“模块、模块化的概念以及HTR-PM模块化施工的设想”(二稿)

1、模块、模块化的概念模块、模块化的概念以及以及HTR-PM模块化建造的设想模块化建造的设想目录目录 一、模块化的概念一、模块化的概念 1、模块与模块化的定义 2、模块化理论研究的发展过程 3、模块化的特点 4、模块化理论主要优势 5、模块化的适用范围 二、核电模块化建造技术二、核电模块化建造技术 1、模块化建造技术的主要内容 2、模块化建造的优点 3、模块化建造的条件 4、我国核电建设首先采用模块化建造技术 三、高温气冷堆模块化建造的设想三、高温气冷堆模块化建造的设想 1、模块化建造的原则 2、HTR-PM模块建议清单 3、HTR-PM模块化施工首推舱室预埋件 一、模块化的概念一、模块化的概念

2、1、模块与模块化的定义、模块与模块化的定义 （1）模块 是指“半自律性的子系统，通过和其他同样的子系统按照一定的规则相互联系而构成的更加复杂的系统或过程”。 （2）模块化 模块化：把复杂的系统分拆成不同模块，并使模块之间通过标准化接口进行信息沟通的动态整合过程就叫做模块化。 模块化：是指解决一个复杂问题时，自顶向下逐层把软件系统划分成若干模块的过程。每个模块完成一个特定的子功能，所有的模块按某种方法组装起来，成为一个整体，完成整个系统所要求的功能。 （3）模块化有狭义和广义之分 狭义模块化：是指产品生产和工艺设计的模块化； 广义模块化：是指把一系统（包括产品、生产组织和过程等）进行模块分解与模

3、块集中的动态整合过程。 2、模块化理论研究发展过程、模块化理论研究发展过程 模块化在IT业产生后，又传播到了汽车制造、船舶制造、金融服务等行业，推动了相关行业的快速发展。 （1）模块化最原始的形式就是分工，将这种企业层面的分工构想扩展到产业组织的领域，就是产业组织模块化的最简单的理解。 （2）20涉及60年代：只是作为一种工业设计的方法，并没有被完全运用到产业组织理论中。 （3）20世纪90年代：模块化的研究由工艺设计向组织设计转变。核电模块化建造以美国（结构模块）、日本（设备模块）为代表。 （4）近年来，中国也开始研究产业组织的模块化问题，并推动了模块化理论研究在中国的发展。 （5）现在，模

4、块化研究已经被越来越多的人所重视，并以此为工具开始在不同的领域进行研究。 3、模块化的特点、模块化的特点 模块化具有通用性、专业化、集成性等特点。 （1）通用性 通用性是指不同部门或企业制造的同一模块是通用的。 （2）专业化 所谓专业化，是指各模块制造者是专注于各自模块的设计与生产，对本模块的完成是非常专业化的。 （3）集成性 集成性：由于各模块又不是无限细分的，而是将许多完成某一主要职能的子系统集成在一起，这就是模块化的集成性。 4、模块化理论主要优势、模块化理论主要优势 （1）子模块独立设计、生产 ； （2）模块的可变性； （3）模块的延展性； （4）引入新型的竞争与合作； （5）改变市场

5、结构，形成产业集群。 5、模块化的适用范围、模块化的适用范围 适宜采用模块化组织方式的行业一般有如下三个特征： （1）结构复杂； （2）实现同步操作； （3）最大限度避免不确定性。 这也正是模块化能最大限度发挥作用的方面。二、核电模块化建造技术二、核电模块化建造技术 1、模块化建造技术的内容、模块化建造技术的内容 （1）模块化设计技术； （2）模块工厂化制造技术； （3）模块组装技术； （4）大型模块吊装技术。 2、核电模块化建造的优点、核电模块化建造的优点 （1）减少关键路径上工序的时间，缩短施工周期； （2）减少现场工作，保证施工安全，改善工作环境； （3）降低建设成本； （4）工厂化预制

6、，有利于提高工程质量。 3、核电模块化建造的条件、核电模块化建造的条件 （1）详细的施工设计应提前； （2）采购流程应满足模块化组件生产需要； （3）建立模块化专用制造基地（工厂化）； （4）考虑模块化运输的可行性； （5）采用开顶法施工和瓦楞板； （6）大型模块吊装设备的落实。 4、我国的核电建设首先采用模块化建造技术、我国的核电建设首先采用模块化建造技术 （1）国家核电开启我国核电站模块化建造新时代 2009年6月29日，全球首台第三代核电AP1000机组、我国三代核电自主化依托项目首台机组浙江三门核电站一号机组核岛最大的结构模块CA20模块成功吊装就位。 （见下页！） 这标志着世界上最先

