CN102689736B - 核岛钢制安全壳顶封头的专用支撑装置及运输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型设备的专用支撑装置及运输方法，尤其涉及一种核岛钢制安全壳顶封头的专用支撑装置及运输方法。本发明的专用支撑装置，包括平台、固定在平台上的支架和边缘固定杆；平台是若干圈同心圆环与连杆径向连接构成的一平面；支架是由一组安装在同心圆环上的支撑结构组成的整体结构，支撑结构的顶端设有圆形环梁，该圆形环梁上设有调节器，该调节器与顶封头的内壁顶持；边缘固定杆环绕平台的外围。本发明的运输方法，包括运输前，将顶封头置于平台和支架上，检查并紧固支架上的调节器以确保调节器与顶封头接触；完成顶封头吊装后，将平台及支架整体运回组装车间，并恢复短立柱。本发明能够控制顶封头的变形；另外，整体运输、整体复位的运输方式，节省人力物力，有效地缩短了工期。

Description

核岛钢制安全壳顶封头的专用支撑装置及运输方法

技术领域

本发明涉及一种大型设备的专用支撑装置及运输方法，尤其涉及一种核岛钢制安全壳顶封头的专用支撑装置及运输方法。

背景技术

美国西屋公司AP1000核电技术是一种先进的非能动型压水堆核电技术，其特点之一是：采用模块化施工模式，每个模块可分别在组装区域进行组焊，整体运输和吊装，从而极大地缩短了核电机组建设工期，建设成本方面及长期运营成本方面的节约优势明显。而其采用的诸多“非能动的安全体系”，则进一步提高了核电站的安全性。作为非能动安全系统中的重要设备之一，钢制安全壳是AP1000核电站反应堆厂房的内层屏蔽结构，中方企业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。

钢制安全壳主体共有272块板材构成，板材厚度有41.3mm、44.5mm、47.6mm。其最大直径为39624mm，总高度为65633mm，总重量约3600t。钢制安全壳形状近似为一个圆柱形容器，由中间的圆柱形筒体和上下两个近似半椭圆形状的封头（顶封头和底封头）组成，中间的圆柱形筒体分成了四段模块（1#筒体模块、2#筒体模块、3#筒体模块、4#筒体模块）；钢制安全壳共分为6个模块施工。

参看图1、图2和图3，钢制安全壳的顶封头形状近似半椭球状，由共64块钢板拼焊而成。总重约615吨，高度11.5米；组装后整体结构均柔性较大，运输稳定性较差，在运输过程中容易发生变形，若顶封头在运输后出现局部或整体变形都将对整个安全壳的安装产生重大影响。整体运输过程中为了保证安全和变形最小，对运输设备、运输工具、运输参数及运输工艺等都有较高的要求，对于运输方法和运输支撑等必须进行详细的分析和研究，在此基础上进行运输支撑的设计和制造。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种用于运输钢制安全壳顶封头的专用支撑装置，它们可以保证钢制安全壳的顶封头在运输过程中不易变形。

本发明的目的之二是提供一种钢制安全壳顶封头的运输方法，

本发明的目的之一是这样实现的，一种用于运输钢制安全壳顶封头的专用支撑装置，其特征是包括：平台、固定在平台上的支架和边缘固定杆；所述平台是若干圈同心圆环与连杆径向连接构成的一平面；所述支架是由一组安装在同心圆环上的支撑结构组成的整体结构，支撑结构的顶端设有圆形环梁，所述圆形环梁上设有调节器，该调节器与顶封头的内壁顶持；所述边缘固定杆环绕平台的外围，支撑于顶封头下口的架构。

本实施例中，所述支架是由内支撑结构、次内支撑结构、次外支撑结构、外支撑结构和临时支撑架结构，由内至外，随着底封头内的高度降低，依次安装，

所述内支撑结构是由6根纵杆、12根纵杆、径向连杆、径向斜连杆、环向连杆和环向斜连杆构成，6根纵杆均匀地设置在平台的第一圆环上；12根纵杆均匀地设置在第二圆环上。其中，纵杆之间通过环向连杆和环向斜连杆固定连接；6根纵杆与相间隔的6根纵杆之间，两者之间采用径向连杆和径向斜连杆相互连接；所述支撑结构顶部的环向连杆构成第一环梁和第二环梁。

