CN104098017A - 吊装大型薄壁安全壳和非能动水箱的分配器及传力方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吊装大型薄壁安全壳和非能动水箱的分配器及传力方法，分配器包括两个第一提升座、第二提升座、两个加强件、环形支撑梁、连接板、底板、9块吊耳板；第二提升座焊接在两个第一提升座上，两块加强件布置在第二提升座两侧并对称焊接在两个第一提升座上；两块加强件的底部焊接连接板，第一提升座和第二提升座的下部焊接环形支撑梁；环形支撑梁、第一提升座和第二提升座的底部平齐，并均焊接在底板上；由环形支撑梁、连接板和底板组成的环状凹槽内等间距焊接块吊耳板，每块吊耳板通过一对卸扣连接一块三角板；本发明结构的整体性强，底板、环形支撑梁和连接板所形成的整体体系能够承受由吊耳板偏离分配器中心位置所产生的弯矩。

Description

吊装大型薄壁安全壳和非能动水箱的分配器及传力方法

技术领域

本发明属于吊装技术领域，涉及一种用于大型薄壁安全壳和冷却水箱吊装的分配器及其传力方法。

背景技术

钢制安全壳（CV）是CAP1400核电站反应堆厂房的内层屏蔽结构组件之一，冷却水箱（CB20）是非能动安全壳冷却系统的重要组成部分，都是三代核电的核心设备。具有体积大、质量大、壁厚薄等特点，因此在吊装过程中若受力不均匀或吊装系统设计不合理很容易产生变形。

以钢制安全壳底封头构件为例，CV各构件通常采用如下方法进行吊装：利用多根钢丝绳及可调拉杆等组件连接CV构件吊点和分配器，由分配器将多个分散的力集中并传递给上部起重机。分配器设计不合理会对吊装工作造成巨大的安全隐患。

目前国内已建成的AP1000核电站的CV底封头构件都采用16个吊点，分配器主体结构一般设计成由4块长连接板和8块短连接板组成的米字形过渡梁结构，米字型过渡梁结构的8个端部设16个用于连接三角连接器的连接孔。而CAP1400核电技术所用的安全壳底封头共设有18个吊点，分配器若也利用过渡梁作为主体结构进行设计，将会出现过渡梁位置无法合理布置的问题。

另外， AP1000核电站的CV吊装分配器设计时只考虑到斜拉力的传递，没有考虑到因吊耳板离分配器中心距离较远而产生的较大的弯矩，并且分配器整体性较差，在使用过程中很容易出现安全事故。

以上原因使得用于吊装CAP1400核电技术的CV底封头的分配器必须重新设计以满足吊装条件要求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种吊装大型薄壁安全壳和非能动水箱的分配器及传力方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种吊装大型薄壁安全壳和非能动水箱的分配器，包括两个第一提升座、第二提升座、两个加强件、环形支撑梁、连接板、底板、9块吊耳板、9块三角板和卸扣；其中，第二提升座焊接在两个第一提升座上，两块加强件布置在第二提升座两侧并对称焊接在两个第一提升座上；两块加强件的底部焊接连接板，第一提升座和第二提升座的下部焊接环形支撑梁；环形支撑梁、第一提升座和第二提升座的底部平齐，并均焊接在底板上；由环形支撑梁、连接板和底板组成的环状凹槽内等间距焊接块吊耳板，每块吊耳板通过一对卸扣连接一块三角板。

    进一步地，所述第一提升座顶部开有提升孔，底部开有凹槽；提升孔两侧焊接一对加强环；所述吊耳板上开有连接孔，连接孔两侧焊接一对加强环。

    上述分配器的传力方法，包括以下步骤：

（1）9个三角板通过18组索具连接大型薄壁安全壳和非能动水箱的安全壳底封头的18个吊点，每个吊点的荷载通过钢丝绳传递到连接的三角板上；

（2）每块三角板下部连接两组相邻索具，上部通过一对卸扣连接分配器的吊耳板的连接孔，安全壳底封头的18个吊点荷载被均匀地分配到9块吊耳板上；

（3）每块吊耳板通过竖向焊缝向环形支撑梁传递竖向拉力；底板、环形支撑梁和连接板组成一个整体，承受由吊耳板偏离分配器中心位置所产生的弯矩；

（4）第二提升座同环形支撑梁用4道竖向焊缝连接，两块第一提升座下部伸入环形支撑梁并用4道竖向焊缝连接，第一提升座和第二提升座之间再用8道焊缝进行连接，使第二提升座和环形支撑梁形成一个整体，然后用第一提升座通过多道焊缝的连接来提吊这个整体，多道连接焊缝的设置大大降低了单个焊缝所承受的剪应力；

