任阿琦 劉明輝 程振國(guó)

(中國(guó)中原對(duì)外工程有限公司，北京 100191)

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ACP1000核電機(jī)組鋼襯里模塊吊裝技術(shù)研究

任阿琦 劉明輝 程振國(guó)

(中國(guó)中原對(duì)外工程有限公司，北京 100191)

探討了ACP1000核電機(jī)組鋼襯里模塊的主要技術(shù)參數(shù)，從起重機(jī)選擇、模塊吊裝索具、地基承載力與風(fēng)載荷計(jì)算等方面,分析了該核電機(jī)組鋼襯里模塊的吊裝技術(shù)，為類似工程提供參考。

核電站，鋼襯里模塊，吊裝技術(shù)，起重機(jī)

在ACP1000核電站中，核反應(yīng)堆廠房安全殼為預(yù)應(yīng)力混凝土筒體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁設(shè)密封鋼襯里。鋼襯里主要由底板、加腋區(qū)、筒體、穹頂?shù)人拇蟛糠纸M成的一個(gè)密封體，主要由Q235鋼板焊接而成。模塊化施工是將鋼襯里壁板在拼裝場(chǎng)地預(yù)制為若干筒體模塊，利用大型起重機(jī)將模塊整體吊裝就位。鋼襯里模塊在吊裝施工中，整體吊裝重量大，多組吊索具協(xié)同受力，迎風(fēng)面大，地基承載力要求高，因此，本文通過(guò)研究起重機(jī)選擇，吊索具受力分析，地基承載力和風(fēng)載荷等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，希望為國(guó)內(nèi)外核電項(xiàng)目鋼襯里模塊化施工技術(shù)提供借鑒。

1 鋼襯里模塊主要技術(shù)參數(shù)

ACP1000核電機(jī)組中，安全殼鋼襯里筒體的第一層至第四層采取模塊化施工，即每一層為一個(gè)模塊，共設(shè)四個(gè)模塊M1～M4。模塊M1的下口安裝在加腋區(qū)環(huán)板的加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)上，M2的下口與M1的上口對(duì)接，M3的下口與M2的上口對(duì)接，M4的下口與M3的上口對(duì)接。每個(gè)模塊包括壁板、貫穿件和內(nèi)側(cè)走道板。壁板由鋼板、環(huán)向和縱向加勁角鋼和連接件組成內(nèi)徑R=23.4 m的筒體。各個(gè)模塊的具體參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 各模塊參數(shù)表

每個(gè)模塊均由12塊車間預(yù)制合格的壁板拼裝而成，壁板拼裝完成后，在拼焊好的筒體上安裝錨固件和貫穿件套筒，為減少因大直徑貫穿件套筒自重引起的鋼襯里板變形，吊裝前在模塊上僅考慮安裝直徑不大于550 mm以及距離下口環(huán)向焊縫不小于1 000 mm范圍、距離上口環(huán)向焊縫不小于500 mm范圍的貫穿件套筒，剩余的貫穿件套筒在模塊吊裝完成后安裝。

2 吊裝技術(shù)分析

2.1 起重機(jī)選擇

鋼襯里模塊的最大吊裝重量為82 t，吊裝專用吊索具的重量為65 t，吊裝總載荷為上述重量之和，為147 t，工作半經(jīng)為125 m，吊裝高度為70 m。

根據(jù)上述吊裝參數(shù)和核電現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有的大型起重機(jī)的情況，擬選用的利勃海爾LR13000起重機(jī)，該起重機(jī)的具體參數(shù)如表2所示。

表2 起重機(jī)參數(shù)表

經(jīng)計(jì)算，該起重機(jī)的吊裝重量、起升高度、載荷率等均符合吊裝要求。

2.2 模塊吊裝索具

1)主要參數(shù)。模塊采用專用吊具網(wǎng)架進(jìn)行吊裝，網(wǎng)架上弦吊點(diǎn)數(shù)量為8個(gè)，沿圓周45°均勻分布。網(wǎng)架下弦吊點(diǎn)數(shù)量為48個(gè)，沿圓周7.5°均勻分布，下弦吊點(diǎn)的設(shè)計(jì)載荷為3.5 t，吊裝壓制鋼絲繩索具與吊點(diǎn)平面所形成的角度β=54.5°。

