CN101967886B - 核电站钢制安全壳的组装和安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种核电站钢制安全壳的组装和安装方法。其特征在于：所述组装包括拼接和焊接；所述安装包括运输、吊装和安装就位；上述五个步骤均包含在底封头、四环筒体和顶封头各大构件的组装和安装中。本发明的优点是：(1)采用底封头、筒体、顶封头等构件按顺序独立组装的方式，再按顺序进行运输、吊装和安装就位，使工程能够并行施工，大大缩短了建设周期。(2)组装顺序和焊接顺序、防变形措施、测量方法、运输和吊装模式以及安装精度的控制。

Description

核电站钢制安全壳的组装和安装方法

技术领域

本发明涉及一种核电站的钢制安全壳的组装和安装方法。

背景技术

浙江三门AP1000核电站是世界上第一台商用第三代核电站，采用了美国西屋公司的AP1000技术建设。其中，钢制安全壳是AP1000堆型核电站的反应堆厂房内层屏蔽结构，是非能动安全系统中的重要设备之一。AP1000钢制安全壳底封头钢板的典型特征是大尺寸、多曲率、高精度，采用整体模压一次性成型技术，尚属全球首次采用。本发明人中国核工业第五建设有限公司作为负责核电站钢制安全壳(CV)的组装和安装施工单位，攻克了一系列世界性的技术难题和工艺难关，提升了我国核电装备制造和相关材料研制的水平。

发明内容

核电站钢制安全壳的组装和安装方法，其特征在于：所述安全壳分为底封头(1)、N环筒体(2)和顶封头(3)；其中：

所述底封头(1)的组装方法包括：底封头钢结构组装支架(15)的制作和安装、底封头的拼接和焊接顺序、底封头的测量方法、底封头永久附件、底封头临时附件及底封头工装；所述底封头工装包括钢板拼接卡工装(4)、第四圈纵缝施工吊篮(16)；所述安装方法包括：底封头运输方法及底封头专用运输托架(17)、底封头吊装方法及底封头吊装专用工具(18)、底封头就位方法及底封头导向工装(19)；所述底封头钢结构组装支架(15)由支撑每块球壳形的压制钢板支架(151)组合而成；

所述底封头(1)的拼接和焊接顺序为：首先，搭建底封头钢结构组装支架(15)、搭建底封头施工平台和脚手架；其次，所述底封头钢板按照由内圈向外圈拼接和焊接；最后，装配底封头永久附件、底封头临时附件和底封头导向工装；在底封头的拼接和焊接的过程中，随时对底封头每圈压制钢板的上下口的圆度和水平度进行精度测量；

所述底封头的精度测量，其步骤为：a.确定坐标系，b.每张钢板就位后，用全站仪检查板的中线的延长线是否经过封头中心点；c.确定每圈钢板的调整板的尺寸前，并测量本圈钢板上口的圆度和水平度；d.焊接前后，均要用全站仪测量每圈上下端口处实际半径；e.底封头焊接完成后，对底封头上口进行测量，计算出实际周长；f.底封头焊接完成后，在底封头内表面均匀布置测量点，检查其内表面形状；

所述底封头(1)的运输顺序为：首先，确认运输的先决条件；其次，拆除底封头(1)外侧的第3和第4圈底封头钢结构组装支架，将挂车行至指定装载位置；最后，进行底封头(1)吊装就位后，将底封头专用运输托架(17)运至指定卸车位置，运输作业结束；

所述底封头的吊装顺序为：首先，确认底封头吊装条件，其次，进行试吊装；最后，吊至就位位置的上方；

所述底封头的就位顺序：首先，确认底封头的就位安装条件；其次，采用底封头导向工装(19)精确定位；最后，将底封头与钢结构基础固定；

所述筒体(2)的组装方法包括：筒体(2)的组装平台设计和安装、筒体(2)的拼接和焊接顺序、筒体(2)的测量方法、筒体永久附件(25)、筒体临时附件(26)和筒体工装，所述筒体工装包括钢板拼接卡工装(4)、筒体纵缝焊接吊篮(27)、筒体环缝施工平台；所述筒体(2)的安装方法包括：筒体运输方法及筒体运输托架(28)、筒体吊装方法及筒体吊装专用工具(29)、筒体就位方法及用于筒体的对接辅助导向工装(5)；

所述第N环筒体(2)的组装顺序为：首先，建造支撑结构、安装定位挡板；其次，从下往上分别拼接第N环筒体的各圈钢板；最后，装配第N环筒体永久附件和临时附件；在各圈钢板的拼接和焊接的过程中，随时对每圈钢板的上下口的圆度和水平度进行精度测量；

所述筒体精度测量的方法为：首先，按以钢结构组装支架建立坐标系的方法，建立筒体(21或22或23或24)测量的坐标系；筒体(21或22或23或24)组装完成后，检查每块壁板的垂直度；其次，当筒体(21或22或23或24)焊接完成后，测量筒体(21或22或23或24)的下口半径，测量底封头或下位筒体上口和上位筒体下口的周长，第三，用同样的方法测量底封头或下位筒体上口的周长测量值，要求保证两者的误差在允许范围之内；

所述第N环筒体(21或22或23或24)的运输顺序为：首先，确定筒体安装条件；其次，车辆进场站位、封车；最后，运输托架运至指定卸车位置；

所述第N环筒体(21或22或23或24)的吊装顺序为：首先，确认筒体(2)的吊装条件；其次，进行试吊装；最后，吊至就位位置的上方；

所述第N环筒体(21或22或23或24)就位顺序为：首先，确认筒体安装就位的条件；其次，进行筒体导向中心位置的监测与粗调；最后，进行筒体方位偏差的检查；

所述顶封头(3)的组装方法包括：顶封头(3)的钢结构组装支架(35)制作和安装、顶封头(3)的拼接和焊接顺序、顶封头(3)的测量方法、顶封头永久附件(36)、顶封头工装，所述顶封头工装包括：钢板拼接卡工装(4)；所述顶封头(3)的安装方法包括：顶封头运输方法和顶封头运输托架(37)、顶封头吊装方法和顶封头吊装专用工具(38)、顶封头就位方法和用于顶封头安装的对接辅助导向工装(5)；

所述顶封头(3)的组装顺序为：首先，搭建钢结构支架；其次，按照由外圈向内圈共四圈，每圈压制钢板的数量分别为32、24、6、2块，采用钢板拼接卡工装(4)对压制钢板进行拼接；最后，装配顶封头永久附件(36)和临时附件；

所述顶封头的测量方法：根据现场的测量控制点，找出顶封头组装坐标系的中心点；根据已确定的封头坐标系，架设全站仪于坐标系中心点，用粉线或墨线弹出放样出的0-180°，90-270°分界线，并测量顶封头下口和筒体上口的周长；

所述顶封头的运输顺序为：首先，确定顶封头安装条件；其次，车辆进场站位、封车；再次，拆除外围部分钢结构组装支架(35)，平板车进入；然后，顶升平板车，使四组钢结构组装支架(35)受力；最后，运输托架运至指定卸车位置，顶封头运输作业结束；

所述顶封头的吊装顺序为：首先，确认顶封头吊装条件；其次，进行试吊装；最后，吊至就位位置上方；

所述顶封头的安装顺序为：首先，确认顶封头安装就位的条件；其次，进行顶封头导向中心位置的监测与粗调；最后，进行顶封头方位偏差的检查。

所述底封头(1)、N环筒体(2)和顶封头(3)在拼接时，其相邻的两块钢板之间，采用钢板拼接卡工装(4)调节钢板的错边、棱角度和间隙；所述各构件按顺序组装完成后，进行运输、吊装和安装就位三步；其中，底封头(1)在安装就位时，采用底封头导向工装(19)定位；在各环筒体(2)和顶封头(3)安装就位时，要采用对接辅助导向工装(5)；当相邻两构件安装就位后，立即进行对焊。

所述压制钢板支架(151)是一个网架式支撑结构，其至少由四根支柱(1511)、纵连接杆(1512)、横连接杆(1513)和斜加强杆(1514)构成；每根支柱的顶端都安装有一个可调节支撑块(152)，而每一根支柱由两根槽钢构成，支柱与支柱之间用槽钢(153)连接成一体；整个底封头钢结构组装支架(15)共由2*6*24*32个压制钢板支架(151)构成，全部压制钢板支架(151)构成一个上表面为椭球形的网架式支撑结构，其所有支柱(1511)固定在地面预埋板上，用螺栓将槽钢(153)和支柱固定。

所述底封头钢板共四圈，数量分别为2、6、24、32块，采用钢板拼接卡工装(4)对钢板进行拼接；所述焊接是指首先焊接其纵缝，当相邻两圈纵缝焊接完成后，再焊接其环缝。

步骤a确定座标系还包括底封头的坐标系和底封头钢结构组装支架的坐标系，采用相同的中心点；将全站仪架设在坐标系的中心位置，放出0-180°和90-270°的轴线；步骤b还包括当板的中线的延长线不经过封头中心点时，要进行必要的调整；步骤c还包括必要时，通过调节底封头钢结构组装支架上的螺栓，使钢板上口符合圆度和水平度的要求；然后，方可确定本圈最后一块钢板，即调整钢板的尺寸。

