CN111350281A - 一种核电站干保护设备环形埋件结构及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种核电站干保护设备环形埋件结构，包括环板本体和锚筋，所述环板本体包括焊接固定的两个半圆的第一环板和第二环板，锚筋焊接在第一环板和第二环板上；现场吊装就位后第一环板和第二环板水平设置，下方浇筑混凝土，并通过锚筋将设备埋件与堆芯形成稳固的整体；本发明还提供了核电站干保护设备环形埋件结构的安装方法。本发明解决了埋件现场安装的锚筋焊接操作空间小、焊接变形大、与内部结构交叉施工时间长、施工安全作业风险大、占用关键路径工期长等问题，采用本发明，在车间将环板与锚筋拼装、组焊成两个半圆形构件，现场利用塔吊吊装就位，将两个半圆形构件调整、加固、组焊成完整的设备埋件，可有效缩短施工工期，提高施工效率。

Description

一种核电站干保护设备环形埋件结构及安装方法

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，涉及用于核岛内部结构干保护设备环形埋件的拼装、吊装和现场安装，具体的说，是一种核电站干保护设备环形埋件结构及安装方法。

背景技术

田湾核电站3、4号机组采用俄罗斯WWER-1000 型核电技术，满足国际三代核电安全要求，是中俄两国间最大的核能合作项目。核反应堆厂房（1UJA）堆芯安装有干保护设备装置，是作为屏蔽压力容器产生中子辐射的屏障，安装在干保护设备环形埋件（以下简称“设备埋件”）上，设备埋件通过高强度锚固钢筋（以下简称“锚筋”）锚固于堆芯混凝土中，与堆芯形成稳固的整体。堆芯干保护为WWER-1000堆型所特有的设备，其埋件为单体最大的设备埋件，具有钢板厚度大、直径大、锚筋数量多、焊缝集中、安装精度要求高的特点。

以往核岛干保护设备环形埋件的安装都是在现场安装，与堆芯土建交叉施工，施工安全风险高，焊接施工操作空间受限、存在钢筋障碍，施工工期长，增加了现场安装施工时间，占用了关键路径施工工期。随着核电站建设步伐的加快和建造要求的提高，传统的单件安装工艺难以满足核电站建设的需要，开发干保护设备环形埋件分片拼装、现场安装的施工技术，以解决在保证焊接施工质量的基础上，进一步减少占用核岛内部结构施工的关键路径，为核岛土建施工创造条件。

发明内容

本发明的第一目的是针对现有核电站干保护设备环形埋件现场安装的焊接操作空间狭小、焊接变形大、与内部结构交叉施工时间长、施工安全作业风险大、占用关键路径工期长等问题，提供一种核电站干保护设备环形埋件结构；

本发明的第二目的是提供一种核电站干保护设备环形埋件的安装方法。

本发明采用以下技术方案：

一种核电站干保护设备环形埋件结构，包括环板本体和锚筋，所述环板本体包括焊接固定的两个半圆的第一环板和第二环板，锚筋焊接在第一环板和第二环板上；现场吊装就位后第一环板和第二环板水平设置，下方浇筑混凝土，并通过锚筋将设备埋件与堆芯形成稳固的整体。

进一步的，所述环板本体内径为5498㎜，外径为6750㎜；所述环板本体上设置有若干个赛焊孔，锚筋通过赛焊孔塞焊垂直固定在第一环板和第二环板上。

进一步的，所述赛焊孔的设计数量为60个，相应的，锚筋设置60根；所述锚筋均匀设置在两排直径为5950㎜和直径为6550㎜的圆周上，每排各30根。

本发明核电站干保护设备环形埋件结构的安装方法，包括以下步骤：

步骤一、锚筋组对：沿环板本体的赛焊孔坡口内侧预热，将锚筋插入环板本体上的塞焊孔中，使用直角尺调节垂直度，进行点焊固定，每根锚筋沿塞焊孔坡口内侧根部圆周均布点焊；

步骤二、锚筋焊接：对焊接区域进行预热，采用SMAW工艺进行施焊，锚筋正面所有焊缝焊接完成后翻身，进行预热和清根，预热后再焊接，焊接完成后，对焊缝表面质量进行检查；

步骤三、焊后消氢处理：在每个锚筋正面焊缝最终焊接完成后清理干净，进行消氢处理，在锚筋背面焊缝焊接完成后，再次进行焊后消氢处理，清理构件，修磨焊缝并去除余高磨平；

步骤四、防腐涂装：采用喷砂除锈工艺去除设备埋件上的铁锈、灰尘、水分和油污，将设备埋件喷砂除锈，采用目视法检查除锈质量，合格后采用滚涂法涂刷防腐涂料，对现场焊缝区暂不涂刷防腐涂料；