2)吊裝主鋼絲繩的計(jì)算及選取。吊裝主鋼絲繩受力計(jì)算。

Q1=G×K1×K2=118.1×1.1×1.1=143。

其中，Q1為模塊及吊索具重量；K1為動(dòng)載系數(shù)，K1=1.1；K2為吊點(diǎn)不均衡載荷系數(shù)，K2=1.1。

S=Q1÷n÷sinβ=143÷8÷sin54.5°=21.96。

計(jì)算可得，主鋼絲繩受力21.96 t。鋼絲繩的最小破斷拉力總和計(jì)算如下：

其中，P為鋼絲繩的最小破斷拉力總和；K為鋼絲繩安全系數(shù)，選取K=8；ψ為鋼絲繩折減系數(shù)，選擇ψ=0.82。經(jīng)計(jì)算，可選用6×37(a)+IWR-1770，d=66 mm的鋼絲繩作主鋼絲繩，其最小破斷拉力為2 740 kN。

2.3 地基承載力計(jì)算

根據(jù)履帶式起重機(jī)自帶軟件計(jì)算可得，鋼襯里模塊吊裝時(shí)，最大地基承載力要求60 t/m2，為降低起重機(jī)接地比壓，專門制作了6 m×3 m×0.35 m的路基箱供起重機(jī)使用。鋼襯里模塊吊裝時(shí)，路基箱橫向鋪設(shè)，接地比壓根據(jù)其面積和履帶接地面積作比較近似計(jì)算。則：

路基箱接地面積：S1=6×3×14=252 m2。

履帶接地面積：S2=21×2.4×2=100.8 m2。

兩者之比：252/100.8=2.5。

路基箱的不均勻擴(kuò)散系數(shù)取1.5，故為鋼襯里模塊的地基承載力要求為60×1.5/2.5=36 t/m2。

2.4 風(fēng)載荷計(jì)算

模塊偏擺產(chǎn)生附加風(fēng)載荷，使起重機(jī)負(fù)荷率增加?！镀鹬貦C(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中給出的起重機(jī)起吊物品所受的風(fēng)載荷安全系數(shù)最小值為1.5%，為確保K2K3施工現(xiàn)場(chǎng)起重機(jī)的安全使用，將模塊吊裝風(fēng)載荷控制在實(shí)際起吊重量的1%以內(nèi)進(jìn)行吊裝計(jì)算。模塊實(shí)際吊裝重量取值147 t。筒體模塊的迎風(fēng)面積最大有效迎風(fēng)面積為267.5 m2。

根據(jù)GB/T 3811—2008起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)起重機(jī)吊運(yùn)物體作用的風(fēng)載計(jì)算公式：

PWQX=1.2×AP×P。

其中，AP為有效迎風(fēng)面積;P為工作狀態(tài)計(jì)算風(fēng)壓,N/m2，P=0.625VS2(VS為風(fēng)速)。

按照額定起重量的1%計(jì)算：

PWQX=147 t×1 000 kg×1%×9.8 N/kg=14 406 N。

將數(shù)據(jù)代入式中計(jì)算得：VS=8.47 m/s,鋼襯里模塊吊裝風(fēng)速控制在8.47 m/s之內(nèi)，吊裝過(guò)程的風(fēng)載荷滿足規(guī)范要求。

3 結(jié)語(yǔ)

鋼襯里模塊吊裝作為ACP1000核電站建設(shè)過(guò)程中的重要施工活動(dòng)，因其重量重、高空就位、迎風(fēng)面大等特點(diǎn)，帶來(lái)一系列的風(fēng)險(xiǎn)和困難。本文通過(guò)起重機(jī)選擇，吊索具受力分析，地基承載力和風(fēng)載荷等，提出鋼襯里模塊吊裝技術(shù)的關(guān)鍵參數(shù)，為后續(xù)核電項(xiàng)目鋼襯里模塊吊裝提供有益的借鑒。

[1] 劉 曉.核島鋼襯里筒體模塊化吊裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及可靠性分析[D].大連：大連交通大學(xué),2012.

[2] 汪金海.AP1000核電機(jī)組鋼制安全殼頂封頭吊裝技術(shù)[J].科技風(fēng)，2013(8)：32.

Research on steel lining module hoisting technology of ACP1000 nuclear power unit

Ren Aqi Liu Minghui Cheng Zhenguo

(ChinaZhongyuanExternalEngineeringLimitedCompany,Beijing100191,China)

This paper discussed the main technical parameters of ACP1000 nuclear power unit steel lining module, from the crane selection, module hoisting rigging, foundation bearing capacity and wind load calculation and other aspects, analyzed the hoisting technology of the nuclear power unit steel lining module, provided reference for similar engineering.

nuclear power plant, steel lining module, hoisting technology, crane

1009-6825(2017)10-0100-02

2017-01-21

任阿琦(1982- )，男，工程師； 劉明輝(1985- )，男，工程師

TU745.7

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