所述次内支撑结构是由24根纵杆、24根纵杆、径向连杆、径向斜连杆、环向横连杆和环向斜连杆构成，各种连杆的数量由内支撑结构的高度确定。12根纵杆均匀地固定在平台10的第三圆环上；12根纵杆均匀地固定在第四圆环上。其中，纵杆之间采用环向连杆和环向斜连杆固定连接，纵杆之间采用环向连杆和环向斜连杆固定连接；所述纵杆与所述纵杆之间采用径向连杆和径向斜连杆相互连接。次内支撑结构顶端的环向连杆构成第三环梁和第四环梁。

所述次外支撑结构是由48根纵杆、48根纵杆、48根纵杆、径向连杆、环向连杆、径向斜连杆、和环向斜连杆构成，各种连杆起加强作用，其数量由内支撑结构的高度确定。48根纵杆均匀固定在平台的第五圆环上，每根纵杆之间通过环向连杆和环向斜连杆固定连接；48根纵杆之间和根纵杆之间，也采用上述的连接方法，并通过环向连杆和环向斜连杆固定加强连接；所述纵杆、纵杆和纵杆依次之间，采用径向连杆和径向斜连杆相互连接。次外支撑结构的顶端，位于纵杆上的环向连杆构成第五环梁；位于纵杆上的环向连杆构成第六环梁；位于纵杆上的环向连杆构成第七环梁。

所述外支撑结构24由64组由纵杆、斜撑杆、斜拉杆、上、下两环连杆固定连接构成，所述纵杆下端分别固定在平台10的第八圆环上。所述纵杆的底部与斜撑杆固连，所述纵杆的顶端和斜撑杆的另一端与斜拉杆的两端固连；两相邻端的纵杆顶部通过上环连杆相互连接，构成第八环梁，两相邻端的斜撑杆的顶部通过下环连杆相互连接成构成第九环梁。由纵杆、斜撑杆和斜拉杆构成的三角结构中，还设有加强连杆。

所述边缘固定杆由64组人字形支架构成，所述人字形支架由两根钢材焊接构成。

所述调节器由支座、螺杆、调节螺母和顶块组成，所述支座固定在圆形环梁上，螺杆与调节螺母配合，其下端设置在支座的孔内，螺杆的顶部设有顶块，调节螺母采用扳手配合旋转。通过旋转调节螺母，可调节顶块的相对高度，使其与顶封头的内壁相抵触，能够很好地控制顶封头在运输过程中的变形。

所述支撑结构由H型钢和/或角钢通过高强螺栓连接。

所述平台由H型钢和/或角钢通过高强螺栓连接形成一整体。 

本发明的目的之二是这样实现的， 一种钢制安全壳顶封头的运输方法，其特征是包括：

（1）运输前，拆除最外圈的边缘固定杆，在每台运输车上放置钢板并固定，再铺设木板；

（2）检查支架上方调节器与顶封头本体的间隙并调节，确保所有调节器都与顶封头紧密接触；

 (3）调整液压平板高度至1000mm,然后驱动两台液压平板运输车，分别进入顶封头支撑装置的平台下方；

（4）确认运输车的停车位置在事先的画出的地面标识上, 检查无误后,分别将两台运输车的液压装置,使车身达1120 mm,使得[lhx1] 运输车上的木板[lhx2] 与平台充分接触; 然后拆除短立柱与平台间的固定螺栓； 

(5)连接两台车组的液压系统，并进行调试合格；启动两台车组的液压装置，升顶运输车组高度至1400mm，使平台与短立柱完全脱离，随即拆除平台下方的立柱并移出顶封头装配车间；

（6）降低运输车组高度至1200mm，使运输车工作在正常运输状态，调整两台运输车组液压系统至平衡，并测量顶封头下口水平度；完毕后用8个手扳葫芦对平台进行封车，将车辆与平台固定；

