CN106744311B - 一种核电站安全壳钢衬里模块吊装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站安全壳钢衬里模块吊装方法，包括：步骤1：选择起重设备，并对起重设备行走路线地基承载力进行试验验证；步骤2：结合模块特点及起重设备设计模块吊索具系统，钢衬里模块吊装用吊点设置在模块上口背肋处；步骤3：通过软件计算分析模块偏心状态，根据分析数据对模块设置配重块进行平衡配重调整重心；步骤4：对模块进行加固，保证吊装过程变形可控；步骤5：在模块的多个方位角设置防震装置，防止模块起吊离地瞬间发生晃动，当模块离地0.5m稳定后摘除防震装置；步骤6：模块上设置就位对中装置，包括环向安装的环向限位装置和径向上安装的径向限位装置；步骤7：正式吊装，将模块吊装至规定位置就位，然后实现对接。

Description

一种核电站安全壳钢衬里模块吊装方法

技术领域

本发明涉及一种核电站建设领域，具体涉及一种核电站安全壳钢衬里模块吊装方法。

背景技术

核电站安全壳钢衬里位于核岛圆筒形混凝土安全壳的内表面，它与预应力混凝土结构共同组成核反应堆的第三道安全屏障。施工时，钢衬里先于混凝土施工，在混凝土施工时，其作为内模板，设计功能为包容气溶性放射物，起密封作用。为了减少核电站安全壳钢衬里施工时高空作业，减少和混凝土施工时在时间、空间的交叉，进而缩短核电站建造周期，提出采用模块化施工工艺。即：将钢衬里在拼装场地根据吊车起吊能力拼装成一圆筒形结构，分段整体吊装至安装位置进行对接。

作为我国自主研制的第三代压水堆核电技术；该技术融合了“能动与非能动”的先进设计理念，其核岛安全壳钢衬里进行了全新设计。与M310堆型钢衬里相比筒体直径和高度均增大约20％，工程量增加了约50％。安全壳钢衬里是反应堆厂房安全壳的重要组成部分之一，它与预应力混凝土结构共同组成核反应堆的第三道安全屏障。为保证核岛施工主线-内部结构提前启动施工，缩短核岛建设主线工期，同时有效缓解钢衬里传统安装工艺带来的大量交叉施工作业、高风险作业、现场塔吊等公共资源分配不合理、施工效率低、进度压力大等现象，首次将钢衬里“模块化”先进施工理念引入了“我国自主研制的第三代压水堆核电技术”堆型工程建造中，根据施工逻辑及模块实施分析文件共规划3个模块，模块具体信息如下：

模块设计参数表

钢衬里模块呈大型薄壁筒状结构，并在每个模块上还分布有不同规格重量的贯穿件套筒及操作平台等各种工装。模块结构特点为：整体尺寸大、整体重心偏心、存在变截面结构形式、易发生形变等。模块施工过程，模块吊装作为实现钢衬里模块化施工的一个重要环节，必须要根据模块特点制定出一套科学合理、安全高效，又能够保证模块吊装质量的吊装方法，满足模块施工的整体吊装要求。

发明内容

本发明的目的即在于克服现有技术的不足，提供一种核电站安全壳钢衬里模块吊装方法，解决无法实现钢衬里大型薄壁筒状结构模块吊装，以及无法解决吊装过程中模块重心偏心、结构局部、变截面结构弱、下口水平度等问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种核电站安全壳钢衬里模块吊装方法，包括步骤：

步骤1：选择起重设备，并对起重设备行走路线地基承载力进行试验验证；

步骤2：结合模块特点及起重设备设计模块吊索具系统，所述模块吊索具系统包括上吊索具系统、桁架吊具和下吊索具系统；钢衬里模块吊装用吊点设置在模块上口背肋处；

步骤3：通过软件计算分析模块偏心状态，根据分析数据对模块设置配重块进行平衡配重调整重心；

步骤4：对模块进行加固，保证吊装过程变形可控；

步骤5：在模块的多个方位角设置防震装置，防止模块起吊离地瞬间发生晃动，当模块离地0.5m稳定后摘除防震装置；

步骤6：模块上设置就位对中装置，包括环向安装的环向限位装置和径向上安装的径向限位装置；

步骤7：正式吊装，将模块吊装至规定位置就位，然后实现对接。

进一步的，所述步骤7：就位时利用环向限位装置、径向限位装置及在环向限位装置上设置的调节手拉葫芦引导就位，通过测量模块两个基准贯穿件套筒基准角度线，实现对接，对接过程中利用测量仪跟踪测模块位置，吊车根据测量反馈的具体位置实施修正动作。

