高溫氣冷堆核電站乏燃料貯存庫豎井熱屏筒安裝裝置的制作方法

本實用新型涉及一種高溫氣冷堆核電站乏燃料貯存庫豎井熱屏筒安裝裝置，屬于機械安裝產品結構的技術領域，具體說屬于主要用于核電工程建造中的機械安裝產品結構的技術領域。

背景技術：

高溫氣冷堆是我國擁有自主知識產權、具有第四代技術特征的先進核能技術，具有固有安全特性，應用領域廣泛，商業化前景非常廣闊，高溫氣冷堆核電站示范工程作為十六個國家科技重大專項之一計劃于2017年前后建成。高溫氣冷堆核電站乏燃料豎井內設備所組成的熱屏筒是乏燃料貯存系統的重要通風設施，安裝施工的難點集中，存在極大的質量和安全風險。研究如何縮短豎井內設備的安裝難度并降低各類風險，對于提高高溫氣冷堆核電站的工程建造水平與市場競爭力具有重要意義。

高溫氣冷堆乏燃料貯存系統之乏燃料貯存在56個深度30m的鋼筋混凝土豎井，井內沒有任何可供人員進出、物料運輸和通風換氣的通道。豎井內空間狹小、落差極大、不便攀爬，其特殊的艙室結構極大的增加了豎井內設備安裝的難度和風險。采用搭設手腳架、臨時施工平臺等傳統施工方法，對時間、人力和物力消耗極大，且存在較大的安全隱患。

乏燃料豎井內設備所組成的熱屏筒(簡稱“熱屏”)是乏燃料廠房豎井內由共8類，19種型號，共計218個部件所組成的功能性設備，其結構為直徑1.9m左右的筒裝的組合式風管，風管高度自+10.200m～‐15.500m，幾乎占滿整個豎井，如圖1所示，乏燃料豎井由+14.5m乏燃料豎井井口101、+10.2m過孔102、+6.4m～‐15.5m方形豎井103組成，其中設備包括用于輔助乏燃料儲罐落位的四組導軌104、用于隔離井內冷熱空氣的熱屏105以及位于豎井最底部用于承載井內所有設備的熱屏底座106組成。其作用是在全壽期內作為乏燃料球貯罐的運輸通道；同時作為隔離豎井內循環的冷熱空氣的功能性結構(使冷空氣從熱屏筒內部流入，為乏燃料球貯罐降溫，降溫后的熱空氣從熱屏筒外部留出)。若其安裝不能滿足設計要求，則可能引起乏燃料球貯罐無法落位，嚴重時直接導致所在豎井報廢。

按照熱屏的現有結構特點，傳統的施工方法需要反復多次的向井下運送人員、物料，并在井內搭設約30m高的手腳架施工平臺，其主要步驟如下：

(1)將位于豎井底部的設備和施工人員、工機具運輸到位，運輸過程中為保證人員安全，需先使用吊車將設備吊裝至豎井底部再使用可載人設備將人員運送到位；

(2)井底設備安裝完成后，開始由下向上逐層安裝熱屏，在此過程中在熱屏筒狀結構內部搭設可滿足施工要求的手腳架施工平臺，并隨施工需要逐層升高；

(3)最后，在設備整體安裝、調整完后并檢測合格后，逐層拆除熱屏內的手腳架。

按照傳統的施工方法搭設手腳架時，由于熱屏的結構影響，搭設的手腳架不能為滿堂架，對平臺穩定性、安全性有極大影響，并且在時間、人力和物力上造成極大的浪費。

技術實現要素：

本實用新型為克服現有技術的不足之處，提供了一種高溫氣冷堆核電站乏燃料貯存庫豎井熱屏筒安裝裝置，即通過特種吊籃輔助方法，減小設備在井下組對時的施工難度，以實現豎井內的設備半自動化安裝，解決了傳統施工方法的施工困難、降低了施工安全風險，更為重要的是大為縮短了施工工期并保證施工的工程質量的目的。

為達到所述的目的本實用新型的技術方案是：

一種高溫氣冷堆核電站乏燃料貯存庫豎井熱屏筒安裝裝置，包括設置在至少一個豎井口的特種吊籃；該特種吊籃整體為框架式的剛性結構；該特種吊籃進一步包括一移動掛架和設置在該移動掛架內的一升降平臺；該移動掛架的底部安裝有復數個軌道輪；該特種吊籃可通過安裝在各豎井口表面的整體移動軌道在不同的豎井之間水平移動。

