论核电站核岛辅助设备安装质量控制

孟新敏

摘 要:本文概述了核电站核岛辅助设备在安装过程中监理工程师进行质量控制的措施要点,提出了监理监督检查的方法和内容,保证设备安装的最终状态符合技术规格书、安装图纸的要求。

关键词:核电站辅助设备安装质量控制

中图分类号:TQ053.6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(b)-0089-02

1 引言

核电站一般分为两部分:核岛(利用原子核裂变产生蒸汽)和常规岛(利用蒸汽发电)。核岛辅助设备是指核岛各辅助系统中的有关设备的统称,主要作用保证反应堆和一回路主系统能正常安全运行及有效调节,并为核电厂可能出现的重大事故提供必要的安全保护措施及防止放射性物质泄漏扩散。

2 工程概况

核岛辅助设备数量较多(岭澳核电站为851台),分布于核岛的各个厂房,包括反应堆厂房、核辅助厂房、电气厂房、燃料厂房、应急柴油机发电厂房等。辅助设备一般包括三类设备:容器(在车间制造的容器、除盐器、过滤器、热交换器、文丘利水洗器、金属过滤器)、转动机械(泵、压缩机、水冷冻机组、发电机、控制棒驱动机构电源的发电机、电动机、柴油发电机组)、其他各类设备(TES设备、去污车间设备),安装过程中质量控制点多、面广,尤其核级设备如安注泵,控制难度较大。

3 施工工艺流程

一般安装在混凝土基础上的设备施工流程为:安装质量计划开启→检查、接收设备→基础复测放线→设备运输(吊装)就位→初步找平找正→地脚螺栓孔灌浆、养护→设备精找→二次灌浆、养护→联轴器对中(转动机械)→设备清洁补漆→设备最终保护→关闭安装质量计划。设备试运转一般单独编制质量计划。

4 质量控制措施

4.1 事前控制

作为监理工程师一定要提前熟悉设备安装图、就位图、技术规格书及国标规范等,了解安装的基本要求和设计意图。对施工单位报审的施工方案要及时审查,并提出监理审查意见,对于大件设备的吊装方案,应报安全部门进行审核,必要时征求专家意见或组织设备吊装施工方案会审。审查施工单位报审的设备安装质量计划,并根据质量控制要求进行选点(R、W、H),如果认为安装质量计划编制不完善,退回施工单位重新编制。

4.2 事中控制

事中控制包括从质量计划开启到质量计划关闭的整个安装施工过程的质量控制。质量计划开启必须满足一定的先决条件,包括:施工图纸齐全、施工方案已发布、技术安全交底已完成、设备基础移交、运输道路畅通、设备到货后的一次验收完毕、施工人员及施工机具的已准备好等,只有所有条件都满足,才允许开启质量计划。质量计划关闭的前提条件是质量计划上所有的工序已施工完,且质量验收合格,记录完整。

4.2.1 设备安装前的检查

设备在安装前一定要认真检查设备铭牌上的位号及参数是否与安装图纸一致,外形尺寸符合图纸要求,确保设备正确;督促施工单位对涉及到安装的尺寸(如设备底座地脚孔的尺寸)进行复核,看是否符合图纸要求;对于充有氮气保护的设备,充氮压力应符合要求,压力表要在标定的日期内;设备外观没有影响安装的表面缺陷。

4.2.2 设备基础及定位放线检查

设备安装的基础一般包括抹平基础、毛基础、预埋铁基础、金属支架等。

抹平混凝土基础,要求表面平整,设备直接就位在基础上,设备找平找正后地脚螺栓孔灌浆(或者用膨胀螺栓直接固定在基础上),一般涂防腐油漆。主要检查基础的标高是否满足公差±5mm的要求,同时基础表面满足平面度5mm/2m(用2m标尺测量)的要求;基础的位置、地脚孔的位置和几何尺寸要满足相关偏差要求。

