核电站汽轮机厂房钢结构安装方法及质控对策研究

曹毅

摘要：在社会经济快速发展背景下，能源需求越来越大，核电站建设数量越来越多。核电站建设的技术含量较高且风险较大，因此需要严格把控整体施工质量，避免出现安全事故。尤其是在核电站汽轮机厂房结构施工中，需要结合钢结构实际特点和工程施工需求，优化钢结构安装防范，明确施工技术要点，有效提升钢结构施工质量，保障核电站安全、可靠的运行。

关键词：核电站；汽轮机；厂房；钢结构；施工

DOI：10.12433/zgkjtz.20233338

汽轮机厂房是核电站的重要组成部分，厂房建设质量与整体核电站的安全运行息息相关。因此，需要加大对汽轮机厂房结构施工质量的重视程度。由于钢结构截面尺寸和重量较大，且钢结构施工过程中存在很多高空作业，对吊装、安装质量提出了更高的需求。在此背景下，施工单位要严格把控汽轮机厂房钢结构的施工技术要点，同时对钢框架、吊车梁、钢屋架吊装等施工技术要点深度分析，做好全过程质量控制工作，规范质量验收，有效提升工程施工质量。

一、核电站汽轮机厂房钢结构安装技术概述

随着社会经济的发展，能源需求量增加。“节能减排”号召的提出，使国家和社会各界对能源结构调整提出了更高的要求。

核能属于清洁能源，且是可再生资源，使用效率较高，在未来发展中具有较为广泛的前景，受到广泛重视，推动了核电站的大量建设。而汽轮机厂房在核电站建设中占据重要地位，施工单位对汽轮机厂房钢结构施工技术优化设计和精准把控，有效提升整体施工质量，确保各个施工工序高质量开展。汽轮机厂房钢结构施工包含钢结构加工、制作、运输、安装等环节。

安装技术在核电站建设中占据重要地位，首先是钢结构质量轻，具有较高的强度，在使用过程中耐久性好，可以提升核电站的结构强度，保障整体结构的稳定性与可靠性；其次，钢结构方便制作和安装，工期较短，可以有效节约施工成本。此外，钢结构材料可以回收利用，能减少资源浪费，避免引起环境污染等。钢结构安装技术应用对施工现场具有较高的要求，结合工程需求，优化现场布设，保障施工安全。

二、核电站汽轮机厂房钢结构安装技术

（一）钢结构加工

钢结构加工是安装施工技术的前提和基础，该环节中主要涉及以下工作：按照相关工艺规范要求，对钢板、钢管等构件进行标准化切割，同时做好拼装放样、组对、焊接等工作。在具体作业中，严格按照设计图纸要求，精准把控构件制作尺寸，保障钢结构施工质量。

（二）钢结构制作

钢结构制作主要是按照规范要求和设计图纸要求，利用焊接工艺，对加工好的钢材进行标准化组装焊接，使其形成整体。在此过程中，确保钢结构尺寸、形状符合设计要求，提升钢结构质量，为后续钢结构施工安全奠定良好的基础。

（三）钢结构运输

完成钢结构制作和组装作业后，利用专业车辆将其运输到施工现场。为了保障运输安全，需要结合实际情况，选择合适的运输工具，并优化设计运输路线，尽量缩短运输距离。同时，对钢结构进行固定防护，避免在运输过程中发生碰撞损坏等问题，强化运输安全。

（四）钢结构安装

在钢结构安装过程中，需要把组装好的钢结构固定在预定位置上。这是汽轮机厂房钢结构施工的关键环节，与整体厂房结构的安全性和稳定性息息相关。在安装过程中，结合设计图纸和现场实际情况，精准测量安装尺寸，做好定位，保障安装质量。同时，采取一定的安全防护措施，防止出现安全事故。其中，核电站汽轮机厂房钢结构安装包含钢结构钢框架、吊车梁、钢屋架的吊装施工等要点。

1.钢框架吊装施工

一般情况下，汽轮机厂房框架柱与框架梁结构的截面尺寸较大，且质量大，增加了吊装难度。在该环节中，结合现场施工情况，选择合适的吊装设备型号，同时结合设计要求编制合理可行的吊装施工技术方案，为后续吊装作业的顺利开展提供正确的指导。在吊装钢柱作业之前，做好现场准备工作，尤其要清理厂房基础表面；精准测量预埋螺栓位置，重复检测核验螺栓标高，确保符合设计要求；要对钢柱安装纵向、横向轴线进行测量放样，把轴线放置在钢柱底板外侧，这样可以对钢柱进行精准定位，优化安装质量控制。工作人员需要对柱身顶部和底部进行测量，并标记中心点位置，为后续钢柱垂直度检测提供参考。