所述底封头永久附件包括：剪力钉和贯穿件；所述底封头临时附件包括：16根临时支柱(10)、定位环、八个吊耳；所述定位环设置在底封头(1)的上口边缘，且8个吊耳均匀分布在定位环上；所述底封头临时支柱(10)由支柱体(101)、法兰板(102)、椭圆形撑板(103)、支撑板(104)和加强板(105)构成，法兰板(102)位于支柱体(101)的下端，椭圆形撑板(103)位于支柱体(101)中部，两块加强板位于法兰板(102)和椭圆形撑板(103)之间，加强板(105)的外侧下端设有一内凹口，并设有支撑板(104)。

所述钢板拼接卡工装(4)由通孔方铁(41)、销子(42)和拼接板(43)构成，所述通孔方铁(41)事先固定焊接在相邻两块钢板焊缝的两侧位置；所述拼接板(43)为一电话形状的卡件(43)，其内侧有三个并列的凹口；其中左右两侧是一个与槽钢(431)固接的凹口(432)，所述槽钢(431)的底部设有与通孔方铁(41)配合的孔(433)；每个卡件(43)两端的凹口(432)的两侧，各设有一个半圆形凹口，共四个；所述半圆形凹口(434)与销子(42)配合。

所述第四圈纵缝施工吊篮(16)主要由四根长弧形角钢(161)和短钢横档(162)构成的筐架梯型结构，其内侧采用通孔方铁(163)与焊接于底封头内壁上的方铁(164)配合，并通过销子(165)固定。

所述底封头(1)的运输顺序第一步还包括施工机具和车辆进场，将底封头专用运输托架(17)的四台鞍形托架(171)固定在挂车上；第二步还包括将挂车行至指定装载位置，调节底封头专用运输托架(17)上的千斤顶调整托架高度，并焊接限位板，四台挂车通过固定装置连接，挂车起升液压装置将底封头(1)托起，拆除底封头(1)的剩余钢结构组装支架(15)，四台鞍形托架(171)连接、封车，将底封头运至核电站指定吊装位置。

所述底封头专用运输托架(17)中的鞍形托架(171)是一个由六个千斤顶支座(1711)连接成的整体，且其两两对称，呈向外辐射分布；在千斤顶支座(1711)内，设有一个千斤顶(1712)和升降托架(1713)，两者相互顶持；所述升降托架(1713)的上铰座耳板(1714)为托起面，所述托起面与底封头(1)外侧的圆弧面配合。

所述底封头的吊装顺序第一步还包括底封头运至指定吊装位置停靠后，将底封头吊装专用吊工具(18)通过索具与定位环上的8个吊耳分别连接；第二步还包括在试吊的同时对底封头的吊装角度进行调整，并保证底封头上各吊耳的受力均衡；第三步还包括按照底封头安装就位顺序进行操作，吊装作业结束。

所述底封头吊装专用工具(18)包括附加吊具(18)；所述附加吊具(18)由一个吊索过渡梁(181)、至少八根索具(182)、一个吊梁(183)和至少八个可调装置(184)构成；所述吊索过渡梁(181)与吊梁(183)之间通过索具(182)固连；所述可调装置(184)对称分布在吊梁(183)的顶端，吊装时，所述可调装置(184)与吊耳连接。

所述底封头导向工装(19)由一基座(191)、一导向柱(192)和至少一个千斤顶(193)构成；所述基座(191)上设有一个导向架(194)，该导向架(194)以上大下小的限位与导向柱(192)配合；基座(191)固定在钢结构基础上，该基座(191)的至少一侧设有一个千斤顶(193)，所述千斤顶(193)通过基座(191)上的支架(195)固定；导向柱(192)一端的底部设有与基座(191)连接的法兰，另一端固定在底封头(1)上。

所述底封头的就位顺序第一步还包括利用全站仪对底封头的中心位置进行监测与粗调；第二步还包括利用全站仪对底封头的水平度进行调整；第三步还包括并利用全站仪对底封头方位和内表面中心位置进行检查，安装作业结束；所述底封头安装就位条件为：1)钢结构基础上与16根临时立柱(10)配合的支柱是否就位；2)在底封头安装前，安装同步顶升系统，并进行调试和校验；3)在施工现场的一定高度和底封头内部中心轴的位置分别架设一台全站仪；4)检查：安装在钢结构基础上的底封头导向工装(19)的基座(191)是否就位，安装在底封头(1)上的导向柱(192)是否就位。

所述第N环筒体(2)的组装顺序的第2步，还包括利用筒体纵缝焊接吊篮焊接其纵缝，相邻两圈纵缝焊接完成后，再利用环缝施工平台焊接其两圈之间的环缝；

筒体(2)纵向按照由下圈向上圈共11圈钢板叠加而成，每圈有12块钢板，纵向的11圈共分为3≤N≤11环。

取N＝4，即：筒体分成4环进行拼接；其中，第一至第三环筒体(21、22、23)每环3圈，第四环筒体(24)共2圈；其拼接和焊接第N环的次序为：拼接第N环下圈12块板并焊接其纵缝，再拼接上圈12块板并焊接其纵缝；当相邻两圈纵缝焊接完后，再焊接其环缝，直至完成；另外，在第一环筒体(21)的组装中，还包括外部加强圈的装配；在第二环筒体(22)的组装中，还包括内部加强圈的装配；在第三环筒体(23)的组装中，还包括U形支架、加强板和空气导流板的装配；在第四环筒体(24)的组装中，还包括环吊梁的装配。

所述筒体环缝施工平台由角钢、底钢板和钢管构成一个圆环形施工平台，通过焊接在筒体上的方铁和通孔方铁(41)配合，并由圆销子(42)固定在筒体上，主要用于筒体高位环缝焊接方便及人工安全站位。

所述筒体纵缝焊接吊篮(25)由至少8根竖角钢(251)和至少18根横档(252)构成两个纵向的钢篮、两钢篮的上部通过联接横档(253)连接，所述联接横档(253)上设有滑轮(254)；横跨于筒体内外两侧的两钢篮，其底部铺有钢板(255)，对应筒体内外壁的两侧面的角钢上设有轴承(256)，该轴承通过轴承座固定，主要用于筒体高位滑动施工。

所述筒体精度测量方法的第一步，还包括在坐标系的中心点架设全站仪，以规定半径放样出一个圆；调节筒体支撑块，使筒体(21或22或23或24)下口的标高一致，筒体(21或22或23或24)组装完成后，用全站仪或线坠检查每块壁板的垂直度；第二步中所述测量周长的方法为：将卷尺用磁铁或胶带固定在上位筒体的下口，并尽量保持卷尺完全伸展，需测量三次，求平均值，并记录下测量数据和测量时的温度。

所述第N环筒体(21或22或23或24)的运输顺序第一步还包括施工机具进场和车辆进场，采用托板将挂车固定；第二步还包括挂车起升液压装置，第一环筒体(21)或第二环筒体(22)或第三环筒体(23)或第四环筒体(24)运至核电站指定吊装位置，第一环筒体(21)或第二环筒体(22)或第三环筒体(23)或第四环筒体(24)吊装就位；第三步还包括第一环筒体(21)或第二环筒体(22)或第三环筒体(23)或第四环筒体(24)运输作业结束。

所述筒体的运输托架(26)由挡架(261)、平板车横向连接架(262)、平板车纵向连接架(263)、钢丝绳固定装置(264)和坡口保护装置(265)构成，筒体组装结束，运输之前，需将上述结构安装完毕；所述挡架(261)由底部支撑托板及内外挡架构成，在筒体开始组装前首先将尺寸较小的压制钢板放置到混凝土支墩上，以便放置坡口保护装置，坡口保护装置事先放置在平板车上的托板上，在平板车顶升过程中，调整坡口保护装置的位置，使筒体底部坡口顺利承插入坡口保护装置内并顶紧；所述运输托架安装后，用手拉葫芦把钢丝绳绷紧，以起到防止变形的作用；使用全站仪测量所述运输托架(26)位置固定点半径数值，其值发生变化时，表示钢丝绳已绷紧。

所述第N环筒体(21或22或23或24)的吊装顺序第二步还包括在一环筒体(21或22或23或24)运至指定吊装位置后，将其与吊装的索具连接，并进行试吊装，同时调整筒体角度；第三步还包括筒体(21或22或23或24)安装就位，吊装作业结束。

