一種基于三維高精度測量的核島主設(shè)備安裝工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及核電站建造的工藝，具體涉及一種基于三維高精度測量的核島主設(shè)備安裝工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]以CPR1000核島主設(shè)備的安裝為例，CPR1000核島主體結(jié)構(gòu)由反應(yīng)堆和3條并聯(lián)的閉合環(huán)路組成，這些環(huán)路以反應(yīng)堆壓力容器為中心作輻射狀布置，每條環(huán)路都由一臺主冷卻劑泵(簡稱主泵)、一臺蒸汽發(fā)生器和相應(yīng)的管道和儀表組成，CPR1000核島主設(shè)備包括壓力容器、主泵、蒸汽發(fā)生器和相應(yīng)的管道。
[0003]每個(gè)閉合環(huán)路分為冷段、熱段和過渡段三個(gè)部分，通常每個(gè)部分分為2個(gè)管段制造并供貨至現(xiàn)場，然后通過現(xiàn)場測量、組對并切割掉多余管段等若干步驟后與壓力容器、蒸汽發(fā)生器等主設(shè)備焊接連接；壓力容器和蒸汽發(fā)生器的安裝過程也比較繁瑣，如壓力容器安裝時(shí)，由于壓力容器安裝于壓力容器支撐環(huán)上，為了保證壓力容器就位后標(biāo)高和水平度滿足設(shè)計(jì)要求，要在壓力容器與支撐環(huán)的接觸面加入調(diào)整墊塊，而調(diào)整墊塊需要根據(jù)壓力容器現(xiàn)場吊裝測量計(jì)算，然后將計(jì)算結(jié)果反饋給廠家，廠家根據(jù)該結(jié)果加工調(diào)整墊塊，在調(diào)整墊塊加工期間壓力容器就無法安裝，使得后續(xù)的相關(guān)工作也需順延，工期延長，現(xiàn)有CPR1000核島主設(shè)備的安裝工藝比較復(fù)雜，而且施工過程中需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]由于核島主設(shè)備的安裝過程中需要根據(jù)主設(shè)備的現(xiàn)場測量結(jié)果進(jìn)行后續(xù)的施工，使得主設(shè)備的安裝過程比較復(fù)雜以及安裝工期過長，本申請?zhí)峁┮环N基于三維高精度測量的核島主設(shè)備安裝工藝，包括如下步驟:
核島的壓力容器就位:采用三維高精度測量裝置進(jìn)行壓力容器的竣工測量和支撐環(huán)灌漿后測量，計(jì)算出墊塊的加工厚度，根據(jù)加工厚度加工墊塊，將墊塊放置于支撐環(huán)上，將壓力容器吊裝在支撐環(huán)上，二者之間采用墊塊進(jìn)行位置調(diào)整；
核島的冷段管道和熱段管道分別就位:將冷段管道的冷壓力容器端口與壓力容器進(jìn)行管口組對，熱段管道的熱壓力容器端口與壓力容器進(jìn)行管口組對；
核島的主泵就位:將主泵與冷段管道的冷主泵端口進(jìn)行管口組對；
核島的過渡段管道就位:將過渡段管道的過渡主泵端口與主泵進(jìn)行管口組對；
核島的蒸汽發(fā)生器就位:采用三維高精度測量裝置分別測量過渡段管道的過渡蒸發(fā)器端口和熱段管道的熱蒸發(fā)器端口的中心位置，將蒸汽發(fā)生器分別與過渡蒸發(fā)器端口和熱蒸發(fā)器端口進(jìn)行管口組對。
[0005]本申請的有益效果是:本申請?zhí)峁┑幕谌S精度測量的核島主設(shè)備安裝工藝采用主設(shè)備就位之前，先利用三維高精度測量裝置對主設(shè)備進(jìn)行竣工測量和安裝過程中需要的墊塊進(jìn)行測量與計(jì)算，根據(jù)三維高精度測量裝置反饋的測量結(jié)果放置主設(shè)備或和加工墊塊，避免了人工現(xiàn)場測量過程中來回移動(dòng)主設(shè)備的繁瑣過程，以及因加工墊塊而順延后續(xù)工作，本申請?zhí)峁┑陌惭b工藝有效地縮短了主設(shè)備的安裝時(shí)間，縮短了核電建造工期，節(jié)約了人力成本和工程造價(jià)。
【附圖說明】
[0006]圖1為核島主體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為核島主設(shè)備立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本例核島主設(shè)備安裝工藝流程圖；
