EPR堆型核电站压力容器安装

EPR堆型核电站压力容器安装

肖铁山

中国核工业二三建设有限公司    广东 深圳   518120                    

摘要：随着第三代压水堆核电站的不断发展，发电功率越来越大，同时设备尺寸变得也越来越大，而反应堆厂房可用来安装设备的空间越来越小，主回路重型设备引入到核反应堆厂房成为了核电站建设期间关键技术难度之一。本文针对台山核电站一期工程压力容器的安装，利用液压提升装置及 “空中翻转”的吊装方法，顺利安装了压力容器，实现了重型设备成功吊装并就位到反应堆厂房内，为后续类似工程提供依据和参考。

关键词：液压提升装置；空中翻转；压力容器

1．引言

台山核电站一期工程是法国法码通公司与德国西门子公司联合开发的第三代压水堆核电站，采纳了最新技术，属于EPR堆型。它作为迄今为止设计和技术最为先进的新一代压水堆核电站之一，单机容量为175万千瓦，设计寿命为60年。主回路由四个并联环路构成，每一个环路包括压力容器、蒸汽发生器、主泵和连接主设备的三段主回路管道。

图1  EPR堆型主回路设备布局图

2. 压力容器安装

压力容器安装可分成四个步骤：第一步从地面吊装到引入通道入口，第二步通过引入通道入口引入到反应堆厂房内，第三步翻转竖立，第四步引入到反应堆厂房堆腔中心。

台山核电站一期核岛厂房结构与M310堆型区别大，压力容器安装难度加大，安装时采用了专用吊装和运输工具和新安装工艺，克服了房间设计和引入通道对压力容器安装的影响，具体难度如下。

2.1难点一 压力容器设备重量重，吊车起吊能力大

台山核电站一期压力容器从+0m提升到操作平台，需要吊车起吊能力大和吊装平稳。

在设计时选用外部液压提升装置，该装置与其它堆型外部龙门吊具备如下特点：

1）起吊能力大。

2）吊重物时能够平稳横向移动。外部液压提升装置横向移动时，通过泵站给液压动力单元提供动力，依靠动力单元的卡爪和轨道上挡块的相互配合实现滑架的平稳移动。

3）起吊速度平稳。起吊速度有多种选择，可以自主设定。

4）动力提供随时可以保证。动力来源于燃烧柴油，只要提供足够的柴油即可保障吊装过程中有连续的动力。

2.2难点二 通道成曲线且距离长，引入到反应堆厂房难度大

由于引入通道轴线与运输轨道轴线互成夹角，导致压力容器从地面引入到核岛反应堆厂房中心的路线呈曲线，另外线路距离长。首先要从地面吊装到液压滑架运输轨道上，然后用液压滑架运输系统经过燃料厂房进入设备闸门，再通过翻转压力容器才进入核岛反应堆厂房中心。

从运输时需要的动力方面分析，由于压力容器设备重量大，运输时与轨道之间产生的摩擦力很大,即便在轨道滑块上涂抹润滑液，运输时与轨道之间产生的摩擦力也高达几十吨，引入时需要的动力大。为了解决压力容器引入技术难题，采用专用液压滑架运输系统将压力容器从引入通道入口运输反应堆厂房内，专用液压滑架运输系统是由轨道、滑架、动力单元、高压油管、运输支撑板等部件组成，具备如下特点：

1）能长距离运输设备，且可以曲线运输。

2）运输动力大，能推动几百吨的设备。选择尼龙板铺设在运输轨道上，同时在压力容器运输时滑架与尼龙板之间涂抹润滑液，降低了摩擦系数，同时通过液压泵站输入/输出液压油，使得动力单元伸出/收回，达到推动压力容器向前/向后运输。

3）运输速度平稳。滑架运动由液压装置来推动，运输速度平稳。

2.3难点三 压力容器翻转竖立就位困难

2.3.1  设备房间设计对压力容器引入、翻转竖立、就位影响

压力容器安装所在位置在设计上具备特殊特点，这些特点直接影响压力容器安装，加大了安装活动的难度，台山核电站一期工程核岛反应堆厂房在设计结构上对压力容器安装有如下影响：

