大亚湾和岭澳核电站建筑结构特点及对山东海阳核电站土建设计的借鉴
摘要:本文叙述了大亚湾核电站和岭澳核电站的建筑结构特点,描述了大亚湾核电站运行中发现的土建方面的问题及岭澳核电站施工中的有关情况。
并通过对大亚湾核电站和岭澳核电站设计方面的了解提出了对山东海阳核电站土建设计的借鉴。
ABSTRACT This article describes the technologic specific properties on the architec-ture and the structure of Daya Bay nuclear power plant and Lingao nuclear power plant.
Also it describes the problems occurred during the operation of Daya Bay nuclear powerplant and construction of Lingao nuclear power plant. It draws lessons from the designof that two NPPs mentioned above for the architecture and the structure design ofShangdong Haiyang nuclear power plant.
关键词:核电建筑结构借鉴Key Words Nuclear power plant Architecture and structure Draw lessons
中图分类号:TM623.1
文献标识码:B
1993年7月毕业于合肥工业大学土木工程系。
毕业后一直在山东电力工程咨询院从事发电厂土建结构设计。
1995年起参与山东海阳核电站的前期设计,1997年7月至1998年1月参加了原国家电力部主办的第一期核电培训班。
引言大亚湾核电站建成于1994年,是我国第一个投入商业运行的核电站,装机容量2X980MW,采用法国法玛通公司和英国GEC公司的设备。
大亚湾核电站为压水堆(PWR)电站,燃料采用3%浓度的UO2,慢化剂和载热剂均采用普通水。
岭澳核电站是在大亚湾核电站基础上的改进,加大了国产化率,于1997年开始施工。
山东海阳核电站位于山东半岛东端,一期装机容量2×1000MW,目前正处于可研阶段。
大亚湾核电站和岭澳核电站都是引进机组,容量与海阳核电站类似,因此对海阳核电站的设计具有十分重要的借鉴意义。
1.大亚湾核电站结构特点:
1.1主厂房:
平面尺寸59X98.5m,A--B跨44 m,B--C跨15m,运转层标高16.20 m。
厂房28.20 m以下为钢筋混凝土结构,28.20 m以上为钢结构,A列为排架结构,B--C列为框架结构,楼板为压型钢板做底模的钢筋混凝土结构。
钢结构表面均涂防火涂料,耐火极限1.5小时。
汽机房内各层平台和设备支承均采用钢结构。
主厂房屋面采用钢结构,屋架/为钢桁架(两个半跨拼接而成A--B之间)和钢梁(B--C之间),屋面板为带保温层的压型钢板。
屋面坡度为10o。
主厂房围护结构,9.05m以下为砖墙,9.05 m以上为单层彩色压型钢板。
汽机房0 m及运转层地面均贴瓷砖,凝结水间山东电力高等专科学校学报第6卷(2003年) Journal of Shandong College of Electric Power第2期第50~52页及风机房为混凝土地面,开关室为预制水磨石地面,其它设备间地面均贴瓷砖。
1.2 BOP厂房:
BOP厂房结构形式有三种:
a.混凝土框架结构如:机修车间、仓库等。
b.混凝土排架结构如:泵房、废物辅助厂房等。
c.混合结构如:汽车库、洗衣房、岗亭等。
跨度较大的BOP厂房采用保温压型钢板做屋面,跨度较小的BOP厂房则采用钢筋混凝土现浇屋面。
