CN103342321B - 在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法，其利用布置在核岛环吊主梁上的两台液压提升装置，通过抬吊来完成蒸汽发生器的空中翻转和安装或拆除。与现有技术相比，本发明在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法不再需要进行翻转抱环、翻转支架等的安装和拆卸工作，因此能有效提高蒸汽发生器更换的工作效率；由于蒸汽发生器可以在空中翻转，并利用房间的空间进一步完成竖直和就位，因此有效降低了蒸汽发生器更换对作业空间的要求；同时，液压提升装置具有结构紧凑、提升能力强的特点，有效提高了吊装作业的安全性。

Description

在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法

技术领域

本发明涉及在役核电站蒸汽发生器的整体更换，更具体地说，本发明涉及在役核电站蒸汽发生器整体更换时的吊装方法。

背景技术

在很多核电站中，蒸汽发生器是一种大型的热交换器，其通过核岛一回路反应堆冷却剂与二回路水进行热能传递，在二回路中产生出足够驱动汽轮机发电的蒸汽，同时具有不让含有放射性物质的一回路冷却剂流入到二回路中的功能。核电站的每座反应堆一般有2到6个蒸汽发生器，个别的最多有12个蒸汽发生器。

蒸汽发生器是由壳体和数千根传热管等组成，在核电站的发展过程中，蒸汽发生器的传热管会经历各种损伤，如传热管的管壁减薄、晶界腐蚀裂纹、应力腐蚀裂纹、点蚀等，这些损伤可能带来传热管的泄露量达到极限值、计划外停堆的几率增高、蒸汽发生器的直接和间接费用增加、以及反应堆难以维持额定功率等降级影响，甚至将导致核电站的提前停运。由于蒸汽发生器的设计寿命通常为20～40年，核电站设计寿命则是40～60年，因此大多数蒸汽发生器的寿命小于核电站的寿命。据统计，目前世界上约有1/3的压水堆核电站蒸汽发生器都是带着损伤的传热管在运行着，尤其是早期投用的核电站。

据国外研究表明，更换蒸汽发生器是保证核电站安全与经济效益的最好策略。目前在役的核电站已更换了近百台蒸汽发生器，且多为整体更换。由于蒸汽发生器属于重量达数百吨的大型立式设备，因此在整体更换蒸汽发生器的施工中，蒸汽发生器的翻转和吊装作业必不可少。在现有技术中，是利用环吊小车进行蒸汽发生器的吊装，同时为了实现蒸汽发生器的翻转，需要在其尾部安装翻转抱环、并在核岛厂房内平台上安装翻转支架，吊装时吊具对蒸汽发生器的头部施力，通过翻转抱环和翻转支架的配合，完成蒸汽发生器在水平和竖直之间的翻转。可见，现有技术存在以下缺陷：

第一，无论拆除还是安装蒸汽发生器，都需要在翻转前安装翻转抱环、翻转支架等辅助工具，翻转完成后再拆除，不仅工序繁杂、工作量大，而且的关键路径需要较长的工期，工期的延长不仅直接影响到核电站的运行效益，同样也将面临更大的核辐射影响；

第二，蒸汽发生器需在核岛厂房内翻转为完全竖直，因此要求核岛厂房有足够的作业空间，尤其是高度方面，而在役核电站的空间已没有建造期间的优势，将会有制约作业的管道和建筑物等；另一方面，很多主业都想通过更换新设备来升级或技术改造来实现核电站经济效益的提升，而现有技术将会限制这种技术改进；

第三，使用机械式传动的环吊小车，且要两台小车通过一根平衡梁联合起吊，由于小车的外形尺寸和重量都较大，吊装时的载荷率较高，载荷率高也意味着风险大；另外，蒸汽发生器的升级或技术改造都会导致设备尺寸和重量的增大，尤其是显著增加设备重量，而现有技术将会限制新设备的技术改进。

有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法，以缩短蒸汽发生器的更换工期，同时减少对作业空间的要求，并提高吊装作业的安全性。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法，其利用布置在核岛环吊主梁上的两台液压提升装置，通过抬吊来完成蒸汽发生器的空中翻转和安装或拆除。

作为本发明在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法的一种改进，所述液压提升装置分别为主液压提升装置和尾部液压提升装置，主液压提升装置具备的功能包括提升与下落设备、整机行走、横向移位、提升千斤顶轴向旋转，尾部液压提升装置具备的功能包括提升与下落设备、整机行走、提升千斤顶偏摆。

作为本发明在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法的一种改进，所述在役核电站旧蒸汽发生器拆除时的吊装步骤包括：

