AP1000堆型反应堆冷却剂系统主要设备安装技术
- 格式:pdf
- 大小:267.30 KB
- 文档页数:2
AP1000主要设备的制造技术AP1000是2回路的百万千瓦级压水堆。
它采用了非能动安全系统,在减少发电站设备、安全、可靠性和减少投资成本等方面做出了突出了改进。
AP1000堆型的关键技术概念在于系统简化,从而使AP1000机组的建设周期缩短、造价降低,运行和维护简便。
斗山重工目前正在参与AP1000的设计,并将利用自己的制造经验和先进的技术,为中国的AP1000项目提供主要设备,如压力容器、蒸发器和一体化顶盖组件。
Manufacturing Technologies for AP1000 main componentsTae-Woo kimAbstract: The AP1000 is a two-loop 1000 MW pressurized water reactor (PWR). It uses passive safety systems to provide significant and measurable improvements in plant simplification, safety, reliability, investment costs. Simplicity is a key technical concept in the AP1000. It makes the AP1000 easier and less expensive to build, operate, and maintain.Currently, Doosan is participating in the design of AP1000 and will provide main components, such as reactor vessel (RV), steam generator (SG) and integrated head package (IHP) in AP1000 China projects with many manufacturing experiences and high quality technology.I 压力容器、蒸发器和一体化顶盖组件的技术特征1.1 压力容器表 1.1 压力容器的技术数据压力容器与西屋公司标准3回路核电站的压力容器相同,只是接管部分进行了调整以适应2回路的要求。
·87·NO.12 2018( Cumulativety NO.24 )中国高新科技China High-tech 2018年第12期(总第24期)1 概述一回路系统又称反应堆冷却剂系统(RCS),作用是将核反应堆芯中核裂变产生的巨大能力转化成高温高压饱和蒸汽,通过蒸汽系统传送到汽轮机转子,从而带动发电机转子高速运转来切割发电机腔室内部的磁感线进而转化为电能。
美国西屋公司设计的AP1000反应堆冷却剂系统是由环路1、环路2两条环路构成,每环路包括反应堆冷却剂泵两台、蒸汽发生器(SG)1台、冷管2段、冷却剂主管道热管1段。
其中两条环路与反应堆压力容器共同组成闭式循环回路,如图1所示。
图1 AP1000反应堆冷却剂系统通过研究RCS核心设备安装技术,对第三代先进压水堆机组建设具有重要借鉴意义。
2 RCS系统主设备简介2.1 反应堆压力容器(RPV)筒体内径Φ3990mm,筒体壁厚203mm,总高12200mm,总重273t,属于安全A级、抗震I类 设备。
2.2 主管道(RCL)环路1、环路2作为构成反应堆冷却剂系统的最主要的两个环路,每个环路包括2个冷段管段、1个热段管段。
冷段内径Φ559mm;热段内径Φ787mm;冷段长6.36m,热段长4.95m。