进一步的，所述步骤7：提升模块至规定标高，调整起重设备的吊臂，然后起重设备行走至模块就位位置，再调整起重设备的吊臂，使模块位于就位位置正上方，落钩，当模块距就位位置0.3-0.5m时，调整手拉葫芦，并利用测量设备测量模块上基准贯穿件套筒角度线并进行调整，落钩将模块精确落至就位位置。

进一步的，包括步骤7还包括：在正式吊装前进行模拟吊装和试吊装，所述模拟吊装，即吊车按正式吊装流程，模拟模块吊装的所有正式操作动作，查找出问题和不足，及时修正或完善；所述试吊装，即通过下吊索具系统调整模块下口水平度，检查吊索具系统安全性。

进一步的，所述步骤2，所述上吊索具系统，桁架吊具与起重吊机吊钩之间采用主钢丝绳、扁平卸扣、连接拉板和可调拉杆构成的可调节长度的连接形式，所述主钢丝绳上端连接在起重设备上，所述主钢丝绳下端依次通过扁平卸扣、连接拉板和可调拉杆连接在桁架吊具上。

进一步的，所述步骤2，所述下吊索具系统，即桁架吊具与模块吊点连接采用花篮螺丝、钢丝绳圈、圆环板、上卸扣和下卸扣构成的间距可调柔性连接形式，所述花篮螺丝上端与桁架吊具连接，所述花篮螺丝下端通过一个圆环板与钢丝绳圈连接，所述钢丝绳圈又通过一个圆环板与上卸扣连接，所述上卸扣和下卸扣相互挂接，所述下卸扣连接在模块吊点上。

进一步的，所述步骤4：在三个模块的内环面上和外环面上对应焊接内走道和外走道；在模块一的变截面位置设置变截面加固工装，所述变截面加固工装为加固三角架和设置在加固三角架内的加固斜撑。

进一步的，所述步骤5：所述防震装置包括手拉葫芦和平衡配重块，所述平衡配重块放置的地面，所述手拉葫芦一头连接平衡配重块，所述手拉葫芦另一头钩在模板外壁设置的挂钩上。

进一步的，所述步骤6：所述环向限位装置设置在模块环向0°和180°位置，所述环向限位装置包括上环向限位装置和下环向限位装置，所述上环向限位装置包括设置在模块下方的上限位件和对上限位件一侧加固的斜筋，所述下环向限位装置包括设置在模块上方的下限位件，在安装对接时，通过下限位件靠在上限位件另一侧进行限位对接。

进一步的，所述步骤6：所述径向限位装置设置在模块上口径向沿周长每隔10°设置一个，所述径向限位装置包括两个对称设置在模块对接环口上的楔形块，用于定位模块的同轴对接。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

采用此吊装方法，顺利完成了模块吊装。该方法安全可靠，能够有效控制模块吊装形变质量，在模块吊装过程中质量、安全、进度各方面均在可控范围内，大型薄壁变截面结构整体变形得到了有效控制，实现核岛内部结构提前启动施工并为核岛建设主线工期缩短了60天，此方法也可使用在类似结构的构件吊装中；

上吊索具系统采用可调节长度的连接形式，有利于调整因钢丝绳长度误差及吊装过程中吊具系统的弹性变形导致的吊钩与吊具之间长度差异；

下吊索具系统采用柔性连接形式便于吊点连接操作，降低起吊或就位瞬间因吊钩中心于模块中线可能存在的偏差导致模块晃动，且吊索具具备调节功能，调整模块下口水平度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一种核电站安全壳钢衬里模块吊装完成对接的结构示意图；