步骤五、吊装就位：使用塔吊将焊接有锚筋的第一环板和第二环板吊装至安装支架上固定稳固；

步骤六、环板组对：使用倒链调整第一环板和第二环板的拼接焊缝间隙和水平度；采用临时加劲板组进行固定加固，临时加劲板组焊接前需进行预热；

步骤七、环板焊接：将第一环板和第二环板的焊接区域预热，采用SMAW工艺，由焊工同步对称进行第一环板和第二环板的两条拼接焊缝的焊接施工；

步骤八、焊后消应力热处理：去除临时加劲板组，清理加热区，在拼接焊缝正面和背面铺设带式加热器，设置热电偶固定、压紧，每条拼接焊缝正面和背面铺设保温棉，设置保温棉固定装置，设置消应力热处理控温参数，启动温控柜进行消应力热处理，完成后拆除保温棉、加热器及热电偶，清理构件并修磨拼接焊缝；

步骤九、焊缝防腐：两条拼接焊缝无损检测合格后，对拼接焊缝附近区域进行表面除锈和清理，按照设计技术要求进行防腐涂装作业。

进一步的，步骤一中，通过若干组沿着环板本体圆周分布的刚性模架进行锚筋组对；所述刚性模架固定在钢平台上，包括H形支架，所述H形支架包括两根模架立柱和横梁，两根模架立柱竖直固定在钢平台上，两根模架立柱之间水平固定横梁，并通过水准仪测量横梁并调平，可将第一环板和第二环板置于横梁上进行锚筋组对。

进一步的，所述刚性模架的设计数量为16个，各个刚性模架沿着环板本体圆周均匀分布。

进一步的，所述模架立柱上固定设置有支架斜撑，进一步起到稳定装置的作用。

进一步的，所述刚性模架上方还设置有加固装置，所述加固装置包括上横梁、钩铁及楔铁；将环板本体置于横梁上后，将楔铁设置在环板本体与模架立柱之间，用于控制环板本体径向的自由度；随后将上横梁设置在环板本体上，并在上横梁上设置钩铁，钩铁一端与模架立柱连接，另一端与上横梁连接，用于控制环板本体垂直方向的自由度，并将各连接点焊接加固，防止松动。

进一步的，所述加固装置还包括垫铁，所述垫铁设置在横梁上表面、环板本体与横梁之间，设计尺寸为100×100×20㎜。

进一步的，步骤二中，对焊接区域进行施焊之前，还需进行防止锚筋焊接变形的处理，所述防焊接变形通过支撑装置来完成；所述支撑装置包括中心立柱、中心连接板、水平支撑架和连接体；所述中心立柱下端垂直固定在钢平台上，上端水平焊接中心连接板，中心连接板位于环板本体中心，所述中心连接板上安装若干组水平支撑架，水平支撑架与环板本体通过连接体固定连接；所述环板本体下方还设置有千斤顶，可对环板本体起到支撑固定的作用，焊缝焊接完成且完全冷却到环境温度后拆除千斤顶。

进一步的，所述水平支撑架为槽钢20或者工字钢20，设计数量为8个，均匀设置在环板本体和中心连接板之间，相邻水平支撑架之间的角度为45°，形成刚性的米字形支撑装置；所述千斤顶支设在沿环板本体径向的两根锚筋之间，距两根锚筋中心的距离均为150㎜。

进一步的，步骤二中，所述锚筋的全熔透穿孔塞焊焊接工艺为：焊接前先对焊接区域进行预热，预热温度控制在50~100℃范围内，由4名焊工采用SMAW工艺同步对称错位跳焊进行施焊，间隔1个锚筋焊接，每4个锚筋为一个焊接单元，打底和层间填充照此进行，即：锚筋焊缝的打底、填充和盖面全部采用对称错位跳焊的方式施焊，所有锚筋的焊缝打底结束后依次进行填充，每条焊缝一次填充两层后填充下一条焊缝，全部填充完成后再进行盖面，锚筋的正面所有焊缝焊接完成并自检合格后翻身，对锚筋焊缝背面进行清根，清根前需进行预热，预热完成后进行焊接，清根、打磨及焊接，依次采用同步对称错位跳焊的方式进行，每条焊缝一次焊接完成。

进一步的，步骤六中，所述临时加劲板组包括加劲板、内弧度板和外弧度板，所述加劲板固定设置在环板本体的拼接焊缝上、下两面，每一面设置2块；所述内弧度板和外弧度板分别固定设置在拼接焊缝两端，通过焊接加固固定拼接焊缝。

进一步的，所述加劲板厚度为25㎜；内弧度板和外弧度板的厚度均为25㎜。

进一步的，步骤七中，拼接焊缝的焊接工艺为：焊前需对焊接区域使用氧-乙炔火焰进行预热，加热温度控制在100~150℃范围内，两条现场拼接焊缝采用SMAW工艺，每条拼接焊缝由2名焊工进行采取仰焊位置打底、平焊位置清根，仰焊位置加平焊位置对称同步施焊，即：拼接焊缝的打底、填充和盖面，采用仰焊位置焊接一层、平焊位置焊接一层，焊接过程中两条现场拼接焊缝的打底、填充和盖面保持同步。

