CN101971212B - 在一围绕物中安装工业部件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及将一种在一围绕物中安装工业部件(1、2、3、4、5)的方法，在该方法中，借助表示工业部件在围绕物(10)中的理论布置的计算机辅助设计模型，确定每个部件的支撑件的不同理论定位测量点，通过数值对这些理论测量点进行编码，通过编码的数值确定可确定参数的测量模型范围的参数，以及借助通过应用根据每个部件的支撑件(20、30)的理论定位点的相应范围而编码的数值来操纵至少一个测量仪器，以比较围绕物中的真实定位点。本发明应用于安装核电站的主系统的回路的部件。

Description

在一围绕物中安装工业部件的方法

技术领域

本发明涉及在一围绕物中安装工业部件——例如核电站主系统(circuit)的回路的部件——的方法。

背景技术

在许多领域中，工业设备由多个部件——例如罐、热交换器、蒸汽发生器、泵——构成，所述多个部件通过管路或管道互相连接。

这些部件设置在建筑物中，并且被竖直和/或水平支承组件支撑，这些支承组件本身固定在建筑物的壁上，即固定在地面或墙壁上。

将这些部件安装在工业现场或者用新的部件更换旧的部件时，所述部件的相对位置和相对于围绕物——即建筑物的壁——的位置同样是重要的，以便它们之间的连接能够在最好的条件下进行。

实际上，更换时要遵守的总的原则在于必须将新的部件纳入到该围绕物中，而不会质疑原设计，并将更换部件带来的机械应力减到最小。

尤其是核电站的主系统的回路的部件就是这种情况。

实际上，压水核反应堆在原子炉建筑物的内部包括封闭反应堆芯的充满加压水的压力壳以及多个回路构成的主系统，这些回路通过管路与压力壳连通。主系统的每一个回路由多个部件构成，这些部件其中包括蒸汽发生器，通过加热和蒸发进给水，加压水在该蒸汽发生器中冷却。蒸汽发生器设置在称为掩体(casemate)的处所的内部，该处所设在原子炉建筑物的内部。

另外，主系统的每个回路的掩体还另外封闭蒸汽发生器、一主泵和可以使压力壳和蒸汽发生器与主泵连接的主管路以及使蒸汽发生器与主泵连接的管路。

每个主回路的不同部件，并且更特别的是蒸汽发生器、主泵和主管路，通过支承组件与建筑物的壁连接。这些支承组件例如由支件或围绕部件的环状物或由任何其它适当的构件构成，这些支承组件通过板片形成的支撑件固定在建筑物的壁上。这些支撑件由可调节连接构件——例如系杆——支撑。

支撑件的可调节连接构件在构建该建筑物时布置在墙壁和地面中，并且到目前为止，每个支撑件的定位以以下方式实现。

首先，在墙壁和地面上浇铸称为第一相层的第一混凝土层，并且在该层干燥后，操作者在该第一层的表面上标出每个部件的支撑件的定位控制点。为此，操作者在记录器(registre)中或平面图(plan)上寻找每个控制点的坐标，并且借助远距离测量仪器——例如经纬仪或视距仪或激光扫描仪，在相应表面上确定这些点。

然后，操作者以下面方式对每个支撑件进行操作。

操作者将支撑件放在相应连接元件上，并且验证在第一层的表面上标出的控制点与在支撑件上预先标出的测量点的一致性。

如果这些点不对应，则操作者通过可调节连接元件纵向调节支撑件的每个支撑点来调节支撑件的定位，直到这些点协调一致。操作者以类似方式对部件的每个支撑件进行操作。然后在确定的位置浇铸称为第二相层的第二混凝土层，以便最终锚固连接元件，并借助远距离测量仪器对在每个支撑件上标出的测量点的位置进行新的验证。

将支承组件安装在支撑件上，然后将相应部件固定在这些支承组件上。

显然对主系统的每个回路的每个部件实现这些各种操作。

由于对每个与多个支撑件相关的部件有大量要确定和控制的点，该进行方式对操作者是漫长的和枯燥乏味的，并且误差危险是不可忽视的，这意味着操作者在可能承受致电离辐射的环境中进行相当长时间的干预。

