CN107285181A - 核电站中钢制安全壳的吊装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及核电站建造领域。为缩短吊装钢制安全壳所需的时间，提高吊装效率，减少人力浪费，降低吊装成本，本发明提出一种核电站中钢制安全壳的吊装方法，建立吊装模块模型和吊具模型并装配在一起；吊具包括分配器、吊索、3(n+1)个吊耳组件、上滑轮和下滑轮，分配器包括3个固定吊耳和3n个滑动吊耳，n为正整数；吊耳组件均布在吊装模块模型上；吊索交替穿过n个相邻的上滑轮和n+1个下滑轮后与相邻的两个固定吊耳连接；模拟仿真吊装过程，得出n值、分配器的高度、吊耳组件的安装位置以及吊索的内力值F；将吊具与吊装模块装配连接；起重设备配合吊具将吊装模块吊装至安装位置。该吊装方法吊装效率高，时间短，节省人力，吊装成本低。

Description

核电站中钢制安全壳的吊装方法

技术领域

本发明涉及核电站建造领域，尤其涉及一种吊装核电站中的钢制安全壳的方法。

背景技术

目前，在对核电站中钢制安全壳进行吊装时，常采用八角吊梁吊装方法进行吊装。如图1所示，八角吊梁吊装方法的采用的吊具包括分配器01、钢丝绳02、八角吊梁03和可调拉杆04，其中，分配器01顶部的吊孔用于连接吊车的吊钩，分配器01分出8根钢丝绳02与位于分配器01下方的八角吊梁03连接，而八角吊梁03通过8根可调拉杆04与待吊装的钢制安全壳的吊装模块比如筒体或封头连接。在进行吊装前，先进行试吊，并在试吊过程中查看应力检测装置，以确认各吊点的受力偏差是否在允许范围内，若受力偏差超出允许范围，则调节可调拉杆，直至各个吊点的受力偏差都在允许范围内，试吊完成，进行正式吊装作业。

由于八角吊梁的结构尺寸较大，重量较大，运输、现场存储困难，组件较多，重复利用、组装效率低；在试吊过程中，需对8根可调拉杆进行反复调节，才能使各个吊点的受力偏差都在允许范围内，耗费时间长且浪费人力。因此，在采用八角吊梁吊装方法对核电站中的钢制安全壳模块进行吊装时，耗费的人力多、时间长，吊装效率低、成本高。

发明内容

为缩短吊装钢制安全壳所需的时间，提高吊装效率，减少人力浪费，降低吊装成本，本发明提出一种核电站中钢制安全壳的吊装方法，该吊装方法包括如下步骤：

步骤S1、在三维分析软件中，根据所述钢制安全壳的设计图纸信息，建立所述钢制安全壳的吊装模块模型；建立吊装所述钢制安全壳的吊装模块用的吊具的模型，并将所述吊具的模型与所述吊装模块模型装配连接在一起；

所述吊具包括分配器、吊索、吊耳组件、上滑轮和下滑轮，所述分配器包括支撑件、连接吊耳、3个固定吊耳和3n个滑动吊耳，且n为正整数；所述连接吊耳固定设置在所述支撑件的顶部；所述固定吊耳和所述滑动吊耳固定设置在所述支撑件的侧面上并呈均布设置，且相邻的两个固定吊耳之间设置有n个滑动吊耳；所述吊索包括钢丝绳和与所述钢丝绳两端连接的固定装置，所述固定装置包括连接叉耳、挂架和吊装连板，所述连接叉耳与所述挂架固定连接，所述挂架与所述吊装连板通过连接销轴连接，所述吊装连板通过连接销轴与所述钢丝绳的端部连接；所述吊耳组件的数量为3(n+1)个，所述吊耳组件均布在所述吊装模块模型上的一个圆周上；所述上滑轮安装在所述滑动吊耳上，所述下滑轮安装在所述吊耳组件上；所述钢丝绳交替穿过n+1个下滑轮和位于两个相邻的固定吊耳之间的n个上滑轮后，所述钢丝绳的两端通过所述固定装置与两个相邻的固定吊耳连接。

步骤S2、利用所述三维分析软件对吊装过程进行模拟仿真，并在模拟仿真过程中加载风载、动载系数以及不均衡系数，得出所述滑动吊耳和所述吊耳组件的数量、所述分配器的高度、所述吊耳组件的安装位置以及所述吊索的内力值F；