該移動掛架為矩形立方體式的框架形結構；頂部固定有鋼絲繩或牽引繩與該升降平臺機械連接。

該升降平臺為圓桶狀柱形框架式結構，直立雙層設置；該升降平臺的頂部連接有圓環狀的熱屏懸掛支架和分別與鋼絲繩連接的馬達；該升降平臺的頂部與該熱屏懸掛支架之間固定設置有呈交叉狀的頂部支撐架，該頂部支撐架端頭分別固定連接有頂部支撐導輪；該升降平臺的底部固定設置有呈交叉狀的底部支撐架，該底部支撐架端頭分別固定連接有底部支撐導輪。

該直立雙層設置為由雙層作業平臺組成的上下設置的結構。

該雙層作業平臺周邊設置有剛性的安全網結構。

該頂部支撐導輪為4個，依次分別成0°、90°、180°和270°的位置設置。

該底部支撐導輪為4個，依次分別成0°、90°、180°和270°的位置設置。

該頂部支撐導輪分別與該豎井內壁成滾動頂抵狀態。

該底部支撐導輪分別與該豎井內壁成滾動頂抵狀態。

該熱屏懸掛支架沿環狀圓周分別設置有至少一對凸起部。

本實用新型的特點及有益效果：

本實用新型將豎井內設備安裝施工由傳統建造方法改變為半自動化輔助安裝方法。在特種吊籃的輔助下，不但有效避免了設備安裝過程中繁瑣的反復調整、落位，降低了施工難度，滿足了安裝要求，而且有效的減小了安全風險，還避免了搭設手腳架、臨時施工平臺等傳統方法對時間、人力和物力的浪費，節約了施工成本。

本實用新型該特種吊籃針對豎井內特殊的環境設計了具備針對性的功能，能夠有效保護施工人員安全，減小施工人員攀爬、施工時高處墜落、物體打擊的安全風險。本實用新型對提高我國核電工程的建造水平與高溫氣冷堆核電的經濟性，推動高溫氣冷堆重大科技專項的實施與商業化推廣具有重要意義。

附圖說明

圖1為乏燃料豎井墻體及設備結構示意圖；

圖2為本實用新型特種吊籃應用于豎井的整體結構示意圖；

圖3為本實用新型特種吊籃整體結構示意圖；

圖4為圖3中特種吊籃內升降平臺的結構示意圖；

圖5為本實用新型特種吊籃運行示意圖；

圖6a為本實用新型在井下組裝施工1的示意圖；

圖6b為本實用新型在井下組裝施工2的示意圖；

圖6c為本實用新型在井下組裝施工3的示意圖。

圖中標號說明

101.+14.5m乏燃料豎井井口

102.+10.2m過孔

103.+6.4m～‐15.5m豎井

104.導軌

105.熱屏

106.熱屏底座

1.移動掛架

2.升降平臺

3.整體移動軌道

4.軌道輪

5.熱屏懸掛支架

6.頂部支撐導輪

7.雙層作業平臺

8.底部支撐導輪。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的結構詳細說明如下，以利全面的了解本實用新型技術方案的全部內容。

如圖2，圖3，圖4和圖5所示，一種高溫氣冷堆核電站乏燃料貯存庫豎井熱屏筒安裝裝置，包括設置在至少一個豎井口的特種吊籃；由于高溫氣冷堆乏燃料貯存系統之乏燃料貯存在56個深度30m的鋼筋混凝土豎井內，該特種吊籃可以按順序或按需要通過安裝在各豎井口表面的整體移動軌道3設置在任何一個豎井口；該特種吊籃整體為框架式的剛性結構；直立狀設置；該特種吊籃進一步包括一移動掛架1和設置在該移動掛架1內的一升降平臺2；該移動掛架1的底部安裝有復數個軌道輪4(例如安裝4個軌道輪4)；該特種吊籃可通過安裝在各豎井口表面的整體移動軌道3在不同的豎井之間水平移動。如圖2。

