核电Q601模块管阀安装和调试维护操作平台设计

2018-05-25 01:00HUAIHaojuLIUJianwei
建筑机械化 2018年1期
关键词:阀门螺栓管线

HUAI Hao-ju,LIU Jian-wei

(山东核电设备制造有限公司,山东 海阳 265118)

1 背景介绍

Q601模块是AP1000核电RCS Stages1/2/3 ADS Module(RCS自动降压系统1/2/3级管阀模块),位于反应堆厂房内稳压器的上方,是一回路系统功能段中管阀的主要承载体,包含电动阀、爆破阀、安全阀等14个核安全1级阀门设备,还包含管径16″~4″共计51m长管线,主要分布在两层桁架上方及中间位置,由于空间狭小、高度集成化,造成管线装配难度极高。

为保证管道装配接口坐标满足设计图纸要求,确保管口对接焊缝质量,采取在Q601模块竖立状态下进行管线装配。Q601模块车间管线装配完成状态及上下层框架高度尺寸如图1所示。

2 方案设计

2.1 设计思路

根据Q601模块结构特点和外形尺寸,紧贴模块上下层框架设置辅助平台,作业人员先从地面到达辅助平台,再从平台进入上下两层框架上进行管线装配作业。平台设计足够结实可靠,除满足承载多个作业人员、焊接设备、捆绑固定工具外,更需满足最重阀门设备、预制管段的重量,阀门设备、预制管段根据管线装配需要可暂时存放在平台上。Q601模块俯视图如图2所示,在模块四周设置长平台和短平台。上下平台之间立柱通过螺栓进行连接固定,下部平台可单独使用,当下层框架上的阀门、管段就位后,再将上平台固定在下平台之上。上下平台设置2副钢梯,作业人员既可直接从地面到达模块下部框架,又可直达模块上部框架,实现上下层框架间管线分别施工,提高模块整体装配作业效率。

图1 Q601模块管线装配完工和高度尺寸图

2.2 下部和上部平台设计

根据以上设计构思,利用Tekla软件建立平台三维模型,长、短平台由工字钢和角钢焊接而成,平台上部铺设花纹钢板或跳板。上部平台坐落在下部平台上,在上下平台同时使用时为最大受力工况。上下平台三维建模模型如图3所示。

图2 Q601模块俯视图及平台布置平面图

图3 上部、下部平台设计三维模型

与下部平台一样,为避免计算重复,仅对1套长平台最大受力工况进行计算,若长平台满足要求,短平台可自动满足。利用SAP2000软件,对上部操作平台进行强度、刚度进行分析。

经以上软件计算和详细分析可知,在上下平台同时工作的最大受力工况下,平台最大变形量为3.8mm,满足GB 50017-2003《钢结构设计规范》附录对变形的要求。由弯矩图可计算出长平台最大应力为164.9MPa,低于材料屈服极限235MPa。因此,上下长平台的设计满足标准要求。

2.4 钢梯和护栏组件设计

平台钢梯和防护栏主要根据GB 4053.2-2009《固定式钢梯及平台安全要求》第3部分:工业防护栏杆及钢平台进行设计,钢梯底部设置与地面锚固支腿,钢梯下部、中部、上部均与平台利用螺栓连接,既确保与地面牢固固定,又保证与平台间保持稳固,还便于拆卸。

根据需要可以在平台框架侧向进行位置变换,钢梯1.5m以上设置护笼,防止人员跌落。防护栏和平台钢梯一样与平台框架之间利用螺栓连接,拆装方便。

3 应用情况

本套辅助操作平台利用Tekla软件建立的三维模型如图4所示,实际制造完成后状态如图5所示,平台设计状态基本与实际使用状态吻合。实践证明,本套平台设计合理、使用方便、安全可靠,达到了预期目的。

图4 操作平台三维模型(未包含钢梯组件)

图5 平台实际使用状态

4 结 语

Q601模块管阀安装和调试维护操作平台第1层和第2层之间每根立柱主要通过螺栓进行连接固定,栓接节点较少,便于使用完毕更容易解体,为模块本体腾让吊运空间,与搭接脚手架的方法相比,仅拆除长短平台间固定螺栓即可相互分离,更易于拆装,整体吊离本体高效安全。钢平台可重复使用,栓接螺栓解体后,各个部件存放时占用空间较小,转移运输方便,依托项目4个机组使用完毕,可保存至后续核电项目Q601模块管阀安装时使用,也可扩展到类似模块管阀安装调试维护时使用。

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