步骤S3、根据所述步骤S2中模拟仿真得到的数据制作所述分配器，将所述吊耳组件安装在所述钢制安全壳的吊装模块上，根据所述分配器的高度计算出所述钢丝绳的长度，根据所述吊索的内力值F确定所述钢丝绳的承载能力，并将所述吊具与所述吊装模块装配连接；

步骤S4、将起重设备的吊钩与所述分配器上的连接吊耳连接，并利用起重设备将所述吊装模块吊装至安装位置，吊装完成。

采用该吊装方法对钢制安全壳的吊装模块进行吊装，先利用三维分析软件由分配器、吊索、吊耳组件、上滑轮和下滑轮形成的吊具吊装吊装模块的过程进行模拟仿真，从而得出分配器中滑动吊耳的数量、吊耳组件的数量、吊耳组件在吊装模块上的安装位置以及吊索中钢丝绳的长度和承载能力，再根据模拟仿真结果制作分配器，安装吊耳组件，并选用长度和承载能力均满足吊装需求的钢丝绳连接分配器和吊耳组件，最后利用起重设备配合吊具将吊装模块吊装至安装位置。由此可见，该吊装方法利用三维分析软件模拟仿真得到吊具中滑动吊耳的数量、吊耳组件的数量、吊耳组件在吊装模块上的安装位置以及吊索中钢丝绳的长度及承载能力，方便吊装人员根据滑动吊耳的数量确定分配器的结构，制作分配器，根据吊耳组件的数量和吊耳组件在吊装模块上的安装位置安装吊耳组件，根据吊索中钢丝绳的长度及承载要求选用合适的吊索，进而避免吊具无法满足吊装需求而发生安全事故。利用该吊装方法对钢制安全壳的吊装模块进行吊装时，采用的吊具结构简单，质量轻且组装方便耗时短，利用三维分析软件对吊装过程进行模拟仿真，得出在满足吊装需求的前提下吊具需满足的结构参数，并根据这些结构参数制作组配吊具，可避免试吊过程，大大缩短了吊装所需的时间，提高了吊装效率，且该吊具中的吊索可通过滑轮实现平衡自调节，大大节约了人工调节所需的人力，减少人力浪费，进而降低了吊装成本。

优选地，所述分配器中的支撑件包括上盖板、下盖板和圆筒体，所述上盖板固定设置在所述圆筒体的上端，所述下盖板固定设置在所述圆筒体的下端。这样的分配器，结构简单，制作方便。进一步地，在所述下盖板上固定设置有由若干个加强筋板垂直连接形成的加强件，以增强分配器的支撑强度。

优选地，所述钢丝绳的穿引端和所述固定装置之间设置有钢丝绳调节器。这样，在进行吊装时，可通过钢丝绳调节器对钢丝绳的长度进行微调，以使吊装模块保持平衡，受力均匀，进而减小吊装模块因吊装产生的变形量。

优选地，所述吊耳组件包括设置有吊耳的吊板和加强板，且所述加强板位于所述吊板两侧并与所述吊板固定连接。这样的吊耳组件结构简单，在吊板两侧设置加强板，既可以提高吊耳组件的支撑强度，又可以提高吊耳组件与吊装模块之间的连接强度。

优选地，在所述步骤S2中，所述风载为六级风持续十分钟时的风载值，所述动载系数为1.1，所述不均衡系数为1.2。

优选地，在模拟仿真过程中，依次选取3、4和5作为n进行模拟仿真，以确定n的优选值，进而确定滑动吊耳和吊耳组件的优选数量。进一步地，在模拟仿真过程中，所述分配器的高度的取值范围为58-34m，且所述分配器的高度取值依次降低进行多次模拟仿真，以确定吊索中钢丝绳的长度，便于吊装人员选用长度合适的钢丝绳。进一步优选地，当所述吊装模块为所述钢制安全壳的筒体时，所述吊耳组件距离所述筒体加强部位上端的距离为0.1-0.83m；当所述吊装模块为所述钢制安全壳的底封头时，所述吊耳组件距离所述底封头的上边缘的垂直距离与所述底封头的总高度的比值的取值范围为0.1-0.7；当所述吊装模块为所述钢制安全壳的顶封头时，所述吊耳组件距离所述顶封头的顶部的垂直距离与所述顶封头的总高度的比值的取值范围为0.1-0.7。这样，可通过模拟仿真得出吊耳组件在吊装模块模型上的安装位置，进而确定吊耳组件在吊装模块上的安装位置。