所述第N环筒体(21或22或23或24)的就位顺序第一步还包括进行筒体安装前的准备；就位顺序第二步还包括进行筒体的导向与定位，进行筒体水平度的调整，进行筒体与底封头或筒体的固定；第三步还包括环缝错边的检查，安装就位作业结束；所述筒体安装就位前的准备：1)测量已就位的底封头或筒体的半径和周长；2)在已安装就位底封头或筒体的内侧焊接钢板拼接卡工装的通孔方铁，用于连接钢板拼接卡工装调整错边量，在安装筒体的外侧下端标记出0度、90度、180度、270度；3)在已安装就位的底封头或筒体的外侧安装施工平台，在安装筒体的临时入孔位置安装用于出入的平台；4)安装筒体对接辅助导向工装(6)，在离各导向装置中心位置顺时针方向一定尺寸处，分别在已安装就位的底封头或筒体的上口外侧和安装筒体的下口外侧作上标记，供筒体安装就位对准用；5)在安装筒体的4个上导向框的吊耳上分别拴上麻绳6)在底封头内侧平台上准备好组对的钢板拼接卡工装，并在底封头上口放置间隙片若干，安装筒体的吊装过程中，该环筒体的下口水平度应保持在允许范围内。

所述筒体对接辅助导向工装(5)由下导向柱(51)、上导向框(52)和导向板(53)构成，所述下导向柱(51)由导向柱体(511)、法兰板(512)、连接板(513)、底板(514)和筋板(515)构成，所述导向柱体(511)的底部设有法兰板(512)，两者之间设有连接板(513)，导向柱体(511)的顶部为圆锥形，底板(514)的两侧设有筋板(515)，并通过该底板(514)固定在底封头(1)或下位筒体上；上导向框(52)由筋板(521)、螺母(522)、吊耳(523)、滑槽档板(524)、滑块(525)、导向孔板(526)、滑槽板(527)、螺栓(528)、千斤顶架(529)和螺旋千斤顶(520)构成，所述导向孔板(526)两上侧面设有筋板(521)，该筋板两下侧面分别固定一个千斤顶架(529)；所述导向孔板(526)的另两上侧面，通过螺栓(528)各固定一个滑槽板(527)及滑槽档板(524)，两块滑块(525)位于槽内；所述螺旋千斤顶(520)穿过筋板(521)的通孔作可伸缩地配合，该筋板(521)将导向孔板(526)固定在上位筒体或顶封头(3)的外侧壁，且与下导向柱(51)配合的位置；所述导向板(53)由两块带有斜面钢板构成，对焊于底封头或下位筒体的上口两侧。

所述顶封头(3)的组装顺序第一步还包括搭建施工平台和脚手架；第二步还包括：对压制钢板进行拼接，先焊接其纵缝，当相邻上下两圈压制钢板的纵缝焊接完后，再焊接其环缝；第三步还包括：在顶封头(3)的拼接和焊接的过程中，随时对顶封头每圈压制钢板的上下口的圆度和水平度进行精度测量；所述临时附件是设置在顶封头第四圈外侧面的8个吊耳。

所述顶封头的钢结构组装支架(35)，是采用型钢柱(351)、梁(352)与角钢斜撑(353)组成的钢结构支架；型钢柱与组装平台用螺栓相连，可拆卸；随着顶封头由外向内的施工进度，钢结构组装支架(35)由外向内逐步搭设；型钢柱的顶端与顶封头的接触面要预留高度，以便设置可调装置；设计钢结构组装支架(35)时，预留最大可能的方便施工作业的空间，并考虑人员出入走道的位置，在钢结构支架(35)组装的同时，在内部合适的位置加大角钢斜撑的接触面，使其能承受整个顶封头(3)的重量，以便顶封头(3)制作完成后的运输。

所述顶封头的测量方法为：将卷尺用磁铁或胶带固定在顶封头下口和筒体上口位置，尽量保持卷尺完全伸展，测量三次，求平均值，并记录下测量数据和测量时的温度，保证两端口的周长误差在允许范围内；顶封头焊接完成后，架设全站仪在坐标系的中心点上，以0°方向线为基准，仪器固定同一高度，测量顶封头下口的半径，并记录下测量数据和测量时的温度，计算出实际周长，测量三次取平均值，保证两端口周长的测量值的误差，在允许范围内；顶封头焊接完成后，在顶封头的内表面，均匀地布置测量点，检查其内表面形状是否符合要求。

所述顶封头的运输顺序第一步还包括：施工机具进场和车辆进场，采用托板固定在挂车上；第二步还包括：挂车起升液压装置，顶封头运至核电站指定吊装位置，顶封头吊装就位；第三步还包括：拆除外围部分钢结构组装支架(35)，平板车进入，外部第三圈钢结构组装支架(35)底部拆除，整个顶封头的荷载由中间部分的钢结构组装支架(35)承受，平板车进入指定位置，四组钢结构组装支架(35)分别落于四台平板车上，承受整个顶封头的重量；第四步还包括：拆除中心部分钢结构组装支架(35)的底部以及顶部与顶封头的连接，四组平板车用钢梁连成整体进行运输作业。

所述顶封头的吊装顺序第一步还包括：顶封头运至指定吊装位置停靠后，将专用吊具通过索具与顶封头上的8个吊耳分别连接；第二步还包括：对顶封头的吊装角度进行调整，并保证顶封头上各吊耳的受力均衡；第三步还包括：按照顶封头安装就位顺序进行操作，吊装作业结束。

所述顶封头的安装顺序第一步还包括进行顶封头安装前的准备；第二步还包括：进行顶封头的导向与定位，进行顶封头水平度的调整，进行顶封头下口与筒体上口的固定；第三步还包括：环缝错边的检查，安装就位作业结束；所述顶封头安装就位前的准备：1)测量已就位的筒体的半径和周长；2)在已安装就位筒体的内侧焊接钢板拼接卡工装的通孔方铁，用于连接钢板拼接卡工装调整错边量，在安装顶封头的外侧下端标记出0度、90度、180度、270度；2)在已安装就位的筒体的外侧安装施工平台；3)安装顶封头的导向装置，在离各导向装置中心位置顺时针方向一定尺寸处，分别在已安装就位的筒体的上口外侧和安装顶封头的下口外侧作上标记，供顶封头安装就位对准用；3)在安装顶封头的4个上导向框的吊耳上分别拴上麻绳4)在筒体内侧平台上准备好组对的钢板拼接卡工装，并在筒体上口放置间隙片若干，安装顶封头的吊装过程中，下口水平度应保持在允许范围内。

本发明的优点是：本发明的优点是：(1)、采用底封头、筒体、顶封头等构件按顺序独立组装的方式，再按顺序进行运输、吊装和安装就位，使工程能够并行施工，大大缩短了建设周期。(2)、组装顺序和焊接顺序、防变形措施、测量方法、运输和吊装模式以及安装精度的控制。

附图说明

图1：安全壳的结构示意图。

图2：底封头四圈的结构示意图。

图3：筒体的第一至第四环钢板的结构示意图。

图4：顶封头四圈的结构示意图。

图5：底封头的钢结构组装支架的整体示意图。

图6：底封头第二圈钢板的钢结构组装支架的局部结构示意图。

图7：用于筒体和顶封头安装的对接辅助导向工装的结构示意图。

图8：临时支柱的结构示意图(图11a、图11b、图11c)。

图9：钢板拼接卡工装的立体结构图之一。

图10：钢板拼接卡工装的立体结构图之二。

图11：底封头第四圈纵缝施工吊篮的结构示意图。

图12：鞍形运输托架的结构示意图。

图13：底封头吊装及底封头吊装专用工具机构示意图。

图14：底封头导向工装结构示意图。

图15：筒体环缝施工平台结构示意图。

图16：筒体纵缝焊接吊篮结构示意图。

图17：筒体的运输托架整体结构示意图。

图18：顶封头钢结构支架的结构侧面示意图

图19：顶封头钢结构支架的结构俯视示意图。

图20：顶封头的运输结构示意图。

图21：顶封头的吊装示意图。

具体实施方法

核电站钢制安全壳的形状为一个圆柱形容器，由底封头1、筒体2和顶封头3三部分构成，底封头1和顶封头2均为“锅底”的形状，整个安全壳的钢材采用低合金钢SA738-Gr.B，参见图1。

关于底封头：

底封头1的内径为39.624m，高为11.468m，壁厚为41.3mm，不考虑附件的重量总约为575t。底封头1的结构由内向外共有四圈，分别由2块、6块、24块、32块共64块钢板拼焊而成。其外表面还设有底封头永久附件和底封头临时构件。

所述底封头永久附件包括：剪力钉和贯穿件。所述剪力钉位于底封头的外表面，共有十一圈，数量为5280支，材质为A108，规格为19×203mm。剪力钉的作用是将底封头与基础混凝土通过锚固的方法结合，通常采用螺柱焊和手工电弧焊将剪力钉焊接在底封头的外表面。所述底封头上还设有五个贯穿件套管，用于与外部设备的连接。

临时构件包括：十六个临时支柱10、定位环和八个吊耳。

所述临时支柱在第四圈钢板的外表面，必须在同一个水平面上均匀地分布，用于底封头安装就位时的临时支撑。临时支柱与封头的连接焊缝为全熔透焊缝，每根临时支柱重约750kg。所述临时支柱10由支柱体101、法兰板102、椭圆形撑板103、支撑板104和加强板105构成，法兰板102位于支柱体101的下端，椭圆形撑板103位于支柱体101中部，两块加强板位于法兰板102和椭圆形撑板103之间，加强板105的外侧下端设有一内凹口，并设有支撑板104。安装就位时，临时支柱支撑在钢结构基础CR10上，在基础浇灌混凝土固定后，临时支柱安装需要拆除。

