CN102435179A - 核岛内部微网基准点的建立方法及其测量观测平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种核电站反应堆安全壳内部施工的测量微网辅助工装，尤其是涉及一种测量观测装置或称观测平台。本发明的目的之一是提供一种核电站安全壳内部施工的微网测量方法。本发明的目的之二是为了提供一种采用上述侧量方法的测量观测平台。本发明的优点是：采用本发明的方法能根据安全壳的建造进程，经过两次投点，将安装中心基准点，随核岛的建设进程，最终投点至蒸汽发生器与换料通道（CA01)钢结构模块的顶端，保证核电站各设备的安装精度。同时，本发明的测量观测平台结构稳固，测量时间短，极大地方便核岛内部基准点的测量，能保证核反应堆各部件的安装精度和运行安全。

Description

核岛内部微网基准点的建立方法及其测量观测平台

技术领域

本发明涉及一种核电站反应堆安全壳内部施工的微网测量技术和方法, ，以及一种测量观测装置或称观测平台。

背景技术

核电站的建造和其内部核反应堆的安装精度涉及核反应堆的运行安全，ZL201020109605.1号发明专利公开了一种核电站厂房的施工内部侧量微网结构，这种微网结构只能用于辅助厂房的施工，缺陷是：辅助厂房的各层面楼板需预埋通视钢管，作为测量通视孔。ZL200720046323.X号中国发明专利公开了一种核岛内部结构测量控制架，其优点是每节2米高，安装灵活。但其缺陷是：安装需要一定的空间，叠加过高时，结构不稳定，测量中心“对中”时间过长。仅适用于二代半M310堆型。 

浙江三门在建的AP1000核电站是世界首座第三代的压水堆，反应堆的厂房，即安全壳呈圆柱型，内径39.624m,筒体高度为65.5749m,设计主要分为4层，图1为安全壳的外形示意图。由于核反应堆的压力容器、蒸发器和主泵等重要设备安装在不同的平面。由于基建和安装的要求，在安全壳内需要分为大小不等空间组成, 相互间不通视。例如：压力容器设置安全壳的中心, 位于71’6”高度；而蒸汽发生器安装在压力容器的两侧，位于80’高度；而主泵以及主管道等主体设备位于两者的周围，其高度更为复杂。由于AP1000及以上堆型的核反应堆核岛内部空间狭小，定位精度高的设备多，且结构不规则，钢筋纵横交错,施工机具的阻碍,以及核电站采用模块化施工技术，在模块就位前就要求做好基准控制点，因此施工测量困难很多。因此，在土建施工和安装过程中测量作业与施工有较大冲突。又由于随着筒体升高,安全壳外的首级精度控制网不能满足内部施工的需要，在安全壳的底封头安装之后，第一环体安装就位之前，首先建立核岛内部中心的基准点以及控制方向线，对于核反应堆其他部件的安装精度，以及建立微型安装测量控制网（简称微网）十分必要。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种核电站安全壳内部施工的微网测量方法。

本发明的目的之二是为了提供一种采用上述侧量方法的测量观测平台。

本发明的目的之一是这样实现的，核岛内部微网基准点的建立方法, 其特征在于：核岛中心微网基准点的测量采用如下步骤： 

1）  在至少两个已知首级控制点（A01、A02）的基础上，增设加密的次级控制点（AP03）作为起算点；

2）  在底封头的顶端任意增加两个临时点（TP04）和（TP05）；

3）  以次级控制点（AP03）为起算点，用已知首级控制点定向，采用极坐标放样法，放样出核反应堆的安装基准点（14）的坐标；

4）  通过该核反应堆基准点（14）以及已知方向线，测得所有反应堆堆腔安装层面的其他微网点；

5）  在安装反应堆堆腔（CA04)钢结构模块和其他土建工程之后，再将该安装基准点（14）通过临时观测平台投点到反应堆堆腔（CA04)钢结构模块顶端的临时测量观测平台17上，形成安装基准点（14’）；

6）  通过安装基准点（14’）测得反应堆堆腔安装层面以上和包括在反应堆堆腔（CA04)钢结构模块顶端之间的其他微网控制点；

7）  在安装蒸汽发生器与换料通道（CA01)钢结构模块和其他土建工程之后，再将该安装基准点（14’）通过观测平台投点到蒸汽发生器与换料通道（CA01)钢结构模块顶端的测量观测平台18上，形成安装基准点（14”）；