优选地，所述三维分析软件为ANSYS软件，功能强大，操作简单。

附图说明

图1为采用现有技术中八角吊梁吊装方法进行吊装时吊具的结构示意图；

图2为本发明核电站中钢制安全壳的吊装方法中利用吊具对钢制安全壳的吊装模型进行吊装时的示意简图；

图3为利用本发明核电站中钢制安全壳的吊装方法吊装底封头时的示意图；

图4为图3中所示的吊具中的分配器的结构示意图；

图5为图4中所示分配器的底部的结构示意图；

图6为图3中所示的固定装置的结构示意图；

图7为图6中所示的固定装置的左视示意图；

图8为图3中A的放大示意图。

具体实施方式

下面，以钢制安全壳中的吊装模块底封头为例，结合图2-8，对本发明核电站中钢制安全壳的吊装方法进行详细说明。

首先，在三维分析软件中，比如功能强大且操作简单的ANSYS软件，根据钢制安全壳的设计图纸信息，建立钢制安全壳的吊装模块模型；建立吊装钢制安全壳的吊装模块用的吊具的模型，并将吊具的模型与吊装模块模型装配连接在一起。

如图2和3所示，吊具包括分配器1、吊索、吊耳组件、上滑轮4和下滑轮5。其中，如图4所示，分配器1包括支撑件11、连接吊耳12、3个固定吊耳13和3n个滑动吊耳14，且n为正整数，比如1、2、3、4、5或6；连接吊耳12固定设置在支撑件11的顶部，且连接吊耳12上设置有与起重设备的吊钩连接用的连接吊孔121；固定吊耳13和滑动吊耳14固定设置在支撑件11的侧面上并呈均布设置，且相邻的两个固定吊耳13之间设置有n个滑动吊耳14。优选地，支撑件11包括上盖板111、下盖板112和圆筒体113，上盖板111固定设置在圆筒体113的上端，下盖板112固定设置在圆筒体113的下端。优选地，如图5所示，在下盖板112的底部设置有由若干个加强筋板垂直连接形成的加强件114，以增强分配器1的支撑强度。

如图2和3所示，吊索包括钢丝绳21和与钢丝绳21的两端连接的固定装置22。其中，如图6和7所示，固定装置22包括连接叉耳221、挂架222和吊装连板223，连接叉耳221与挂架222的上端垂直固定连接用于和分配器1中的固定吊耳13连接，挂架222的下端与吊装连板223的上端通过连接销轴活动连接，吊装连板223的下端通过连接销轴与钢丝绳21的端部连接。优选地，吊装连板223为三眼板。优选地，钢丝绳21的定位端与固定装置22固定连接，钢丝绳21的穿引端与固定装置22之间设置有钢丝绳调节器(图中未视出)，以对钢丝绳的长度进行微调，使吊装模块保持平衡，受力均匀，进而减小吊装模块因吊装产生的变形量。

如图3和8所示，吊耳组件3包括设置有吊耳的吊板31和加强板(图中未视出)，且加强板位于吊板31的两侧并与吊板31固定连接。这样的吊耳组件3，结构简单，且在吊板31的两侧设置加强板，既可以提高吊耳组件3的支撑强度，又可以提高吊耳组件3与底封头6之间的连接强度。

上滑轮4和下滑轮5的结构相同。如图3和8所示，下滑轮5包括滑轮叉耳51、滑轮支架52和滑轮53，其中，滑轮叉耳51与滑轮支架垂直固定连接，且滑轮叉耳51上设置有连接通孔；滑轮53通过滑轮转轴安装在滑轮支架52上。下滑轮5中的滑轮叉耳51通过连接销轴与吊耳组件3中的吊板31活动连接。

如图2、3和8所示，在将吊具和吊装模块底封头6连接时，底封头6的端口朝上，吊耳组件3均布在底封头6的外壁上的一个圆周上，且吊耳组件3上安装有下滑轮5。索具2中的钢丝绳21交替穿过n+1个下滑轮5和位于两个相邻的固定吊耳13之间的n个上滑轮4后，钢丝绳21的两端通过固定装置22与两个相邻的固定吊耳13连接。如图2所示，在分配器1上两个相邻的固定吊耳13之间仅设置一个滑动吊耳14，此时吊装模块6上对应设置有六个下滑轮5，钢丝绳21的定位端通过固定装置22与分配器1上的两个相邻的固定吊耳13中的一个固定吊耳13连接，钢丝绳21的穿引端先穿过一个下滑轮5，再穿过一个与和钢丝绳21的定位端连接的固定吊耳13相邻的上滑轮4，接着折返穿过与在先穿过的下滑轮5相邻的另一个下滑轮5，然后通过固定装置22与两个相邻的固定吊耳13中的另一个固定吊耳13连接。这样，在吊装过程中，吊索2中的钢丝绳21可根据需要沿上滑轮4和下滑轮5滑动，自动调整每一段钢丝绳段的长度，从而实现底封头6的平衡自调节，调整简单方便，且可避免底封头6因在某一吊耳组件3处的应力过大而产生的形变量超出允许范围。