本发明的有益效果：

（1）本发明可在车间进行设备埋件的整体拼装、阻焊和检测，减少与内部结构堆芯施工的交叉施工时间，缩短施工工期；

（2）本发明设计专用整体式刚性支撑装置进行整体预拼装组装，控制结构整体尺寸，有效控制了设备埋件的焊接变形，保证了整体平整度、外形尺寸等高精度技术指标符合设计要求；

（3）本发明制定了厚板全熔透穿孔塞焊技术，采用同步对称错位跳焊工艺，实现了焊缝UT探伤100%一次合格；

（4）本发明厚板对接焊缝采用双面同步焊接、对称施焊、电加热控温技术和刚性固定，加热均匀，构件温度梯度小，有效防止了焊缝冷裂纹的出现，确保了焊缝质量和结构尺寸；

（5）采用精密水准仪和全站仪对设备埋件的整个焊接过程中环板的平整度和半径进行检测，确保环板的平整度和半径的高精度。

附图说明：

图1是本发明的设备埋件结构示意图；

图2是本发明设备埋件安装施工工艺流程图；

图3是本发明整体式刚性模架加固示意图；

图4是本发明防径向收缩加固结构示意图；

图5是本发明千斤顶支设位置示意图；

图6是本发明锚筋焊接顺序示意图；

图7是本发明设备埋件安装就位加固示意图；

图8是本发明临时加劲板组结构示意图；

图9是本发明现场焊缝加固示意图；

图10是本发明保温棉固定装置示意图；

附图中的标号为：1、环板本体；11、第一环板；12、第二环板；13、赛焊孔；14、拼接焊缝；2、锚筋；3、刚性模架；31、H形支架；311、模架立柱；312、横梁； 32、垫铁；33、上横梁；34、钩铁；35、楔铁；36、支架斜撑；4、钢平台；5、支撑装置；51、中心立柱；52、中心连接板；53、连接体；54、水平支撑架；6、千斤顶；7、保温棉固定装置；8、临时加劲板组；81、加劲板；82、内弧度板；83、外弧度板；9、保温棉；A、焊工1；B、焊工2；C、焊工3；D、焊工4。

具体实施方式：

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照各图，本发明提供一种核电站干保护设备环形埋件结构，包括环板本体1和锚筋2，所述环板本体1包括焊接固定的两个半圆的第一环板11和第二环板12，锚筋2焊接在第一环板11和第二环板12上；现场吊装就位后第一环板11和第二环板12水平设置，设备埋件的下端浇筑混凝土，并通过锚筋2将设备埋件与堆芯形成稳固的整体；所述环板本体1内径为5498㎜，外径为6750㎜；所述环板本体1上设置有若干个赛焊孔13，锚筋2通过赛焊孔13塞焊垂直固定在第一环板11和第二环板12上；所述赛焊孔13的设计数量为60个，相应的，锚筋2设置60根；所述锚筋2均匀设置在两排直径为5950㎜和直径为6550㎜的圆周上，每排各30根。

本发明还涉及一种核电站干保护设备环形埋件结构的安装方法，包括以下步骤：

步骤一、锚筋组对：

沿环板本体1的赛焊孔13坡口内侧预热，将锚筋2插入环板本体1上的塞焊孔13中，使用直角尺调节垂直度，进行点焊固定，每根锚筋2沿塞焊孔13坡口内侧根部圆周均布点焊4处；

其中，通过若干组沿着环板本体1圆周分布的刚性模架3进行锚筋2组对；所述刚性模架3固定在钢平台4上，包括H形支架31，所述H形支架31包括两根模架立柱311和横梁312，两根模架立柱311竖直固定在钢平台4上，两根模架立柱311之间水平固定横梁312，并通过水准仪测量横梁312并调平，可将第一环板11和第二环板12置于横梁312上进行锚筋组对；所述刚性模架3的设计数量为16个，各个刚性模架3沿着环板本体1圆周均匀分布；所述模架立柱311上固定设置有支架斜撑36，进一步起到稳定装置的作用。

除此之外，步骤一在锚筋组对中还设有临时加固步骤，通过在刚性模架3上方设置的加固装置来实现；所述加固装置包括上横梁33、钩铁34及楔铁35；将环板本体1置于横梁312上后，将楔铁35设置在环板本体1与模架立柱311之间，用于控制环板本体1径向的自由度；随后将上横梁33设置在环板本体1上，并在上横梁33上设置钩铁34，钩铁34一端与模架立柱311连接，另一端与上横梁33连接，用于控制环板本体1垂直方向的自由度。并将各连接点焊接加固，防止松动；所述加固装置还包括垫铁32，所述垫铁32设置在横梁312上表面、环板本体1与横梁312之间，设计尺寸为100×100×20㎜，设置垫铁32的目的在于可抵消穿孔塞焊锚筋时产生的径向变形，防止环板1外侧翘起。

