高温气冷堆核电站乏燃料贮存库竖井热屏筒安装装置的制作方法

本实用新型涉及一种高温气冷堆核电站乏燃料贮存库竖井热屏筒安装装置，属于机械安装产品结构的技术领域，具体说属于主要用于核电工程建造中的机械安装产品结构的技术领域。

背景技术：

高温气冷堆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，具有固有安全特性，应用领域广泛，商业化前景非常广阔，高温气冷堆核电站示范工程作为十六个国家科技重大专项之一计划于2017年前后建成。高温气冷堆核电站乏燃料竖井内设备所组成的热屏筒是乏燃料贮存系统的重要通风设施，安装施工的难点集中，存在极大的质量和安全风险。研究如何缩短竖井内设备的安装难度并降低各类风险，对于提高高温气冷堆核电站的工程建造水平与市场竞争力具有重要意义。

高温气冷堆乏燃料贮存系统之乏燃料贮存在56个深度30m的钢筋混凝土竖井，井内没有任何可供人员进出、物料运输和通风换气的通道。竖井内空间狭小、落差极大、不便攀爬，其特殊的舱室结构极大的增加了竖井内设备安装的难度和风险。采用搭设手脚架、临时施工平台等传统施工方法，对时间、人力和物力消耗极大，且存在较大的安全隐患。

乏燃料竖井内设备所组成的热屏筒(简称“热屏”)是乏燃料厂房竖井内由共8类，19种型号，共计218个部件所组成的功能性设备，其结构为直径1.9m左右的筒装的组合式风管，风管高度自+10.200m～‐15.500m，几乎占满整个竖井，如图1所示，乏燃料竖井由+14.5m乏燃料竖井井口101、+10.2m过孔102、+6.4m～‐15.5m方形竖井103组成，其中设备包括用于辅助乏燃料储罐落位的四组导轨104、用于隔离井内冷热空气的热屏105以及位于竖井最底部用于承载井内所有设备的热屏底座106组成。其作用是在全寿期内作为乏燃料球贮罐的运输通道；同时作为隔离竖井内循环的冷热空气的功能性结构(使冷空气从热屏筒内部流入，为乏燃料球贮罐降温，降温后的热空气从热屏筒外部留出)。若其安装不能满足设计要求，则可能引起乏燃料球贮罐无法落位，严重时直接导致所在竖井报废。

按照热屏的现有结构特点，传统的施工方法需要反复多次的向井下运送人员、物料，并在井内搭设约30m高的手脚架施工平台，其主要步骤如下：

(1)将位于竖井底部的设备和施工人员、工机具运输到位，运输过程中为保证人员安全，需先使用吊车将设备吊装至竖井底部再使用可载人设备将人员运送到位；

(2)井底设备安装完成后，开始由下向上逐层安装热屏，在此过程中在热屏筒状结构内部搭设可满足施工要求的手脚架施工平台，并随施工需要逐层升高；

(3)最后，在设备整体安装、调整完后并检测合格后，逐层拆除热屏内的手脚架。

按照传统的施工方法搭设手脚架时，由于热屏的结构影响，搭设的手脚架不能为满堂架，对平台稳定性、安全性有极大影响，并且在时间、人力和物力上造成极大的浪费。

技术实现要素：

本实用新型为克服现有技术的不足之处，提供了一种高温气冷堆核电站乏燃料贮存库竖井热屏筒安装装置，即通过特种吊篮辅助方法，减小设备在井下组对时的施工难度，以实现竖井内的设备半自动化安装，解决了传统施工方法的施工困难、降低了施工安全风险，更为重要的是大为缩短了施工工期并保证施工的工程质量的目的。

为达到所述的目的本实用新型的技术方案是：

一种高温气冷堆核电站乏燃料贮存库竖井热屏筒安装装置，包括设置在至少一个竖井口的特种吊篮；该特种吊篮整体为框架式的刚性结构；该特种吊篮进一步包括一移动挂架和设置在该移动挂架内的一升降平台；该移动挂架的底部安装有复数个轨道轮；该特种吊篮可通过安装在各竖井口表面的整体移动轨道在不同的竖井之间水平移动。

