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浅谈国内核电站首台立式汽水分离再热器壳体吊

发布时间:2015-07-15 09:24

 1 概况
  台山核电一期1、2机组各设计有两台汽水分离再热器(MSR),呈立式布置于汽轮机厂房内的高中压缸左右两侧标高为-3.05m的MSR混凝土基础立柱上,壳体重252吨,外形尺寸为φ5840×21197mm,其作用是对高压缸排出的湿蒸汽进行水汽分离、加热,使之变成过热蒸汽,从而提高汽轮机热效率及减少湿蒸汽对汽轮机叶片的腐蚀。汽机厂房采取下沉式结构,吊装空间和配套起重设备布置受到制约,经对设备图纸、厂房结构仔细研究,MSR壳体采用专用吊装工具进行吊装作业。  
  2 MSR壳体吊装技术方案分析
  2.1 MSR壳体专用吊装工具设计
  考虑到设备的运输安全,MSR壳体运输方式为卧式运输,而在厂房内正式安装的方式为立式安装,故MSR的吊装就位过程中必须具备一套可以起吊壳体及能将壳体从水平卧式状态翻转至竖直状态的专用吊装工具(如下图1所示)。
  钢丝绳液压伸缩装置通过高压软管连接到一个小型动力油站上,利用手动控制器或者专用吊具生产厂家提供的加载了相关控制程序指令的平板电脑,可实现对伸缩装置的就地控制或者远程控制。
  2.2 MSR壳体吊装施工流程
  壳体起吊索具绑扎→壳体起吊及平移→壳体垂直旋转90°→球面轴承安装→壳体就位及临时固定。
  2.3 壳体起吊索具绑扎及调整
  采用液压板车将MSR壳体运输至汽轮机厂房0米吊装口,拆除壳体上的运输绑扎钢丝绳,降下悬挂在300T行车主钩上的已经组装调试合格的壳体专用吊装工具,并按(图2)所示要求,将8m长的两根吊索拴在壳体上部轴式吊耳上,然后移动行车小车使300T吊钩与壳体重心在同一直线上,接着操作液压伸缩装置将钢丝绳伸长至1.5m,使环形钢丝绳能拴在MSR壳体底部锥壳的轴式吊耳上,系上保险绳,防止吊装钢丝绳在壳体翻转90°时松脱滑出吊耳而造成重大事故发生。点动起升300T吊钩和调整液压伸缩装置,使绑扎到壳体上下部吊耳的钢丝绳处于预紧状态。
  2.4 壳体起吊及平移
  检查吊索是否绑扎牢固可靠后,利用300T行车主钩将壳体提升300mm左右,并同时调整伸缩装置使壳体处于水平状态,然后再将壳体下降200mm,提升及下降各进行2次,以此检查300T主行车刹车性能是否安全可靠。
  300T主行车刹车性能检查合格后缓慢提升MSR壳体,使底部管口高于壳体底部运输支撑架约500mm左右,然后将液压板车及运输支撑架驶离吊装口位置。继续缓慢将壳体提升至高出10.9米汽轮机运行平台层约1000mm的高度,启动行车行走机构,操作行车将壳体平移至安装位置预留钢结构孔洞正上方。
  2.5 壳体壳体垂直旋转90°
  启动300T吊钩,缓慢提升至极限高度位置,操作液压伸缩装置,慢慢伸长钢丝绳伸缩装置工作状态下的钢丝绳长度使MSR壳体下部锥壳侧开始慢慢向下倾斜(如图3所示)。
  因为在主行车小车静止不动的情况下,随着壳体的倾斜角度不断增大,壳体下部外圆周部位与10.9米层钢梁的距离将会不断变小,所以在壳体翻身过程中,应结合主行车小车的移动(如图3箭头所示),操作行车及钢丝绳伸缩装置的人员必须听从指挥、精心操作,保证壳体不会与钢结构发生碰撞。
  操作钢丝绳伸缩装置使MSR壳体垂直缓慢旋转,并派专人监视MSR壳体与吊装孔边缘的间隙,及时移动行车小车,确保壳体不与吊装孔边缘相碰,即吊装中心线与设备就位中心线基本一致。
  当壳体翻转至竖直状态后,继续操作钢丝绳液压伸缩装置,使伸缩装置内的钢丝绳处于自由不受力状态,此时壳体的全部重量由壳体上部吊点两侧的两根钢丝绳共同承担。
  2.6 球面轴承安装
  由于球面轴承内孔与壳体底部的圆柱销之间为微量过盈配合,如果利用行车直接松钩把壳体就位到球面轴承上,一方面行车大小车调整量可能满足不了壳体底部圆柱销与下方安装固定的球面轴承内孔对中的要求;另一方面行车松钩使壳体座落到球面轴承的过程中,稍有偏差,壳体下落的巨大瞬间冲击力可能就会造成球面轴承上半球面的破裂。
  为了保证吊装时设备及人身安全,我们采取壳体不动,顶升球面轴承主动迎合壳体底部圆柱销的方法对壳体圆柱销与球面轴承之间的配合进行安装。
  2.7 壳体就位及临时固定
  球面轴承安装完成后,缓慢下降行车300T吊钩将已安装在壳体底部圆柱销的球面轴承就位到已嵌装在球面轴承支撑固定板上的球面轴承座上。
  由于壳体底部支撑为球面轴承,其设计特点为与圆柱销配合的凸球面相对于凹球面是允许在一定的倾斜角度之内360°摆动的,壳体的最终固定是通过壳体与高中压缸之间的再热冷段及热段管道来固定的。故在壳体吊装时,再热冷段及热段管道为安装的状态下,必须在壳体长度方向的重心点以上对壳体进行临时固定。
  吊装壳体前,应先将H型钢1及2预先存放在(图4)所示位置,两钢梁的内侧跨距应比壳体上两轴式吊耳的跨距稍大,且两钢梁相对壳体就位中心对称。由于H型钢及滚轮支撑4的安装位置影响壳体的吊装翻身,故吊装壳体前不能提前吊放横跨在H型钢1及2上,可以就近暂放于壳体吊装预留口钢结构以外。
  待壳体就位到基础上后,利用2个2T手拉链条葫芦同时将H型钢1及2往壳体方向收紧至既定位置。
  接着用2个1T手拉链条葫芦将H型钢及滚轮支撑3、4吊放至横跨在H型钢1及2上,并往壳体方向拖动至既定位置,注意移动前先将滚轮支架上的花篮螺杆旋转至最长。
  依次对H型钢1及2与厂房10.9米层的钢结构接触部位、支撑3、4与H型钢1及2的接触部位进行焊接固定。焊接完成后,将滚轮支架3及4上的花篮螺杆收紧至滚轮与壳体外圆周贴合,精测壳体垂直度,如需调整可通过花篮螺杆进行调正。
  壳体垂直度调整符合要求后,缓慢松行车300T吊钩至不受力状态,注意松钩过程中,全面检查观察临时支撑焊缝处的受力情况,确保安全后解除壳体吊耳上的吊索。
  3 结束语  
  从上述MSR壳体整个吊装施工流程可以看出,相对于卧式MSR的安装技术比较,立式MSR壳体吊装就位施工过程复杂、配合工种较多、连续作业时间长,存在极高的安全质量风险。因此在壳体吊装就位前,除了编写详细的吊装方案,对施工过程中的重点难点制定应对措施,还应编写相应的吊装高风险作业专项安全控制方案以及质量风险分析报告,提前对吊装过程中可能出现的安全质量风险隐患进行把控,并在吊装过程加以密切监控,才能安全、顺利、高效地完成壳体吊装就位工作。

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