圖4為本例的墊塊加工厚度測量示意圖；
圖5為本例的主泵和管道安裝工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]下面通過【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0008]核島主設(shè)備包括壓力容器1、蒸汽發(fā)生器2、主泵3和相應(yīng)的管道4，如圖1和圖2所示，CPR1000核島主體結(jié)構(gòu)由反應(yīng)堆和3條并聯(lián)的閉合環(huán)路組成，這些環(huán)路以反應(yīng)堆壓力容器I為中心作輻射狀布置，每條環(huán)路都由一臺主泵3、一臺蒸汽發(fā)生器2、相應(yīng)的管道4和儀表組成；每個(gè)環(huán)路中，位于反應(yīng)堆壓力容器I出口和蒸汽發(fā)生器2入口之間的管道稱為熱段管道41，主泵3和壓力容器I入口間的管道稱為冷段管道43，蒸汽發(fā)生器2與主泵3之間的管道稱為過渡段管道42。
[0009]目前，核島主設(shè)備的安裝過程通常采用傳統(tǒng)測量方法計(jì)算安裝過程中所需的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)測量裝置使得安裝過程比較復(fù)雜，而且施工期限比較長，以壓力容器和主管道的安裝過程為例進(jìn)行說明。
[0010]I)壓力容器I的安裝過程。
[0011]壓力容器I安裝在壓力容器支撐環(huán)5上，為了保證壓力容器I安裝后標(biāo)高和水平度滿足設(shè)計(jì)要求，要在壓力容器I與支撐環(huán)5的接觸面加入墊塊6。
[0012]現(xiàn)場具體操作是:用環(huán)吊將壓力容器I吊入到支撐環(huán)5上，保持吊裝狀態(tài)，在接觸面上塞入模擬墊塊。通過測量壓力容器吊籃支撐面的標(biāo)高和水平度，不斷調(diào)整墊塊厚度，直至滿足要求，然后根據(jù)最終獲取的模擬墊塊厚度加工最終的墊塊6。
[0013]由于壓力容器I重達(dá)300多噸，現(xiàn)場調(diào)整需要占用大量的時(shí)間和人力，共需耗費(fèi)5天左右時(shí)間完成測量與計(jì)算。另外，由于正式墊塊6需根據(jù)測量計(jì)算結(jié)果在廠家加工，共需15天左右。由于墊塊6加工期間壓力容器I無法最終安裝于支撐環(huán)5上，使得后續(xù)的相關(guān)工作也就順延15天后才可開展。
[0014]2)管道4的安裝過程。
[0015]管道4分為冷段43、熱段41和過渡段42三個(gè)部分，通常每個(gè)部分分為2個(gè)管段制造并供貨至現(xiàn)場，然后通過現(xiàn)場測量、組對并切割掉多余管段等若干步驟后與壓力容器1、蒸汽發(fā)生器2等主設(shè)備焊接連接。
[0016]為了得到每個(gè)管段余量切割的尺寸，在施工現(xiàn)場要耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力對主管道每個(gè)管段進(jìn)行余量切割前測量。同時(shí)，由于焊接存在變形和收縮，當(dāng)每個(gè)管道4第一段焊接完后，還要根據(jù)焊接后的實(shí)際位置再測量一次管道4，從而調(diào)整剩余一段的切割量和切割角度。由于測量精度的限制，現(xiàn)場還需多次移動(dòng)蒸汽發(fā)生器2和主泵3來配合管道4的測量工作。一個(gè)環(huán)路的相關(guān)工作時(shí)間需要10天左右，三個(gè)環(huán)路共需30天。
[0017]由以上的測量過程及相關(guān)工作所需時(shí)間統(tǒng)計(jì)可以得出:壓力容器I和管道4用傳統(tǒng)測量方法安裝其工期需50天左右。
