主設備預引入方案中主設備房間的提前移交

羅 非

中國中原對外工程有限公司 北京 100000

1 前言

國內以往CPR1000、WWER、EPR等壓水堆項目的建設中，核島關鍵路徑中壓力容器、主泵和蒸汽發生器等主設備的安裝均開始于穹頂吊裝之后，也通常將穹頂吊裝作為核島土建主要階段進入安裝主要階段的標志。而在“華龍一號”海外首堆的建設中，在工期壓縮、設備國產化等多重壓力下，為有效降低工期風險，采用了主設備預引入施工方案，在穹頂吊裝之前，即通過重型吊車將壓力容器和三臺蒸汽發生器直接吊裝就位，提前實現主管道焊接。該方案促使土建和主設備安裝工作深度交叉，以贏得主設備安裝的富余工期，降低工期風險。

主設備預引入施工方案給反應堆廠房內部結構土建施工提出了新的要求，即大幅提前主設備房間的移交。

作為核島土建階段關鍵路徑之一，在反應堆廠房內部結構施工中，土建施工方面都無一例外的在投入資源的質和量上給予了充分的保障。但反應堆廠房內部結構土建施工均面臨著作業環境復雜、作業面狹窄等多重制約因素。一味的提高資源投入，已實現不了大幅提前主設備房間移交的目的。因此，為了適應主設備預引入的需要，內部結構土建施工更多的要其他方面著力，比如改變施工工藝、設計施工順序等。

2 施工工藝的改變

提前移交反應堆主設備房間是實現主設備預引入方案的基礎。首先，反應堆堆坑部分（-5.460m -±0.000m）應提前移交安裝，以提供壓力容器金屬保溫安裝的環境；隨著工程進展，當反應堆廠房內部結構土建結構完成時，換料水池（+6.152m - +16.420m）應具備壓力容器吊裝就位時的要求。通過何種施工方法能夠提前移交設備房間成為解決問題的關鍵。

2.1 傳統的不銹鋼覆面后貼法施工

換料水池內壁為不銹鋼覆面。按照傳統的施工方法，該水池不銹鋼覆面采用后貼法施工，從換料水池池壁鑿毛至池壁不銹鋼覆面安裝完成，絕對工期約6.5個月。

2.2 不銹鋼覆面先貼法施工

實施主設備預引入方案后，要求壓力容器吊裝就位時間前移至穹頂吊裝前，但不意味著穹頂吊裝節點能夠順延6.5個月，否則將得不償失，比如內殼預應力張拉、外殼等土建施工將大幅滯后，進而影響安全殼打壓試驗等工作。壓力容器吊裝就位時間前移實際要求堆坑換料水池不銹鋼覆面安裝大幅提前，不僅是為了滿足壓力容器引入所需的清潔度，而且是為了消除土建施工活動對壓力容器造成的碰撞風險，保證壓力容器安全[1]。

為了實現上述設想，需引進不銹鋼覆面先貼法施工，在鋼筋混凝土結構施工的同時，完成不銹鋼覆面的安裝。

2.3 以模塊化實現不銹鋼覆面先貼法施工

2.3.1 換料水池模塊

根據“華龍一號”換料水池的結構特點，現場委托設計方將換料水池內壁，即不銹鋼覆面一側設計成為一整體鋼結構模板內胎，以此代替傳統的混凝土墻體木模板體系。

換料水池模塊由重型吊車整體吊裝就位。模塊標高+6.152m - +16.500m，覆蓋了內部結構+7.500 - +16.420m的兩層墻和兩層樓板。在施工過程中，模塊既作為換料水池內壁一側承受混凝土側壓力的介質，又作為不銹鋼覆面預裝的載體，實現了不銹鋼覆面先貼法施工。

同時，模塊實現了建、安工作的隔離。以傳統的施工順序，受制于建、安交叉施工的各類風險，壓力容器保溫支架只能在反應堆廠房內部結構全部完工并且堆芯塔吊拆除完成后開始安裝。采用堆腔水池模塊化施工后，模塊及模塊下方的堆坑結構組合形成了一道密閉的施工屏障，屏障內外的施工活動相互隔絕，很大程度上降低了反應堆堆坑（-5.460 - +2.705m）內的施工安全和成品保護風險，也提高了房間清潔度的可控程度。如此，反應堆堆坑在模塊就位后（在換料水池池底+6.152m完成澆筑后15天）即開始裝飾施工，經23天實現反應堆堆坑房間移交，并在內部結構+7.500m - +13.500m結構層施工期間啟動了壓力容器保溫支架的安裝。安裝工作和內部結構土建施工因模塊形成的屏障得以同時開展。

