“華龍一號(hào)”穩(wěn)壓器金屬保溫層安裝技術(shù)研究

文 超 王金元

（核反應(yīng)堆系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610000）

0 引言

通過(guò)對(duì)華龍一號(hào)堆型金屬反射式保溫安裝施工工藝的研究，對(duì)不銹鋼保溫龍骨與金屬保溫塊安裝過(guò)程中容易出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)，采取相應(yīng)的優(yōu)化改進(jìn)措施和技術(shù)手段，確保安裝完成后的保溫龍骨和金屬反射式保溫符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。 從而達(dá)到降本增效，提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1 穩(wěn)壓器保溫概述

“華龍一號(hào)”穩(wěn)壓器保溫為金屬反射式保溫，保溫高度約為13.2 m，保溫結(jié)構(gòu)由保溫龍骨與金屬反射式保溫塊、非金屬保溫棉袋三部分組成，保溫形式分為可拆卸式保溫與不可拆卸式保溫。 可拆卸式保溫之間、可拆卸保溫與不可拆卸保溫之間采用快開(kāi)鎖扣連接，不可拆卸保溫之間采用不銹鋼鉚釘連接，保溫層由上封頭保溫、筒體保溫、下封頭保溫（非金屬棉袋）三部分組成， 水平支撐位置采用非金屬棉袋進(jìn)行填充。 保溫材料可經(jīng)受核電站正常壽命期及LOCA 事故下的高劑量輻射而物理性能無(wú)顯著變化；其抗震性能可達(dá)到在安全地震動(dòng)（SL-1）下，保溫層可執(zhí)行其功能，在極限安全地震動(dòng)（SL-2）下，保溫層不對(duì)附近安全物項(xiàng)造成災(zāi)害（如倒塌）。 穩(wěn)壓器保溫總體安裝示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 穩(wěn)壓器保溫總體安裝示意圖

2 穩(wěn)壓器金屬反射式保溫安裝流程

穩(wěn)壓器金屬反射式保溫安裝流程如下圖2 所示。

圖2 穩(wěn)壓器金屬反射式保溫安裝流程

3 穩(wěn)壓器金屬反射式保溫施工技術(shù)改進(jìn)

穩(wěn)壓器采用金屬反射式保溫形式對(duì)相關(guān)技術(shù)人員及安裝施工人員要求更高， 在安裝過(guò)程中不斷遇到各類問(wèn)題，為了更好地解決相關(guān)問(wèn)題，及時(shí)收集相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)在安裝過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題不斷進(jìn)行研究探討，同時(shí)提出相應(yīng)優(yōu)化方案。

3.1 可剝落漆去除

穩(wěn)壓器出廠時(shí)表面涂有一層可剝落漆，以防止設(shè)備表面污染生銹， 在保溫安裝前需將可剝落漆去除，通常采用手撕去除法。 但在去除施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，局部可剝落漆厚度過(guò)薄、環(huán)境溫度較高導(dǎo)致油漆出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，可剝落漆采用手撕的方法施工困難，如堅(jiān)持手撕去除方法將嚴(yán)重影響項(xiàng)目工程進(jìn)度。

為解決部分可剝落漆去除困難的問(wèn)題，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度要求，施工單位與穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)方通過(guò)分析探討，最終確定在確保對(duì)穩(wěn)壓器本體不造成損傷的前提下，可采用打磨方式去除設(shè)備表面可剝落漆。 施工單位需對(duì)實(shí)施打磨操作人員進(jìn)行培訓(xùn)交底，同時(shí)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)督，嚴(yán)格控制質(zhì)量，以防對(duì)設(shè)備本體造成傷害。 經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況表明，通過(guò)打磨方式去除可剝落漆，可有效提高施工效率，節(jié)約施工工期。

3.2 龍骨定位放線

在去除穩(wěn)壓器表面可剝落漆后，首先根據(jù)圖紙確定方位，需定位出保溫龍骨的安裝位置。 首先依據(jù)設(shè)備本體上已標(biāo)定的角度鋼印確定0°位置，再按照保溫龍骨間的夾角確定龍骨分布的位置。