[0018]為了簡化上述安裝過程，以及縮短上述安裝期限，本例提供一種基于三維高精度測量的核島主設(shè)備安裝工藝，其中，三維高精度測量裝置包括近景攝影測量儀、高精度激光全站儀和精密水準(zhǔn)儀，采用的軟件為三維平差處理軟件和近景攝影測量數(shù)據(jù)處理軟件，其中，近景攝影測量儀為INCA3+V-STARS，高精度激光全站儀為TDRA6000，精密水準(zhǔn)儀為NA2+GPM3。在施工現(xiàn)場利用高精度激光全站儀建立高精度的三維測量控制網(wǎng)，精確定位主設(shè)備的安裝位置，本例的核島主設(shè)備安裝工藝的流程圖如圖3所示，工藝過程包括如下步驟。
[0019]S1:核島的壓力容器I就位。
[0020]采用三維高精度測量裝置進(jìn)行壓力容器的竣工測量和支撐環(huán)灌漿后測量，計(jì)算出墊塊6的加工厚度，根據(jù)加工厚度加工墊塊6，將墊塊6放置于支撐環(huán)5上，將壓力容器I吊裝在支撐環(huán)5上，二者之間采用墊塊6進(jìn)行位置調(diào)整。
[0021]具體的，如圖4所示，使用近景攝影測量儀得到壓力容器I的竣工測量數(shù)據(jù)，根據(jù)竣工測量數(shù)據(jù)計(jì)算壓力容器I堆內(nèi)構(gòu)件吊籃支撐面到管口下支撐臺的距離A ;使用高精度激光全站儀測得支撐環(huán)5的位置，采用精密水準(zhǔn)儀測得灌漿后的支撐環(huán)5的標(biāo)高H以及水平度；根據(jù)計(jì)算公式D=7050.7mm-A-H+a，式中α為沉降經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，一般α取0.3mm，計(jì)算出墊塊6厚度。
[0022]由于墊塊6加工計(jì)算是在壓力容器I運(yùn)至現(xiàn)場前就可完成的，不需要在現(xiàn)場單獨(dú)占用15天完成相關(guān)工作，實(shí)現(xiàn)壓力容器I 一次吊裝即完成安裝過程。因此，壓力容器I運(yùn)至現(xiàn)場后相關(guān)測量工作僅需要2天，這部分工作相比老辦法“現(xiàn)場吊裝調(diào)整計(jì)算墊塊”縮短了約18天的安裝工期。
[0023]S2:核島的冷段管道43和熱段管道41分別就位。
[0024]冷段管道43設(shè)有冷壓力容器端口和冷主泵端口，熱段管道41設(shè)有熱壓力容器端口和熱蒸發(fā)器端口，過渡段管道42設(shè)有過渡主泵端口和過渡蒸發(fā)器端口，將冷段管道43的冷壓力容器端口與壓力容器I進(jìn)行管口組對，熱段管道41的熱壓力容器端口與壓力容器I進(jìn)行管口組對，具體的，本例的S2步驟又包括以下步驟。
[0025]I)核島的冷段管道43測量就位。
[0026]具體的，在環(huán)路中架設(shè)高精度激光全站儀，利用靶球棱鏡配合專用工具(帶有螺紋的測量基座)，測量垂直支撐的中心點(diǎn)；利用精密水準(zhǔn)儀測量水力部件支撐面的標(biāo)高和水平度，確保主泵泵殼可達(dá)到熱態(tài)條件下的理論位置。
[0027]由工作人員將冷壓力容器端口同壓力容器I進(jìn)行管口組對完成后，測量人員通過高精度激光全站儀和冷段管口中心測量工具對冷主泵端口均勻測量8個(gè)點(diǎn)，計(jì)算出其中心位置，滿足冷主泵端口軸線偏差± 1mm，標(biāo)高偏差±lmm的精度要求。
[0028]2)核島的熱段管道41測量就位。
[0029]具體的，由工作人員將熱壓力容器端口同壓力容器I進(jìn)行管口組對完成后，測量人員通過高精度激光全站儀和專用工具對熱蒸發(fā)器端口均勻測量8個(gè)點(diǎn)，計(jì)算出中心位置，滿足熱蒸汽發(fā)生器端口軸線偏差± 1mm，標(biāo)高偏差± Imm的精度要求，然后再將熱壓力容器端口與壓力容器I組對的管口進(jìn)行焊接。
[0030]S3:核島的主泵3測量就位。
[0031]將主泵3與冷段管道43的冷主泵端口進(jìn)行管口組對，具體的，工作人員將主泵與冷主泵端口進(jìn)行管口組對后，測量人員再次對主泵位置中心及水平度進(jìn)行測量，通過高精度激光全站儀和專用工具對主泵表面的點(diǎn)測量計(jì)算出中心位置，滿足冷主泵端口與主泵3的管口組對間隙偏差(Tlmm，組對錯(cuò)邊量(Tl.5mm的精度要求，確保其滿足就位狀態(tài)理論位置的精度要求，然后再將冷壓力容器端口與壓力容器I組對的管口進(jìn)行焊接，以及冷主泵端口與主泵3組對的管口進(jìn)行焊接。