基于双机抬吊旋转法的大型设备吊装研究与应用

马立国（深圳中广核工程设计有限公司，广东 深圳 518172）

基于双机抬吊旋转法的大型设备吊装研究与应用

马立国
（深圳中广核工程设计有限公司，广东 深圳 518172）

描述了CPR1000堆型核电工程项目安装过程中，采用双机抬吊旋转法吊装蒸汽发生器的主要过程、吊装方法和专用吊装设备，并详细介绍了相关的力学计算过程。通过论文的研究与实践应用，可以深入了解核电项目建设过程中大型设备的安装过程，为后续的三代核电项目建设过程中的大型设备吊装提供经验和依据。

蒸汽发生器；双机抬吊旋转法；核电工程

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.11.051

1　引言

CPR1000型核电站是我国基于法国核电站M 310而独立设计的第二代核电站，采用我国目前最先进和安全可靠的，且经济性最好的核电技术，也是第三代核电技术成功批量建设前的最好过渡堆型。机组是由压力容器RPV、蒸汽发生器SG、主冷却剂泵、稳压器PZR以及下部堆内构件组成的，其参数如表1所示。

表1　核岛主系统设备参数

2　吊装工具与理论计算

蒸汽发生器一般是由具有相关资质的专业公司设计和生产，并且需要采用专用的工具。工具需要进行严格的检验和试验，对其使用的安全性和可靠性进行验证，以确保其静载载荷因子和动载载荷因子满足要求。

2.1环吊

核岛厂房顶端的环形起重机称为环吊，主要负责核电站安装及维修期间吊装与主系统相关的各种重型设备。环吊是由环形轨道、承轨梁、移动梁及工作小车和工作平台组成，见图1所示。

图1　环形起重机（环吊）

217t安装小车与190t吊装小车采用机械连接的方式联合操作，操作过程中采用梁联钩的方式保证了车在整个过程中受力的均衡。

式中,P1表示217t工作小车的实际负荷，P2表示190t安装小车的实际负荷，P表示蒸汽发生器吊装总重，数值为401t；

式中，L1表示217工作小车的力臂，L2表示190t安装小车的力臂，L=L1+L2；

通过现场到货的联合偏心梁可知，L1=2500，L2=2860，因此，通过计算可得：

由此可计算出小车的受力负荷率：

217t小车负荷率=214/217=98.6%

190t安装小车负荷率=187/190=98.4%

2.2环吊联合提升梁

为了保证小车在吊装过程中保持受力均衡，采用了特殊平衡梁的解决方案，平衡梁的设计如下图2所示，负荷设定为396t，实际在吊装过程中经计算为389t，负荷率为98%。

图2　偏心平衡梁

2.3SG环吊专用工具

环吊专用工具是由吊梁、吊索和耳轴等组成，通过下方的联合梁与吊梁配合，用轴将其连起来，并在蒸汽发生器二次侧端面与吊轴对齐，使轴可以通过插入孔内而固定，并紧固，即完成了吊装工具的安装。

SG环吊直径周长为28m，直径0.84m，实际载荷189t，额定载荷201t，负荷率为94%，其他计算参数如表2所示。

表2　环形索具的基本参数

2.4翻转抱箍

由于蒸汽发生器本身不具备焊接吊耳条件，因此，在设计时，通过抱箍的方式来完成，实际上组成部分包括两个套箍、耳轴以及相应的连接。通过和设备间的摩擦力来承受负荷，同时，在接触面增加了胶皮以增加摩擦力。连接采用高强度的螺栓，安装时要求轴中心线与人孔中心线平行。

2.5翻转支架

蒸汽发生器到指定位置后，需要翻转位置，而翻转位置需要采用翻转支架，翻转支架由框架、轴座和连接螺栓等组成。翻转前，必须确保中心线与轴线垂直，且与凹槽在同一直线上。连接采用高强度螺栓固定，在吊装前必须进行试吊，在蒸汽发生器能顺利通过耳轴和与支撑面接触，采取调整蒸汽发生器位置或支架翻转位置可以调整到正确位置。

3　蒸汽发生器吊装过程

3.1吊装准备

拆除+20m平台的轨道运输小车，并且将拆卸后的运输小车各个部件运到+0m贮存。将运输蒸汽发生器的重载小车通过龙门架运送到+20m平台，并安装在平台的轨道上。蒸汽发生器的垂直支撑、上部水平支撑以及下部水平支撑的主要部分安装到相应的蒸汽发生器房间内，其余部分也必须放置在安装位置的附近。将龙门架的380t吊车的起吊吊梁安装在龙门吊耳上，用于吊装蒸汽发生器。

3.2吊装过程

使用大型的平板拖车，将蒸汽发生器从仓库运至龙门架下，使蒸汽发生器的轴线与龙门吊车纵向中心线保持在同一直线上。调整蒸汽发生器的方位，使二次侧人孔中心线位于水平面内。

3.3安装抱箍

将载有蒸汽发生器的重载小车牵引至反应堆厂房内，使蒸汽发生器的下部部分留在反应堆厂房外，通过龙门吊车的70t吊车将组装好的翻转抱箍吊运到+20m平台，并安装在蒸汽发生器上，见图3。

图3　抱箍套装在蒸汽发生器上

3.4安装环吊连接工具

将环吊的联合偏心梁下降到+20m平台，调整与吊梁的相对位置，通过销轴将两者连接在一起，连接完成之后，将吊梁缓慢提升200mm，观察有无异常情况。在核实蒸汽发生器二次侧耳轴中心线水平度后，拆除保护盖，利用吊车将提吊耳轴前端插入二次侧人孔，调整提吊耳轴，使其安装螺栓的通孔与蒸汽发生器二次侧人孔法兰上的螺栓孔对正，通过螺栓将提吊耳轴与蒸汽发生器连接。

