一種核電站鋼制安全殼底封頭吊裝方法及其專用吊索具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于建造施工技術領域，特別是涉及一種核電站鋼制安全殼底封頭吊裝方法及其專用吊索具。
【背景技術】
[0002]核電站鋼制安全殼是核島最重要的關鍵設備之一，包容了反應堆、蒸汽發生器等主工藝系統設備。鋼制安全殼為圓柱形容器，由中間的圓柱形筒體和上下兩個橢圓形封頭(分別稱為“頂封頭”和“底封頭”)組成。鋼制安全殼底封頭具有重量超重，體積大，壁厚相對于半徑來說比較單薄等特點，因此要對鋼制安全殼進行整體吊裝，具有很大的難度，需要設計科學、合理的吊裝方案和專用吊具，以防止底封頭吊裝過程中出現受力不均或者變形太大，影響吊裝過程正常進行。專利CN201010169251提出了一種核電站鋼制安全殼的專用吊具和吊裝方法，為了減少安全殼的水平受力和彈性位移，設計了一種吊梁以保證安全殼吊裝過程中盡量受到垂直的載荷，但該吊梁結構復雜，制造成本高，與吊索具連接繁瑣。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的現狀，而提供吊點設計合理，能利用鋼制安全殼底封頭自身剛度抵抗吊裝過程中產生的內力，無需專門制作吊梁，并且其專用吊索具結構簡單，連接方便，易于施工的一種核電站鋼制安全殼底封頭吊裝方法及其專用吊索具。采用本發明的方法和吊索具進行底封頭吊裝，能有效減少底封頭吊裝變形和安裝偏差，降低吊裝風險，滿足核電站大型設備的吊裝要求。
[0004]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種核電站鋼制安全殼底封頭吊裝方法，其中:底封頭為呈凹圓弧鍋底形結構的鋼制底封頭，該底封頭由封頭底部向上依次由第一圈鋼板、第二圈鋼板、第三圈鋼板和第四圈鋼板組成，并且底封頭上設置有附件，附件至少包括在第四圈鋼板的外部等弧度固定安裝的18根下方帶有法蘭板的支撐短柱；該底封頭的吊裝方法包括以下步驟:
1.1):使用Ansys軟件對底封頭吊裝時的受力進行有限元分析計算，并根據分析計算的結果確定吊裝方案以及確定在底封頭第四圈鋼板上環向均布吊裝吊耳的數量；
1.2):依據上述的吊裝方案，設計并制作出用于吊裝該底封頭的專用吊索具；
1.3):按照工況的要求組裝起重機，并按照大件吊裝承包商制定的起重機荷載試驗相關程序對組裝后的起重機進行荷載試驗；
1.4):對專用吊索具進行載荷試驗，并進行100%無損檢測；
1.5):起重機空鉤完成起鉤、洛鉤、回轉動作，完成起重機空鉤t旲擬試驗；
1.6):底封頭試吊裝；
1.7):底封頭正式吊裝；
1.8):采用焊接工藝將支撐短柱的法蘭板與CRlO模塊的CRlO支柱焊接固定，完成底封頭的安裝。
[0005]上述的技術方案還包括:
其中步驟1.6中底封頭試吊裝的試吊裝過程包括以下步驟:
2.1)使用Tekla軟件建立底封頭及其附件的三維模型，查詢模型質心，計算出調平配重的安放位置和重量，安放調平配重，防止吊裝過程中可能出現的底封頭上口水平度偏差超出允許范圍；
2.2)起重機就位于站位點，掛置專用吊索具；
2.3)在專用吊索具主要受力部位安裝銷軸式索力傳感器或者應變片，并在底封頭的關鍵受力點處安裝振弦式位移計，以便在吊裝過程中讀取應力數據；
2.4)起重機加載至一定負荷，根據監測到的應力數據，調整專用吊索具的可調節拉桿的長度，確保受力均勻；
2.5)緩慢起吊至起重機達到更高負荷，停止起吊并檢查專用吊索具連接情況；
2.6)起重機繼續加載至底封頭完全離開支撐點，停止提升，起重機在Im左右高度內進行起升和下降動作，驗證主卷揚制動性；
2.7)采用水平儀檢查底封頭上口水平度，根據實際情況增減調平配重；
2.8)起重機緩慢落鉤，同時保證起重機承受一定拉力，使專用吊索具中的各個吊索仍然受力。
[0006]上述的步驟1.7中底封頭正式吊裝的吊裝過程包括以下步驟:
3.1)在底封頭下方呈中心對稱分布的兩根支撐短柱的法蘭板上分別做出“十”字定位基準線，同時在即將與底封頭對接的CRlO模塊的對應兩個CRlO支柱頂板上也做出“十”字定位基準線，并在CRlO支柱附近設置三個千斤頂作為底封頭就位用導向裝置；
3.2)起重機緩慢起鉤至底封頭底端離開支撐點一定高度，采用水平儀檢查底封頭上口水平度；
