浅谈EPR三代压水堆核岛辅助系统管道支架的安装

1、浅谈epr三代压水堆核岛辅助系统管道支架的安装台山核电合营有限公司 广东台山529228摘要：木文主要论述了 epr三代压水堆核岛辅助系统管道支架（防甩支 架、阻尼器、弹簧箱等特殊支架除外）的新特点，通过对epr支架目录等上游文 件的消化、总结，结合安装过程中遇到的典型问题，展示出epr支架安装特点和 难点；此外，木文还通过epr与cpr1000项目在辅助系统管道支架方面的差异 性分析，对后续核电工程提出了合理化建议。关键词：epr；核岛辅助系统；支架安装；差异性分析1前言epr支架采用新的建造规范（rcc-m2007和en13480）,由设计方anp 充分吸收借鉴欧洲核电站设计经验进行优化设

2、计而来，其设计、制造及现场安装 均参照统一标准«epr support catalogue执行，使得epr核岛辅助系统管道支 架呈现出许多新特点，如大量使用预埋板和方钢、二阶段支架成品供货、支架间 隙调整量减少等；在支架安装过程中，超厚二阶段支架热处理、预埋板偏差、支 架框架间隙调整难度加大、设计变更量大等典型问题凸显，全面体现了 epr支架 安装的特点和难点。通过分析对比epr与cpr1000的这些差异，为后续核电工 程提供了借鉴。2.epr支架特点介绍2.1支架结构简化epr支架牛根方式大多采用预埋板形式，较cpr1000项目常用的膨胀 螺栓锚固基板省去了大量钻孔和膨胀螺栓安装工

3、作，施工工序更简单，施工效率 得到提高。同时，cpr1000支架常用结构复杂的工字钢、槽钢等型钢，而epr多 釆用结构简单的方钢，且二阶段釆用成品供货。采用方钢后，epr支架的焊缝长 度较cpr1000 i字钢减少1/3以上（如图1）；另外，二阶段成品供货（如图2） 减少了大量预制工作。以上特点使得epr支架结构得到简化,安装效率大大提高。图1同规格的方钢和工字钢焊缝长度比较图2二阶段支架成品供货2.2支架热处理根据标准rcc-m2007规定：非应力消除条件下，对于最小抗拉强度不 超过440mpa的钢材(如s235s275a37a42a48),当焊接接头的等效厚 度e大于40mm时，需要进行预

4、热和后热处理。epr支架材质通常为s235, j1 大管的二阶段支架一般较厚，经计算等效厚度，许多需进行热处理。等效厚度e 的计算方法如图3所示。图3焊接接头等效厚度计算2.3支架间隙调整量大大减少epr二阶段支架在设计时就提前考虑了支架功能间隙，以型号v9cfr(gl 功能)二阶段为例，支架目录显示其管卡内径φd=63.5mm,管道外径 φd=60.3mm, φd>φd,在设计上就预留了间隙，不需在安装过程中 进行调整，就使得支架纵向导向(gl)功能得以实现。另外，epr支架在设计选 型时最大程度减少了框架型支架的设计，例

5、如，以纵向导向(gl)和滑动(pl) 功能支架为例，cpr1000项目多设计为框架型结构，而epr这类功能的支架中， 框架型支架仅有 49_63g3, 49_63sp, 49_64g2p, v6_ga 和 v6_gb 等 5 种类 型(如图4),这大大减少了支架安装时的框架间隙调整量。3台山epr支架安装特点和难点epr支架采用新的设计理念，安装技术要求与cpr1000不同。由于是新 技术，无已建成的电站供参考，使得epr支架安装呈现出以下特点和难点。3.1大量支架焊接需进行热处理支架热处理的目的是为了消除焊接应力，这是epr支架安装的新要求。 安装施工前，需对标准规范进行仔细研究和分析，对支

6、架材料特性、焊接工艺、 焊接接头等效厚度计算、热处理工具及消耗性材料等进行全面梳理、分析，这对 现场安装技术人员的能力要求较cpr1000更高。在台山1#机组核岛穹顶区域安 装吋，我们发现11个支架焊接过程中未进行热处理，后经调查分析，是因为技 术人员错误地理解了规范rcc-m2007的要求，未正确选择焊接接头等效厚度计 算方法。对此，我们立即更新焊接工艺数据包，按照标准要求，口个支架重新 热处理并完成焊接。之后，我们就二阶段支架热处理重新进行梳理、分析，统计 得出台山项目单台机组需要热处理的二阶段支架多达4000多个；同吋，我们对 热处理所需要的便携式加热设备、消耗性材料及人力投入需求进行分

7、析，及吋对 相关设备和消耗性材料进行采购，满足了现场安装要求。图4 epr主要5种框架型支架二阶段支架热处理是epr支架安装施工过程中的新工艺，虽然现场施工 难度提高、施工效率有所降低，但这一特殊工艺保证了支架安装质量，使得这些 支架能可靠支撑起核岛厂房内各类管道系统，为核电机组在整个寿期内的安全运 行提供了保障。3.2支架框架间隙调整难度加人台山epr设计了 5种框架型支架（图4）,框架间隙调整是此类支架安 装的难点。以v6_ga型双滑动功能支架为例，其上部框架间隙要求3-5mm （图 5）,而cpr1000支架框架间隙要求为l-3mm,超差吋可添加最多2块标准（垫 板总厚≤1

