国内首台核电站EPR机组定子吊装方案

摘要：台山核电站epr机组为中法合资建设，单机容量1750MW，为世界上最大的核电机组，。发电机定子是迄今为止制造技术难度最高、结构最复杂、体积最大、重量最重的核能发电机定子，也是目前世界最大单机容量发电机定子，吊装施工难度较大，本轮对EPR定子吊装做详细阐述。

关键词：核电机组定子吊装荷载分析液压提升装置

中图分类号：[TL48] 文献标识码：A

一、概述

台山核电站EPR机组发电机定子起吊重量为495.3t（不包括端罩），子外形尺寸为13.3m×4.4m×4.5m。定子安装在汽机房A—B排之间标高为10.9m运转层的基础上。

经分析，定子吊装方式具体是在汽机房C~E轴之间、10号轴线山墙外，对应发电机定子中心轴线上安装专用吊装架，然后在吊装架上铺设专用拖运轨道，在轨道上布置液压顶升系统（包括液压顶升塔、液压提升装置、轨道、吊装梁等），利用液压顶升系统将定子从吊装架内起吊，经过旋转、平移后将其运送到厂房内+10.9m运转层的基础就位。

二、编制依据

《电力建设安全工作规程》DL5009.1—2002

《电力建设及施工验收规范（汽机篇）》DL5001—92

34PT8552WT/771t液压顶升塔和LSD200液压提升装置（200t）的使用性能资料；

EPR定子厂家相关图纸；

三、主要施工机械、工机具

34PT8552WT/771t液压顶升塔1套，LSD200液压提升装置（200t） 4台，抬吊梁具，500t级 1套（包括2对吊装梁机1对扁担）；

600t吊钩 1件，QGZH480型液压平板车一辆 (12×4轴线696t工况)，150t履带吊（51m主臂）1台；

吊装绳2对。

四、作业前的准备工作

4.1汽机房D轴钢柱及C~E轴之间10轴外墙的+10.9m以上部分需缓装，待发电机定子吊装完成后才能安装；

4.2汽机房10号轴线外墙外布满了各种廊道，专用吊装架的支腿布置需考虑的方式为—内侧两个支腿布置在距离汽机房10号轴线外5.027m的挡土墙隔段墙外侧的支承平台上 (平台距离地面约-2380mm)，外侧两个支腿则布置在HGM廊道底板上，其中支承平台相应的挡土墙隔段墙外侧部分需如图所示方式加宽预制，而且平台内需按要求预埋相应的地脚螺栓；对应外侧支腿的HGM廊道与HGP廊道需按图示要求加厚盖板和管壁，以满足吊装作业时能将对应支腿产生的作用力通过HGM廊道与HGP廊道对应的盖板和管壁传递到HGP廊道底部以下的地基（前提是地基能满足荷载要求）；

4.3专用吊装架安装时，各支腿对应基础内的预埋螺栓要与吊装架底座连接；

专用吊装架内侧两个支腿所需支承平台及MX厂房汽机岛上的轨道梁支承点最大承受压力约370t，须由设计院确认满足施工要求；

4.4发电机定子运输至专用吊装架下起吊需经过汽机房10号轴线山墙外部分地下布置了廊道的区域，运输前必须保证所经区域满足所需耐压能力要求。

五、施工程序

专用吊装架的安装布置：验收专用吊装架基础及预埋螺栓，按施工及设计要求安装专用吊装架。

轨道梁敷设：按照轨道梁布置布置图纸敷设，轨道梁顶部进行刻度标识，连接完成后，全梁的水平度要满足顶升塔的要求，左右两梁平行度

液压顶升塔布置：根据附图要求将四个液压顶升塔布置在两个轨道梁上，在液压顶升塔顶布置液压提升装置支承梁。

液压提升装置的布置：在支承梁上按照吊点的位置布置4台液压提升装置及吊挂梁组合件，搭设钢索导向架，注意方向，穿钢索，每台液压提升装置穿19条23m的钢索。

扁担梁的布置：对中扁担梁通过连接销与1根下扁担梁连接，下扁担通过连接销与600t钩连接，600t钩通过吊装钢丝绳与定子的吊耳连接。

定子旋转及提升：用696t液压平板车将发电机定子运到#1、#2汽机房检修口液压顶升塔吊装系统的600t钩下，挂好起吊钢丝绳；将定子提升200mm，停置10分钟，检查吊装架、液压提升装置、钢索、钢丝绳的受力情况；再提升200mm，下降200mm，检查液压提升装置上锚头卡爪动作；确认吊装架及液压顶升系统受力正常的情况下，按照定子就位方向，利用人工将定子旋转90o，使定子中心线与就位方向一致；4台液压提升装置同时提升，指派专人进行液压提升装置的监护；待定子提升到汽机平台面+10.9m以上500mm后停止提升。

