“华龙一号”环吊环形支撑梁模块化吊装分析研究

2020-08-04王晨胡月飞翟连付沈艳祥

科技视界 2020年15期

王晨胡月飞翟连付沈艳祥

摘要

“华龙一号”中的环形轨道吊车（以下简称环吊）是一台在核电站反应堆厂房安全壳内的环形轨道上360°连续运行的电动双梁桥式起重机。在核电厂建造阶段，环吊用于安装反应堆厂房内的重型设备，例如蒸汽发生器、反应堆压力容器等。为了节约建造阶段的工期，本文的主要研究内容为制定模块化吊装方案，并设计、校核此方案中所需的吊具、工装及辅助设施，从而达到施工优化的目的。

关键词

环吊;施工优化;模块化吊装;节省工期

中图分类号： TM753 文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.15.024

1 绪论

1.1 研究背景及意义

“华龙一号”已正式开始建设，环吊的安装属于核岛土建阶段的关键环节，会直接影响“华龙一号”建造工期，间接影响核电站的经济效益。

开展设计和施工优化的相关研究，对提高“华龙一号”的竞争力，核电“走出去”战略具有重要意义。

1.2 主要研究内容

本文主要在安装阶段对环吊的施工优化进行研究，将环吊的环梁和环轨、主梁和端梁在地面组装后进行模块化吊装，制定合理可行的吊装方案，并校核起吊过程中吊索和吊耳的强度。

2 模块化吊装研究

2.1 模块化吊装的概念

模块化吊装是一种将传统工艺进行优化的先进的施工理念，将土建和安装等进行交叉与结合，完成土建施工后就可直接将相关组件或制造好的模块运至现场进行组装和安装，大多数过程同步进行，提高工程的效率。且大部分工作可在地面上完成，作业环境相较于高空作业大大改善，降低了危险性。

2.2 吊装方案

环梁整体吊装是在现场将环梁及环轨地面组装后，整体吊运至安全壳。环吊大车桥架整体吊装是在现场地面将桥架进行组装并检测合格后，整体吊运至环梁上。环吊的环梁是生根在土建牛腿上，由9段相同的单体组成，每40°一段。环轨是生根在环梁上直径45m的环形轨道，由11段28°的环形轨道和2段26°的环形轨道组成。环梁和环轨的总体重量约148t。

将环梁和环轨各段单体在现场组装成一体，组装时在环梁连接部位使用螺栓和定位销固定，以防止吊装时环梁间径向窜动。

2.2.1 环梁和环轨的整体吊装

1）吊装连接

本方案采用无吊梁吊装方式，环梁和环轨在地面组装完成后，在环梁均匀布置9个吊点，通过吊索具连接，实现环梁和环轨的整体吊装，吊装形式如图1所示。

2）吊装力学分析

整體吊装的力学分析通过ANSYS建模并进行计算。环梁最大Von-Mises应力为52.45MPa，位于腹板吊点位置，如图2所示。环梁在直径方向上的最大变形位移为1.03mm，位于吊钩连接处，如图3所示。竖直方向上的最大位移为41mm，竖向位移最大偏差2mm。

3）螺栓校核

环梁各段通过高强螺栓连接成为一个整体，根据钢结构设计规范，M30螺栓的预拉力取355kN，连接处的抗滑移系数取为0.5。由力学计算结果显示，一个高强螺栓连接处所承受的竖直方向最大载荷为14.33kN，剪切力最大为3.31kN，满足标准规定。

4）吊装

本方案采用大型塔吊起吊环梁及环轨，以小于3m/min起升速度起吊。试吊之后，将环梁及环轨正式吊装至安全壳牛腿上进行安装。

2.2.2 大车桥架的整体吊装

大车桥架整体吊装方式为起吊梁下部悬挂8根压制钢丝绳索具，索具通过卸扣与主梁上8个吊耳连接，实现桥架的整体吊装。吊装时采用大型塔吊起吊大车桥架，以小于3m/min起升速度起吊。试吊之后，将大车桥架吊装至环轨上进行安装。