3.3)水平度確認完成后，起重機緩慢起鉤，提升底封頭；
3.4)起重機回轉，確認底封頭就位角度后，緩慢落鉤至一定位置；
3.5)掛置輔助底封頭就位用倒鏈，調整倒鏈至步驟3.1所述的兩個支撐短柱的投影與導向裝置重合；
3.6)起重機繼續落鉤至底封頭支撐短柱與下方CRlO支柱頂面相距約200mm，停止落鉤，調節千斤頂，使底封頭支撐短柱與CRlO支柱兩者的“十”字基線對齊；
3.7)檢查底封頭其余16根支撐短柱與CRlO支柱對接情況，并用勾鐵將支撐短柱法蘭板固定在CRlO支柱頂板上，確認穩固后起重機完全松鉤，解除底封頭與專利吊索具的連接;
3.8)起重機回轉收車，現場焊接支撐短柱法蘭板與CRlO支柱頂板。
[0007]上述底封頭的第一圈鋼板由2塊鋼板拼焊而成，底封頭的第二圈鋼板由15塊鋼板拼焊而成；底封頭的第三圈鋼板由30塊鋼板拼焊而成；底封頭的第四圈鋼板由36塊鋼板拼焊而成。
[0008]上述底封頭的內徑為43m，高為13.46m，壁厚為43mm，吊裝時底封頭第四圈鋼板上環向均布設有36個吊裝吊耳。
[0009]一種核電站鋼制安全殼底封頭吊裝方法的專用吊索具，該專用吊索具包括用于與起重機相連的圓形結構的吊索分配器，吊索分配器上設有呈輻射狀等弧度均布的分配吊板，每一分配吊板上均經卸扣轉動鉸鏈有二次分配器，每個二次分配器均再分配有兩根吊索，吊索包括與二次分配器相連的壓制鋼絲繩和連接在壓制鋼絲繩前端能通過調節自身長短來調整吊索長度的可調拉桿，該可調拉桿的前端制有與底封頭上的吊裝吊耳吊掛鉸鏈的U形連接端。
[0010]上述的吊索分配器由底板、環形板和頂板相配組裝構成；底板的板面中心相平行焊接有兩塊用于與起重機連接的分配器吊耳，環形板與分配器吊耳相套定位壓裝在底板和頂板間，并且分配器吊耳穿過上述的頂板，分配吊板焊接固定在環形板的外周面上。
[0011]上述的底板的板面上焊接有縱橫排列用于增強吊索分配器強度的加固板，頂板的板面上焊接有提高分配器吊耳和頂板機械強度的加強筋。
[0012]上述的環形板上等弧度均布焊接有18個分配吊板，分配吊板上開有供銷軸穿過連接卸扣的吊板孔。
[0013]上述的二次分配器為一塊具有抹角圓弧的梯形板，該梯形板上呈等腰三角形分別開有三個用于連接的吊孔。
[0014]與現有技術相比，本發明的吊裝方法和專用吊索具的有益效果至少在于:
1.本發明采用有限元分析計算底封頭吊裝時的受力情況，設計了合理的吊耳分布位置和吊裝方案，利用鋼制安全殼底封頭自身剛度抵抗吊裝過程中產生的內力，無需專門制作吊梁；
2.本發明對吊裝專用吊索具經過嚴格的計算、選型及載荷試驗，使其滿足底封頭大型構件吊裝要求，并且本發明的專用吊索具結構簡單，連接方便，易于施工；
3.本發明吊裝方法中的試吊裝和正式吊裝過程嚴謹而有序，規范了核電站大型設備的吊裝流程；
4.使用本發明的吊裝方法和專用吊索具進行底封頭吊裝時，能減小底封頭吊裝變形和安裝偏差，并降低吊裝風險系數。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明鋼制安全殼底封頭各圈鋼板及其下方支撐短柱示意圖；
圖2為本發明的底封頭采用專用吊索具整體吊裝的吊裝示意圖；
圖3為圖2中K處的局部放大示意圖；
圖4為圖2的俯看不意圖；
圖5為圖4中M處的局部放大示意圖；
圖6為圖4中N處的局部放大示意圖；
圖7是本發明專用吊索具中吊索分配器的結構示意圖；
圖8為吊索分配器的底板結構示意圖；
圖9為吊索分配器的環形板結構示意圖；
圖10為本發明專用吊索具的局部結構示意圖；
圖11為圖10中C向的局部示圖；
圖12為本發明底封頭正式吊裝就位導向裝置示意圖之一；
圖13為本發明底封頭正式吊裝就位導向裝置示意圖之二。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖對本發明的實施例作進一步詳細描述。
[0017]圖1和圖13為本發明的吊裝原理和結構示意圖。
[0018]其中的附圖標記為:“十”字定位基準線B、底封頭1、第一圈鋼板11、第二圈鋼板12、第三圈鋼板13、第四圈鋼板14、吊裝吊耳15、支撐短柱2、法蘭板21、CRlO支柱3、千斤頂4、吊索分配器5、分配器吊耳5a、分配吊板5b、加固板5c、加強筋5d、底板51、環形板52、頂板53、二次分配器6、壓制鋼絲繩7、可調拉桿8、U形連接端8