2.3 蒸汽发生器(SG)蒸汽发生器上部直径Φ5576mm,下部直径Φ4383mm,总高24826.8mm,单台净重约624.2t,属于安全A级和抗震I类设备。
2.4 反应堆冷却剂泵(RCP)AP1000的反应堆冷却剂泵是屏蔽电机泵,属于安全A级和抗震I类设备;泵名义功率:5.22MW,总高:6.69m,总重:67.4t。
2.5 稳压器(RCS)稳压器通过波动管与主回路热段相连,每个反应堆设置一台稳压器。
设备整体呈圆柱形,外形尺寸约为Φ2775mm×13739mm,重约100t。
AP1000反应堆冷却剂系统主设备安装技术研究张 震(山东核电有限公司,山东 海阳 265116)摘要:海阳核电AP1000项目是世界第一批在建第三代先进压水堆机组,采用的非能动安全系统技术具有无可比拟的先进性。
AP1000反应堆冷却剂泵安装维护小车拆装工艺优化探讨发布时间:2021-11-24T05:59:16.406Z 来源:《当代电力文化》2021年24期作者:王秀超[导读] 本文在分析AP1000反应堆冷却剂泵安装/维护小车结构的基础上王秀超身份证号码:6531231985****0810摘要:本文在分析AP1000反应堆冷却剂泵安装/维护小车结构的基础上,阐述了安装/维护小车拆装工艺优化的必要性,提出了工艺优化的原则及项目,并通过实操演练验证了优化方案具有更好的可行性,这就大大缩短了AP1000反应堆冷却剂泵安装/维护的窗口时间,满足了核电厂ALARA的核安全原则,提高了核电厂的经济效益,保障了核电站的安全运行。
关键词:AP1000;反应堆冷却剂泵;主泵安装/维护小车;拆装;优化1、概述AP1000反应堆冷却剂泵安装/维护小车(以下简称“主泵安装/维护小车”)是拆装AP1000反应堆冷却剂泵(以下简称“主泵”)的必备工具,其主要功能是用于在核岛蒸汽发生器隔间(以下简称“SG隔间”)安装、拆卸和维护[1]主泵可拆卸组件、吸入口导流壳和外置热交换器,满足其提升、下降、移动、调整的需要。
主泵安装/维护小车主要由机械本体、外置热交换器安装工具、吸入口导流壳安装工具、主螺栓安装工具以及辅助系统五大部分组成,零部件数量达2900多个,结构形式较为复杂,拆装较为困难。
主泵安装/维护小车机械本体(如图1所示)主要由基板组件(又称固定基座)、中环组件和顶环组件、加强框架等组成。
基板组件上安装有移动滚轴,可以在外力作用下移动。
中环组件通过下部立柱组件安装在基板组件上,有背部加强板定位,上面安装有横向调整组件。
顶环组件通过上部立柱组件连接在中环组件上,顶环组件上安装有电动螺旋千斤顶、伺服电动机、起重销组件等。
主螺栓安装工具(如图2所示)由主法兰螺栓提升工具(又叫升降装置)、主螺栓传送装置(又叫滚轮滑车)、主螺栓保持架组件、支撑带(又叫保持环)、工字型轨道组件(又叫环轨)、轨道支撑组件(又叫安装支架)组成。
AP1000堆型反应堆冷却剂系统主要设备安装技术
发表时间:2019-11-07T11:33:30.643Z 来源:《建筑学研究前沿》2019年16期作者:李仕杰[导读] 反应堆冷却剂系统(RCS)的主要功能是将堆芯产生的热量传递给二回路系统,同时还可进行中子慢化、反应性控制以及冷却剂压力的控制,是核电厂最重要的工艺系统。
本文详细探讨了AP1000堆型反应堆冷却剂系统的主要设备安装技术。
李仕杰
江苏核电有限公司江苏 222042 摘要:反应堆冷却剂系统(RCS)的主要功能是将堆芯产生的热量传递给二回路系统,同时还可进行中子慢化、反应性控制以及冷却剂压力的控制,是核电厂最重要的工艺系统。
本文详细探讨了AP1000堆型反应堆冷却剂系统的主要设备安装技术。
