核島廠房輔助設備運輸效率評價方法

楊杰， 劉濤，王美清

（深圳中廣核工程設計有限公司，廣東 深圳 518000）

1 引言

在核電廠建造期間，有大量的輔助設備需要引入核島廠房內。由于核島廠房布置復雜、輔助設備眾多的特點，輔助設備在建造期間的運輸工作量較大。同時，對其他施工活動也有較大的影響，因而其運輸效率是值得研究的一個問題。數量化的輔助設備運輸效率評價方法，為設備布置設計人員在進行設計成果的可建造性校驗提供了一種手段[1]。

2 核島廠房布置的特點簡述

壓水堆核電廠的核島根據其工藝需要，一般分為反應堆廠房、核燃料廠房、核輔助廠房等，為多層多間的形式。

核島占地面積較大，二代改進型百萬千瓦壓水堆機組核島（雙機組）占地面積約為11 000m2，建筑面積約為58 000m2；三代機組均為單堆布置，其建筑面積更大。因而不能依靠少量大型吊車直接將所有設備運輸至指定的房間。由于核島屬于放射性控制區，進出島外的通道口數量較少，往往設備運輸的路徑較長。另外，核島廠房內設置了大量的混凝土隔墻作為實體隔離邊界或者輻射屏蔽體。由此，進一步增加了設備運輸通道的長度，還使得運輸通道更加曲折。

3 核島輔助設備特點

本文中所指的核島輔助設備，包括核島工藝系統設備中除核島主設備、與燃料操作直接相關的各類機械設備外的所有設備，主要包括泵類、容器、換熱器、除鹽器等類別。各堆型的核電廠內核島輔助設備的數量有一些差異，二代改進型百萬千瓦壓水堆機組超過800 臺。由于設備尺寸和質量不同，其運輸風險和運輸方案也有較大的不同。本文根據其差異性，分別將輔助設備分為小型設備和較大型設備2 類（見表1）。

表1 輔助設備分類

對于有些設備，其尺寸和質量太大，對運輸通道、運輸方案要求太高，在設計較早階段時即考慮拆分成若干部分供貨、引入和安裝。對于這類設備，可以根據拆分后的質量和尺寸進行分類。

4 輔助設備運輸的一般過程

鑒于核島廠房和輔助設備的布置特點，為了提高輔助設備的運輸效率，在設備允許的情況下，盡可能采用預先引入的方式，即在設備上方樓板施工前，利用土建施工階段的塔吊或者廠房外的移動式吊車將設備提前引入。但是，預先引入也有一些局限性，如需要設計和設備制造進度匹配，影響土建上層樓板施工等。因而，更多的設備仍然需要沿著廠房內的運輸通道，依靠廠房內的吊裝設備、工具，將設備引入就位。

1 臺典型的核島輔助設備從廠房外引入到就位房間，其運輸路線一般包括平直段、門洞段、轉彎段、吊裝孔段等。對于某些設備，由于外形尺寸特殊，在運輸過程中還需要對設備進行翻轉。

不同路段的運輸難度、運輸過程耗費的時間、施工準備、施工風險等相差比較大；同時每臺設備平直段長度、轉彎角度和次數均存在差異，如何將這些差異數量化，進而評估其運輸路徑的效率？

通過研究施工過程可以發現，對于施工難度較大的路段，運輸過程耗費的時間更長，需要采取的施工措施更多，進而成本也更高。與此類似的，對于施工風險較高路段，運輸過程耗費的時間也更長，需要采取的施工措施也更多。鑒于此，本文擬從時間成本角度出發，對輔助設備運輸的效率進行數量化，可用于不同的輔助設備的運輸效率評價。

5 各運輸過程時間成本估算

輔助設備在平直段運輸難度較小、施工風險也相對較低、耗費的時間也較少。從時間成本來看，對于小型設備，一般利用液壓小推車運輸，運輸速度較快；對于較大型設備，采用滾杠或坦克小車的方式，并輔以卷揚機等工具；由于運輸過程中，存在較多的滾杠移位、運輸方向糾偏操作，因而運輸效率較低。

門洞處由于空間較狹小，且一般門洞處均有土建結構二次澆筑區等因素導致通道不平整，設備運輸過程較為困難，其時間成本較同等距離的平直段要高。

由于設備運輸通過轉彎段時，設備傾覆風險增加，一般會降低運輸速度，其耗費的時間約為同等長度平直段的若干倍。同時，轉彎角度越大、轉彎半徑越小施工難度也越大，其時間成本也就越高。

對于一些長徑比較大的設備，在運輸過程中可能需要對設備進行翻轉操作，以適應運輸通道。翻轉操作過程風險較大，操作過程一般較為細致。

本文根據核電工程施工的經驗，總結了不同類別的設備在各運輸階段的時間成本，供相關技術人員參考（見表2）。

表2 各運輸過程時間成本

根據參考數據，可以粗略的計算出1 臺輔助設備在各運輸階段所耗費的時間成本。需要指出的是，表格中不包含運輸工作的準備時間，需要根據不同的運輸工具考慮準備工作的時間成本。

6 合理的輔助設備運輸效率

輔助設備的運輸效率不僅影響設備自身安裝進度，同時，由于占用了主要的運輸通道，對其他施工專業的建設安全活動也有著顯著的影響。因此，減少輔助設備的運輸時間，提高設備運輸效率，一方面有利于保障設備自身的安裝進度，另一方面也為其他建設安全活動創造有利條件。同時，還應看到，在項目的施工機具不變的情況下，人力成本對施工成本變化起著明顯的作用。控制好輔助設備運輸時間，也有利于控制設備安裝的費用成本。

對于小型輔助設備，從廠房外到設備就位房間，運輸時間不宜超過3.5h，即0.5d；對于大中型輔助設備，運輸時間不宜超過7h，即1d。

人工成本作為運輸成本的一部分，應納入輔助設備運輸的整體成本中予以考慮，使得總體成本最低。

7 優化改進的方向

在設計階段，可以采取若干措施來提高輔助設備的運輸效率：

1）設備布置方面，在滿足其他功能的條件下，大型設備靠近通道布置、靠近廠房外墻布置、靠近廠坪層布置，有利于縮短運輸距離。對于布置在較高層位的設備數量多，可以考慮在該層設計對外的懸挑接料平臺。

2）運輸通道規劃方面，宜減少轉彎次數和轉彎的角度。一般而言，在設備運輸路徑上轉彎次數不宜多于3 次；轉彎的角度不宜大于90°。

3）通過在某些墻面及樓板上設置二次澆筑區，可以有效減少設備運輸距離，同時減少運輸過程中的轉彎次數。

4）門洞和通道的尺寸設置應合理，有設備通過的門洞（包括二次澆筑區孔洞）及通道，其尺寸不應小于設備外形尺寸，同時宜保證設備運輸時每側有200～300mm 以上的空間。

8 結語

設備運輸效率是布置設計成果的重要評價指標之一。本文從時間和人力成本等角度出發，提出了輔助設備運輸效率數量化評價方法。此方法還有一些明顯的不足，如未考慮到運輸風險的影響，對成本的分析還不夠全面等。通過本文探討，期望能提高輔助設備運輸設計及核島廠房布置設計水平。