該移動掛架1為矩形立方體式的框架形結構；頂部固定有鋼絲繩或牽引繩與該升降平臺2機械連接。

如圖3和圖4所示，該升降平臺2為圓桶狀柱形框架式結構，直立雙層設置(例如上下層設置)；該升降平臺2的頂部連接有圓環狀的熱屏懸掛支架5和分別與鋼絲繩連接的馬達(該馬達或電動機或電葫蘆固定在該升降平臺2的頂部)；該升降平臺2的頂部與該熱屏懸掛支架5之間固定設置有呈交叉狀或十字交叉狀的頂部支撐架，該頂部支撐架端頭(一般為至少4個端頭)分別固定連接有頂部支撐導輪6；該升降平臺2的底部固定設置有呈交叉狀或十字交叉狀的底部支撐架，該底部支撐架端頭(一般為至少4個端頭)分別固定連接有底部支撐導輪8。

該直立雙層設置為由雙層作業平臺7組成的上下設置的結構。該雙層作業平臺7周邊設置有剛性的安全網結構。

該頂部支撐導輪6為4個，依次分別成0°、90°、180°和270°的位置設置。

該底部支撐導輪8為4個，依次分別成0°、90°、180°和270°的位置設置。

該頂部支撐導輪6分別與該豎井內壁成滾動頂抵狀態。

該底部支撐導輪8分別與該豎井內壁成滾動頂抵狀態。

該熱屏懸掛支架5沿環狀圓周分別設置有至少一對凸起部。該一對凸起部用于懸掛該熱屏105；

該特種吊籃的設計和施工分成兩部分，具體包括以下步驟：

1)特種吊籃的設計

(1‐1)升降平臺2的結構：

升降平臺2為圓柱形，最大直徑不大于乏燃料豎井井口；

平臺整體結構分為上下兩層，在增強其整體結構強度的同時，充分利用了平臺內的空間，可滿足施工人員在上下兩層平臺同時進行施工，提供了更多的操作空間，縮短了施工時間；

平臺頂部和底部的0°、90°、180°、270°位置分別設置支撐導輪(頂部支撐導輪6和底部支撐導輪8)，支撐導輪為可伸縮結構，在不影響平臺升降的前提下保證施工的穩定性；

(1‐2)移動掛架1的結構：

移動掛架1整體為方鋼拼接成的框架結構，用以承載升降平臺，為其提供一個安全、穩定的吊點；

掛架的底部設有導軌(即整體移動軌道3)和滾輪(即軌道輪4)，可使特種吊籃整體隨軌道移動，使其具備了在不同豎井間快速移動的能力，使吊籃運用更便捷的同時也使施工進程可以更加靈活。

(1‐3)熱屏懸掛支架5：

升降平臺2頂部設置有熱屏專用的懸掛支架(即熱屏懸掛支架5)，使平臺除承載施工人員外，還可掛載需安裝的設備，使人員和設備可同時進出豎井。同時避免了在豎井內狹窄且懸空的環境下對設備進行吊裝、調整和落位，也避免的相應施工所產生的安全隱患。

2)特種吊籃的使用：

如圖5，由于豎井呈一個“小口大肚”的瓶裝結構，所以熱屏的組對全部需要在井口以下進行。而特種吊籃的作用就是在井下狹窄且懸空的環境下，幫助熱屏快速準確的進行組對安裝，具體施工工序如下：

(2‐1)“熱屏”引入+10.200m層樓板上；

(2‐2)將“熱屏”臨時懸掛在+10.200m層樓板孔洞四周；

(2‐3)升降平臺下降至+10.200m樓板處；

(2‐4)使用熱屏懸掛支架將熱屏懸掛在升降平臺上；

(2‐5)松開熱屏的臨時懸掛，熱屏隨升降平臺一同下降；

(2‐6)升降平臺下降至熱屏安裝位置，開始對熱屏進行安裝；

(2‐7)安裝結束后拆除熱屏懸掛支架與熱屏的連接，升起平臺。

以上施工步驟(2‐2)對應圖6a；(2‐3)(2‐4)對應圖6b；(2‐5)對應圖6c。

乏燃料貯存豎井內設備半自動化安裝已在高溫氣冷堆核電示范工程中得以實施并成功應用，該項技術使得豎井內設備安裝的施工難度降低、施工作業環境改善、安全風險大為降低和工期縮短明顯。該發明對提高我國核電工程的建造水平與高溫氣冷堆核電的經濟性，以及推動高溫氣冷堆重大科技專項的實施與商業化推廣具有重要意義。