李朋，魏小寶，白理鋒，劉鵬飛

(1.山東核電設(shè)備制造有限公司，山東 海陽 265118； 2.國核工程有限公司，上海 200233)

1 問題的提出

AP1000標準核電廠Q601機械模塊位于穩(wěn)壓器上方，總質(zhì)量約42 t，是1，2，3級自動降壓系統(tǒng)的核一級閥門模塊。由于供貨延遲及現(xiàn)場工期等原因，三門核電廠#1機組Q601機械模塊以不完整狀態(tài)出廠，出廠時約34 t。根據(jù)核島內(nèi)總平面布置，Q601暫放在核島內(nèi)運行檢修平臺上，8根枕木和2塊30 mm厚鋼板作為其臨時底板(共計5 t)，如圖1所示。由于模塊臨時就位時未充分考慮尾項施工的安裝空間，初始存放位置與鄰近CA01-SG腔室墻壁距離太近，導(dǎo)致模塊外圍管道無法安裝，因而只有在模塊移位后方可進行相關(guān)管道的安裝。同時，由于模塊分上下兩層，重心在5.5 m高處，移位前必須考慮模塊如何固定及物項吊裝的問題，防止模塊失穩(wěn)傾倒。此外，在核島內(nèi)部吊裝機具有限的情況下，如何避免頻繁使用環(huán)形橋式起重機(俗稱環(huán)吊)也是本文討論的問題之一。

圖1 Q601機械模塊示意

2 模塊整體移位及固定

2.1 Q601整體移位方案的選擇及吊裝

Q601模塊的4個吊耳位于其最上端，模塊與下方的枕木、底板僅疊放在一起，處于分離狀態(tài)，如圖1所示。AP1000核島內(nèi)可用于設(shè)備吊裝的機具是環(huán)吊，環(huán)吊主、副鉤間距及最大額定載荷均足以起吊該模塊。

基于上述條件，一般有3種方案可供選擇：第1種方案是用環(huán)吊分別吊裝模塊和枕木、底板等到指定位置；第2種方案是用環(huán)吊將模塊吊到指定位置的上方后，再將枕木、底板用其他方式拖拉到位，最后將模塊落在枕木上，從而實現(xiàn)移位的目的，拖拉方式可選用卷揚機、倒鏈、滾杠等多種工具；第3種方案是起吊前用適當?shù)姆绞綄⒛K、枕木、底板等連成一體，整體起吊至指定位置。

根據(jù)環(huán)吊自身的結(jié)構(gòu)布置、Q601模塊和底板尺寸大小判定，環(huán)吊不能同時起吊模塊及底板，排除第1種方案。根據(jù)現(xiàn)場條件判斷，第2種方案具有一定的可行性，拖拉方式可以選用倒鏈或卷揚機在可固定的位置上生根固定，同時配合滾杠等工具，在模塊起吊后將底板等拖拉到位。但滾杠如果布置不合理，極有可能造成底板、滾杠與混凝土平臺之間的相對滑動，導(dǎo)致混凝土地面損壞；再者，需要布置多個錨點及滑輪，費時費力；最后，安全警戒范圍需要根據(jù)卷揚機等的布置位置而擴大，增加了安全風險。

第3種方案是將模塊、枕木和底板連為一體，吊起模塊、帶動鋼板及枕木共同移位?，F(xiàn)場如果在底板上焊接臨時吊耳，同時將兩塊底板焊接連成一體，然后用倒鏈、吊帶等將底板和模塊連接在一起，即可實現(xiàn)此方案，且Q601模塊自身的鋼結(jié)構(gòu)足以滿足承載底板重量的要求?？梢姡朔桨负啽?、安全、可靠。

經(jīng)過比較分析，最終選用第3種方案，用兩塊臨時連板將兩塊底板連為一體，并在底板四角分別焊接一個臨時吊耳，單個吊耳載荷為30 kN，并使用承重為30 kN的倒鏈分別連接模塊橫梁和臨時吊耳，這樣就使得模塊、枕木、鋼板成為一體，如圖1所示。

對于模塊吊裝，方案采用兩根承重550 kN、長為12 m的吊裝帶，吊帶與水平面仰角為70°，符合規(guī)范要求[1]，如圖2所示。

圖2 模塊吊裝示意

2.2 Q601移位及臨時固定

為了給施工讓出足夠空間并且不阻擋進出該標高層的設(shè)備閘門運輸通道，考慮移位方案時，決定相對模塊初始位置分別向遠離CA01-SG腔室墻體、設(shè)備閘門方向移動1.2 m和2.2 m，如圖3所示。

