AP1000核电机组堆内构件吊具设计改进

蔡龙霆

摘 要：在AP1000核电机组中，堆内构件吊具位于安全殼厂房，主要用于上部堆内构件、下部堆内构件、堆内测量格架组件的吊装和转运。本文结合工程实践，对AP1000核电机组堆内构件吊具的有关设计进行了改进，提升了维修便利性，有利于减少大修工期。

关键词：堆内构件吊具;上部堆内构件;下部堆内构件

1.AP1000核电机组堆内构件吊具的基本设计信息

AP1000核电机组堆内构件吊具是非核级、非抗震类设备，设计遵循NUREG 0612[1]、AISC N690[2]等设计标准，设计寿命为60年。其位于安全壳厂房，主要设计功能是在大修期间用于上部堆内构件、下部堆内构件、堆内测量格架组件的吊装和转运。

结构上，堆内构件吊具由上、下部堆内构件吊具和堆内测量格架组件吊具组成。其中，上、下部堆内构件吊具由操作平台、三脚架、提升柱操作工具等部件构成，而堆内测量格架组件吊具则由导向螺柱延伸件、导向螺柱延伸件操作工具、提升套管、支架和专用操作工具等部件构成。

操作时，维修人员能够在操作平台上操作上、下部堆内构件吊具和堆内测量格架组件吊具，从而啮合、释放上、下部堆内构件吊具和堆内测量格架组件吊具，之后结合安全壳厂房环吊主钩进行吊运操作。

2.某AP1000核电机组在大修中的设计经验反馈

某AP1000核电机组在大修期间，维修人员发现堆内构件吊具的操作存在如下两个方面的问题。

2.1堆内构件吊具操作平台围栏与装卸料机干涉

在目前的设计中，核电机组运行期间，堆内构件吊具位于上部堆内构件存放格架上。上部堆内构件存放格架位于98英尺平台，高度为3.47米，堆内构件吊具高度为9米。装卸料机运行于135英尺平台，底部高度0.73米。这就导致堆内构件吊具在不拆除围栏的情况下的实际高度超过装卸料机桥架走台底部0.4米，会发生干涉、影响装卸料机通过。其中，堆内构件吊具操作平台的上部围栏达到了1.06米，每次装卸料前需将其拆除。出于人员防护和工业安全的考虑，在每次上部堆内构件吊装IGA操作前又需将其安装。每次大修需要多次拆装，每拆、装一次护栏需要占用主线约2小时并占用环吊或装卸料机，且栏杆拆装过程中工业安全和异物风险较大，会增加人员辐射剂量。

因此，需要考虑对堆内构件吊具的围栏设计进行优化。

2.2堆内构件吊具的存放位置不够合理

按照目前的设计，堆内构件吊具存放在换料水池区域上部堆内构件存放架上，可能对于每10年一次的下部堆内构件吊装会产生影响。在大修期间，下部堆内构件吊装完成后，需要将堆内构件吊具存放到上部堆内构件存放架上。之后若要再将下部堆内构件从下部堆内构件存放架上吊入堆芯，需要先将堆内构件吊具从上部堆内构件存放架上吊出，之后才能执行下部堆内构件的吊装操作。

在此过程中，需要执行两次堆内构件吊具与上部堆内构件的吊入与吊出工作，此工作因对中操作困难、风险较大，而且占用大修的关键路径。

因此，需要考虑对堆内构件吊具的存放位置进行优化。

3.对设计经验反馈的处理

对于前述的两个问题，维修人员反馈给设计管理人员后，设计管理人员进行了认真分析，提出了有效的解决方案。

3.1堆内构件吊具操作平台围栏与装卸料机干涉的问题处理方案

对于目前已经处于运行阶段的核电机组，可考虑在堆内构件吊具操作平台的围栏结构中增加活接头，修改为伸缩式或插拔式。对于后续新建项目，可以从设计的初始阶段即考虑将围栏设置为折叠式并新增铰链结构。

3.2堆内构件吊具的存放位置不够合理的问题处理方案

按照目前的设计，堆内构件吊具存放在换料水池区域。经分析，认为可以将堆内构件吊具存放在135英尺平台一体化顶盖附近的空置场地。在空置场地上，选用3根25号槽钢拼接成临时存放框架，每根槽钢再通过螺栓与预埋件固定。

4.总结

对于维修人员反馈的操作技术难点，设计管理人员应予以重视，并关注设计优化的可能性，提升运维的便利性，减少大修工期。

参考文献

[1]NRC， Control of Heavy Loads at Nuclear Power Plants： Resolution of Generic Technical Activity A-36， NUREG 0612-1980[S].

[2]American Institute of Steel Construction， Specification for Safety Related Steel Structures for Nuclear Facilities， AISC N690-1994[S].