浅析某核电站上充泵吊车改造方案

范坤良　马太义　徐成军

【摘 要】上充泵是化学和容积控制系统（RCV）的组成部分，在某核电站RCV系统调试期间，业主反馈上充泵房间吊车的设计不适合泵体解体检修使用，需对上充泵吊车进行改造。为满足上充泵检修期间的吊运工作，经协调各相关专业，将吊车吊梁改造成弧形吊梁，并配合吊车改造，修改相关干涉物项，得到业主认可，为核电站运行期间上充泵的检修提供了保障。

【关键词】上充泵；吊车改造；弧形吊梁

0 引言

上充泵是化学和容积控制系统（RCV）的组成部分，主要功能是给反应堆冷却剂系统提供上充水流，维持稳压器中正常液位；给反应堆冷却剂泵的一号轴封提供冷却水；LOCA事故时用作高压安全注入泵，防止堆芯裸露。RCV系统调试期间，业主来文反馈上充泵泵体的吊梁横向安装在泵体上方，泵体吊运时泵吸入口管道的位置限制了泵体的吊运，且吊钩极限位置距泵基础右边的检修通道中线还有一段距离，泵体不能落在检修通道，泵体吊车不适合泵体解体检修使用，提出需要对上充泵吊车进行改造。

1 上充泵房间环境介绍

1.1 房间布置情况介绍

上充泵安装在核辅助厂房（N厂房）0m层，每台机组3台上充泵，对称布置在N厂房中央通道两侧的NA217/218/219房间和NB227/228/229房间。两台机组的吊车改造方案基本相同。

不考虑每台机组连通各上充泵房间的2.2m宽公用通道，每个上充泵房间长7.1m，宽约4.366m，因泵基础的位置不同，泵基础右侧预留的检修通道也不相同，其中NA217房间的检修通道宽0.997m，NB227房间的检修通道宽1.827m，其余房间均宽1.397m。每个房间还安装有部分工艺、通风管道及电缆托盘，仪控箱等物项。工艺管道主要布置在靠近墙V2013/V2014及泵基础左边的非检修通道。通风管道包括DVN和DVH系统风管，DVN系统风管布置在V2057/V2105墙上，风管底标高3.85m，DVH系统风管分两列，一列沿V2008/V2009墙布置，风管底标高3.228m，另一列沿V2057、V2013/V2105、V2014墙布置，风管底标高2.7m。上充泵间电缆托盘较多，除V2008/V2009墙，另外3面墙上均布置有电缆次托盘，部分房间检修通道侧的墙面还安装有仪控箱。房间内的主要物项见图1：

1.2 上充泵吊车原设计方案介绍

上充泵的供货商为德国KSB，上充泵分为泵体、齿轮箱和电机3部分，外形图及各部分外形尺寸见图2。从图中可以看出，上充泵总长6.044m，轴系长2.438m，且轴系芯包只能从非驱动端抽出。

若仅考虑上充泵的维修，可以在上充泵房间现场抽取芯包，也可将上充泵泵体整体吊运至AC厂房解体抽芯。而上充泵所在房间长仅有7.1m，且需要布置部分工艺、通风管道及电缆托盘，房间长度不能满足现场抽芯条件（非驱动端位于V2013/V2014墙侧），上充泵吊车设计只能考虑将泵体整体吊运至AC厂房进行解体大修。

按原吊车设计方案，每个上充泵间设计有3台吊车，分别用于吊运上充泵电机、齿轮箱及泵体。齿轮箱和泵体的吊梁横向布置在吊运设备上方，吊车只能将齿轮箱与泵体从泵基础上吊运至泵基础右边的检修通道，需要再利用重载型手动液压搬运车将设备转运至公用通道。电机的吊梁沿电机轴线纵向布置，吊运电机时电机直接落在公用通道。在连通各上充泵房间的公用通道，设计有3个吊梁依次相连的吊车，用于将上充泵吊运至N厂房中央通道。

2 吊车改造方案设计

不考虑检修通道内的电缆次托盘和仪控箱，该设计主要存在以下两个问题：

1）泵体必须先落在检修通道，再用重载型手动液压搬运车转运至公用通道，泵体重近3.9吨，长2.438m，NA217房间检修通道最窄，只有0.997m，泵体在检修通道内运转困难。

2）吊梁边缘距V2008/V2009墙1.4m，考虑到吊钩极限尺寸0.174m，吊车理论上也只能运行至距V2008/V2009墙1.574m处，此时吊钩距泵基础只有0.63m，为了电机能落在公用通道，电机必须旋转90°，电机旋转时与V2057/V2105墙上的风管碰撞。

