三代核电站环行起重机功能及吊装工艺分析

三代核电站环行起重机功能及吊装工艺分析

陈文常杰

中国核电工程有限公司北京100840

摘要：国内三代核电机组类型较多，反应堆厂房内部所要环行起重机吊装的重型设备的种类及吊装工艺各不相同，对环吊提出了不同的要求。本文详细介绍了CAP1000、CAP1400、EPR1000类型机组核电站环行起重机的结构组成、主要功能、技术参数以及吊装工艺方案。

关键词：核电站；环行起重机；结构组成；功能；吊装工艺

1前言

核电站的反应堆厂房拥有核电站的核心设备，反应堆压力容器、蒸汽发生器、稳压器、堆内构件等。国内核电站的反应堆厂房均为圆柱形，核电站环行起重机（以下简称环吊）安装在圆柱形反应堆厂房内部，可以在环形轨道和承轨梁上作环形旋转运动。在核电站建设阶段，环吊用于蒸汽发生器、反应堆压力容器、稳压器等重型设备的吊装；在核电站停堆换料期间，环吊用于压力容器开盖、合盖和各种设备维修的吊起和安装。本文详细介绍了CAP1000、CAP1400、EPR1000等不同类型机组核电站环吊的结构组成、主要功能、性能参数以及吊装工艺方案。

2不同机组类型环吊的功能及吊装工艺

不同类型机组其环吊的小车数量、起重量和跨度各不相同。为了在核电站建设期间安装吊运重型设备如压力容器、蒸汽发生器等，一些核电站环吊设置有一个较大起重量的临时小车，如欧洲的EPR核电站环吊用600t临时小车吊运重型设备；一些核电站为模块化组装，在核电站建设阶段用履带吊吊运重型设备，如CAP1000、CAP1400、EPR1000核电站。

2.1CAP1000核电站环吊

国内目前正在建设的AP1000核电站有海阳核电站的1、2号机组以及三门核电站的1、2号机组，其中三门核电站的1号机组的环吊及其它主要设备均从美国直接进口，三门核电站的2号机组以及山东海阳核电站的1、2号机组的环吊由国内厂家按照美国图纸制造。正在筹建的三门和海阳核电站的3、4号机组及陆丰核电站的1、2号机组为CAP1000机组类型，是在消化吸收AP1000技术的基础上再创新的国产化机组。CAP1000机组核电站厂房内径为39.624米，环形轨道直径为37.8米。在建设阶段采用模块化组装技术，用大型履带吊把蒸汽发生器和压力容器吊装到位；主钩临界载荷和额定载荷起重量均为235t，副钩额定起重量25t。

在核电站整个寿期内更换蒸汽发生器、或核电站退役时拆除蒸汽发生器时，需要借助于一台临时小车和大型履带吊来完成。临时小车的额定起重量为蒸汽发生器可更换的重量，其值为630t。桥架按照830t的承载能力设计，是630t加上临时小车的重量。更换蒸汽发生器的吊装方案为：第一步用履带吊揭开穹顶上盖；第二步把运行小车移动到主梁的一个端部，以不影响临时小车的运行为原则；第三步用履带吊把临时小车安装到桥架上，并接好电源；第四步临时小车吊起蒸发器运行到跨中位置；第五步把蒸汽发生器支撑在两根主梁内侧的支架上，再把临时小车移动到跨端；第六步用履带吊把放置在主梁跨中支架上的蒸汽发生器吊运出反应堆厂房，再把临时小车吊运出反应堆厂房厂房。重新安装蒸汽发生器按照上述相反步骤进行。

CAP1000核电站环吊轨道中心与厂房中心重合，压力容器中心与厂房中心不重合，不存在主钩吊装操作盲区问题。环吊的主要组成为：中轨箱型主梁桥架、靠车轮轮缘导向的大车回转机构、带有主钩和副钩的运行小车、电气部分、附属钢结构、检修悬臂吊、环形轨道。

2.2CAP1400核电站环吊

CAP1400机组是国家压水堆示范工程，环吊的结构组成、功能以及吊装工艺方案与AP1000和CAP1000机组环吊相同，主要性能参数如下：厂房内径均为43米，环形轨道直径为41米；主钩临界载荷和额定载荷起重量均为320t，桥架承载能力1100t。

2.3EPR1000核电站环吊

国内目前正在建设的EPR核电站为台山核电站的1、2号机组，采用的是法国技术，环吊由EIFFEL公司设计。在核电站建设阶段环吊所需起吊的最重设备为蒸汽发生器，含吊具总重约为600t。为此，在环吊上设置了1台临时小车用于蒸汽发生器等大件设备的吊装，吊装完毕后，可以借助中央拱架上的滑轮组和卷扬装置将安装小车拆下，以备其他机组的环吊进行大件设备吊装。EPR核电站反应堆厂房内径为46.9米，环形轨道直径为44.3米。

主小车在运行阶段正常停堆换料和检修期间，环吊所需起吊的最重设备为上部和下部堆内构件，重量约为300t，主小车的临界载荷起重量和额定起重量均为320t。

副小车额定起重量为35t，主要用于吊装仪表测量装置存贮间的门、燃料组件转运通道的门以及在低于操作平台（＋19.50m）区域的吊装操作。副小车与主小车共用运行轨道。

辅助小车额定起重量为5t，在副小车上敷设的轨道上沿Y轴方向运动，即垂直于主梁方向运动。辅助小车一方面用于仪表管装置、水位监测装置以及控制棒驱动杆等吊装操作，另一方面还要作为装卸料机的备用，当装卸料机出现故障时，可以替代装卸料机执行相关装卸料操作。装卸料操作时环吊旋转机构固定不动，副小车沿X轴方向运动以及辅助小车沿Y轴方向运动，实现所要吊装区域的全覆盖。

ERP核电站环吊具有装卸料机备用功能，可直接用于燃料组件的操作，是核安全相关设备。EPR环吊轨道中心与厂房中心重合，压力容器中心与厂房中心重合，为了主钩方便对准压力容器中心，消除吊装操作盲区，环吊主钩具有横向移动功能。环吊主要组成为：偏轨箱型主梁桥架、大车旋转机构及其水平导向轮、320t主小车、35t副小车、5t辅助小车、600t安装小车、中央拱架、电气部分、附属钢结构、卷扬机、检修门架、环形轨道和承轨梁等。

3总结

国内三代核电站确定厂房布置、设备配置、物流方向和重物吊装方案后，设备选型单位与设备制造厂可以共同协商确定环吊的结构组成、主要功能、技术参数、吊装工艺方案和安全等级，保证环吊安全、可靠地完成规定的功能和吊装作业，为核电站的顺利建设及安全、高效地运行提供强有力的保证。