步骤二、锚筋焊接：

对焊接区域进行预热，采用SMAW工艺进行施焊，锚筋2正面所有焊缝焊接完成后翻身，进行预热和清根，预热后再焊接，焊接完成后，对焊缝表面质量进行检查；

需要说明的是，步骤二中，对焊接区域进行施焊之前，还需进行防止锚筋2焊接变形的处理，所述防焊接变形通过支撑装置5来完成；所述支撑装置5包括中心立柱51、中心连接板52、水平支撑架54和连接体53；所述中心立柱51下端垂直固定在钢平台4上，上端水平焊接中心连接板52，中心连接板52位于环板本体1中心，所述中心连接板52上安装若干组水平支撑架54，水平支撑架54与环板本体1通过连接体53固定连接；所述环板本体1下方还设置有千斤顶6，可对环板本体1起到支撑固定的作用，焊缝焊接完成且完全冷却到环境温度后拆除千斤顶6；具体的，所述水平支撑架54为槽钢20或者工字钢20，设计数量为8个，均匀设置在环板本体1和中心连接板52之间，相邻水平支撑架54之间的角度为45°，形成刚性的米字形支撑装置；所述千斤顶6支设在沿环板本体1径向的两根锚筋2之间，距两根锚筋2中心的距离均为150㎜。

在步骤二中，所述锚筋2的全熔透穿孔塞焊焊接工艺具体为：焊接前先对焊接区域进行预热，预热温度控制在50~100℃范围内，由4名焊工采用SMAW工艺同步对称错位跳焊进行施焊，间隔1个锚筋2焊接，每4个锚筋2为一个焊接单元，打底和层间填充照此进行，即：锚筋2焊缝的打底、填充和盖面全部采用对称错位跳焊的方式施焊，所有锚筋2的焊缝打底结束后依次进行填充，每条焊缝一次填充两层后填充下一条焊缝，全部填充完成后再进行盖面，锚筋2的正面所有焊缝焊接完成并自检合格后翻身，对锚筋2焊缝背面进行清根，清根前需进行预热，预热完成后进行焊接，清根、打磨及焊接，依次采用同步对称错位跳焊的方式进行，每条焊缝一次焊接完成。

步骤三、焊后消氢处理：

在每个锚筋2正面焊缝最终焊接完成后清理干净，加热焊缝区域及热影响区，控制温度在250~350℃范围内，铺设2层50㎜厚保温棉保温1小时，保温结束后构件翻身，待锚筋2背面焊缝焊接完成后再次按上诉要求进行消氢处理，保温结束后拆除保温棉，清理构件，修磨焊缝并去除余高磨平；

步骤四、防腐涂装：

采用喷砂除锈工艺去除设备埋件上的铁锈、灰尘、水分和油污，将设备埋件喷砂除锈，采用目视法检查除锈质量，合格后采用滚涂法涂刷防腐涂料，对现场焊缝区两侧500㎜范围内暂不涂刷防腐涂料；

步骤五、吊装就位：

使用塔吊将焊接有锚筋2的第一环板11和第二环板12吊装至安装支架上固定稳固；

步骤六、环板组对：

使用倒链调整第一环板11和第二环板12的拼接焊缝6间隙和水平度；采用临时加劲板组8进行固定加固，临时加劲板组8焊接前需进行预热；

所述临时加劲板组8包括加劲板81、内弧度板82和外弧度板83，所述加劲板81固定设置在环板本体1的拼接焊缝14上、下两面，每一面设置2块；所述内弧度板82和外弧度板83分别固定设置在拼接焊缝14两端，通过焊接加固固定拼接焊缝14；具体的，所述加劲板81厚度为25㎜；内弧度板82和外弧度板83的厚度均为25㎜。

步骤七、环板焊接：

将第一环板11和第二环板12的焊接区域预热，采用SMAW工艺，由4名焊工同步对称进行第一环板11和第二环板12的两条拼接焊缝14的焊接施工；

具体的，本发明拼接焊缝14的焊接工艺为：焊前需对焊接区域使用氧-乙炔火焰进行预热，加热温度控制在100~150℃范围内，两条现场拼接焊缝14采用SMAW工艺，每条拼接焊缝14由2名焊工进行采取仰焊位置打底、平焊位置清根，仰焊位置加平焊位置对称同步施焊，即：拼接焊缝14的打底、填充和盖面，采用仰焊位置焊接一层、平焊位置焊接一层，焊接过程中两条现场拼接焊缝14的打底、填充和盖面保持同步。

步骤八、焊后消应力热处理：

去除临时加劲板组8，清理加热区，无灰尘、飞溅、焊渣、药皮等杂质，在拼接焊缝14正面和背面铺设带式加热器并固定，在距离拼接焊缝14端部100㎜处及中间部位放置3根热电偶固定、压紧，每条拼接焊缝14正面和背面各铺设50㎜厚保温棉，放置保温棉固定装置9，拼接焊缝14两端用保温棉填充包裹密实，设置消应力热处理控温参数，启动温控柜进行消应力热处理，完成后拆除保温棉、加热器及热电偶，清理构件并修磨拼接焊缝14；