毛平面混凝土基础,表面一般要做凿毛处理,在基础和设备之间加放垫铁。主要检查基础标高是否满足在设备与基础之间加放垫铁的厚度要求(垫铁厚度一般控制在15mm到95mm之间);基础位置、地脚孔的位置和几何尺寸满足相关偏差要求。在垫铁布置处的基础要凿平,放上平垫铁后按垫铁的4个角,垫铁不应活动,用水平尺测量,水平度满足2mm/m的要求。基础垫铁位置的凿平保证了设备安装后的稳定性,尤其是转动设备,一定要注意。

预埋铁基础是指设备的支撑面在土建施工时以预埋铁的形式固定于设备基础或墙上,设备就位后设备底座或支撑与预埋铁焊接在一起。主要检查预埋铁的标高偏差、位置偏差、预埋铁的平面度以及预埋铁之间的高度差满足图纸或厂家安装技术要求。

金属支架一般通过膨胀螺栓或焊接的方式固定于地面或基础上,设备再通过螺栓连接于支架上。主要检查支架的上表面的标高是否满足公差±5mm的要求,同时水平度满足2mm/m;支架的位置偏差满足±5mm;要检查固定设备的地脚孔位置和几何尺寸是否和设备底座相一致。

施工单位在接收基础后会将安装定位轴线放出,一般以墙面或房间内的某一轴线为基准,检查已放出的安装轴线与基准线之间公差是否满足±2mm偏差要求。对于安装精度要求较高的设备,一般要求施工单位由专门的测量人员来放出安装轴线。

4.2.3 设备的吊装运输就位检查

设备在吊装运输过程中常见问题是设备被碰撞、刮伤、污染等,所以要检查施工单位是否采取了有效地措施来保证设备在吊装运输时的安全。尤其不锈钢设备,要防止不锈钢部件和铁素体钢部件接触;设备就位时,设备的方向和就位图相一致。

4.2.4 设备初步找平找正检查

设备就位后施工单位要对设备进行初步找平找正,使设备初步满足安装要求。主要检查设备上标注的安装基准与已放出的安装轴线沿X、Y、Z(位置和标高)三个方向的偏差是否在±5mm范围内;设备主要管嘴沿X、Y、Z三个方向的位置偏差满足±15mm要求;设备的水平度应满足:装配设备≤2mm/m、转动机械≤0.2mm/m;设备的垂直度≤1mm/m。

4.2.5 地脚孔灌浆检查

设备初步找平找正后进行地脚孔灌浆,以固定地脚螺栓。灌浆前要进行隐蔽验收,包括地脚孔应清理干净,无积水、积渣、浮浆、油污、油漆等并且已经过充分润湿(一般用水浸泡,时间不少于12h,在灌浆前1小时将水清理干净);地脚螺栓应清理干净、无油污和铁锈,安放垂直,任何一处到孔壁的距离应大于15mm并和孔底没有接触,螺纹的露出长度满足要求。灌浆时检查使用的灌浆料是否经过验收合格,且在规定的保质期内;灌浆的搅拌设备应符合要求,搅拌人员应持证上岗;灌浆的过程应符合厂家或相关规范的要求。注意灌浆时一定督促施工单位对地脚螺栓和设备进行检查,防止地脚螺栓不垂直,防止设备被碰触产生移动。

4.2.6 设备精找检查

地脚孔灌浆养护7天后一般就可以对设备进行精确找平找正(简称精找)调整。主要检查设备位置、标高、垂直度(水平度)是否满足4.2.4的要求(有特殊要求的,满足厂家的技术要求)。标高的测量一把用水平管即可满足要求,注意标高的基准一定要有测量报告。测量时水平管内最低液面和眼睛保持水平。对于核级设备如安注泵、上冲泵等需要通过测量仪器由施工单位测量人员进行测量并出测量报告,偏差一般满足厂家的安装技术要求。水平度一般用框式水平仪来检测,转动设备一般要求最终水平度满足≤0.05mm/m。测量时一定注意检查设备的检定证书,保证设备处于检定期内,使测量数据更可靠。

精找时要检查垫铁的布置和接触压紧情况。垫铁一般要尽可能靠近地脚螺栓和底座主要受力部位下方,且在每个地脚螺栓旁至少有一组垫铁,斜垫铁必须成对使用。垫铁之间、垫铁和设备底座之间接触紧密,任意点的间隙不得大于0.02mm,可用塞尺进行检查。也可以用锤击方式检查检查垫铁的压紧,声音清脆,反弹手感实在为合格。垫铁验收合格,才允许施工单位将垫铁点焊。