拖运：检查四个液压提升塔的连接，检查轨道接头处有无高低差，启动液压提升塔行走驱动系统，行走驱动过程要缓慢，要求左右的行走距离误差

就位：利用液压提升塔行走驱动系统将定子拖运到就位基础正上方，停止移动；启运液压提升装置，将定子下降到就位上方约250mm处；下降液压提升塔，直至定子完全就位；解除和定子吊耳的连接，将液压顶升塔吊装系统开回专用吊装架上，用主厂房行车和150t履带吊拆除到地面；然后，用汽机房行车及150t履带吊配合拆除轨道梁及吊装架。

六、有关计算

1）、液压顶升塔：液压顶升塔型号为34PT8552WT，额定吊重为771t。

2）、液压顶升塔载荷情况：发电机定子 495.3 t+液压提升装置套件（液压提升装置、钢丝绳、吊钩、扁担梁等）133.3 t，总重626.6 t。

3）、液压顶升塔负荷率为：η=(626.6-40)/ 771×100%=81.3%（安全）

4）、液压提升装置GYT200负荷率计算：由上述载荷情况可计算得液压提升装置LSD-200平均负荷率

η1=1.1×507.9.5/(200×4)×100% =63.5%（安全）

5）、吊装钢丝绳校核：定子吊装选用2对Ø68mm，长20m，8×37+FC钢丝绳，公称抗拉强度为1770MPa，破断拉力为2340KN，采用4绳16股吊装，钢丝绳夹角为40°，则钢丝绳安全倍数为：

6）、21m拖运梁验算

本方案中，吊装系统所经过的最大跨距约为20.72m，下面是对20.72m拖运梁的验算。

拖运梁截面尺寸右图所示，每根拖运梁是由两根箱形梁组合而成，材质为Q345，单根箱形梁截面参数如下：

I=49102669.583cm4 ， W=6.14×104cm3

20.72m拖运梁单梁上所受荷载为152.9t，荷载所引起的最大应力为：

，满足要求；

轨道梁的挠度计算：轨道梁材料弹性模数E=2.1×105 N /mm2，截面惯性矩可计算得I=49102669583mm4，单位重量为q=3000kg/m，梁上两个受力点间距L=8000mm，则定子重量作用下轨道梁产生的挠度f=PaL2（3-4（a/L）2）/24EI =21.7mm

轨道梁自重产生的挠度f梁=5*q L4/（384EI）≈6.8mm

则轨道梁综合产生的挠度f综= f+ f梁=28.5mm>L/750=27.6mm，需适当对梁进行加固以减少所产生的挠度。

7）、12m吊装单梁验算

本方案中，12m吊装单梁截面尺寸如右图所示。

12m吊装梁是用12m拖运梁中的箱形梁充当，材质为Q345，截面尺寸如图1所示，截面参数：

I=49102669.583cm4 ， W=6.14×104cm3

12m吊装单梁上所受荷载为258.6t，荷载所引起的最大应力为：

,

满足要求

七、组织和安全措施

实施前，须由实施吊装的执行部门编制作业指导书，并按《职业健康安全管理体系》进行危险源分析和评价；

实施吊装的执行部门须在作业指导书中明确各工具的相关要求，并在质量计划中对这些要求予以体现；

成立定子吊装组织机构，由施工技术负责人作技术安全交底，并作好交底记录，特种作业施工人员必须持证上岗；

吊装现场必须用安全警示带或围栏，无关人员不得入内；

吊装过程中坚持统一指挥原则，严禁多头指挥，确保命令的准确性和唯一性；

全体施工人员必须进行高空作业体检合格，进入施工现场应戴好安帽，高空作业安全带应扣在牢固的地方，并严格遵守安全规程的其它要求；

在定子起吊前，顶升塔必须升至两节高度并将其锁定；四组液压提升装置提升速度保持一致，吊点高差≤10mm；

液压提升装置在使用过程中需安排人员监督油路上的各联接点并准备油桶之类的盛接物件和碎布，以防油路油液渗漏污染环境；

定子在移动过程中需安排人员监督和保护油管，以防油管给物件划破，造成油压下降。

参考文献：

1. 罗顶瑞，朱兆华 《大型吊装组织设计与方案实例分析》 化学工业出版社，2008。

2. 张顺 孙浩波 《起重机械与吊装作业安全管理》《起重运输机械》2007年 第12期 。

3.  林汉丁 《起重吊装受力控制的数学模型》 《南京建筑工程学院学报》1996年 第4期