步骤九、焊缝防腐：

两条拼接焊缝14无损检测合格后，对拼接焊缝14附近区域进行表面除锈和清理，按照设计技术要求进行防腐涂装作业。

本发明的核电站干保护设备环形埋件结构及其安装方法，将锚筋2与环板本体1在车间整体拼装、焊接、检测而形成两个半圆形结构，采用核岛塔吊分两次吊装至核岛反应堆厂房堆芯就位，实现了最大限度的拼装施工，为后续内部结构施工创造了条件。

本发明可解决设备埋件现场安装的锚筋焊接作业操作空间狭小、焊接变形大、与内部结构交叉施工时间长、施工安全作业风险大、占用关键路径工期长等问题。采用本发明，在车间将环板与锚筋拼装、组焊成两个半圆形构件，现场利用塔吊吊装就位，将两个半圆形构件调整、加固、组焊成完整的设备埋件（见图1），采用本发明可缩短设备埋件的安装施工工期至少3天。

实施例一

以下以用于田湾核电二期核电项目的4号机组核岛干保护设备环形埋件安装施工为例，具体讲解本发明的实施方式如下：

参照图1，本发明的设备埋件由第一环板（11）和第二环板（12）和锚筋三部分组成，设备埋件的下端通过锚筋2锚固于堆芯混凝土中，与堆芯形成稳固的一个整体，上部安装干保护设备。

干保护设备环形埋件安装施工流程见图2，包括以下步骤：

（1）锚筋组对：

① 整体式刚性模架制作

设计专用整体式刚性模架3，刚性模架3主要由16个H形支架31组成，沿圆周均匀分布（见图3），与钢平台4焊接连接，使用水准仪测量模架H形支架3的横梁312并调平，水平度偏差控制在±0.5㎜范围内。

② 预热

先在锚筋2背面焊缝部位使用缠绕上保温棉，使用氧乙炔火焰烤枪沿坡口内侧加热坡口根部200㎜区域，加热过程中用红外线测温仪测量构件焊接区域温度，控制构件焊接区域温度在50~150℃范围内。

③ 组对

将环板本体1放置于整体式刚性模架3上，锚筋2插入塞焊孔13中，使用直角尺调节垂直度，进行点焊固定，每根锚筋2沿塞焊孔13坡口侧根部圆周均布点焊4处。

④加固

将100×100×20㎜的垫铁32放置在环板本体1内径下侧模架横梁312上，每个模架横梁312放置一块，在环板本体1上表面沿径向放置上横梁33，使用钩铁34及楔铁35控制环板本体1垂直方向和沿内径方向的自由度，并将各连接点焊接加固（见图3），防止松动。

在设备埋件中心的钢平台4上焊接立柱51，立柱51上方焊接中心连接板52，使用槽钢或工字钢作为水平支撑架54焊接连接在中心连接板52，与设备埋件环板本体1内侧固定连接，形成“米”字形刚性支撑结构（见图4），以减少锚筋2焊缝焊接收缩变形对直径的影响，保证直径的精度。

在环板本体1下方距锚筋2中心150㎜处支设5t千斤顶6，千斤顶6支设在沿径向两根锚筋2之间（见图5），焊缝焊接完成且完全冷却到环境温度后方可拆除千斤顶6。

（2) 锚筋焊接

①预热

锚筋2焊前预热同第（1）条第②款“预热”。

②焊接

安排4名焊工采用SMAW工艺同步对称错位跳焊（见图6）进行施焊，间隔1个锚筋焊接，每4个锚筋为一个焊接单元，如焊工依次焊接A-B-C-D，打底和层间填充照此进行，即：锚筋2焊接的打底、填充和盖面全部采用对称错位跳焊的方式进行焊接，所有锚筋2的焊缝打底结束后依次进行填充，填充两层后填充下一条焊缝，全部填充完成后再进行盖面，禁止每个锚筋2焊缝的打底、填充和盖面一次完成。

锚筋2正面所有焊缝焊接完成并自检合格后翻身，对锚筋2焊缝背面进行清根，清根前按第（1）条第②款“预热”的方法进行预热，立即清根、打磨焊缝和焊接，焊接完成后对焊缝表面质量进行检查，以确保满足标准要求。

锚筋2焊接过程中严格控制层间温度，用红外线测温仪进行过程监测，当测量温度低于50℃时立即用烤枪进行加热，保证层间温度在50~150℃范围之间。

（3）焊后消氢处理

在每个锚筋2正面焊缝最终焊接完成后立即铺设保温棉，进行消氢处理。

使用氧乙炔火焰烤枪加热焊缝区域及热影响区，加热过程中用红外线测温仪测量焊缝区域温度，控制温度在250~350℃范围内，加热时使温度尽量达到上限，满足要求后，铺设2层保温棉保温1小时，保温结束构件翻身，待锚筋2背面焊缝焊接完成后，再次进行焊后消氢处理，保温结束，在温度降至环境温度后，拆除保温棉，清理构件，修磨焊缝并去除余高磨平。

