核反应堆压力容器保温层的安装方法.pdf

本发明涉及核反应堆压力容器保温层的安装方法，为了优化整个核岛安装工期，本发明中先将连接环、吊架、槽钢圈、筒体保温板等组装为预制整体，并将该预制整体吊装到反应堆竖井，然后再吊装压力容器，最后拆除安装过程中的辅助部件并进行适当的调整；其中，在压力容器安装时，用一天时间即可完成筒体保温层的安装工作，与现有技术的进度计划中的9天时间相比可节约了8天时间；本发明中，可避免环吊长时间多次重载运行，从而可降低环吊发生事故的概率；还可避免压力容器及其保温层被多次从反应堆竖井吊进吊出，从而可减少保温层外表面被碰伤的概率。

1、  一种核反应堆压力容器保温层的安装方法，其特征在于，按以下步骤安装筒体保温层：
(1)利用辅助部件将所述筒体保温层中的连接环(P73/74)、吊架(P75)、筒体保温板(P1/9)组装为预制整体；
(2)将所述预制整体吊装到反应堆竖井，并放于压力容器支撑件(109)上；
(3)将需安装的压力容器(101)吊装到所述反应堆竖井上方，当压力容器下落并穿入所述预制整体一段距离后，将所述筒体保温层的支撑环(P71/72)安装在压力容器的管嘴(103)上方；
(4)将所述支撑环(P71/72)与吊架(P75)连接起来，再将所述压力容器(101)调整就位。

2、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辅助部件包括槽钢圈(104)、连接板(106)和调节板(107)；
所述调节板(107)装于连接环(P73/74)的外侧并用于调节连接环(P73/74)的直径；
所述连接环(P73/74)与吊架(P75)之间为螺栓连接；
所述连接板(106)焊接在吊架(P75)的外侧上，且连接板(106)的下端面坐落在槽钢圈(104)的上表面。

3、  根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述槽钢圈(104)底面均匀焊接有至少三块底板(105)。

4、  根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中共有六块所述底板(104)，并分别设于所述槽钢圈(104)底面的0°、60°、120°、180°、240°、300°位置。

5、  根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，先将辅助部件中的槽钢圈(104)、连接板(106)和调节板(107)与所述保温层中的连接环(P73/74)和吊架(P75)组装在一起；再将它们吊装至一个台架上；再将上部筒体保温板(P9)装于连接环(P73/74)下部，然后再逐层安装其余筒体保温板(P1)，直至组装出所述预制整体

6、  根据权利要求3-5中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，先在所述压力容器支撑件(109)上放置与所述底板(103)一一对应的多个千斤顶(108)；再将所述预制整体吊起一定高度，并拆除所述台架；再将所述预制整体吊装到反应堆竖井，并放于压力容器支撑件(109)上。

7、  根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，将所述支撑环(P71/72)与吊架(P75)连接起来之后，先拆除所述千斤顶(108)、槽钢圈(104)、连接板(106)和调节板(107)的辅助部件，再将所述压力容器(101)调整就位。

8、  根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述压力容器安装就位于所述压力容器支撑件(109)上。