8）  通过安装基准点（14”）测得反应堆堆腔（CA04)钢结构模块顶端以上和包括在150”层面之间的其他微网控制点。

所述极坐标放样法按照下列步骤放样出核反应堆的安装中心基准点14的坐标： 

1）以次级控制点（AP03）为起算点，定向于首级控制点（A01）点，依次测TP04、TP05和A03点，测得临时点（TP04、TP05）的坐标；

2）根据首级控制点（A01、A03）、次级控制点（AP03）和两个临时点（TP04、TP05）的坐标，在反应堆堆腔安装层面上，采用极坐标法，放样出核反应堆的安装基准点14的坐标。

所述反应堆堆腔安装层的高度为71’6”。

所述反应堆堆腔（CA04)钢结构模块顶端高度为98’。

所述蒸汽发生器与换料通道（CA01)钢结构模块顶端的高度为150’。

本发明目的之二是这样实现的，一种核电站反应堆厂房施工的测量观测平台，包括台体，其特征在于：所述台体安装在核电站反应堆厂房内的蒸汽发生器与换料通道（CA01)钢结构模块顶端，其台体为桁架结构，两端与模块墙体内槽钢焊接，另两侧布置有四组斜撑。将其建模为连续梁结构。

所述桁架由两根长槽钢、四根横档槽钢和仪器安装钢板构成，所述两根长槽钢平行设置，所述仪器安装钢板位于两根长槽钢的中心横轴位置；所述四根横档槽钢对称地安装在该对称轴的两侧。

所述斜撑固定在所述蒸汽发生器与换料通道（CA01)钢结构模块墙体与两根长槽钢之间。

所述仪器安装钢板中心设有测量观测孔。

本发明的优点是：采用本发明的方法能根据安全壳的建造进程，经过两次投点，将安装中心基准点，随核岛的建设进程，最终投点至蒸汽发生器与换料通道（CA01)钢结构模块的顶端，保证核电站各设备的安装精度。同时，本发明的测量观测平台结构稳固，测量时间短，极大地方便核岛内部基准点的测量，能保证核反应堆各部件的安装精度和运行安全。

附图说明

图1：AP1000安全壳机构示意图；

图2：为安全壳底封头的俯视图；

图3：为安全壳的剖视图及测量观测平台示意图；

图4：采用本发明测量方法测量核岛中心安装基准点的测量原理图；

图5：为本发明的观察平台的俯视图；

图6：为本发明的观察平台的侧视图。

具体实施方式

本发明的测量方法以第三代核反应堆AP1000为例，详细说明如下：AP1000安全壳如图1所示。其由底封头1、环体2和顶封头3构成,所述环体共有四环叠加而成。图2为安全壳的剖视图，图3底封头1的俯视图。安全壳底封头1的两根轴线11和12的焦点，是安全壳的中心点13，在中心点13的左侧是核反应堆的安装基准点14。安全壳的反应堆堆腔安装层15位于71’6”的高度，在该层面设有安全壳的中心基准点13和核反应堆的安装基准点14，主要安装反应堆堆腔（CA04)和压力容器。

位于80’6”的高度层面，用于安装蒸发器及蒸发器的横向垂直支撑预埋件。位于83’0”的高度，是用于安装蒸汽发生器与换料通道（CA01)等设备，称为蒸汽发生器与换料通道（CA01)钢结构模块层面。98’1”的高度位于反应堆堆腔（CA04)的顶部，用于简易平台。150’层面位于蒸汽发生器与换料通道（CA01)的顶部，测量观测平台安装在该层面。由于该高度可以看到所有设备的安装基准点，所以微网控制点都可以通过本发明的测量方法测得。 

本发明的微网测量方法其核心就是：利用首级和次级控制点，在反应堆堆腔安装层15，即71’6”高度的层面，测出该核反应堆的基准点14。在完成该层面的微网控制测量，并在安装反应堆堆腔（CA04)钢结构模块16和其他土建工程之后，再将该基准点14先后引入反应堆堆腔（CA04)钢结构模块的顶端的98’层面高度，即临时观测平台17的安装基准点14’，以便继续微网控制测量，并进一步控制土建和蒸汽发生器与换料通道（CA01)等钢结构模块18等重要设备的安装。