7、进的第三代核电AP1000技术的模块化设计和施工的先进理念已经从理论变成了现实，成功开启了我国核电站工程建设进入模块化设计和建造新时代的帷幕，也为我国后续AP1000核电站工程大规模使用模块化建造技术积累了宝贵的经验。 本次吊装使用的LTL2600B型大吊车是目前世界上起重能力最大的履带式起重机。 （2）AP1000核电机组共有： 119个结构模块，65个设备模块（两大类）； 因此，可以先同时制造多个模块，然后再到现场像“搭积木”一样拼装，从而节约施工时间。 （3）CA20模块是AP1000核电机组中最大的结构模块，它长20.5米，宽14.2米，高20.7米；由18个房间组成，有近层楼高，结构

8、总重749吨，加上吊具等起吊总重量达968吨，相当于700多辆轿车的重量。 （4）三门核电站一号机组和二号核电机组核岛部分超过100吨的设备或模块就有50件左右，超过500吨的有18件左右。 为此，三门核电公司2007年8月从美国兰普森（Lampson）公司引进了1台最大起吊能力为2358.2吨的履带式起重机。它是全球最大的履带式起重机。 三、高温气冷堆模块化建造的设想三、高温气冷堆模块化建造的设想 1、模块化建造的原则、模块化建造的原则 （1）保证质量的原则 模块化建造充分保证工程的质量要求。 （2）缩短工程总工期原则 1）模块的选定应是施工计划关键路径上工序或其集合； 2）模块的选定应是区

9、域比较集中的系统或子系统。 （3）实施可行性原则 模块的确定应考虑包装、运输、吊装等过程否可行。 （4）源头策划的原则 在方案设计和初步设计时就开始考虑模块化设计建造意图，从源头进行策划。 （5）接口方便原则 应当考虑模块接口方便。 （6）有利于成品保护的原则 确定的模块应有利于成品保护。 2、HTRPM模块化建造的项目建议清单模块化建造的项目建议清单 （1）两舱室预埋件模块； 其内容包括： 屏蔽冷却水系统（参见P13-16附图14）； 压力壳支座冷却水管； 一回路主设备支承结构（含反应堆压力容器和蒸汽发生器的承重支承和侧向支承） （参见P17附图5） ；等八个专业的预埋件（详见下一节）。 附

10、图附图1HTR-10反应堆舱反应堆舱室混凝土室混凝土内屏冷水内屏冷水管安装管安装附图附图2HTR-10蒸发器舱蒸发器舱室混凝土室混凝土内屏冷水内屏冷水管安装管安装附图附图3HTR-10舱室上舱室上部混凝部混凝土施工土施工附图附图4HTR-10舱室混凝舱室混凝土内屏冷土内屏冷水管安装水管安装水压试验水压试验附图附图5HTR-10HTR-10反应堆压反应堆压力容器基力容器基座预埋件座预埋件 （2）余热排出系统模块（参见P19附图6） ； 余热排除系统模块的就位时间需要考虑尽量不占用关键路径的时间，同时不影响反应堆压力容器的吊装，如在压力容器就位后安装，则需要考虑模块运输通道、大厅的吊装高度和反应堆

11、舱室的操作空间等问题。 （3）燃料装卸系统模块（参见P20附图7） ； 燃料装卸系统是高温堆两大工艺系统之一，工艺复杂，工程量大，在反应堆舱室下部工作量大且区域比较集中，同时常规设计时就有钢结构支架，适合于模块化建造。 由于该区域土建施工时间较早且没有运输通道，需提前将该模块吊入房间，因此模块预置（即设备到货时间）和成品保护应特别关注。附图附图6： HTR-10堆芯壳吊装前底座滚柱安装堆芯壳吊装前底座滚柱安装反应堆舱室余热排出水管余热排出水管反应堆压力容器吸收球系统气管堆芯壳底座滚柱附图附图7HTR-10反应堆反应堆装卸料系统装卸料系统安装安装 （4）氦气净化系统模块（参见P22附图8） ；

12、氦气净化系统也是高温堆两大工艺系统之一，工艺复杂，工程量大，该系统的两个正常净化列和一个备用净化列区域都比较集中，可以分为3个子模块建造。实施时需要增加钢结构支架， 同时需考虑运输通道，就位方式及就位时间。 （5）三废处理模块； 在HTR-PM-500方案中，三废处理布置在核辅助厂房，工作区域比较集中，适合于模块化建造，但是需要考虑模块就位时间及模块内设备是否能及时到货。 （6）一回路压力泄放系统模块； 本系统区域集中且本身带有抗震支架，可以考虑模块化，但系统较小，对工程总体影响不大。附图附图8 8HTR-10HTR-10氦气净化氦气净化与与辅助系统辅助系统安装安装 （7）气体采样分析系统模块

