CN102061788A - 核电站钢衬里的底板和筒体安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种核电站钢衬里的底板和筒体安装方法，所述底板大致呈圆形，由内至外分为圆形的中心凸台，环形的中环板和环形的边缘板，所述中心凸台、中环板和边缘板均由多块预制板组成，所述筒体包括截锥体和筒壁板，所述截锥体和筒壁板均由多块预制板拼接组成，所述筒壁板分为多层，所述安装方法依次包括以下步骤：安装底板支撑系统；在底板支撑系统上安放底板；安放截锥体；同时组对焊接底板和截锥体；按由下至上的顺序分别安装各层筒壁板。本发明通过合理设置焊接工艺和施工组装工艺，有效缩短了钢衬里的安装施工周期，并保证了钢衬里焊缝的密封性。

Description

核电站钢衬里的底板和筒体安装方法

技术领域

本发明涉及一种核电站钢衬里的底板和筒体安装方法，尤其涉及一种包括底板、截锥体、多层筒壁板的组对焊接工艺的核电站钢衬里底板和筒体安装方法。

背景技术

核电站钢衬里作为核电站安全壳的一部分，是核岛的第三道安全屏障，也是最后一道安全防线，它起着极端事故下防止核泄漏的作用，其质量的好坏直接影响了核岛的土建施工周期和核电站运行过程中的安全性、可靠性及其使用寿命。钢衬里的安装焊接量大，导致工期较长，同时，由于钢板较薄，焊接时易发生波浪变形，影响焊缝的密封性。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种工期短，焊接密封性好的核电站钢衬里的的底板和筒体安装方法。

为了达到以上目的，本发明通过提供以下技术方案来实现：

一种核电站钢衬里的底板和筒体安装方法，所述底板大致呈圆形，由内至外分为圆形的中心凸台，环形的中环板和环形的边缘板，所述中心凸台、中环板和边缘板均由多块预制板组成，所述筒体包括截锥体和筒壁板，所述截锥体和筒壁板均由多块预制板拼接组成，所述筒壁板分为多层，所述安装方法依次包括以下步骤：安装底板支撑系统；在底板支撑系统上安放底板；安放截锥体；同时组对焊接底板和截锥体；按由下至上的顺序分别安装各层筒壁板。

进一步地，安放底板包括以下步骤：按预先设定的位置铺设底板的各个预制板；在底板上铺设配重板。

进一步地，焊接底板包括以下步骤：首先，从预制板的较长边和较长边之间的直缝的中心对称的向两端分段退焊；然后，焊接预制板的较短边和较短边之间的直缝；最后，焊接中心凸台和中环板之间，以及中环板和边缘板之间的环缝，焊接环缝时，若干个焊工从环缝的偶数等分点处同时开始，逆向对称分段退焊。

进一步地，底板焊接完成后，在底板上焊接密闭的底板检查槽，充入氮气以检查底板焊缝的密封性。

进一步地，底板焊接采用CO²气体保护焊。

进一步地，安放截锥体进一步包括以下步骤：在核岛C段混凝土中为每块截锥体的预制板安放3个预埋件，预埋件上设置斜支撑，斜支撑一端焊接于预埋件上，另一端上设有长度可调节的支撑装置以支撑截锥体的预制板的上端；在底板的边缘板上标出截锥体的下口外侧的圆周线和每块截锥体预制板的定位角度线；根据标出的圆周线和定位角度线，吊装截锥体的预制板到相应的位置；调节斜支撑的支撑装置的长度，以调整截锥体的预制板的斜度。