（7）连接2台运输车组的电缆和气管，利用计算机编程，将2台运输车组的转向、驱动和制动等连成一体，并使用一台操纵箱控制2台运输车组，使全部车辆的行驶和转向等功能同步；

（8）启动运输车辆，作业人员密切注意观察和监测，车组和顶封头的本体安全状态，将顶封头及顶封头支撑的平台、支架部分，一起运至吊装场地；（9）顶封头运至核岛并完成吊装后，运输安装工作结束。 

本发明的优点是：在运输过程中，采用本发明的专用支撑装置和运输方法能够很好的控制顶封头在运输过程中的变形；另外，整体运输、整体复位的运输方式，能节省人力物力，有效的缩短了工期。

附图说明

图1：是本发明的用于运输钢制安全壳顶封头的专用支撑装置的立体示意图；

图2：是显示了图1所示的专用支撑装置的俯视图及运输车辆就位图，为了表达清楚，略去了支架部分；

图3：是钢制安全壳顶封头的运输示意图；

图4：是图1所示的专用支撑装置的复位图；

图5：是调节装置的示意图；

图6：是位于底部的同心圆环；

图7  是内支撑结构21的示意图；

图8：是次内支撑结构22的示意图；

图9：是次外支撑结构23的示意图；

图10：是外支撑结构24的示意图；

图11：是边缘固定架30的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

参看图1~图4，本发明的用于运输钢制安全壳顶封头的专用支撑装置由一平台10、支架20和边缘固定杆30组成。

所述平台10由8个同心圆环11和连杆12固连而成，圆环11和各连杆12均采用H型钢和/或角钢，且通过高强螺栓将两者连接成一整体。所述平台10之上设置一大型的支架20，其下部采用短立柱50支撑。所述短立柱50设于同心圆环11之下，与平台10之间通过螺栓连接，其基本作用是将平台20与地面保持一定的高度，便于运输之前。当然，在施工中，还可采用其他方法，如：混凝土短立柱，或混凝土矮墙。

所述支架20是安照顶封头的具体直径设计，如果顶封头的直径越大，则支撑结构的数量就越多。本实施例中，所述支架20是由内支撑结构21、次内支撑结构22、次外支撑结构23、外支撑结构24和临时支撑架25结构，由内至外，随着底封头内的高度降低，依次安装，所述内支撑结构21是由6根纵杆211、12根纵杆212、径向连杆213、径向斜连杆214、环向连杆215和环向斜连杆216构成，各种连杆的数量由内支撑结构的高度确定。6根纵杆211均匀地设置在平台10的第一圆环111上；12根纵杆212均匀地设置在第二圆环112上。其中，纵杆211之间通过环向连杆215和环向斜连杆216固定连接；6根纵杆211与相间隔的6根纵杆212之间，两者之间采用径向连杆213和径向斜连杆214相互连接；所述支撑结构21顶部的环向连杆215构成第一环梁2151和第二环梁2152。

所述次内支撑结构22是由24根纵杆221、24根纵杆222、径向连杆223、径向斜连杆224、环向横连杆225和环向斜连杆226构成，各种连杆的数量由内支撑结构的高度确定。12根纵杆221均匀地固定在平台10的第三圆环113上；12根纵杆222均匀地固定在第四圆环114上。其中，纵杆221之间采用环向连杆225和环向斜连杆224固定连接，纵杆222之间采用环向连杆225和环向斜连杆224固定连接；所述纵杆221与所述纵杆222之间采用径向连杆222和径向斜连杆223相互连接。次内支撑结构22顶端的环向连杆225构成第三环梁2253和第四环梁2254。

所述次外支撑结构23是由48根纵杆231、48根纵杆232、48根纵杆233、径向连杆234、环向连杆235、径向斜连杆236、和环向斜连杆237构成，各种连杆起加强作用，其数量由内支撑结构的高度确定。48根纵杆231均匀固定在平台10的第五圆环113上，每根纵杆231之间通过环向连杆236和环向斜连杆237固定连接，其数量根据纵杆231的高度确定。48根纵杆232之间和48根纵杆232之间，也采用上述的连接方法，并通过环向连杆235和环向斜连杆237固定加强连接。所述纵杆231、纵杆232和纵杆233依次之间，采用径向连杆234和径向斜连杆236相互连接。次外支撑结构23的顶端，位于纵杆231上的环向连杆235构成第五环梁2355；位于纵杆232上的环向连杆235构成第六环梁2356；位于纵杆233上的环向连杆225构成第七环梁2357。

