用于高温气冷堆安全壳密封支座的安装装置及其安装方法

摘要

本发明涉及一种用于高温气冷堆安全壳密封支座的安装装置及其安装方法，属于核电工程建造技术领域。本发明提出的安全壳密封支座的安装装置，利用结构内部的空间，避开了内部的钢筋、屏蔽冷却水管、核测孔道等众多物项的影响，通过精调机构、螺栓对中固定机构对密封支座的安装、调整和固定，达到了安装的高精度要求，保证了密封支座的稳定牢固不受后混凝土浇筑的扰动；提出了密封支座分部件、分块安装和调整的方法解决了结构复杂、钢筋密集带来的难以安装就位的问题。本发明的安装装置和安装方法操作简单、方便可行，保证了完全壳密封支座安装质量和提高了安装工效，并可推广应用到其它工程领域的大型水平预埋部件的安装。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高温气冷堆安全壳密封支座的安装装置及其安装方法，属于核电工程建造技术领域。

背景技术

高温气冷堆核电站是我国拥有自主知识产权、具有第四代技术特征的先进核能技术，是十六个国家科技重大专项之一。反应堆安全壳是一回路系统的重要安全屏障，而安全壳顶部密封支座起着连接安全壳舱室墙体与密封盖板的关键作用，具有安装精度高、施工环境复杂的特点。

如图1(a)所示，安全壳顶部密封支座1位于压力容器舱室和蒸发器舱室墙体结构2内侧顶部，沿舱室四周连续布置。如图1(b)所示，密封支座由密封部件4、承压部件5、预埋螺栓6、紧固螺栓7共四部分组成。承压部件5用于支撑舱室密封盖板3；预埋螺栓6与紧固螺栓7连为一体用于紧固密封盖板；密封部件用于放置密封环，使舱室墙体结构2和舱室密封盖板3形成密闭的安全壳整体。

密封支座(部件4-6)三部分预埋于舱室墙体混凝土结构内，舱室墙体结构钢筋密集，还布置有核测孔道、屏冷水管、钢覆面等其他物项，使得密封支座安装的难度大。密封支座在压力容器舱室部位为环形(蒸发器舱室为方形)，周长近30米，安装后水平度要求≤5mm。

密封支座传统的安装方法为:结构内的物项安装和钢筋绑扎；密封支座整体加工完成后安装于钢筋骨架上；调整安装精度符合要求后通过钢筋骨架固定牢固。密封支座采用传统的安装方法存在以下缺点和困难：

(1)密封支座安装与钢筋绑扎只能串行施工，增加工期。

(2)密封支座有4排锚筋纵向间距200mm，预埋螺栓长1740mm，受密集的墙体钢筋影响，无法完成安装。

(3)密封支座安装的整体水平度与预埋螺栓的垂直度调整相互影响。

(4)密封支座通过结构钢筋进行固定，易受到混凝土浇筑的扰动移位。

为保证安全壳密封支座的安装精度满足要求和加快安装进度，需研究出一种在复杂的结构中完成安全壳密封支座的安装装置和方法。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于高温气冷堆核电站安全壳顶部密封支座的安装装置和方法，以解决传统施工方法的困难，保证的安全壳顶部密封支座的安装质量和精度要求，大幅提高施工效率。

本发明提出的用于高温气冷堆安全壳密封支座的安装装置，包括立柱、水平梁、连接横梁、调节用螺杆螺母、支撑槽钢、竖向固定柱、水平固定梁和调节对中固定板；所述的立柱和连接横梁构成安装装置的支撑框架，立柱的下端固定在安全壳顶部的墙体结构中；所述的水平梁固定在支撑框架的顶部，水平梁为悬臂梁结构，所述的调节用螺杆螺母和支撑槽钢固定在悬臂梁的悬臂端；所述的竖向固定柱的下端固定在悬臂梁端的连接横梁上，所述的水平固定梁为悬臂梁，水平固定梁的一端固定在竖向固定柱的上端部，所述的调节对中固定板固定在水平固定梁的悬臂端，调节对中固定板的中心位置开有圆孔。

本发明提出的用于高温气冷堆安全壳密封支座的安装方法，包括以下步骤：

(1)在压力容器舱室和蒸发器舱室墙体结构施工至预定标高时布置一个如上所述的安装装置，具体过程如下：

将立柱布置于舱室墙体立筋内侧，立柱与埋设在墙体结构上的预埋件焊接固定，水平梁位于立柱顶部并悬挑至密封支座下部，支撑框架沿舱室墙体四周连续布置，每榀支撑框架的间距约1.2m，通过连接横梁将支撑框架连为一体；

立柱与埋设在下层舱室墙体混凝土结构上的预埋件焊接固定，各构件之间全部采用焊接连接，保证安装装置支撑框架整体的稳固；

在水平梁的悬臂端上安装调节用螺杆、螺母和支撑槽钢，对应于密封部件的调节用螺杆、螺母直接安装于水平梁的上翼缘；对应于承压部件的调节用螺杆、螺母需要先在水平梁上安装调整高度的支撑槽钢，再将调节螺杆、螺母安装于支撑槽钢的上翼缘；