本发明需要下列测试设备：TCA2003 全站仪、NA2+GPM3水准仪 、2m铟钢水准尺、50m铟钢卷尺 、棱镜、三角架等附件、控制网平差软件一套、计算机一台、钢尺一把、拉力计一个等。

高程控制采用NA2+GPM3水准仪、2m铟钢尺及50m铟钢卷尺；按二等水准闭合路线观测；起算点就近选用AP03高程控制点进行推测。

一、反应堆堆腔安装层（71’6’’层）面的安装中心基准点测量实施例：

该点为反应堆的平面控制点和高程控制点，主要适用于：1）核岛安全壳71’6’’层的各子项轴线的建立基准；2）核岛安全壳71’6’’层的设备安装高程的基准。为确保核电站安全壳内各设备的正确定位施工，保证施工的顺利进行，故测设基础层测量中心基准控制点。

测量时，使用的测量仪器应经过检定并在有效期内，相关附件，如：基座、棱镜、脚架等需经过检查、校正，各项指标符合要求。

在反应堆堆腔层（71’6’’）层面的钢结构模块（CA04)内部布设两个控制坐标点，RK01，RK02，两个标高控制点RH01（RK01），RH02（RK02）；.在安全壳底封头顶部设两个临时点TP04和TP05的布设参见图3。

首级控制点为： A01, A03为已知条件，由业主提供。次级控制点为AP03，为加密（增加密度）控制点。在测量中，平面坐标采用施工坐标系；高程系统采用1985国家高程基准；场地混凝土养护完成后，需搭设脚手架的地方已搭设完毕，并经过安全部门检查确认。测量平台搭设、加固完毕，稳定性、安全性符合要求，具备测量条件，场地干净，无安全事故隐患。技术条件及规范要求：安装中心基准点相对点位误差≤±1mm；测角中误差应＜±5″。

高程控制：

在安全壳内的反应堆堆腔安装层71’6’’层面布设2个标高点； 观测次数往返各一次，AP03，RK01，RK02，AP03形成闭合。核反应堆安全壳内71’6’’层测量控制点的布网方案，参见附图4。  控制点的测设根据安全壳内 71’6’’层的建设和安装需要，依据首级控制点A01, A03和次级控制点AP03测设工程测量控制点。控制点的精度要求较高，根据技术规格书或国家核电技术有限公司的指令，在满足设计精度的情况下进行施测。

    测量时：采用所述极坐标放样法，根据首级控制点（A01、A03）、次级控制点（AP03）和两个临时点（TP04、TP05）的坐标，所述两个临时点设置在底封头的顶端，可以任意设置的。所述以次级控制点（AP03）为起算点，定向于首级控制点（A01）点，依次测TP04、TP05和A03点，测得临时点（TP04、TP05）的坐标；在反应堆堆腔安装层面上，即71’6’’层面采用极坐标法，放样出核反应堆的安装基准点14的坐标。

二、在反应堆堆腔安装层面（71’6’’层）的安装中心点向上投点实施例：

通过该核反应堆基准点（14）以及已知方向线，测得所有反应堆堆腔安装层面的其他微网点。在安装反应堆堆腔4（CA04)钢结构模块和其他土建工程之后，再将该基准点14先后引入反应堆堆腔4（CA04)钢结构模块的顶端上98’层面高度，建立临时测量观测平台17，形成安装基准点（14’），以便继续微网控制测量。并进一步控制土建和蒸汽发生器与换料通道5（CA01)等钢结构模块等重要设备的安装。

在安装蒸汽发生器与换料通道（CA01)钢结构模块和其他土建工程之后，再将该安装基准点（14’）通过观测平台投点到蒸汽发生器与换料通道（CA01)钢结构模块顶端的测量观测平台18上，形成安装基准点（14”）。通过安装基准点（14”）测得反应堆堆腔4钢结构模块（CA04)顶端以上和包括在150”层面之间的其他微网控制点。

