李鯤

【摘 要】文章結合某核電機組模塊化安裝實踐經(jīng)驗，簡要地闡述了核電機組凝汽器模塊化安裝的難點，從而進一步針對凝汽器模塊化安裝工藝中注意問題進行了詳細地分析與研究，主要從凝汽器的模塊化吊裝、拖運、就位等安裝工藝進行了論述，以供大家參考。

【關鍵詞】核電機組；凝汽器；模塊化安裝；安裝工藝

某核電廠，為采用第三代核電技術的機組，一共2臺。常規(guī)島采用單軸、四缸、汽水分離二級再熱、六排汽的凝汽式汽輪機，配置單背壓、單流程、表面式、三殼體凝汽器。由于該機組凝汽器采用模塊化安裝和供貨方式，每臺凝汽器共分為10個模塊，主要有上部膨脹節(jié)模塊1塊、將軍帽模塊3塊、下部本體模塊2塊和水室4塊。各模塊運抵電廠后，在基礎上進行拼裝。本文主要就凝汽器模塊化安裝中的難點及注意問題進行探討與分析。

1 凝汽器模塊化安裝的難點

本核電廠凝汽器組裝最關鍵的工作如管板和隔板的對中、凝汽器鈦管的穿管脹焊等，都已在制造廠內完成并經(jīng)過真空試驗，對保證凝汽器的制造質量非常有利。同時，現(xiàn)場凝汽器的組裝工作僅為吊裝模塊、殼體和加固結構的拼裝焊接等，工作量顯著減少。但是，在減少現(xiàn)場組裝工作量的同時，由于模塊體積和質量大，給現(xiàn)場的吊裝、就位等工作帶來了困難。

（1）質量大、尺寸長、安裝位置低。采用模塊化供貨方式后，凝汽器整體根據(jù)設計進行分割，質量和體積較大的本體模塊尺寸為18m×5.077m×7.910m，吊裝質量達260t。常規(guī)火電廠的凝汽器一般布置在地面，底部標高與地面幾乎齊平，而該核電機組凝汽器采用半地下布置方式。3臺凝汽器安裝在TB-TD/T4-T7軸線之間，底座標高為-13.32m，膨脹節(jié)頂標高為+5. 9m，本體布置在-5.41m標高以下。整體布置較低，導致設備就位空間有限，設備吊裝入位的難度增加。

（2）鈦管易變形。凝汽器本體分成2個模塊供貨，鈦管長度達18m，細長的鈦管束及其與管板的焊口，是吊裝時需要注重保護的環(huán)節(jié)。如果出現(xiàn)受力不均或者底角懸空，極易對鈦管與管板焊口造成破壞，風險較高。

（3）吊機位置基礎狀況復雜。根據(jù)凝汽器模塊吊裝需要，BPB101區(qū)域TZ軸外墻需要緩建（至-4.5m標高），離地面仍有約5m高差。吊機位置區(qū)另一側是早期基坑爆破后生成的基巖斜面，中間坑深達12.3m。如果僅采用一般的碎石回填方式，則吊機站位于一半是基巖一半是回填料的基礎上，加之吊機邊緣距離碎石基礎放坡較近，在吊裝承重過程中存在較大的沉降和滑移風險。

2 凝汽器模塊化安裝中注意問題

2.1 模塊化安裝工藝

根據(jù)凝汽器模塊參數(shù)，采用750t LIEBHERR履帶吊進行吊裝。為避免本體模塊直接受力產(chǎn)生變形，設備制造廠制作了專用的本體模塊上、下吊裝框架。同時，為確保吊裝基礎及邊坡的穩(wěn)定與可靠，對吊裝邊坡實施混凝土回填措施。

凝汽器模塊化安裝的工藝流程如下：

循環(huán)水管、海水蝶閥、二次濾網(wǎng)臨拋→前水室臨拋→膨脹節(jié)臨拋→將軍帽模塊拼裝、臨拋→本體模塊吊裝、拖運就位、拼裝→將軍帽與本體、膨脹節(jié)與將軍帽依次進行拼裝→后水室吊裝拖運及安裝、前水室安裝。

具體的安裝步驟如下：

（1）在常規(guī)島廠房 BPB101及凝汽器基礎區(qū)域搭設拖運軌道平臺。

（2）利用汽機房行車將凝汽器進水側的循環(huán)水管、海水蝶閥和二次濾網(wǎng)從汽輪機運轉平臺經(jīng)低壓缸和凝汽器就位區(qū)域吊裝拖運到位。

（3）利用汽機房行車將前水室模塊臨拋到位。

（4）使用行車將膨脹節(jié)模塊從汽機運轉層斜穿后擱置至拖運軌道上。在汽機運轉層布置2根擱置梁，將膨脹節(jié)模塊吊起，用手拉葫蘆或鋼絲繩懸掛在擱置梁上。