定位环的作用是在吊装时，保持底封头上口的形状，防止底封头上口变形。定位环与底封头之间采用对接角焊缝，板厚与底封头的板相同。

八个吊耳用于底封头的吊装，吊装完毕后，与定位环一起拆除，参见图2。

所述第四圈纵缝施工吊篮16主要由四根长弧形角钢和短钢横档构成的梯型结构，其内侧通过通孔方铁与焊接于底封头内壁上的方铁配合，并通过销子固定。

关于筒体：

所述筒体2共十一圈，每圈由十二块圆弧压制钢板拼焊。其中，第一圈钢板厚度为47.6mm，单板重量为15.155t，其余各圈钢板厚度为44.5mm，单板重量为14.087t。筒体的内径为39.624m，总高为42.735m，重量总约为1870t，对缝焊接的总长度约为2200m，参见图3。为减轻施工和吊装难度，将筒体分成四环。第一环筒体至第三环筒体(21、22、23)，每环筒体的纵向由3块钢板叠加纵向拼焊而成，第四环筒体的纵向由2块叠加拼焊而成。第一环筒体的高度为11.671m，第二环和第三环筒体高度为11.649m，第四环筒体24的高度为7.766m。

关于顶封头：

所述顶封头3的内径为39.624m，高为11.468m，壁厚为41.3mm，不考虑附件的重量总约为588t。底封头的结构由内向外共有四圈，分别由32块、24块、6块、2块钢板焊接而成，参见图4。

本发明的核电站钢制安全壳的组装和安装方法共有拼接、焊接、运输、吊装和安装就位五大工序。其中，拼接和焊接统称为组装，运输、吊装和安装就位统称为安装。每个工序都包含在底封头1、第一环筒体21、第二环筒体22、第三环筒体23、第四环筒体24和顶封头3的六大构件中。

各大构件的组装过程如下：

所述底封头的组装，本实施例采用的顺序为：第一步，搭建钢结构支架15、搭建施工平台和脚手架。其中，钢结构组装支架15由支撑每块球壳形的压制钢板的支柱架组合而成，所述支柱架是一个内部网架式支撑结构。以底封头第一圈钢板为例，每块钢板由六根支柱151构成，每根支柱的顶端都安装有一个可调节支撑头152，而每一根支柱由两根槽钢构成，支柱与支柱之间用槽钢153连接成一体。第二至第四圈钢板按钢板的重量而逐步增加支柱架。全部支柱架构成一个上表面为椭球形的网架式支撑结构，整个底封头纲结构组装支架共由2*6*24*32个支柱架组合而成。所有支柱固定在地面预埋板上，用螺栓将槽钢153和支柱固定。所述可调节支撑块可采用现有技术来实现，本发明不作详细描述。

第二步，拼接第一圈2块钢板，拼接第二圈6块钢板，焊接第一圈2块钢板之间的纵缝，拼接第三圈24块钢板，焊接第二圈6块钢板之间的纵缝，焊接第一圈与第二圈之间的环缝，拼接第四圈32块钢板，焊接第三圈24块钢板之间的纵缝，焊接第二圈与第三圈之间的环缝。焊接第四圈32块钢板之间的纵缝，焊接第三圈与第四圈钢板之间的环缝。这样焊接的目的是为了留出一定的间隙，保证焊接引起的误差在允许的范围内。在本实施例的拼接中，采用拼接两块钢板后，再进行焊接内圈纵缝的方法，目的是为了避免拼接和焊接过程中产生的累积误差。当然首先拼接三圈后，或拼接四圈完全拼接后再进行上述规律的焊接，都能减少累积误差。

对于两块钢板的拼接精度，必需在两块钢板之间，采用钢板拼接卡工装进行调整。所述钢板拼接卡工装4由通孔方铁41、销子42和拼接板43构成，所述通孔方铁41事先固定焊接在相邻两块钢板焊缝的两侧位置；所述拼接板43为一电话形状的卡件43，其内侧有三个并列的凹口；其中左右两侧是一个与槽钢431固接的凹口432，所述槽钢431的底部设有与通孔方铁41配合的孔433；每个卡件43两端，每个凹口432的两侧，各设有一个，与销子42配合的半圆形凹口434，两个卡件两端共有4个凹口434。钢板拼接卡工装的调节原理是：通过在通孔方铁打入销子的深度来调整错边；通过在拼接板的半圆凹口打入销子的深度，来调节棱角度和在空挡处打入销子深度来调节左右间隙。所述钢板拼接卡工装也用于其他构件的拼接工程中。

第三步：装配定位环、装配底封头附件和底封头临时附件。其中，第二圈有一张预留板，第三、四圈各有两张预留板，其作用是根据现场实际测量尺寸调整最后一张钢板的尺寸。

对于底封头的精度测量，其步骤为：a.确定坐标系，所述底封头的坐标系和钢结构组装支架的坐标系，采用相同的中心点；将全站仪架设在坐标系的中心位置，放出0-180°和90-270°的轴线；b.每张钢板就位后，用全站仪检查板的中线的延长线是否经过封头中心点，否则要进行必要的调整；c.确定每圈钢板的调整钢板的尺寸前，并测量本圈钢板上口的圆度和水平度；必要时，通过调节底封头钢结构组装支架上的螺栓，使钢板上口符合圆度和水平度的要求；然后，方可确定本圈最后一块钢板，即调整钢板的尺寸；d.焊接前后，均要用全站仪测量每圈上下端口处实际半径；e.底封头焊接完成后，对底封头上口进行测量，计算出实际周长；f.在底封头的内表面均匀布置测量点，检查其内表面形状。

所述底封头1的运输顺序为：第一步，确认运输的先决条件，施工机具和车辆进场，将底封头专用运输托架17的四台鞍形托架171固定在挂车上。所述鞍形托架171是一个由六个千斤顶支座1711连接成的整体，且其两两对称，呈向外辐射分布；在千斤顶支座1711内，设有一个千斤顶1712和升降托架1713，两者相互顶持；所述升降托架1713的上铰座耳板1714为托起面，所述托起面与底封头1外侧的圆弧面配合。

第二步，拆除底封头1外侧的第3和第4圈钢结构组装支架，将挂车行至指定装载位置，调节底封头专用运输托架17上的千斤顶调整托架高度，并焊接限位板，四台挂车通过固定装置连接，挂车起升液压装置将底封头1托起，拆除底封头1的剩余钢结构组装支架15，四台鞍形托架171连接、封车，将底封头运至核电站指定吊装位置。第三步，底封头1吊装就位后，将底封头专用运输托架17运至指定卸车位置，运输作业结束。

所述底封头的吊装顺序为：第一步，确认底封头吊装条件，底封头运至指定吊装位置停靠后，将底封头专用吊具通过索具与底封头的8个吊耳分别连接。所述封头吊装专用工具18包括附加吊具18；所述附加吊具18由一个吊索过渡梁181、至少八根索具182、一个吊梁183和至少八个可调装置184构成；所述吊索过渡梁181与吊梁183之间通过索具182固连；所述可调装置184对称分布在吊梁183的顶端，吊装时，所述可调装置184与吊耳连接。第二步，进行试吊装，同时对底封头的吊装角度进行调整，并保证底封头上各吊耳的受力均衡。第二步，吊至就位位置上方，并按照底封头安装就位顺序进行操作，吊装作业结束。

所述底封头的就位顺序：第一步，确认底封头的就位安装条件，利用全站仪对底封头的中心位置进行监测与粗调；第二步，采用底封头导向工装(5)精确定位，利用全站仪对底封头的水平度进行调整。所述底封头导向工装19由一基座191、一导向柱192和至少一个千斤顶193构成；所述基座191上设有一个导向架194，该导向架194以上大下小的限位与导向柱192配合；基座191固定在钢结构基础1上，该基座191的至少一侧设有一个千斤顶193，所述千斤顶193通过基座191上的支架195固定；导向柱192一端的底部设有与基座191连接的法兰，另一端固定在底封头1上。第三步，将底封头与钢结构基础固定，并利用全站仪对底封头方位和内表面中心位置进行检查，安装作业结束；所述底封头安装就位条件为：1)钢结构基础上与16根临时立柱配合的支柱是否就位；2)在底封头安装前，安装同步顶升系统，并进行调试和校验；3)在施工现场的一定高度和底封头内部中心轴的位置分别架设一台全站仪；4)检查：安装在钢结构基础上的底封头导向工装5的基座51是否就位，安装在底封头(1)上的导向柱(52)是否就位。