1）在蒸汽发生器的顶部和尾部安装吊耳，将主液压提升装置的吊具与蒸汽发生器顶部的吊耳连接，将尾部液压提升装置的吊具与蒸汽发生器尾部的吊耳连接；

2）利用主液压提升装置将蒸汽发生器吊起；

3）利用主液压提升装置和尾部液压提升装置，通过提升、下降、行走动作，在蒸汽发生器房间内将蒸汽发生器由竖直翻转至与水平面成一定角度；

4）利用环吊移动蒸汽发生器并将其尾部移出蒸汽发生器房间；

5）利用主液压提升装置和尾部液压提升装置，通过提升、下降、行走动作，在空中将蒸汽发生器翻转为水平；

6）在核岛厂房平台上布置运输装置，利用环吊和两个液压提升装置的动作，将蒸汽发生器的一端放置在运输装置上，并解除尾部液压提升装置的吊具与蒸汽发生器尾部吊耳的连接，此时，蒸汽发生器的部分重量由运输装置承担，另一部分重量依旧由主液压提升装置的提升承载；

7）通过核岛厂房平台上的通道和核岛设备闸门，将蒸汽发生器向核岛厂房外移动，当蒸汽发生器的另一端可以放到运输装置上时，将蒸汽发生器下落到运输装置上，拆开主液压提升装置的吊具与蒸汽发生器顶部吊耳的连接，使蒸汽发生器的重量完全由运输装置承担，再使用运输装置将蒸汽发生器完全运出核岛厂房，完成在核岛厂房内的吊装作业。

作为本发明在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法的一种改进，当蒸汽发生器房间内的空间足够蒸汽发生器在厂房内摆放时，所述步骤6）、7）可以直接将蒸汽发生器落到运输装置上，再解除两端吊具并将蒸汽发生器运出蒸汽发生器房间。

作为本发明在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法的一种改进，所述在役核电站新蒸汽发生器安装时的吊装步骤包括：

1）将蒸汽发生器运输到核岛厂房平台上；

2）将主液压提升装置的吊具与蒸汽发生器顶部的吊耳连接，提升适当高度后，将蒸汽发生器向核岛的蒸汽发生器房间内移动；

3）当蒸汽发生器移动到能够连接尾部液压提升装置的吊具时，停止移动蒸汽发生器并将其尾部的吊耳与尾部液压提升装置的吊具连接；

4）利用两台液压提升装置共同抬吊蒸汽发生器，并通过提升、下降、行走动作，在空中进行蒸汽发生器的翻转；

5）当蒸汽发生器翻转至与水平面成一定角度时，利用环吊移动蒸汽发生器使其尾部也进入到核岛的蒸汽发生器房间内；

6）利用两台液压提升装置，通过提升、下降、行走动作，在蒸汽发生器房间内将蒸汽发生器翻转至竖直；

7）拆开尾部液压提升装置的吊具与蒸汽发生器尾部吊耳的连接，利用主液压提升装置完成蒸汽发生器的吊装就位；

8）拆开主液压提升装置的吊具与蒸汽发生器顶部吊耳的连接。

作为本发明在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法的一种改进，所述蒸汽发生器的尾部进入或移出蒸汽发生器房间时，蒸汽发生器与水平面所成角度为40～50度。

作为本发明在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法的一种改进，所述主液压提升装置包括支撑架、提升千斤顶、横移千斤顶、液压泵站、吊具、行走机构和回转机构。

作为本发明在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法的一种改进，所述主液压提升装置中，提升千斤顶、横移千斤顶、液压泵站、回转机构分别安装在支撑架上；吊具通过钢索与提升千斤顶连接；提升千斤顶以液压泵站为动力控制吊具的升降；横移千斤顶以液压泵站为动力带动提升千斤顶所在平台的横向移动；回转机构以液压泵站为动力控制提升千斤顶的轴向旋转；行走机构安装在支撑架的底部，负责带动主液压提升装置进行整机行走。

作为本发明在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法的一种改进，所述尾部液压提升装置包括支撑架、提升千斤顶、倾斜千斤顶、液压泵站、吊具和行走机构。

作为本发明在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法的一种改进，所述尾部液压提升装置中，提升千斤顶、倾斜千斤顶、液压泵站分别安装在支撑架上；吊具通过钢索与提升千斤顶连接；提升千斤顶以液压泵站为动力控制吊具的升降，倾斜千斤顶以液压泵站为动力控制提升千斤顶的偏摆；行走机构安装在支撑架的底部，负责带动尾部液压提升装置进行整机行走。