图2为本发明图1中A部分的结构示意图；

图3为本发明上吊索具系统的结构示意图；

图4为本发明下吊索具系统的结构示意图；

图5为本发明防震装置的结构示意图；

图6为本发明环向限位装置的主视结构示意图；

图7为本发明环向限位装置的俯视结构示意图；

图8为本发明环向调节的结构示意图；

图9为本发明径向限位装置的结构示意图；

图10为本发明模块一的配重块设置结构示意图；

图11为本发明模块二的配重块设置结构示意图；

图12为本发明模块三的配重块设置结构示意图；

图13为本发明模块一变截面位置加固的结构示意图；

附图中标记及相应的零部件名称：

1-吊钩,2-主钢丝绳,3-扁平卸扣,4-连接拉板,5-可调拉杆，6-桁架吊具，7-花篮螺栓，8-无接头绳圈，9-圆环板，10-上卸扣，11-下卸扣，12-模块吊点，13-重机吊装，14-塔吊，15-环向限位装置，16-径向限位装置，17-调节手拉葫芦，18-平衡配重块，19-变截面加固工装,20-手拉葫芦，21-配重块，22-基准角度线23-上吊索具系统，24-下吊索具系统，25-内走道，26-外走道，27-加固三角架，28-加固斜撑，29-挂钩，30-上环向限位装置，31-下环向限位装置，32-上限位件，33-斜筋，34-下限位件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1-13所示，一种核电站安全壳钢衬里模块吊装方法，包括步骤：

步骤1：如图1所示，选择起重设备，用国内现有大型履带式起重机吊装13，选用合理吊车工况，对履带起重机吊装行走路线地基承载力进行试验验证，或进行必要加固处理，并保证模块吊装过程与周边构筑的安全距离；清除模块吊装经过空间所有障碍物，调整周边施工塔吊14避开重机吊装13吊装旋转区域。

步骤2：如图2-4所示，结合模块一、模块二和模块三的特点及起重设备设计模块吊索具系统，吊装工具组拆方便；所述模块吊索具系统包括上吊索具系统23、桁架吊具6和下吊索具系统24；上吊索具系统23，桁架吊具6与重机吊装13的吊钩之间采用主钢丝绳2、扁平卸扣3、连接拉板4和可调拉杆5构成的可调节长度的连接形式，所述主钢丝绳2上端连接在重机吊装13的吊钩1上，所述主钢丝绳2下端依次通过扁平卸扣3、连接拉板4和可调拉杆5连接在桁架吊具6上，可调节长度的连接形式，有利于调整因钢丝绳长度误差及吊装过程中吊具系统的弹性变形导致的吊钩与吊具之间长度差异。下吊索具系统24，即桁架吊具6与模块吊点12连接采用花篮螺丝7、钢丝绳圈8、圆环板9、上卸扣10和下卸扣11构成的间距可调柔性连接形式，所述花篮螺丝7上端与桁架吊具6连接，所述花篮螺丝7下端通过一个圆环板9与钢丝绳圈8连接，所述钢丝绳圈8又通过一个圆环板9与上卸扣10连接，所述上卸扣10和下卸扣11相互挂接，所述下卸扣11连接在模块吊点12上，柔性连接形式便于吊点连接操作，降低起吊或就位瞬间因吊钩中心于模块中线可能存在的偏差导致模块晃动，且吊索具具备调节功能，调整模块下口水平度。钢衬里模块吊装用吊点12设置在模块上口背肋处。

步骤3：如图10-12所示，通过软件计算分析模块偏心状态，根据分析数据对模块设置配重块21进行平衡配重调整重心。

步骤4：如图10-13所示，对模块进行加固，保证吊装过程变形可控；在三个模块的内环面上和外环面上对应焊接内走道25和外走道26；在模块一的变截面位置设置变截面加固工装19，所述变截面加固工装19为加固三角架27和设置在加固三角架27内的加固斜撑28。

步骤5：如图5所示，在模块的4个方位角(0°、90°、180°、270°)设置4个防震装置28，防止模块起吊离地瞬间发生晃动，当模块离地0.5m稳定后摘除防震装置28；所述防震装置28包括手拉葫芦20和平衡配重块18，所述平衡配重块18放置的地面，所述手拉葫芦20一头连接平衡配重块18，所述手拉葫芦20另一头钩在模板外壁设置的挂钩29上。