本发明的核电站反应堆厂房施工的测量观测平台，由台体和四根斜撑组成，所述台体安装在核电站反应堆厂房内的蒸汽发生器与换料通道（CA01)钢结构模块顶端，其台体为桁架结构，两端与模块墙体内槽钢焊接，另两侧布置有四组斜撑。将其建模为连续梁结构。所述桁架由两根长槽钢61、四根横档槽钢62和仪器安装钢板63构成，所述仪器安装钢板中心设有测量观测孔。所述两根长槽钢61平行设置，所述仪器安装钢板位于两根长槽钢的中心横轴位置；所述四根横档槽钢对称地安装在该对称轴的两侧。所述斜撑固定在所述蒸汽发生器与换料通道钢结构模块5（CA01)墙体与两根长槽钢之间。

Claims (9)

1.核岛内部微网基准点的建立方法, 其特征在于：核岛中心微网基准点的测量采用如下步骤：

1）在至少两个已知首级控制点（A01、A02）的基础上，增设加密的次级控制点（AP03）作为起算点；

2）在底封头的顶端任意增加两个临时点（TP04）和（TP05）；

3）以次级控制点（AP03）为起算点，用已知首级控制点定向，采用极坐标放样法，放样出核反应堆的安装基准点（14）的坐标；

4）通过该核反应堆基准点（14）以及已知方向线，测得所有反应堆堆腔安装层面的其他微网点；

5）在安装反应堆堆腔钢结构模块（4)和其他土建工程之后，再将该安装基准点（14）通过临时观测平台投点到反应堆堆腔钢结构模块（4)顶端的临时测量观测平台（17）上，形成安装基准点（14’）； 

6）通过安装基准点（14’）测得反应堆堆腔安装层面以上和包括在反应堆堆腔（CA04)钢结构模块顶端之间的其他微网控制点；

7）在安装蒸汽发生器与换料通道钢结构模块（5)和其他土建工程之后，再将该安装基准点（14’）通过观测平台投点到蒸汽发生器与换料通道（5)钢结构模块（19）顶端的测量观测平台（18）上，形成安装基准点（14”）；

8）通过安装基准点（14”）测得反应堆堆腔钢结构模块（4)顶端以上和包括在152”层面之间的其他微网控制点。

2. 根据权利要求1所述的核岛内部微网基准点的建立方法, 其特征在于：所述极坐标放样法按照下列步骤放样出核反应堆的安装中心基准点（14）的坐标： 

1）以次级控制点（AP03）为起算点，定向于首级控制点（A01）点，依次测TP04、TP05和A03点，测得临时点（TP04、TP05）的坐标；

2）根据首级控制点（A01、A03）、次级控制点（AP03）和两个临时点（TP04、TP05）的坐标，在反应堆堆腔安装层面上，采用极坐标法，放样出核反应堆的安装基准点14的坐标。

3.根据权利要求1或2所述的核岛内部微网基准点的建立方法, 其特征在于：所述反应堆堆腔安装层的高度为71’6”。

4.根据权利要求1所述的核岛内部微网基准点的建立方法, 其特征在于：所述反应堆堆腔（CA04)钢结构模块顶端高度为98’。

5.根据权利要求1所述的核岛内部微网基准点的建立方法, 其特征在于：所述蒸汽发生器与换料通道钢结构模块（5)顶端的高度为150’。

6.核岛内部厂房施工的测量观测平台，包括台体，其特征在于：所述台体安装在核电站反应堆厂房内的蒸汽发生器与换料通道钢结构模块（5)顶端，其台体为桁架结构，两端与模块墙体内槽钢焊接，另两侧布置有四组斜撑，将其建模为连续梁结构。

7. 根据权利要求6所述的核岛内部厂房施工的测量观测平台，其特征在于：所述桁架由两根长槽钢(61)、四根横档槽钢(62)和仪器安装钢板(63)构成，所述两根长槽钢(61)平行设置，所述仪器安装钢板(63)位于两根长槽钢的中心横轴位置；所述四根横档槽钢(62)对称地安装在该对称轴的两侧。

8.根据权利要求6所述的核岛内部厂房施工的测量观测平台，其特征在于：所述斜撑(64)固定在所述蒸汽发生器与换料通道钢结构模块（5)墙体与两根长槽钢之间。

9.根据权利要求6所述的核岛内部厂房施工的测量观测平台，其特征在于：所述仪器安装钢板中心设有测量观测孔。

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