近日,由中央網信辦指導國務院國資委聯合人民日報推出的《坐標中國》之《中國精度》主題片聚焦了華龍一號的精度:1毫米是“華龍一號”340多噸穹頂吊裝最大誤差

主題片中展示的正是華龍一號漳州核電2號核島穹頂吊裝時的鏡頭塔吊上“中核二四公司”6個字分外顯眼作為華龍一號全球首堆和批量化首堆的土建施工單位公司如何完成這堪稱“刀鋒對接”般的吊裝就位?今天就帶你一探究竟。
華龍一號反應堆廠房安全殼鋼襯里穹頂是反應堆廠房安全殼的主要組成部分,位于核島頂部,是核電站第三道安全屏障的關鍵組成部分。
華龍一號漳州核電2號核島內穹頂為直徑46800mm的半球體偏心結構,由壁厚為6mm的鋼板焊接而成,其背部分布網絡狀角鋼、錨固釘和錨固件,整體結構大、制作與拼裝工藝復雜、設計技術要求高。穹頂直徑和鋼板壁厚比為7800:1,吊裝時極易變形,精度控制難度特別大。

1、前期準備階段前沿研究 技術引領
排兵布陣,總結經驗。公司深知華龍一號核電建造“差之毫厘,失之千里”,在持續總結福清首堆施工經驗的基礎上,不斷探索、升級、優化鋼襯里施工工藝。
在穹頂施工啟動前,公司針對施工關鍵點和難點,立項了多項內部科研項目,其中包括《華龍一號鋼襯里模塊化施工技術研究與應用》《華龍一號鋼襯里雙殼拱膜成型胎架技術研究》《華龍一號鋼襯里環吊牛腿模塊技術研究》等;同時成立鋼襯里施工專項工作組,全面組織策劃、全程把控升級,攻關團隊充分消化設計問題、突破技術壁壘,利用三維建模、設計驗算、模擬動畫、應力監測等手段,詳細分析預判施工過程中可能存在的設計、管理和施工風險。

精度控制,源頭掌控。穹頂就位安裝,是兩個直徑46800mm的環圈的對接,是兩個壁厚為6mm壁板的對接,而對接面僅為1-2mm的焊接鈍邊。這就好比兩個巨人要把兩根頭發對接在一起,是高水平的精益求精。
為確保穹頂與筒體順利組對安裝,需從筒體模塊/穹頂模塊預制階段開始,再到拼裝、安裝全過程進行精度控制,確保穹頂與筒體環圈組對周長基本一致、鋼襯里上的背肋角鋼縱向對齊、筒體模塊與穹頂模塊的立焊縫在測量角度,最終能夠保證穹頂與筒體環圈焊縫組對錯邊量控制在≤1.5mm的設計要求。

2、加工精度化繁為簡 化零為整
平面放樣,三維建模。由于穹頂單元體構件為雙曲面弧形,需在平面上進行角鋼定位放線工作,這給施工時計算單元體構件尺寸提出很大的挑戰。
針對此問題,專項組經過研究、討論,最終確定了利用BIM三維建模軟件,先在計算機上進行精密計算,再通過“有限差分法”對穹頂構件尺寸、角鋼位置進行實地放樣。經過實際試驗證明,單元體構件的理論尺寸與設計尺寸最終可以保證在3mm誤差以內,成功地解決了雙曲面構件“尺寸難計算,定位難計算”問題。

反復研究,奇思巧解。半球型結構的穹頂在成就其優美外形的同時,也給施工操作帶來了極大的考驗。穹頂單元體雙曲面弧形無法采用普通卷板機預壓成型,對此,專項組通過改造卷板機,經過兩個多月反復設計和改進,終于創造了一種球面雙曲率圓弧成型卷制設備。
采用機械化卷制成型與傳統上胎成型相結合的成型工藝,替代傳統上胎成型,減少了30%至40%的人員投入,大大降低了施工成本預制成型效率,縮短了施工工期,并且成型質量明顯優于傳統成型工藝。

