“華龍一號”穩(wěn)壓器金屬保溫層安裝技術研究

文 超 王金元

（核反應堆系統(tǒng)設計技術重點實驗室，四川 成都 610000）

0 引言

通過對華龍一號堆型金屬反射式保溫安裝施工工藝的研究，對不銹鋼保溫龍骨與金屬保溫塊安裝過程中容易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，采取相應的優(yōu)化改進措施和技術手段，確保安裝完成后的保溫龍骨和金屬反射式保溫符合設計和規(guī)范要求。 從而達到降本增效，提升企業(yè)的市場競爭力。

1 穩(wěn)壓器保溫概述

“華龍一號”穩(wěn)壓器保溫為金屬反射式保溫，保溫高度約為13.2 m，保溫結構由保溫龍骨與金屬反射式保溫塊、非金屬保溫棉袋三部分組成，保溫形式分為可拆卸式保溫與不可拆卸式保溫。 可拆卸式保溫之間、可拆卸保溫與不可拆卸保溫之間采用快開鎖扣連接，不可拆卸保溫之間采用不銹鋼鉚釘連接，保溫層由上封頭保溫、筒體保溫、下封頭保溫（非金屬棉袋）三部分組成， 水平支撐位置采用非金屬棉袋進行填充。 保溫材料可經(jīng)受核電站正常壽命期及LOCA 事故下的高劑量輻射而物理性能無顯著變化；其抗震性能可達到在安全地震動（SL-1）下，保溫層可執(zhí)行其功能，在極限安全地震動（SL-2）下，保溫層不對附近安全物項造成災害（如倒塌）。 穩(wěn)壓器保溫總體安裝示意圖見圖1。

圖1 穩(wěn)壓器保溫總體安裝示意圖

2 穩(wěn)壓器金屬反射式保溫安裝流程

穩(wěn)壓器金屬反射式保溫安裝流程如下圖2 所示。

圖2 穩(wěn)壓器金屬反射式保溫安裝流程

3 穩(wěn)壓器金屬反射式保溫施工技術改進

穩(wěn)壓器采用金屬反射式保溫形式對相關技術人員及安裝施工人員要求更高， 在安裝過程中不斷遇到各類問題，為了更好地解決相關問題，及時收集相關施工經(jīng)驗，對在安裝過程中出現(xiàn)的問題不斷進行研究探討，同時提出相應優(yōu)化方案。

3.1 可剝落漆去除

穩(wěn)壓器出廠時表面涂有一層可剝落漆，以防止設備表面污染生銹， 在保溫安裝前需將可剝落漆去除，通常采用手撕去除法。 但在去除施工過程中發(fā)現(xiàn)，局部可剝落漆厚度過薄、環(huán)境溫度較高導致油漆出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，可剝落漆采用手撕的方法施工困難，如堅持手撕去除方法將嚴重影響項目工程進度。

為解決部分可剝落漆去除困難的問題，結合現(xiàn)場施工進度要求，施工單位與穩(wěn)壓器設計方通過分析探討，最終確定在確保對穩(wěn)壓器本體不造成損傷的前提下，可采用打磨方式去除設備表面可剝落漆。 施工單位需對實施打磨操作人員進行培訓交底，同時加強現(xiàn)場施工監(jiān)督，嚴格控制質量，以防對設備本體造成傷害。 經(jīng)過現(xiàn)場實際施工情況表明，通過打磨方式去除可剝落漆，可有效提高施工效率，節(jié)約施工工期。

3.2 龍骨定位放線

在去除穩(wěn)壓器表面可剝落漆后，首先根據(jù)圖紙確定方位，需定位出保溫龍骨的安裝位置。 首先依據(jù)設備本體上已標定的角度鋼印確定0°位置，再按照保溫龍骨間的夾角確定龍骨分布的位置。

