华龙一号不锈钢水池覆面施工技术研究及应用

华龙一号不锈钢水池覆面施工技术研究及应用

徐朝臣

（广西防城港核电有限公司 工程管理部 广西壮族自治区 防城港市）

摘要：华龙一号作为三代核电技术，采用能动加非能动相结合的安全设计理念，在原有堆腔水池、乏燃料水池的基础上，新增内置换料水箱、非能动堆腔注水水池、非能动热量导出水池等，单台机组不锈钢水池覆面的工程量达到二代核电技术CPR机组的6~7倍，不锈钢水池覆面施工成为影响项目冷热试以及装料的关键路径。通过分析后贴法、先贴法、模块化施工优缺点，并结合国内核电项目工程实践经验，提出不锈钢水池覆面施工的可行性建议，为后续项目施工提供借鉴与参考。

关键字：华龙一号；不锈钢覆面；先贴法；模块化；

1.前言

随着三代核电技术的研发和建设，业界对核电建造周期的要求日趋提高，以实现项目提前投产发电，而三代核电由于工程量及技术差异所导致的施工难度又使得建造周期超过CPR机组。因此，国内新建核电堆型都在尝试引入模块化施工技术，使核电建造由传统的分散性劳动密集型逐步转向工厂内集约型预制与现场高效吊装相结合的建造模式，从而缩短建设工期，最大化发挥三代核电的经济优势。

从以往核电项目建设经验来看，不锈钢覆面施工存在施工工艺复杂、施工环境要求高、质量要求高等特点，一直以来都是核岛土建施工的重难点所在。防城港三号机组作为中广核华龙首堆，单台机组不锈钢工程量达到708吨，是2台CPR1000的3.5倍，水池数量达到22个，焊缝长度达到12086m，除此以外还设计多个不锈钢覆面疏水坑，工程量的陡然倍增使得不锈钢覆面施工成为制约机组冷热试的关键路径。在传统不锈钢水池覆面后贴法施工的基础上，合理采用先贴法模块化施工工艺，大量节约了现场焊接工作量，不仅降低施工难度、减少焊工需求、改善焊接作业环境，还能有效保证施工质量，加快施工进度。

2.不锈钢水池覆面施工工艺

核电厂不锈钢水池覆面板施工技术可分为后贴法、先贴法两种。国内核电项目以往主要以后贴法施工为主，以减少土建工序之间的交叉施工，近年来先贴法施工也逐步得到广泛的应用。

2.1后贴法施工工艺

不锈钢覆面后贴法施工是指先施工水池主体结构混凝土，后施工不锈钢覆面。施工过程中，先将与不锈钢覆面连接的背肋预埋进主体结构中，待混凝土浇筑完成后，再进行不锈钢覆面施工。后贴法施工工艺流程较为复杂，具体如下：

2.2先贴法施工工艺

先贴法是基于传统不锈钢后贴法施工工艺的一项创新，即从“先混凝土浇筑，再焊接粘贴不锈钢”的传统方法，到“先将不锈钢施工成模块，再进行混凝土浇筑”的新工艺。这大大降低了密闭结构不锈钢覆面施工的安全风险、质量风险和进度风险，是高精度小变形焊接技术结合先进施工工艺的创新，通过我国三代核电“华龙一号”的建设经验总结，已经逐步完善和成熟，并为后续安装调试的提前介入奠定了良好基础。

2.2.1先贴法模块化方案

不锈钢覆面在车间内通过深度预制和组装，将散件集成为功能性模块，再运输至现场拼装吊装就位。这些模块可根据结构尺寸、重量、功能、吊装方式等进行设计，不锈钢水箱常见的模块备选方案有以下四种：1、房间模块，将水箱结构池顶、池壁、池底设计为一个整体，水箱整体性能较好。2、池顶、池壁覆面板制作成带有防变形支撑桁架的门式模块，池底待结构施工完成、支撑拆除后采用后贴法施工。3、池顶、池壁分别制作成完整的模块，施工时先安装池壁模块，浇筑墙体混凝土，再安装池顶模块，施工上部结构，池底采用传统后贴法施工。4、池壁制作为片状模块，墙体钢筋安装完成后安装池壁覆面板模块，墙体施工完成后安装池顶模块，施工上部结构，池底仍采用传统的后贴法施工。

