核电厂蒸汽发生器滚转施工新工艺简介

摘要: 蒸汽发生器地面滚转施工是蒸汽发生器吊装施工的重要一环，并且存在施工劳动强度大、安全风险系数高等特点。在海南核电蒸发器吊装施工中，通过吸取岭澳二期等项目在+20m平台微调二次侧人孔至水平的经验，采用在蒸汽发生器抱箍上固定钢丝绳，利用蒸汽发生器本体与抱箍摩擦力进行本体滚转的施工工艺，使施工的安全风险、工期及工人的劳动强度明显降低，并且在滚转施工过程中，蒸汽发生器移动平稳，未出现质量问题。

关键词：蒸汽发生器 滚转施工工艺

中图分类号：TU74文献标识码： A

引言

蒸汽发生器是反应堆厂房质量最重、体积最大、长度最长的主回路设备，其吊装施工具有施工工期长、施工及质量控制难度大、施工安全风险高等特点。部分蒸汽发生器由于制造及运输的需要，不能按照要求的供货状态到达现场，为了达到蒸汽发生器吊装所需要的角度，需要一个在龙门架下滚转的施工工序。目前，蒸汽发生器的滚转施工均采用将蒸汽发生器抱箍拆除后用胶皮、聚四氯乙烯板、薄铁皮等包裹滚转的施工方式进行。在海南昌江核电项目1#机组第二台蒸汽发生器的地面滚转施工中，首次采用了不拆除抱箍，以摩擦力为动力滚转方式进行，使施工工期、工人劳动强度明显降低，施工安全系数等有了明显的提高。

蒸汽发生器滚转目的

蒸汽发生器在龙门架完成卸车施工后，其状态为蒸汽发生器110°、290°中心线垂直于地面（以蒸汽发生器本体2#支腿凸台连接板中心线为0°，4#支腿凸台连接板中心线为180°为准）。为了保证蒸汽发生器翻转抱环的安装及最终竖立后主管道热段方向冲向堆芯，因此需采取在龙门架下0米地面的运输支座上进行滚转148°的施工。滚转完成后，主管道热段管口与蒸汽发生器本体中心线连线应基本处于与水平状态。滚转前状态与滚转后状态详见下图：

图-1蒸汽发生器地面滚转前状态图-2 滚转完成后附图

2 蒸汽发生器原滚转施工工艺

2.1原工艺具体施工步骤

1） 用380T龙门吊略微抬起蒸汽发生器，使蒸汽发生器与底座脱离，在蒸汽发生器与底座之间加聚四氯乙烯板，降低蒸汽发生器在滚转时的摩擦力，并保护蒸汽发生器本体不被磨损。

注：此步骤在蒸汽发生器卸车完成后，380T龙门吊状态为安装吊梁状态。

2） 拆除蒸汽发生器抱箍，用汽车吊将钢丝绳吊起，绕蒸汽发生器重心位置两侧约300mm的位置布置钢丝绳，将钢丝绳缠绕，用120T卸扣将钢丝绳锁紧，在钢丝绳捆绑位置内侧绑扎橡胶板和镀锌铁皮，同时在铁皮与卸扣接触位置衬垫废旧轮胎，防止滚转过程中损伤设备；

3） 在龙门架+20米平台拆除蒸汽发生器水平吊梁，连接翻滚专用的320T吊钩到380T吊具上，并将钢丝绳圈挂入专用吊钩上；

4）缓慢提升320T吊钩，将蒸汽发生器顺时针方向分次滚转148°，一般需进行4—5次的提升滚转施工，才能使蒸汽发生器到达预定角度，在滚转过程中，注意保护蒸汽发生器接管嘴。

照片1 滚转准备工作完成状态

2.2 蒸汽发生器原滚转施工原工艺原理

按照图-2所示，蒸汽发生器左半部分受到拉力F作用，使蒸汽发生器左半部分脱离底座的接触。蒸汽发生器自身重力分解力G1与支持力T抵消，而沿蒸汽发生器本体切向方向的重力分解力G2与蒸汽发生器和底座之间的摩擦力同时发生作用，由于在蒸汽发生器与底座之间加衬了聚四氯乙烯板，摩擦力较小，在（G2-f）的作用下，蒸汽发生器本体发生顺时针转动。随着转动的进行，G2分力越来越小，当G2=f时，蒸汽发生器停止转动，一次滚转施工完成，重复以上步骤，即完成了蒸汽发生器的滚转施工。