（5）第一提升座的两个提升孔和上部吊机之间通过销轴连接，将荷载传递给起重机；在两块第一提升座之间设置加强件，进一步加强第一提升座的稳定性，防止板件发生屈曲。

本发明的有益效果是：和传统的分配器相比，本发明结构的整体性强，底板、环形支撑梁和连接板所形成的整体体系能够承受由吊耳板偏离分配器中心位置所产生的弯矩。提升座底部伸入环形支撑梁，同由环形支撑梁、底板、连接板组成的整体体系之间使用多道焊缝连接，大大降低了单个连接处所受到的剪应力，有效地避免了分配器在使用过程中可能会出现的焊缝连接处拉裂现象。加强件的设置有效地防止第一提升座发生屈曲失稳，增加结构的稳定性。吊耳板的连接孔及提升座的提升孔处都设置加强环，增强承载力。本发明还弥补了传统的过渡梁分配器在吊耳板布置不满足双向对称时无法进行设计的不足。

附图说明

图1是安全壳吊装系统的结构示意图；

图2是三角板和分配器主体结构的连接示意图；

图3是本发明的分配器示意图；

图4是图3的俯视图并示意了三角板的布置位置；

图5是分配器的A-A剖面；

图6是分配器的B-B剖面；

图7是第一提升座结构示意图；

图8是第二提升座结构示意图；

图9是吊耳板结构示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，下面通过具体实施例，并配合附图作详细说明。

如图3所示，本发明提供一种用于CAP1400安全壳和冷却水箱吊装的分配器，并利用三角板和卸扣连接实现索具的等间距布置，使各吊索受力均匀且互不干扰，保证安全壳底封头在吊装过程中不出现大变形。本发明包括两个第一提升座11、第二提升座12、两个加强件13、环形支撑梁14、连接板15、底板16、9块吊耳板17、在吊装的过程中还利用9块三角板3、卸扣4。

两个第一提升座11和上部吊具通过销轴连接，第二提升座12焊接在两个第一提升座11上，两块加强件13布置在第二提升座12两侧并对称焊接在两个第一提升座11上。两块加强件13的底部焊接连接板15，第一提升座11和第二提升座12的下部焊接环形支撑梁14，环形支撑梁14、第一提升座11和第二提升座12的底部平齐，并均焊接在底板16上。由环形支撑梁14、连接板15和底板16组成的环状凹槽内等间距焊接9块吊耳板17。每块耳板17通过一对卸扣4连接一块三角板3。

所述第一提升座11的结构如图7。提升孔31周围两侧焊接一对加强环32，所述第一提升座11底部预留一道凹槽33，用于和所述第二提升座12（图8）拼接，相应连接处各焊四道焊缝。出于吊耳板布置位置最优的考虑，所述提升座2上布置第一块吊耳板，其余吊耳板以此块吊耳板为基准，以相隔40°的圆心角等间距布置。所述吊耳板17如图9，连接孔35周围两侧焊接一对加强环36。所述加强件13分三块制造，用竖向焊缝焊接到提升座系统上。所述环形支撑梁14和连接板15分块制造，焊接到提升座系统上。

如图1和2所示，本发明的传力方法是通过以下几个步骤实现的：

（1）9个三角板3通过18组索具2连接大型薄壁安全壳和非能动水箱的安全壳底封头5的18个吊点，每个吊点的荷载通过钢丝绳2传递到连接的三角板3上。

（2）每块三角板3下部连接两组相邻索具4，上部通过一对卸扣4连接分配器的吊耳板17的连接孔35，安全壳底封头的18个吊点荷载被均匀地分配到9块吊耳板17上。

（3）每块吊耳板17通过竖向焊缝向环形支撑梁14传递竖向拉力；底板16、环形支撑梁14和连接板15组成一个整体，承受由吊耳板17偏离分配器中心位置所产生的弯矩。

（4）第二提升座12同环形支撑梁14用4道竖向焊缝连接，两块第一提升座11下部伸入环形支撑梁14并用4道竖向焊缝连接，第一提升座11和第二提升座12之间再用8道焊缝进行连接。这样的连接设置的目的是先使第二提升座12和环形支撑梁14形成一个整体，然后用第一提升座11通过多道焊缝的连接来提吊这个整体。多道连接焊缝的设置大大降低了单个焊缝所承受的剪应力。

（5）第一提升座11的两个提升孔31和上部吊机之间通过销轴连接，将荷载传递给起重机。此外，在两块第一提升座11之间设置加强件13，进一步加强第一提升座11的稳定性，防止板件发生屈曲。

