核电站核岛钢制安全壳顶封头的专用吊具及吊装方法

专利名称：核电站核岛钢制安全壳顶封头的专用吊具及吊装方法
技术领域：
本发明涉及一种核电站核岛钢制安全壳的专用吊具及吊装方法，尤其涉及一种核岛安全壳顶封头的专用吊具及吊装方法，安全壳属于第三代核电站反应堆厂房的内层安全屏蔽结构。
背景技术：
核电站钢制安全壳(CV)顶封头米用美国西屋公司AP1000核电技术建设，作为AP1000核电站反应堆厂房的内层屏蔽结构组件之一和整个非能动安全壳冷却系统(PCS)的组成部分，它是AP1000核电工程建造施工过程中的核心设备。核电站钢制安全壳(CV)顶封头形状近似半椭球状，内径39. 624米，内高11. 468米，壁厚41. 3毫米，其由64块球壳钢板拼焊成四层环板组成，从下往上依次为32块2T板、·24块3T板、6块4T板和2块5T板，其中单板最大尺寸为3. 9m宽X 9. 6m长，钢板材质特殊，采用美标核电专用钢板SA738-Gr. B。上述结构特点使得顶封头整体结构柔性较大，稳定性较差，总重重(约650吨)，因而与以往的压水堆核电站相比，其吊装过程更加困难。顶封头吊装高度77米，吊耳位置横向距顶封头中心17. 6米，纵向距顶封头下水平面5. 693米，在吊装过程中如果受力不均衡或吊装设计不合理极易发生变形。顶封头吊装后出现局部或整体变形都将对整个安全壳的安装产生重大影响，整体吊装过程中为了保证顶封头安全就位和变形最小，对吊装设备、吊装吊索具、吊装参数及吊装工艺等都有很高的要求；对吊装方法和吊装工具等必须进行详细科学的分析和研究；在此基础上进行顶封头专用吊具系统的设计和制造。

发明内容
本发明的目的之一是提供一种核电站核岛钢制安全壳顶封头的专用吊具。本发明的目的之二是提供一种使用上述专用吊装的吊装方法，在利用本发明的专用吊具过程中，使顶封头的变形最小。本发明的目的之一是这样实现的，一种核电站核岛钢制安全壳顶封头的专用吊具，其特征是由过渡梁、分配器、三角连接器、索具、拉板及可调拉杆构成，且从上到下，依次相连。所述过渡梁由吊耳板、加强筋、上盖板、下盖板、第一长连接板、短连接板和第二短连接板七种部件构成；其中，两块第一长连接板与两块第二长连接板两两并行，形成十字形交叉形结构；八块短连接板两两并行，固定焊接在十字交叉处的四侧，形成米字形结构；所述上盖板与下盖板焊接在米字形结构的上下两侧；四块吊耳板两两组合，固定焊接在上盖板的上侧面，构成两个吊耳，每个吊耳的两端焊有加强筋，且吊耳板上还设有与起重吊车连接的孔；所述米字形结构的八个端部设有用于与分配器连接的孔。所述过渡梁的连接孔分别与8个分配器之间通过连接轴相连，所述分配器与三角连接器之间通过一连接轴相连，所述三角连接器通过[lhxl]与两根索具相连。
所述分配器由两个上耳片和两个下耳片两两焊接而成，且其上耳片的上端与下耳片的下端各设有连接用的耳板孔。三角连接器由2片三角板组成；每片三角板上设有圆形耳板，其上设有耳板孔。所述耳板孔采用整体镗孔方法制成。所述索具与可调拉杆之间通过两片拉板相连，每块拉板的两端设有2个圆形耳板。本发明的目的之二是这样实现的，一种核电站核岛钢制安全壳顶封头的吊装方法，其特征是所述顶封头的吊装过程，包括如下步骤 (1)将8个分配器分别与过渡梁相连；
(2)分别再将8个三角连接器与其上位的分配器连接；
(3)16根索具的上端，两两组对，分别与其上位的8个三角连接器连接；
(4)最后，将起重机与过渡梁相连，并将过渡梁、分配器、三角连接器、索具吊至顶封头的正上方；
(5)分别调节个可调拉杆，使其至一定长度；
(6)将每根可调拉杆分别连接在吊耳上；
(7)使用吊机将16个吊点的浇铸索具分开，通过麻绳引导和履带式起重机缓慢地落钩配合，使索具通过拉板与可调拉杆连接；