13、； 与一回路压力泄放系统相似，本系统区域集中且本身带有抗震支架，可以考虑模块化，但系统较小，对工程总体影响不大。 （8）核岛主厂房屋顶结构模块。 核岛主厂房屋顶施工也处于关键路径上，占 用工程绝对工期较长，常规施工需要在反应堆大厅搭设满堂红脚手架，使用施工工机具较多，成本较高。该模块的实施会增加大量的钢结构，建造成本会增加较多，须进行综合经济分析、比较。同时要求厂房平面为矩形，否则难度会大大增加。 3、HTR-PM模块化施工首推舱室预埋件 （1）两舱室预埋件 1）其内容包括： 屏蔽冷却水系统（参见P17-20附图14）； 压力壳支座冷却水管； 一回路主设备支承结构（含反应堆压力容器和蒸汽发生器

14、的承重支承和侧向支承） （参见P21附图5） ； 工艺管道贯穿件； 中子测量通道； 电气贯穿件； 仪表贯穿件； 防爆门、屏蔽门等。 舱室屏冷系统按常规方法施工需要多次与土建交叉施工，现 场工作量很大，占用关键路径的工作时间较长（17/14/29.5个月），模块化施工可以将现场工作前移，减少关键路径工作时间； 另外，一回路主设备支承结构（含反应堆压力容器和蒸汽发生器的承重支承和侧向支承）安装的平面定位、标高、水平度、同心度的要求很高，模块化施工可用将现场工作转移到工厂，有利于保证预埋件的精度。 2）初步设想：）初步设想： 在起重能力许可的前提下，尽量减少模块数量；在起重能力许可的前提下，尽量减少

15、模块数量； 将屏蔽冷系统和一回路主设备支承结构合成一个模块；将屏蔽冷系统和一回路主设备支承结构合成一个模块； 加长水冷壁，代替土建舱室内模板。 3）优缺点分析 优点： a、许多安装工作提前到工厂进行，减少了现场工作量， 缩短了关键路径； b、一回路主设备支承结构模块在工厂预制，有利于提高支承结构的加工精度； c、加长水冷壁强化了模块整体性，预埋件有定位生根的地方，提高了预埋定位的精度； d、取消土建支内模板的工序，缩短了土建工期；进一步减少了占用关键线路的时间。 缺点： a、增加了钢板和型钢； b、提高了对现场起重能力的要求； c、需核算吊装受力，防止模块吊装和运输过程中的变形。 （2）屏冷水

16、系统模块势在必行 1）HTR-10屏冷水系统施工简介（见下页！） 2）HTR-PM实施要点分段分段标高标高m内容内容主要程序主要程序第一段7.2521、进水管574mm 2、下联箱1596mmD2.4m和6.6 6.4标高为-7.25m和-7m3、屏冷水管323(128/120)4、排气管222.55、下部辅助支架3.75.7m(用50制作)1、预制（含清洗、油漆），包括：联箱、冷却管、进水管、下部辅助支架；2、现场安装(含运、吊、组对、调整、焊接、固定) 包括：联箱、进水管、下部辅助支架、冷却管； 3、现场焊缝着色检查和探伤；4、第一次水压试验（包括打压及排气管路设置。第二段261、压力壳支

17、承座2、冷却管323，包括：（1）屏冷水管（2）压力壳支承座冷却管（3）325风管冷却管（4）氦气通道冷却管3、上部辅助支架1、预制（同上），包括：冷却管（含屏冷、支承座、风管、氦气通道）、上部辅助支架； 2、现场安装（同上），包括：（1）压力壳支承座；（2）冷却管，包括：屏冷、风管，支承座、氦气通道；（3）上部辅助支架； 3、现场管道焊缝着色检查和探伤4、第二次水压试验（包括打压及排气管路设置。第三段6m以上1、屏冷水管3232、水冷壁3、上联箱1596mm D6.4m和6.66.4标高为10.00m和10.30m4、出水管574mm 3、5、排气管222.51、预制（同上），包括：联箱、水冷壁、冷却管、出水管、排气管； 2、现场安装（同上），包括：冷却管、水冷壁、联箱、进水管排气管； 3、现场焊缝着色检查和探伤；4、第三次水压试验（包括打压管路设置）。 HTR-10屏冷水系统预埋件 A、放气管： 222.52； B、水冷管：384160/156； C、进、出水管：575 各1； 过渡联箱连接管：575 16； D、过渡联箱：8964； E、上下联箱：15978。 外形尺寸 反应堆舱室