核電站商運(yùn)條件下輔助變壓器吊裝方案優(yōu)化與分析

孫印偉++趙忠闊++周蕊

摘 要：核電站商運(yùn)后，其限制條件變得相當(dāng)復(fù)雜。在這種情況下對(duì)輔助變壓器吊裝提出了相當(dāng)高的要求。為此需要加強(qiáng)核電站商運(yùn)條件下輔助變壓器吊裝方案的研究，確保核電站安全。TD輔助開關(guān)站在核電站商運(yùn)后復(fù)雜的限制條件下，仍需要進(jìn)行后續(xù)的輔助變壓器吊裝就位工作。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件的勘測(cè)及研究，從安全、技術(shù)及經(jīng)濟(jì)角度對(duì)方案進(jìn)行了優(yōu)化，最終選用200 t全地面式起重機(jī)，成功完成了輔助變壓器的吊裝任務(wù)。并對(duì)優(yōu)化的技術(shù)方案進(jìn)行了可行性分析校核。

關(guān)鍵詞：核電站 商運(yùn) 變壓器吊裝 方案優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）09（a）-0071-02

核電站商運(yùn)后建立了嚴(yán)密的安保系統(tǒng)，投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)機(jī)組的輔助變壓器和后續(xù)機(jī)組的輔助變壓器需共同控制在TD輔助開關(guān)站內(nèi)。安保系統(tǒng)建立后極大地縮小了施工空間，狹小的施工區(qū)域?yàn)槔m(xù)建機(jī)組施工作業(yè)增加了難度，在商運(yùn)條件下確保商運(yùn)機(jī)組安全運(yùn)行和續(xù)建工程中安全經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行設(shè)備吊裝成為核電建設(shè)施工中面臨的一個(gè)新的難題。

1 施工作業(yè)條件及施工難點(diǎn)

核電站商運(yùn)后，TD輔助開關(guān)站建立了安保系統(tǒng)，廠房周邊拉設(shè)了安保圍欄；變壓器背靠廠房，安裝在安保圍欄之內(nèi)，變壓器安裝位置前僅有一條4.1 m寬道路，進(jìn)入開關(guān)站內(nèi)主道路8.8 m寬，與變壓器前道路垂直相交。變壓器運(yùn)輸車為普通拖車，長(zhǎng)15 m寬3.2 m，由于廠房?jī)?nèi)道路狹窄，變壓器運(yùn)輸車輛無(wú)法運(yùn)送到TD輔助開關(guān)站內(nèi)。

2 吊裝起重機(jī)的選擇與優(yōu)化

變壓器在安保圍欄外使用起重機(jī)吊裝就位，不需要拆除開關(guān)站內(nèi)任何設(shè)施，核電站的安全運(yùn)行保障系統(tǒng)亦不受影響。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，圍欄外到變壓器就位位置長(zhǎng)17.5 m，變壓器自重58 t，外形長(zhǎng)6.08 m寬2.42 m高4.5 m，圍欄外吊裝起重機(jī)作業(yè)半徑需滿足23 m（起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心到圍欄的距離考慮5.5 m）。滿足吊裝條件需要使用500 t級(jí)以上的汽車吊或大型履帶吊吊裝就位，吊裝方案不經(jīng)濟(jì)。該項(xiàng)作業(yè)限制因素是運(yùn)輸車輛無(wú)法進(jìn)入TD輔助開關(guān)站內(nèi)，又不能拆除安保設(shè)施，無(wú)法使用頂升就位。大型號(hào)起重機(jī)的選擇決定了施工的費(fèi)用，考慮如何減小機(jī)械型號(hào)。在吊重不變的情況下，減小吊裝起重機(jī)型號(hào)的條件就是縮小起重機(jī)作業(yè)半徑。如何達(dá)到起重機(jī)既能小作業(yè)半徑內(nèi)卸車又能小作業(yè)半徑內(nèi)就位，就要選擇一種合適型號(hào)的起重機(jī)進(jìn)入TD輔助開關(guān)站內(nèi)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)道路條件僅能滿足50 t及以下的汽車吊進(jìn)入吊裝作業(yè)位置。在這種情況下具有轉(zhuǎn)向輕便靈活優(yōu)點(diǎn)的起重機(jī)有越野式起重機(jī)和全地面式起重機(jī)。由于越野式起重機(jī)一般起重量較小，吊裝性能無(wú)法滿足需求，考慮尋找一種合適的全地面式起重機(jī)。場(chǎng)地條件根據(jù)實(shí)測(cè)演示作業(yè)路面轉(zhuǎn)彎半徑可以達(dá)到12 m，選擇起重機(jī)總長(zhǎng)不可超過17 m（轉(zhuǎn)彎過程中17 m前有正在運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備），且前排輪胎到起重機(jī)最后部位不可以超過13 m，車輛寬度3 m。根據(jù)以上條件，在經(jīng)濟(jì)吊裝的前提下選擇了200 t全地面式起重機(jī)作為吊裝機(jī)械。