(8)在每个可调拉杆上，预先粘贴两个应变片，检测16个可调拉杆的受力是否均衡，当每个可调拉杆的受力均衡后，进行试吊装；
(9)试吊过程中，利用全站仪检测顶封头下口的水平度；
(10)分别调节16个可调拉杆，使每个可调拉杆的受力均匀，之后开始正式吊装；
(11)首先，起吊，并且将顶封头8的最底部吊离支架，约100mm;其次，悬空静止10分钟；再次，目视检查本所述专用吊具、顶封头吊耳的变形和吊机站位区域的地基沉降情况；
(12)吊机缓慢起钩，速度保持在一定范围内，待顶封头底部吊离组装支架顶部一定距离，停止起钩，保持悬空；
(13)吊机主臂逆时针旋转，回转速度保持在一定范围内，当顶封头中心和就位中心对准后,停止旋转；
(14 )吊机缓慢起钩、变幅动作，将顶封头吊装就位。
本发明的优点是在钢制安全壳的安装过程中，采用本发明的顶封头专用吊具及吊装工艺，并应用3D建模技术、有限元建模受力分析技术、全站仪测控技术、应变测力系统监控技术、吊索具多角度连接等技术，能对顶封头在吊装过程中的受力和变形情况进行数据性分析，达到满足顶封头的吊装要求，能有效防止顶封头的变形，缩短工期。


图I是本发明的专用吊具及吊装方法的示意图2是本发明的吊具索具过渡梁的立体图3是本发明的吊具索具过渡梁的仰视图4是本发明的分配器的立体图5是本发明的三角连接器的立体图；图6是本发明的拉板的正视图7是本发明的拉板的侧视图
图8是本发明的可调拉杆示意图。
具体实施例方式现结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。本发明的专用吊具，从上到下依次由过渡梁10、分配器20、三角连接器30、索具40、拉板50及可调拉杆60六部分连接构成，参见图I。所述过渡梁10用于吊具与索具的过 度联接，并通过其和分配器20的配合，实现重量的均匀分配，本发明均采用Q345B钢材。所述过渡梁10由七种22块钢板焊接而成，SP :四块吊耳板11、四块加强筋12、一块上盖板13、一块下盖板14、二块第一长连接板15、八块短连接板16和二块第二 [lhx2]连接板17。其中，两块第一长连接板15与两块第二长连接板17两两并行，形成十字形交叉形结构；八块短连接板16两两并行，固定焊接在十字交叉处的四侧，形成米字形结构；所述上盖板13与下盖板14焊接在米字形结构的上下两侧。四块吊耳板11两两组合，固定焊接在上盖板13的上侧面，构成两个吊耳，每个吊耳的两端焊有加强筋12，且吊耳板上还设有与起重吊车连接的孔。所述米字形结构的八个端部设有用于与分配器20连接的孔。吊具吊索过渡梁10的总重约10吨。所述过渡梁10与分配器20之间通过一连接轴相连，分配器20与三角连接器30之间通过一连接轴相连，三角连接器30与索具40之间通过二连接轴相连。因此，通过上述三角连接器30，能将承载于过渡梁10上同一个分配器20上的重力，分配给两个索具40。所述分配器20由两个上耳片21和两个下耳片22两两焊接而成，本实施例中，共有8个分配器20。所述三角连接器30由2片三角板31、6片圆形耳板32和2片分隔板33构成，所述三角板31的每个角上设有圆孔,每个圆孔的两侧各设两个圆形耳板32，两块三角板31之间设有分隔板33。其中，上角通过销轴与分配器联接；两个下角分别通过销轴与两个索具40的上端连接。所述耳板孔采用整体镗孔技术制成。所述索具40的下端与可调拉杆60之间，通过两片拉板50和销轴活动相连。所述拉板50的销轴孔上还设有圆形耳板51，用于增加强度。所述拉板共32块，16对，与16根索具40配合使用，所述索具40采用浇铸的方法制成。所述可调拉杆60由一杆体61、两连接头62和调节杆63构成，所述杆体61的两端分别与连接头62螺纹连接，连接头上设有销轴孔612。其中部还固定安装一根调节杆；所述杆体61的两端螺纹611是方向的。所述顶封头8上表面,均匀对称地设置16对吊耳80，每个吊耳80与可调拉杆60的下端连接。所述可调拉杆60与水平面角度成68. 5°，可调拉杆60上设有应变片(图中未示)，可用于检测可调拉杆60的受力是否均匀，并据此作出调整，直至每个浇铸索具40的承载力均匀为止。吊装前的准备