图-2蒸汽发生器滚转受力分解图

3 蒸汽发生器新滚转施工工艺

3.1 新工艺具体施工步骤

蒸汽发生器的抱箍不拆卸，龙门吊吊具保持卸车时的状态，不需要进行320T钩头的替换。两端支座上的聚四氯乙烯板仍要添加，减小摩擦。

直接在蒸汽发生器抱箍上用橡胶、薄铁皮进行包裹。

380T吊车吊梁下降，使钢丝绳处于松弛状态，用20T手拉葫芦将左端钢丝绳底部与蒸汽发生器抱箍连接（此处具体施工见照片3及图3），拉拽手拉葫芦，使左端钢丝绳绷紧，右端钢丝绳松弛。然后提升380T吊梁，在摩擦力的作用下，蒸汽发生器发生滚转。

照片2在抱箍上加衬橡胶板照片3用手拉葫芦连接抱箍和钢丝绳

图3 钢丝绳与抱箍、倒链连接图

3.2 蒸汽发生器新滚转施工原理

具体受力分析详见图-3，钢丝绳与抱箍通过手拉葫芦相连接，当提升380T吊梁时，钢丝绳拉力F通过力的传导，使抱箍出现转动趋势，随即出现了使蒸汽发生器顺时针旋转的摩擦力f1，与此同时，蒸汽发生器本体与底座之间出现阻碍蒸汽发生器顺时针转动的摩擦力f2，由于蒸汽发生器与底座间加衬了聚四氯乙烯板，摩擦力f2较小，因此在（f1-f2）的作用下，蒸汽发生器发生顺时针转动。随着蒸汽发生器的转动，右端钢丝绳趋于绷紧，蒸汽发生器停止转动，一次滚转施工完成。详见下图：

图-4改进后蒸汽发生器受力分析图

注：新工艺中存在一个手拉葫芦吨位选择的问题，按照新工艺原理，手拉葫芦承受拉力应大于蒸汽发生器本体和底座的摩擦力，具体计算如下：

根据《各材质摩擦系数表》查询得到，聚四氯乙烯板的摩擦系数为0.04。

根据摩擦力计算公式f2=G×0.04 G----蒸汽发生器重力

蒸汽发生器本体理论重量340T

由以上可得：f2=340×1000×9.8×0.04=133.28KN

因此手拉葫芦额定拉力大于133.28KN即可，20T手拉葫芦满足现场使用要求。

4 原施工工艺与新工艺的对比

以下以海南昌江核电第一台、第二台蒸汽发生器滚转施工实际情况进行对比进行。

原有工艺 改进工艺

工期方面（有效施工工时） 12工时（施工人员13人） 新施工工艺减少了2次380T吊梁与320T吊钩的转换施工，并且橡胶板、薄铁皮的铺设面积大量减少，实际使用4工时（施工人员11人）

安全风险方面 原有工艺大量施工需在蒸汽发生器上部完成，高空作业较多

新工艺施工大部分工作在地面完成。作业安全风险低

施工人员劳动强度方面 -- 减少了2次380T吊梁与320T吊钩的转换施工

质量方面 钢丝绳卸扣部位作用力较大，可能存在损伤设备本体的风险

新工艺不需要使用卸扣，并且作用力均匀

表-1

优点：新的蒸汽发生器滚转施工工艺，在质量方面，消除了主要作用力集中于一处的弊端，使作用力均匀的分布在抱箍与蒸汽发生器接触面内，减小了损伤蒸汽发生器本体的风险；在安全方面，大量减少了高空作业，明显降低了安全风险；在工期进度与劳动强度方面，减少了两次钩头转换施工，减小了施工人员劳动强度、施工工期压力。

不足：新的蒸汽发生器滚转施工工艺主要滚转动力来源于摩擦力，因此单次滚转角度不会太大，根据实际测量，每次平均滚转在300mm-400mm左右。蒸汽发生器本体直径4487.8，按照此数据计算：

L=ΠR*148/360=3.14**4487.8148/360=5793mm

N=L/400≈15次

L----滚转长度

R----蒸汽发生器大头端直径

N----滚转次数

因此新工艺的滚转次数最少需要15次才能滚转至需求角度，而原施工工艺只需4-5次即可。

4 结论

综上所述，新的蒸汽发生器滚转施工工艺在质量、进度、安全风险等各方面均有较大幅度的提升，为整个紧张的蒸汽发生器吊装施工工期节省了较大的空间，避免了施工人员高强度的疲劳施工，从人员因素的方面也减小了发生质量问题的风险，因此，此方案可试行推广并继续改进。

参考资料

技术标准：海南昌江核电《蒸汽发生器安装技术要求》起草：王园 编号0738XS-420680-JT1

日期：2013.02.13

《起重吊装常用数据手册》 作者：杨文渊2001.08出版社：人民交通出版社出版日期：2001.08

《常用材料摩擦系数查询表》

《起重机械使用管理规则》 起草：周根荣、郑江明、尚洪等编号：TSG Q5001-2009

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布日期：2009.08.31