核电站商运条件下辅助变压器吊装方案优化与分析

孙印伟++赵忠阔++周蕊

摘 要：核電站商运后，其限制条件变得相当复杂。在这种情况下对辅助变压器吊装提出了相当高的要求。为此需要加强核电站商运条件下辅助变压器吊装方案的研究，确保核电站安全。TD辅助开关站在核电站商运后复杂的限制条件下，仍需要进行后续的辅助变压器吊装就位工作。通过对现场条件的勘测及研究，从安全、技术及经济角度对方案进行了优化，最终选用200 t全地面式起重机，成功完成了辅助变压器的吊装任务。并对优化的技术方案进行了可行性分析校核。

关键词：核电站 商运 变压器吊装 方案优化

中图分类号：TM623 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）09（a）-0071-02

核电站商运后建立了严密的安保系统，投入商业运营机组的辅助变压器和后续机组的辅助变压器需共同控制在TD辅助开关站内。安保系统建立后极大地缩小了施工空间，狭小的施工区域为续建机组施工作业增加了难度，在商运条件下确保商运机组安全运行和续建工程中安全经济地进行设备吊装成为核电建设施工中面临的一个新的难题。

1 施工作业条件及施工难点

核电站商运后，TD辅助开关站建立了安保系统，厂房周边拉设了安保围栏；变压器背靠厂房，安装在安保围栏之内，变压器安装位置前仅有一条4.1 m宽道路，进入开关站内主道路8.8 m宽，与变压器前道路垂直相交。变压器运输车为普通拖车，长15 m宽3.2 m，由于厂房内道路狭窄，变压器运输车辆无法运送到TD辅助开关站内。

2 吊装起重机的选择与优化

变压器在安保围栏外使用起重机吊装就位，不需要拆除开关站内任何设施，核电站的安全运行保障系统亦不受影响。根据现场勘测，围栏外到变压器就位位置长17.5 m，变压器自重58 t，外形长6.08 m宽2.42 m高4.5 m，围栏外吊装起重机作业半径需满足23 m（起重机回转中心到围栏的距离考虑5.5 m）。满足吊装条件需要使用500 t级以上的汽车吊或大型履带吊吊装就位，吊装方案不经济。该项作业限制因素是运输车辆无法进入TD辅助开关站内，又不能拆除安保设施，无法使用顶升就位。大型号起重机的选择决定了施工的费用，考虑如何减小机械型号。在吊重不变的情况下，减小吊装起重机型号的条件就是缩小起重机作业半径。如何达到起重机既能小作业半径内卸车又能小作业半径内就位，就要选择一种合适型号的起重机进入TD辅助开关站内，根据现场道路条件仅能满足50 t及以下的汽车吊进入吊装作业位置。在这种情况下具有转向轻便灵活优点的起重机有越野式起重机和全地面式起重机。由于越野式起重机一般起重量较小，吊装性能无法满足需求，考虑寻找一种合适的全地面式起重机。场地条件根据实测演示作业路面转弯半径可以达到12 m，选择起重机总长不可超过17 m（转弯过程中17 m前有正在运转的设备），且前排轮胎到起重机最后部位不可以超过13 m，车辆宽度3 m。根据以上条件，在经济吊装的前提下选择了200 t全地面式起重机作为吊装机械。

3 变压器吊装布置方案优化

起重机选择后根据现场实际测量数据，进一步优化变压器吊装机械布置方案。机械布置方法：200 t全地面式起重机进入TD辅助开关站后向前行驶布置在吊装位置，起重机停靠于回转中心和变压器就位纵向中心线重合处，吊车与横向中心线平行布置须靠左侧路沿石停靠在道路上，这样起重机支腿可以越过安装在地面正使用的消防水管道，并可以在地面全支腿支起。定位测算起重机回转中心到就位中心线距离为10 m。变压器运输车辆布置在TD辅助开关站安保围栏外，变压器重心与回转中心重合。

4 200 t全地面式起重机吊装性能校核

4.1 起重机负荷率校核

吊装布置方案进行优化后测算变压器就位所需作业半径为10 m，变压器卸车位置优化后作业半径为9.2 m，以变压器卸车与就位所需最大作业半径10 m进行起重机负荷率校核。

变压器重58 t，200 t全地面式起重机使用65 t配重全支腿伸出，18.1 m主臂10 m作业半径，额定起重量为66.5t，吊钩重0.9 t，吊索具重0.1 t，实际起重量为58+0.9+0.1=59 t；起重机负荷率设为，则

=59/66.5×100%=88.7%，满足吊装要求。

4.2 起重机越过围栏起升高度校核

起重机使用臂杆c=18.1 m，卸车作业半径为9.2 m，回转到臂杆根部1.85 m，臂杆根部距离地面距离h1=3.6 m，起重机吊钩到上限位安全距离h0为3 m，根据已知数据计算。

吊钩中心线到臂杆根部距离b=9.2+1.85=11.05 m，根据三角形勾股定理计算臂杆垂直方向的高度：a===14.3 m。

起重机可起升高度h=a-h0+h1=14.3-3+3.6-3=14.9 m。

围栏高3.5 m，索具长度5 m，变压器高度4.5 m高度，起重机需起升高度为3.5+5+4.5=13 m。

需起升高度13 m小于起重机可起升高度14.9 m，起重机可起升高度满足使用要求。

4.3 设备与臂杆安全距离校核

以起重机吊钩起升到上限位最不利条件考虑，根据高度校核中的条件可知，在臂杆顶部到变压器上部的距离为8 m，臂杆的高度考虑1.4 m。

吊钩中心线到臂杆根部中心距离b1=5+1.85=6.85 m，根据三角形原理计算：a==16.75 m。根据相似三角形计算：n/6.85=8/16.75， n=3.27 m。

n>[2.42（变压器宽）/2+1.4（箱型臂杆高度）/2]

n=3.27m>1.91m

变压器起升到最高时与臂杆间的安全距离满足要求。

5 结语

根据对现场数据测量演示，200 t全地面式起重机在不破坏周围设施的情况下，能够向前行驶到TD辅助开关站围栏内进行卸车就位，在伸出主臂18.1 m，最大作业半径10 m的工况下，采用6×37+FC-Φ36-20 m型号的钢丝绳8股起吊，能够越过安全围栏，进行卸车就位施工作业，证实了优化后方案的可行性，既保证了安全，又极大地节省了经济支出。

参考文献

[1] 谭道芳.液压提升装置在大型设备吊装工程中的应用[J].石油化工建设，2015（1）：25-30.

[2] 叶志燕，刘建卫，储艳春.第三代核电站大型结构模块吊装分析[J].电力建设，2012（2）：100-103.