首先，顶封头在安全壳的拼装场地进行拼装；然后，由大型液压平板车运至核岛指定位置，第三，通过LTL2600B型履带式起重机吊装就位。
吊装过程包括如下步骤
(1)将8个分配器20分别与过渡梁10相连；
(2)分别再将8个三角连接器30与其上位的分配器20连接；(3)16根索具40的上端，两两组对，分别与其上位的8个三角连接器30连接；
(4)最后，将起重机与过渡梁10相连，并将过渡梁10、分配器20、三角连接器30、索具40吊至顶封头8的正上方；
(5)分别调节16个可调拉杆60，使其至一定长度；
(6)将每根可调拉杆60分别连接在吊耳80上；
(7)使用吊机将16个吊点的浇铸索具40分开，通过麻绳引导和履带式起重机缓慢地落钩配合，使索具40通过拉板50与可调拉杆60连接；
(8)在每个可调拉杆上，预先粘贴两个应变片，检测16个可调拉杆60的受力是否均衡，当每个可调拉杆60的受力均衡后，进行试吊装；
(9 )试吊过程中，利用全站仪检测顶封头下口的水平度；
(10)分别调节16个可调拉杆60，使每个可调拉杆60的受力均匀，之后开始正式吊装；
(11)首先，起吊，并且将顶封头8的最底部吊离支架，约100mm;其次，悬空静止10分钟；再次，目视检查本所述专用吊具、顶封头吊耳的变形和吊机站位区域的地基沉降情况；
(12)吊机缓慢起钩，速度保持在一定范围内，待顶封头底部吊离组装支架顶部一定距离，停止起钩，保持悬空；
(13)吊机主臂逆时针旋转，回转速度保持在一定范围内，当顶封头中心和就位中心对准后,停止旋转；
(14 )吊机缓慢起钩、变幅动作，将顶封头吊装就位。以确保顶封头在吊装过程中产生的变形降到最小。
权利要求
1.一种核电站核岛钢制安全壳顶封头的专用吊具，其特征是由过渡梁(10)、分配器 20)、三角连接器(30)、索具(40)、拉板(50)及可调拉杆(60)构成，且从上到下，依次相连。
2.如权利要求I所述的核电站核岛钢制安全壳顶封头的专用吊具，其特征是所述过渡梁(10)由吊耳板(11)、加强筋(12)、上盖板(13)、下盖板(14)、第一长连接板(15)、短连接板(16)和第二长连接板(17)七种部件构成；其中,两块第一长连接板(15)与两块第二长连接板(17)两两并行，形成十字形交叉形结构；八块短连接板(16)两两并行，固定焊接在十字交叉处的四侧，形成米字形结构；所述上盖板(13)与下盖板(14)焊接在米字形结构的上下两侧；四块吊耳板(11)两两组合，固定焊接在上盖板(13)的上侧面，构成两个吊耳，每个吊耳的两端焊有加强筋(12)，且吊耳板上还设有与起重吊车连接的孔；所述米字形结构的八个端部设有用于与分配器(20)连接的孔。
3.如权利要求I或2所述的核电站核岛钢制安全壳顶封头的专用吊具，其特征是所述过渡梁(10)的连接孔分别与8个分配器(20)之间通过连接轴相连，所述分配器(20)与三角连接器(30)之间通过一连接轴相连，所述三角连接器(30)通过两连接轴与两根索具(40)相连。
4.如权利要求I或3所述的核电站核岛钢制安全壳顶封头的专用吊具，其特征是所述分配器(20)由两个上耳片(21)和两个下耳片(22)两两焊接而成，且其上耳片的上端与下耳片的下端各设有连接用的耳板孔。