最后，还要安装筒体对接辅助导向工装5，用于底封头上口与第一环筒体下口的拼接时，两者的准确定位。所述筒体对接辅助导向工装5由下导向柱51、上导向框52和导向板53构成，所述下导向柱51由导向柱体511、法兰板512、连接板513、底板514和筋板515构成，所述导向柱体511的底部设有法兰板512，两者之间设有连接板513，导向柱体511的顶部为圆锥形，底板514的两侧设有筋板515，并通过该底板514固定在底封头1或下位筒体上；上导向框52由筋板521、螺母522、吊耳523、滑槽档板524、滑块525、导向孔板526、滑槽板527、螺栓528、千斤顶架529和螺旋千斤顶520构成，所述导向孔板526两上侧面设有筋板521，该筋板两下侧面分别固定一个千斤顶架529；所述导向孔板526的另两上侧面，通过螺栓528各固定一个滑槽板527及滑槽档板524，两块滑块525位于槽内；所述螺旋千斤顶520穿过筋板521的通孔作可伸缩地配合，该筋板521将导向孔板526固定在上位筒体或顶封头3的外侧壁，且与下导向柱51配合的位置；所述导向板53由两块带有斜面钢板构成，对焊于底封头或下位筒体的上口两侧。

本发明筒体的组装，第一环筒体的组装顺序为：第一步，建造支撑结构、安装定位档板。第二步，本实施例采用的拼装和焊接的次序为：拼接第一圈钢板，焊接第一圈中的11块钢板之间的纵缝，切割第一圈最后一块调整钢板并拼接焊接调整钢板。拼接第二圈钢板，焊接第二圈中的11块钢板的纵缝，切割第二圈的调整钢板并拼接，焊接第二圈调整钢板，焊接第一圈与第二圈钢板之间环缝。拼接第三圈钢板，焊接第三圈中的11块钢板的纵缝，切割第三圈的调整钢板并拼接，焊接第三圈调整钢板，焊接第二圈与第三圈钢板之间环缝。采用上述次序的目的是为了减少组装的累积误差，当然也可采用拼装3圈钢板后，或拼装全部4圈后，再进行焊接。焊接的原则是：在相邻两圈纵缝焊接完后，再焊接其环缝。最后，装配加强圈。所述第二环筒体组装的顺序与第一环相同，最后是装配加强圈。所述第三环筒体的组装的顺序与第一环相同，其最后是装配附件。所述第四环筒体的组装的顺序与第一环基本相同，但筒体仅有两圈钢板，其最后是装配环吊梁。

同理，也要安装筒体对接辅助导向工装5，用于下位筒体的上口与上位筒体下口的拼接，使两者能准确定位。

本发明顶封头的组装：所述顶封头的组装的顺序为：第一步，搭建钢结构支架，搭建施工平台和脚手架。第二步，拼接第一圈32块钢板，焊接第一圈钢板的纵缝。拼接第二圈24块钢板，焊接第二圈钢板的纵缝，焊接第一圈与第二圈之间的环缝。拼接第三圈钢板，焊接第三圈6块钢板的纵缝，焊接第二圈与第三圈之间的环缝。拼接第四圈钢板，焊接第四圈2块钢板的纵缝，焊接第三圈与第四圈钢板之间的环缝。同理，上述方法是为了减少累积误差，也采用拼装3圈钢板后，或拼装全部4圈后，再进行焊接，焊接原则如上所述。第三步，装配顶封头附件临时附件。其中，第一圈和第二圈各有两张预留板，第三圈有一张预留板，作用是根据现场实际测量尺寸调整最后一张板的大小。临时附件的吊耳固定在第四圈钢板的背面。

同理，也要安装筒体对接辅助导向工装5，用于第四圈筒体的上口与顶封头下口的拼接，使两者能准确定位。上述六构件中，每一构件按顺序组装完成后，即进行安装和构件之间的焊接。

各大构件的安装过程如下：

所述底封头1的运输顺序为：首先，确认运输的先决条件，施工机具和车辆进场，将底封头专用运输托架17的四台鞍形托架171固定在挂车上；其次，拆除底封头1外侧的第3和第4圈钢结构组装支架，将挂车行至指定装载位置，调节底封头专用运输托架17上的千斤顶调整托架高度，并焊接限位板，四台挂车组通过固定装置连接，挂车起升液压装置将底封头1托起，拆除底封头1的剩余钢结构组装支架15，四台鞍形托架171连接、封车，将底封头运至核电站指定吊装位置；最后，底封头1吊装就位后，將底封头专用运输托架17运至指定卸车位置，运输作业结束。

所述鞍形托架171是一个由六个千斤顶支座1711连接成的整体，且其两两对称，呈向外辐射分布；在千斤顶支座1711内，设有一个千斤顶1712和升降托架1713，两者相互顶持；所述升降托架1713的上铰座耳板1714为托起面，所述托起面与底封头1外侧的圆弧面配合。

所有构件吊装必须满足下列条件：1)吊装前必须合理选择机械、吊索具，以满足吊装的要求。2)吊装过程中须保证构件上8个主吊耳的受力均衡，同时兼顾筒体下口的水平度，以便组对与安装。3)预先得到准确的天气预报，选择一段连续的晴天其中的一天进行构件吊装工作，风速不大于9m/s。

底封头的吊装：首先将底封头运至指定吊装位置停靠，其次，再将专用吊具的索具连接吊耳并进行试吊装，在试吊结束后调整底封头角度，最后吊至就位位置的上方。

在底封头安装就位前，先要确认下列安装条件是否满足：1)钢结构基础上与16根临时支柱配合的支柱是否就位(注：16根临时支柱在底封头下方的混凝土部分浇筑，并达到一定强度后要拆除)。2)底封头安装前，对同步顶升系统进行调试与校验是否通过。3)在安装工地的一定高度位置和底封头内部中心轴的位置，分别架设一台全站仪是否就位。4)安装在钢结构基础上的导向装置的配合部分是否就位。

在上述条件满足后就可进行安装就位的工作，首先，利用事先安装的全站仪，对底封头的中心位置进行监测与粗调，并利用底封头的导向工装精确定位。同时，利用全站仪监控封头的水平度。在上述程序完成后，再将底封头与钢结构基础固定。最后，利用全站仪对底封头的方位和内表面中心位置进行再次复测。

所述底封头的导向工装由一基座、一导向柱和两个千斤顶构成，所述基座固定在钢结构基础上，导向柱固定安装在底封头上，两个千斤顶通过支架固定安装在基座的两侧。所述基座上设有一个导向架，该导向架以上大下小的限位与导向柱配合。吊装时，当底封头和导向柱向下落，在基座的导向架作用下，自动调整底封头安装角度。最后在基座两侧相向安装的千斤顶精确调整安装角度。所述底封头共有16个，其中，四个由底封头导向工装5，均匀交叉设置。所有千斤顶通过电脑联动控制。

所述筒体共分四环，所以须分四次运输。首先，确定运输的先决条件，施工机具和车辆进场，将托板固定在挂车上，车辆进入指定位置，封车，挂车起升液压装置。将筒体(21、22、23、34)运至核电站指定吊装位置，筒体(21、22、23、34)吊装就位后，运输托架运至指定卸车位置，筒体(21、22、23、34)运输作业结束。

每环筒体(21、22、23、34)的吊装顺序为：将筒体(21、22、23、34)运至指定吊装位置后，在确认上述吊装条件的情况下，首先，连接吊装索具，进行试吊装，调整筒体(21、22、23、34)的角度，吊至就位位置的上方，再进行筒体(21、22、23、34)的安装就位工作。

在筒体安装就位前，下列准备工作必须完成：1)测量已就位的底封头和筒体的半径和周长；2)在底封头或筒体(21、22、23、34)内侧焊接通孔方铁，用于钢板拼接卡工装，调整错边量，在筒体外侧下端标记出0度、90度、180度、270度。2)在底封头外侧安装施工平台和筒体(21)的临时人孔位置安装用于出入的平台。3)安装导向装置，在距离各导向装置中心位置顺时针方向1000mm处，分别在底封头外侧的上端和筒体的外侧下端作上标记，作筒体安装对准用；3)在筒体的4个导向框的吊耳上分别拴上麻绳，麻绳的直径为20～30mm，长度不小于10m。4)在底封头内侧平台上准备好钢板拼接卡工装，并在底封头上口放置6mm的间隙片，间隙片间距0.5m左右，筒体吊装过程中下口水平度应保持在100mm内。所述筒体安装就位的顺序为：首先，进行筒体导向中心位置的监测与粗调。其次，利用导向装置，对筒体就位进行精确导向与定位，并对筒体水平度的调整。最后，进行筒体与底封头或下位筒体的固定。在安装就位作业结束前，须要对筒体做方位偏差检查和环缝错边检查。

所述顶封头的组装顺序为：首先，搭建钢结构支架、搭建施工平台和脚手架；其次，按照由外圈向内圈共四圈，每圈的数量分别为32、24、6、2块，采用钢板拼接卡工装(19)对钢板进行拼接，首先焊接其纵缝，当相邻两圈纵缝焊接完后，再焊接其环缝；最后，装配顶封头附件和临时附件；在顶封头的拼接和焊接的过程中，随时对顶封头每圈钢板的上下口的圆度和水平度进行精度测量。