进一步地，每一层筒壁板的预制板均包括多个标准板和一个长度大于标准板的加长板，安装筒壁板进一步包括以下步骤：第一，切割磨平截锥体上口到预设的高度，然后在上口标出待安装的筒壁板的预制板的定位角度线；第二，安装待安装的一层筒壁板的扶壁柱，用于调节筒壁板的垂直度；第三，安装待安装的一层筒壁板的内侧走道板；第四，以加长板相邻的标准板为起始点，朝加长板预设位置的相反方向依次吊装各块预制板，最后吊装加长板；第五，同时调整相邻的两块预制板的上口的垂直度和下口的环缝到预设位置后，固定相邻的两块预制板；第六，安装待安装的一层筒壁板的外侧走道板；第七，焊接各块筒壁板的立缝和环缝；第八，升重复第二步骤到第七步骤，直到安装完成各层筒壁板。

进一步地，焊接筒体立缝时，由上到下分段退焊，焊接环缝时，从环缝的偶数等分点处同时开始，若干焊工对称分段退焊。

进一步地，所述分段退焊每段不超过500毫米。

本发明的有益效果主要体现在：通过合理设置焊接方法和焊接顺序，有效缩短了钢衬里的安装施工周期，并保证了焊接的密封性。

本发明将传统的底板施工完成后进行截锥体施工的工艺流程改进为先进行截锥体吊装就位，然后进行底板和截锥体同时进行组对焊接施工。这直接压缩了核岛土建关键路径的建设周期，减少了钢衬里因找平层施工耽搁的工期，提前了施工进度；利用截锥体作为底板施工的一道防风屏障，给现场焊接底板提供了一个较好的施工环境，确保了现场底板焊缝质量。为钢衬里第一层提前安装打下了基础，压缩了核岛土建关键路径工期。

本发明采用上下调节的方式来安装底板支撑系统。方便支撑系统的标高调整，保证支撑系统平整度的要求，最终保证底板铺设焊接后的整体平整度满足标准要求。

本发明采用水泥配重块将底板提前固定，节省了组对时间，提高了工效。并用水泥配重块进行刚性固定方法控制底板整体焊接变形保证底板焊接后的整体平整度满足标准要求。

本发明采用CO²气体保护焊进行底板焊接施工，提高了焊接效率、减少了焊接变形，具有焊接电流密度大、能量集中、焊接效率高、焊接变形小的优势。

本发明在底板焊接过程中采用对称焊，分段退焊，跳焊，从中间往两边焊，均布圆周同时施焊，先长焊缝再短焊缝，先直焊缝再环焊缝，单条焊缝先进行整体打底焊再填充盖面焊等工艺顺序，有效地控制了焊接变形，较好的保证了底板焊接质量和整体标高控制在标准尺寸范围之内。

本发明采用压力损失法来检查底板焊缝的密封性，保证了钢衬里防泄漏质量满足使用要求。

本发明采用槽钢作为截锥体安装的支撑件，其中一端焊在预埋件上，另一端用可调节装置支撑在截锥体板上口环向角钢上，用作截锥体板安装时的临时支撑并调节安装角度。

本发明采用扶壁柱、间隙板、圆锥销等进行筒壁板组装过程中吊装就位、垂直度、组对间隙、筒壁板错边等的调节。

本发明在筒体环缝焊接完成检验合格后进行筒体后面连接角钢的安装工作；同时可以进行下层筒体贯穿件及锚固件的安装。这样有利于减少筒体板切割、焊接变形对筒体整体尺寸的影响。

本发明在筒壁板安装过程中，采用全站仪架在核岛中心点上，然后通过测半径来检查每一块板的垂直度。

本发明的筒体焊接时先焊接立缝再焊接环缝，采用分段退焊、对称焊、均布圆周同时施焊的工艺顺序，同时预留一条收缩立缝最后施焊，在组焊收缩缝之前测量并调整上口周长，控制了焊接变形，保证了施工质量，有效的控制了筒体的整体尺寸。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步地说明。

