AP1000模块化施工专题

AP1000模块化施工专题2014年3月部门汇报材料封面目录AP1000模块化施工概述一AP1000核电模块分类二模块化建设中应注意的问题六模块运输、拼装和吊装就位视频演示七经验反馈八AP1000模块制造厂四三门、海阳核电站模块化建设进展五大型结构模块吊装设备三1、已建成核电站模块的介绍：在国内的核电站建设中，“模块”并不是一个陌生的术语。在M310核电站的建设中，有大型的模块“穹顶钢衬里模块”，在CANDU6核电站建设中有模块“喷淋钢模块”。而到了AP1000核电站，则将模块的规模和数量做到了最大化，实现了“模块”到“模块化”质的飞跃。一、AP1000模块化施工概述（1）秦山二期“穹顶衬里模块”穹顶钢衬里直径37012毫米，理论重量179吨。整个钢衬里制作共分5层,共计82块车间预制单元，质保等级QA1级。分布着供安装喷淋管道和通风工程使用的共计137个贯穿和非贯穿性锚固件，还包括喷淋系统，拼接焊缝为一级焊缝。一、AP1000模块化施工概述（2）秦山三期“喷淋钢模块”喷淋钢模块喷淋系统位于反应堆厂房标高132.57米处，主要包括喷淋系统，其覆盖着整个反应堆厂房，是用来限制失水事故后反应堆厂房内发生超压的范围和持续时间，并由高厂房压力触发维持其运行至厂房压力到降低至可接受的水平为止。喷淋钢模块共分为6个子模块，直径为41.452米,每一个子模块包含着喷淋钢模件管道模件和电气仪表模件，模件总重量达520.5吨。一、AP1000模块化施工概述2、模块化施工技术：AP1000机组特点：—非能动安全系统—模块化施工模块化施工技术，就是将相对密集布置的钢结构、设备、管道、电气、仪表等组装成一体，形成一个整体单元进行吊装就位，可以以工厂预制工作取代大量的现场施工活动。西屋公司在上世纪末AP600的压水堆核电设计中已经采用了模块化的思路，另外日本也已经具有大型设备制造模块应用十年之久的经验。一、AP1000模块化施工概述一、AP1000模块化施工概述3、模块化施工的特点：AP1000核电技术在全球范围内的首批应用，模块化施工理念的实践尚属首次。就项目实际情况而言，模块数量多、资料分散，给设备模块管理和研究工作带来了较大的困难。模块的范围覆盖了传统的土建与安装领域，同一模块里同时具有传统土建和安装的物项，使土建和安装的接口增多，相互协作要求更加紧密，改变了传统先土建、后安装的施工方式。模块化建造使土建、预制、现场组装、安装呈现并行施工、交叉施工特点。土建和安装计划综合性加强，对现场施工场地、大型吊车使用、现场施工组织协调等提出了更高的要求。一、AP1000模块化施工概述模块缩短工期的优越性之流程4.模块化施工的挑战和对策模块化施工对传统的核电站建造产生了一定的影响，虽然在施工进度上形成了平行施工，从而缩短了工期，但由于施工只是核电站建造的一个方面，其对整个核电厂建造的影响涉及到工程设计、进度控制、质量控制和现场施工等各个方面。一、AP1000模块化施工概述（1）工程设计从模块化的概念可以看出，模块化其实就是模块设计，模块预制，模块安装的过程，模块的划分合理、接口准确都是模块工程设计要解决的问题。利用三维数字设计的精确设计、精确定位以及方便切块组合的优势，可以将模块切割得很大，切割得很准，并成功解决模块和模块，模块和厂房之间接口精确的问题，最大可能地实现模块化制造，模块化施工。一、AP1000模块化施工概述（2）进度控制在模块化设计的基础上，现场施工采用模块化施工，其一般的流程如图所示。一、AP1000模块化施工概述地质勘测立项批准负挖模块预制模块运输基础施工项目核准模块就位混凝土浇注设备安装冷、热试运行前期阶段建造阶段运行阶段18个月36个月6个月（2）进度控制从图中可以看出，由于采用模块化施工，在进度计划中多出了两种平行施工，在立项批准后，由于模块车间已经是有生产能力的加工厂，在建设单位向模块加工厂下了定单后，模块加工厂就可开始模块预制工作。