反应堆压力容器安装的研究

反应堆压力容器安装的研究

喻贤煜1韩瑞2

中国核电工程有限公司北京100840

摘要：反应堆压力容器处于核岛主回路设备安装关键路径上，反应堆压力容器的就位在施工逻辑上直接影响了其它主设备工作的开展，其施工质量也影响着后续设备的安装。本文以CPR1000堆型反应堆压力容器安装工艺，强调了反应堆压力容器安装理论要点以及注意事项，为后续项目相同或相似堆型反应堆压力容器安装施工提供借鉴和参考。

关键词：反应堆压力容器安装工艺翻转

1.压力容器功能简介

压力容器是压水堆核电站反应堆的核心部位，它主要是用来包容压水堆的堆芯和堆内构件，并把核裂变反应限制在其内部进行，是反应堆主冷却剂系统压力边界最重要的组成部分。主管道将压力容器、蒸汽发生器和主冷却剂泵连接形成一个封闭的环路，主冷却剂泵运转使一回路的冷却剂快速循环，将压力容器的堆芯核裂变产生的热量输送至蒸汽发生器。为了保证冷却剂在高温时不沸腾，压力容器一般要能承受15.5Mpa左右的工作压力，设计压力须达17.2Mpa，要经得起强的快种子流和γ射线的辐射。压力容器由筒体组合件，顶盖组合件和紧固密封组件组成。根据堆型以及功率的不同，反应堆压力容器的尺寸也不同。

图1CPR1000反应堆压力容器视图

2.CPR1000堆型反应堆压力容器安装

2.1反应堆压力容器结构

CPR1000堆型反应堆压力容器本体由法兰段、过渡段、接管座、堆芯段、底封头以及进出口管嘴组成。CPR1000堆型反应堆压力容器本体主要技术参数：

高度：10555.5mm；内径：3989mm；壁厚：204mm；主螺栓数量：58根；堆芯仪表导向管：50根；容器本体重量：256.6t；管嘴处最大半径：3189mm。

2.2施工准备

与其他施工活动相同，CPR1000堆型反应堆压力容器安装前需从“人、机、料、法、环”几个方面着手进行相应的施工准备。除施工人员、设备材料和施工文件等施工准备需要满足要求外，重点是对于“专用工机具”和“现场施工环境”的准备。

CPR1000堆型反应堆压力容器的结构特点和安装工艺决定了专用工具的选择，主要有吊装专用工具的和翻转竖立专用工具。吊装用吊梁、吊索等配合提升装置起吊；翻转竖立用吊梁配合翻转抱箍与翻转支架进行翻转。所有用于压力容器吊装和安装的专用工具必须提供质量证明文件，在使用前必须经过外观检查，以及专用工具接口尺寸符合性检查。专用工具符合性检查项目如下：

检查压力容器吊装运输工具设备的完好性，各部件运动灵活，润滑良好，螺纹连接紧固，不得有松动现象；检查压力容器吊装用吊索接头、销以及龙门吊吊耳与提升装置的形状和接口尺寸；检查提升装置与龙门吊，联合起吊梁与环吊、吊杆的配合情况。

检查待安装的压力容器与翻转凸耳、翻转抱箍之间的接口尺寸；检查翻转耳轴与翻转支架的配合情况；检查翻转支架预埋板距离设备闸门的距离，满足压力容器翻转竖立空间要求；检查翻转支架与厂房内地面预埋板的配合情况。

吊装前对龙门吊及环吊进行维护检查，检查环吊运行小车吊钩与安装小车吊钩速度的同步性。

压力容器安装现场施工环境场地按规划处理完毕，龙门架下地面平整、坚实；吊装施工区域内保证无障碍物，在压力容器吊装的每个阶段都必须确保压力容器畅通无阻；检查环吊吊装压力容器翻转垂直位置时，压力容器管嘴与设备闸门盖之间的距离以及压力容器吊装平衡梁与设备闸门上方的钢结构之间的距离；检查牵引装置锚固点位置满足牵引，翻转支架预埋锚固板的位置符合翻转支架安装。

2.3压力容器的安装工艺

2.3.1压力容器引入到龙门架下卸车并引入至20m平台

根据压力容器包装运输图、运输拖车型号，核查压力容器在运输拖车上运输过程中的最大高度；将龙门吊小车停在远离反应堆厂房处，在龙门吊小车吊钩上安装提升装置，将吊索一端安装在提升装置上，另一端从压力容器下方穿过，完成绕绳后也连接到压力容器提升装置上，进行龙门吊连钩工作；压力容器卸车前要进行起吊试验，再将压力容器放置在龙门架下的地面上，进行压力容器的相关检查工作后起吊，压力容器提升至20m平台，放置在重载车上，过程中严格监控。

2.3.2压力容器翻转竖立

翻转抱箍的安装：在压力容器运输至20m平台放置在重载运输车上之后，向反应堆厂房方向牵引压力容器；检查压力容器轴线的垂直度，耳轴水平度，如不满足进行调整；组装并安装翻转抱箍。

环吊连接工具的安装：打开压力容器临时盖板中间部分，安装压力容器吊装螺栓；安装凸耳组件，安装过程中注意凸耳组件的垂直度，当凸耳组件与压力容器法兰面接触过程中，严格观察监督，防止由于惯性及不稳定撞击压力容器法兰面；在环吊吊钩上安装联合起吊梁，注意联合起吊梁的方向；安装吊杆，并将吊杆与凸耳组件连接。

翻转支架的安装：将压力容器翻转抱箍耳轴牵引至翻转支架安装的位置，使用倒链将翻转支架套在翻转耳轴上，对准翻转支架下方的锚固螺栓孔，检查翻转支架的垂直度，安装锚固螺栓，注意检查耳轴与翻转支架U型块的左右以及下部间距均匀。

压力容器翻转：进行压力容器翻转工作，监控压力容器翻转过程中联合起吊梁的水平度、压力容器翻转过程中左右摆动的幅度、吊杆的偏转角度。

2.3.3压力容器在堆腔内的就位调整

压力容器翻转竖立后，翻转抱箍的拆除，通过提升压力容器，将压力容器从翻转抱箍中提出；环吊小车将压力容器向堆腔方向移动，下降压力容器，将压力容器落位在压力容器支撑环上，防止压力容器管嘴与主管道管口干涉。

压力容器引入后，全部重量落在调整螺柱上，测量压力容器方位、堆内构件支撑面的标高及水平度；将压力容器稍微提起，根据测量的标高数据，旋转螺柱调整压力容器标高及水平度；标高调整完成后，通过自制顶丝工具调整压力容器的方位；反复调整，最终当压力容器安装数据满足要求后，测量压力容器支撑下表面与压力容器上表面之间的间隙，分析计算得到压力容器水平垫板的加工数据；加工安装水平垫板，最终测量压力容器的方位、堆内构件支撑面的标高及水平度。

3.总结

压力容器安装的要点在于起吊和翻转过程。为保证压力容器起吊和翻转顺利，需重点保证吊装专用工具的尺寸、质量等符合要求，现场环境满足施工要求；在起吊翻转过程中，需时刻监控压力容器的稳定性，最终通过垫铁调整就位。

参考文献

[1]孙永刚，反应堆压力容器装配，一重技术，2016，06期

[2]许跃武高宝宁，AP1000核电机组反应堆压力容器的安装，压力容器，2012，01期

[3]NB/T20045-2011，压水堆核电厂反应堆压力容器安装及验收技术规程