圖1 堆腔換料水池模塊化施工邏輯

因首次采用換料水池模塊化施工，其面臨的各種風險使內部結構+7.50至+16.50m施工稍有延遲。但從安裝工程角度出發，換料水池模塊化施工又實實在在的縮減了不銹鋼覆面后貼法施工所需的絕對工期，實現了建、安施工深度交叉，使反應堆壓力容器預引入得以實現。

表1 兩種施工方法反應堆廠房內部結構工期對比

表2 兩種施工方法反應堆廠房相關階段工期對比

2.3.2 模塊化施工的風險控制

引入模塊化施工后，混凝土和不銹鋼覆面一次澆筑成形，一方面避免了繁瑣且大工程量的混凝土基層處理，避免了不銹鋼覆面現場施焊，另一方面也帶來一定程度的風險[2]。

2.3.3 混凝土空鼓缺陷的預防

傳統的后貼法施工，需要在安裝覆面前對混凝土基層進行處理，水池內壁要求光滑平整，任何方向的偏差不得超過2mm。而對于先貼法施工，則要求不銹鋼覆面和混凝土表面緊密結合，不得產生混凝土空鼓缺陷。在本項目水池模塊設計中，并未對預防混凝土空鼓缺陷做針對性設計。所以在水池模塊預制前，現場進行了一系列模擬試驗，最終在模塊靠混凝土一側增加錨固釘，確保了兩種材料的緊密結合。

2.3.4 水池墻體施工方法的改變

實施水池模塊化施工后，模塊作為內胎代替了水池內壁一側的木模板，水池墻體從雙面墻施工方法改變為單面墻施工方法，雙面墻原本可靠的對拉螺桿加固體系不再適用，改為單面墻特殊的螺桿加固方法，增加了施工難度。

2.3.5 水池墻體分層澆筑高度的改變

堆腔水池墻體與+10.05m、+12.08m及+16.42m樓板相交接，結構形式復雜。通常墻體的水平施工縫是位于樓板底標高附近，但受模塊承受混凝土側壓力能力的制約，墻體分層最大高度受限，墻體水平施工縫位置不能滿足通常做法?，F場需根據模塊的設計能力和土建結構的特點增加或減少施工縫，滿足施工縫正常合理的位置設置。

2.3.6 成品保護

模塊就位后，水池不銹鋼覆面直接朝向施工作業面，將面臨鋼筋、預埋件、焊接、混凝土澆搗等作業對其產生的損壞風險。不銹鋼覆面的成品保護不僅應在現場硬件上實施，而且需配合工人上崗前的作業培訓，充分梳理從模塊吊裝就位到木模板拆除間的每一個流程細節，制定合理的風險預防措施。

2.3.7 垂直運輸

模塊化施工區域處于堆芯部分，模塊引入前后，需對反應堆廠房內部結堆芯塔吊進行拆除和恢復，會在短時間內對內部結構施工的垂直運輸工效造成影響，在此期間，應協調好周邊塔吊對內部結構施工的支持[3]。

堆芯塔吊拆除是堆芯模塊完全拆除的前提，在堆芯塔吊拆除時機上，建、安施工存在矛盾，應把握好堆芯塔吊的最終拆除時機。一方面，為盡快開始壓力容器金屬保溫及導流板的安裝，堆芯塔吊宜及早拆除；另一方面，為保障反應堆廠房內部結+16.45m以上結構施工的垂直運輸，堆芯塔吊宜盡量延遲拆除，亦是保障蒸汽發生器的按時引入。最終堆芯塔吊拆除時機選擇在二、三環路+16.45m以上結構全部完成后，一環路結構即將完成前，充分考慮了壓力容器和蒸汽發生器的引入順序，平衡了主設備的引入需求。