接着，利用三维分析软件对吊装过程进行模拟仿真，并在模拟仿真过程中加载风载、动载系数以及不均衡系数，得出滑动吊耳和吊耳组件的数量、分配器的高度、吊耳组件的安装位置以及吊索的内力值F。其中，加载的风载为六级风持续十分钟时的风载值，动载系数为1.1，不均衡系数为1.2。在模拟仿真过程中，依次选取3、4和5作为n进行模拟仿真，即使分配器和吊装模块上的吊点数量为12、15和18，从而在保证吊索内力值F、底封头的最大变形值和最大应力值较小的情况下根据仿真结果确定n的优选值，进而确定滑动吊耳和吊耳组件的优选数量。优选地，在模拟仿真过程中，分配器的高度的取值范围为58-34m，且分配器的高度取值依次降低进行多次模拟仿真，比如20次模拟仿真，从而在保证吊索内力值F、底封头的最大变形值和最大应力值较小的情况下根据仿真结果确定分配器的优选高度，进而根据分配器的高度取值计算出吊索中钢丝绳的长度，以便于吊装人员选用满足承载要求且长度合适的钢丝绳。优选地，当吊装模块为钢制安全壳的筒体时，吊耳组件距离筒体加强部件上端的距离为0.1-0.83m；当吊装模块为钢制安全壳的底封头时，吊耳组件距离底封头的上边缘的垂直距离与底封头的总高度的比值的取值范围为0.1-0.7；当吊装模块为钢制安全壳的顶封头时，吊耳组件距离顶封头的顶部的垂直距离与顶封头的总高度的比值的取值范围为0.1-0.7。这样，可通过模拟仿真得出吊耳组件在吊装模块模型上的安装位置，进而确定吊耳组件在吊装模块上的安装位置。在对吊装过程进行模拟仿真时，模拟仿真的吊装操作包括起吊、转向、调整、下落、就位。

然后，根据模拟仿真得到的n的优选值确定分配器上的滑动吊耳的数量，制作分配器，将吊耳组件安装在钢制安全壳的吊装模块上，根据分配器的高度计算出钢丝绳的长度，根据吊索的内力值F确定钢丝绳的承载能力，选用满足承载要求且长度合适的钢丝绳将分配器和吊耳组件连接，完成吊具与吊装模块装配连接。

最后，将起重设备的吊钩与分配器上的连接吊耳连接，并利用起重设备将吊装模块吊装至安装位置，吊装完成。

采用该吊装方法对钢制安全壳的吊装模块进行吊装，先利用三维分析软件由分配器、吊索、吊耳组件、上滑轮和下滑轮形成的吊具吊装吊装模块的过程进行模拟仿真，从而得出分配器中滑动吊耳的数量、吊耳组件的数量、吊耳组件在吊装模块上的安装位置以及吊索中钢丝绳的长度和承载能力，再根据模拟仿真结果制作分配器，安装吊耳组件，并选用长度和承载能力均满足吊装需求的钢丝绳连接分配器和吊耳组件，最后利用起重设备配合吊具将吊装模块吊装至安装位置。由此可见，该吊装方法利用三维分析软件模拟仿真得到吊具中滑动吊耳的数量、吊耳组件的数量、吊耳组件在吊装模块上的安装位置以及吊索中钢丝绳的长度及承载能力，方便吊装人员根据滑动吊耳的数量确定分配器的结构，制作分配器，根据吊耳组件的数量和吊耳组件在吊装模块上的安装位置安装吊耳组件，根据吊索中钢丝绳的长度及承载要求选用合适的吊索，进而避免吊具无法满足吊装需求而发生安全事故。利用该吊装方法对钢制安全壳的吊装模块进行吊装时，采用的吊具结构简单，质量轻且组装方便耗时短，利用三维分析软件对吊装过程进行模拟仿真，得出在满足吊装需求的前提下吊具需满足的结构参数，并根据这些结构参数制作组配吊具，可避免试吊过程，大大缩短了吊装所需的时间，提高了吊装效率，且该吊具中的吊索可通过滑轮实现平衡自调节，大大节约了人工调节所需的人力，减少人力浪费，进而降低了吊装成本。

Claims (10)

