AP1000核电结构模块CA01立式拼装分析报告

张品磊　赵　皓（山东核电设备制造有限公司，山东　　海阳　　265118）



AP1000核电结构模块CA01立式拼装分析报告

张品磊赵皓
（山东核电设备制造有限公司，山东海阳265118）

摘要：对于依托化结构模块的拼装工作已经基本完成，并已经取得了一定拼装经验，在依托化的基础上，分析国产化特点并结合CA20在厂房内立式拼装的独特工艺的经验反馈。使国产化结构模块的拼装工作在保证质量的前提下更有效、安全地完成。

关键词：AP1000核电；结构模块CA01；立式拼装

0. 概述

目前，国内在建AP1000项目的大型CA结构模块施工都是采用卧式拼装工艺，即根据设计文件对大型模块的区域划分，在现场子平台上进行组合件的卧式拼装，再依次翻转竖立到总装平台上进行整体拼装。随着AP1000项目在美国本土建造的开展，Voglte核电站CA20在厂房内立式拼装的独特工艺也反馈到国内各个核电现场，为我们改进常规的施工方法带来新的思路。本着勇于创新、持续改进的核电理念，在海阳核电3#机组项目开始使用立式拼装工艺。

CA01全名为“蒸发器和换料水池模块”，其最终安装位于CV底封头内。整体尺寸约为28.9m长，27.9m宽，23.5m高，包括47个子模块，结构总重估计达937t。主体结构总重估计达788t（不包含焊接附件、设备、机械模块、辅助支撑及吊具的重量）。CA01模块的主要包含Q235B、A240-S32101两种材质，墙体子模块面板之间的焊接主要采用全焊透对接焊缝焊接，部分采用塞焊和角焊缝焊接。

1. 工程特点、难点分析

CA01模块是一个多部件组合体，外型尺寸大，结构复杂，且在现场露天组装成一个整体，其中涉及组装、焊接、运输及吊装等环节，施工难度大，主要集中在如下几个方面：

第一，分组件参考点较多，总拼装时易产生累计误差，整体外型尺寸控制难度比较大。

第二，部分焊缝采用仰焊工艺，焊工操作难度大，易产生焊接缺陷，焊接质量难控制。

第三，模块外型尺寸大、重量大，且模块组合形式各异，重心难确定，在运输、吊装过程中变形控制难度大。

第四，焊接、组装及吊装过程中使用的防变形工装较多，且设计难度大。

2. 立式拼装方法

立式拼装以设计划分的组合件和单体模块在总装中的位置以及过程的稳定性，组装质量综合考虑来确定工序，以组合件或单体模块为单位，吊装竖立至总装平台，再进行组合件或单体模块间的拼接。吊装方法是以260t汽车吊主吊，溜尾采用预制的轨道车，完成竖立动作。轨道车分两部分，底部行走部分和上部翻转部分，轨道与地面或钢平台连接；上部活动段为钢架，与模块间用顶丝固定，随模块翻转而转动竖立，主要作用是使模块在宽度方向上均匀受力，避免模块变形，保护模块底部。

3. 立式拼装优、劣势

根据工程的特点、难点分析，立式拼装从组装、焊接、吊装、精度控制、平台利用、成品保护、安全等几方面进行了优、劣势分析，具体如下：

3.1组装方面

立式拼装对模块的供货需求相对较宽松，施工更加灵活，可以多处同时施工，吊装次数虽增加了1倍，但是各次吊装之间的间隔缩短了，工作更加密集，并且采用专用的工装，焊缝组对时模块无需焊接组对工装，将反变形与焊缝组对和为一道工序，内外侧的附件可以同时装配。但是立式拼装对脚手架的搭设进度要求较高，需要对脚手架进行计划的搭设，保证施工需求。

3.2焊接方面

立式拼装对资源需求较平稳，焊接位置几乎都是立焊，焊接难度低，更易于采用气体保护焊，效率高，也更容易保证焊接质量。焊缝间隙比较一致并且采用专用工装，背部焊接垫板与模块板接触紧密，从而消除焊接缺陷假象。但是多名焊工同时焊接一道立缝时，需上下布置，要做好防护工作，避免上游焊工操作时的熔渣影响下游焊工作业。

3.3吊装方面

立式拼装采用底部轨道车加固的方式，将模块变形风险有效降低，并且每个吊件重量都很小，避免了大型吊装作业、吊车大负荷行走及多台吊车同时作业的工况，从技术上降低了吊装风险。吊耳制造安装简单，无需切除模块部件，对吊车的型号、吨位选择性更灵活。

3.4精度控制方面

立式拼装每个模块都可以根据模块在总装中的位置进行精确定位，便于测量评估得到准确数据，指导后续模块的偏差正负方向，并且每个模块安装的参考DP点统一，减少累计公差。采用专用的垂直度和间隙调整工装，便于精确的调整模块轴向、横向垂直度及间隙。

3.5平台利用方面

只需用到总装平台和一个子平台，其余模块均可以将模块存放在倒木上直接吊装，平台、场地占用少，便于场地布置，文明施工，附件制造展开。工作主要集中在总装平台附件，便于管理。但是需要在总装平台一定范围内设置封闭围栏进行封闭施工。

3.6成品保护方面

立式拼装大部分子模块直接竖立，避免了人员施工踩踏，在脚手架上施工、放置物品、工具并且在雨雪天气后也不会存在积水现象。同时，由于焊缝以立焊为主，本身焊接飞溅就相比横焊小，更容易控制，而且少量的飞溅也只是影响焊缝临时区域，不影响没有焊接作业的墙体。

3.7安全方面

立式拼装吊装工作采用的单台吊车+翻转小车组合方式，单词吊装重量轻，吊车无需行走，模块起吊后直接就位，将吊装风险降到最低。

结语

根据上述分析，立式拼装在各个方面具有其先进性，在施工安排上、质量安全保证、成品保护、成本控制、文明施工上均利大于弊。充分解决了拼装困难，提高了施工质量，简化施工工序。从组装、焊接、吊装、精度控制、平台利用及成品保护方面分析，立式拼装资源需求平稳、效率更高，模块位置精度，纵、横向DP线的精度也得到有效地保证。

参考文献

［1］李占文，李树立.焊接结构变形与矫正［M］.北京：化学工业出版社，2008：100-103.

中图分类号：TL413.1

文献标识码：A