2.3.8 人工功效

堆腔水池模塊化施工客觀上減少了作業面，人工工效的保障已經不能靠單純的提高人員數量來實現，施工承包方應做好充足的人員操作培訓和交底工作，提高人員操作的熟練程度，降低安全、質量風險，確保一次性把事情做好，杜絕因安全、質量問題導致的返工、停工。

3 設計施工順序

作為主設備預引入方案實施的一部分，三個蒸汽發生器環路間同樣需提前房間移交。提前開始房間裝飾工程，合理安排建、安交叉施工，是及早具備蒸汽發生器引入條件的關鍵。設備引入前，房間內的主要工作包括裝飾施工、二次鋼結構平臺施工、蒸汽發生器垂直支撐二次埋件施工、蒸汽發生器垂直支撐和水平支撐引入和安裝、蒸汽發生器主管道熱段引入等。

3.1 提前釋放作業空間

蒸汽發生器環路間從底標高±0.00m至頂標高+23.00m，從底至頂上下貫通，通常利用滿堂支撐以支持該房間各層的施工，當蒸汽發生器環路土建結構全部澆筑完成后，滿堂支撐開始拆除，此時才開始具備房間裝飾的作業空間。

為了提前開始房間裝飾工程，必須提前釋放蒸汽發生器環路間內部空間。根據蒸汽發生器環路間上下貫通的特點，當分段完成設備操作和轉運平臺層（+16.45m）的澆筑后，只需在蒸汽發生器環路間+16.45m斷面設置一道臨時施工平臺，即可將該房間劃分為上、下兩個互不干擾的區域進行施工。其中+16.45m以下立即拆除滿堂架以開始房間裝飾；+16.45m以上則利用臨時平臺繼續土建結構施工。

3.2 兩階段施工

三個蒸汽發生器環路間施工先后順序總體參考蒸汽發生器支撐、主管道等關鍵設備的到貨情況。同時，圍繞+16.45m臨時施工平臺的搭建和拆除，蒸汽發生器環路間內部各項工作可設計成兩個階段。第一階段從+16.45m臨時施工平臺搭建到蒸汽發生器環路間移交安裝，以+16.45m為界，以上繼續土建結構并完成裝飾施工，以下安排建、安交叉施工并完成裝飾施工；第二階段從蒸汽發生器環路間房間移交直至蒸汽發生器引入，期間引入了蒸汽發生器垂直支撐、水平支撐和主管道熱段。

圖2 蒸汽發生器環路間施工邏輯

通過釋放作業空間和兩階段施工，三個蒸汽發生器環路間從反應堆廠房內部結構全部完成到三臺蒸汽發生器引入完成，總計用時46天，并較傳統引入方案提前了約9個月。通過提前釋放蒸汽發生器環路的作業空間，房間下部的裝飾和安裝工作得以和房間上部的混凝土結構并行施工，在設備供貨能夠得到充足保障的情況下，從提前釋放作業空間贏得作業時間的價值得到極大的體現。

表3 兩種施工方法首個蒸汽發生器環路房間移交工期比對

4 結束語

主設備預引入方案實施的目的主要是通過優化關鍵路徑上的建、安施工邏輯，釋放安裝工作的工期壓力。在反應堆廠房內部結構土建施工階段，選擇改變堆腔換料水池施工工藝作為突破口，具有明確的目的性和可實施的操作空間，換料水池清潔區的建立提前了8.5個月，使得模塊化施工在主設備預引入方案中起到了重要的紐帶作用，更顯示出不銹鋼覆面先貼法在優化核島關鍵路徑方面的潛力；而提前釋放蒸汽發生器環路間作業空間，也為建、安分階段施工創造了條件，首個蒸汽發生器環路間房間移交至少提前了2.5個月。主設備間房間移交的大幅提前，為建、安施工邏輯的優化提供了空間，成為主設備預引入方案成功實施的前提之一。以往由穹頂吊裝為標志的建、安主要施工階段分界線，目前在主設備預引入方案的實施中已變得模糊。

主設備預引入方案作為建、安階段的可實施性方案，是核電工程在關鍵路徑上不斷探索的成果，成為我國海外核電名片的點睛之筆，將進一步提升我國“華龍一號”的海外競爭力。