步骤6：如图6-9所示，模块上设置就位对中装置，包括环向安装的环向限位装置15和径向上安装的径向限位装置16；如图6-7所示，所述环向限位装置15设置在模块环向0°和180°位置，所述环向限位装置15包括上环向限位装置30和下环向限位装置31，所述上环向限位装置30包括设置在模块下方的上限位件32和对上限位件32一侧加固的斜筋33，所述下环向限位装置31包括设置在模块上方的下限位件34，在安装对接时，通过下限位件34靠在上限位件32另一侧进行限位对接。在模块一就位时，需要下环向限位装置31预埋在混泥土上，这时，下环向限位装置31的下限位件34需要一个加固板对下限位件34进行固定。

如图9所示，径向限位装置16设置在模块上口径向沿周长每隔10°设置一个，所述径向限位装置16包括两个对称设置在模块对接环口上的楔形块，用于定位模块的同轴对接，对接时，上一个模块下落在两个楔形块之间的限位槽内，从而实现精准对接。

步骤7：在正式吊装前进行模拟吊装和试吊装，所述模拟吊装，即吊车按正式吊装流程，模拟模块吊装的所有正式操作动作，查找出问题和不足，及时修正或完善；所述试吊装，即通过下吊索具系统调整模块下口水平度，检查吊索具系统安全性。

正式吊装，将模块吊装至规定位置就位，如图8所示，就位时利用环向限位装置15、径向限位装置16及在环向限位装置15上设置的调节手拉葫芦17引导就位，通过测量模块两个基准贯穿件套筒角度线22，实现对接，对接过程中利用测量仪(全站仪、水准仪)跟踪测模块位置，，重机吊装13根据测量反馈的具体位置实施修正动作。

提升模块至规定标高，调整重机吊装13的吊臂，然后起重设备行走至模块就位位置，再调整重机吊装13的吊臂，使模块位于就位位置正上方，落钩，当模块距就位位置0.3-0.5m时，调整调节手拉葫芦17，并利用测量设备测量模块上基准贯穿件套筒角度线22并进行调整，落钩将模块精确落至就位位置。

实施例2

如图1-13所示，一种核电站安全壳钢衬里模块吊装方法，吊装前，对重机吊装13行走路线进行地承载力验证并进行必要加固处理后，清除模块吊装经过空间所有障碍物，调整塔吊14避开重机吊装13吊装旋转区域。

重机吊装13行驶至模块起吊位置，按照附图1-4所示将模块吊索具系统组装连接；重机吊装13行驶至模块起吊位置。

启动重机吊装13，按照正式吊装动作流程完成所有吊装动作，同时测量仪器检吊车大钩1为中心半径25m范围内是否有障碍物，并进行清除。

按照附图6、7、8和13将环向限位装置15、径向限位装置16、变截面加固工装19通过焊接加设在模块上。

根据计算将平衡配重块18放在相应位置，并加固好。

提升重机吊装13大钩，使模块逐渐受力，检查模块下口水平度，通过调整花篮螺栓7，实现模块下口水平度，并检查模块吊索具系统是否存在安全隐患。

在模块的4个方位角(0°、90°、180°、270°)上放置4组手拉葫芦20、配重块21，将手拉葫芦20与模块连接，连接方式挂设即可，然后将配重块21与手拉葫芦20连接，连接方式转轴连接。

调整手拉葫芦20使之处于松弛状态，提升重机吊装13的吊钩1，模块离开地面0.5m，调整手拉葫芦20使模块稳定，并将手拉葫芦20摘除。提升模块至规定标高，调整重机吊装13大臂，然后重机吊装13行走至模块就位位置，调整重机吊装13大臂，使模块位于就位位置正上方，落钩，当模块距就位位置0.3-0.5m时，调整调节手拉葫芦17，并利用测量设备测量模块上基准贯穿件套筒角度线22并进行适当调整，落钩将模块精确落至就位位置。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种核电站安全壳钢衬里模块吊装方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1：选择起重设备，并对起重设备行走路线地基承载力进行试验验证；

