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1主回路系统设备安装介绍二00八年四月AP1000总承包部机械准备部2目录1.概述2.主回路设备布置简介3.主回路设备安装关键工艺流程（参考）4.主回路主要设备安装工艺简介31.1反应堆反应堆是产生、维持和控制链式核裂变反应的装置，它以一定功率释放能量，并由冷却剂导出，再通过蒸汽发生器将堆芯产生的热量传给蒸汽发生器二次侧水，产生蒸汽，驱动汽轮发电机发电。1.2反应堆冷却系统（主回路）主回路是使冷却剂循环流动，将堆芯中裂变产生的热量通过蒸汽发生器传输给二回路，同时冷却堆芯，防止燃料元件烧毁或毁坏。1.3核燃料装卸运输和贮存系统核燃料装卸运输和贮存系统是指从新燃料组件进入反应堆厂房至乏燃料组件运出反应堆厂房的过程中所进行的燃料组件搬运、贮存、倒换、检验、修复等一系列操作所需设备的组合。1.概述4主回路系统设备安装主回路水压试验配合热试核燃料装卸及操作设备安装主回路设备安装压力容器相关设备安装5主回路设备安装主管道及波动管安装及焊接蒸汽发生器安装反应堆压力容器安装稳压器安装反应堆冷却剂泵安装62.主回路设备布置简介主回路以反应堆压力容器为中心作辐射状布置，每条环路都包含反应堆冷却剂泵（简称主泵），蒸汽发生器和主回路管道（简称主管道）和仪表。通常主管道又分为热段、冷段和过渡段，在每个回路中位于反应堆压力容器出口和蒸汽发生器入口之间的管道称为热段，主泵出口和压力容器入口间的管道称为冷段，蒸汽发生器与主泵间的管道称为过渡段。其中一条环路上主管道热段通过波动管连接有稳压器，进行压力的调节和保护。7三环路堆型主回路设备布置示意图稳压器蒸汽发生器主泵主管道压力容器波动管热段过渡段冷段8AP1000堆型主回路设备布置示意图9堆外核测定位装置安装↓压力容器支撑环安装↓反应堆压力容器初步就位↓压力容器筒体保温层安装（压力容器水平垫板加工）↓压力容器最终调整、定位↓主管道吊入各房间↓主泵泵壳安装↓蒸汽发生器吊装↓主管道焊接堆内构件安装、调整并焊接↓压力容器顶盖组件组装↓压力容器顶盖就位↓控制棒驱动机构(CRDM)抗震拉杆的安装↓堆顶电缆托架和电缆桥架的安装↓主回路冷态试验↓压力容器底部、管口、顶盖中心保温层安装↓主回路热态试验3.主回路设备安装关键工艺流程（参考）参见主管道焊接流程10AP1000堆型的特点是土建与安装并行施工，模块化施工，加强了非能动安全性能等。AP1000堆型主回路设备有以下主要特点：主回路设备采用“开顶法”吊运，即在穹顶吊装前，利用厂房外的大型吊车，将主设备在厂房外翻转后，越过反应堆筒体将设备就位。压力容器筒体保温层是直接安装在堆腔的内壁上。主泵是密封壳式电机泵，没有联轴节，且电机在下方。蒸汽发生器和主泵之间没有主管道连接(即没有主管道的过渡段)，泵壳是直接焊接在蒸汽发生器下封头上,而且只有一根垂直立柱支撑。稳压器是采用的四根垂直立柱支撑。AP1000堆型主回路设备安装简介4.主回路主要设备安装简介4.1压力容器及相关设备安装简介11压力容器及其相关设备压力容器支撑环安装压力容器筒体安装堆内构件安装压力容器顶盖组件组装堆芯测量系统安装堆外核测系统安装堆腔密封组件安装压力容器保温层安装12压力容器支撑环安装示意图13控制棒驱动机构主螺栓主冷却剂入口管嘴压力容器筒体堆内构件堆芯测量系统套管压力容器示意图14AP1000堆型压力容器示意图15下部堆内构件示意图上部堆内构件示意图16压力容器筒体安装重点与难点分析压力容器是整个核电站的核心设备，其安装精度和技术要求高。秦山二期工程压力容器筒体重约260吨，高约10.3米。AP1000堆型压力容器含顶盖重约296吨,高约12.2米。a)重点之一：翻转与吊装过程秦山二期工程压力容器底部有接堆芯测量系统的套管，这些小管座是设备的薄弱环节，在设备翻转时易受损坏，这是需重点保护的部位。AP1000堆型压力容器采用顶置式堆芯仪表系统，于是在压力容器底部就没有了贯穿套管。