核反应堆压力容器保温层的安装方法
技术领域
本发明涉及核电厂内基本设备的安装，涉及核反应堆压力容器保温层的安装方法。
背景技术
在《反应堆压力容器保温层设备规格书》(中国核动力研究设计院，2004-09-15出版)中规定：“筒体保温层应在压力容器坐落在容器支撑上，调整合格后再用环吊吊起进行从上到下垂直安装，保温层安装完毕后再将压力容器回坐到支撑上”。
以广东核电集团岭澳核电站二期工程为例，按照上述要求，岭澳核电站二期工程“核岛安装三级计划”中，“压力容器引入并安装在反应堆厂房”的施工作业工期为27个工作日。在压力容器安装过程中，还需穿插保温层的安装工作，该项工作计划工期9个工作日。
核反应堆压力容器保温层的作用，是减少反应堆热损失，并确保反应堆周围环境温度不会过高。保温层被设置在反应堆压力容器外侧，主要包括以下几个部分：顶盖保温层、管嘴区保温层、筒体保温层和底封头保温层。其中，各部分保温层主要由若干保温板用铆钉或螺栓相互连接而成。保温板是构成保温层的主要部件，其外壳是双面抛光成镜面的奥氏体不锈钢薄板，壳内装有若干层紧密排列的反射层(通常由0.03～0.05mm厚度的奥氏体不锈钢箔按一定花型压制而成)。
安装过程中，影响安装进度的主要是筒体保温层102，如图1所示，其余各部分保温层是在压力容器101就位后再逐步安装的。本发明的重点也在于筒体保温层102的安装改进。
为了更清楚地显示图1中所示筒体保温层102的结构，更方便描述其安装过程，可将整个筒体保温层102展开如图2所示，相当于将筒状结构展开为平面结构。可以看出，筒体保温层共分以下几个部分：
1)支撑环P71/72，构成一个圆形钢结构，用于支撑整个筒体保温层的重量；其中P71和P72是两种弧形钢结构，它们与压力容器管嘴接触部位的结构尺寸所有不同，所以有两种编号；本发明中为了便于理解，采用了行业的习惯编号；其中，如果相同名称的部件具有不同编号，则表示它们之间的规格不同。
2)吊架P75，包括6个垂直钢结构，通过它们可将支撑环P71/72与连接环P73/74连接起来。
3)连接环P73/74，构成一个圆形钢结构，安装在吊架P75下面，是筒体保温层的最上缘。
4)筒体保温板P1/9，是筒体保温层的主体部分，由8块上部保温板P9和64块其余筒体保温板P1组成。
5)底部角向保温板P28/29，是筒体保温层的最下缘。
6)法兰边缘保温板P77/78，这些保温板是在压力容器就位后安装的，即图形最上部分。
根据《反应堆压力容器保温层设备规格书》中的规定，现有技术中，筒体保温层是在压力容器安装就位并调整合格后，再从反应堆竖井中将压力容器101吊起，然后沿压力容器外壁从上而下地安装的。基本上每天安装一段，收工时将压力容器和已经装好的部分保温层落入反应堆竖井，次日开工后再将压力容器从反应堆竖井中提起继续安装下一段保温层。如此往复，需要约9个工作日。主要施工步骤为：
1)压力容器落入反应堆竖井并就位于压力容器的支撑件(习惯上称之为压力容器支撑环)上；
2)安装支撑环P71/72；其中，支撑环P71/72是一个整体概念，是筒体保温层的支撑，与上一步中的压力容器支撑件是不同部件。
3)提起压力容器约500mm高度，安装吊架P75；
4)安装连接环P73/74；
5)压力容器落入反应堆竖井并就位于压力容器支撑件上；
6)提起压力容器，安装最上部的筒体保温板P9；
7)压力容器落入反应堆竖井并就位于压力容器支撑件上；
8)提起压力容器，安装其余筒体保温板P1；依此反复，安装各段筒体保温板P1；
9)提起压力容器，安装底部角向保温板P28/29，最后让压力容器落入反应堆竖井并就位于压力容器支撑件上。
其中，总的安装步骤取决于现场条件、环吊可用、施工人员(包括起重指挥人员、环吊司机、安装钳工、测量人员等)的技能、加班时间等因素，本文中的环吊是指环形吊车。不难发现，上述安装过程存在以下问题：
1)压力容器筒体保温层的安装施工占用核岛安装关键路径时间较长，根据通常的进度计划需要9个工作日，会影响压力容器安装完工时间。
2)安装过程中使用的环吊需长时间多次重载(压力容器净重256.6吨)运行，不安全概率增大。
3)压力容器及其保温层被多次从反应堆竖井吊进吊出，增加了保温层外表面被碰伤的概率。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明要解决的首要问题是将压力容器筒体保温层安装所需的9个工作日从压力容器安装所需的27个工作日中移除，从而使整个核岛安装工期得到优化，并确保压力容器筒体保温层的安装更安全、更可靠。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种核反应堆压力容器保温层的安装方法，其中按以下步骤安装筒体保温层：
(1)利用辅助部件将所述筒体保温层中的连接环、吊架、筒体保温板组装为预制整体；
(2)将所述预制整体吊装到反应堆竖井，并放于压力容器支撑件上；
(3)将需安装的压力容器吊装到所述反应堆竖井上方，当压力容器下落并穿入所述预制整体一段距离后，将所述筒体保温层的支撑环安装在压力容器的管嘴上方；
(4)将所述支撑环与吊架连接起来，再将所述压力容器调整就位。
本发明中，所述辅助部件可包括槽钢圈、连接板和调节板；所述调节板装于连接环的外侧并用于调节连接环的直径；所述连接环与吊架之间为螺栓连接；所述连接板焊接在吊架的外侧上，且连接板的下端面坐落在槽钢圈的上表面。
本发明中，在所述槽钢圈底面均匀焊接有至少三块底板。最好有六块所述底板，并分别设于所述槽钢圈底面的0°、60°、120°、180°、240°、300°位置。