完成第一节钢柱吊装作业后，及时安装框架梁和支撑体系，保障整体钢结构体系的稳定性和可靠性。钢梁及斜撑安装按照从下到上的原则分层施工，同时对钢梁吊装方向进行分区控制，保障钢梁次梁连接件和固定螺栓孔孔位的精度在标准范围内，确保钢梁标准化安装，提升整体钢结构安装质量。在安装框架梁结构时，要结合规范要求，实施柱间支撑跨进安装，使其形成稳定的刚度单元，保障钢框架安装质量，并减少对柱间支撑垂直度的干扰。在对钢框架安装定位时，一般以轴为基准，尽量不使用钢柱轴中心线或钢柱边缘线作为基准点，否则会引起钢柱垂直度偏差，加大安装偏差。

2.吊车梁安装施工

吊车梁截面尺寸较大，安装精度要求较高，因此必须在安装前对吊车梁牛腿的定位轴线、标高和相对位置进行精确测量。此外，还需比对所有牛腿面预埋件的标高。若预埋件高差不满足验收规范，则需通过刨平或垫高支座板调整标高完成支座找平。在安装过程中进行动态监测，安装完成后，要对吊车梁的标高、垂直度及轴线偏差进行复测，确保吊车梁安装精度满足吊车梁轨道的安装精度要求。

3.屋架安装

当汽轮机厂房钢屋架为超长、超宽屋架时，在一定程度上加大施工难度，因此要分段加工钢屋架，将其运输到施工现场进行组装拼接成模块，然后结合现场拼装和吊装场地布置选择合适的吊装设备吊装。屋架模块结构尺寸较大，且重量大，在吊装时需要进行受力分析计算，并结合屋架构件的挠度、吊装水平夹角、吊点受力情况等，对吊点数量、位置进行科学设置。在该环节中严格按照“上弦受拉、下弦受压”的原则操作：上弦设置4个吊点，焊接吊耳要进行超声波检测以保证焊接质量；结合吊装方案和现场情况对钢丝绳长度进行精准计算，并提前试吊，保障屋架在起吊过程中始终保持均匀受力。

4.超厚板焊接施工

在钢结构安装施工中，为了提升整体钢结构的稳定性与安全性，使用超厚板焊接施工技术对钢梁与上下翼缘板焊接，使其成为一个整体，增加结构稳固性。一般情况下，不同厚度的超厚板采用不同的焊接工艺，如表1所示。

通常，手工电弧焊焊接工艺技术需要应用在钢结构跨度、轴距较大的工程中，以便实现钢柱与钢梁的有效连接。为了防止出现焊接变形、层状撕裂等现象，在超厚板焊接之前做好预热工作，同时进行层间保温处理，完成焊接后做焊后消氢热处理工作，从而有效提升焊接质量和效果。在层间温度控制过程中，施工过程存在很多高空作业，容易受到风力影响，引起超厚板层间温度与预热温度不相符，需要采取以下措施处理，如表2所示。当完成超厚板层间焊接工作后，利用红外线技术对层间温度进行实时监测，确保焊后消氢处理温度控制在200～250℃ 。在焊后消氢处理作业中，利用烤枪加热焊后超厚板，确保加热均匀，避免出现温度梯度，否则容易引起超厚板变形问题。在焊后处理作业中，同时使用若干个烤枪加热。当焊缝达到一定温度后，第一时间包裹防火岩棉，将焊后温度保持60分钟，直到焊缝冷却到自然温度。

三、核电站汽轮机厂房钢结构安装质量控制策略

（一）做好施工准备工作

钢结构是核电站汽轮机厂房施工的重要组成部分，与整体核电站的安全可靠性运行息息相关。

第一，加大对钢结构安装施工技术的重视力度，优化施工质量管控，保障施工效果的全面提升。在施工前，要准备施工图纸，为钢结构施工提供依据和参考，保障钢结构安装施工顺利进行。

