核电Q601模块管阀安装和调试维护操作平台设计

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。