所述顶封头的钢结构组装支架(35)，是采用型钢柱、梁与角钢斜撑组成的稳定体系作为钢结构支撑。型钢柱与钢结构组装平台用螺栓相连，可拆卸。型钢柱的位置尽量与原有预埋螺栓套筒重合。随着穹顶施工的进度，钢结构支撑由外向内逐步搭设。型钢柱离穹顶要预留高度以便设置可调装置。设计钢结构支撑时预留了最大可能的方便施工作业空间，并考虑了人员的进入及走道的位置，在钢结构支撑组装的同时，在内部合适的位置加大了N组钢支撑的截面，使其能承受整个穹顶的重量，以便穹顶制作完成后用于穹顶的运输。

所述顶封头的测量方法：根据现场的测量控制点，找出顶封头组装坐标系的中心点。根据已确定的封头坐标系，架设全站仪于坐标系中心点，用粉线或墨线弹出放样出的0-180°，90-270°分界线；施工班组也需用卷尺粗略测量顶封头筒体端处的周长。方法为将卷尺用磁铁或胶带固定在距筒体下端，并尽量保持卷尺完全伸展测量三次求平均值(最终数据以全站仪测量结果为准)，并记录下测量数据和测量时的温度。保证与筒体上端的周长误差在允许范围内；顶封头焊接完成后，架设全站仪在坐标系中心点上，以0°方向线为基准，仪器固定同一高度，测量顶封头下端半径，并记录下测量数据和测量时的温度，对所测数据进行圆拟合，计算出实际周长。测量三次取平均值。保证与筒体上端的周长测量值的误差在允许范围内；顶封头焊接完成后，检查其内表面形状是否符合要求。在顶封头内表面尽量均匀的布置测量点，测量点应布置在母材上。

所述顶封头的运输顺序为：首先，确定顶封头安装条件，施工机具进场和车辆进场，采用托板将挂车固定；其次，车辆进场站位、封车，挂车起升液压装置，顶封头运至核电站指定吊装位置，顶封头吊装就位；最后，运输托架运至指定卸车位置，顶封头运输作业结束。

所述顶封头的运输托架为(37)：顶封头制作完成后，外围部分钢结构支撑去掉，平板车进入，外部第三圈钢结构支撑底部去掉，整个穹顶的荷载由中间部分的钢结构支撑承受，平板车进入平板车位置，四组钢结构支撑落于平板车上，四组钢结构支撑承受整个穹顶的重量，顶升平板车，使四组钢结构支撑受力，拆除中心部分钢结构支撑的底部以及顶部与穹顶的连接，四组平板车用钢梁连成整体进行运输作业。

所述顶封头的吊装顺序为：首先，确认顶封头吊装条件，顶封头运至指定吊装位置停靠后，将专用吊具通过索具与顶封头的8个吊耳分别连接；其次，进行试吊装，同时对顶封头的吊装角度进行调整，并保证顶封头上各吊耳的受力均衡；最后，吊至就位位置上方，并按照顶封头安装就位顺序进行操作，吊装作业结束。

所述顶封头的安装顺序为：首先，确认顶封头安装就位的条件，并进行顶封头安装前的准备；其次，进行顶封头导向中心位置的监测与粗调，进行顶封头的导向与定位，进行顶封头水平度的调整，进行顶封头与筒体的固定；最后，进行顶封头方位偏差的检查，环缝错边的检查，安装就位作业结束。所述顶封头安装就位前的准备：1)测量已就位的筒体的半径和周长；2)在已安装就位筒体的内侧焊接钢板拼接卡工装的通孔方铁，用于连接钢板拼接卡工装调整错边量，在安装顶封头的外侧下端标记出0度、90度、180度、270度；2)在已安装就位的筒体的外侧安装施工平台；3)安装顶封头的导向装置，在离各导向装置中心位置顺时针方向一定尺寸处，分别在已安装就位的筒体的外侧上端和安装顶封头的外侧下端作上标记，供顶封头安装就位对准用；3)在安装顶封头的4个上导向框的吊耳上分别拴上麻绳4)在筒体内侧平台上准备好组对的钢板拼接卡工装，并在筒体上口放置间隙片若干，安装顶封头的吊装过程中，下口水平度应保持在允许范围内。

Claims (30)

1.核电站钢制安全壳的组装和安装方法，其特征在于：所述安全壳分为底封头(1)、N环筒体(2)和顶封头(3)；其中：

所述底封头(1)的组装方法包括：底封头钢结构组装支架(15)的制作和安装、底封头的拼接和焊接顺序、底封头的测量方法、底封头永久附件、底封头临时附件及底封头工装；所述底封头工装包括钢板拼接卡工装(4)、第四圈纵缝施工吊篮(16)；所述安装方法包括：底封头运输方法及底封头专用运输托架(17)、底封头吊装方法及底封头吊装专用工具(18)、底封头就位方法及底封头导向工装(19)；

所述底封头钢结构组装支架(15)由支撑每块球壳形的压制钢板支架(151)组合而成；

所述底封头(1)的拼接和焊接顺序为：首先，搭建底封头钢结构组装支架(15)、搭建底封头施工平台和脚手架；其次，所述底封头钢板按照由内圈向外圈拼接和焊接；最后，装配底封头永久附件、底封头临时附件和底封头导向工装；在底封头的拼接和焊接的过程中，随时对底封头每圈压制钢板的上下口的圆度和水平度进行精度测量；

所述底封头的精度测量，其步骤为：a.确定坐标系，b.每张钢板就位后，用全站仪检查板的中线的延长线是否经过封头中心点；c.确定每圈钢板的调整板的尺寸前，并测量本圈钢板上口的圆度和水平度；d.焊接前后，均要用全站仪测量每圈上下端口处实际半径；e.底封头焊接完成后，对底封头上口进行测量，计算出实际周长；f.底封头焊接完成后，在底封头内表面均匀布置测量点，检查其内表面形状；

所述底封头(1)的运输顺序为：首先，确认运输的先决条件；其次，拆除底封头(1)外侧的第3和第4圈底封头钢结构组装支架，将挂车行至指定装载位置；最后，进行底封头(1)吊装就位后，将底封头专用运输托架(17)运至指定卸车位置，运输作业结束；

所述底封头的吊装顺序为：首先，确认底封头吊装条件，其次，进行试吊装；最后，吊至就位位置的上方；

所述底封头的就位顺序：首先，确认底封头的就位安装条件；其次，采用底封头导向工装(19)精确定位；最后，将底封头与钢结构基础固定；

所述筒体(2)的组装方法包括：筒体(2)的组装平台设计和安装、筒体(2)的拼接和焊接顺序、筒体(2)的测量方法、筒体永久附件(25)、筒体临时附件(26)和筒体工装，所述筒体工装包括钢板拼接卡工装(4)、筒体纵缝焊接吊篮(27)、筒体环缝施工平台；所述筒体(2)的安装方法包括：筒体运输方法及筒体运输托架(28)、筒体吊装方法及筒体吊装专用工具(29)、筒体就位方法及用于筒体的对接辅助导向工装(5)；

所述第N环筒体(2)的组装顺序为：首先，建造支撑结构、安装定位挡板；其次，从下往上分别拼接第N环筒体的各圈钢板；最后，装配第N环筒体永久附件和临时附件；在各圈钢板的拼接和焊接的过程中，随时对每圈钢板的上下口的圆度和水平度进行精度测量；

所述筒体精度测量的方法为：首先，按以钢结构组装支架建立坐标系的方法，建立筒体(21或22或23或24)测量的坐标系；筒体(21或22或23或24)组装完成后，检查每块壁板的垂直度；其次，当筒体(21或22或23或24)焊接完成后，测量筒体(21或22或23或24)的下口半径，测量底封头或下位筒体上口和上位筒体下口的周长，第三，用同样的方法测量底封头或下位筒体上口的周长测量值，要求保证两者的误差在允许范围之内；

所述第N环筒体(21或22或23或24)的运输顺序为：首先，确定筒体安装条件；其次，车辆进场站位、封车；最后，运输托架运至指定卸车位置；

所述第N环筒体(21或22或23或24)的吊装顺序为：首先，确认筒体(2)的吊装条件；其次，进行试吊装；最后，吊至就位位置的上方；

所述第N环筒体(21或22或23或24)就位顺序为：首先，确认筒体安装就位的条件；其次，进行筒体导向中心位置的监测与粗调；最后，进行筒体方位偏差的检查；

所述顶封头(3)的组装方法包括：顶封头(3)的钢结构组装支架(35)制作和安装、顶封头(3)的拼接和焊接顺序、顶封头(3)的测量方法、顶封头永久附件(36)、顶封头工装，所述顶封头工装包括：钢板拼接卡工装(4)；所述顶封头(3)的安装方法包括：顶封头运输方法和顶封头运输托架(37)、顶封头吊装方法和顶封头吊装专用工具(38)、顶封头就位方法和用于顶封头安装的对接辅助导向工装(5)；

所述顶封头(3)的组装顺序为：首先，搭建钢结构支架；其次，按照由外圈向内圈共四圈，每圈压制钢板的数量分别为32、24、6、2块，采用钢板拼接卡工装(4)对压制钢板进行拼接；最后，装配顶封头永久附件(36)和临时附件；