与现有技术相比，本发明在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法不再需要进行翻转抱环、翻转支架等的安装和拆卸工作，因此能有效提高蒸汽发生器更换的工作效率；由于蒸汽发生器可以在空中翻转，并利用房间的空间进一步完成竖直和就位，因此有效降低了蒸汽发生器更换对作业空间的要求；同时，液压提升装置具有结构紧凑、提升能力强的特点，有效提高了吊装作业的安全性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法进行详细说明。

图1为本发明在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法的液压提升装置的布置示意图。

图2为本发明的主液压提升装置的结构示意图。

图3为本发明的尾部液压提升装置的结构示意图。

图4至图6为本发明在役核电站蒸汽发生器整体吊装的过程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参阅图1，在本发明在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法中，是利用布置在核岛环吊主梁10上的两台液压提升装置20、30，通过抬吊来完成蒸汽发生器的空中翻转和吊装或拆除。两台液压提升装置20、30分别为主液压提升装置20和尾部液压提升装置30。

根据现有技术，液压提升装置是具备提升、下降等功能的吊装机具，其核心装置是钢索液压提升千斤顶，用于吊装的多股钢索从提升千斤顶中穿过，钢索下连接吊具，通过提升千斤顶中上、下钢索夹持器的交替动作，带动钢索完成吊具的提升和下降，进而完成吊装作业。

为了实现蒸汽发生器的空中翻转和吊装就位，本发明对现有液压提升装置进行了改进。

本发明的主液压提升装置20除了承担抬吊作业外，还要单独完成蒸汽发生器40安装时在翻转竖直后的吊装就位，以及完成蒸汽发生器40拆除时在翻转前的提升吊装，因此其需要具备提升与下落设备、整机行走、横向移位、提升千斤顶轴向旋转等功能。请参阅图2，主液压提升装置20包括支撑架21、提升千斤顶23、横移千斤顶24、液压泵站、吊具25、行走机构27和回转机构28。其中，提升千斤顶23、横移千斤顶24、液压泵站、回转机构28分别安装在支撑架21上；吊具25通过钢索与提升千斤顶23连接；提升千斤顶23以液压泵站为动力控制吊具25的升降；横移千斤顶24以液压泵站为动力带动提升千斤顶23所在平台的横向移动；回转机构28以液压泵站为动力控制提升千斤顶23的轴向旋转。行走机构27安装在支撑架21的底部，负责带动主液压提升装置20进行整机行走。

本发明的尾部液压提升装置30需要与液压提升装置20配合完成蒸汽发生器的抬吊移位、并辅助主液压提升装置20完成蒸汽发生器空中翻转的提升装置，因此应具备提升与下落设备、整机行走、提升千斤顶偏摆等功能。请参阅图3，尾部液压提升装置30包括支撑架31、提升千斤顶33、倾斜千斤顶34、液压泵站、吊具35和行走机构37。其中，提升千斤顶33、倾斜千斤顶34、液压泵站分别安装在支撑架31上；吊具35通过钢索与提升千斤顶33连接；提升千斤顶33以液压泵站为动力控制吊具35的升降，倾斜千斤顶34以液压泵站为动力控制提升千斤顶33的偏摆。行走机构37安装在支撑架31的底部，负责带动尾部液压提升装置30进行整机行走。

请参阅图4至图6，使用本发明主液压提升装置20和尾部液压提升装置30拆除在役核电站旧蒸汽发生器40的吊装步骤为：

1）在蒸汽发生器40的顶部和尾部分别安装吊耳，将主液压提升装置20的吊具25与蒸汽发生器40顶部的吊耳连接，将尾部液压提升装置30的吊具35与蒸汽发生器40尾部的吊耳连接；

2）利用主液压提升装置20将蒸汽发生器40吊起，如图4所示；

3）利用主液压提升装置20和尾部液压提升装置30，通过提升、下降、行走等动作，在蒸汽发生器房间50内将蒸汽发生器40由竖直翻转至与水平面成45度角左右，如图5所示；

4）利用环吊移动蒸汽发生器40并将其尾部移出蒸汽发生器房间50；

5）利用主液压提升装置20和尾部液压提升装置30，通过提升、下降、行走等动作，在空中将蒸汽发生器40翻转为水平，如图6所示；

6）在核岛厂房平台上布置运输装置，利用环吊和液压提升装置20、30的动作，将蒸汽发生器40的一端放置在运输装置上，并解除尾部液压提升装置30的吊具35与蒸汽发生器40尾部吊耳的连接，此时，蒸汽发生器40的部分重量由运输装置承担，另一部分重量依旧由主液压提升装置20的提升承载；

