí)，大型吊裝設(shè)備無法完全覆蓋屏蔽門的安裝區(qū)域。

(2)現(xiàn)場安裝條件復(fù)雜、門體安裝空間狹小。現(xiàn)場土建與安裝作業(yè)深度交叉，相應(yīng)門洞位置設(shè)計(jì)由管道及支吊架，現(xiàn)場可利用的空間受限。

(3)門體質(zhì)量大、尺寸大、安裝控制精度要求高。屏蔽門單扇門體重達(dá)18t，而門框及門扇的垂直度偏差需控制在±3mm內(nèi)，門體安裝鉸鏈的同心度需控制在0.5mm內(nèi)，難度非常大。

(4)門框焊接變形控制難度大。門框與墻體預(yù)埋件采購焊接連接，焊縫高度20mm，考慮門框尺寸，焊接工程量大、焊接應(yīng)力大，容易導(dǎo)致焊接完成后的變形超差，焊接應(yīng)力引起的變形控制困難。

鑒于以上復(fù)雜的現(xiàn)場條件和較高的安裝技術(shù)難度，門體的安裝方式需根據(jù)現(xiàn)場情況制定特殊安裝方案。

二、屏蔽門安裝方式

大型屏蔽門的安裝可采用以下兩種方法：一是采用在門洞上方墻體設(shè)置臨時(shí)吊點(diǎn)的方式安裝屏蔽門，二是采用特制工裝設(shè)備安裝屏蔽門。

圖1 屏蔽門的安裝過程

方式一：在墻體上設(shè)置臨時(shí)吊點(diǎn)方式

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(1)吊裝吊點(diǎn)設(shè)置

屏蔽門安裝前在門洞上方的墻體上設(shè)置后置埋件，在埋件上焊接相應(yīng)吊裝鋼梁支架及吊耳用于門體的吊裝。具體實(shí)施時(shí)，根據(jù)吊裝模擬情況確定工裝設(shè)計(jì)尺寸及吊點(diǎn)位置，并對(duì)吊裝工裝進(jìn)行力學(xué)復(fù)核驗(yàn)算。

(2)主要施工過程

①采用液壓式履帶起重機(jī)將門體吊運(yùn)至對(duì)應(yīng)層高，使用可轉(zhuǎn)向滑輪車將門體緩慢拖運(yùn)至門洞邊。

②安裝門框和鉸鏈。保證門框垂直度和鉸鏈同心度偏差滿足要求。

③將運(yùn)輸?shù)轿坏拈T體鋼絲繩采用手拉葫蘆連接門洞上部設(shè)置的鋼梁吊耳處，通過拉動(dòng)手拉葫蘆使門體緩慢提升，并最終將門吊裝至完全垂直狀態(tài)。

④在門處于完全垂直狀態(tài)時(shí)，通過拉動(dòng)或推動(dòng)門體側(cè)邊使門扇轉(zhuǎn)動(dòng)，將門扇鉸鏈撥至門扇位置，使用千斤頂或手拉葫蘆對(duì)門體進(jìn)行微調(diào)，反復(fù)調(diào)整門扇使鉸鏈螺栓孔和門扇鉸鏈螺栓孔基本對(duì)準(zhǔn)，再逐個(gè)用螺栓將鉸鏈和門扇擰緊。

⑤推動(dòng)檢查門扇，保證屏蔽門的開啟及關(guān)閉無卡阻現(xiàn)象。

方式二：使用特制工裝設(shè)備安裝屏蔽門

(1)特制工裝設(shè)備構(gòu)造

屏蔽門安裝工裝設(shè)備由搬運(yùn)小坦克、頂升油缸、泵站以及鋼結(jié)構(gòu)骨架拼裝而成。工裝利用頂升油缸作為門扇的固定點(diǎn)，泵站操控門扇的升降，搬運(yùn)小坦克提供移動(dòng)功能，工裝的移動(dòng)由叉車提供動(dòng)力。

(2)特制工裝設(shè)備安裝屏蔽門主要過程

①將屏蔽門門扇采用平板拖車運(yùn)輸至指定地點(diǎn)，然后采用汽車吊將門扇吊裝至提前安裝好的工裝設(shè)備上。

②門體運(yùn)輸前，對(duì)運(yùn)輸路線地面進(jìn)行清理打磨，修補(bǔ)，保證地面平整。利用牽引車將工裝及門體移至門洞處。門洞上的門框及鉸鏈提前安裝完成，安裝要求參考前節(jié)。

③門扇運(yùn)輸至門洞附近后，根據(jù)門框己安裝鉸鏈的位置調(diào)整門扇高度及位置，門體提升至鉸鏈孔附近位置后用撬棍墊橡膠塊進(jìn)行微調(diào)，直至門的螺栓孔與鉸鏈孔對(duì)齊。

④門扇安裝完成后，安裝驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)、電控箱等，并按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)試和檢查驗(yàn)收。

三、屏蔽門安裝方法分析

采用在門洞上方墻體設(shè)置臨時(shí)吊點(diǎn)的安裝方法優(yōu)點(diǎn)是簡便快捷、施工成本較低。不足之處是需要在門洞上方增加臨時(shí)后置埋件，后置埋件施工時(shí)不易避開墻體內(nèi)鋼筋，定位難度較大。后續(xù)其他工程如采用此方式安裝屏蔽門，建議在墻體施工時(shí)提前預(yù)埋吊裝用預(yù)埋件。另外，增加的吊裝支架容易與其他已安裝的管線發(fā)生碰撞，現(xiàn)場門體安裝時(shí)需注意對(duì)已安裝物項(xiàng)做好成品保護(hù)。

采用特制工裝設(shè)備安裝屏蔽門優(yōu)點(diǎn)是人力投入少、受其他物項(xiàng)干涉影響小、現(xiàn)場安全風(fēng)險(xiǎn)低、安裝質(zhì)量控制容易。不足之處是工裝設(shè)備需要定制整體費(fèi)用較高，工裝設(shè)備結(jié)構(gòu)需要作專門設(shè)計(jì)，整體技術(shù)要求較高。

四、結(jié)論

兩種屏蔽門安裝方式各有長處，對(duì)不同外部條件下屏蔽門的安裝提供了解決方案。兩種方法都已在實(shí)際工程中得到應(yīng)用，成功解決了在安裝操作空間小、吊裝障礙物多等復(fù)雜條件下安裝大型屏蔽門的難題。從節(jié)約施工成本，提高安裝效率和安裝質(zhì)量的角度分析，均具有良好的推廣、應(yīng)用價(jià)值，可為后續(xù)同類型門體的安裝提供寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。