2.1 双轨手动吊车改造方案

应业主要求，最先考虑取消上充泵房间所有吊车，每个房间设计一台双轨手动吊车。为了吊车的工作范围能覆盖设备起吊位置及检修通道上的吊装路径，要求吊车工作范围宽2.2m左右。经与吊车厂家沟通，厂家提供两种吊车设计方案，两种方案的吊钩上极限标高均为2.7m，主要区别在双轨的跨度及纵向极限尺寸，一种方案吊车跨度1.8m，纵向极限尺寸0.78m；另外一种方案吊车跨度2.5m，纵向极限尺寸0.9m。考虑到上充泵房间空间有限，需为其它专业物项预留足够空间，选取跨度1.8m的吊车进行布置，吊车主要尺寸如图2所示。

根据吊车厂家提供的吊车主要尺寸，吊车布置存在两个主要问题：

1）双轨手动吊车吊钩上极限标高只有2.7m，而上充泵电机高1.805m，泵基础高0.64m，假设起吊时先将电机起吊0.1m，则吊钩上极限到电机垂直距离只有0.155m。电机厂家认为电机上部分为空空冷却器，吊绳作用在空空冷却器外壳上的载荷将超过其承受能力，不建议采用该种吊装方案，且空空冷却器的拆卸困难，将电机分为空空冷却器和剩余部分分别吊装也因此难以实现。

2）双轨手动吊车纵向极限尺寸0.78m，即使取消公用通道吊车，将吊运电机的吊梁延伸至风管附近距V2008/V2009墙1.2m处，吊钩运行至极限位置时距泵基础边缘仅0.224m，设备不能落在公用通道。要满足设备落在公用通道，吊钩必须运行至距V2008/V2009墙1.4m处，只能降低风管标高，将吊梁延伸至风管上方。而双轨吊车吊钩上极限标高2.7m，风管底部标高最低只能降到2.8m，此时风管与吊车的位置关系如图3所示：

这要求吊钩中心距通风管道外边缘0.45m时，吊车延伸至通风管道上面的部分不能高于0.4m，且这两个尺寸均包含通风管道边缘到吊车的0.1m的安全距离。通过设备专业与吊车厂家沟通，厂家认为不能提供满足该条件的吊车。

从厂家提供的主要尺寸可以看出，双轨手动吊车占用空间较大，且吊车布置范围内不能有任何其它专业物项，由此引起的相关专业的修改量较多，综合考虑各专业的修改量及修改引起的费用问题，改造方案不选用双轨手动吊车方案。

2.2 单轨手动吊车改造方案

在早期与德国KSB厂家沟通上充泵吊装方案时，厂家建议的吊装方案是沿泵体与电机轴线方案设计一根足够长的吊梁，但要求吊车的起吊高度足够高，以满足吊运泵体与齿轮箱时能越过电机顶部。上充泵房间4.4m的层高不能满足该吊装方案，此外，为了展平核电站大修期间的工作量以及限制维修人员一次性受辐照剂量，泵体、齿轮箱和电机的维修必须分别安排在不同的电站大修期间，不能在一次大修期间依次吊运电机、齿轮箱及泵体维修。

因此，泵体的吊运方案只能先将泵体横向吊运至检修通道，再利用检修通道吊运至上充泵间的公用通道。这要求吊车必须能实现横向与纵向移动，空间的限制决定不能使用双轨手动吊车，只能在吊梁中间设计一段弧形吊梁来实现泵体横向移动到纵向移动的过渡。经与设备专业沟通确认，同意在吊梁中间设计一段弧形吊梁，但要求5吨起重量的吊梁最小转弯半径为1.4m。

改造后的吊车方案如图4所示。通过在吊梁中间设计一段弧形吊梁，实现了泵体的横向移动和纵向移动，泵体可以通过吊车直接吊运至公用通道，不再需要用重载型手动液压搬运车在狭长的检修通道转运泵体。取消公用通道的吊车，将每个上充泵房间的纵向吊梁延伸至风管附近，满足电机直接落在公用通道的要求。考虑到设备吊运至极限位置后，均需要旋转90°才能直接落在公用通道，而NA217/NB227房间电机旋转时与V2057/V2103墙上的通风管道干涉，泵体旋转时与相应电机干涉，因此这两个房间的电机和泵体吊梁均设计了一段弧形吊梁（图5）。

弧形吊梁的设计有效的避免了设备吊运时与其它物项的干涉，将吊车改造引起的相关专业修改减少到最小。同时克服了原吊车方案存在的两个主要问题，满足业主关于上充泵检修吊运时，维修人员受辐照剂量合理、可能、尽量低的要求。

3 结论

上充泵房间物项繁多，且对上充泵吊车进行改造时，大部分物项已安装完成，吊车改造方案满足上充泵维修期间的吊装要求同时，应尽可能减少对已安装物项的修改。弧形吊梁的设计，占用最小空间的同时，实现设备吊运时的横向和纵向移动要求，且有效的避免了设备吊运时与其它物项的干涉。克服了原吊车方案存在的两个主要问题，满足业主关于上充泵检修吊运时，维修人员受辐照剂量合理、可能、尽量低的要求。

【参考文献】

[1]化学和容积控制系统说明书[Z].

[责任编辑：王楠]