图1为本发明的具体实施例的底板示意图。

图2为本发明的具体实施例的底板焊缝应力释放口示意图。

图3为本发明的具体实施例的截锥体安装示意图。

图4为本发明的具体实施例的筒壁板安装示意图。

图中各附图标记的含义见下表：

附图标记	含义	附图标记	含义
				1	底板	15	支撑装置
3	中心凸台	17	靠板
				5	中环板	19	截锥体
7	边缘板	21	筒壁板
				9	直缝	23	扶壁柱
11	斜支撑	25	预埋件
				13	预埋件

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的具体实施例。

本实施例的核电站的钢衬里包括底板1和筒体，筒体细分为截锥体19和筒壁板21两部分。其中，钢衬里底板1半径为17290mm；截锥体19下口半径为17299mm，上口半径为18500mm；筒壁板21半径为18500mm，沿高度等分为12层，1～5层由沿周长等分的11块预制板组焊而成，6～12层由沿周长等分的9块预制板组焊而成，每层高度3777.5mm。钢衬里钢材材质选用压力容器用钢板P265GH，钢板厚度δ＝6mm。

本实施例的钢衬里安装流程如下：

施工准备→底板支撑系统安装→底板1安放→截锥体19吊装就位→底板1组对焊接，同时截锥体19组对焊接→截锥体19上口标高测量(余量切割)→筒壁板21扶壁柱安装→筒壁板21吊装就位→筒壁板21组对焊接→安装几何尺寸检查→提升扶壁柱23→筒壁板21上口标高测量(余量切割)→上一层的筒壁板21安装。

钢衬里安装施工工艺总流程中的一个关键点是截锥体19安装工艺的改进，即将传统的核电站在底板1施工完成后进行截锥体19施工的工艺流程改进为先进行截锥体19吊装就位，然后进行底板1和截锥体19同时进行组对焊接施工。

底板1施工的主要流程如下：

施工准备→底板支撑系统安装→底板1铺设、组对→底板1焊接→底板1焊缝表面检验→底板检验槽的组对、焊接→底板1焊缝的压力损失法检验。

底板支撑系统的安装方法如下：

底板支撑系统由角钢及槽钢组成。整个支撑系统比较简单，连接位置采用焊条电弧焊焊接。

底板支撑系统的安装顺序为：

施工图→测量放线→定位点检查→膨胀螺栓钻孔→清空→安装膨胀螺栓→安装立柱→检查→安装立柱间支撑→点焊顶部角钢和外环支撑→检查矫正→施焊→焊缝检查→标高检查。

底板1焊接在支撑上部角钢的肢背上。

底板1的铺设和组对如下：

待整个底板支撑系统混凝土灌浆之后，底板1按照图纸对应位置吊装入场。在全部底板1吊装完成后进行初步位置调整。然后将配重块吊入场地，配重块大小要保证铺设到底板1上后四周至少露出200mm的底板，这样就有足够的焊接施工空间。配重块数量要能覆盖至少二分之一底板1的铺设面积。按照施工图纸要求焊缝间隙为12mm，加工好12mm厚的钢板作为间隙板，这样便可以有效控制组对间隙。组对焊接方法采用CO²气体保护焊，点焊长度在30mm～50mm。

参见图1，底板1分成三大部分：中心凸台3部分4块，中环板5部分32块，边缘板7部分9块。

底板1焊接顺序基本原则为对称焊，分段退焊，跳焊，从中间往两边焊，均布圆周同时施焊，先长焊缝再短焊缝，先直焊缝再环焊缝，单条焊缝先进行整体打底焊再填充盖面焊。

中心凸台3部分焊接：板带间的直缝9焊接时采用2名焊工从中间对称往两边分段退焊。环向焊缝采用4名焊工均布在圆周上，逆向对称的分段法施焊，分段长度不超过500mm。

中环板部分焊接：中环板的焊接以0GN、200GN为轴线向两边同步进行，焊接原则为：先焊接每条板带之间的长直缝9再焊接板带与板带之间的短直缝9，长直缝9焊接采用2名焊工从中间对称往两边分段退焊，分段长度不超过500mm。