本发明运用于CAP1400安全壳和冷却水箱吊装体系的一个实施例如下：

如图1所示，CAP1400安全壳底封头的吊装体系从上到下依次为起重机、分配器1、卸扣4、三角板3、索具2、安全壳底封头5。分配器提升孔通过销轴连接起重机，分配器吊耳板通过一对卸扣连接三角板，三角板通过一对卸扣连接钢丝绳，钢丝绳另一端通过一对卸扣连接安全壳底封头吊点处的吊耳板。钢丝绳连接可调拉杆，用于调节索具长度。考虑安全性等因素，要求每根吊索和水平面的最合适夹角约为62.58°。

安全壳底封头是大跨度空间薄壁壳体结构，为了减少吊装过程中底封头的变形，在底封头上总共等间距地布置18个吊点，相邻吊点间隔20°。每两个相邻吊点需通过一组钢丝绳和可调拉杆连接一块三角板，再由三角板连接一块吊耳板，故需要总共9块吊耳板。这9吊块耳板以相隔40°的圆心角等间距布置。 

三角板和分配器吊耳板及下部索具的连接如图 2所示。三角板下部两连接孔分别通过一对卸扣连接下部索具，三角板上部连接孔通过一对卸扣连接分配器吊耳板，三角板在垂直吊耳板平面内角度可调，下部索具在三角板所在平面内的角度也可调，通过两次角度调节能实现索具在空间内的任意吊装位置要求。三角板设计成等腰三角形结构，便于同一三角板上2根起吊钢丝绳长度的自由调节。三角板宽度的选取要考虑到下部两个卸扣在挂设时不相碰，便于卸扣和钢丝绳挂设时卸扣销轴能顺利穿入。如图4所示，分配器下耳板销轴孔中心矩阵直径的选取要考虑到相邻两块三角板不相碰且留有足够的安全余量。

本发明提供的分配器制作简单，传力合理，使用灵活，结合三角板和卸扣能均匀地分配吊装过程中18根索具的分布和受力，能最大程度地防止CAP1400核电技术薄壁安全壳底封头在吊装过程中发生变形。

Claims (3)

1.一种吊装大型薄壁安全壳和非能动水箱的分配器，其特征在于，包括两个第一提升座（11）、第二提升座（12）、两个加强件（13）、环形支撑梁（14）、连接板（15）、底板（16）、9块吊耳板（17）、9块三角板（3）和卸扣（4）；其中，第二提升座（12）焊接在两个第一提升座（11）上，两块加强件（13）布置在第二提升座（12）两侧并对称焊接在两个第一提升座（11）上；两块加强件（13）的底部焊接连接板（15），第一提升座（11）和第二提升座（12）的下部焊接环形支撑梁（14）；环形支撑梁（14）、第一提升座（11）和第二提升座（12）的底部平齐，并均焊接在底板（16）上；由环形支撑梁（14）、连接板（15）和底板（16）组成的环状凹槽内等间距焊接9块吊耳板（17），每块吊耳板（17）通过一对卸扣（4）连接一块三角板（3）。

2.根据权利要求1所述吊装大型薄壁安全壳和非能动水箱的分配器及传力方法，其特征在于，所述第一提升座（11）顶部开有提升孔（31），底部开有凹槽（33）；提升孔（31）两侧焊接一对加强环（32）；所述吊耳板（17）上开有连接孔（35），连接孔（35）两侧焊接一对加强环（36）。

3. 一种权利要求1所述分配器的传力方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）9个三角板（3）通过18组索具（2）连接大型薄壁安全壳和非能动水箱的安全壳底封头（5）的18个吊点，每个吊点的荷载通过钢丝绳（2）传递到连接的三角板（3）上；

（2）每块三角板（3）下部连接两组相邻索具（4），上部通过一对卸扣（4）连接分配器的吊耳板（17）的连接孔（35），安全壳底封头的18个吊点荷载被均匀地分配到9块吊耳板（17）上；

（3）每块吊耳板（17）通过竖向焊缝向环形支撑梁（14）传递竖向拉力；底板（16）、环形支撑梁（14）和连接板（15）组成一个整体，承受由吊耳板（17）偏离分配器中心位置所产生的弯矩；

（4）第二提升座（12）同环形支撑梁（14）用4道竖向焊缝连接，两块第一提升座（11）下部伸入环形支撑梁（14）并用4道竖向焊缝连接，第一提升座（11）和第二提升座（12）之间再用8道焊缝进行连接，使第二提升座（12）和环形支撑梁（14）形成一个整体，然后用第一提升座（11）通过多道焊缝的连接来提吊这个整体，多道连接焊缝的设置大大降低了单个焊缝所承受的剪应力；

（5）第一提升座（11）的两个提升孔（31）和上部吊机之间通过销轴连接，将荷载传递给起重机；在两块第一提升座（11）之间设置加强件（13），进一步加强第一提升座（11）的稳定性，防止板件发生屈曲。