隔室承压门设计及施工浅析

隔室承压门设计及施工浅析

王宁鑫 刘军

中国建筑第二工程局有限公司核电建设分公司 广东 深圳 518000

摘要：隔室承压门是指在事故所处隔间发生超压时，保证承压边界完整性门的统称。本文通过对华龙一号隔室承压门的设计以及施工安装的重点阐述，对其他核电近似类型门的设计选型及施工，起到一定程度的引导及参考作用。

关键词：通行尺寸;抗震设计;承压参数;功能试验;倒运;吊装

引言

隔室承压门的设计主要为构造设计、计算验证、试验验证。施工重点工序为倒运、吊装。

1设计固化

1.1隔室承压门的基本构件组成及连接形式

按照净通行尺寸、材质、五金配置、启闭构造、开启方式、功能构造配置等，隔室承压门的门扇及门框结构组成包括：门板、骨架、带燕尾角钢门框、铰链及连接板、锁紧拉手及锁鼻、可拆卸中柱、可拆卸门槛、陶瓷纤维背衬、矿棉板、防火膨胀条、三元乙丙密封条、消音垫、接地端子、减压阀、保护罩。

隔室承压门的组拼方式有以下三种，一是可拆卸构件的栓接，二是框架密封填充材的填充及粘贴。三是门板、门框、骨架、减压阀的焊接。

1.2隔室承压门的计算验证

隔室承压门的计算验证，是在相同构造结构及满足计算验证功能的前提下，选择包络性模型门进行多工况抗震分析。

通过可验算设计功能要求分析，华龙一号项目选择不同尺寸、承压参数、单双扇构造的隔室承压门，作为综合受力验算门，使用国家核安全局认可的通用程序，对每樘门的开启及关闭状态下、多工况、多部件及连接受力验算。

针对具体门的模拟工况要求进行工况分析后，给出对应包络结构中主材的最大应力与安全系数，进而对各组合部件焊缝基本许用应力是否符合RCC-M3要求，以及单独验算构件的应力要求，给出结论。

1.3隔室承压门的试验验证

华龙一号隔室承压门的功能试验验证，是在计算验证无法如实模拟的情况下，对功能进行试验验证的方法。功能试验主要对气密性、水密性、耐火性进行验证。

气密功能需保证关闭状态且门扇内外压差为(3000Pa，5000Pa]下，每小时的气体泄漏量小于1Nm³。

水密功能需保证在非企口侧房间1作为最不利一侧的水淹分区边界上、水淹侧水头为5m且处于关闭状态下， 每小时的水泄漏量小于10L。

耐火功能需满足120分钟耐火完整性、耐火隔热性要求。

1.4小结

隔室承压门的设计功能实现直接影响服务目标。首堆资料的收集，将成为后续隔室承压门设计的理论支撑，具有较大参考意义。

2施工及组织

2.1隔室承压门的倒运

门的搬运分为准备、抬起、移动、放下、站立。参照以往项目施工经验，安全要求的人力活动范围为：长度大于1m、宽度大于0.6m的门体不允许单人搬运。特殊位置须采用扛运时，每个运输人员不超过50kg；采用抬运时，每个运输人员负重不超过70kg。而华龙一号隔室承压门的自重荷载主要分布在350kg~600kg区间，根据以上信息可知，人力运输工效低下，因此利用工装倒运是解决工效低下的主要办法。

考虑核电现场施工复杂性，工装设计考虑因素如下：

(1)工装基本有如下构件：a.承托门体底座；b.保证门体侧立三角撑；c.阻止门框变形措施；d.设置吊环吊点；e.可调节及可拆卸端头；f.工装下部宜选择钢管压杠；g.尽量选择槽钢底座。