（5）利用750t LIEBHERR 履帶吊把將軍帽的3個模塊依次吊至事先擱置在BPB101區(qū)拖運軌道上的拖運支架上，拖運支架擱置在放置于拖運軌道上的6只重物移運器上。在拖運支架上將其拼裝成1個整體的將軍帽模塊。

（6）將拼裝完成的將軍帽模塊沿拖運軌道拖運至就位位置下方，利用行車將模塊吊起，用手拉葫蘆或鋼絲繩懸掛在擱置梁上。

（7）利用750t LIEBHERR 履帶吊將本體模塊吊至事先放置在BPB101區(qū)拖運軌道上的重物移運器上，拖運到就位位置上方。在凝汽器就位位置下方制造廠設計的加固點處利用千斤頂將本體模塊頂起，將下部托架割除。移開重物移運器，拆除拖運軌道。拆除完成后將本體模塊下降至就位位置。

（8）拼裝2個本體模塊，完成后把懸掛的將軍帽模塊放下擱置到凝汽器模塊上進行拼裝，同時進行前水室模塊與凝汽器本體的拼裝。

（9）依靠拖運軌道將后水室拖運到位并將其與本體拼裝。

2.2 凝汽器模塊拖裝就位措施

按上述模塊化安裝工藝，除在BPB101區(qū)外側使 用履帶吊進行吊裝外，模塊在廠房內的拖運和就位也是同樣重要的環(huán)節(jié)。拖運軌道系統(tǒng)的搭設、本體就位等環(huán)節(jié)，需要制定專門的應對措施。

（1）拖運軌道系統(tǒng)。常規(guī)島廠房 TA 軸外側的BPB101區(qū)域，土建施工階段緩建墻體和樓板，為模塊拖裝就位提供了吊裝拖運空間。在該區(qū)域搭設堅實可靠的拖運裝置，是凝汽器模塊拖運到位的必要保證。每臺本體模塊按照1對拖運軌道考慮，同時配置8臺重物移運器。采用3組長支撐柱（8.13m高）、4組中長支撐柱（ 5.23m高）、8組短支撐柱（ 2.07m高）、15 組連接梁、4組軌道梁以及若干角鋼雙拼的斜撐，共同構成軌道支撐系統(tǒng)。

拖運平臺支撐柱及連接梁采用 HW300的H型鋼（300mm×300mm×10mm×15mm） 制作，支撐柱與橫梁采用板式連接，并用大六角高強螺栓固定，斜撐采用角鋼雙拼；軌道梁采用HN700×300的H型鋼 （700mm×300mm×13mm×24mm），梁上擱置28號槽鋼軌道。每根支柱的柱底采用4個M16的膨脹螺栓固定，并且2組軌道梁的中間立柱之間采用鋼板焊接連接，以加強整體穩(wěn)固性。

（2）本體模塊就位工藝。凝汽器本體模塊拖運到支墩上方就位位置以后，需要拆除模塊下部吊架和拖運軌道。采用千斤頂向上頂起，以便于拆除下吊架和軌道機構，然后再將本體模塊慢慢放到支墩上就位。由于拆除了下吊架以后，凝汽器本體模塊相對薄弱，因此廠家預先設計了8對頂升持力點。根據(jù)模塊的結構特點和廠家設計，現(xiàn)場需使用16臺千斤頂， 每8臺為1組，進行交替頂升和下降操作。為此，現(xiàn)場需制作8對頂撐機構，在頂撐上分別放置千斤頂進行升降操作。

頂撐機構的支柱采用 HW300的H型鋼雙拼制作，材料選用Q235鋼。鋼支撐柱底焊接30 mm厚、700mm×700mm 鋼板，以增大受力面積和提高穩(wěn)定性，并用膨脹螺栓固定。柱頂焊30mm 厚、340mm×700mm 鋼板。同時，每組2根支柱焊連在一起，每相鄰2組支柱用槽鋼三角連接，靠支墩側采用鋼架撐牢，支墩外側采用槽鋼斜撐，斜撐之間用掃地桿連接。

千斤頂分成2組交替頂升或下降，并盡量保證每組千斤頂?shù)耐叫?。同時，在2組千斤頂交替頂升或下降本體模塊過程中，基礎支墩上應墊道木，確保即使有意外情況發(fā)生仍可控制，提高作業(yè)的保險系數(shù)。本體模塊在最終就位前，也即最后1個下降行程的末尾，需要對就位精度進行平移微調。沿本體模塊的寬度方向，采用扁千斤頂和輔助工具完成調整；沿本體的長度方向，通過在軌道梁上設持力點利用千斤 頂推進的方式進行調整。

3 結束語

綜上所述，核電廠凝汽器機組采用模塊化安裝，對機械設備和吊裝技術要求較高。本工程結合工程實例，主要探討了三門核電1號機組凝汽器安裝難點及相關工藝，旨在為類似的核電工程建設提供有利的參考價值。