RX主设备钢结构的修改

RX主设备钢结构的修改

刘仁华

中国核工业华兴建设有限公司江苏省南京市210019

摘要：岭澳二期是我国首个自主设计、自主建设、自主运营的核电站，为了尽早实现发电的目标，岭澳二期对整个核电站的建设周期进行了压缩。本文主要从部分钢结构施工工艺、施工技术的改进看施工周期的压缩。

关键词：主泵钢平台；主泵热状态运动；热态中心点；冷态中心点；652#生物保护装置；屏蔽门

引言

本文主要讲述了RX内部主设备钢结构的修改过程，及652#生物保护装置的修改过程，分析问题产生的原因及处理方法，总结经验，缩短工期。

正文

岭澳二期核电站采用的设备，材料等均国产化，设计仍然参照岭澳一期，尚未能完全消化吸收，导致设备型号规格与原有设计的型号规格存在很大的差距；而钢结构部分材料国产化后型钢的规格尺寸也与原设计存在一定的差距。当设备与钢结构部分相遇时，便会发生设备无法安装或钢结构无法安装的问题。设备大多数都是成品，直接采购的，修改是相当困难的，所以这个重任就落到修改钢结构上了。由于现场钢结构数量众多，修改的部分也占有很大的一部分比重，本文已RX主设备钢结构的修改为例进行分析。

1.RX设备钢结构的修改。

1.1现场描述

RX主泵间，设备安装时主泵处于静止状态，主泵垂直支撑AP3与土建钢平台的主梁间距为27㎜，不影响钢结构与设备安装；当主泵处于冷态工作状态时，主泵中心点处于图1.1冷态中心点位置，主泵垂直支撑AP3不受影响，可以自由运动；当主泵处于热态工作状态时，主泵中心点处于图示热态中心点位置，主泵垂直支撑AP3热状态运动应位于图1.1中虚线位置，将受土建10.500m标高钢平台的钢梁阻碍无法运转，图中虚线所示。为了满足主泵在热态位置时不与钢梁发生碰撞，必须保证主泵垂直支撑AP3与土建钢平台的主梁间距不小于157㎜。这就要求主泵处于热态工作状态时，垂直支撑螺栓与土建孔洞圈梁之间需要更大的空间来满足主泵的运动。

图1.1

1.2现场修改方案

核电主泵作为核反应堆堆内I级承压设备，是由东方电气集团东方电机有限公司生产制造的。其质量管理程序要求严、制造难度大，更改主泵构造是不现实的。为了满足主泵处于热态工作状态时主泵垂直支撑螺栓（AP3）与土建孔洞圈梁之间最近距离处于安全状态，只有更改钢结构部分。由于设计时并没有考虑到主泵处于热态位置时，主泵垂直支撑AP3会与钢结构想撞，所以土建部分预埋件为设计方指定的位置，现场钢结构平台已经安装完毕，主要管道、线路也已经安装完备，而要拆除整个钢平台，重新设计、制造、安装需要很大的空间，这在现场是不具备的，而且重新设计需要有大量的相关人员进行现场考查、测量，这样在工期紧张的状况下，将大大延长工期，投入的人力、物力也是一笔不小的支出。

根据现场实际状况、测量数据，将钢结构做适当的修改以满足设备运行的需要。参见附图1.2，因为影响主泵垂直支撑AP3运动的为①#主梁，如将①#主梁拆除，整个钢平台势必将塌掉，而图中左下方的部分钢结构因不影响设备的运转，所以不必拆除。我们采用的方法是在上方平台上加挂倒链的方式，当倒链的数量足够多时，钢平台将不会倒塌，也不会失稳变形，此时便可以将①#梁暂时拆除，③#、⑨#、⑿#梁不拆除，暂时悬挂在原位置，将①#梁（往垂直支撑螺栓中心点与钢梁垂直方向）平移130mm（最近距离达到157mm），测量好尺寸后将①#梁进行切割。

由于梁段的位置会发生变化，墙上的预埋板将无法使用，M节点与N节点也需改变，设计制作两个牛腿，通过喜利得膨胀螺栓将牛腿固定到墙上，再将钢梁固定到牛腿上。

对于③#、⑨#、⑿#梁只需测量好尺寸后将梁截短，节点链接方式不便。由于①#梁位置的变动，②#、④#、⒇#梁的尺寸将不满足与①#梁连接，采用现场型钢对接的方式将尺寸不够的几根型钢进行补长，节点连接方式不变。

同时与钢梁连接的钢格栅做出相应的修改。管道、线路基本不受影响，不需要修改。

修改方案见附图1.2：

图1.2

1.3事件分析及讨论

造成RX钢结构修改的主要原因为材料，设备国产化后，设备的型号，规格，所需要的空间会发生变化，而国产型钢代换后也会产生一些规格、尺寸的变化，核电主泵作为核反应堆堆内I级承压设备，其质量管理程序要求严、制造难度大，更改主泵构造是不现实的，如若按常规处理方法修改钢结构部分，需要拆除原平台，经过测量后重新设计、制作、安装，往往需要花费很长的时间，耗费巨大的人力、物力。而我们根据现场实际状况、测量数据，借助以往的施工经验，参照岭澳二期钢结构的设计图，在原有钢结构不拆除的情况下，只需重新设计部分钢结构构件，加上适当的现场修改，安装，从而达到满足设计、使用要求的功能。现场修改方案确定后，发变更请设计答复，如设计同意，便采取变更中方案进行施工。大大减少了人力的投入，缩短了时间的投入。