外支撑结构24由64组由纵杆241、斜撑杆242、斜拉杆243、上、下两环连杆2458固定连接构成，所述纵杆241下端分别固定在平台10的第八圆环118上。所述纵杆241的底部与斜撑杆242固连，所述纵杆241的顶端和斜撑杆242的另一端与斜拉杆243的两端固连；两相邻端的纵杆241顶部通过上环连杆245相互连接，构成第八环梁2458，两相邻端的斜撑杆242的顶部通过下环连杆245相互连接成构成第九环梁2459。由纵杆241、斜撑杆242和斜拉杆243构成的三角结构中，还设有加强连杆。

所述边缘固定杆30由64组人字形支架构成，所述人字形支架由两根钢材焊接构成。

所述支撑结构由H型钢和/或角钢通过高强螺栓连接。

所述支撑结构21中，前四部分相邻的环向连杆构成九圈圆形环梁。在这四部分中，相邻的圆环梁之间设有径向斜拉杆，能起到增加结构强度的效果。但是，由于圆环梁的直径，由内向外逐步增大，径向斜拉杆并非都设于每两相邻的圆形环梁之间。在本实施例中，第一圆形环梁与第二圆形环梁之间、第三圆形环梁与第四圆形环梁之间、第五圆形环梁、第六圆形环梁和第七圆形环梁之间都设有径向斜拉杆。此种设计，可保证支架20所必要刚性外形；又可减少钢材，减轻重量。

所述第一圆形环梁至第九圆形环梁上，均匀地设置调节器40，该调节器40由支座41、螺杆42、调节螺母43和顶块44组成，所述支座41固定在圆形环梁上，螺杆42与调节螺母43配合，其下端设置在支座241的孔内，螺杆42的顶部设有顶块44，调节螺母43采用扳手配合旋转。所述通过旋转调节螺母43，可调节顶块44的相对高度，使其与顶封头6的内壁相抵触，能够很好地控制顶封头6在运输过程中的变形。

在本实施例中，纵杆的长度按其在平台10不同的圆环11上，形成8个不同高度的圆形环梁。

所述边缘固定杆30位于平台10的外围，它们支撑顶封头9的下口边缘。边缘固定杆30由H型钢和/或角钢通过高强螺栓，连接人字型结构。运输中，需拆除短立柱50及边缘固定杆30，而平台10及支架20用于运输过程中。 

本发明的支撑装置可用于顶封头9的制造。如前所述，顶封头9由共64块钢板91拼焊而成，运输前，把钢板91置于支架20，并由边缘固定杆30支撑其下口边缘上，在组焊开始时，边缘固定杆30可以提供钢板91的基本定位，进行焊接，直到64块钢板91都拼焊完成，就能得到整体为半椭球状的顶封头9。

本发明的运输方法：采用2台4纵列15轴的液压平板车，也可采用2台4纵列5轴+2台4纵列6轴的液压平板车，进行组合的运输方式，每轴最大载重达30吨，运输车辆需满足整体运输重量。顶封头运输总重量，即：顶封头+平台及支架+附件的重量为1100吨。运输车辆8进车时严格按照地面的标识行使并参考进车路线81停靠， 短立柱30对同心圆环11的支撑点位于进车路线的外侧，短立柱30的高度，需高于运输车辆8进入平台10时，其车辆的高度。

顶封头采用整体运输、整体复位的运输方式，运输的主要施工步骤为:

运输前：首先，拆除最外圈的边缘固定杆，在每台车组上放置30mm的钢板，并将该钢板与运输车辆使用螺栓固定。钢板铺设完成后在上面铺设50mm的木板，用于增加运输平台与运输车辆之间的摩擦力。