b)重点与难点之二：水平垫板厚度的确定与加工压力容器水平度与标高要求较高，它是通过压力容器支撑处的水平垫板来完成的，而水平垫板尺寸较大，测量空间狭小，如何保证测量的精确度，是压力容器调整的重点与难点。17堆内构件安装重点与难点分析a)重点与难点之一：堆内构件的吊装堆内构件分上下两部分，它的安装是个繁琐的过程，需经过多次的吊入和吊出压力容器的工作。由于设备体积大，在吊入吊出过程应保证水平，不然会被卡住或划伤。b)重点与难点之二：横向支撑键（U型嵌入块）的安装横向支撑键是支撑和定位堆内构件的主要部件，由于精度相当高，需在现场进行测量、加工再安装。横向支撑键结构复杂、精度高、又位于容器与吊篮之间的狭小间隙内，施工难度很大。c)重点与难点之三：堆内构件的对中堆内构件吊入容器后需进行对中，正确的对中是测量准确性的前提条件。由于现场其它部位的施工，如何避免测量仪器免受外部振动干挠是关键的一点。18压力容器顶盖组件组装通风罩组件安装CRDM耐压壳安装抗震支撑组件安装位置指示器安装电缆桥架安装线圈组件安装顶盖中心保温板安装顶盖吊具安装4.2压力容器顶盖组件安装简介19CRDM耐压壳示意图耐压壳接头示意图CRDM线圈组件示意图20压力容器顶盖吊具组件及CRDM抗震支撑组件示意图21CRDM电缆桥架组件示意图CRDM通风罩组件示意图22AP1000堆型压力容器顶盖组件示意图顶盖组件吊杆控制棒驱动机构支撑板压力容器顶盖屏蔽和控制棒驱动机构冷却组件控制棒驱动机构堆芯仪表监测支撑23压力容器顶盖组件安装重点与难点分析压力容器顶盖组件包括耐压壳、线圈组件、位置指示器、CRDM抗震支撑组件、CRDM通风罩组件、CRDM电缆桥架组件等等。所有的部件都为关键部件，安装时都应小心谨慎。施工最难点是耐压壳的焊接。在耐压壳与压力容器顶盖管座连接结构比较特殊，焊接形式也与其它焊接件不一样，对焊缝的要求很高。顶盖组件上部零部件繁多，特别应关注的是施工工序，合理的施工工序是安装成功的一半。秦山二期工程压力容器的顶盖组装完后总高约13米,重量约100吨。AP1000堆型压力容器顶盖组装完后总高约20.8米，直径约5.5米，总重约246吨。因此，应该关注顶盖组件吊装时的水平度。压力容器主螺栓大而且长，排列密集，它的安装质量是压力容器密封性的重要保证。24堆芯仪表安装导向管、手动阀-密封组件及其支架的安装机电设备安装4.3堆芯仪表安装简介25堆芯仪表系统部件示意图26堆芯测量系统安装重点与难点分析秦山二期工程堆芯测量系统的机械部分安装包括导向管的安装与机电设备的安装。其中导向管位于压力容器底部的堆坑内，通过贯穿件延伸到堆芯仪表间，数量多，空间小，要求高，焊接条件极差，因此导向管与压力容器底部的管座焊接应属于施工难点与重点。AP1000堆型的测量系统是置顶式的。27堆腔密封组件安装上部支撑环和混凝土边环安装密封环安装4.4堆腔密封组件安装简介28堆外核测量系统安装后导轨组件安装移动小车安装压力容器支撑环4.5堆外核测量系统安装简介堆腔壁29压力容器保温层安装筒体保温层安装底封头保温层安装顶盖中心保温层安装接管嘴保温层安装顶盖圆周保温层安装4.6压力容器保温层安装简介30筒体保温层安装顶盖中心保温层安装31接管嘴保温层安装顶盖圆周保温层安装32底封头保温层安装334.7蒸汽发生器安装简介蒸汽发生器蒸汽发生器:蒸汽发生器的主要功能是作为热交换设备将主回路冷却剂的热量传给二回路给水,使其产生饱和蒸汽供给二回路动力装置。二回路二回路系统：在压水反应堆内产生蒸汽以驱动汽轮机做功的汽水循环系统。