外墙封闭用单层彩色压型钢板或砖墙砌体,砌体抹灰外涂乙烯基乳胶漆。
2.大亚湾核电站建筑特点:
大亚湾核电站周围及厂内环境优美,如在画中。
厂内建筑物造型简洁明快,朴素大方。
核
岛予应力钢筋混凝土安全壳壁厚0.9m,其外表面不做任何粉饰,给人以厚重和安全之感。
常规岛的汽机房和除氧间外墙为米黄色单层压型钢板,其间有浅咖啡色带形百叶窗,局部为带形铝合金窗,屋面采用外凸式浅咖啡色压型钢板做装饰。
整个厂区以米黄色为基调,BOP厂房也与之协调,让人感到安详与温和。
厂前区有大面积绿地,经年常绿,而建筑物较少,让人感到如进公园。
若不是层层岗哨与道道铁栅门,根本不会感觉出是置身于一个工业建筑的核电站之中。
3大亚湾核电站运行中发现的问题:
3.1压型钢板屋面及围护结构局部有锈蚀现象,由此而漏水,厂里正设法解决。
3.2由于围护结构采用单层压型钢板,使厂房内温度较高,夏天有时可达35 o C以上,恶化了工作环境。
4.岭澳核电站有关情况:
4.1施工情况岭澳核电站与大亚湾核电站基本相同,可以说是大亚湾核电站的翻板,只是在大亚湾核电站运行经验的基础上进行局部的优化与改进,并有国产化的内容。
目前岭澳核电站土建主体工程已完工。
核岛安全壳与核燃料厂房板式基础座落在微风化角岩上。
施工过程中曾发现基岩上局/shuokong/部有裂缝,为处理该裂缝在岩石上打(25锚杆深入岩石1m,然后灌浆。
核燃料厂房下部局部有强风化角岩,根据设计及监理的要求全部挖除,用混凝土回填。
常规岛汽机房及除氧间条形基础与汽轮发电机基座混凝土体积量较大。
汽机基座底板有7m厚,分层浇筑,每层1.5m左右,施工缝处加缓凝剂,用高压水冲洗处理,再加入钢筋网以防裂缝。
为防止整个底板开裂,在基底铺了一层聚氯乙烯薄膜。
基础底部局部有强风化角岩,经设计与监理讨论后采用挖孔灌注桩进行处理,现场可以看到桩径在1.2 m以上。
厂前区的两个办公楼主体结构已封顶,一座为工程办公楼,一座为生产办公楼,分别服务于工程施工和生产运行。
每座办公楼面积为9000 m2左右。
档案馆、公关信息中心等建筑与大亚湾核电站公用,本次工程不再新建。
岭澳核电站常规岛内的钢结构不再刷防火涂料,改用防火板。
据称此种防火板施工方便,形式多样,包在钢结构外面,耐火极限可达2.5小时,性能较防火涂料要好。
其原理是:防火板遇热膨胀,形成一层保护层,将钢结构隔热,以达到防火的目的。
4.2岭澳核电站建筑特点:
岭澳核电站的色调一直是业主及设计单位很重视的问题。
在业主组织下,设计单位做了十四、五个方案,几经反复,最后确定了一个与大亚湾核电站迥然不同的方案:汽机房银灰色,淡蓝色带形窗,红色电动伸缩门,全厂以此为主色调,办公楼采用银灰色瓷砖,铝合金窗,灰色玻璃,核岛安全壳仍采用其本色。
业主对大亚湾核电站的色彩不太满意,此次花大气力专门研究这个问题,所贯彻的中心思想是:建筑立面醒目,有现代感,突出高科技品味。
5对山东海阳核电站土建设计的借鉴5.1首先要认识到核电站与火电厂在设计上的不同核电站的设计与火电厂有许多不同之处:
工作程序核电设计的程序一般是这样的:
业主下达设计任务书(设计院做方案(业主审查方案(设计院修改方案(业主再审查(设计院再修改设计(业主组织有关方面审查工程开始前,由业主编写二级进度,交各设计单位审查,然后根据设计单位意见修改进度。
设计单位根据二级进度编写三级进度,在编写三级进度前,设计单位应编写RE表,详细表明每个建筑物51李焕荣:大亚湾和岭澳核电站建筑结构特点及对山东海阳核电站土建设计的借鉴有多少张图、版本状态、交图时间等,计划性极强。
管理先进所有设计都必须严格遵循有关的程序文件,做任何事都有章可循。
同样一个建筑单体的设计,所花的时间是火电的数倍。
这样做确实能保证设计质量,但管理复杂,有时让
人感到繁琐与没有必要,浪费了不少精力。