每个点的坐标必须由操作者在围绕物中寻找并应用于围绕物中，这使错误抄写(transcription)危险和误差危险成倍增加。

发明内容

本发明的目的是提出一种可以克服这些缺点并且显著减少误差危险和干预持续时间的在一围绕物中安装工业部件的方法。

因此，本发明的目标是在一围绕物中安装工业部件的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

-借助至少一个远距离测量仪器测定界定该围绕物的表面的不同点的坐标；

-借助表示工业部件在该围绕物中的理论布置的计算机辅助设计模型：

-定义总的设备标记；

-定义适于一部件的特定标记；

-确定每个部件的支撑件的理论定位测量点；

-确定每个支撑件在连接元件上与围绕物的相应表面的理论支撑点；

-通过数值对以下内容进行编码：

-围绕物的表面的不同点的坐标；

-每个部件和每个支撑件；

-每个部件的支撑件的每个理论定位测量点；

-每个支撑件在每个连接元件上的每个理论支撑点；

-通过编码的数值确定可参数表示的模型测量范围的参数；以及

-借助通过应用根据每个部件的支撑件的理论定位点的相应范围而编码的数值来操纵所述至少一个测量仪器，以比较在围绕物中的真实定位点。

根据本发明的其它特征：

-确定每个支撑件的连接元件与相应表面的理论布置点；

-借助通过应用理论支撑点的相应范围而编码的数值来操纵至少一个远距离测量仪器，确定每个部件的支撑件的真实定位点；

-借助通过应用理论布置点的相应范围而编码的数值来操纵所述至少一个测量仪器，确定每个连接元件在相应表面上的真实布置点；

-通过考虑瞄准点与相应真实支撑点之间的差别，相对于相应理论支撑点调节每个支撑件在每个连接元件上的真实支撑点；

-在将每个支撑件安装在围绕物的相应表面上之前，在所述支撑件上标出测量点；

-在通过连接元件将每个支撑件安装在围绕物的相应表面上之后，借助所述至少一个测量仪器测定每个支撑件的每个测量点的真实坐标，并且将这些真实坐标与编码的理论坐标进行比较；

-所述至少一远距离测量仪器为测量点的方位角和高度以及测量所述点的距离的仪器——例如经纬仪或视距仪型仪器或激光扫描仪。

如上面定义的方法用于核电站的主系统的回路的部件的安装。

附图说明

通过阅读下面作为实例给出并参照附图进行的描述，本发明的其它特征和优点将显现出来，在附图中：

-图1是压水核电站的一部分(tranche)的示意性透视图；

-图2是主系统的一回路在其处所中的示意性透视图；

-图3是示出在带四回路的核电站的情况下每个回路的部件的水平支撑件的布置实例的示意性俯视图；

-图4是示出一回路的部件的水平和竖直支撑件布置实例的示意性透视图；

-图5是一回路的一部件的两个竖直支撑件的示意性详图；以及

-图6是支撑件的连接元件的示意性放大图。

具体实施方式

在图1中，示意性地示出压水核电站的一部分，该部分包括压力壳C，并且在该实例中该部分包括四个主系统的回路，主系统的每一个回路都包括蒸汽发生器1、主泵2和可以分别连接压力壳C和蒸汽发生器1以及连接压力壳C和主泵2的主管路3和4，以及可以连接相应回路的蒸汽发生器1和主泵2的管路5。

该部分还包括通过膨胀管线9与一回路的主管路3连接的增压器8。

如在图2中作为实例所示，该部分整体设置在原子炉建筑物10的内部，并且每个回路设置在也称为掩体的处所11的内部，该处所设在原子炉建筑物10的内部。

现将参照图2描述一回路在处所11中的布置，其它回路的布置是相同的。

蒸汽发生器1由总的参考数字12表示的支承组件支撑，该支承组件其中包括置于处所11的底壁上的铰接支件13和固定在此处所11的墙壁上的侧向支件14。泵2也由支承组件15支撑，该支承组件15其中包括也置于处所11的底壁上的铰接支件16。

分别为蒸汽发生器1和泵2的支件13和16通过水平支撑件20——例如板片——固定在建筑物11的底壁上，并且侧向支件14通过竖直支撑件30——例如板片——固定在所述处所11的墙壁上，如图3、4所示。

因此，主系统的每个回路的部件与水平支撑件20和/或竖直支撑件30关联，每个支撑件通过可调节连接元件——例如用于锚固系杆25的锚固架——支靠在处所11的表面上(图4和图5)。