(2)赋予几何尺寸。需考虑全场门洞净尺及门引入影响，门洞净高度包络性，主通道门洞尺寸及工装尺寸设计是否影响门运输。

(3)验证特殊工况及定义型材。考虑垂直吊运工况受力为最不利工况进行受力分析进行选材。另考虑按照最大尺寸门及工装整体考虑水平、垂直运输方向的工装自稳，计算整体质心位置，在质心与倾覆转角连线上设计抗倾覆杆件。

2.2隔室承压门的吊装

吊装从门扇结构及现场施工考虑体现在“五个不一致”上。即尺寸、重量、净空、挂点、配件不一致。在施工前，现场实施者须提前踏勘现场、提前策划。

对以上“不一致”，应分类分析解决，具体步骤如下：

(1)选择吊索具，匹配最大尺寸、最大重量、最小吊安空间下的吊装需求。

(2)考虑安装挂点，总结安装挂点有以下三种形式：a.通过测量通视孔等临时或永久孔洞，利用钢管或型钢作卡点，钢丝绳/吊带与卸扣作为挂具形成手拉葫芦挂点；b.通过板底或墙面埋件表面打磨形成光面后，焊接吊耳，吊耳穿钢丝绳/吊带后，形成手拉葫芦挂点；c.通过门洞企口侧的板底或墙面，利用膨胀螺栓固定吊装锚固板，吊耳穿钢丝绳/吊带后，形成手拉葫芦挂点。

(3)识别特殊构配件，确定与门的匹配关系及构配件安装时机。

2.3施工组织安排

施工组织安排主要有：劳动力及时间窗口安排。

1）劳动力组织，需考量以下几个因素：

(1)人员分组，设立独立的吊装组、倒运组，吊装组一般为3~4人一组，倒运组一般为4~5人一组。

(2)以倒运优先，建安同时施工时，倒运人员配置满足高峰期需求。

(3)梳理影响安装运输的物项，以避开或提前物项安装前完成门的倒运。

(4)特殊路径考虑特殊倒运方式(如接力式倒运)。

2）时间窗口安排，因核岛各部位的土建、安装进展不一，隔室承压门越早到场，则与安装单位的交叉影响越小。对已与安装单位交叉的作业工作，倒排合理介入计划。

2.4小结

隔室承压门的现场施工，应从技术优化及组织安排两方面考虑，技术上，对工序各环节以及完成工序的措施进行优化。组织安排上，合理安排平行工序及分配劳动力，重视人员专业技能提高，充分调动劳动力积极性。

结语

隔室承压门的功效以及匹配性、门体设计及施工都是相辅相成的，因此得出以下结论：

(1)合理、完善的设计及验证体系，将为相同或类似堆型中隔室承压门的设计，提供扎实的理论支撑。

(2)倒运工序的分解及模拟、优化，可提升施工功效。

参考文献：

[1]核安全法规.《核动力厂设计安全规定》(HAF102),国家核安全局,2004.04.18

[2]核安全法规技术文件.《核设备抗震鉴定试验指南》(HAF·J0053),国家核安全局,1995.10.7

[3]核安全导则.《核电厂的抗震设计与鉴定》(HAD102-02),国家核安全局,1996.05.13

[4]中华人民共和国国家标准.《核电厂防火设计规范》(GB/T 22158-2008),中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会，2009.04.01

[5]中华人民共和国国家标准.核电厂抗震设计规范(GB 50267-97),国家技术监督局、中华人民共和国建设部，1997.07.31

[6]中华人民共和国能源行业标准.《压水堆核电厂特种门第1部分：设计》(NB/T 20327.1-2015),国家能源局，2015.04.02

[7]中华人民共和国能源行业标准.《压水堆核电厂特种门第2部分：施工》(NB/T 20327.2-2015)，国家能源局，2015.04.02

[8]中华人民共和国国家标准.《形状和位置公差 未注公差值》(GB/T 1184-1996)，国家技术监督局，1996.12.18

[9]中华人民共和国国家标准.《防火门》(GB 12955-2008)，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会，2008.04.22

作者简介：王宁鑫，男，中级工程师，中建二局防城港核电项目技术部执行经理