业主领导力量强在核电设计中,业主所处的地位与在火电中有很大不同。
设备的选型与定货均由业主决定,由业主向土建专业提资料。
这样使得接口管理十分复杂,造成很多不便。
业主有两个月的时间审查图纸,他们的意见在某种程度上几乎具有决定意义,往往业主的一句话会造成方案颠覆性的变化。
同时,业主还会不定期地对设计单位进行质量保证方面的检查。
设计规范的差异大亚湾核电站常规岛土建设计采用的全部是英国规范(因为常规岛的分包商是英国的GEC公司),从设计、施工到验收都存在很大的不方便。
此次岭澳核电站的施工图设计,广东院奋力拚争,说服了业主、监理和外方,使得在常规岛BOP土建设计中采用中国规范(这在所有的专业当中是唯一的)。
本来广东院希望将主厂房也由自己设计,但由于主厂房土建设计与设备在一个合同“包”中,未能如愿。
常规岛主厂房与常规岛BOP建筑物的土建设计在技术上与火电基本相同,荷载、地震、地基等均可参照相应的国家标准和火电行业标准。
常规岛主厂房与火电厂有一点不同:在固定端设有防甩击机构。
该机构由多个箱形钢梁和钢板梁组成,防止主蒸汽管道突然断裂,甩击至核岛。
5.2设计人员思想上要有充分的准备凡参加核电的设计人员均体味到干核电的辛苦,所付出的精力是以往干火电所感受不到的。
需要有强烈的工作责任心和良好的耐心。
核电站做为高科技的产物,具有火电所无法比拟的优势,同时也具有“核安全”这一至高无上的特殊要求。
俗话说“核电无小事”,要充分认识到核电站安全的重要性,从事核电工作就必须有严谨的工作态度,必须严格按程序办事,不能有一点疏忽。
而核电设计所要求遵循的严格的程序又要求我们付出几倍于平时的努力才能干好工作。
5.3设计规范的选用十分重要前面提到,大亚湾和岭澳核电站的土建设计大部分采用英国规范,仅岭澳BOP部分采用中国规范。
由于采用英国规范,在设计上带来很大不便,首先设计人员要熟悉理解规范,它的一些做法和规定与我们常用的规范有很大不同,一方面让设计人员感到不方便,另一方面,许多现在使用的软件不能用,极大地影响了设计效率,造成不必要的人员和时间的浪费。
因此,在海阳核电站的设计当中,一定要尽可能的争取采用中国规范,以减少不必要的浪费。
这一问题在设备招标过程中解决起来相对简单一些,一旦确定了承包商再谈,难度就较大了。
5.4厂前区设计不同于火电厂目前对核电站厂前区设计尚没有明确的规定,厂前区建筑物与火电厂相比较少,数量与业主协商确定。
建筑除满足使用功能外,还有一层更重要的用意:消除人们的核恐惧心理。
由于美国/mujulunwen/三哩岛核电站和前苏联切尔诺贝利核电站的两次核事故加上一些传言,很多人对核电站充满了疑虑和恐惧。
许多人将核电站等同于原子弹等核武器,以为接近核电站就会遭受核辐射。
国内外核电站厂前区的设计均最遵从了轻松自然的设计风格:有的象花园,有的象草原,有的甚至没有围墙,临公路而建。
设计良好的厂前区可以给人以美好的第一印象,让心情放松,放却敌意。
因此,厂前区布置应自然,色调宜亲切,借以营造轻松的气氛。
5.5既要保证安全,又不能过于保守尽管“核安全”的要求至高无上,但也不能一味保守,只要按照有关的规范去做就完全可以满足要求。
因此我们不能以为是核电站就无限制地提高要求。
广东院在两个电站中的设计还是比较合理的,荷载取值、安全性方面与国内火电机组类似。
但从大亚湾核电站到岭澳核电站外方设计的部分都太保守,据有关资料报道,大亚湾核电站的钢筋用量是法国本土同类型电站的两倍,地基处理也存在要求过高的问题。
这里面固然有抗震设防高等原因,但是更主要的是商业因素。
因为钢筋、水泥等材料均由外方设计,中方供货,这样一来设计方案的经济性就难以保证。
从岭澳核电站施工现场看,核岛区的板式基础
和主厂房的条式基础都显得十分庞大,施工人员对此也有反映,就连外方的监理工程师也承认这一点。
因此在工程投标谈判阶段就应明确对外方设计的监督检查。