在下文中将描述如在图5中所示的根据本发明的用于布置竖直支撑件30的方法，其它的水平支撑件20或竖直支撑件30的布置是相同的。

首先，操作者借助至少一个远距离测量仪器测定界定处所11的表面的不同点的坐标，在所述处所11中应布置主系统的一环路的部件。优选地，这些测定借助至少一个远距离测量仪器进行。

测量仪器为测量点的方位角和高度(élévation)以及测量所述点的距离的仪器，例如经纬仪或视距仪类型的仪器，或已知类型的激光扫描仪器。

例如，经纬仪是用于测量竖直和水平角度的非常精确的无接触光学仪器。

原理为通过光学瞄准和三角测量计算三维地确定点的位置。首先通过调节某些共同点上的光束使两个或多个固定的仪器定向，并且使这样形成的网成比例。

该迭代计算可以知道经纬仪的相互位置，并得到基准“经纬仪”。然后根据交叉原理(le principe d’intersection)通过最少两台经纬仪瞄准每个预先确定目标的要测量的点。因此通过简单的三角测量计算知道每个测量点在与仪器有关的参照系中的坐标。

使用电子经纬仪、安装在计算机上的测量软件和经纬仪与计算机之间的长距离电子连接，就可以在原子炉建筑物外实时采集并处理这些点。但是，操作者必须在整个采集过程中留在要测量的区域，这就会产生由这些操作者累积的大量剂量和大量的处所的占据时间。另外，经纬仪必须在整个操作期间固定在稳定的基础上，并且需要至少两台仪器。

另一个实例涉及数字摄影测量，在该数字摄影测量中使用带有CCD传感器的光电数字仪器(appareil photo numérique)以实现点的采集。这也是所谓的“无接触”测量，基本原理在于通过光学瞄准和三角测量计算来三维地确定点的位置。

与经纬仪的地形测量不同，该测量仪器不是固定的，并且目标是后向反射的。每个点按照多视角进行照相，并因此具有通过照片叠加(juxtaposition)的空间的“网格(maillage)”。在每个点的识别或编号后，通过迭代计算对照片进行处理，并通过三角测量计算点的坐标。

越来越大的CCD传感器——即包括大量象素的传感器的使用，以及可以在PC型微型计算机上运行的优化计算软件的使用，可以优化处理时间。

需要处理同一组点的几张照片。

与经纬仪方法的不同在于不能进行实时测量。

为了在某些调节作业时得到实时测量功能，因而使用视距仪，该视距仪为带有测距仪的经纬仪。

由于在“照片”参照系中校正的(recalée)固定基础上使用该仪器，可以实时知道所涉及的元件的位置，并提供调节值给操作者。

对于相同的精度，视频仪提供非常大的使用灵活性并减少操作者的暴露，因为采集时间非常短。

可以使用其它仪器，如激光跟踪器，该激光跟踪器为与进行角度和距离测量的视距仪类似的仪器，并且该激光跟踪器保证实时跟随运动的目标。对迭代调节作业，此类仪器可以有利地代替视距仪。

一个称为激光扫描的变型包括采集系统，该采集系统通过由扫描镜(miroir scanner)反射的弱功率激光束进行的平面扫描保证被研究围绕物的测定，并且该采集系统的激光点通过与同一基础连在一起的CCD传感器来观察。

在这种情况下，不需要形成被测元件的目标，该采集系统可以在多种多样的表面上捕捉非常大量的点。

优选地，使用视频仪，因为该技术对于与经纬仪的精度相同的精度，在非常大的区域内提供使用灵活性，并且操作者的暴露时间缩短。

通过使用视距仪使视频仪更加完善，视距仪允许实时测量，该实时测量为调节作业所需并且用于连接由非常远的距离分开的站。

在下文中，为了确定支撑件A、B...的不同的理论或真实点，分别为测量点、支撑点、布置点和控制点，将使用下面的编码：

-支撑件A、B...的理论或真实定位测量点：Am，...；Bm，...；

-支撑件A、B...在系杆25上的理论或真实支撑点：Ar，...；Br，...；

-每个系杆25在支撑件A、B...的相应表面的上的理论或真实布置点：Ai，...；Bi，...；

-支撑件A、B...的理论或真实控制点：At，...；Bt，...；

借助表示处所11中支撑件和部件的理论布置的计算机辅助设计模型，进行多个理论标注。

首先，确定一部件的总的安装标记X(g)、Y(g)、Z(g)，并且还确定适于每个部件的每个支撑件的特定标记。

为此并如图5所示，例如用字母A、B...对每个支撑件30进行编码。如此，适于支撑件A的每个特定标记被编码为X(A)、Y(A)、Z(A)，而适于支撑件B的特定标记被编码为X(B)、Y(B)、Z(B)，并且对每个支撑件都如此。