34蒸汽发生器本体上部支撑环垂直支腿蒸汽发生器示意图35AP1000堆型蒸汽发生器示意图36蒸汽发生器安装蒸汽发生器支撑二次预埋件安装热试下的间隙调整蒸汽发生器本体吊装与安装蒸汽发生器人孔开启并封闭蒸汽发生器垂直支腿安装蒸汽发生器水平支撑安装37蒸汽发生器安装工艺流程（参考）垂直支腿二次预埋件安装↓支腿的吊装、调整、预紧螺栓↓吊装并就位横向支撑的二次预埋件↓蒸汽发生器水平运输↓翻转专用工具--套环以及上部支撑环安装到蒸汽发生器上↓蒸汽发生器翻转↓拆除翻转套环↓蒸汽发生器吊入房间，并调整调整蒸汽发生器的上部支撑环↓最终调整横向支撑上各挡架↓横向支撑二次灌浆↓安装阻尼器模拟体↓安装阻尼器↓蒸汽发生器人孔开启并检查↓在热试状态下测量各支撑处的间隙↓调整垫块加工并安装↓完工性检查38蒸汽发生器安装参考图39垂直支腿安装垂直支腿二次预埋件安装40横向支撑二次预埋件安装阻尼器安装41蒸汽发生器安装重点与难点分析秦山二期工程蒸汽发生器净重约300吨，长约20米，被水平运入反应堆厂房后，在20米楼板上利用环吊进行翻转，竖立后吊装就位在四个垂直立柱上。AP1000堆型蒸汽发生器重约781吨（含两个泵壳），长约22.5米，利用Lampson-LTL2600型2600吨履带起重机在厂房外翻转,并越过反应堆筒体就位。a)施工难点之一：蒸汽发生器的翻转秦山二期工程蒸汽发生器由于体积大，再加上厂房内空间以及厂房内环吊吨位受到限制，吊车是在临界高度与超额定载荷下进行工作的，这加剧了翻转的难度。AP1000堆型蒸汽发生器重量重，下封头带有两个主泵壳，结构较特别。b)难点之二：蒸汽发生器的安装调整秦山二期工程蒸汽发生器就位后既要保证标高与方位，又要保证垂直度满足要求，最终被固定在四个垂直支腿上。支腿为球铰接，调整时容易移位。AP1000堆型蒸汽发生器是通过大型吊车吊运直接就位，也要保证标高与方位，及垂直度要求，最终被固定在一个垂直支腿上，其也是蒸汽发生器重要的施工部分。c)重点：蒸汽发生器的调整位置蒸汽发生器的安装调整是在热态位置进行的，而主管道焊接后，应保证设备处于冷态位置。42主管道及波动管安装及焊接主管道安装及焊接波动管安装及焊接主回路热试下间隙调整主管道甩击限制器安装4.8主管道及波动管安装简介43蒸汽发生器主泵6主泵4反应堆压力容器冷段热段过渡段312环路1环路2857蒸汽发生器主管道示意图44AP1000堆型主管道示意图45主管道焊接流程6#、7#与8#口同时焊完压力容器最终就位1#主泵泵壳就位冷段找正，3#口焊接50%后停止4#口焊接50%3#与4#口同时焊完1#蒸汽发生器就位40弯头找正，与SG接口的5#口焊接至100%1#口焊接50%后停止2#口焊接50%1#与2#口同时焊完冷段吊入就位热段与40弯头吊入热段找正过渡段尺寸测量、加工、就位过渡段的7#口焊接50%停止6#与8#口同时焊接50%1#环路主管道焊完46主管道安装重点与难点分析主管道安装是蒸汽发生器、主泵、压力容器都定位之后进行焊接的，如何控制焊接变形，使焊后主设备的位置及垂直度、水平度偏差不超出允许范围，是其中的难点。a)严格保证组对质量。b)选择合理的焊接顺序，以保证焊接质量。c)采取有效手段监测并控制焊接变形。d)对焊缝的严格检验也是主管道安装质量得以保证的重要条件。47波动管安装重点与难点分析秦山二期工程波动管的安装操作空间比较狭小，波动管呈空间曲线结构，一端沿空间绕曲上升与稳压器连接，另一端要穿过房间混凝土墙预留洞与主管道连接，在稳压器波动管接管嘴周围200mm的一圈都是电加热导管，稳压器底裙座上又无人孔，再加上房间顶上无吊点，这给波动管在房间内进行组装、切割、坡口加工、水压试验等施工活动带来相当大的难度。484.9主泵安装简介主泵主泵:主泵用于驱动冷却剂在主回路系统内循环流动，连续不断的把堆芯中产生的热量传递给蒸汽发生器二次侧给水。49主泵安装主泵泵壳安装主泵泵内构件安装主泵支撑安装主泵密封组件安装主泵联轴器安装主泵最终调整与检查主泵电机安装主泵电机支座与主法兰螺栓安装50水平横向支撑主泵泵壳主管道过渡段垂直支撑主泵外形示意图513＃密封飞轮上部导轴承上部推力轴承电机轴电机定子接线箱下部导轴承1＃机械密封泵轴泵出口泵入口泵壳叶轮导叶热交换器导向轴承2＃密封中间轴电机顶油泵主泵内部结构示意图52AP1000堆型主泵内部结构示意图53主泵安装总体工艺流程（参考）垂直支撑安装↓主泵泵壳安装↓水平横向支撑安装↓主泵泵内构件的安装↓电机支座与主