该移动挂架为矩形立方体式的框架形结构；顶部固定有钢丝绳或牵引绳与该升降平台机械连接。

该升降平台为圆桶状柱形框架式结构，直立双层设置；该升降平台的顶部连接有圆环状的热屏悬挂支架和分别与钢丝绳连接的马达；该升降平台的顶部与该热屏悬挂支架之间固定设置有呈交叉状的顶部支撑架，该顶部支撑架端头分别固定连接有顶部支撑导轮；该升降平台的底部固定设置有呈交叉状的底部支撑架，该底部支撑架端头分别固定连接有底部支撑导轮。

该直立双层设置为由双层作业平台组成的上下设置的结构。

该双层作业平台周边设置有刚性的安全网结构。

该顶部支撑导轮为4个，依次分别成0°、90°、180°和270°的位置设置。

该底部支撑导轮为4个，依次分别成0°、90°、180°和270°的位置设置。

该顶部支撑导轮分别与该竖井内壁成滚动顶抵状态。

该底部支撑导轮分别与该竖井内壁成滚动顶抵状态。

该热屏悬挂支架沿环状圆周分别设置有至少一对凸起部。

本实用新型的特点及有益效果：

本实用新型将竖井内设备安装施工由传统建造方法改变为半自动化辅助安装方法。在特种吊篮的辅助下，不但有效避免了设备安装过程中繁琐的反复调整、落位，降低了施工难度，满足了安装要求，而且有效的减小了安全风险，还避免了搭设手脚架、临时施工平台等传统方法对时间、人力和物力的浪费，节约了施工成本。

本实用新型该特种吊篮针对竖井内特殊的环境设计了具备针对性的功能，能够有效保护施工人员安全，减小施工人员攀爬、施工时高处坠落、物体打击的安全风险。本实用新型对提高我国核电工程的建造水平与高温气冷堆核电的经济性，推动高温气冷堆重大科技专项的实施与商业化推广具有重要意义。

附图说明

图1为乏燃料竖井墙体及设备结构示意图；

图2为本实用新型特种吊篮应用于竖井的整体结构示意图；

图3为本实用新型特种吊篮整体结构示意图；

图4为图3中特种吊篮内升降平台的结构示意图；

图5为本实用新型特种吊篮运行示意图；

图6a为本实用新型在井下组装施工1的示意图；

图6b为本实用新型在井下组装施工2的示意图；

图6c为本实用新型在井下组装施工3的示意图。

图中标号说明

101.+14.5m乏燃料竖井井口

102.+10.2m过孔

103.+6.4m～‐15.5m竖井

104.导轨

105.热屏

106.热屏底座

1.移动挂架

2.升降平台

3.整体移动轨道

4.轨道轮

5.热屏悬挂支架

6.顶部支撑导轮

7.双层作业平台

8.底部支撑导轮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构详细说明如下，以利全面的了解本实用新型技术方案的全部内容。

如图2，图3，图4和图5所示，一种高温气冷堆核电站乏燃料贮存库竖井热屏筒安装装置，包括设置在至少一个竖井口的特种吊篮；由于高温气冷堆乏燃料贮存系统之乏燃料贮存在56个深度30m的钢筋混凝土竖井内，该特种吊篮可以按顺序或按需要通过安装在各竖井口表面的整体移动轨道3设置在任何一个竖井口；该特种吊篮整体为框架式的刚性结构；直立状设置；该特种吊篮进一步包括一移动挂架1和设置在该移动挂架1内的一升降平台2；该移动挂架1的底部安装有复数个轨道轮4(例如安装4个轨道轮4)；该特种吊篮可通过安装在各竖井口表面的整体移动轨道3在不同的竖井之间水平移动。如图2。