其次，检查支架上方调节器与顶封头本体的间隙，紧固调节器，确保所有调节器都与顶封头内表面紧密接触。

第三，调整完成后，调整液压平板车的高度至1000mm，然后驱动2台液压平板运输车辆，分别进入顶封头支撑平台的下方，参见图2。

第四，车组进车时，严格按照地面标识的停车位置停靠；车辆停妥后，分别起升2台运输车组的高度至1120mm，使运输车组上的木板与平台充分接触，再拆除短立柱30与平台20之间的固定螺栓。

第五，连接2台车组的液压系统；然后，进行调试。合格后，启动2台车组的液压装置，顶升运输车组高度至1400mm，使平台20与短立柱30完全脱离；随即拆除平台20下方的短立柱50；并且将其移出。

第六，降低运输车组的高度至1200mm，使车辆正常运输状态；调整2台运输车组液压系统至平衡，并测量顶封头下口水平度。测量完毕后，用8个手扳葫芦对平台进行封车，将车辆与平台20固定。

Claims (9)

1.一种用于运输钢制安全壳顶封头的专用支撑装置，其特征在于：所述专用支撑装置由平台（10）、固定在平台（10）上的支架（20）和边缘固定杆（30）组成；所述平台（10）是若干圈同心的圆环（11）与连杆径向连接构成的一平面；所述支架（20）是由一组安装在不同的圆环（11）上的支撑结构组成的整体结构，所述支撑结构自内往外分为：内支撑结构（21）、次内支撑结构（22）、次外支撑结构（23）、外支撑结构（24）四种结构；支撑结构的顶端设有圆形环梁，所述圆形环梁上设有调节器（40），所述调节器（40）与顶封头（6）的内壁顶持；所述边缘固定杆（30）环绕平台（10）的外围，支撑于顶封头（6）下口的架构。

2.根据权利要求1所述的一种用于运输钢制安全壳顶封头的专用支撑装置，其特征在于：所述平台（10）和支架均由H型钢和/或角钢通过高强螺栓连接形成一整体。

3.根据权利要求1所述的一种用于运输钢制安全壳顶封头的专用支撑装置，其特征在于：内支撑结构（21）是由6根纵杆（211）、12根纵杆（212）、径向连杆（213）、径向斜连杆（214）、环向连杆（215）和环向斜连杆（216）构成，各种连杆的数量由内支撑结构的高度确定；6根纵杆（211）均匀地设置在平台（10）的第一圆环（111）上；12根纵杆（212）均匀地设置在第二圆环（112）上；其中，纵杆（211）之间通过环向连杆（215）和环向斜连杆（216）固定连接；6根纵杆（211）与相间隔的6根纵杆（212）之间，两者之间采用径向连杆（213）和径向斜连杆（214）相互连接；所述支撑结构（21）顶部的环向连杆（215）构成第一环梁（2151）和第二环梁（2152）。

4. 根据权利要求1所述的一种用于运输钢制安全壳顶封头的专用支撑装置，其特征在于：所述次内支撑结构（22）是由24根纵杆（221）、24根纵杆（222）、径向连杆（223）、径向斜连杆（224）、环向横连杆（225）和环向斜连杆（226）构成，各种连杆的数量由内支撑结构的高度确定；12根纵杆（221）均匀地固定在平台（10）的第三圆环（113）上；12根纵杆（222）均匀地固定在第四圆环（114）上；其中，纵杆（22）1之间采用环向连杆（225）和环向斜连杆（224）固定连接，纵杆（222）之间采用环向连杆（225）和环向斜连杆（224）固定连接；所述纵杆（221）与所述纵杆（222）之间采用径向连杆（222）和径向斜连杆（223）相互连接；次内支撑结构（22）顶端的环向连杆（225）构成第三环梁（2253）和第四环梁（2254）。