確定0°位置后，按照圖紙要求可以確認第一根吊筋中心位置在0°右側34°處， 見圖3。 常規(guī)標定方法為，使用角度測量儀器，通過0°位置、設備中心點來確定第一根吊筋中心位置。 但穩(wěn)壓器上封頭頂部中心位置連接穩(wěn)壓器噴霧管線，且設備筒體半徑較大，角度測量操作實施困難。 使用常規(guī)標定法操作必然導致測量誤差大，影響吊筋定位準確性，進而影響后續(xù)保溫龍骨的安裝工作。

圖3 保溫龍骨安裝位置示意圖

經(jīng)研究，采用計算兩點間弧長的方式確定吊筋中心位置，可以大幅提高龍骨定位安裝的準確性。 穩(wěn)壓器的筒體周長C 可以通過實際測量獲得，根據(jù)圓的周長公式C=2πr 和弧長公式L=n*π*r/180 可以推導出公式（1），吊筋中心與0°間的弧長距離可按照公式（1）計算。

（1）L=(C/360)*n

式中：L—吊筋中心與0°間的弧長（mm）；

C—穩(wěn)壓器周長（mm）；

360°—圓周角度（°）；

n—吊筋中心與0°間夾角（°）

姬皓婷的文章《那又怎么樣》，給我們提供了一條做人的好經(jīng)驗。為點小事爭得面紅脖子粗，甚至口出狂言，動手動腳，不值得。做事要把握底線，堅持原則，為真理而爭氣。讓人一步自己寬。寬容、大度，能避免好多不必要的事端，使我們的社會變得和諧美好。

確定0°位置后， 按照圖紙設計將六根吊筋位置與0°位置夾角進行確定， 弧長計算方式參照上述公式（1），可加快龍骨位置的確定，縮短定位放線的施工工期。

3.3 龍骨安裝

3.3.1 上封頭龍骨安裝

龍骨位置確定后，按照安裝順序要求需從上至下安裝， 首先將上封頭支撐環(huán)及六根槽鋼進行拼裝定位。 調整完成后安裝六根槽鋼，按照要求槽鋼上的48個M30 螺栓調節(jié)至與設備表面緊貼。

3.3.2 筒體龍骨安裝

筒體龍骨包括豎向吊筋、環(huán)形角鋼支撐、不銹鋼墊板三部分，吊筋與環(huán)形角鋼支撐間采用螺栓連接，不銹鋼墊板安裝在豎向吊筋與環(huán)形龍骨交叉的位置， 不銹鋼墊板與豎向吊筋間進行焊接， 墊板厚度需按照現(xiàn)場實測尺寸進行加工，以保證龍骨與設備本體間的間隙。

在K2 機組穩(wěn)壓器保溫龍骨安裝時， 采用傳統(tǒng)方法，為確定不銹鋼墊板的厚度，首先將筒體龍骨進行試裝，調整間隙，確定墊板厚度后對墊板進行精加工，完成后對墊板焊接進行固定。 此方法需反復拆裝豎向吊筋及環(huán)向角鋼支撐，所需工期較長。

在K3 機組穩(wěn)壓器保溫龍骨安裝時， 首先測量出穩(wěn)壓器周長計算出穩(wěn)壓器筒體的半徑尺寸， 并與K2機組穩(wěn)壓器的筒體半徑進行對比，進一步計算確定所需墊板的厚度，提前進行加工，在安裝前完成焊接、目視檢查、液體滲透檢查、酸洗鈍化工序，大幅縮短了筒體龍骨安裝工期。

首先將八件角鋼掛鉤分別與下封頭角鋼進行連接，并使用M10×40 的螺栓進行固定。 按照0°方位逆時針安裝三件下封頭角鋼， 在0°、90°、180°、270°四個方位把三件角鋼與穩(wěn)壓器下封頭裙座進行連接。 以（15.5° ）、 （59.1° ）、 （83.5° ）、 （126.5° ）、 （169.6° ）、（222.5°）、（277.7°）、（321°）方位來布置掛鉤、鎖扣板、不銹鋼鋼帶；同時把8 件鎖扣板與下封頭角鋼掛鉤連接，以8 根鋼帶來布置管嘴環(huán)箍掛鉤方位，鋼帶延伸至波動管嘴環(huán)箍外表面，在環(huán)箍外表面劃出8 件掛鉤的位置線，最后對掛鉤進行焊接。