同时现场可开始地质勘测和负挖工作，两项工作同时进行。这样对资源的投入来说很有利，因为模块化使资源的投入更扁平化，减少了高峰期资源的投入，对计划编排和执行更有利。但必须将模块的场外预制进度和工程施工进度综合考虑，由于模块预制安装和现场施工活动的深度交叉，如果不能解决好这两者之间的关系，模块化将变成对整个建造工期延误的因素。一、AP1000模块化施工概述（3）质量控制由于模块化建造将原来的现场施工改变为工厂施工，相应的质量控制也发生改变，将施工质量的控制变为工厂产品质量的控制，必须通过质量计划流转卡等手段加强车间生产质量控制。同时，由模块化概念决定了模块的质量要求也是很高的，由于模块化施工决定了增加了接口，模块内管道、钢结构等和现场管道土建的接口，如果车间预制精度不够，在施工现场很难调整、保证施工质量。为解决这个问题，西屋在设计时已经有所考虑，就是每个模块都有一个基准点DP（DataPoint），其他的定位都是以它参考点，再通过三维激光测量设备的应用，应该可以解决这个问题，同时在制造过程中必须按照程序和图纸加工制作，可以最大程度的提高产品质量。一、AP1000模块化施工概述（4）工程施工管理AP1000采用模块化施工后，大量的作业改在工厂进行，扩大了工厂作业范围；但由于接口增加，现场土建和安装作业深度交叉，增加了施工协调的难度；模块安装的逻辑性、严密性要求施工计划必须更准确，施工进度必须更准时，增加了施工管理的难度。所有这些，对工程的物资供应管理、信息管理、变更管理、人力资源管理等都提出了更高的要求，一旦某个环节出现差错，必将带来一系列的连锁反应，进而影响核电机组的整体建造工作。模块作为一个整体进行安装，其安装尽量利用大型吊车实行开口安装，由于大量的开口吊装作业，反应堆厂房施工环境恶化问题，可以通过增加临时顶盖的方法解决，同时做好防雨和排水工作。一、AP1000模块化施工概述（5）其他对于目前山东海阳和浙江三门两个AP1000核电项目，在设计方面，由于采用模块设计，很多设计工作比传统的核电站设计都相对提前，由于模块中包括工艺管线，设备，支撑结构等，所以要求设计更早的进行系统的分析和计算，完成系统设计说明书，并完成工艺流程图；更早的进行设备设计，完成设备技术规格书。模块选择和设计也必须提前完成，提供模块图纸和材料清单，这些对设计工作会造成一定压力。这个问题只针对首批的AP1000核电厂建造，随着其批量化，这个问题将不存在。一、AP1000模块化施工概述核电建设工期的长短对其经济性有显著影响。因此，新的核电机组从设计开始就考虑如何缩短工期。有效办法之一就是改变传统的把单项设备逐一运往工地安装方式，向模块化方问发展。以设计标准化和设备制造模块化的方式尽可能在制造厂内（条件较工地好）组装好，减少现场施工量以缩短工期。虽然，在国内模块化建造核电站的初期会遇到一些困难，但随着模块化建造实践的深入开展。尤其是随着批量化建造的开始，模块化建造必将展现出它的优势。一、AP1000模块化施工概述1.模块定义模块是一个名词，在这里用来指一个由材料和部件组装而成的组合件。车间预制后模块作为一个整体单元，方便和加速了现场的建造。在模块就位前对其预制和组装，避免了在其最终位置的狭窄空间进行过多的工作，这样就允许安装和土建并行作业。二、AP1000核电模块分类二、AP1000核电模块分类AP1000模块分类树状图（3）具体划分AP1000模块根据功能、组成、结构型式、位置等要素分成CA、CB、CH、CS以及KB、KQ、R、Q、KU等基本类型。CA－Structural，结构模块，由结构板块和部件组成，并与浇注在模块内的混凝土一起组成电厂结构的一部分。其目的是取代传统的厂房结构。CB－LeaveinPlace，模板模块，其作用类似于免拆模板，并为支架和设备提供支撑点。CH－StructuralSteel，钢结构模块，由结构钢组件组成的模块。CS－Stairs，楼梯模块。