在水平梁悬臂端一侧的连接横梁上安装竖向固定柱，在竖向固定柱的上端安装水平固定梁，安装时平面位置与预埋螺栓对应；

(2)密封支座分部件、分块制作：

将密封支座的的密封部件、承压部件、预埋螺栓、紧固螺栓四部件分别进行制作；压力容器舱室部位分为6段，沿圆周按600均分的每段长度约为5m；蒸发器舱室部位分为8段，每个角部单独分为1段，每边与角部相连的平直段分为1段；

(3)密封部件、承压部件就位和精调：

调整密封部件下部的调节用螺杆的标高与理论标高一致，然后将密封部件全部吊装就位于调节用螺杆上，就位后先调整密封部件的平面位置符合要求，再复测密封部件的标高以及水平度，若超出允许偏差，则通过下部的调节用螺杆进行调整，直至符合要求后，将密封部件与水平梁点焊固定，进行下一歩承压部件的安装；

在安装承压部件前，先将下部预埋螺栓放入预定的位置，从下往上引入承压部件的预留螺栓孔中，此时不进行调整固定；

密封部件、承压部件完成安装经检测合格后，通过附加钢板，使承压部件与水平梁焊接进行整体的固定工作；

(4)预留螺栓孔中心位置测量和调节对中固定板就位；

预埋螺栓为承压部件以下埋入混凝土结构的部分，紧固螺栓为承压部件以上的部分用于后续紧固舱室盖板，两部分螺栓通过精加工螺套螺纹连接，并穿过承压部件上的预留螺栓孔，承压部件安装完成后预留螺栓孔的中心位置，作为螺栓安装的基准坐标；

通过全站仪测量出承压部件上每一个预留螺栓孔中心坐标，同时将预留螺栓孔坐标的十字定位中心线测放到水平固定梁上，以中心坐标为圆心在水平固定梁上开设φ60的圆孔，在调节对中固定板上测放出十字中心线，采用机加工以十字中心为圆心开设φ38的圆孔，紧固螺栓尺寸为φ36；

(5)紧固螺栓安装、垂直度调整和固定；

将紧固螺栓从水平固定梁15上φ60的圆孔中穿入，使紧固螺栓与预埋螺栓连接为一体，调节对中固定板穿入紧固螺栓并放置在水平固定梁上，调整调节对中固定板，使十字中心线与水平固定梁上的十字中心线重合，使得紧固螺栓的顶部与下部的中心坐标一致，从而保证紧固螺栓的垂直度，调整合格后，将调节对中固定板与水平固定梁焊接在一起，将预埋螺栓与承压部件焊接在一起，完成预埋螺栓7、紧固螺栓8的最终固定；

(6)密封支座焊为一体：

安全壳密封支座安装完成，经检验合格，并与安装装置固定牢固后，进行墙体混凝土的浇筑和密封支座分块之间拼接焊缝的焊接，最终形成完整的安全壳密封支座。

本发明提出的用于高温气冷堆安全壳密封支座的安装装置和安装方法，其优点是：

本发明提出的安全壳密封支座的安装装置，充分的利用结构内部的空间，避开了内部的钢筋、屏蔽冷却水管、核测孔道等众多物项的影响，通过精调机构、螺栓对中固定机构对密封支座的安装、调整和固定，达到了安装的高精度要求，保证了密封支座的稳定牢固不受后混凝土浇筑的扰动；提出了密封支座分部件、分块安装和调整的方法解决了结构复杂、钢筋密集带来的难以安装就位的问题。本发明的安装装置和安装方法成功解决了高温气冷堆核电站安全壳密封支座的就位、安装精度调整和支座固定的难点，而且操作简单、方便可行，保证了完全壳密封支座安装质量和提高了安装工效，并可推广应用到其它工程领域的大型水平预埋部件的安装。

附图说明

图1是本发明涉及的安全壳顶部结构布置示意图。

图2是本发明提出的用于高温气冷堆安全壳密封支座的安装装置的结构示意图。

图3是本发明中高温气冷堆安全壳密封支座与安装装置的连接关系示意图。

图4是本发明安装装置中螺栓对中固定机构的放大图。

图5是本发明安装装置的平面布置图。

图1～图5中，1是密封支座，2是墙体结构，3是密封盖板，4是密封部件，5是承压部件，6是密封铆钉，7是预埋螺栓，8是紧固螺栓，9是立柱，10是水平梁，11是连接横梁，12是调节用螺杆、螺母，13是支撑槽钢，14是竖向固定柱，15是水平固定梁，16是调节对中固定板。

具体实施方式

本发明提出的用于高温气冷堆安全壳密封支座的安装装置，其结构如图2所示，包括立柱9、水平梁10、连接横梁11、调节用螺杆螺母12、支撑槽钢13、竖向固定柱14、水平固定梁15和调节对中固定板16。立柱9和连接横梁11构成安装装置的支撑框架，立柱9的下端固定在安全壳顶部的墙体结构2中。水平梁10固定在支撑框架的顶部，水平梁10为悬臂梁结构，调节用螺杆螺母12和支撑槽钢13固定在悬臂梁的悬臂端。竖向固定柱14的下端固定在悬臂梁端的连接横梁11上。水平固定梁15为悬臂梁，水平固定梁15的一端固定在竖向固定柱14的上端部，调节对中固定板16固定在水平固定梁15的悬臂端，调节对中固定板16的中心位置开有圆孔。