確定0°位置后，按照?qǐng)D紙要求可以確認(rèn)第一根吊筋中心位置在0°右側(cè)34°處， 見(jiàn)圖3。 常規(guī)標(biāo)定方法為，使用角度測(cè)量?jī)x器，通過(guò)0°位置、設(shè)備中心點(diǎn)來(lái)確定第一根吊筋中心位置。 但穩(wěn)壓器上封頭頂部中心位置連接穩(wěn)壓器噴霧管線，且設(shè)備筒體半徑較大，角度測(cè)量操作實(shí)施困難。 使用常規(guī)標(biāo)定法操作必然導(dǎo)致測(cè)量誤差大，影響吊筋定位準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響后續(xù)保溫龍骨的安裝工作。

圖3 保溫龍骨安裝位置示意圖

經(jīng)研究，采用計(jì)算兩點(diǎn)間弧長(zhǎng)的方式確定吊筋中心位置，可以大幅提高龍骨定位安裝的準(zhǔn)確性。 穩(wěn)壓器的筒體周長(zhǎng)C 可以通過(guò)實(shí)際測(cè)量獲得，根據(jù)圓的周長(zhǎng)公式C=2πr 和弧長(zhǎng)公式L=n*π*r/180 可以推導(dǎo)出公式（1），吊筋中心與0°間的弧長(zhǎng)距離可按照公式（1）計(jì)算。

（1）L=(C/360)*n

式中：L—吊筋中心與0°間的弧長(zhǎng)（mm）；

C—穩(wěn)壓器周長(zhǎng)（mm）；

360°—圓周角度（°）；

n—吊筋中心與0°間夾角（°）

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確定0°位置后， 按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)將六根吊筋位置與0°位置夾角進(jìn)行確定， 弧長(zhǎng)計(jì)算方式參照上述公式（1），可加快龍骨位置的確定，縮短定位放線的施工工期。

3.3 龍骨安裝

3.3.1 上封頭龍骨安裝

龍骨位置確定后，按照安裝順序要求需從上至下安裝， 首先將上封頭支撐環(huán)及六根槽鋼進(jìn)行拼裝定位。 調(diào)整完成后安裝六根槽鋼，按照要求槽鋼上的48個(gè)M30 螺栓調(diào)節(jié)至與設(shè)備表面緊貼。

3.3.2 筒體龍骨安裝

筒體龍骨包括豎向吊筋、環(huán)形角鋼支撐、不銹鋼墊板三部分，吊筋與環(huán)形角鋼支撐間采用螺栓連接，不銹鋼墊板安裝在豎向吊筋與環(huán)形龍骨交叉的位置， 不銹鋼墊板與豎向吊筋間進(jìn)行焊接， 墊板厚度需按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)尺寸進(jìn)行加工，以保證龍骨與設(shè)備本體間的間隙。

在K2 機(jī)組穩(wěn)壓器保溫龍骨安裝時(shí)， 采用傳統(tǒng)方法，為確定不銹鋼墊板的厚度，首先將筒體龍骨進(jìn)行試裝，調(diào)整間隙，確定墊板厚度后對(duì)墊板進(jìn)行精加工，完成后對(duì)墊板焊接進(jìn)行固定。 此方法需反復(fù)拆裝豎向吊筋及環(huán)向角鋼支撐，所需工期較長(zhǎng)。

在K3 機(jī)組穩(wěn)壓器保溫龍骨安裝時(shí)， 首先測(cè)量出穩(wěn)壓器周長(zhǎng)計(jì)算出穩(wěn)壓器筒體的半徑尺寸， 并與K2機(jī)組穩(wěn)壓器的筒體半徑進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)一步計(jì)算確定所需墊板的厚度，提前進(jìn)行加工，在安裝前完成焊接、目視檢查、液體滲透檢查、酸洗鈍化工序，大幅縮短了筒體龍骨安裝工期。

首先將八件角鋼掛鉤分別與下封頭角鋼進(jìn)行連接，并使用M10×40 的螺栓進(jìn)行固定。 按照0°方位逆時(shí)針安裝三件下封頭角鋼， 在0°、90°、180°、270°四個(gè)方位把三件角鋼與穩(wěn)壓器下封頭裙座進(jìn)行連接。 以（15.5° ）、 （59.1° ）、 （83.5° ）、 （126.5° ）、 （169.6° ）、（222.5°）、（277.7°）、（321°）方位來(lái)布置掛鉤、鎖扣板、不銹鋼鋼帶；同時(shí)把8 件鎖扣板與下封頭角鋼掛鉤連接，以8 根鋼帶來(lái)布置管嘴環(huán)箍掛鉤方位，鋼帶延伸至波動(dòng)管嘴環(huán)箍外表面，在環(huán)箍外表面劃出8 件掛鉤的位置線，最后對(duì)掛鉤進(jìn)行焊接。