5. 根据权利要求1所述的一种用于运输钢制安全壳顶封头的专用支撑装置，其特征在于：所述次外支撑结构（23）是由48根纵杆（231）、48根纵杆（232）、48根纵杆（233）、径向连杆（234）、环向连杆（235）、径向斜连杆（236）、和环向斜连杆（237）构成，各种连杆起加强作用，其数量由内支撑结构的高度确定；48根纵杆（231）均匀固定在平台(10）的第五圆环（113）上，每根纵杆（231）之间通过环向连杆（236）和环向斜连杆（237）固定连接，其数量根据纵杆（231）的高度确定；48根纵杆（232）之间和48根纵杆（232）之间，也采用上述的连接方法，并通过环向连杆(235)和环向斜连杆(237)固定加强连接；所述纵杆（231）、纵杆（232）和纵杆（233）依次之间，采用径向连杆（234）和径向斜连杆（236）相互连接；次外支撑结构（23）的顶端，位于纵杆（231）上的环向连杆（235）构成第五环梁（2355）；位于纵杆（232上的环向连杆（235）构成第六环梁（2356）；位于纵杆（233）上的环向连杆（225）构成第七环梁（2357）。

6. 根据权利要求1所述的一种用于运输钢制安全壳顶封头的专用支撑装置，其特征在于：外支撑结构（24）由64组由纵杆（241）、斜撑杆（242）、斜拉杆（243）、上、下两环连杆（2458）固定连接构成，所述纵杆（241）下端分别固定在平台（10）的第八圆环（118）上；所述纵杆（241）的底部与斜撑杆（242）固连，所述纵杆（241）的顶端和斜撑杆（242）的另一端与斜拉杆（243）的两端固连；两相邻端的纵杆（241）顶部通过上环连杆（245）相互连接，构成第八环梁（2458），两相邻端的斜撑杆（242的顶部通过下环连杆（245）相互连接成构成第九环梁（2459）；由纵杆（241）、斜撑杆（242）和斜拉杆（243）构成的三角结构中，还设有加强连杆。

7. 根据权利要求1所述的一种用于运输钢制安全壳顶封头的专用支撑装置，其特征在于：所述边缘固定杆（30）由64组人字形支架构成，所述人字形支架由两根钢材焊接构成。

8. 根据权利要求1所述的一种用于运输钢制安全壳顶封头的专用支撑装置，其特征在于：所述调节器（40）由支座（41）、螺杆（42）、调节螺母（43）和顶块（44）组成，所述支座（41）固定在圆形环梁上，螺杆（42）与调节螺母（43）配合，其下端设置在支座（241）的孔内，螺杆（42）的顶部设有顶块（44），调节螺母（43）采用扳手配合旋转；所述通过旋转调节螺母（43），可调节顶块（44）的相对高度，使其与顶封头（6）的内壁相抵触，能够很好地控制顶封头（6）在运输过程中的变形。

9. 一种钢制安全壳顶封头的运输方法，其特征是包括：

（1）运输前，拆除最外圈的边缘固定杆，在每台运输车上放置钢板并固定，再铺设木板；

（2）检查支架上方调节器与顶封头本体的间隙并调节，确保所有调节器都与顶封头紧密接触；

 (3）调整液压平板高度至1000mm,然后驱动两台液压平板运输车，分别进入顶封头支撑装置的平台下方；

（4）确认运输车的停车位置在事先画出的地面标识上, 检查无误后,分别将两台的液压装置启动,使车身的高度达1120 mm,让运输车上的木板与平台充分接触; 然后拆除短立柱与平台间的固定螺栓； 

(5)连接两台车组的液压系统，并进行调试合格；启动两台车组的液压装置，升顶运输车组高度至1400mm，使平台与短立柱完全脱离，随即拆除平台下方的立柱并移出顶封头装配车间；

（6）降低运输车组高度至1200mm，使运输车工作在正常运输状态，调整两台运输车组液压系统至平衡，并测量顶封头下口水平度；完毕后用8个手扳葫芦对平台进行封车，将车辆与平台固定；

（7）连接2台运输车组的电缆和气管，利用计算机编程，将2台运输车组的转向、驱动和制动等连成一体，并使用一台操纵箱控制2台运输车组，使全部车辆的行驶和转向等功能同步；

（8）启动运输车辆，作业人员密切注意观察和监测，车组和顶封头的本体安全状态，将顶封头及顶封头支撑的平台、支架部分，一起运至吊装场地；（9）顶封头运至核岛并完成吊装后，运输安装工作结束。

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