8、0mm）的碳钢或不锈钢垫板。但对于epr支架，设计上不允许使用 永久性垫板调整框架间隙。图5 dw功能支架（间隙集中在上部）图6 dw功能支架间隙调整 方法为解决该问题，我们提岀以下解决方法：当支架框架间隙超差吋，对图 6红框内方钢在调节余长范围内（50100mm）进行切割并根据间隙要求调整方 钢位置，间隙合格后再进行焊接。不能使用永久垫板，这使得支架框架间隙调整难度加大，但我们优化焊 接施工逻辑，在支架调节余长范围内切割并调整方钢的位置，使得epr支架框架 间隙调整有了新的解决途径。3.3预埋板偏差问题epr支架大量从预埋板焊接生根，预埋板可能会存在凹陷、倾斜、定位 偏差甚至漏埋等问题，将对

9、支架的安装造成重大影响。对于预埋a代表正弦值，如果现场无法测量斜边长度可用正切值代替，具体根据 现场情况决定。图7 土建预埋板倾斜角度公差板凹陷或倾斜问题，可根据凹陷深度或倾斜角度相应切割支架方钢，以 保证方钢与墙面的垂直度，预埋板倾斜角度允许偏差如图7所示。对于预埋板漏 埋问题，可增加膨胀螺栓锚固基板解决。而预埋板定位偏差问题，通常需要修改支架结构，现场处理难度较大。 根据安装技术规范要求，epr支架生根的方钢边缘需与预埋板边缘保持至少 40mm的距离（几种特殊型号距离可稍小）（图8）。如果预埋板定位偏差过大, 生根方钢将定位不到预埋板焊接区域内，甚至超出预埋板边缘。图8 一阶段支架方钢距预

10、埋板边缘距离要求例如，1#机核岛hnx厂房内一个u6bb型支架预埋板定位偏差过大，导 致该支架生根方钢主梁定位到了预埋板之外（图9）。为解决该问题，我们将原 竖直主梁切短，将底部横梁加长并增加一-段120×120的方钢（部件16）和 方钢端部封堵板（部件17）,使修改后的方钢主梁成功定位到埋偏的预埋板上, 如图10所示。预埋板偏差多由土建施工公差累积或设计接口问题导致，许多只能在安 装阶段进行消化和调整。利用epr支架方钢的调节余长，我们成功解决了这些偏 差问题，但也使得安装过程中方钢切割及结构修改调整工作量大为增加，这也成 为epr支架安装的一个难点。图9支架修改前图10

11、支架修改后3.4设计变更量大epr支架由于采用新技术、新标准，暂无建成投产的电站供参考，设计 修改量较cpr1000项目要大。面对较大的设计变更量以及随之而来造成的安装 返工，我们是怎样进行设计变更管理的呢？首先，我们先弄清设计修改的原因, 分析修改的必要性；其次，我们从现场角度，提出对安装质量和进度影响最小的 方案，推动设计进行优化；最后，也是最重要的，从体系上解决问题，尽可能减 少颠覆性修改的发生，例如，对于重大设计变更，我们建立一套上、下游预警、 反馈机制，当有重大设计修改要发布吋，设计提前通知下游，如果下游核实设计 修改现场可执行，设计则下发设计变更，否则需要设计重新优化修改方案。以上

12、 这些做法，既满足了设计标准要求，又最大程度上减少了现场返工，为后续设计 变更的管理提供了良好借鉴。4 对后续工程的建议由于技术的改进，设计标准的更新，台山epr支架安装较cpr1000具 有许多鲜明的特色，这也给后续工程不少启示：(1) 后续工程在支架设计时，尽可能采用标准化、模块化设计理念， 如大量使用预埋板和结构简单的方钢、二阶段支架成品供货等，可简化支架结构、 提高安装效率；(2) 在设计时提前考虑支架方钢调节余长，便于处理支架安装过程中 的预埋板偏差问题和支架框架间隙调整问题；(3) 面对占据核岛安装半壁江山的辅助系统安装工作，对新技术、新 标准(如epr支架热处理要求)细致有效的研

13、究、消化是非常有必要的，如果在 哪一关键环节出现问题而未能及时发现或引起重视，轻则造成安装返工，重则将 给后续系统调试、电站运行埋下质量和安全隐患；(4) 面对新技术、新堆型中所存在的设计不完善和变更量大的问题， 只要我们建立一套有效的预警反馈机制，给现场安装进度和质量造成的影响将会 降至最小。参考文献：1rcc-m 2007,压水堆核电站核岛机械部件设计和建造规则2007年 版en13480-2002,工业金属管道2002年版3tsn-em4-technical requirements-lnstallation and prefabrication ofpiping and associated supports rev.d,em4技术规范管道及其支架的安装和 预制d版4 epr-supp0rt catalogue (design document) rev.d,epr 支架目 录(设计文件)d版5 epr-support catalogue part2 (fabrication document) rev.d,epr支架目录第2