3.5安装水平支撑环

在蒸汽发生器翻转落位之后，其水平支撑环就无法安装在蒸汽发生器上，因此必须在此时将水平支撑环固定在蒸汽发生器上。使用10t吊车将两个半圆形的水平支撑环移动到安装位置，在支撑环与蒸汽发生器之间插入垫木块，以此将水平支撑环固定在蒸汽发生器的安装位置上。

3.6安装翻转支架及耳轴

将蒸汽发生器牵引至翻转位置，将翻转支架放置在安装位置，保证地板与平台的接触面积大于85%，调整支架，使两个支架顶部凹槽的中心线在一条直线上，并垂直于轨道中心线。

将支架上的耳轴座沿着翻转抱箍耳轴轴线慢慢推入，根据翻转抱箍上的耳轴中心离+20m平台实际尺寸，通过垫片调整支架耳轴座的高度值，保证耳轴座和耳轴的中心线一致，翻转支架安装调整完毕后，利用螺栓固定。

3.7翻转蒸汽发生器

当翻转支架及耳轴固定好以后，需要检查之间的连接是否稳定，有无异常，是否有倾斜来确定耳轴与蒸汽发生器的连接状态。

在没有异常情况下，通过环吊水平和提升的交替动作，翻转蒸汽发生器，直到蒸汽发生器达到垂直状态，吊索的倾斜度不能超过5°，观察并记录蒸汽发生器翻转过程中载荷受力情况。

3.8拆除抱箍

拆除并移开翻转支架，将蒸汽发生器慢慢提升并移开轨道。使用70t龙门吊车将需要的抱箍拆除工具运至+20m平台，将抱箍拆除小车安装在+20m平台的轨道上。将蒸汽发生器移回原位置，并使翻转耳轴朝向拆除小车轨道纵向中心（这需要将蒸汽发生器旋转90°），将抱箍拆除小车从两侧慢慢接近抱箍的下方，调整蒸汽发生器使抱箍支脚位置定位抱箍拆除小车的支点组件，旋转小车上的手柄使其接触抱箍下方，卸下抱箍的连接螺栓并使用定位螺栓分开两个抱箍，通过环吊将蒸汽发生器与抱箍分离，将抱箍从蒸汽发生器上拆除。

3.8蒸汽发生器吊进房间

将蒸汽发生器下部的热段和冷段的管嘴保护装置拆除，并在蒸汽发生器上安装加工垫片，垫片的厚度要考虑1mm的压缩长度。慢慢移动蒸汽发生器至对应的房间上方，安装并调整好蒸汽发生器支撑，检查蒸汽发生器方位后，缓慢降低蒸汽发生器，保证可以通过水平支撑部件，下降到离垂直支撑面约1m左右的位置，停止下降。在蒸汽发生器的垫片上安装支撑板，然后继续降低蒸汽发生器到垂直支撑柱上，安装不锈钢定心装置，用于显示热段管嘴的中心点。

4　结语

蒸汽发生器的整个吊装过程非常复杂，微小的失误会酿成无法挽回的后果，在整个过程中需要注意两个关键环节：首先，小车的动作应与提升同步，因此，需要专业的技术人员采用专业的仪器随时随地进行跟踪测量，以准确控制偏心梁的水平度。当吊装出现异常时，必须与现场指挥人员联系，及时调整角度，使水平度低于3°。其次，整个吊装翻转过程中，必须要有人随时监控耳轴在支架内的接触面，保证翻转耳轴一直在轴座内，不能悬空。在蒸汽发生器翻转到90°时，往往容易发生因自重而产生的翻转，这时候是很不稳定的状态，需要随时注意小车的走位，及时进行调整。

通过对蒸汽发生器的吊装进行研究与应用，对吊装大型设备提供了参考，为其他大型设备的吊装提供了宝贵的经验。

【1】张建军，梁健，等.CPR1000核岛主系统设备双机抬吊旋转法吊装工艺浅析[J].中国核电，2010（3）：227-233.

【2】严家音.反应堆厂房蒸汽发生器安装[J].工业技术，2010（1）：74-75.

【3】陈振伟.岭澳核电站反应堆压力容器和蒸汽发生器的制造及安装工艺的改进[J].核动力工程，2001（25）：249-251.

【4】魏俊明，孙良善.AP1000核电机组蒸汽发生器的安装[J].电力建设，2010（30）：87-89.

Research and Application of Large EquipmentHoisting Based on Double Machine Lifting and Rotating Method

MA Li-guo
(ChinaNuclearPowerDesignCompany Ltd.，Shenzhen 518172，China)

This paper describes the CPR1000 reactor type nuclear power project in the installation process,the dual lifting sling swivellifting themainprocessofsteam generator,hoistingmethodand special liftingequipment,anddetailsthemechanicscalculation process.Through this paper,we can deeply understand the process of nuclear power projects in the construction process of large equipment installation process,for the follow-up of the threegenerationofnuclearpowerprojectsin the construction processof large equipmenttoprovideexperienceandbasis.

steam generator；doublemachine liftingand rotatingmethod；nuclearpowerengineering

TU758.15

B

1007-9467（2016）11-0164-03

马立国（1977～），男，辽宁绥中人，工程师，从事核动力装置设计与研究。

2016-06-03