关键词:反应堆冷却剂系统;主设备;安装技术反应堆冷却剂系统是压水堆核电站的“心脏”,其安装技术水平直接影响核电厂的运行参数和性能,甚至影响核电站的安全性能,同时,优异的安装质量也是核电站高效运行的重要保证。
另外,反应堆冷却剂系统作为AP1000堆型核心系统,其设备本体特征及安装要求都有很大的改进。
一、反应堆冷却剂系统概述
反应堆冷却剂系统又称为一回路系统,具有冷却堆芯、传递热量、压力条件以及超压保护等功能。
其主要设备有压力容器、蒸汽发生器、反应堆冷却剂泵、主管道、稳压器、波动管。
二、RCS系统主设备安装 AP1000堆型反应堆冷却剂系统(RCS)设计位于反应堆厂房中的两个最大的结构模块CA01与CA04中,其中蒸汽发生器、稳压器和压力容器均固定在两个结构模块的混凝土基础上。
因整个结构模块设计紧凑,布局空间狭小,且所有主要设备均具有重量大、施工工艺复杂、安装精度要求高的特点,对反应堆冷却剂系统主要设备安装的要求极为苛刻。
若施工工序稍有偏差,将对安装质量造成重大影响。
因此,对主要设备的施工逻辑和安装技术进行详细而深入的研究显得尤为重要。
根据结构模块和反应堆冷却剂系统的特点,可总结出主要设备的施工逻辑。
以压力容器为系统的“心脏”,主管道为系统的“主动静脉”,严丝合密的串联蒸汽发生器与压力容器,待蒸汽发生器定位后悬挂反应堆冷却剂泵,最后,通过波动管和稳压器的组合,完成了整个反应堆冷却剂核心系统的安装。
1、反应堆压力容器(RPV)的引入安装。
在核岛反应堆厂房中心的CA04结构模块中,RPV通过其冷段管嘴下的支撑平台就位于结构模块CA04顶法兰上部的支撑上。
支撑通过定位螺栓加地脚锚固螺栓固定,反应堆容器的荷载通过锚固螺栓的支撑巧妙地转移到结构模块周围的混凝土内部结构中。
其中,反应堆压力容器的安装逻辑还包括七个其它主要物项,即模块CA04顶法兰、RPV支撑嵌入件、CA04结构模块、混凝土基础、检测井管、RPV筒体保温、RPV支撑。
其中,反应堆压力容器RV作为包容堆芯核燃料、控制部件、堆内构件和反应堆冷却剂的承压容器,是反应堆冷却剂系统的高压承压边界设备,由通体、顶盖、主管道接管、以及O形环、螺栓螺母组成。
而RV支撑作为核反应堆压力容器的主要支撑部件,RV支撑的安装施工精度和质量直接关系到核电站压力容器安装及运行。
反应堆压力容器支撑由位于主管道进管嘴下4个单独的空气冷却的箱型结构组成。
支撑结构最终将反应堆压力容器载荷传递给一次屏蔽墙(CA01结构模块墙体)混凝土中竖向和横向的预埋件,从而使反应堆压力容器平稳运行。
2、主管道(RCL)引入及二次建模安装。
反应堆压力容器(RPV)安装定位完成后,应考虑主管道与蒸汽发生器安装间的密切配合和相互穿插。
主管道安装核心是如何控制坡口及其组对焊接,应根据蒸汽发生器(SG)完工尺寸和RPV定位尺寸进行。
根据实测的RPV实际位置数据和蒸汽发生器SG的定位数据,完成三维虚拟实体建模,再对坡口加工尺寸和位置进行模拟计算。
在主管道和压力容器的一侧焊接完成后,因焊接变形和热应力的影响,致使主管道SG端会产生偏移,这与一次建模模拟数据不尽相同。
此时,有必要结合SG的安装要求,通过二次建模对其进行测量,以完成SG端面的坡口加工。
为保证焊缝在自然状态下能自由收缩而进行的主管道重量再平衡是整个安装过程中的一个关键突破。
根据焊接工艺评定数据,当单根焊缝完成50%时,主管道焊接基本上达到焊缝的最大收缩量,不会有进一步发生偏移。
主管道的安装逻辑为:压力容器/主管道/SG3D建模-主管道压力容器侧坡口加工-主管道就位并与压力容器组对-压力容器侧焊接(至少50%)-主管道SG侧3D建模复测-主管道SG侧坡口加工-SG吊装就位-主管道与SG对口调整-主管道SG侧焊接(至少50%)-完成剩余焊接-安装完毕。