所述顶封头的测量方法：根据现场的测量控制点，找出顶封头组装坐标系的中心点；根据已确定的封头坐标系，架设全站仪于坐标系中心点，用粉线或墨线弹出放样出的0-180°，90-270°分界线，并测量顶封头下口和筒体上口的周长；

所述顶封头的运输顺序为：首先，确定顶封头安装条件；其次，车辆进场站位、封车；再次，拆除外围部分钢结构组装支架(35)，平板车进入；然后，顶升平板车，使四组钢结构组装支架(35)受力；最后，运输托架运至指定卸车位置，顶封头运输作业结束；

所述顶封头的吊装顺序为：首先，确认顶封头吊装条件；其次，进行试吊装；最后，吊至就位位置上方；

所述顶封头的安装顺序为：首先，确认顶封头安装就位的条件；其次，进行顶封头导向中心位置的监测与粗调；最后，进行顶封头方位偏差的检查。

所述底封头(1)、N环筒体(2)和顶封头(3)在拼接时，其相邻的两块钢板之间，采用钢板拼接卡工装(4)调节钢板的错边、棱角度和间隙；所述各构件按顺序组装完成后，进行运输、吊装和安装就位三步；其中，底封头(1)在安装就位时，采用底封头导向工装(19)定位；在各环筒体(2)和顶封头(3)安装就位时，要采用对接辅助导向工装(5)；当相邻两构件安装就位后，立即进行对焊。

2.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳的组装和安装方法，其特征在于：所述压制钢板支架(151)是一个网架式支撑结构，其至少由四根支柱(1511)、纵连接杆(1512)、横连接杆(1513)和斜加强杆(1514)构成；每根支柱的顶端都安装有一个可调节支撑块(152)，而每一根支柱由两根槽钢构成，支柱与支柱之间用槽钢(153)连接成一体；整个底封头钢结构组装支架(15)共由2*6*24*32个压制钢板支架(151)构成，全部压制钢板支架(151)构成一个上表面为椭球形的网架式支撑结构，其所有支柱(1511)固定在地面预埋板上，用螺栓将槽钢(153)和支柱固定。

3.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳的组装和安装方法，其特征在于：所述底封头钢板共四圈，数量分别为2、6、24、32块，采用钢板拼接卡工装(4)对钢板进行拼接；所述焊接是指首先焊接其纵缝，当相邻两圈纵缝焊接完成后，再焊接其环缝。

4.根据权利要求1或3所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：步骤a确定座标系还包括底封头的坐标系和底封头钢结构组装支架的坐标系，采用相同的中心点；将全站仪架设在坐标系的中心位置，放出0-180°和90-270°的轴线；步骤b还包括当板的中线的延长线不经过封头中心点时，要进行必要的调整；步骤c还包括必要时，通过调节底封头钢结构组装支架上的螺栓，使钢板上口符合圆度和水平度的要求；然后，方可确定本圈最后一块钢板，即调整钢板的尺寸。

5.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳的组装和安装方法，其特征在于：所述底封头永久附件包括：剪力钉和贯穿件；所述底封头临时附件包括：16根临时支柱(10)、定位环、八个吊耳；所述定位环设置在底封头(1)的上口边缘，且8个吊耳均匀分布在定位环上；所述底封头临时支柱(10)由支柱体(101)、法兰板(102)、椭圆形撑板(103)、支撑板(104)和加强板(105)构成，法兰板(102)位于支柱体(101)的下端，椭圆形撑板(103)位于支柱体(101)中部，两块加强板位于法兰板(102)和椭圆形撑板(103)之间，加强板(105)的外侧下端设有一内凹口，并设有支撑板(104)。

6.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳的组装和安装方法，其特征在于：所述钢板拼接卡工装(4)由通孔方铁(41)、销子(42)和拼接板(43)构成，所述通孔方铁(41)事先固定焊接在相邻两块钢板焊缝的两侧位置；所述拼接板(43)为一电话形状的卡件(43)，其内侧有三个并列的凹口；其中左右两侧是一个与槽钢(431)固接的凹口(432)，所述槽钢(431)的底部设有与通孔方铁(41)配合的孔(433)；每个卡件(43)两端的凹口(432)的两侧，各设有一个半圆形凹口，共四个；所述半圆形凹口(434)与销子(42)配合。

7.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述第四圈纵缝施工吊篮(16)主要由四根长弧形角钢(161)和短钢横档(162)构成的筐架梯型结构，其内侧采用通孔方铁(163)与焊接于底封头内壁上的方铁(164)配合，并通过销子(165)固定。

8.根据权利要求1或3所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述底封头(1)的运输顺序第一步还包括施工机具和车辆进场，将底封头专用运输托架(17)的四台鞍形托架(171)固定在挂车上；第二步还包括将挂车行至指定装载位置，调节底封头专用运输托架(17)上的千斤顶调整托架高度，并焊接限位板，四台挂车通过固定装置连接，挂车起升液压装置将底封头(1)托起，拆除底封头(1)的剩余钢结构组装支架(15)，四台鞍形托架(171)连接、封车，将底封头运至核电站指定吊装位置。

9.根据权利要求1或8所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述底封头专用运输托架(17)中的鞍形托架(171)是一个由六个千斤顶支座(1711)连接成的整体，且其两两对称，呈向外辐射分布；在千斤顶支座(1711)内，设有一个千斤顶(1712)和升降托架(1713)，两者相互顶持；所述升降托架(1713)的上铰座耳板(1714)为托起面，所述托起面与底封头(1)外侧的圆弧面配合。

10.根据权利要求5所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述底封头的吊装顺序第一步还包括底封头运至指定吊装位置停靠后，将底封头吊装专用吊工具(18)通过索具与定位环上的8个吊耳分别连接；第二步还包括在试吊的同时对底封头的吊装角度进行调整，并保证底封头上各吊耳的受力均衡；第三步还包括按照底封头安装就位顺序进行操作，吊装作业结束。

11.根据权利要求5所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述底封头吊装专用工具(18)包括附加吊具(18)；所述附加吊具(18)由一个吊索过渡梁(181)、至少八根索具(182)、一个吊梁(183)和至少八个可调装置(184)构成；所述吊索过渡梁(181)与吊梁(183)之间通过索具(182)固连；所述可调装置(184)对称分布在吊梁(183)的顶端，吊装时，所述可调装置(184)与吊耳连接。

12.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述底封头导向工装(19)由一基座(191)、一导向柱(192)和至少一个千斤顶(193)构成；所述基座(191)上设有一个导向架(194)，该导向架(194)以上大下小的限位与导向柱(192)配合；基座(191)固定在钢结构基础上，该基座(191)的至少一侧设有一个千斤顶(193)，所述千斤顶(193)通过基座(191)上的支架(195)固定；导向柱(192)一端的底部设有与基座(191)连接的法兰，另一端固定在底封头(1)上。

13.根据权利要求5、12所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述底封头的就位顺序第一步还包括利用全站仪对底封头的中心位置进行监测与粗调；第二步还包括利用全站仪对底封头的水平度进行调整；第三步还包括并利用全站仪对底封头方位和内表面中心位置进行检查，安装作业结束；所述底封头安装就位条件为：1)钢结构基础上与16根临时立柱(10)配合的支柱是否就位；2)在底封头安装前，安装同步顶升系统，并进行调试和校验；3)在施工现场的一定高度和底封头内部中心轴的位置分别架设一台全站仪；4)检查：安装在钢结构基础上的底封头导向工装(19)的基座(191)是否就位，安装在底封头(1)上的导向柱(192)是否就位。

14.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述第N环筒体(2)的组装顺序的第2步，还包括利用筒体纵缝焊接吊篮焊接其纵缝，相邻两圈纵缝焊接完成后，再利用环缝施工平台焊接其两圈之间的环缝；

15.根据权利要求1或14所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：筒体(2)纵向按照由下圈向上圈共11圈钢板叠加而成，每圈有12块钢板，纵向的11圈共分为3≤N≤11环。

16.根据权利要求15所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：取N＝4，即：筒体分成4环进行拼接；其中，第一至第三环筒体(21、22、23)每环3圈，第四环筒体(24)共2圈；其拼接和焊接第N环的次序为：拼接第N环下圈12块板并焊接其纵缝，再拼接上圈12块板并焊接其纵缝；当相邻两圈纵缝焊接完后，再焊接其环缝，直至完成；另外，在第一环筒体(21)的组装中，还包括外部加强圈的装配；在第二环筒体(22)的组装中，还包括内部加强圈的装配；在第三环筒体(23)的组装中，还包括U形支架、加强板和空气导流板的装配；在第四环筒体(24)的组装中，还包括环吊梁的装配。

17.根据权利要求6所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述筒体环缝施工平台由角钢、底钢板和钢管构成一个圆环形施工平台，通过焊接在筒体上的方铁和通孔方铁(41)配合，并由圆销子(42)固定在筒体上，主要用于筒体高位环缝焊接方便及人工安全站位。