3.4 金屬保溫塊安裝

3.4.1 金屬保溫預(yù)組裝

在正式安裝保溫前，在車間對(duì)金屬保溫塊進(jìn)行預(yù)組裝。 目的是提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，如金屬保溫塊間的間隙是否符合要求、鎖扣是否錯(cuò)位等問(wèn)題。 在安裝前將可能存在的問(wèn)題解決，保證安裝施工的順利進(jìn)行，達(dá)到提升安裝效率及縮短施工工期的效果。

3.4.2 金屬保溫現(xiàn)場(chǎng)安裝

按照保溫層安裝技術(shù)條件要求，穩(wěn)壓器金屬保溫層需按從下往上的安裝順序進(jìn)行分層安裝，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行研究分析后，現(xiàn)場(chǎng)決定對(duì)保溫塊進(jìn)行多段同時(shí)安裝， 按照此方案可充分利用閑置人力資源，加快金屬保溫塊的安裝進(jìn)度，從而大幅縮短了金屬保溫塊的安裝工期。

為保證保溫塊安裝質(zhì)量及安裝進(jìn)度，在安裝過(guò)程中主要注意以下兩點(diǎn)：

（1）安裝間隙：注意每塊金屬保溫塊與相鄰保溫塊間的間隙，保證間隙不大于3 mm 的設(shè)計(jì)要求。

（2）安裝順序：按照安裝圖紙確定每層第一塊保溫塊的安裝位置，確定后按照順序依次進(jìn)行安裝。

在安裝的同時(shí)進(jìn)行間隙的測(cè)量，確保了安裝質(zhì)量的同時(shí)提升了安裝效率，對(duì)后續(xù)一次驗(yàn)收合格奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)，保證了施工進(jìn)度，縮短了施工工期。

3.5 非金屬保溫棉袋安裝

在金屬保溫塊安裝完成后，需在水平支撐和下封頭位置填充非金屬棉袋，對(duì)非金屬保溫棉袋安裝尺寸在整個(gè)保溫層安裝工作開(kāi)始前進(jìn)行測(cè)量或計(jì)算，按照現(xiàn)場(chǎng)安裝尺寸在車間進(jìn)行棉袋和不銹鋼鋼板進(jìn)行提前預(yù)制，待需要安裝時(shí)直接進(jìn)行安裝，可以有效節(jié)約施工工期。

4 經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)分析穩(wěn)壓器保溫安裝常規(guī)法安裝工藝和優(yōu)化后安裝工藝在所需工期方面的差異，對(duì)兩種工藝涉及的關(guān)鍵措施進(jìn)行列舉，并對(duì)各安裝工藝所需的工期進(jìn)行對(duì)比，詳細(xì)投入情況見(jiàn)表1。

表1 穩(wěn)壓器保溫安裝工藝主要工期對(duì)比分析表

根據(jù)對(duì)比分析，優(yōu)化后的施工工藝工作效率明顯高于常規(guī)施工工藝，按優(yōu)化工藝法安裝穩(wěn)壓器保溫層可節(jié)約安裝工期約19.5 天。 出口巴基斯坦的“華龍一號(hào)”核電機(jī)組單機(jī)組電功率約為110 萬(wàn)千瓦，可計(jì)算出單機(jī)組單日發(fā)電量約為2640 萬(wàn)千瓦時(shí)。 若因采用優(yōu)化工藝法節(jié)約安裝工期使核電機(jī)組提前發(fā)電，將帶來(lái)相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)介紹海外“華龍一號(hào)”穩(wěn)壓器金屬反射式保溫安裝施工過(guò)程中的重點(diǎn)及難點(diǎn)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中普遍存在的問(wèn)題， 通過(guò)對(duì)比分析的方式，對(duì)工藝流程進(jìn)行規(guī)范及合理優(yōu)化， 同時(shí)對(duì)保溫龍骨、金屬保溫安裝時(shí)需要注意的問(wèn)題進(jìn)行了說(shuō)明，使穩(wěn)壓器保溫安裝流程更加細(xì)致、 更加符合施工實(shí)際情況，增強(qiáng)其施工指導(dǎo)性及可操作性，節(jié)約項(xiàng)目成本。 為后續(xù)同堆型穩(wěn)壓器保溫安裝提供參考和借鑒。