在本发明的所述步骤(1)中，可先将辅助部件中的槽钢圈、连接板和调节板与所述保温层中的连接环和吊架组装在一起；再将它们吊装至一个台架上；再将上部筒体保温板装于连接环下部，然后再逐层安装其余筒体保温板，直至组装出所述预制整体
在本发明的所述步骤(2)中，先在所述压力容器支撑件上放置与所述底板一一对应的多个千斤顶；再将所述预制整体吊起一定高度，并拆除所述台架；再将所述预制整体吊装到反应堆竖井，并放于压力容器支撑件上。
由上述技术方案可以看出，本发明中，保温层是在现场提前组装的，不会占用压力容器的安装过程；在压力容器安装时用一天时间即可完成保温层的安装工作，与现有技术的进度计划中的9天时间相比可节约了8天时间，从而可使压力容器的安装提前完工。另外，本发明中，可避免环吊长时间多次重载运行，从而可降低环吊发生事故的概率；还可避免压力容器及其保温层被多次从反应堆竖井吊进吊出，从而可减少保温层外表面被碰伤的概率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是压力容器及其保温层的结构简图；
图2是压力容器的筒体保温层的展开图；
图3是图2中P77/78、P75、以及P73之间的连接关系放大图；
图4是本发明一个优选实施例中使用的槽钢圈的结构示意图；
图5是本发明一个优选实施例中连接环、吊架、槽钢圈之间结构示意图；
图6是本发明一个优选实施例中筒体保温层的安装结构示意图；
图7是图6中以槽钢圈为中心的放大示意图。
具体实施方式
一、筒体保温层的现场组装
本发明涉及的改进是筒体保温层，而现场组装的主要范围是筒体保温层中除了支撑环P71/72和法兰边缘保温板P77/78之外的其他所有部件。
本实施例中，紧邻冷却剂管嘴103下方的压力容器101的外径不超过Φ4435mm。由于保温层内壁与压力容器外壁之间的间隙为18.5mm，所以，连接环P73/74的内径为4435+18.5+18.5＝Φ4472mm。
为了保持连接环P73/74的圆度和刚度，具体实施时，预先制作一个槽钢圈。如图4所示，该槽钢圈104由三段圆弧钢材连接而成，三者之间由螺栓连接。槽钢圈的内径必须大于连接环P73/74的外径Φ4610mm，同时还需考虑连接环的连接螺栓凸出的高度(比如在与螺栓对应的部位预先开孔以避免槽钢圈与螺栓干涉)。从图4中可以看出，在槽钢圈的0°、60°、120°、180°、240°、300°位置分别焊接有一块底板105，该底板在后续安装过程中被千斤顶所支撑。
如图5所示，其中连接环P73/74的直径通过调节板107调节，因为槽钢圈的内径是一定的，所以可以通过增加或减少调节板的厚度来调节连接环的直径；调节完成后，将调节板点焊在槽钢圈上。连接环P73/74与吊架P75之间为螺栓连接；槽钢圈104是整体承重件；连接板106的截面为直角梯形结构，其侧端面焊在吊架P75上，其下端面坐落在槽钢圈104上。
按图5进行组装，然后将组装好的连接环P73/74、吊架P75和槽钢圈104一起吊装至一个台架上，再逐层组装筒体保温板P1/9。最终得到由连接环P73/74、吊架P75、槽钢圈104、筒体保温板P1/9、连接板106、以及调节板107组成的预制整体。吊装时使用的临时吊具，可用两根长度与槽钢圈外径相等的工字钢梁制作。
组装过程中使用的台架则是预先在反应堆厂房20米平台划定的组装区域，用脚手架按要求搭设而成，其作用是支撑槽钢圈104，进而支撑整个预制整体。台架搭设的要求：
1)台架总高度满足保温层组装需要，本实施例中为9m；
2)台架应是环形的，内径必须大于保温层的外径，本实施例中为5m；
3)台架不能影响保温层组装，特别是铆钉连接处。
具体组装时，如果台架的局部位置影响铆钉安装时，可以通过旋转保温层来实现；另外，调节板等直接与保温层接触的部件应使用不锈钢材料。
二、筒体保温层安装到压力容器
上述现场组装，可得到由连接环P73/74、吊架P75、槽钢圈104、筒体保温板P1/9、连接板106、以及调节板107组成的预制整体。然后，如图6所示，在压力容器支撑件109上放置六个千斤顶108，千斤顶的位置与槽钢圈上六个底板105的位置一一对应，然后将各个千斤顶调节至相同的标高。
通过临时吊具和环吊将前述预制整体吊起一定高度，然后拆除所述台架，再将预制整体吊装到反应堆竖井，并放于压力容器支撑件109上的千斤顶108上，其中，每个千斤顶的上部正好对准底板105的下表面。具体实施时，底板和千斤顶的数量可进行适当的调整，例如同为三个，或同为八个。
然后拆除临时吊具，再组装压力容器吊具，并将压力容器直接吊装到反应堆竖井上方。
当压力容器下落并穿入保温层一段距离后，将保温层的支撑环P71/72安装在压力容器主管嘴上方。
然后调节筒体保温层(例如通过调节连接环P73/74与压力容器外壁的距离进行调节)，再将支撑环P71/72与吊架P75连接起来。
拆除千斤顶108、槽钢圈104、连接板106和调节板107这些辅助部件。
最后将压力容器安装就位，放置于压力容器支撑件109上，并调整到最佳位置。
由上述实施例可以看出，其中先将连接环P73/74、吊架P75、槽钢圈104、筒体保温板P1/9等组装为预制整体，并将该预制整体吊装到反应堆竖井，然后再吊装压力容器，最后拆除安装过程中的辅助部件并进行适当的调整；可见，筒体保温层是在现场提前组装的，不会占用压力容器的安装过程，在压力容器安装时，用一天时间即可完成筒体保温层的安装工作，与现有技术的进度计划中的9天时间相比可节约了8天时间，从而可使压力容器的安装提前完工。
另外，上述实施例中，可避免环吊长时间多次重载运行，从而可降低环吊发生事故的概率；还可避免压力容器及其保温层被多次从反应堆竖井吊进吊出，从而可减少保温层外表面被碰伤的概率。