三代核电新燃料贮存格架安装风险分析

张 龙

（上海核工程研究设计院有限公司，上海 200233）

新燃料贮存格架为燃料操作系统的主要设备，安装于辅助厂房燃料操作区域。它的主要功能为存放新燃料组件，为新燃料组件提供防护，防止其受到外界损害或污染。本文以国内某三代核电新燃料贮存格架为例，详细介绍其设计功能、结构、接口、安装形式及安装要求，并以此为基础，详细介绍新燃料贮存格架的安装施工过程。结合核电站建设工程实际，分析新燃料贮存格架在安装过程中出现的问题及解决途径，提炼总结其安装风险并提出规避措施，将为选择合适的新燃料贮存格架安装施工工序提供依据，为后续安装施工活动提供指导，从而保证新燃料贮存格架安装施工工作的顺利进行。

1 新燃料贮存格架介绍

1.1 综合介绍

新燃料贮存格架主要由格架本体和贮存间顶盖构成。格架本体由多个贮存单元格组成，每个贮存格单元通过不锈钢板弯折焊接形成。贮存格单元外附中子吸收板，吸收板外包中子吸收板包壳。贮存格单元之间通过不锈钢连接板焊接相连，最终形成一个外形规则的长方体，如图1所示。格架位于辅助厂房新燃料贮存间内，用于存放新燃料组件，能保证当燃料组件和内插件完全插入时不露出贮存单元的导向口上平面，实现对新燃料组件的保护功能。贮存间顶盖上开有与贮存格架本体相同数量的孔，并设置可灵活打开关闭的盖板，实现新燃料组件的进出操作[1]，如图2所示。顶盖安装在新燃料贮存间顶部，用于防止异物落入新燃料贮存格架本体内对新燃料造成损害，同时可作为装卸新燃料时检查组件的操作平台。

图1 新燃料贮存格架

图2 新燃料贮存格架顶盖

1.2 安装介绍

新燃料贮存格架完成验收和清洁工作，在具备安装条件后，先设定4个垫片堆用于接收即将安装的新燃料贮存格架。垫片堆之间调整至同一水平，将格架放置在垫片堆上（即在理论上完全水平的基础上）。格架底部有4个可以调节水平高度的支腿，用专用工具进行调节，调整格架的可调支撑直至格架本体4个角两侧面均为垂直状态，即格架中的单元格为垂直状态，此状态将作为新燃料贮存格架安装的基准状态[2]。吊装前测量格架4个顶部角点的相对高度，用以作为后续格架就位于安装位置后调整格架垂直的一组基准对比数据。

完成格架的基准状态测量后，将格架吊装至安装位置，测量格架上部4个角的监测点相对高度。如果这些监测点的测量数据和安装前基准状态的相对高度测量数据之间的误差很小，则可以认为格架的安装状态与安装前调整完成的基准状态基本一致，即贮存格单元为垂直状态。如果误差较大，说明格架在吊装过程中产生了一定的变形，需要将格架提升至一定高度，并调整格架底部的可调支撑，放回格架重新测量。重复上述步骤直到格架4个角的监测点相对高度与基准状态基本一致为止。

待格架调整完成后，进行新燃料贮存间顶盖的安装，将顶盖吊装至贮存间上方。在确认贮存间顶盖位置正确且顶盖上开孔翻盖中心与新燃料贮存格架单元中心重合时，下落顶盖至安装位置，并用地脚螺栓固定。固定完成后，对顶盖在土建基础之间的间隙进行密封处理，防止灰尘等其他物质进入已经形成清洁区域的新燃料贮存间[3]。

2 施工风险分析

2.1 安装风险案例描述

新燃料顶盖安装在新燃料格架上部，设有一个开孔和与新燃料贮存格架单元格数量相同且形状稍大的开孔。每个开孔设有一个翻转盖，在插入或移走燃料组件时盖子可打开，以保证新燃料组件顺利通过。在不进行燃料操作时，可以阻挡污物从上部落入新燃料贮存格架中，同时可作为装卸燃料时检查燃料组件的操作平台[4]。某核电厂建安施工过程中发现，新燃料贮存格架安装完成后，在进行顶盖的吊装就位过程中，顶盖的各翻盖口中心不能与新燃料贮存格架单元中心完全重合。盖板孔普遍较格架单元向东侧偏移，导致新燃料组件通过盖板翻盖口插入格架过程中存在磕碰的风险。将顶盖向西调整至极限位置，与墙体完全贴合时情况依然存在。

2.2 安装风险案例分析

通过分析可知，新燃料贮存格架顶盖以新燃料贮存格架和墙体的距离为基准进行设计。但是，现场在安装时忽略墙体变形对新燃料料贮存格架与顶盖之间的相互定位关系的影响，仅考虑新燃料贮存格架与池壁之间的最小距离。由于现场墙体自下至上往东倾斜，导致新燃料贮存格架盖板安装时，即使完全贴合墙体，定位依然稍向东产生偏移，如图3所示，从而导致出现案例中的问题。由于格架自由站立在池底，在燃料贮存间底板并无机械连接或焊接，因此现场最终通过千斤顶顶住格架的用于调整的螺柱支腿，将格架向东侧进行调整，最终在满足格架与池壁之间最小间距要求的同时，实现了格架单元与盖板翻盖口之间的重合[5]。然而，对已经安装完成的新燃料贮存格架通过外力进行了位置调整，考虑到新燃料贮存格架为一种薄板拼装结构，本身具有不高的机械强度，通过施加外力进行位置调整，存在对格架造成变形的风险。因此，在完成调整后，需要再次测量格架上部4个角的监测点相对高度，验证格架的安装状态。若测量数据较调整之前存在变化，说明变形实际发生。若变化大于一定范围，需要重新吊起格架，并再次调整格架底部的可调支撑，放回后再次重新测量。重复上述步骤直到格架4个角的监测点相对高度与基准状态基本一致为止。

图3 新燃料贮存格架以及盖板安装

3 结语

通过分析安装过程中出现的问题可知，对于此类前后安装且相互之间定位产生影响的设备，安装前必须对两个设备的安装位置进行定位模拟。安装上一个设备之前，需要考虑下一个设备的安装是否能够满足自身定位要求，还要提前考虑是否可以满足与上一台已安装设备之间的相互定位关系。本文从新燃料贮存格架构成和安装两方面展开，通过介绍某核电机组安装过程中的案例和原因分析，提出可行的解决措施和需要注意的关键点，从而为后续设备的设计安装提供参考。