3、蒸汽发生器(SG)引入安装。
主管道在SG侧坡口加工完成后安装蒸汽发生器,采用重型履带起重机将SG吊装引入临时支护,调整临时支护液压系统,以实现SG与主管道的对口。
在现场安装SG时,必须确保处于冷态位置。
SG与压力容器间的位置偏差调整合格,并根据主管道的对口参数微调SG的就位高程。
待压力容器RPV一侧主管道完成焊接后,通过主管道的实际位置和SG理论位置完成三维实体建模,通过三维模拟数据对主管道SG端进行下料。
不断调整SG与主管道间的间隙,直至满足对口间隙及错边量的技术要求,然后测量此时SG的实际位置。
SG的安装逻辑为:SG临时支撑安装-SG临时支撑调试-SG吊装引入- SG侧主管道3D建模-SG侧主管道坡口加工- SG与主管道对口-SG 与主管道焊接完成-SG永久支撑安装-SG安装完毕。
4、反应堆冷却剂泵(RCP)引入安装。
RCP的安装在蒸汽发生器安装完成后开始,它位于SG下方,所以需要通过蒸汽发生器筒体和CA04模块间的窄间隙进行吊装,其安装难度和要求都比较苛刻。
本次主泵由专用液压升降装置和安装小车将主泵安装至泵壳中,主冷却剂泵的安装逻辑为:蒸汽发生器房间临时楼板安装-主泵安装小车组装/主泵运输临时桥架安装-主泵可拆卸组件的引入SG房间-主泵可拆卸组件就位-安装并拉伸第一组8个主螺栓和螺母-密封环第一部分打底焊-安装并拉伸第二组8个主螺栓和螺母-拆除第一组8个主螺栓和螺母-完成密封环打底焊-密封环第一部分焊接-安装并拉伸第一组8个主螺栓和螺母-拆除第二组8个主螺栓和螺母-完成密封环焊接并做无损检测-安装剩余16个主螺栓和螺母-最终拉伸24个主螺栓、移除安装小车及成品保护。
5、稳压器(RCS)引入安装。
稳压器位于结构模块CA01的腔室中,与其它设备相比,稳压器的安装相对独立、不受其他主设备施工逻辑限制。
CA01稳压器腔体空间狭窄,波动管吊装引入困难,为防止空间狭小导致后续无法引入,需提前考虑策划。
调整稳压器的垂直支撑,将稳压器吊入CA01腔室,稳压器的标高由与波动管连接的底部管嘴控制,调整准确定位后,进行垂直支撑的二次调整安装,依次安装上水平支撑、下水平支撑、上环梁,并拆除相关临时支撑。
整个稳压器安装逻辑为:波动管引入-垂直支撑临时就位调整-稳压器翻转吊装-垂直支撑与稳压器连接-临时支撑安装-稳压器精调及固定-检查测量-吊车摘钩-垂直支撑二次灌浆-垂直支撑固定-下部水平支撑安装-检查测量-上部环梁安装及调整-检查测量-上部水平支撑安装-临时支撑拆除-检查测量-上部环梁间隙块加工及安装-检查测量-成品保护。
6、波动管引入安装。
当稳压器和主管道安装完毕,不再进行相关位置调整后,开始安装波动管。
波动管由五段不同长度的管段组成。
首先,测量稳压器上喷嘴与热管上喷嘴的相对位置;其次,根据波动管的尺寸和设计要求,确定各管段的端口位置,确定管段的坡口加工尺寸;最后进行个管段的组对焊接。
波动管施工逻辑为:主管道及稳压器安装完毕-主管道稳压器波动管嘴位置测量-波动管定位放线-波动管预组装及坡口加工量的确定-S001/S002/S003/S005坡口加工-S001段与稳压器焊接-S005段与主管道焊接-S002/S003段焊接-S003/S005段测量-S004段坡口加工-S004段焊接-最终检查/波动管安装完毕。
参考文献
[1]娄改菊,熊伟.浅谈核电工程机械贯穿件安装技术[J].城市建筑,2016(09).
[2]毛剑锋,卢喜杰.浅析AP1000核电站主设备安装质量管理[J].建筑·建材·装饰,2015(17).
[3]许跃武,高宝宁.AP1O00核电机组反应堆压力容器的安装[J].压力容器,2015(01).。