还是借助计算机辅助设计模型，标注支撑件A和B的多个理论定位测量点，并且对支撑件A编码为Am1、Am2、Am3和Am4，对支撑件B编码为Bm1、Bm2、Bm3和Bm4。

因此，例如对于每个支撑件对四个测量点进行编码，这些点以90°分布在两个轴线上。

同样，对每个支撑件A和B与连接元件25——即系杆——的理论支撑点进行测量和编码。

对支撑件A在系杆25上的四个理论支撑点进行测量，并分别编码为Ar1、Ar2、Ar3和Ar4；而对支撑件B在系杆25上的四个理论支撑点也进行测量，并分别编码为Br1、Br2、Br3和Br4。

根据一变型，还是借助计算机辅助设计模型，对每个支撑件A和B的每个系杆25在相应表面上的它们的布置点进行确定和编码。支撑件A的每个系杆的点被编码为Ai1、Ai2、Ai3和Ai4，而支撑件B的每个系杆的点被编码为Bi1、Bi2、Bi3和Bi4。

在对所有测量点编码之后，对每个系列的数值确定模型测量的范围参数。该范围由一系列的基本计算构成，这些计算基于简单几何图形，可单独使用或互相组合使用。

借助被操纵的远距离测量仪器35，操作者进行确定每个部件的支撑件在其相应的处所11中的布置，远距离测量仪器例如为经纬仪、视距仪或激光扫描仪。

可以有两种操作方式。

在第一种情况下，系杆25已经布置在处所11的相应壁上，并且已经浇铸了称为第一相层的第一混凝土层40(图6)。

在第二种情况下，系杆25的锚固架还没有布置在处所11的相应壁上。

对于第二种情况，通过借助应用支撑件A的系杆25的理论布置点Ai1、Ai2、Ai3和Ai4的相应范围而编码的数值以及支撑件B的系杆25的理论布置点Bi1、Bi2、Bi3和Bi4的相应范围而编码的数值来操纵远距离测量仪器，操作者确定每个支撑件A和B的系杆25的真实布置点。

在确定系杆25的这些真实布置点后，定位这些系杆25，并浇铸混凝土层40。该混凝土层40在确定持续时间内干燥。

如图6所示，每个系杆25包括埋在第一混凝土层40中的螺母26和可以在所述螺母中纵向移动的螺杆27，这样可以调节相应支撑件30在系杆25上的真实支撑点。

例如在图6中，示出支撑件A的带有真实支撑点Ar1的系杆25。

操作者以下面方式操作，以调节每个支撑件的每个真实支撑件点——例如支撑件A的真实支撑点Ar1。

首先，操作者在要调节的系杆25的端部上安装一未示出的已知类型的目标，并借助至少一个测量仪器瞄准该目标。测量仪器被程序控制，以考虑瞄准点与真实支撑点之间由于目标在系杆25的自由端部上的安装而产生的距离差。

因此，对支撑点Ar1，操纵测量仪器，并且理论支撑点Ar1的坐标被应用并与真实支撑点Ar1的预先测量的坐标做比较。如果支撑点Ar1的真实和理论坐标之间存在差别，则操作者沿一个方向或另一个方向转动相应系杆25的螺杆27以纵向移动系杆25的端部，直到真实支撑点Ar1的坐标与理论支撑点Ar1的坐标相对应，操作者具有关于每个点的理论坐标与真实坐标之间差值的连续信息。

操作者以类似方式对每个支撑件20或30的所有系杆进行操作。

在该阶段，操纵测量仪器，以在第一混凝土层的表面上标出每个支撑件的定位的真实控制点。

为此并如图4和5所示，通过将相应范围应用于通过由计算机辅助设计模型预先确定的理论控制点来操纵测量仪器，可以确定支撑件A的真实控制点At1、At2、At3和At4以及支撑件B的真实控制点Bt1、Bt2、Bt3和Bt4。然后，操作者因此在第一混凝土层40的表面上标出支撑件A和支撑件B的水平的和竖直的定位轴线。