18.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述筒体纵缝焊接吊篮(25)由至少8根竖角钢(251)和至少18根横档(252)构成两个纵向的钢篮、两钢篮的上部通过联接横档(253)连接，所述联接横档(253)上设有滑轮(254)；横跨于筒体内外两侧的两钢篮，其底部铺有钢板(255)，对应筒体内外壁的两侧面的角钢上设有轴承(256)，该轴承通过轴承座固定，主要用于筒体高位滑动施工。

19.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述筒体精度测量方法的第一步，还包括在坐标系的中心点架设全站仪，以规定半径放样出一个圆；调节筒体支撑块，使筒体(21或22或23或24)下口的标高一致，筒体(21或22或23或24)组装完成后，用全站仪或线坠检查每块壁板的垂直度；第二步中所述测量周长的方法为：将卷尺用磁铁或胶带固定在上位筒体的下口，并尽量保持卷尺完全伸展，需测量三次，求平均值，并记录下测量数据和测量时的温度。

20.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述第N环筒体(21或22或23或24)的运输顺序第一步还包括施工机具进场和车辆进场，采用托板将挂车固定；第二步还包括挂车起升液压装置，第一环筒体(21)或第二环筒体(22)或第三环筒体(23)或第四环筒体(24)运至核电站指定吊装位置，第一环筒体(21)或第二环筒体(22)或第三环筒体(23)或第四环筒体(24)吊装就位；第三步还包括第一环筒体(21)或第二环筒体(22)或第三环筒体(23)或第四环筒体(24)运输作业结束。

21.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述筒体的运输托架(26)由挡架(261)、平板车横向连接架(262)、平板车纵向连接架(263)、钢丝绳固定装置(264)和坡口保护装置(265)构成，筒体组装结束，运输之前，需将上述结构安装完毕；所述挡架(261)由底部支撑托板及内外挡架构成，在筒体开始组装前首先将尺寸较小的压制钢板放置到混凝土支墩上，以便放置坡口保护装置，坡口保护装置事先放置在平板车上的托板上，在平板车顶升过程中，调整坡口保护装置的位置，使筒体底部坡口顺利承插入坡口保护装置内并顶紧；所述运输托架安装后，用手拉葫芦把钢丝绳绷紧，以起到防止变形的作用；使用全站仪测量所述运输托架(26)位置固定点半径数值，其值发生变化时，表示钢丝绳已绷紧。

22.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述第N环筒体(21或22或23或24)的吊装顺序第二步还包括在一环筒体(21或22或23或24)运至指定吊装位置后，将其与吊装的索具连接，并进行试吊装，同时调整筒体角度；第三步还包括筒体(21或22或23或24)安装就位，吊装作业结束。

23.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述第N环筒体(21或22或23或24)的就位顺序第一步还包括进行筒体安装前的准备；就位顺序第二步还包括进行筒体的导向与定位，进行筒体水平度的调整，进行筒体与底封头或筒体的固定；第三步还包括环缝错边的检查，安装就位作业结束；所述筒体安装就位前的准备：1)测量已就位的底封头或筒体的半径和周长；2)在已安装就位底封头或筒体的内侧焊接钢板拼接卡工装的通孔方铁，用于连接钢板拼接卡工装调整错边量，在安装筒体的外侧下端标记出0度、90度、180度、270度；3)在已安装就位的底封头或筒体的外侧安装施工平台，在安装筒体的临时入孔位置安装用于出入的平台；4)安装筒体对接辅助导向工装(6)，在离各导向装置中心位置顺时针方向一定尺寸处，分别在已安装就位的底封头或筒体的上口外侧和安装筒体的下口外侧作上标记，供筒体安装就位对准用；5)在安装筒体的4个上导向框的吊耳上分别拴上麻绳6)在底封头内侧平台上准备好组对的钢板拼接卡工装，并在底封头上口放置间隙片若干，安装筒体的吊装过程中，该环筒体的下口水平度应保持在允许范围内。

24.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述筒体对接辅助导向工装(5)由下导向柱(51)、上导向框(52)和导向板(53)构成，所述下导向柱(51)由导向柱体(511)、法兰板(512)、连接板(513)、底板(514)和筋板(515)构成，所述导向柱体(511)的底部设有法兰板(512)，两者之间设有连接板(513)，导向柱体(511)的顶部为圆锥形，底板(514)的两侧设有筋板(515)，并通过该底板(514)固定在底封头(1)或下位筒体上；上导向框(52)由筋板(521)、螺母(522)、吊耳(523)、滑槽档板(524)、滑块(525)、导向孔板(526)、滑槽板(527)、螺栓(528)、千斤顶架(529)和螺旋千斤顶(520)构成，所述导向孔板(526)两上侧面设有筋板(521)，该筋板两下侧面分别固定一个千斤顶架(529)；所述导向孔板(526)的另两上侧面，通过螺栓(528)各固定一个滑槽板(527)及滑槽档板(524)，两块滑块(525)位于槽内；所述螺旋千斤顶(520)穿过筋板(521)的通孔作可伸缩地配合，该筋板(521)将导向孔板(526)固定在上位筒体或顶封头(3)的外侧壁，且与下导向柱(51)配合的位置；所述导向板(53)由两块带有斜面钢板构成，对焊于底封头或下位筒体的上口两侧。

25.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述顶封头(3)的组装顺序第一步还包括搭建施工平台和脚手架；第二步还包括：对压制钢板进行拼接，先焊接其纵缝，当相邻上下两圈压制钢板的纵缝焊接完后，再焊接其环缝；第三步还包括：在顶封头(3)的拼接和焊接的过程中，随时对顶封头每圈压制钢板的上下口的圆度和水平度进行精度测量；所述临时附件是设置在顶封头第四圈外侧面的8个吊耳。

26.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述顶封头的钢结构组装支架(35)，是采用型钢柱(351)、梁(352)与角钢斜撑(353)组成的钢结构支架；型钢柱与组装平台用螺栓相连，可拆卸；随着顶封头由外向内的施工进度，钢结构组装支架(35)由外向内逐步搭设；型钢柱的顶端与顶封头的接触面要预留高度，以便设置可调装置；设计钢结构组装支架(35)时，预留最大可能的方便施工作业的空间，并考虑人员出入走道的位置，在钢结构支架(35)组装的同时，在内部合适的位置加大角钢斜撑的接触面，使其能承受整个顶封头(3)的重量，以便顶封头(3)制作完成后的运输。

27.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述顶封头的测量方法为：将卷尺用磁铁或胶带固定在顶封头下口和筒体上口位置，尽量保持卷尺完全伸展，测量三次，求平均值，并记录下测量数据和测量时的温度，保证两端口的周长误差在允许范围内；顶封头焊接完成后，架设全站仪在坐标系的中心点上，以0°方向线为基准，仪器固定同一高度，测量顶封头下口的半径，并记录下测量数据和测量时的温度，计算出实际周长，测量三次取平均值，保证两端口周长的测量值的误差，在允许范围内；顶封头焊接完成后，在顶封头的内表面，均匀地布置测量点，检查其内表面形状是否符合要求。

28.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述顶封头的运输顺序第一步还包括：施工机具进场和车辆进场，采用托板固定在挂车上；第二步还包括：挂车起升液压装置，顶封头运至核电站指定吊装位置，顶封头吊装就位；第三步还包括：拆除外围部分钢结构组装支架(35)，平板车进入，外部第三圈钢结构组装支架(35)底部拆除，整个顶封头的荷载由中间部分的钢结构组装支架(35)承受，平板车进入指定位置，四组钢结构组装支架(35)分别落于四台平板车上，承受整个顶封头的重量；第四步还包括：拆除中心部分钢结构组装支架(35)的底部以及顶部与顶封头的连接，四组平板车用钢梁连成整体进行运输作业。

29.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述顶封头的吊装顺序第一步还包括：顶封头运至指定吊装位置停靠后，将专用吊具通过索具与顶封头上的8个吊耳分别连接；第二步还包括：对顶封头的吊装角度进行调整，并保证顶封头上各吊耳的受力均衡；第三步还包括：按照顶封头安装就位顺序进行操作，吊装作业结束。

30.根据权利要求1所述的核电站钢制安全壳组装和安装方法，其特征在于：所述顶封头的安装顺序第一步还包括进行顶封头安装前的准备；第二步还包括：进行顶封头的导向与定位，进行顶封头水平度的调整，进行顶封头下口与筒体上口的固定；第三步还包括：环缝错边的检查，安装就位作业结束；所述顶封头安装就位前的准备：1)测量已就位的筒体的半径和周长；2)在已安装就位筒体的内侧焊接钢板拼接卡工装的通孔方铁，用于连接钢板拼接卡工装调整错边量，在安装顶封头的外侧下端标记出0度、90度、180度、270度；2)在已安装就位的筒体的外侧安装施工平台；3)安装顶封头的导向装置，在离各导向装置中心位置顺时针方向一定尺寸处，分别在已安装就位的筒体的上口外侧和安装顶封头的下口外侧作上标记，供顶封头安装就位对准用；3)在安装顶封头的4个上导向框的吊耳上分别拴上麻绳4)在筒体内侧平台上准备好组对的钢板拼接卡工装，并在筒体上口放置间隙片若干，安装顶封头的吊装过程中，下口水平度应保持在允许范围内。

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