1）容易与设备闸门附近的蒸汽发生器房间墙壁发生干涉。压力容器全部引入到反应堆厂房水平放置时，压力容器的管嘴与蒸汽发生器房间墙壁距离近，极易发生碰撞。

2）压力容器通过设备闸门时管嘴与闸门之间间隙小。

3）反应堆厂房堆腔区平台隔板两边钢覆面距离比压力容器的直径要小。在吊装压力容器往房间就位时，在水池边缘预留四个缺口便于管嘴能顺利通过。

4） 操作平台可以用来安装压力容器空间非常狭小。可用来安装压力容器空间约几十平方米，直接影响压力容器安装和吊装难度。

2.3.2  反应堆厂房内环吊吊车对压力容器翻转竖立、就位的难度

2.3.2.1  环吊吊车额定起重量小，需要安装临时吊车

台山核电站一期工程核岛内安装了环吊，除了环吊大车上有两台吊车外，临时额外安装了两台液压提升装置，分别是临时液压提升装置A和临时液压提升装置B。专门用来吊装重型设备。压力容器水平状态到货，只有通过两台液压提升装置相互配合才能完成反应堆厂房主设备的引入、翻转、安装就位，待反应堆厂房主设备引入完成后拆除。

由于四个环路的蒸汽发生器、主泵房间空间和反应堆水池长宽尺寸变大，操作平台可以用来安装压力容器的空间已经非常狭小，而压力容器安装房间设计对压力容器翻转竖立、就位影响大，导致就不能使用安装翻转支架办法，只能充分利用空间采用“空间翻转”的办法来实现压力容器翻转竖立。

临时液压提升装置能解决压力容器翻转竖立的难题，主要有如下优点：

1）联合起吊，吊装能力大。

2）控制同步性容易。液压驱动起吊能实现无级变速和自动控制，对吊装指挥人员容易指挥且提升时可以保持两个提升装置同步。

3）两台液压提升装置采用“空中翻转”吊装方法，省去了安装其它的辅助翻转工具，减少了安装风险。

4）两台临时液压提升装置各有独立的速度控制单元，在行走和提升过程中可以单独操控其中一台临时液压提升装置。

5）安装工期短，拆除简便。临时液压提升装置是整体到货，整体吊装到环吊主梁上。在核电站建设阶段使用两台临时提升装置A和 B，相互配合完成反应堆厂房内主设备吊装工作，待反应堆厂房主设备引入完成后拆除。

2.3.2.2  翻转竖立时操作复杂

当压力容器完成与临时液压提升装置A和B连钩后，转动环吊大车，压力容器中心轴线与厂房0°-180°轴线保持一致，拆除前部支撑鞍座后，通过同步提升临时液压提升装置A和B到一定高度。在第一阶段中，临时液压提升装置 B静止不动，提升临时液压提升装置A吊钩；随后向临时液压提升装置B方向水平行走，再次提升临时液压提升装置A吊钩；继续向临时液压提升装置B方向平移，然后提升临时液压提升装置A吊钩，此时临时液压提升装置A将压力容器翻转成倾斜状态了。然后临时液压提升装置A静止不动，下降临时液压提升装置B吊钩；然后临时液压提升装置B向临时液压提升装置A方向水平行走，随后下降临时液压提升装置B吊钩；临时液压提升装置B再次向临时液压提升装置A方向水平行走，重复上述操作，压力容器翻转垂直为止。在两个临时液压提升装置快接近时，在两者之间增设硬性碰撞的橡胶垫。

2.4难点四 提前加工垫板

台山核电站一期压力容器水平垫板有十六块，其中有八块需要通过三维测量压力容器和压力容器支撑环，计算得出加工厚度。压力容器水平垫板采用提前加工的办法来尽可能缩短压力容器安装工期。

3、结论

本论文通过某核电站一期工程压力容器安装的特点分析，论证了采用外部提升装置、液压滑架运输系统、“空中翻转”的吊装方法完全可以解决在操作空间狭小区间内翻转设备重量重、体积大的主设备竖立这个难题，而采用提前加工垫板来缩短安装工期的办法是完全可行的。通过掌握“空中翻转”吊装方法及液压提升装置技术，成功应用于某核电站一期压力容器安装，解决了第三代压水堆核电站主设备引入关键技术难题，同时后续在化工、冶金等行业吊装引入重型设备及中国第三代核电站EPR堆型主设备引入时同样可以起到借鉴和参考作用。

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