边缘板7部分焊接：边缘板直缝9焊接时，采用隔一条焊一条的顺序。

四条环缝在其周围直缝全部焊完开始焊接，采用数名焊工均布在圆周上，逆向对称分段退焊法施焊。

参见图2，底板1焊接填充量大，焊接应力变形较大，为此，我们将底板1上两条直缝9的交叉处(T字口)作为焊接应力释放口，等该T字口的两条直缝9焊接完成最后进行T字口焊接。

为保证底板1焊缝的密封性，采用两道打底焊。

底板1焊接完成将按照标准要求进行无损检测，其项目包括：目视检测(VT)，渗透检测(PT)，磁粉检测(MT)，真空盒检漏(LT)，底板与截锥体连接缝增加超声波检测(UT)。

在底板焊缝上焊接角钢或槽钢形成密闭空间，称之为底板检查槽，在检查槽内充入氮气体使其达到检验要求的固定压力，在规定的时间内检验其压力损失是否满足标准要求来检查焊缝的密封性，以保证不发生泄漏情况。

截锥体19安装的主要流程如下：

施工准备→测量放线(在外环板上放出截锥体19下口外侧圆周线及每块截锥体19预制板定位角度线)→定位靠板点焊→支撑安装→截锥体19预制板吊装(已装好内侧走道板)-→立缝焊接平台安装→截锥体19预制板的组对(测量并调整截锥体板斜度)→焊接→安装几何尺寸检查→上口标高测量(余量切割)→第一层筒壁板安装→截锥体19贯穿件安装。

如图3，截锥体19安装前，在核岛C段混凝土中按每块截锥体19预制板设置3块预埋件，采用槽钢作为截锥体19预制板安装的支撑，其中一端焊在预埋件13上，另一端用长度可调节的支撑装置15支撑在截锥体预制板上口环向角钢上，安装时通过调节支撑装置15，调节截锥体19预制板安装的斜度。

在边缘板7上放出截锥体19的下口外侧圆周线及每块截锥体19的预制板的定位角度线，并将图纸所标预制构件的编号标记于相应位置，吊装时按号就位；

截锥体19安装前，确保每块截锥体19的预制板的三根可调节斜支撑11预埋板13位置准确。

在外环板上放出截锥体19的下口外侧圆周线及每块截锥体19的预制板的定位角度线，并将图纸所标预制构件的编号标记于相应位置，在外环板上点焊定位靠板。

在截锥体19预制板内、外侧分别挂设施工平台，在吊装截锥体19预制板之前，应先把内侧走道板安装好，便于壁板就位作业。等所有的截锥体19预制板吊装就位完毕后再安装外侧走道板。外侧平台挂在分块板上口环向角钢上，内侧平台固定在已焊好的螺栓上每块截锥体19预制板就位后，各分块板吊至设计相应位置后，使斜支撑11(槽钢)支撑在每块截锥体19预制板外侧上口环向角钢加劲肋上，测量并调整截锥体19预制板的斜度，使上口水平截面圆周半径在±50mm公差范围内，

最后用全站仪测量截锥体19上口半径。

筒壁板21的安装主要流程如下：

施工准备→筒壁板21位置定位放线→设置扶壁柱23→筒壁板21吊装(已装好内侧走道板)→筒壁板21组对(采用间隙板、眼镜板、圆锥销控制组对间隙，并用楔子调节固定在筒壁板21上的扶壁柱)→立缝焊接平台安装→外侧走道板安装→立缝的焊接(留一道收缩立缝)→环缝焊接→组对、焊接最后一条立缝、环缝(调整半径、周长)→安装几何尺寸检查→提升扶壁柱→上口标高测量(余量切割)→上一层的筒壁板21安装。

在筒壁板21安装中具有如下的特点：

筒壁板21包括多个标准预制板或称标准板，和一个加长预制板或称加长板，安装时以加长板作为最后进行安装的一块板为主要原则，以加长板相邻的壁板为起点，按顺时针或逆时针方向依次吊放就位，最后吊装加长板。

