核电厂建设中的高精度测量控制

姚亚政

(北京四达贝克斯工程监理有限公司,河北石家庄 050011)

核电厂建设中的高精度测量控制

姚亚政

(北京四达贝克斯工程监理有限公司,河北石家庄 050011)

本文以某压水堆核电站建设为例,通过对其核心设备的土建、安装阶段的衔接就位各环节组织施工特点的分析。总结在核电厂建设期间,为达到最终主要高精度设备的空间安装组对的需要,在测量控制方面如何策划、组织、开展、如何在各阶段克服空间控制难点。

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-某核电厂拟建机组为100万千瓦压水堆型(M310)，其反应堆核心主设备由压力容器(RPV)、蒸发器(SG)、冷却剂泵(RCP)、稳压器(PZR)组成。主设备的安装质量直接影响以后运行稳定性和可靠性，是确保核安全的重要建设环节之一。从测量就位的角度上讲，这主要设备的就位、对接要求精度高、难度大，所以需要在各个环节采取周密的控制。其控制难点如下：

(1)核心设备：压力容器就位精度0.5mm水平度0.3mm；主管道焊接过程中，要保证焊接质量焊口组对精度必须达到0—1mm。而主管道的路线又是非规则的，且仅有过渡段一个可加工调节的焊口，其他管段均无调节余量。

(2)各设备联系紧密，且各房间区域相对独立：目前核电建设中，由于设备制造工期、土建工期及基础主体验收的时间的差异，还有反应堆区域施工过程中对设备保护等种种因素限制，核电厂都采用的是主体完工后再进行主设备安装的建安顺序。致使各个设备基础准备工作的难度增大。

(3)建设时序不统一：设备一次埋件预埋与安装开始相隔时间较长(12个月以上)，且每个设备一次埋件安装时间相隔较长，这就给整个设备系统的统一空间位置检核提高了难度，从而增加了测量定位的系统差。

(4)不可忽略本体部件尺寸偏差：由于最终焊接的高精度需要，使得必须考虑设备本体的尺寸，以避免设备就位特征部位与设备间连接管口之间的加工误差过大，给设备连接带来不可调整的误差。

(5)空间狭小、各类施工密集，布设稳固控制点难度加大。

(6)可能受各类的其他影响：建安过程中的正常沉降、混凝土收缩、焊接会产生焊接的变形。

以上的困难条件都是客观存在难以消除的，以此来完善我们的控制措施，各环节情况分析及控制措施有以下几点：

(1)保证土建阶段设备基础的精度，土建主体结构中，为防止混凝土的变化引起一次埋件精度超差，所以在建设过程中将10mm的公差提高到5mm。

(2)针对建立各个建设系统内的坐标系统，保证相对位置的高精度要求。

土建过程中，所用坐标系采用以反应堆中心筏基，反应堆筒体四个正交方向线来确定的，标志点随施工进展向上引测，每次引测精度为0.8mm。20m建筑落差第次引测3-4次。

安装过程中，在蒸发器、压力容器、主管道连接的高精度区域(也是蒸发器基础所在层：+4.65m层)，依据2.1坐标系作为起算数据，建立相对独立、高精度1mm的坐标系统。该系统用于蒸发器支撑二次安装、主管道控制、防甩击限制器安装、压力容器精密定位、蒸发器就位、堆内构件精密就位。

(3)对主设备和主管道进行本体的出厂检查并结合现场进行模拟组对。该项措施是避免重要设备现场返工，降低现场至厂家、现场往返吊装投入及责任风险的手段。要做好该项工作需对其进行较大的高技术投入。基本操作如下：根据2.2建立的高精度坐标系解算现场的四大设备安装基础的实际三维坐标；b、根据设计技术要求及厂家在设备上的特征标识，量测出各设备本体的实际特征尺寸；对设备间连接的主管道进行特征管段量测；将a、b、c三项量测数据进行计算机模拟组合，核实模拟不符合量的大小；确认偏差量是否可以调整，并确定处理措施。

(4)加大过程监测力度。在设备安装过程中，进行基础检查、二次埋件定位检查、调整检查、焊接变形检查、以及局部施工对关联物项有无影响等监测十分严格，并且必须在同一固定三维系统内进行。在核电核心设备的调整过程中，都有明确的技术要求，过程质量是否能保证关系到后续工作以及最终设备状态是否满足运行要求，如有问题几乎可视为不可逆。所以过程中质量监督都是极为严格的。较为特殊的是焊接过程，主管道焊接为设备就位的最后一道环节，焊接过程长达3个月之久，在焊接过程中对其余组对焊口、所连接设备都要定期检查，发现偏差变化要立即采取焊接校正的措施。

(5)采用精度高的仪器设备以保证精密数据的可靠性。核电高精度测量中：平面测量采用的是：测角精度0.5秒、测距精度1mm的全站仪器，标高测量采用的是精度0.01的NA2水准仪+测微器；高落差对中采用的是：精度为1/200000的垂准仪；对于相对狭小空间模拟组对测量采用的是精度可达0.3mm的三维激光跟踪仪。

(6)建立严格的测量质量管理制度。在核电建设期间，所有的设备检查组织活动、检查任务记录、设计规格核对、偏差确认、跟踪修复、合格认定都是有严格的记录要求并和施工进展同步生成，这种极为细化的、及时的、严谨的施工组织模式，避免了全过程的质量风险和颠覆性返工等进度投资风险。

总之，面对核电建安阶段施工工期持续时间长、环境复杂多变、厂房设备布置不规则、要求精度高、影响重大等特点。测量工作的展开本着精细规划、严谨实施的原则，严格精密测量仪器配备要求、合理规划各阶段测量系统的统一、严格跟踪验收、实施测量记录工序放行等手续。严谨对待的每一步是保证反应堆主设备顺利安装就位的保证。

[1]张刚,张睿栋.激光跟踪仪_API_大工件位置误差检测.甘肃科技,2009.03第六期.

[2]高建占.核电工程厂区测量控制网精度需求分析与设计.电力经济研究,2010年第13期.