然后操作者把支撑件A安装在相应系杆25上，并验证支撑件A的定位。

为此，已经在每一个支撑件的外表面上标出测量点——例如冲子的冲击点。因此，如图5所示，支撑件A的外表面包括例如四个测量点Am1、Am2、Am3和Am4，而支撑件B也包括四个测量点Bm1、Bm2、Bm3和Bm4。

因此，每一个支撑件包括以90°分布在两个轴线上的四个测量点。

操作者例如对支撑件A验证测量点Am1和Am3相对于预先标出的水平轴线的定位和测量点Am2和Am4相对于竖直轴线的定位。

操作者还验证每个真实测量点Am1、Am2、Am3和Am4相对于预先通过计算机辅助设计模型确定的理论测量点的坐标的一致性。

为此，通过应用相应范围——即与理论测量点Am1、Am2、Am3和Am4相对应的范围——操纵测量仪器，以便将这些理论测量点相对于在支撑件A上标出的真实测量点Am1、Am2、Am3和Am4做比较。

如果真实测量点的坐标与理论测量点的坐标不对应，操作者通过在相应系杆25上转动来进行调整，以使这些点相对应。

然后，在需要的区域浇铸称为第二相层的第二混凝土层41(图6)，并对支撑件A的点Am1、Am2、Am3和Am4的定位进行新的验证。

然后编订测量报告。

操作者以相同的方式操作核电站的主系统的每个回路的部件的每一个水平支撑件和/或竖直支撑件。

在支撑件定位后，可以精确的方式安装与每组支撑件相对应的部件，这便于与主系统的其它元件的连接。

本发明的方法应用于安装主系统的一回路的新部件，并且也应用于通过完全确定重新安装程序、支承组件上要经过的修改和与回路的其它部件的连接平面的位置来更换每个回路的旧部件。

总之，本发明的方法应用于安装或更换一工业设备的全部部件。

最后，本发明的方法可以显著减少安装程序，因此缩短安装的持续时间和操作者存在于可能有害的环境中的时间，同时还降低支撑件和部件的定位中误差危险。

Claims (9)

1.在一围绕物中安装工业部件(1、2、3、4、5)的方法，

其特征在于，该方法包括以下步骤：

-借助至少一个远距离测量仪器(35)测定界定该围绕物的表面的不同点的坐标；

-借助表示所述工业部件(1、2、3、4、5)在该围绕物中的理论布置的计算机辅助设计模型：

-定义总的设备标记；

-定义适于一部件(1、2、3、4、5)的特定标记；

-确定每个部件(1、2、3、4、5)的支撑件的理论定位测量点；

-确定每个支撑件(20、30)在连接元件(25)上与围绕物的相应表面的理论支撑点；

-通过数值进行编码：

-围绕物的表面的不同点的坐标；

-每个部件(1、2、3、4、5)和每个支撑件(20、30)；

-每个部件(1、2、3、4、5)的支撑件(20、30)的每个理论定位测量点；

-每个支撑件(20、30)在每个连接元件(25)上的每个理论支撑点；

-通过编码的数值确定可参数表示的模型测量范围的参数；

-借助通过应用根据每个部件(1、2、3、4、5)的支撑件(20、30)的理论定位点的相应范围而编码的数值，来操纵所述至少一个测量仪器(35)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定每个支撑件(20、30)的连接元件(25)与相应表面的理论布置点。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助通过应用理论支撑点的相应范围而编码的数值来操纵所述至少一个测量仪器(35)，确定每个部件(1、2、3、4、5)的支撑件(20、30)的真实定位点。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过考虑所述至少一个测量仪器(35)的瞄准点与相应真实支撑点之间的差别，相对于相应理论支撑点调节每个支撑件(20、30)在每个连接元件(25)上的真实支撑点。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在将每个支撑件(20、30)安装在围绕物的相应表面上之前，在所述支撑件(20、30)上标出测量点。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在通过连接元件(25)将每个支撑件(20、30)安装在围绕物的相应表面上之后，借助所述至少一个测量仪器(35)测定每个支撑件(20、30)的每个测量点的真实坐标，并且将这些真实坐标与编码的理论坐标进行比较。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一个远距离测量仪器为测量点的方位角和高度以及测量所述点的距离的仪器。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述一个远距离测量仪器(35)是经纬仪或视距仪型仪器或激光扫描仪。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述工业部件(1，2，3，4，5)是核电站主系统的回路的部件；以及，围绕物是核电站。

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