2.RX内部压力容器机顶盖生物保护装置屏蔽门的改造。

2.1现场描述

图2.1

RX内部结构652#钢平台为放置压力容器顶盖的一个设备基础，主要由以下几部分组成：

（1）顶盖支座，共三个，分别布置在生物保护装置圆环外，与压力容器顶盖底部58个导向孔中的三个相接，起支撑作用。

（2）生物保护装置，为一个带可开启屏蔽门的无盖钢结构圆环，外环直径3800mm，内环直径3400mm，圆环中绑扎钢筋，浇灌混凝土，（压力容器顶盖落下后将成为密封的封闭结构），车间分三块预制并浇灌混凝土，在现场对接成整体，并在3个接缝处采用锁紧装置进行链接，组成圆环形结构。如上图所示。

2.2事件的原因及分析。

原设计图中生物保护装置的屏蔽门开启方向为向外开启，考虑到生物保护装置外侧一周存在导轨，导轨安装后将影响屏蔽门向外开启，DEN变更将屏蔽门的开启方向改为向内开启，门轴、过梁、挡板等相关结构做相应更改。图2.1为DEN变更后的示意图，现场按设计变更施工。当试验将压力容器顶盖放在顶盖支座上时，发现由于压力容器顶盖内部存在设备，屏蔽门依然无法打开。设计将DEN升版，屏蔽门的开启方向改回向外开启，屏蔽门的高度由原设计的730mm，变更为720mm，门洞的高度由原设计的710mm更改为700mm，生物保护装置外围的导轨在屏蔽门的位置变更为可上下临时移动的导轨。图2.2所示为DEN变更升版后的示意图。

图2.2

2.3处理方案

待设计变更升版时，现场钢结构生物保护装置已经按照图2.1中的要求安装完毕，（混凝土已在车间制作时浇筑），核清洁也已经清理完，这给现场修改带来了很大的难度。

由于门框、门轴等构件与圆环构件为一个整体，混凝土已经将门轴完全封在结构内部，要修改屏蔽门的开启方向，就必须将门轴、门框、过梁等构件一并拆除。如果将门框部分连带混凝土一起切除，重新制作门框、过梁，再与现场部件焊接起来，同时屏蔽门的开启方向及尺寸发生变化，需要重新制作屏蔽门，这样做工作量大，施工难度较高。

现场采取的方法为将门轴上方区域的盖板用磨光机磨掉，将里面的混凝土凿除，将门轴利用倒链取出，过梁下方门的挡板切掉，由于门洞的尺寸发生了变化，在不修改过梁的尺寸的前提下，重新制作比原有尺寸大10mm的门挡板，以达到满足设计使用的要求，同时将门轴的位置改到右侧，屏蔽门的开启方向改为逆时针方向，这样只需要将屏蔽门切掉10mm的尺寸，不需要重新制作，对于门轴的安装只需将修改后对应位置的混凝土凿出，放入门轴并固定好，再浇筑混凝土。这样大大减少了需要改动的构件、节省了人力的投入、材料的损耗，缩短了工期，省时省力。

图2.3

2.4事件分析及讨论

此次事件主要原因是由于设备的国产化、设计的变更，导致修改后很多后续检测（运营）问题得不到解决。导致第二次变更。将生物保护装置的钢板由车间制作成一个整体暂不浇筑混凝土，现场测量定位，由压力容器顶盖的吊装洞口整体吊入，固定好后进行混凝土浇筑。这样可以缩短工期，同时能够避免现场对接（现场对接的难度系数比车间大很多）及减少锁紧装置出现缝隙的概率，对于生物保护装置更为有利。

总结

从上面的一些例子我们可以看到，目前土建设计与安装设计各自为营，沟通不畅，导致部分设备修改后结构没能及时变更。要想彻底解决这类问题，最根本的要解决建设与安装的沟通及时性。在目前的国产化尚待完善的情况下，设备安装对土建钢结构安装要求很精确的情况下（土建钢结构作为设备附件，要求与设备精确组对），我们可以把这类钢结构罗列出来，这部分重要的钢结构安装前必须与设备安装技术互相校对，确保数据一致，待设备安装完成后，没有给钢结构带来后续尾项，这样在工期上有较大程度上的压缩。

也可以联合安装针对此类问题进行讨论，可以对与设备发生冲突的主次梁进行局部位置调整，同时对主次梁周围的小管道和支架进行修改，这样既不影响钢结构安装（不需要对主梁进行切割而影响安全性），也满足了设备正常运行。通过设计结构的提前修改或重新设计钢结构来缩短工期。