（4） 防腐涂装

①喷砂除锈

设备埋件先进行喷砂除锈，喷砂除锈等级为Sa2.5级，用目视法检查喷涂表面的处理质量。

②涂装

设备埋件油漆需在喷砂处理后24小时内完成。

a）不与砼接触的表面

在温度15℃~35℃和空气湿度≤80%的环境，滚涂法涂刷3层绿色OC-51-03有机硅酸盐涂料，涂层最终厚度≥200μm，涂刷有机硅涂料时需在其中混合硬化剂АГМ-9（可购），待有机硅酸盐涂料干燥后，滚涂法涂刷一层14-20μm厚KO-921清漆化合物。

b）与砼接触的表面

采用滚涂法涂刷清漆XB-784（35%）和硅酸盐水泥 （65%）混合物，涂刷2~3层，每层涂层厚度为18~23μm。

（5）吊装就位

根据设备埋件重量、吊索具重量、就位位置及高度，选择吊装机具，各项参数均满足要求后吊装。

对设备埋件与吊索具接触部位进行保护，防止吊装过程中将吊索割伤，吊装前先将H形支架8安装就位，调整好横梁312平整度，使用塔吊将第一环板11和第二环板12吊装就位、固定（见图7）。

（6）环板组对

①组对

使用倒链调整第一环板11和第二环板12拼接焊缝14间隙为3㎜，使用塞尺检查间隙满足要求后，调整环板本体1上表面保持水平。

②加固

使用25㎜厚加劲板81（见图8）固定在拼接焊缝14正反两面，使用25㎜厚的内弧度板82和外弧度板83（见图8）固定在拼接焊缝14两端，加固完成后（见图9）；加劲板81及内弧度板82、外弧度板83组对焊接前预热同按第（1）条②款“预热”。

（7）环板焊接

①预热

焊前需对焊接区域使用氧乙炔火焰烤枪进行来回摆动加热，加热温度100~150℃。

②焊接

预热完成后立即进行现场拼接焊缝14的焊接；两条现场拼接焊缝14采用SMAW工艺，每条拼接焊缝14由2名焊工采取仰焊位置打底、平焊位置清根然后仰焊位置加平焊位置对称同步施焊，即：拼接焊缝14的打底、填充和盖面，采用仰焊位置焊接一层、平焊位置焊接一层，焊接过程中两条现场焊缝的打底、填充和盖面保持同步。

焊接过程中控制层间温度在100~250℃，采用红外线测温仪进行监测，当层间温度超过250℃时需停止施焊，当温度低于100℃（需比最低预热温度高10℃）时采用烤枪进行加热。

（8）焊后消应力热处理

拼接焊缝14焊后能立即进行消应力热处理可不做消氢处理，若不能立即进行消应力热处理，需对拼接焊缝14按步骤（3）“焊后消氢处理”做消氢处理。

① 清理

加劲板81、内弧度板82、外弧度板83，加热区域清理干净，无灰尘、飞溅、焊渣、药皮等杂质。

② 放置加热器

先将带式加热器平铺在拼接焊缝14的正面和背面，每500㎜长焊缝每面各放置1片。

③ 热电偶设置

在距离拼接焊缝14端部100㎜处及中间部位放置3根热电偶，为保证热电偶与焊缝金属接触良好，需用薄铁板固定、压紧，避免与加热器直接接触。

④ 铺设保温棉

每条拼接焊缝14正面和背面各铺设50㎜厚保温棉，然后放置固定保温棉的工装（见图10），使用固定螺栓固定工装；焊缝两端用保温棉填充包裹密实，减少热量散失，提高保温效果。

⑤参数设置

设置控温参数时,选取温控柜上2区、3区温控仪控制热电偶，分别对应一条焊缝，参数设置如下：

升温过程：400℃→610℃升温时间9小时；

保温过程：610℃±20℃保温时间4小时；

降温过程：610℃→400℃降温时间7小时。

冷却至400℃后自然冷区至环境温度。

⑥操作

参数设置完成后，启动温控柜进行升温、保温和降温工作；首先启动温控柜2区温控仪表进行工作，间隔30分钟启动3区温控仪表进行工作。

在升温过程中用红外线测温仪辅助测量构件温度，及时调整温控柜来控制加热器的工作状态，确保构件实际温度与仪表显示温度一致。

消应力热处理完成后，拆除保温棉、加热器及热电偶，清理构件并修磨焊缝。

（9）焊缝防腐

焊缝无损检测合格后，对焊缝处按步骤（4）“防腐涂装”的技术要求进行防腐涂装作业。

本实施例中，采用本发明专利用于田湾核电二期核电项目的4号机组核岛干保护设备环形埋件安装施工，达到了以下有益效果：

1）施工工期

田湾核电站4号机组反应堆厂房堆芯干保护设备埋件于2014年8月24日施工完成，较三级进度计划提前4天。

2）焊缝质量

所有对缝超声检测（UT）一次合格率达到100%。

3）设备埋件安装质量

设备埋件整体平面度在2.7㎜内，直径偏差在0㎜~+7.1㎜。

4）施工安全

设备埋件的拼装施工在车间进行，高空作业高度由12.5m降低到地面，减少与内部结构堆芯混凝土施工的交叉作业时间21天。

5）经济效率

与以往常规施工工艺相比，采用本发明专利可减少焊工、铆工及力工工日65个工日，吊索具和网架的费用节省按总费用的10%计算。

与以往施工方法相比，采本发明方法施工，省去焊后校正的程序，减少火焰加热消耗氧气和乙炔用量，节省焊工、铆工及力工65个工日，减少氧气消耗40瓶、乙炔消耗20瓶，缩短内部结构关键路径工期3天，综合经济效益约3.6万元。