3 變壓器吊裝布置方案優(yōu)化

起重機(jī)選擇后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)一步優(yōu)化變壓器吊裝機(jī)械布置方案。機(jī)械布置方法：200 t全地面式起重機(jī)進(jìn)入TD輔助開關(guān)站后向前行駛布置在吊裝位置，起重機(jī)?？坑诨剞D(zhuǎn)中心和變壓器就位縱向中心線重合處，吊車與橫向中心線平行布置須靠左側(cè)路沿石?？吭诘缆飞希@樣起重機(jī)支腿可以越過安裝在地面正使用的消防水管道，并可以在地面全支腿支起。定位測(cè)算起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心到就位中心線距離為10 m。變壓器運(yùn)輸車輛布置在TD輔助開關(guān)站安保圍欄外，變壓器重心與回轉(zhuǎn)中心重合。

4 200 t全地面式起重機(jī)吊裝性能校核

4.1 起重機(jī)負(fù)荷率校核

吊裝布置方案進(jìn)行優(yōu)化后測(cè)算變壓器就位所需作業(yè)半徑為10 m，變壓器卸車位置優(yōu)化后作業(yè)半徑為9.2 m，以變壓器卸車與就位所需最大作業(yè)半徑10 m進(jìn)行起重機(jī)負(fù)荷率校核。

變壓器重58 t，200 t全地面式起重機(jī)使用65 t配重全支腿伸出，18.1 m主臂10 m作業(yè)半徑，額定起重量為66.5t，吊鉤重0.9 t，吊索具重0.1 t，實(shí)際起重量為58+0.9+0.1=59 t；起重機(jī)負(fù)荷率設(shè)為，則

=59/66.5×100%=88.7%，滿足吊裝要求。

4.2 起重機(jī)越過圍欄起升高度校核

起重機(jī)使用臂桿c=18.1 m，卸車作業(yè)半徑為9.2 m，回轉(zhuǎn)到臂桿根部1.85 m，臂桿根部距離地面距離h1=3.6 m，起重機(jī)吊鉤到上限位安全距離h0為3 m，根據(jù)已知數(shù)據(jù)計(jì)算。

吊鉤中心線到臂桿根部距離b=9.2+1.85=11.05 m，根據(jù)三角形勾股定理計(jì)算臂桿垂直方向的高度：a===14.3 m。

起重機(jī)可起升高度h=a-h0+h1=14.3-3+3.6-3=14.9 m。

圍欄高3.5 m，索具長(zhǎng)度5 m，變壓器高度4.5 m高度，起重機(jī)需起升高度為3.5+5+4.5=13 m。

需起升高度13 m小于起重機(jī)可起升高度14.9 m，起重機(jī)可起升高度滿足使用要求。

4.3 設(shè)備與臂桿安全距離校核

以起重機(jī)吊鉤起升到上限位最不利條件考慮，根據(jù)高度校核中的條件可知，在臂桿頂部到變壓器上部的距離為8 m，臂桿的高度考慮1.4 m。

吊鉤中心線到臂桿根部中心距離b1=5+1.85=6.85 m，根據(jù)三角形原理計(jì)算：a==16.75 m。根據(jù)相似三角形計(jì)算：n/6.85=8/16.75， n=3.27 m。

n>[2.42（變壓器寬）/2+1.4（箱型臂桿高度）/2]

n=3.27m>1.91m

變壓器起升到最高時(shí)與臂桿間的安全距離滿足要求。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)測(cè)量演示，200 t全地面式起重機(jī)在不破壞周圍設(shè)施的情況下，能夠向前行駛到TD輔助開關(guān)站圍欄內(nèi)進(jìn)行卸車就位，在伸出主臂18.1 m，最大作業(yè)半徑10 m的工況下，采用6×37+FC-Φ36-20 m型號(hào)的鋼絲繩8股起吊，能夠越過安全圍欄，進(jìn)行卸車就位施工作業(yè)，證實(shí)了優(yōu)化后方案的可行性，既保證了安全，又極大地節(jié)省了經(jīng)濟(jì)支出。

參考文獻(xiàn)

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