核岛辅助设备基础特点分析

2022-02-10刘涛杨杰韩章忆

中国设备工程 2022年2期

刘涛，杨杰，韩章忆

（1.深圳中广核工程有限公司，广东深圳 518124；2.深圳中广核工程设计有限公司，广东深圳 518000）

核岛辅助设备，包括核岛工艺系统设备中除核岛主设备、与燃料操作直接相关之外的所有设备，其类型主要包括储罐、热交换器、过滤器、泵、压缩机、柴油机、固体废料处理设备等。压水堆堆型机组一般约540台。基础问题通常为制约设备的关键，据估算各机组平均存在基础问题230条，故分析基础问题，比较分析核岛辅助设备设计要求与相关国标标准的不同，对于现场安装施工活动提升效率，以及基础设计选择具有重要意义。

1 核岛辅助设备安装定位验收要求

1.1 验收依据文件

如表1所示。

表1

1.2 设备安装定位验收指标

结合表2分析，考虑到核岛辅助设备多属于单体设备，大部分与管道相连接，与国标中“与其他机械设备无机械联系”类别相近。其定位要求高于国标标准，并增加了对主管嘴的验收要求。设备安装定位要求，决定了其对土建基础的验收要求。

表2

2 核岛辅助设备基础特点

设备与基础连接一般包括两种方式，一种是通过螺栓连接固定；另一种是通过焊接固定。最终达到设备定位以及实现设备功能的作用。其基础设计主要与设备自身结构以及连接方式相关。从连接方式方面与基础特点上，主要分为完工混凝土面基础、未完工混凝土面基础、预埋板基础三类。

2.1 完工混凝土基础

完工混凝土基础一般一次浇筑成型，即达到最终标高面，仅需要进行地脚螺栓坑灌浆或者无须二次灌浆。设备通过锚固地脚螺栓、膨胀螺栓等与基础连接固定，设备落位后即依靠设备自身结构（如立式容器依据裙座）支撑。就位时一般仅进行位置找正工作，无须进行调平。

其验收要点：基础标高、平面水平度、预埋地脚螺栓或地脚螺栓孔位置。其允许偏差及检验方法如表3。

表3 完工混凝土基础尺寸允许偏差及检验方法

此类基础常见的问题为标高、基础水平度、地脚螺栓坑不满足设备安装要求。通过上表分析，辅助设备安装要求与土建基础要求，在标高、基础平面水平度上验收标准不一致，且缺少相对应的安装调整方法，此为产生问题的根源。

关于标高验收：核岛辅助设备要求均高于国标标准，但国标在标高仅负偏差留有裕量，正偏差限制为0mm，此点优于核岛。在负偏差情形下，可以通过增加垫铁等方法调整消化。在正偏差下无法调整消化，则需修改基础或设计。一般偏差在15mm范围内，考虑到修改处理基础费工费时，一般通过设计分析原样接收后续安装消化；对于不能接收的基础则需要返工处理。建议优化统一核岛土建基础与辅助设备安装验收要求。关于平面的水平度：辅助设备安装要求高于核岛土建基础、国标要求标准。一般应在土建施工阶段，未进行油漆施工前即介入进行测量，如有偏差即进行打磨处理，避免油漆施工后返工处理。对于水平度不满足要求问题，对于设备支撑与基础间隙过大部分，可以考虑使用垫片或者灌浆浇筑弥补二者之间的缺陷。

关于预埋地脚螺栓或者预埋地脚螺栓坑：三者验收标准一致，以满足设备安装为主。较常发生的问题为，地脚螺栓坑深不足、坑内存在干涉钢筋，一般通过土建加凿处理、或切割钢筋处理。在设计阶段以及土建布置钢筋阶段，应尽量避免地脚螺栓坑内存在钢筋。此外，需要说明的是，核岛辅助设备由于其厂房特殊性，部分设备为防止放射性颗粒在混凝土基础与设备之间聚集，一般尽可能减少垫铁。增加垫片弥补间隙需得到设计方认可。

2.2 未完工混凝土基础

未完工混凝土基础，也称为毛面基础，指基础预留二次浇筑层，在设备调整就位后多次灌浆浇筑至最终完工面。设备就位时一般依靠垫铁支撑，依靠垫铁找平找正设备位置。设备安装方法主要包括座浆法、压浆法、无垫铁施工法(见表4）。

表4 未完工混凝土基础尺寸允许偏差及检验方法

未完工混凝土基础的验收要点为基础标高、基础表面凿毛、预埋地脚螺栓孔位置与孔深等要求。

关于基础标高：一般需要预留厚度60mm以上的浇筑层，同时基础需预留支设垫铁的位置，常见的问题为缺少支撑垫铁的位置、标高不符合要求等。一般的解决方法为修改基础或者增加临时支撑方案。关于基础表面凿毛要求：一般设备以“麻峰面”即可，对于核岛辅助设备，凿毛深度更高，表面要求凸凹不平，凹孔直径约为2cm，深度约为1cm，即概括为“去除浮浆，露出骨料”。关于预埋地脚螺栓坑：其验收及常见问题，同完工混凝土基础相同。

2.3 预埋板基础

预埋板基础一般在土建施工阶段完成预埋板定位及浇筑。设备通过与预埋板焊接固定。此类设备基础一般支架焊接固定的容器、板式换热器为主。预埋板基础验收检查要点：预埋板标高及位置、水平度或垂直度、平直度。

关于标高：其问题同完工混凝土基础相似。问题根源在于土建与安验收允许偏差不同。对于预埋板偏高问题，一般通过设计分析是否可原样接收，如不能接收则需返工处理。对于预埋板偏低问题，则通过增加垫铁并相应的修改焊接要求来实现设备最终定位要求。

关于预埋件水平偏差，一般通过增加调整垫板来找平位置。对于设备安装，预埋板之间的相互偏差对设备工作尤为关键。在设备设计方面，设备支座或支撑腿结构应预留调节段或者调整垫板，以便于根据实测情况进行安装。对于安装精度较高的预埋件，建议在土建施工阶段安装承包商即介入相关测量工作，确保浇筑前预埋件满足精度要求。同时，由于浇筑过程中的不确定性，在浇筑过程中可能产生局部变化。

3 优化与改进

在设计阶段，通过优化设计统一验收标准来减少偏差。如关于安装定位要求，核岛辅助设备要求较为笼统，不利于分类管控。施工过程中易产生澄清或者不符合项。建议分类进行管控，对于不与管道相连接的核岛辅助设备，如氢气复合器、移动式设备、地坑泵等，建议降低其定位精度要求。

关于完工混凝土与预埋板基础标高、水平度要求，应统一验收标准，以避免接口类偏差。同时，对于偏差，应明确安装调整消纳方法。对于混凝土基础，设计应优先考虑选择未完工混凝土基础，更有利于控制土建基础与设备支座之间间隙。关于与预埋板焊接的设备，在设备设计时应预留调整垫板或者支架，便于消纳吸收预埋板的偏差。在施工阶段，对于以下类型设备基础提前介入测量以便于控制其精度。完工混凝土基础，油漆施工前介入测量标高及基础水平度。预埋板基础，特别是与多个预埋板焊接的设备基础，提前测量多个预埋板之间相对偏差。预埋地脚螺栓，需结合设备实测其精度偏差。