4.2.7 二次灌浆检查

设备精找合格后进行二次灌浆。灌浆前先做隐蔽验收,包括待灌浆区域要清理干净,无积水、浮浆、油污、油漆等;垫铁的布置要符合施工方案的要求,垫铁之间已点焊。隐蔽验收合格,允许施工单位支设模板,模板的支设要符合相关国标或规范的要求。模板支好后对灌浆区进行充分的润湿,一般润湿时间不少于24h。灌浆时检查使用的灌浆料是否经过验收合格,且在规定的保质期内;现场对灌浆料的流动度试验满足要求,重要设备要留试块;灌浆的搅拌设备要符合要求,搅拌人员应持证上岗;灌浆的过程符合厂家技术要求。对于核级设备和大型设备的二次灌浆,一般采用旁站的监理方法,确保二次灌浆的质量符合要求。灌浆后检查施工单位是否按照相应的要求及时进行养护。

4.2.8 设备对中检查

转动设备的对中直接关系到设备的稳定性和使用寿命,以泵为例,电机和泵如果对中不合格,就会引起设备振动值超标,引起轴承、连轴器磨损,影响设备或组件的寿命。所以转动设备的对中一定要符合技术规格书、国标或厂家的安装要求,如果厂家没有特别规定的,一般满足:同心度:0.05mm、平行度:0.05mm(靠两个半联轴器直径方向对应的两点)、两半联轴节之间的距离公差:±0.5mm。对中可用激光对中仪,也可用百分表进行对中。

若对中不符合要求,允许在电机和锚固底座之间加垫片(最多2个)进行调整,直至符合有关规定为止,此时电机的固定螺栓力矩要满足厂家给出的力矩要求或国标。

4.2.9 设备保护检查

设备就位后直到移交调试前,设备的保护工作由施工单位负责。设备的保护要满足施工各阶段的要求。在土建浇筑阶段,对已就位的设备除了用阻燃帆布进行有效的保护外,还要搭设脚手架,架设跳板,对设备进行硬保护,避免设备被砸伤;对设备附带易碎附件如压力表、传感器等,必须采取严格有效的保护措施。在设备安装阶段,设备保护措施除了覆盖防火篷布外,还要注意地脚螺栓外露螺纹不能生锈;充氮气保护的设备,压力值满足相应规格书的要求;需要进行电加热保护的电机要保证电加热器处于运行状态;转动机械要定期盘车;已安装的设备不允许作为临时支撑;不锈钢设备不允许和铁素体、氯含量超过0.25%的材料接触等。监理工程师要定期组织施工单位(可邀请业主参加)进行设备保护专项检查,确保设备处于受保护状态,同时加强非定期性设备巡检力度,对检查发现的问题,及时通知施工单位整改。

4.3 事后控制

对安装完工的设备,必须对下述项目进行符合性检查,以确保安装完工的设备符合相应技术规格书、安装图纸及有关标准规范的规定。

4.3.1 检查设备的最终定位、标高、垂直度(水平度)是否满足图纸、规范要求;

4.3.2 检查所有转动机械最终对中是否满足要求;

4.3.3 检查设备外观,是否将所有的表面缺陷已按有关规定处理完毕;

4.3.4检查锚固螺栓最终扭矩是否符合图纸或相关规范规定;

4.3.5 检查设备保护措施,是否符合有关技术文件规定;

4.3.6 检查安装完工报告,设备的最终符合性与文件是否一致;检查所有阻碍后续安装活动(管道连接和电缆连接)及现场试验的遗留问题是否全部解决。

5 结语

在核电站建设施工中,监理工程师应严格按照相应的技术规格书、安装图纸、国标及厂家的安装技术文件对核岛辅助设备的安装质量进行检查控制,确保核电站辅助设备的安装处于受控状态。

参考文献

[1] 机械设备安装工程施工及验收通用规范.GB50231-2009.

[2] 水泥基灌浆材料应用技术规范.GB/T50448-2008.

[3] 风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范.GB50235-2010.