二、AP1000核电模块分类K×××－EquipmentModules,设备模块这些模块上安装有设备。在字母K后，B表示模块位于辅助厂房内，Q表示模块位于安全壳厂房内，T表示模块位于汽轮机厂房内，U指通用模块。Q，R，W－PipingModules，管道模块主要由管道和管件组成。管道模块的第一个字母表示模块所安装的厂房，其中Q代表安全壳厂房，R代表辅助厂房，W代表汽轮机厂房；第二个字母数字符号表示该建筑中的层高，后续的数字为模块的流水编号。二、AP1000核电模块分类2.AP1000模块分类（1）结构模块结构模块一般由钢板和型钢及内部混凝土构成，形成完整厂房结构。钢板和型钢组成的结构在车间预制，混凝土在结构件现场就位后浇注。其目的是取代传统的棒式钢筋绑扎和模板材料支设。一旦将组装好的模块安装就位，混凝土浇注施工能与房间完工和设备模块安装平行进行。为了进一步减少现场工作量，结构模块通常在现场和管道、电缆托盘、小管、支架等进行装配。典型的结构模块如图所示。二、AP1000核电模块分类（2）机械模块机械模块由设备、管道、管道支架、泵等组成。其作为一个单元在车间预制和装配，最后运输到现场，并被安装进各个区域。机械模块设计成带有自我支撑钢结构形式。在机械模块的车间预制阶段，最大可能的进行检测，以减小现场检测工作量。典型的机械模块如图所示。二、AP1000核电模块分类（4）钢制安全壳是特殊的模块，其由6个主要结构模块组装建造而成，每个模块都由预先成型的、喷好漆的钢板制成。为了进一步减少安全壳内的组装活动，这些模块包含环型加强筋、环吊梁、设备闸门、人员闸门、贯穿件组件和其它附件，其中包括非能动安全壳冷却系统（PCS）空气挡板的支撑和水分配溢流口的固定板。钢制安全壳共有6个组件，从下到上依次为底封头、筒体第一环、筒体第二环、筒体第三环、筒体第四环、顶封头。直径为39624mm，总高为65634mm，总重量约3400吨。钢制安全壳是AP1000核电厂安全系统的屏蔽部件，是安置主泵、蒸汽发生器、反应堆压力容器、稳压器等核岛主设备的重要结构。二、AP1000核电模块分类3.AP1000模块数量模块总数185个，其中：结构模块117个设备模块68个二、AP1000核电模块分类二、AP1000核电模块分类4.典型模块介绍CA01模块CA01模块描述:SteamGeneratorandRefuelingCanalMModule中文名称:蒸发器和换料水池模块位置:反应堆厂房长度:25.0米宽度:29.0米高度:26.0米重量:679.5吨主要结构:包含蒸汽发生器A/B隔间，稳压器隔间以及换料水池二、AP1000核电模块分类4.典型模块介绍CA20模块CA20模块描述:AuxiliaryBldgArea5&6MModule中文名称:辅助厂房区域5和6模块位置:辅助厂房，区域5，6长度:21.0米宽度:14.0米高度:21.0米重量:776.7吨主要结构:包括乏燃料水池，放射性废液监测罐隔间等结构4.典型模块介绍二、AP1000核电模块分类CA03模块CA03模块描述:IRWSTSouthwestWallsMModule中文名称:安全壳内换料水贮存箱西南墙模块位置:反应堆厂房，区域1,2长度:36.0米宽度:12.0米高度:11.0米重量:189.8吨4.典型模块介绍二、AP1000核电模块分类CA04模块CA04模块描述:ReactorVesselCavity/RCDT中文名称:反应堆容器腔和冷却剂疏水箱模块位置:反应堆厂房长度:11.0米宽度:5.0米高度:8.0米重量:25.1吨主要结构:包括压力容器腔室及一回路冷却剂疏水箱隔间4.典型模块介绍二、AP1000核电模块分类CV模块CV模块描述：钢制安全壳共有6个组件，模块还包含环型加强筋、环吊梁、设备闸门、人员闸门、贯穿件组件和其它附件，其中包括非能动安全壳冷却系统（PCS）空气挡板的支撑和水分配溢流口的固定板。安全壳主要参数：总体积58615m3,设计压力4.07bar