1.一种核电站中钢制安全壳的吊装方法，其特征在于，该吊装方法包括如下步骤：

步骤S1、在三维分析软件中，根据所述钢制安全壳的设计图纸信息，建立所述钢制安全壳的吊装模块模型；建立吊装所述钢制安全壳的吊装模块用的吊具的模型，并将所述吊具的模型与所述吊装模块模型装配连接在一起；

所述吊具包括分配器、吊索、吊耳组件、上滑轮和下滑轮，所述分配器包括支撑件、连接吊耳、3个固定吊耳和3n个滑动吊耳，且n为正整数；所述连接吊耳固定设置在所述支撑件的顶部；所述固定吊耳和所述滑动吊耳固定设置在所述支撑件的侧面上并呈均布设置，且相邻的两个固定吊耳之间设置有n个滑动吊耳；所述吊索包括钢丝绳和与所述钢丝绳两端连接的固定装置，所述固定装置包括连接叉耳、挂架和吊装连板，所述连接叉耳与所述挂架固定连接，所述挂架与所述吊装连板通过连接销轴连接，所述吊装连板通过连接销轴与所述钢丝绳的端部连接；所述吊耳组件的数量为3(n+1)个，所述吊耳组件均布在所述吊装模块模型上的一个圆周上；所述上滑轮安装在所述滑动吊耳上，所述下滑轮安装在所述吊耳组件上；所述钢丝绳交替穿过n+1个下滑轮和位于两个相邻的固定吊耳之间的n个上滑轮后，所述钢丝绳的两端通过所述固定装置与两个相邻的固定吊耳连接。

步骤S2、利用所述三维分析软件对吊装过程进行模拟仿真，并在模拟仿真过程中加载风载、动载系数以及不均衡系数，得出所述滑动吊耳和所述吊耳组件的数量、所述分配器的高度、所述吊耳组件的安装位置以及所述吊索的内力值F；

步骤S3、根据所述步骤S2中模拟仿真得到的数据制作所述分配器，将所述吊耳组件安装在所述钢制安全壳的吊装模块上，根据所述分配器的高度计算出所述钢丝绳的长度，根据所述吊索的内力值F确定所述钢丝绳的承载能力，并将所述吊具与所述吊装模块装配连接；

步骤S4、将起重设备的吊钩与所述分配器上的连接吊耳连接，并利用起重设备将所述吊装模块吊装至安装位置，吊装完成。

2.根据权利要求1所述的核电站中钢制安全壳的吊装方法，其特征在于，所述分配器中的支撑件包括上盖板、下盖板和圆筒体，所述上盖板固定设置在所述圆筒体的上端，所述下盖板固定设置在所述圆筒体的下端。

3.根据权利要求2所述的核电站中钢制安全壳的吊装方法，其特征在于，在所述下盖板上固定设置有由若干个加强筋板垂直连接形成的加强件。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的核电站中钢制安全壳的吊装方法，其特征在于，所述钢丝绳的穿引端和所述固定装置之间设置有钢丝绳调节器。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的核电站中钢制安全壳的吊装方法，其特征在于，所述吊耳组件包括设置有吊耳的吊板和加强板，且所述加强板位于所述吊板两侧并与所述吊板固定连接。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的核电站中钢制安全壳的吊装方法，特征在于，在所述步骤S2中，所述风载为六级风持续十分钟时的风载值，所述动载系数为1.1，所述不均衡系数为1.2。

7.根据权利要求6所述的核电站中钢制安全壳的吊装方法，其特征在于，在模拟仿真过程中，依次选取3、4和5作为n进行模拟仿真。

8.根据权利要求7所述的核电站中钢制安全壳的吊装方法，其特征在于，在模拟仿真过程中，所述分配器的高度的取值范围为58-34m，且所述分配器的高度取值依次降低进行多次模拟仿真。

9.根据权利要求8所述的核电站中钢制安全壳的吊装方法，其特征在于，当所述吊装模块为所述钢制安全壳的筒体时，所述吊耳组件距离所述筒体加强部件上端的距离为0.1-0.83m；当所述吊装模块为所述钢制安全壳的底封头时，所述吊耳组件距离所述底封头的上边缘的垂直距离与所述底封头的总高度的比值的取值范围为0.1-0.7；当所述吊装模块为所述钢制安全壳的顶封头时，所述吊耳组件距离所述顶封头的顶部的垂直距离与所述顶封头的总高度的比值的取值范围为0.1-0.7。

10.根据权利要求1-3中任意一项所述的核电站中钢制安全壳的吊装方法，其特征在于，所述三维分析软件为ANSYS软件。