步骤2：结合模块特点及起重设备设计模块吊索具系统，所述模块吊索具系统包括上吊索具系统、桁架吊具和下吊索具系统；钢衬里模块吊装用吊点设置在模块上口背肋处；

步骤3：通过软件计算分析模块偏心状态，根据分析数据对模块设置配重块进行平衡配重调整重心；

步骤4：对模块进行加固，保证吊装过程变形可控；

步骤5：在模块的多个方位角设置防震装置，防止模块起吊离地瞬间发生晃动，当模块离地0.5m稳定后摘除防震装置；

步骤6：模块上设置就位对中装置，包括环向安装的环向限位装置和径向上安装的径向限位装置；

步骤7：正式吊装，将模块吊装至规定位置就位，然后实现对接；

就位时利用环向限位装置、径向限位装置及在环向限位装置上设置的调节手拉葫芦引导就位，通过测量模块两个基准贯穿件套筒角度线，实现对接，对接过程中利用测量仪跟踪测模块位置，吊车根据测量反馈的具体位置实施修正动作。

2.根据权利要求1所述的一种核电站安全壳钢衬里模块吊装方法，其特征在于，所述步骤7：提升模块至规定标高，调整起重设备的吊臂，然后起重设备行走至模块就位位置，再调整起重设备的吊臂，使模块位于就位位置正上方，落钩，当模块距就位位置0.3-0.5m时，调整手拉葫芦，并利用测量设备测量模块上基准贯穿件套筒角度线并进行调整，落钩将模块精确落至就位位置。

3.根据权利要求1或2所述的一种核电站安全壳钢衬里模块吊装方法，其特征在于，包括步骤7还包括：在正式吊装前进行模拟吊装和试吊装，所述模拟吊装，即吊车按正式吊装流程，模拟模块吊装的所有正式操作动作，查找出问题和不足，及时修正或完善；所述试吊装，即通过下吊索具系统调整模块下口水平度，检查吊索具系统安全性。

4.根据权利要求1所述的一种核电站安全壳钢衬里模块吊装方法，其特征在于，所述步骤2，所述上吊索具系统，桁架吊具与起重吊机吊钩之间采用主钢丝绳、扁平卸扣、连接拉板和可调拉杆构成的可调节长度的连接形式，所述主钢丝绳上端连接在起重设备上，所述主钢丝绳下端依次通过扁平卸扣、连接拉板和可调拉杆连接在桁架吊具上。

5.根据权利要求1所述的一种核电站安全壳钢衬里模块吊装方法，其特征在于，所述步骤2，所述下吊索具系统，即桁架吊具与模块吊点连接采用花篮螺丝、钢丝绳圈、圆环板、上卸扣和下卸扣构成的间距可调柔性连接形式，所述花篮螺丝上端与桁架吊具连接，所述花篮螺丝下端通过一个圆环板与钢丝绳圈连接，所述钢丝绳圈又通过一个圆环板与上卸扣连接，所述上卸扣和下卸扣相互挂接，所述下卸扣连接在模块吊点上。

6.根据权利要求1所述的一种核电站安全壳钢衬里模块吊装方法，其特征在于，所述步骤4：在三个模块的内环面上和外环面上对应焊接内走道和外走道；在模块一的变截面位置设置变截面加固工装，所述变截面加固工装为加固三角架和设置在加固三角架内的加固斜撑。

7.根据权利要求1所述的一种核电站安全壳钢衬里模块吊装方法，其特征在于，所述步骤5：所述防震装置包括手拉葫芦和平衡配重块，所述平衡配重块放置的地面，所述手拉葫芦一头连接平衡配重块，所述手拉葫芦另一头钩在模板外壁设置的挂钩上。

8.根据权利要求1所述的一种核电站安全壳钢衬里模块吊装方法，其特征在于，所述步骤6：所述环向限位装置设置在模块环向0°和180°位置，所述环向限位装置包括上环向限位装置和下环向限位装置，所述上环向限位装置包括设置在模块下方的上限位件和对上限位件一侧加固的斜筋，所述下环向限位装置包括设置在模块上方的下限位件，在安装对接时，通过下限位件靠在上限位件另一侧进行限位对接。

9.根据权利要求1所述的一种核电站安全壳钢衬里模块吊装方法，其特征在于，所述步骤6：所述径向限位装置设置在模块上口径向沿周长每隔10°设置一个，所述径向限位装置包括两个对称设置在模块对接环口上的楔形块，用于定位模块的同轴对接。