本发明提出的用于高温气冷堆安全壳密封支座的安装方法，包括以下步骤：

(1)在压力容器舱室和蒸发器舱室墙体结构施工至预定标高时布置一个如上所述的安装装置，具体过程如下：

如图2所示，将立柱9布置于舱室墙体立筋内侧，立柱9与埋设在墙体结构上的预埋件焊接固定，水平梁10位于立柱顶部并悬挑至密封支座下部，支撑框架沿舱室墙体四周连续布置，平面布置如图5所示，每榀支撑框架的间距约1.2m，通过连接横梁11将支撑框架连为一体；

立柱11与埋设在下层舱室墙体混凝土结构上的预埋件焊接固定，各构件之间全部采用焊接连接，保证安装装置支撑框架整体的稳固；

在水平梁10的悬臂端上安装调节用螺杆、螺母12和支撑槽钢13，对应于密封部件的调节用螺杆、螺母直接安装于水平梁的上翼缘；对应于承压部件的调节用螺杆、螺母需要先在水平梁上安装调整高度的支撑槽钢13，再将调节螺杆、螺母12安装于支撑槽钢13的上翼缘；

在水平梁悬臂端一侧的连接横梁11上安装竖向固定柱14，在竖向固定柱的上端安装水平固定梁15，安装时平面位置与预埋螺栓对应；

(2)密封支座分部件、分块制作：

鉴于整体安装就位困难，安装精度难以保证，将密封支座的1的密封部件4、承压部件5、预埋螺栓7、紧固螺栓8四部件分别进行制作；同时各部件根据平面布置的形状和特点分段进行加工。分段位置如图5所示，压力容器舱室部位分为6段(Y1-Y6)，沿圆周按600均分的每段长度约为5m；蒸发器舱室部位分为8段(Z1-Z8)，每个角部单独分为1段，每边与角部相连的平直段分为1段；

(3)密封部件、承压部件就位和精调：

如图3所示，调整密封部件4下部的调节用螺杆的标高与理论标高一致，然后将密封部件4全部吊装就位于调节用螺杆12上，就位后先调整密封部件4的平面位置符合要求，再复测密封部件4的标高以及水平度，若超出允许偏差，则通过下部的调节用螺杆12进行调整，直至符合要求后，将密封部件4与水平梁10点焊固定，进行下一歩承压部件的安装；

承压部件5的安装方法与密封部件4一致，在安装承压部件5前，先将下部预埋螺栓7放入预定的位置，从下往上引入承压部件5的预留螺栓孔中，此时不进行调整固定；

密封部件4、承压部件5完成安装经检测合格后，通过附加钢板，使承压部件5与水平梁10焊接进行整体的固定工作；

(4)预留螺栓孔中心位置测量和调节对中固定板就位；

如图3所示，预埋螺栓7为承压部件5以下埋入混凝土结构的部分，紧固螺栓8为承压部件以上的部分用于后续紧固舱室盖板，两部分螺栓通过精加工螺套螺纹连接，并穿过承压部件上的预留螺栓孔，承压部件5安装完成后预留螺栓孔的中心位置，作为螺栓安装的基准坐标；

如图4所示，通过全站仪测量出承压部件5上每一个预留螺栓孔中心坐标，同时将预留螺栓孔坐标的十字定位中心线测放到水平固定梁15上，以中心坐标为圆心在水平固定梁15上开设φ60的圆孔，在调节对中固定板16上测放出十字中心线，采用机加工以十字中心为圆心开设φ38的圆孔，紧固螺栓尺寸为φ36；

(5)紧固螺栓安装、垂直度调整和固定；

将紧固螺栓从水平固定梁15上φ60的圆孔中穿入，使紧固螺栓8与预埋螺栓7连接为一体，调节对中固定板16穿入紧固螺栓8并放置在水平固定梁15上，调整调节对中固定板16，使十字中心线与水平固定梁上的十字中心线重合，使得紧固螺栓8的顶部与下部的中心坐标一致，从而保证紧固螺栓的垂直度，调整合格后，将调节对中固定板16与水平固定梁15焊接在一起，将预埋螺栓与承压部件焊接在一起，完成预埋螺栓7、紧固螺栓8的最终固定；

(6)密封支座焊为一体：

安全壳密封支座安装完成，经检验合格，并与安装装置固定牢固后，进行墙体混凝土的浇筑和密封支座分块之间拼接焊缝的焊接，最终形成完整的安全壳密封支座。

本发明成功解决了高温气冷堆核电站安全壳密封支座的就位、安装精度调整和支座固定的难点，而且操作简单、方便可行，保证了完全壳密封支座安装质量和提高了安装工效，并可推广应用到其它工程领域大型水平预埋部件的安装。