筒壁板21吊装时通过扶壁柱23、间隙板、圆锥销、楔马铁进行壁板组装过程中的垂直度、组对间隙、壁板错边等的调节。

扶壁柱23固定在下层壁板环向大角钢上，利用调整挂件的楔铁调节筒壁板安装的垂直度，在吊装时利用挂件将筒壁板21固定，同时将间隙板楔入筒壁板21上下层相连接的环缝中，并用圆锥销楔牢靠。

筒壁板21吊装过程中，应同时调整上口的垂直度和下口的环缝，只有当两者都有符合要求后才可将相邻板固定，在组对最后一道立缝时，应等其它立缝全部焊完，检查上口周长满足要求后，再切割余量进行组对并焊接。

在筒壁板21安装过程中，采用全站仪架在核岛中心点上，然后通过测半径来检查每一块板的垂直度并进行立缝的组对(预留一道伸缩缝)，如在通视不好的情况下，可将仪器架设在半径为17.000米的圆周上的微网点上，微网点每20g设置一个点。

筒体环缝焊接完成检验合格后进行筒体后面连接角钢的安装工作；同时可以进行下层筒体贯穿件及锚固件的安装。这样有利于减少筒体板切割、焊接变形对筒体整体尺寸的影响。

每一块筒体板在车间预制时环向高度上均预留了约5cm收缩余量作为现场二次切割，在下一层筒壁板21吊装前，应根据设计标高在已安装好的截锥体19或筒壁板21的上口定好标高线，切割磨平掉该余量，并在上口标出每块待安装筒壁板21的定位角度线。这样就较精确的控制了筒体的标高尺寸。

吊装筒壁板21前，应先把内侧走道板安装好，在筒壁板21组对时，便于调整筒壁板21的间隙，等所有一层筒壁板21安装好后再把外侧走道板安上。根据设计分层，每块筒体壁板21设置4块走道板，内外侧各两块，每块走道板下设置4个三角架，外侧走道板挂在上口环向加劲肋上，内侧走道板固定在预先焊好的挂架螺栓上每块筒壁板21就位后，安装立缝焊接操作平台，此平台分内外侧，共11套。

参照图4，筒壁板21安装前，必须保证扶壁柱23已经安装就位，扶壁柱23的安装高度是根据筒壁板21的高度来确定的，第一层筒壁板21安装时，扶壁柱23底部固定在地面相应的预埋件25上。

第2～12层筒壁板21安装时，扶壁柱23本身的固定是依靠下一层已安好的筒壁板21实现的，在上一层筒壁板21安装之前，应先提升一个需安装筒壁板23的高度，在吊装就位时用间隙板、眼镜板和扶壁柱一起固定筒壁板21。间隙板调节上下两筒壁板21的错边，眼镜板调节相邻两板的错边，每一层筒壁板21设置22根扶壁柱23。

每层筒壁板21安装完成后，剩余一块内侧走道板不拆除，作为休息平台，爬梯也相应设置在此区域。

筒体焊接顺序基本原则为：先立缝后环缝，先外侧焊后里侧清根焊，采用分段退焊、对称焊、均布圆周同时施焊的工艺顺序，同时预留一条收缩立缝最后施焊。环缝和立缝的焊接先后顺序：在环缝焊接前，留下一条立缝(即加长板顺时针方向第一条立缝)，待其余立缝焊接完后，在整个圆周上均匀分布焊工同时施焊环缝；在环缝收口对称的1.5m左右处，放样，切割未焊立缝的余量，组对并同时施焊环缝和立缝.