第二，做好现场规划工作，汽轮机厂房钢结构安装，对现场吊装设备、吊装条件的要求较高，工作人员结合工程特点、现场条件等，制定可行的吊装施工技术方案，尺寸较小的钢构件可以现场安装制作，尺寸和重量较大的钢构件应在厂房外加工制作，通过这种方式降低钢构件制作对土建的压力。

第三，做好现场吊装通道规划工作，根据现场实际施工条件，在厂房内外设置相应数量的吊装通道，并对通道标高优化设计，以便满足钢构件吊装施工要求。

第四，结合钢结构特点，对施工立面科学分段，实施分段施工模式，降低钢结构安装施工技术难度，提高安装作业便利性，并加快施工速度，保障施工安全。在汽轮机厂房钢结构安装中，分为以下段落：不同轴钢构件安装，如钢框架柱、钢梁、支撑构件等；钢结构屋架系统安装，如屋架、垂直支撑、水平支撑等。

第五，结合工程施工要求，优化设计施工方案，以便为整体钢结构安装施工提供正确指导。

第六，优化选择吊装机械设备，确保吊装设备性能与现场基础承载力和吊装重量要求保持契合性。

此外，还要注重提升施工人员的综合素养，选择专业技能水平较高且具备丰富工作经验的人员，构建高素质人才团队，同时定期组织人员培训工作，提升施工人员的专业技能，强化职业素质培养，使其认识到安装质量的重要性，增强责任意识和质量意识，端正工作态度，避免出现违规操作行为，促进钢结构安装质量的全面提升。

（二）把控厂房钢屋面安装质量

汽轮机厂房钢屋面是整体房屋结构的重要组成部分，要具备较高的强度和耐腐蚀性以及一定的耐磨损性。需要对厂房钢屋面材料进行优化选择，如选择彩钢板、镀锌板等金属材料，不仅可以提升整体屋面结构的强度和耐腐蚀性，而且可塑性较强，结合工程需求灵活性加工，形成各种形状的钢构件，满足钢屋面结构施工要求。同时，确保材料厚度符合设计要求，增加整体钢屋面的承载力，延长其使用寿命。在设计钢屋面结构时，严格按照厂房的使用要求，并与周边环境条件保持协调，进一步提升钢屋面的承载能力，确保整体结构的稳定性。此外，对钢屋面结构的梁、柱、桁架等进行优化设计，做好加固处理，促进整体钢屋面结构的可靠性。

（三）优化钢结构安装质量管控

钢结构安装在整体汽轮机厂房结构施工中占据重要地位，是提升核电站运行质量的重要保障。因此，需要严格控制钢结构安装质量，按照设计图纸要求对各个钢构件进行标准化安装，同时要对钢结构尺寸、形状精准把控，做好防腐处理。此外，对安装位置、安装角度等合理把控，选择合适的吊装设备，保障施工安全，并加大安全防护力度，避免出现安全事故。

（四）施工全过程质量控制

在钢结构安装施工过程中，首先，对施工现场质量严格控制，实施全方位监管，确保施工现场各项工作的有序开展。一旦在施工过程中出现质量问题，第一时间采取措施处理；其次，做好施工材料的质量检测工作，避免混入低质材料，保障施工质量。此外，对施工过程进行严格的质量控制，全方位、多角度检查各个施工环节，保障各施工工序的标准化实施，避免出现违规操作行为，保障施工安全性。

（五）强化质量验收

完成钢结构安装施工作业后，严格按照相关规范要求，规范验收总体施工质量，保障钢结构安装精度、安全性等符合设计要求，为汽轮机厂房整体结构的安全可靠性运行奠定良好的基础。在验收作业中，要做到精细化检验，注重细节把控，尤其要对钢结构的位置、角度、尺寸等精准测量，并保障防腐处理工作的合理性，增加钢结构的稳定性，延长使用寿命。确保工程质量通过验收后，做好交接工作，为后续工程使用和维护奠定良好的基础。

四、结语

综上所述，为了进一步提升核电站的运行安全，需要优化控制核电站汽轮机厂房钢结构安装技术，尤其要对钢结构柱、梁、桁架吊装施工技术进行严格控制，明确安装技术要点，提升施工技术水平，促进整体厂房钢结构安装质量的提高，并推动核电站汽轮机厂房的安全可靠运行，减少安全事故，为核电站的运行奠定良好的基础。

参考文献：

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