2.2.2先贴法模块技术难点及应对措施

不锈钢覆面先贴法模块过程中，主要技术风险在于如何控制模块在吊装运输及混凝土浇筑过程中的变形。以某核电机组ASP模块为例，单个模块尺寸8250mm×2850mm×6900mm，板厚6mm，本体重量约为11t，整体按照设备安装公差控制，如何保证模块在吊装以及混凝土浇筑过程中不锈钢覆面板的强度和稳定性，防止水箱变形超过设计及规范的要求，是首先要解决的技术难题。

不锈钢覆面模块吊装运输变形控制。对于设计为房间样式的不锈钢覆面模块，因其整体性更强，受力性能优于分片吊装的子模块，但在水箱内部覆面转角、洞口等位置设计抗变形工装进一步增加整体刚度和受力。在正式施工前，可以通过试验模拟水箱模块在运输、安装、吊装期间的变形情况，验证吊装方案及抗变形措施的有效性，确保满足精度控制要求。

不锈钢覆面混凝土浇筑变形控制。不锈钢覆面采用先贴法施工时，控制混凝土浇筑期间的变形，关键在于设置合理的支撑体系以及设计合理的混凝土浇筑分层高度，进而保证覆面板在混凝土浇筑期间的受力和变形满足规范要求。混凝土分层浇筑高度应根据计算并结合施工经验确定，一般在2m~2.5~之间，混凝土浇筑时应在四周均匀对称浇筑，浇筑速度不宜过快。

3.不锈钢覆面施工技术应用分析

3.1 本项目不锈钢覆面施工技术应用情况

华龙一号共涉及不锈钢覆面22个，工程量由大到小分别为ASP水箱250t、IRWST水池201t、乏池/装载井/转运井/准备井86t、ASG水池76t、滞留间34t、堆腔水池33t、IVR水池28t。其中ASP水箱采用房间模块整体吊装、IRWST水池顶板采用片状模块安装，其余部位均采用后贴法施工。

3.2 其他项目不锈钢模块施工技术应用情况

国内其他核电项目除了ASP水箱模块，IRWST水池模块以外，在堆腔水池、IVR水池部位也已经实现模块化施工。

海南昌江核电二期项目3号机组非能动堆腔注入水箱模块

3.3 不锈钢水池覆面施工技术应用情况分析及建议

根据本项目施工经验及国内其他华龙项目发布的信息，采用先贴法模块化先进建造技术后，将安装工作前置到车间进行，缩减了传统工艺的龙骨角钢安装、二次抹灰、油漆工序。模块化施工一次性吊装就位，减少现场作业难度，避免了传统工艺下的单片材料倒运过程的质量安全风险，同时可提前4~5个月移交安装。尤其是对于采用开顶法施工工艺的项目，能够保障安装工作顺利开展，对于实现项目冷热试及装料具有重大意义。

但是，采用先贴法模块化施工以后，项目成本指标较高，以本项目ASP水箱施工为例，采用模块化施工造价对比采用后贴法施工增加约2200万。因此，对于不影响关键路径的部位，可以考虑采用后贴法施工工艺。此外，对于池底部位，采取先贴法模块化施工工艺，可能由于混凝土浇筑不密实导致出现空鼓的质量缺陷，也宜采取后贴法施工工艺。

核电工程项目不锈钢水池覆面采取先贴法模块化施工技术，对于项目进度、安全、质量等指标有重大贡献，但成本指标偏高。对于影响项目冷热试、装料等重大节点目标且工程量较大的不锈钢工作，可以考虑采用先贴法模块化施工，对于不影响项目关键路径且工程量较小的，可以考虑后贴法施工。对于本项目后续工程不锈钢覆面施工建议如下：

部位施工技术部位施工技术

ASP水箱标准段房式整体模块堆腔水池门式模块

ASP水箱下沉段后贴法IVR水池房式整体模块

IRWST水池门式模块、片式模块ASG水池门式模块

乏池/转运井片式模块其他部位后贴法

4.结论

本文通过分析不锈钢覆面后贴法、先贴法施工优缺点，技术难点及控制措施，结合国内在建项目工程实践经验，总结不锈钢覆面施工技术适用范围及部位，对于同类型多机组批量化建设施工，为项目后续机组施工提供借鉴。对于同类型多机组批量化建设施工。

参考文献

[1]压水堆核电厂核安全有关的钢结构设计要求：NB/T20011-2010[s].北京:原子能出版社，2010.

[2]建筑施工模板安全技术规范：JGJ162-2008[s].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[3]不锈钢冷轧钢板和钢带：GB/T3280-2015[s].北京：中国标准出版社，2016.