由于筒壁板21的厚度较薄，焊接时极易变形，焊接过程中应对工件温度和变形进行控制。整个焊接施焊过程中为防止焊接变形，立缝焊接采用靠板17进行加固，同时立缝焊接采用由上至下分段退焊，每段不得超过500mm，每层筒体板的下环焊缝焊接由数名焊工平均分布在圆周上同时进行对称的同方向分段退焊，每段不超过500mm。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种核电站钢衬里的底板和筒体安装方法，所述底板大致呈圆形，由内至外分为圆形的中心凸台，环形的中环板和环形的边缘板，所述中心凸台、中环板和边缘板均由多块预制板组成，所述筒体包括截锥体和筒壁板，所述截锥体和筒壁板均由多块预制板拼接组成，所述筒壁板分为多层，其特征在于，所述安装方法依次包括以下步骤：

安装底板支撑系统；

在底板支撑系统上安放底板；

安放截锥体；

同时组对焊接底板和截锥体；

按由下至上的顺序分别安装各层筒壁板。

2.根据权利要求1所述的核电站钢衬里的底板和筒体安装方法，其特征在于，安放底板包括以下步骤：

按预先设定的位置铺设底板的各个预制板；

在底板上铺设配重板。

3.根据权利要求1所述的核电站钢衬里的底板和筒体安装方法，其特征在于，焊接底板包括以下步骤：

首先，从预制板的较长边和较长边之间的直缝的中点对称的向两端分段退焊；

然后，焊接预制板的较短边和较短边之间的直缝；

最后，焊接中心凸台和中环板之间，以及中环板和边缘板之间的环缝，焊接环缝时，从环缝的偶数等分点处若干焊工同时开始，逆向对称分段退焊。

4.根据权利要求3所述的核电站钢衬里的底板和筒体安装方法，其特征在于，底板焊接完成后，在底板上焊接密闭的底板检查槽，充入氮气进行压力损失法检验以检查底板焊缝的密封性。

5.根据权利要求1所述的核电站钢衬里的底板和筒体安装方法，其特征在于，安放截锥体进一步包括以下步骤：

在核岛C段混凝土中为每块截锥体的预制板安放3个预埋件，预埋件上设置斜支撑，斜支撑一端焊接于预埋件上，另一端上设有长度可调节的支撑装置以支撑截锥体的预制板的上端；

在底板的边缘板上标出截锥体的下口外侧的圆周线和每块截锥体预制板的定位角度线；

根据标出的圆周线和定位角度线，吊装截锥体的预制板到相应的位置；

调节斜支撑的支撑装置的长度，以调整截锥体的预制板的斜度。

6.根据权利要求1所述的核电站钢衬里的底板和筒体安装方法，其特征在于，每一层筒壁板的预制板均包括多个标准板和一个长度大于标准板的加长板，安装筒壁板进一步包括以下步骤：

第一，切割磨平截锥体上口到预设的高度，然后在上口标出待安装的筒壁板的预制板的定位角度线；

第二，安装待安装的一层筒壁板的扶壁柱，用于调节筒壁板的垂直度；

第三，安装待安装的一层筒壁板的内侧走道板；

第四，安装时以加长板作为最后进行安装的一块板为主要原则，以加长板相邻的壁板为起点，按顺时针或逆时针方向依次吊放就位，最后吊装加长板。

第五，同时调整相邻的两块预制板的上口的垂直度和下口的环缝到预设位置后，固定相邻的两块预制板；

第六，安装待安装的一层筒壁板的外侧走道板；

第七，焊接各块筒壁板的立缝和环缝；

第八，升重复第二步骤到第七步骤，直到安装完成各层筒。

7.根据权利要求6所述的核电站钢衬里的底板和筒体安装方法，其特征在于，焊接立缝时，由上到下分段退焊，焊接环缝时，采用一组焊工均匀分布于环缝圆周同时开始，对称分段退焊。

8.根据权利要求3或6或7中的任一所述的核电站钢衬里的底板和筒体安装方法，其特征在于，所述退焊每段不超过500毫米。

9.根据权利要求3或4中的任一所述的核电站钢衬里的底板安装方法，其特征在于，所述焊接方法为CO²气体保护焊。

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