ACP1000核电项目钢衬里模块化施工及优化

ACP1000核电项目钢衬里模块化施工及优化

贾海涛

中国中原对外工程有限公司北京市100044

摘要：本文主要阐述了某核电项目钢衬里在施工过程中，根据施工和吊装特点，科学地进行模块化施工，并且针对后续机组进行优化，为今后同类型核电机组的施工提供了借鉴指导作用。

关键词：ACP1000；钢衬里；模块化

引言

某海外核电项目为我国自主研发的第三代核电ACP1000压水堆堆型，单堆机组布置，项目施工总工期和以往CPR1000堆型核电项目相差不大，但核岛土建工程总量为以往堆型核电机组的3.5倍，其中钢衬里工程量为1.5倍，工期紧，任务重，施工难度大，并且存在很多不可预知的变量因素。

为了减少钢衬里安装和核岛土建的交叉作业，缩短施工工期，本项目钢衬里采用模块化施工。本年度，随着核岛钢衬里筒体模块5的吊装就位，该项目两个机组的共计十个钢衬里模块全部吊装完成。为后续同类核电项目的钢衬里模块化施工提供了依据和经验参考，现从工程概况、施工安排进展、施工亮点及反馈等方面进行了总结。

1.工程概述

本项目核岛钢衬里由底板、加腋区（竖直段和水平段）、筒体、穹顶四部分组成，其中标高-7.8m～-3.9m的加腋区竖直段为直径φ45.6m的筒体，标高-3.9m～+45.13m的钢衬里部分为直径φ46.8m的筒体，二者通过-3.9m的加腋区水平段进行连接。依据ACP1000堆型核电钢衬里的结构特点，本项目的钢衬里模块吊装网架设计为网架下口内环节点的吊环螺在直径φ45.6m的圆周上，网架下口外环吊环螺钉位置处于直径φ46.8m的圆上。内环上的吊环螺钉可用于吊装加腋区竖直段筒体部分，外环上的吊环螺钉可用于吊装筒体部分的模块。

1.1钢衬里筒体的重新分层分块

为了减少钢衬里筒体现场焊缝的数量和有利于模块化施工等因素，对本项目钢衬里筒体部分进行了重新分层分块变更，原设计图纸的13层筒体变更为9层筒体。

随着钢衬里筒体层数的减少，现场需要安装的筒体构件总数量相应的减少，筒体模块的层高增加，每个筒体模块上能够安装的贯穿件套筒和锚固件的数量会增加，一定程度上提高了钢衬里现场安装效率。

1.2钢衬里筒体模块上贯穿件套筒和锚固件的数量

由于设计图纸的滞后，导致国内预制的K-2核岛钢衬里筒体上的贯穿件套筒制作滞后，进场较晚，为避免影响核岛土建工序的施工，核岛钢衬里筒体模块优先安装已经进场的贯穿件套筒后就进行了模块吊装。并且对两个核岛钢衬里模块上的贯穿件套筒和锚固件上的安装数量进行了对比。

根据现场施工经验，钢衬里模块就位后，每个小组每天能够完成3~4个贯穿件套筒或贯穿锚固件的组对安装工作，每个小组配备2个铆工+2个力工+1个焊工，为避免交叉作业，减少施工安装小组间的相互影响，钢衬里筒体上每天可以安排3~4个小组同时进行贯穿件套筒和锚固件的施工作业。与传统的钢衬里施工相比，钢衬里模块化施工，可以减少部分筒体层的施工工期，提高效率。

2.施工安排进展

根据钢衬里模块重量和现场实际条件，采用利勃海尔LR13000型号的履带式起重机，最大起重能力为3000t，大吊车的组装调试由厂家、服务维保单位、项目部人员参与共同完成，由国内的第三方特种设备机构到场验证，获得相应的特种作业安全检验合格证和年度检验报告。

2.1起重机的站位点选择和吊装工况选择验证

根据现场采用大开挖模式（核岛厂房及周围廊道同时开挖同时施工），起重机站位点应选用在吊装能力范围内、起吊回转半径最小的未开挖部分，该项目核岛钢衬里模块吊装选在两个核岛反应堆厂房的正西侧和正东侧，吊装作业半径分别为125m和130m，经过验算，满足吊装负载率的要求。

起重机吊装工况选择SDWB，（主臂）S90+（辅臂）W72，WV模式，超起半径30m，超起最大配种1500t。

起重机站位点的地基承载力，经过试验或者计算验证，确保满足3000t大吊车的要求。站位点邻近的深基坑边坡，进行了稳定性计算验证，并且，吊装过程中，安排专业检测人员进行监测，满足相应的吊装作业安全要求。

2.2吊装实际进展

根据现场的土建施工进展，本项目核岛钢衬里模块随着工程进展而进行，共计10个钢衬里模块实际吊装。

由于每个核岛附近布置了两个钢衬里模块拼装场地，可以同时进行两个钢衬里模块的拼装施工，避免了一个场地时的模块拼装先后顺序的相互影响，实现了两个模块吊装的最短间隔时间为11天。

3.施工亮点及优化

通过对本项目的堆型特点分析，钢衬里模块化施工的经验总结归纳，以及每次模块吊装前的准备工作梳理，获得了钢衬里模块化过程中的亮点及反馈如下。

3.1施工准备的提前性

本核电项目为单堆机组布置，每个机组具备完全相同的组成结构，因此，不考虑核岛中心位置的不同，钢衬里上的所有构件对应中心位置的相对坐标完全相同。只要第一台机组核岛钢衬里的图纸出版发布，第二台机组核岛钢衬里的制作安装可以完全按照第一台机组核岛钢衬里的图纸，提前进行材料的采购、技术准备、制作以及安装等施工准备工作。

核岛钢衬里模块化的几点优化

（1）第二台机组核岛钢衬里加腋区模块，是对第一台机组钢衬里筒体模块优化后新增加的钢衬里模块，结合设计结构图纸和现场施工的便利，尽可能多的相关构件整合到加腋区模块上，由下向上依次为500mm宽的底板环板和加强板、竖直段壁板和水平段组成，截面呈Z字型，如图所示。

（2）加腋区部分模块吊装就位后，只需焊接与地板相连接的环向水平焊缝，该焊缝为带垫板的非射线探伤检测的焊缝。加腋区模块的所有拼接焊缝需要100%RT检测，需要1400多张底片评定，仅探伤作业时间需要25天左右。钢衬里加腋区的模块化施工，减轻射线探伤作业难度，进一步减少钢衬里安装和土建施工的交叉作业。

（3）与第一台机组核岛钢衬里模块化施工相比，第二台机组核岛钢衬里模块化施工，进一步充分利用现场的3000t大吊车的吊装性能，合理安排吊装计划，实现了钢衬里筒体模块5的吊装作业，同时，大吊车从第一台机组核岛1#站位点行到第二台机组核岛3#站位点的行走时间由原来的21天缩短到一个星期。另外，第二台机组核岛钢衬里模块吊装作业半径更大，增加了带载行走动作等有效改善措施。为后续超重构件的吊装提供了一定的借鉴依据。

4.结束语

通过工程实践，该ACP1000核电机组钢衬里施工的进度和质量均得到了保证，并且通过对第一台机组施工过程的优化改良，有效地缩短了第二台机组钢衬里模块化的施工工期，体现了持续改进的要求。为后续同类机组的推广和改进，提供了借鉴的基础。