浅析核电管道模块化安装技术

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浅析核电管道模块化安装技术

摘要:利用BIM技术对核电施工中的管道专业进行逻辑施工分析,并根据厂房空间及其他专业物项的设计情况,对已有图纸进行重新组合形成模块单元,在厂房外设置模块组装车间进行管道的预组装。将让更多的工序留在厂房外,更少的工序留在施工现场,实现管道施工“现场车间化,安装模块化”,提高机械化程度、提高效率、减少安全风险。

关键词:管道安装 模块化 工程管控

1.前言

在碳达峰、碳中和的大背景下,中国电力系统清洁低碳化转型将进一步加快。核能作为近零排放的清洁能源,将具有广阔的发展空间迎来发展机遇期。其中“十四五”规划和2035年远景目标纲要指出,要安全稳妥推动沿海核电建设,积极有序推进沿海三代核电建设。公司核电工程迎来机遇期,随之市场竞争也愈加激烈,业主对缩短工期,降低工程投资,提高工程质量提出了更高的要求,这就要求我们另辟蹊径,采用新技术、新工艺、新方法提高工程安全质量的前提,确保我国核电建设事业安全高效的可持续发展,而模块化技术是在核电建设中被实践所证明,是减少现场施工量、降低安全隐患、缩短建造工期和降低工程造价的有效方式,同时也是解决核电安全高效批量建设与资源短缺、质量安全之间矛盾的有效措施之一。

2.国内核电项目模块化技术发展现状

模块化技术在航空航天、石油化工、船舶分段建造等领域中成熟应用,作为一种全新的建造技术,并在三门核电、海阳核电均得到了应用,在二代加核电项目建设中,红沿河项目作为CPR1000压水堆,其核岛厂房内部机电设计结构紧凑,管道安装作为核电施工的重要组成部分,其工作量大、工期紧、任务重,在原有作业组织模式中。故在EM4管道及支架依据设计院图纸尺寸进行模块化预制是压缩工期降低建造成本的重要手段。 传统核电安装施工模式具有如下弊端:

1.

管道的预制作业与安装作业具有明显先后顺序递进施工组织形式,无较好的工期优势;

2)大量管道、阀门、法兰等组对焊接作业集中于厂房内,由于其施工空间或场地的局限性,不利于切割、组对、焊接等工序环节的质量控制;

3)在切割、打磨、焊接作业过程中,产生大量的粉尘、烟尘等有害物,不利于核岛现场安全及良好作业环境控制;

4)需要搭设大量的脚手架作为起重吊点和施工平台,以满足管道支架施工作业,存在大量的且持续长时间的高空作业;

5)员工作业强度大,施工保障资源投入多,施工效率低;

3.管道模块化施工技术在核电项目中的应用

核电模块化技术的基本原理是转移现场工作量,即把现场施工的工作量转移到预制车间中完成,一般有设计、预制、运输和吊装(安装) 的环节和流程。

方案阶段:局部模块化方案设计完成后,对PDMS模型深化信息加工设计,导出“模块设计图”“模块清单”“模块施工方案”作为每个模块方案的质量文件。

验证阶段:模块设计全面考虑模块从设计到施工各方面的问题,并经过各相关专业专家从设计、进度、采购、施工等全方面进行评估,验证其方案均具有可实施性,并有一定的经济效益。

施工阶段:结合CPR1000传统施工方法,应用直观的PDMS模块三维设计系统,对每个模块的具体情况逐个分析研究,从模块类型、模块总体情况、厂房空间特点、周边物项特点、模块吊装引入特点、吊装口引入技术方案、施工接口、成品保护等各方面进行综合预演。

4.核电管道模块化安装应用效果

针对管道安装施工活动提出模块化安装概念,该模块化的实施通是过对管道专业核岛安装物项进行模块化拆分,利用模型提前进行相应工装开发,并分析模块实施可行性,旨在打破现有的传统施工方式,以达到在如下方面的创新提升:

(一)进度

经过对模型和图纸的分析预计可提前模块化施工30%安装焊口,通过前置部分作业内容,减少核岛现场作业,避免因核岛土建房间移交制约厂房管道安装,降低高峰期施工任务的峰值,保证工程任务平顺过度,提高项目的整体经济效益。

(二)质量

车间或地面作业过程中,通过机械化、自动化(锯床、坡口机、组对关卡、自动焊机等)设备的使用,提高切割加工、操作的标准化,提高施工质量。

(三)安全

通过模块组装,将已预制的分段子模块在现场通过地面支撑工装组对焊接后,采用一次性整体吊装提升,可实现平地化作业施工,减少厂房内的脚手架搭设及高空作业量,提高安全系数;减少厂房内的管道的切割、打磨、焊接作业量,降低员工劳动强度,降低打磨粉尘和焊接烟尘,有效改善作业环境,提高质量安全的整体管控。

4.结语

红沿河核电作为CPR1000最后的堆型,肩负着承前启后的历史任务,CPR1000堆型管道施工作业有着多年的施工经验及经验数据,管道施工作为核岛安装各EM包作业的重中之重,将其作为模块化研究对象,将多年的施工经验与创新性的模块化施工相结合,红沿河项目部是一片最适合的“试验田”。 参考文献

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