圖3 模塊移位及固定示意

在Q601模塊移位后，必須對模塊及時進行固定，以防某些意外因素出現(xiàn)使模塊傾倒。方案采用兩根工字鋼(HW200×200，材質(zhì)Q235，長2.3 m)把模塊與CA01結(jié)構(gòu)模塊連接在一起，CA01端使用10 mm的圓周角焊縫，模塊端使用16個螺栓連接，如圖4所示。方案擬使用的焊條型號為E7018，強度為

ffw=70×6.9=483 (MPa) 。

圖4 模塊固定示意

經(jīng)計算，HW200×200工字鋼10 mm圓周角焊縫所能承受的正面受力為[2-3]

F1=0.7hflwβfffw=0.7×10×(2×200+

4×12+2×192+2×176)×10-3×

1.22×483=4.88×103(kN)，

所能承受的切向力

F2=0.7hflwβfffw=0.7×10×(2×200+

4×12+2×192+2×176)×10-3×

483=4.00×103(kN) 。

由于模塊重心投影落在模塊圓形底座內(nèi)，只受重力時模塊沒有向外傾斜的可能，但應(yīng)考慮施工過程中有其他外部因素產(chǎn)生外力的作用，如閥門吊裝等，正常情況下，外力不會超過2F1，2F2，所以使用的角焊縫是安全的。

3 尾項施工作業(yè)平臺及吊裝工裝設(shè)計

Q601模塊外形尺寸較大，核島內(nèi)施工不同于工廠車間制造，核島內(nèi)周邊物項多、空間有限，搭建施工平臺必須科學(xué)合理，既要滿足施工要求并且占地盡量小，同時不妨礙其他單位的施工。按照上述要求，方案擬搭建如圖5所示的雙排腳手架，在模塊上下兩層處搭建腳手架平臺，外形尺寸為(長×寬×高)6 m×6 m×12 m，同時，兩個平臺之間的橫梁必須避開要安裝的管道位置，其他位置按照規(guī)范搭建即可[4]。

圖5 搭建腳手架示意

模塊有上下兩層平臺，尾項施工時可使用環(huán)吊把大件物項(如閥門、管段)吊裝到平臺上。下層平臺物項可懸掛在上層平臺的橫梁上進行對口、焊接等工作，但上層平臺的物項就無處可懸掛，現(xiàn)場不可能長時間使用環(huán)吊進行對口、焊接等工作，因而必須在模塊頂部設(shè)計一個支架，為上層物項的安裝提供吊點。Q601模塊尾項實施前，方案設(shè)計一個如圖6所示的斜“十字”支架供上層物項安裝使用。該支架通過螺栓固定在模塊頂部的4個吊耳上，支架范圍覆蓋整個模塊，為上層物項的安裝提供吊點，且又不會損傷到模塊本身。

圖6 物項吊裝支架

4 Q601模塊尾項施工基本流程

在Q601模塊移位、固定及工裝完成后，即可開始尾項的實施工作。尾項的實施內(nèi)容主要包括安裝管道、閥門、標準支吊架、流量元件，進行相應(yīng)的NDE檢測、水壓試驗及保溫工作。根據(jù)相關(guān)規(guī)范[5]，Q601機械模塊的尾項施工基本流程如圖7所示。

圖7 尾項施工基本流程

另外，尾項施工過程中用到的水電氣條件、工機具、制造文件、具體物項及安全注意事項等，都是方案必須注意的問題，未在此詳述。

5 結(jié)束語

Q601機械模塊尾項的實施僅是AP1000中50多個機械模塊尾項實施的一個縮影，尾項施工現(xiàn)場情況復(fù)雜、工序多、涉及面廣，面臨眾多困難和挑戰(zhàn)，如何組織實施應(yīng)視具體情況而定，不可一概而論。本文論述的三門核電廠#1機組Q601模塊，僅是在臨時就位時未考慮尾項施工的具體要求，在核島內(nèi)進行二次移位、固定的情況，同時又考慮了尾項實施的吊裝需求，所涉及的具體施工內(nèi)容及安全管理等方面未詳述。該方案已成功應(yīng)用于三門核電廠#1機組Q601機械模塊的尾項施工，對其他模塊尾項施工也具有一定借鑒價值。

參考文獻：

[1]JGJ 276—2012建筑施工起重吊裝工程安全技術(shù)規(guī)范[S].

[2]張耀春，周緒紅.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理[M].北京:高等教育出版社,2010.

[3]劉鴻文.材料力學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2005.

[4]JGJ 130—2011建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].

[5]ASME III—2010 Rules for construction of nuclear facility components[S].

[6]魏俊明,劉瓊,孫坤.第三代壓水堆核電機組AP1000的模塊化施工分析[J].電力建設(shè),2008(4):63-66.

[7]孫漢虹.第三代核電技術(shù)AP1000[M].北京:中國電力出版社,2010：71-78.