本发明的核电站干保护设备环形埋件结构及其安装方法，将锚筋2与环板本体1在车间整体拼装、焊接、检测而形成两个半圆形结构，采用核岛塔吊分两次吊装至核岛反应堆厂房堆芯就位，实现了最大限度的拼装施工，为后续内部结构施工创造了条件。

本发明在车间的整体式拼装施工，操作空间自由度大，锚筋2垂直度控制精度高，采用刚性支撑装置5、千斤顶6形成刚性模架，采取同步分段错位跳焊技术，有效控制了锚筋2穿孔塞焊焊接量大、焊缝集中、焊缝分布不对称造成环板本体1的角变形、环向和径向的收缩等焊接变形；利用临时加劲板组8固定加固现场拼接焊缝14，采取厚板同步对称施焊工艺，采用电加热自动控温消应力热处理技术，保证了现场焊缝的焊接质量，加之拼装阻焊和现场安装的焊接全过程辅以监测焊接变形量，实现了设备埋件的局部平整度允许偏差在1.5mm/1m、总体平面度3mm和直径允许偏差0~+10㎜范围内，满足了设计要求核干保护设备安装对设备埋件的高精度要求。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种核电站干保护设备环形埋件结构，其特征在于，包括环板本体（1）和锚筋（2），所述环板本体（1）包括焊接固定的两个半圆的第一环板（11）和第二环板（12），锚筋（2）焊接在第一环板（11）和第二环板（12）上；现场吊装就位后第一环板（11）和第二环板（12）水平设置，下方浇筑混凝土，并通过锚筋（2）将设备埋件与堆芯形成稳固的整体。

2.根据权利要求1所述的核电站干保护设备环形埋件结构，其特征在于，所述环板本体（1）内径为5498㎜，外径为6750㎜；所述环板本体（1）上设置有若干个赛焊孔（13），锚筋（2）通过赛焊孔（13）塞焊垂直固定在第一环板（11）和第二环板（12）上；所述赛焊孔（13）的设计数量为60个，相应的，锚筋（2）设置60根；所述锚筋（2）均匀设置在两排直径为5950㎜和直径为6550㎜的圆周上，每排各30根。

3.根据权利要求1-2所述的核电站干保护设备环形埋件结构的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、锚筋组对：沿环板本体（1）的赛焊孔（13）坡口内侧预热，将锚筋（2）插入环板本体（1）上的塞焊孔（13）中，使用直角尺调节垂直度，进行点焊固定，每根锚筋（2）沿塞焊孔（13）坡口内侧根部圆周均布点焊；

步骤二、锚筋焊接：对焊接区域进行预热，采用SMAW工艺进行施焊，锚筋（2）正面所有焊缝焊接完成后翻身，进行预热和清根，预热后再焊接，焊接完成后，对焊缝表面质量进行检查；

步骤三、焊后消氢处理：在每个锚筋（2）正面焊缝最终焊接完成后清理干净，进行消氢处理，在锚筋（2）背面焊缝焊接完成后，再次进行焊后消氢处理，清理构件，修磨焊缝并去除余高磨平；

步骤四、防腐涂装：采用喷砂除锈工艺去除设备埋件上的铁锈、灰尘、水分和油污，将设备埋件喷砂除锈，采用目视法检查除锈质量，合格后采用滚涂法涂刷防腐涂料，对现场焊缝区暂不涂刷防腐涂料；

步骤五、吊装就位：使用塔吊将焊接有锚筋（2）的第一环板（11）和第二环板（12）吊装至安装支架上固定稳固；

步骤六、环板组对：使用倒链调整第一环板（11）和第二环板（12）的拼接焊缝（14）间隙和水平度；采用临时加劲板组（8）进行固定加固，临时加劲板组（8）焊接前需进行预热；

步骤七、环板焊接：将第一环板（11）和第二环板（12）的焊接区域预热，采用SMAW工艺，由焊工同步对称进行第一环板（11）和第二环板（12）的两条拼接焊缝（14）的焊接施工；

步骤八、焊后消应力热处理：去除临时加劲板组（8），清理加热区，在拼接焊缝（14）正面和背面铺设带式加热器，设置热电偶固定、压紧，每条拼接焊缝（14）正面和背面铺设保温棉，设置保温棉固定装置（7），设置消应力热处理控温参数，启动温控柜进行消应力热处理，完成后拆除保温棉、加热器及热电偶，清理构件并修磨拼接焊缝（14）；

