华龙一号管道模块化安装对施工周期的影响研究

华龙一号管道模块化安装对施工周期的影响研究

杨飞

中国核工业二三建设有限公司 福建漳州  363000

摘要：华龙一号核电机组采用模块化设计，管道安装作为机组主要施工内容，在项目建造过程中具有重要地位。然而，管道模块化安装与常规的管道施工相比存在着显著差异，其主要体现在：模块化安装工序较多；模块化安装效率较低；模块化安装过程复杂。本文主要对华龙一号模块化管道安装过程进行分析，明确模块化管道安装对施工周期的影响。

关键词：华龙一号；管道模块化；施工周期

引言：

对于管道模块化安装，需要考虑的因素比较多，其中最重要的就是对施工周期的影响。为了减少管道模块化安装对施工周期的影响，需要从设备本身的特点、现场施工条件、材料用量等方面进行分析研究。本文从以上几个方面进行分析研究，提出一些解决方案和建议，以供后续工程参考。

1华龙一号管道模块化安装对施工周期的优势

1.1缩短项目建设周期

华龙一号是我国自主研发的第三代核电技术，相较于二代核电技术，具有安全性高、经济性好等特点。由于采用模块化施工模式，可以大幅缩短核电站建设的周期。传统的管道安装过程需要在现场进行焊接作业，而采用模块化施工模式，可以将所有管道在工厂中完成预制工作，然后再运送到现场进行安装。这种方式不仅能够保证施工质量，还能够有效地缩短项目的建设周期。

1.2提高工程建设效率

管道的模块化安装可以实现快速、高效地安装作业，这主要得益于模块化设计和生产的工艺技术。通过模块化设计，可以使每个部件按照标准化的尺寸进行加工制造，然后再组装成一个完整的系统。这样就可以减少施工现场的工作量，提高了工程建设的效率。此外，由于模块化的设计理念，使得各个部件之间的连接更加方便快捷，从而进一步提高了工程建设的效率。

1.3提高设备利用率

通过采用模块化的施工方法，有效减少了管道焊接、材料制作和热处理等环节的时间，使得设备能够得到充分利用。例如在对钢管进行焊接时，可以将其划分为几个模块进行焊接，每个模块都由一台焊接机器人进行焊接操作，不仅缩短了施工周期，还降低了人力成本。

1.4降低施工人员数量和劳动强度

模块化安装系统中，采用工厂化预制、机械化吊装、信息化管理的施工方法，大大减少了现场施工人员的数量。模块化安装技术将管道运输、焊接等工作转移到工厂内完成，现场仅需进行一些辅助操作和检查工序。相对于传统管道安装方式，模块化安装具有人员投入少、劳动强度小、安全风险低等特点，能够有效缩短施工周期，提高工程质量。

2华龙一号管道模块化安装对施工周期的影响因素

2.1设备本身的特点

华龙一号核电技术是我国自主研发的第三代核电技术，具有良好的安全性和经济性。在安装方面，华龙一号机组采用了模块化施工模式。其设备包括主厂房、常规岛以及各辅助系统等，每一部分都有独立的装配单元和吊运通道。此外，设备模块之间还采用螺栓连接，可进行整体吊装。因此，设备模块化设计对缩短施工周期起到了重要作用[1]。

2.2施工组织方式的影响

传统的管道安装多为整根管或大口径管道的安装。由于管道之间相互影响较大，且工序复杂，需要花费大量的时间进行协调。而模块化安装则可以根据现场情况灵活调整，同时减少了不同厂家、不同型号产品的交叉作业。通过将设备按照模块化的形式进行分类存放，能够有效提高现场的施工效率。此外，模块化安装还可以降低因人员流动带来的管理难度。因此，模块化安装能够有效缩短施工周期。

2.3技术水平的影响

随着我国工业制造水平的不断提升，焊接技术也得到了长足发展。目前，我国已成功掌握了“高精度全自动螺旋焊管生产线”，并且具备了以自动化焊接代替人工焊接的能力。采用高精度自动焊替代手工焊，不仅保证了焊缝的质量，而且极大地提升了生产效率。因此，合理应用先进的焊接技术同样可以缩短施工周期。