7）通过核岛厂房平台上的通道和核岛设备闸门，将蒸汽发生器40向核岛厂房外移动，当蒸汽发生器40的另一端可以放到运输装置上时，将蒸汽发生器40下落到运输装置上，拆开主液压提升装置20的吊具25与蒸汽发生器40顶部吊耳的连接，使蒸汽发生器40的重量完全由运输装置承担，再使用运输装置将蒸汽发生器40完全运出核岛厂房，完成在核岛厂房内的吊装作业。

在不同的实施方式中，如果蒸汽发生器房间50内的空间足够蒸汽发生器40在厂房内摆放，步骤6）、7）可以直接将蒸汽发生器40落到运输装置上，再解除两端吊具并将蒸汽发生器40运出蒸汽发生器房间50。

使用本发明主液压提升装置20和尾部液压提升装置30安装在役核电站新蒸汽发生器40的步骤，与拆除时的工序大致相反，具体吊装步骤为：

1）将蒸汽发生器40运输到核岛厂房平台上；

2）将主液压提升装置20的吊具25与蒸汽发生器40顶部的吊耳连接，提升适当高度后，将蒸汽发生器40向核岛的蒸汽发生器房间50内移动；

3）当蒸汽发生器40移动到能够连接尾部液压提升装置30的吊具35时，停止移动蒸汽发生器40并将其尾部的吊耳与吊具35连接，如图6所示；

4）两台液压提升装置20、30共同抬吊蒸汽发生器40，并通过提升、下降、行走等动作在空中进行蒸汽发生器40的翻转；

5）当蒸汽发生器40翻转至与水平面成45度角左右时，利用环吊移动蒸汽发生器40使其尾部也进入到核岛的蒸汽发生器房间50内，如图5所示；

6）利用两台液压提升装置20、30，通过提升、下降、行走等动作，在蒸汽发生器房间50内将蒸汽发生器40翻转至竖直；

7）拆开尾部液压提升装置30的吊具35与蒸汽发生器40尾部吊耳的连接，利用主液压提升装置20完成蒸汽发生器40的吊装就位，如图4所示；

8）拆开主液压提升装置20的吊具25与蒸汽发生器40顶部吊耳的连接，并拆除蒸汽发生器40顶部和尾部的吊耳。

通过以上描述可知，本发明在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法利用液压提升装置的特性和能力，在核岛环吊主梁10上布置两台液压提升装置20、30，二者分别通过吊具25、35与需要更换的蒸汽发生器40的顶部吊耳和尾部吊耳连接，通过两台液压提升装置20、30的抬吊和行走等功能配合，实现蒸汽发生器40在核岛厂房内的空中翻转，达成蒸汽发生器40由竖直到水平或是由水平到竖直的作业，再联合环吊回转，完成蒸汽发生器40更换时的吊装或拆除作业。

因此，与现有技术相比，本发明在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法至少具有以下优点：1）不再需要进行翻转抱环、翻转支架等的安装和拆卸工作，因此能有效提高蒸汽发生器40更换的工作效率，每台蒸汽发生器40的更换过程大约比现有技术缩短10天左右，既有效减少了辐射影响，同时也能获得较大的提前发电收益；2）蒸汽发生器40可以在空中翻转，并利用房间的空间进一步完成竖直和就位，因此有效降低了蒸汽发生器40更换对作业空间的要求，进而可以考虑在蒸汽发生器40更换的同时附带一定长度的主管道，这段主管道可以在工厂里焊接，从而有效减少现场的工作量，进一步缩短蒸汽发生器40的更换周期；3）液压提升装置20、30的结构紧凑、提升能力强，有效提高了吊装作业的安全性。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法，其特征在于：利用布置在核岛环吊主梁上的两台液压提升装置，通过抬吊来完成蒸汽发生器的空中翻转和安装或拆除；所述液压提升装置分别为主液压提升装置和尾部液压提升装置，主液压提升装置具备的功能包括提升与下落设备、整机行走、横向移位、提升千斤顶轴向旋转，尾部液压提升装置具备的功能包括提升与下落设备、整机行走、提升千斤顶偏摆。

2.根据权利要求1所述的在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法，其特征在于：所述在役核电站旧蒸汽发生器拆除时的吊装步骤包括：