该移动挂架1为矩形立方体式的框架形结构；顶部固定有钢丝绳或牵引绳与该升降平台2机械连接。

如图3和图4所示，该升降平台2为圆桶状柱形框架式结构，直立双层设置(例如上下层设置)；该升降平台2的顶部连接有圆环状的热屏悬挂支架5和分别与钢丝绳连接的马达(该马达或电动机或电葫芦固定在该升降平台2的顶部)；该升降平台2的顶部与该热屏悬挂支架5之间固定设置有呈交叉状或十字交叉状的顶部支撑架，该顶部支撑架端头(一般为至少4个端头)分别固定连接有顶部支撑导轮6；该升降平台2的底部固定设置有呈交叉状或十字交叉状的底部支撑架，该底部支撑架端头(一般为至少4个端头)分别固定连接有底部支撑导轮8。

该直立双层设置为由双层作业平台7组成的上下设置的结构。该双层作业平台7周边设置有刚性的安全网结构。

该顶部支撑导轮6为4个，依次分别成0°、90°、180°和270°的位置设置。

该底部支撑导轮8为4个，依次分别成0°、90°、180°和270°的位置设置。

该顶部支撑导轮6分别与该竖井内壁成滚动顶抵状态。

该底部支撑导轮8分别与该竖井内壁成滚动顶抵状态。

该热屏悬挂支架5沿环状圆周分别设置有至少一对凸起部。该一对凸起部用于悬挂该热屏105；

该特种吊篮的设计和施工分成两部分，具体包括以下步骤：

1)特种吊篮的设计

(1‐1)升降平台2的结构：

升降平台2为圆柱形，最大直径不大于乏燃料竖井井口；

平台整体结构分为上下两层，在增强其整体结构强度的同时，充分利用了平台内的空间，可满足施工人员在上下两层平台同时进行施工，提供了更多的操作空间，缩短了施工时间；

平台顶部和底部的0°、90°、180°、270°位置分别设置支撑导轮(顶部支撑导轮6和底部支撑导轮8)，支撑导轮为可伸缩结构，在不影响平台升降的前提下保证施工的稳定性；

(1‐2)移动挂架1的结构：

移动挂架1整体为方钢拼接成的框架结构，用以承载升降平台，为其提供一个安全、稳定的吊点；

挂架的底部设有导轨(即整体移动轨道3)和滚轮(即轨道轮4)，可使特种吊篮整体随轨道移动，使其具备了在不同竖井间快速移动的能力，使吊篮运用更便捷的同时也使施工进程可以更加灵活。

(1‐3)热屏悬挂支架5：

升降平台2顶部设置有热屏专用的悬挂支架(即热屏悬挂支架5)，使平台除承载施工人员外，还可挂载需安装的设备，使人员和设备可同时进出竖井。同时避免了在竖井内狭窄且悬空的环境下对设备进行吊装、调整和落位，也避免的相应施工所产生的安全隐患。

2)特种吊篮的使用：

如图5，由于竖井呈一个“小口大肚”的瓶装结构，所以热屏的组对全部需要在井口以下进行。而特种吊篮的作用就是在井下狭窄且悬空的环境下，帮助热屏快速准确的进行组对安装，具体施工工序如下：

(2‐1)“热屏”引入+10.200m层楼板上；

(2‐2)将“热屏”临时悬挂在+10.200m层楼板孔洞四周；

(2‐3)升降平台下降至+10.200m楼板处；

(2‐4)使用热屏悬挂支架将热屏悬挂在升降平台上；

(2‐5)松开热屏的临时悬挂，热屏随升降平台一同下降；

(2‐6)升降平台下降至热屏安装位置，开始对热屏进行安装；

(2‐7)安装结束后拆除热屏悬挂支架与热屏的连接，升起平台。

以上施工步骤(2‐2)对应图6a；(2‐3)(2‐4)对应图6b；(2‐5)对应图6c。

乏燃料贮存竖井内设备半自动化安装已在高温气冷堆核电示范工程中得以实施并成功应用，该项技术使得竖井内设备安装的施工难度降低、施工作业环境改善、安全风险大为降低和工期缩短明显。该发明对提高我国核电工程的建造水平与高温气冷堆核电的经济性，以及推动高温气冷堆重大科技专项的实施与商业化推广具有重要意义。