化零為整,奠定基礎。整個穹頂拼裝分層進行,第一層面積大,居于上方的第二、三層壁板面積稍小,為窄長型結構,越往上面積越小。為減少現場拼裝施工量,專項組采用“車間模塊化預拼裝”技術,將穹頂二、三層預拼裝為小模塊,四、五層預拼裝為整體,整體成型質量較好,滿足理論偏差要求。
3、拼裝精度技術引領 攻堅克難
梳理細節,預制解決。專項組結合穹頂拼裝單體構件多,單塊壁板重量大、焊縫排布密集、整體尺寸大、拼裝精度高等特點,針對穹頂拼裝細節提前梳理、提前解決,將穹頂劃分為多個環形層,每個環形層沿縱向分為多個子模塊,結合穹頂雙曲面子模塊吊裝工藝、車間胎具成型生產工藝、拼裝胎架拱架布置等,將穹頂由設計的153 塊球瓣體劃分為車間預制出廠65 塊子模塊。
拱膜成型胎架神器。針對穹頂拼裝胎架的改進做了大量的設計模擬和評估,自主設計了穹頂拱膜成型胎架,優化穹頂拼裝施工作業平臺和測量、檢測空間,改善作業環境,降低穹頂拼裝過程質量風險,提前測量預設子模塊安裝限位,全過程進行測量復核,確保一次就位,提高穹頂拼裝精度。


此外,施工前針對施工過程中的細節和重難點,還通過可視化交底和標準化流程圖,開展討論和答疑活動,做到心中有數。

4、安裝精度精準就位 不差毫厘
一比一模擬,兩級調平。由于穹頂為超大偏心結構,為確保安裝精準就位,需要對穹頂下口水平度及偏心進行控制調整,專項組通過采用有限元一比一模擬穹頂現場實際,計算分析出穹頂偏心情況及吊裝變形情況,并通過兩級調平吊裝系統設計、點位配重偏心調平、局部補強防變形工裝、應力監測等手段有效地解決了穹頂吊裝整體穩定性、重心偏心、吊裝易變形等問題。

環向限位,縱向分級。通過穹頂吊裝前的模擬吊、試吊及建立穹頂施工測量全周期數據調校庫等技術措施,確保穹頂下口全周期變形監控。由于穹頂下口與模塊上口有尺寸偏差,就位過程需保證穹頂安裝精度,在鋼襯里筒體上提前設置0°、180°兩個角度的就位重合點作為環向限位,間隔45°分別設置6個角度作為穹頂自由調整的參考點,鋼襯里筒體周邊設置加長導向柱、導向柱、限位板作為縱向分級限位,環向間隙裝置對穹頂環向和縱向位置進行局部調整,從上下左右方位牢牢“鎖住”穹頂,最終實現精準就位。

合抱之木,生于毫末;九層之臺,起于壘土。穹頂安裝精度并非一時之功,而是貫穿于鋼襯里筒體模塊、穹頂模塊打造全過程,累積于每一次的不差毫厘。
通過模塊預制階段的機加工設備升級、模塊預制胎膜成型流水化、配套車間信息化等施工措施提高預制模塊的加工精度;
通過現場模塊拼裝階段的定制型胎架設計應用、測量定位及全周期跟測、拼裝限位工裝和控制線設置、預留焊接伸縮縫、防變形工裝預設等施工措施提高整體模塊的拼裝精度;
通過縱環多維度多級限位、載荷分級卸載、全覆蓋對稱組對焊接等方式提高穹頂安裝精度。
最終,做到滿足各項設計及標準要求,確保了1毫米是“華龍一號”340多噸穹頂吊裝最大誤差。
免責聲明:本網轉載自合作媒體、機構或其他網站的信息,登載此文出于傳遞更多信息之目的,并不意味著贊同其觀點或證實其內容的真實性。本網所有信息僅供參考,不做交易和服務的根據。本網內容如有侵權或其它問題請及時告之,本網將及時修改或刪除。凡以任何方式登錄本網站或直接、間接使用本網站資料者,視為自愿接受本網站聲明的約束。