1)在蒸汽发生器的顶部和尾部安装吊耳，将主液压提升装置的吊具与蒸汽发生器顶部的吊耳连接，将尾部液压提升装置的吊具与蒸汽发生器尾部的吊耳连接；

2)利用主液压提升装置将蒸汽发生器吊起；

3)利用主液压提升装置和尾部液压提升装置，通过提升、下降、行走动作，在蒸汽发生器房间内将蒸汽发生器由竖直翻转至与水平面成一定角度；

4)利用环吊移动蒸汽发生器并将其尾部移出蒸汽发生器房间；

5)利用主液压提升装置和尾部液压提升装置，通过提升、下降、行走动作，在空中将蒸汽发生器翻转为水平；

6)在核岛厂房平台上布置运输装置，利用环吊和两个液压提升装置的动作，将蒸汽发生器的一端放置在运输装置上，并解除尾部液压提升装置的吊具与蒸汽发生器尾部吊耳的连接，此时，蒸汽发生器的部分重量由运输装置承担，另一部分重量依旧由主液压提升装置的提升承载；

7)通过核岛厂房平台上的通道和核岛设备闸门，将蒸汽发生器向核岛厂房外移动，当蒸汽发生器的另一端可以放到运输装置上时，将蒸汽发生器下落到运输装置上，拆开主液压提升装置的吊具与蒸汽发生器顶部吊耳的连接，使蒸汽发生器的重量完全由运输装置承担，再使用运输装置将蒸汽发生器完全运出核岛厂房，完成在核岛厂房内的吊装作业。

3.根据权利要求2所述的在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法，其特征在于：当蒸汽发生器房间内的空间足够蒸汽发生器在厂房内摆放时，所述步骤6)、7)可以直接将蒸汽发生器落到运输装置上，再解除两端吊具并将蒸汽发生器运出蒸汽发生器房间。

4.根据权利要求1所述的在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法，其特征在于：所述在役核电站新蒸汽发生器安装时的吊装步骤包括：

1)将蒸汽发生器运输到核岛厂房平台上；

2)将主液压提升装置的吊具与蒸汽发生器顶部的吊耳连接，提升适当高度后，将蒸汽发生器向核岛的蒸汽发生器房间内移动；

3)当蒸汽发生器移动到能够连接尾部液压提升装置的吊具时，停止移动蒸汽发生器并将其尾部的吊耳与尾部液压提升装置的吊具连接；

4)利用两台液压提升装置共同抬吊蒸汽发生器，并通过提升、下降、行走动作，在空中进行蒸汽发生器的翻转；

5)当蒸汽发生器翻转至与水平面成一定角度时，利用环吊移动蒸汽发生器使其尾部也进入到核岛的蒸汽发生器房间内；

6)利用两台液压提升装置，通过提升、下降、行走动作，在蒸汽发生器房间内将蒸汽发生器翻转至竖直；

7)拆开尾部液压提升装置的吊具与蒸汽发生器尾部吊耳的连接，利用主液压提升装置完成蒸汽发生器的吊装就位；

8)拆开主液压提升装置的吊具与蒸汽发生器顶部吊耳的连接。

5.根据权利要求2、3或4所述的在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法，其特征在于：所述蒸汽发生器的尾部进入或移出蒸汽发生器房间时，蒸汽发生器与水平面所成角度为40～50度。

6.根据权利要求1所述的在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法，其特征在于：所述主液压提升装置包括支撑架、提升千斤顶、横移千斤顶、液压泵站、吊具、行走机构和回转机构。

7.根据权利要求6所述的在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法，其特征在于：所述主液压提升装置中，提升千斤顶、横移千斤顶、液压泵站、回转机构分别安装在支撑架上；吊具通过钢索与提升千斤顶连接；提升千斤顶以液压泵站为动力控制吊具的升降；横移千斤顶以液压泵站为动力带动提升千斤顶所在平台的横向移动；回转机构以液压泵站为动力控制提升千斤顶的轴向旋转；行走机构安装在支撑架的底部，负责带动主液压提升装置进行整机行走。

8.根据权利要求1所述的在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法，其特征在于：所述尾部液压提升装置包括支撑架、提升千斤顶、倾斜千斤顶、液压泵站、吊具和行走机构。

9.根据权利要求8所述的在役核电站蒸汽发生器的整体更换吊装方法，其特征在于：所述尾部液压提升装置中，提升千斤顶、倾斜千斤顶、液压泵站分别安装在支撑架上；吊具通过钢索与提升千斤顶连接；提升千斤顶以液压泵站为动力控制吊具的升降，倾斜千斤顶以液压泵站为动力控制提升千斤顶的偏摆；行走机构安装在支撑架的底部，负责带动尾部液压提升装置进行整机行走。