步骤九、焊缝防腐：两条拼接焊缝（14）无损检测合格后，对拼接焊缝（14）附近区域进行表面除锈和清理，按照设计技术要求进行防腐涂装作业。

4.根据权利要求3所述的核电站干保护设备环形埋件结构的安装方法，其特征在于，步骤一中，通过若干组沿着环板本体（1）圆周均匀分布的刚性模架（3）进行锚筋（2）组对；所述刚性模架（3）固定在钢平台（4）上，包括H形支架（31），所述H形支架（31）包括两根模架立柱（311）和横梁（312），两根模架立柱（311）竖直固定在钢平台（4）上，两根模架立柱（311）之间水平固定横梁（312），并通过水准仪测量横梁（312）并调平，可将第一环板（11）和第二环板（12）置于横梁（312）上进行锚筋组对；所述模架立柱（311）上固定设置有支架斜撑（36），进一步起到稳定装置的作用。

5.根据权利要求4所述的核电站干保护设备环形埋件结构的安装方法，其特征在于，所述刚性模架（3）上方还设置有加固装置，所述加固装置包括上横梁（33）、钩铁（34）、垫铁（32）及楔铁（35）；将环板本体（1）置于横梁（312）上后，将楔铁（35）设置在环板本体（1）与模架立柱（311）之间，用于控制环板本体（1）径向的自由度；随后将上横梁（33）设置在环板本体（1）上，并在上横梁（33）上设置钩铁（34），钩铁（34）一端与模架立柱（311）连接，另一端与上横梁（33）连接，用于控制环板本体（1）垂直方向的自由度；所述垫铁（32）设置在横梁（312）上表面、环板本体（1）与横梁（312）之间，设计尺寸为100×100×20㎜。

6.根据权利要求3所述的核电站干保护设备环形埋件结构的安装方法，其特征在于，步骤二中，对焊接区域进行施焊之前，还需进行防止锚筋（2）焊接变形的处理，所述防焊接变形通过支撑装置（5）来完成；所述支撑装置（5）包括中心立柱（51）、中心连接板（52）、水平支撑架（54）和连接体（53）；所述中心立柱（51）下端垂直固定在钢平台（4）上，上端水平焊接中心连接板（52），中心连接板（52）位于环板本体（1）中心，所述中心连接板（52）上安装若干组水平支撑架（54），水平支撑架（54）与环板本体（1）通过连接体（53）固定连接；所述环板本体（1）下方还设置有千斤顶（6），可对环板本体（1）起到支撑固定的作用，焊缝焊接完成且完全冷却到环境温度后拆除千斤顶（6）。

7.根据权利要求6所述的核电站干保护设备环形埋件结构的安装方法，其特征在于，所述水平支撑架（54）为槽钢20或者工字钢20，设计数量为8个，均匀设置在环板本体（1）和中心连接板（52）之间，相邻水平支撑架（54）之间的角度为45°，形成刚性的米字形支撑装置；所述千斤顶（6）支设在沿环板本体（1）径向的两根锚筋（2）之间，距两根锚筋（2）中心的距离均为150㎜。

8.根据权利要求3所述的核电站干保护设备环形埋件结构的安装方法，其特征在于，步骤二中，所述锚筋（2）的全熔透穿孔塞焊焊接工艺为：焊接前先对焊接区域进行预热，预热温度控制在50~100℃范围内，由焊工采用SMAW工艺同步对称错位跳焊进行施焊，间隔1个锚筋（2）焊接，每4个锚筋（2）为一个焊接单元，打底和层间填充照此进行，即：锚筋（2）焊缝的打底、填充和盖面全部采用对称错位跳焊的方式施焊，所有锚筋（2）的焊缝打底结束后依次进行填充，每条焊缝一次填充两层后填充下一条焊缝，全部填充完成后再进行盖面，锚筋（2）的正面所有焊缝焊接完成并自检合格后翻身，对锚筋（2）焊缝背面进行清根，清根前需进行预热，预热完成后进行焊接，清根、打磨及焊接，依次采用同步对称错位跳焊的方式进行，每条焊缝一次焊接完成。

9.根据权利要求3所述的核电站干保护设备环形埋件结构的安装方法，其特征在于，步骤六中，所述临时加劲板组（8）包括加劲板（81）、内弧度板（82）和外弧度板（83），所述加劲板（81）固定设置在环板本体（1）的拼接焊缝（14）上、下两面，每一面设置2块；所述内弧度板（82）和外弧度板（83）分别固定设置在拼接焊缝（14）两端，通过焊接加固固定拼接焊缝（14）。

10.根据权利要求3所述的核电站干保护设备环形埋件结构的安装方法，其特征在于，步骤七中，拼接焊缝（14）的焊接工艺为：焊前需对焊接区域使用氧-乙炔火焰进行预热，加热温度控制在100~150℃范围内，两条现场拼接焊缝（14）采用SMAW工艺，每条拼接焊缝（14）由2名焊工进行采取仰焊位置打底、平焊位置清根，仰焊位置加平焊位置对称同步施焊，即：拼接焊缝（14）的打底、填充和盖面，采用仰焊位置焊接一层、平焊位置焊接一层，焊接过程中两条现场拼接焊缝（14）的打底、填充和盖面保持同步。

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