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50年代驗證了核能發(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)濟性好、環(huán)境友好性等特點。大型屏蔽門作為第三代核電站的重要防護設(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，對大型屏蔽門的安裝技術(shù)進行分析總結(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)動機構(gòu)及鎖緊機構(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小時防火、35kPa防爆和4級防彈的功能要求，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。屏蔽門設(shè)計為門體單向開啟，必須在開啟一側(cè)吊裝才能實現(xiàn)門體的安裝作業(yè)。現(xiàn)場安裝時，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)置臨時吊點的方式安裝屏蔽門，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)置臨時吊點方式

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(1)吊裝吊點設(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。具體實施時，根據(jù)吊裝模擬情況確定工裝設(shè)計尺寸及吊點位置，并對吊裝工裝進行力學復核驗算。

(2)主要施工過程

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

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，通過拉動或推動門體側(cè)邊使門扇轉(zhuǎn)動，將門扇鉸鏈撥至門扇位置，使用千斤頂或手拉葫蘆對門體進行微調(diào)，反復調(diào)整門扇使鉸鏈螺栓孔和門扇鉸鏈螺栓孔基本對準，再逐個用螺栓將鉸鏈和門扇擰緊。

⑤推動檢查門扇，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，泵站操控門扇的升降，搬運小坦克提供移動功能，工裝的移動由叉車提供動力。

(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輸至指定地點，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門體運輸前，對運輸路線地面進行清理打磨，修補，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行微調(diào)，直至門的螺栓孔與鉸鏈孔對齊。

④門扇安裝完成后，安裝驅(qū)動機構(gòu)、鎖緊機構(gòu)、電控箱等，并按照設(shè)計要求進行調(diào)試和檢查驗收。

三、屏蔽門安裝方法分析

采用在門洞上方墻體設(shè)置臨時吊點的安裝方法優(yōu)點是簡便快捷、施工成本較低。不足之處是需要在門洞上方增加臨時后置埋件，后置埋件施工時不易避開墻體內(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，建議在墻體施工時提前預埋吊裝用預埋件。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)場門體安裝時需注意對已安裝物項做好成品保護。

采用特制工裝設(shè)備安裝屏蔽門優(yōu)點是人力投入少、受其他物項干涉影響小、現(xiàn)場安全風險低、安裝質(zhì)量控制容易。不足之處是工裝設(shè)備需要定制整體費用較高，工裝設(shè)備結(jié)構(gòu)需要作專門設(shè)計，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)用價值，可為后續(xù)同類型門體的安裝提供寶貴的施工經(jīng)驗。