2.4材料用量

华龙一号的管道安装模块主要包括了立管、支吊架和焊缝等，其主要原材料为碳钢材质。因此在计算材料用量时要考虑到材料本身的重量和所占比例，以及钢材的市场价格变动等因素。不同的施工阶段对材料的需求量也有所不同，其中最大的差别体现在了焊接与无损检测两个阶段上。例如焊接阶段对钢材的用量要求较高，而无损检测阶段则对钢材的质量没有太多要求。由此可见，在设计阶段应该根据实际情况来合理确定材料的用量。

3华龙一号管道模块化安装对缩短施工周期的优化策略

3.1优化管道安装施工方案

华龙一号机组的管道安装项目包括了多个管道系统，其中压力管道系统在进行安装时要严格按照相关标准规范，并结合设备运行状况以及现场实际情况，优化施工方案。开展模块化施工技术研究，将设备与管道、在线部件与管道、管道与支架等组合成模块进行有机预制、采购、安装工作。减少现场高空作业风险，施工效率提升接近10%。实现系统化的平行施工、缩短了焊接施工工期，节省人工建造成本。

3.2优化焊接工艺

管道模块施工，使部分焊口变为在车间或厂房地面焊接，尽可能的做到“作业平地化”，管道高度可以通过临时支撑架进行调节，焊工所处焊接、打磨位置“舒服”，便于焊工进行熔池和表面状态的观察，有利于焊接质量保证。车间或地面作业过程中，通过机械化、自动化（锯床、坡口机、组对关卡、自动焊机等）设备的使用，提高切割加工、操作的标准化，有效提升施工质量。

3.3建立模块化管道安装数字化管理平台

在华龙一号核电项目中，采用了成熟的工业物联网技术与计算机虚拟仿真技术，通过建立“BIM+GIS”的综合管理平台来实现对模块化管道安装的数字化管理。该平台可实现对模块化安装施工进度、质量、安全等信息的动态管理，包括：可视化看板管理系统、视频监控管理系统、门禁管理系统、设备实时定位系统等，以提高施工现场的信息化水平和工作效率。同时，基于BIM模型的设计数据还可以用于后续模块化管道的加工制作，从而进一步提升工程的整体效率。应用BIM技术，在施工开始前开展施工、吊装方案模拟，对施工、吊装、安装逻辑进行优化确认等工作，有效减少现场施工的错漏碰缺，减少返工，对提高施工效率，提升质量，缩短工期等均有一定的经济效益。

3.4优化管道系统的物流管理

管道系统物流包括管道和设备材料的运输、存储及装卸等。优化物流管理可以加快施工进度，有效降低建设成本。管道模块化安装过程中需要大量的周转材料和设备，主要包括管架、卡具、阀门、法兰、垫片、紧固件、焊材、保温隔热层、管道支吊架、防水密封材料等。为减少物流环节对施工周期的影响，可采取以下措施：第一、将现场加工与工厂预制相结合，实现模块化生产，以提高物流效率。第二、采用标准化物流工具和包装方式，如周转箱、托盘、货架等，避免重复搬运。第三、合理规划物流路径，优化物流配送网络，缩短物流距离，减少中间环节。第四、建立供应商信息共享平台，及时沟通物料需求计划，提高供应链协同效率[2]。

3.5合理安排施工作业，减少施工周期

通过对华龙一号管道模块化安装项目进行研究发现，在施工过程中，如果能够合理安排施工作业，那么就可以有效地减少施工周期。因此，应积极利用各种设备和设施，合理调配施工人员的工作内容，同时还要加大人力、物力的投入力度，尽可能地减少其他施工环节，进而提高整体施工效率。在具体实施过程中，需要以施工工序为基础，然后按照各分项工程的顺序，制定出一系列科学、合理的施工计划，从而确保整个施工活动能够得到有序推进。

结语：

通过以上分析，可以看出模块化施工对华龙一号核电站的管道安装周期有着显著的影响。同时，本研究也提出了华龙一号管道模块化安装对缩短施工周期的优化策略。在未来，随着模块化技术的不断发展和完善，其应用范围有望进一步扩大，为核电行业带来更多的效益和便利。

参考文献：

[1]严经星.核电站模块化设计技术应用研究[D].上海交通大学,2016.

[2]张宇航,牛艳波,薛敏,等.基于BIM技术实施的管道模块化安装[J].安装,2024,(06):63-65.