3.4 金屬保溫塊安裝

3.4.1 金屬保溫預組裝

在正式安裝保溫前，在車間對金屬保溫塊進行預組裝。 目的是提前發(fā)現(xiàn)問題，如金屬保溫塊間的間隙是否符合要求、鎖扣是否錯位等問題。 在安裝前將可能存在的問題解決，保證安裝施工的順利進行，達到提升安裝效率及縮短施工工期的效果。

3.4.2 金屬保溫現(xiàn)場安裝

按照保溫層安裝技術條件要求，穩(wěn)壓器金屬保溫層需按從下往上的安裝順序進行分層安裝，在對現(xiàn)場實際情況進行研究分析后，現(xiàn)場決定對保溫塊進行多段同時安裝， 按照此方案可充分利用閑置人力資源，加快金屬保溫塊的安裝進度，從而大幅縮短了金屬保溫塊的安裝工期。

為保證保溫塊安裝質量及安裝進度，在安裝過程中主要注意以下兩點：

（1）安裝間隙：注意每塊金屬保溫塊與相鄰保溫塊間的間隙，保證間隙不大于3 mm 的設計要求。

（2）安裝順序：按照安裝圖紙確定每層第一塊保溫塊的安裝位置，確定后按照順序依次進行安裝。

在安裝的同時進行間隙的測量，確保了安裝質量的同時提升了安裝效率，對后續(xù)一次驗收合格奠定了扎實的基礎，保證了施工進度，縮短了施工工期。

3.5 非金屬保溫棉袋安裝

在金屬保溫塊安裝完成后，需在水平支撐和下封頭位置填充非金屬棉袋，對非金屬保溫棉袋安裝尺寸在整個保溫層安裝工作開始前進行測量或計算，按照現(xiàn)場安裝尺寸在車間進行棉袋和不銹鋼鋼板進行提前預制，待需要安裝時直接進行安裝，可以有效節(jié)約施工工期。

4 經(jīng)濟效益

通過分析穩(wěn)壓器保溫安裝常規(guī)法安裝工藝和優(yōu)化后安裝工藝在所需工期方面的差異，對兩種工藝涉及的關鍵措施進行列舉，并對各安裝工藝所需的工期進行對比，詳細投入情況見表1。

表1 穩(wěn)壓器保溫安裝工藝主要工期對比分析表

根據(jù)對比分析，優(yōu)化后的施工工藝工作效率明顯高于常規(guī)施工工藝，按優(yōu)化工藝法安裝穩(wěn)壓器保溫層可節(jié)約安裝工期約19.5 天。 出口巴基斯坦的“華龍一號”核電機組單機組電功率約為110 萬千瓦，可計算出單機組單日發(fā)電量約為2640 萬千瓦時。 若因采用優(yōu)化工藝法節(jié)約安裝工期使核電機組提前發(fā)電，將帶來相當可觀的經(jīng)濟價值。

5 結語

本文通過介紹海外“華龍一號”穩(wěn)壓器金屬反射式保溫安裝施工過程中的重點及難點，并結合現(xiàn)場施工過程中普遍存在的問題， 通過對比分析的方式，對工藝流程進行規(guī)范及合理優(yōu)化， 同時對保溫龍骨、金屬保溫安裝時需要注意的問題進行了說明，使穩(wěn)壓器保溫安裝流程更加細致、 更加符合施工實際情況，增強其施工指導性及可操作性，節(jié)約項目成本。 為后續(xù)同堆型穩(wěn)壓器保溫安裝提供參考和借鑒。