5.如权利要求I或3所述的核电站核岛钢制安全壳顶封头的专用吊具，其特征是三角连接器由2片三角板组成；每片三角板上设有圆形耳板，其上设有耳板孔。
6.如权利要求5所述的核电站核岛钢制安全壳顶封头的专用吊具，其特征是所述耳板孔采用整体镗孔方法制成。
7.如权利要求I所述的核电站核岛钢制安全壳顶封头的专用吊具，其特征是索具(40)与可调拉杆(60)之间通过两片拉板相连，每块拉板的两端设有2个圆形耳板。
8.如权利要求I所述的核电站核岛钢制安全壳顶封头的专用吊具，其特征是所述可调拉杆(60)由一杆体(61)、两连接头(62)和调节杆(63)构成，所述杆体(61)的两端分别与连接头(62)螺纹连接，连接头上设有销轴孔(612);其中部还固定安装一根调节杆。
9.如权利要求8所述的核电站核岛钢制安全壳顶封头的专用吊具，其特征是所述杆体(61)的两端螺纹(611)是方向的。
10.一种核电站核岛钢制安全壳顶封头的吊装方法，其特征在于吊装过程包括如下步骤(1)将8个分配器(20)与过分别与过渡梁(10 )相连；(2)分别再将8个三角连接器(30)与其上位的分配器(20)连接；(3)16根索具(40)的上端，两两组对，分别与其上位的8个三角连接器(30)连接；(4)最后，将起重机与过渡梁(10)相连，并将过渡梁(10)、分配器(20)、三角连接器(30)、索具(40)吊至顶封头(8)的正上方；(5)分别调节(16)个可调拉杆(60)，使其至一定长度；(6)将每根可调拉杆(60)分别连接在吊耳(80)上；(7)使用吊机将16个吊点的浇铸索具(40)分开，通过麻绳引导和履带式起重机缓慢地落钩配合，使索具(40)通过拉板(50)与可调拉杆(60)连接；(8)在每个可调拉杆上，预先粘贴两个应变片，检测16个可调拉杆￠0)的受力是否均衡，当每个可调拉杆￠0)的受力均衡后，进行试吊装；(9)试吊过程中，利用全站仪检测顶封头下口的水平度；(10)分别调节 16个可调拉杆(60)，使每个可调拉杆￠0)的受力均匀，之后开始正式吊装;(11)首先，起吊，并且将顶封头8的最底部吊离支架，约IOOmm;其次，悬空静止10分钟；再次，目视检查本所述专用吊具、顶封头吊耳的变形和吊机站位区域的地基沉降情况；(12)吊机缓慢起钩，速度保持在一定范围内，待顶封头底部吊离组装支架顶部一定距离，停止起钩，保持悬空；(13)吊机主臂逆时针旋转，回转速度保持在一定范围内，当顶封头中心和就位中心对准后,停止旋转；(14 )吊机缓慢起钩、变幅动作，将顶封头吊装就位。
全文摘要
本发明涉及一种核电站核岛钢制安全壳顶封头的专用吊具及吊装方法，该安全壳属于第三代核电站反应堆厂房的内层屏蔽结构。本发明的专用吊具包括从上到下依次相连的吊具索具过渡梁、分配器、三角连接器、浇铸索具、拉板及可调拉杆。本发明的吊装方法，采用专用吊具作为起重机与顶封头之间的连接；所述的专用吊具包括与顶封头的主吊耳相连的可调拉杆、吊具索具过渡梁和浇铸索具；吊装前连接专用吊具的各个组件；吊装过程中，通过该可调拉杆的调节使顶封头的主吊耳的受力均衡并且顶封头的下口水平度在允许偏差范围内；本发明的专用吊具和吊装方法可保证顶封头在吊装过程中产生的变形降到最小，满足核电站大型组件及设备吊装的要求。
文档编号B66C1/12GK102659019SQ20121017799
公开日2012年9月12日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者周兴, 杨久贺, 王伟, 王卫忠, 赖日旺, 陈华桥, 陈清军 申请人:中国核工业第五建设有限公司