EPR核电站安全壳钢衬里模块化施工技术

项目年度编号：1600460007

完 成 人：张志明 李景芳 金晓飞 谭俊 刘军 卢海陆 李政 李光远 刘柏粦 李小座 

完成单位：中建电力建设有限公司 中国建筑第二工程局有限公司 中国建筑股份有限公司技术中心 

省　　市：广东

公布年份：2016年

成果类别：应用技术

关 键 词：核电站 安全壳钢衬里 施工工艺 

摘      要：技术内容：该课题以台山核电站为具体对象，主要采用有限元数值分析方法，模拟分析安全壳钢衬里模块化施工全过程，最终针对钢衬里模块化施工中的关键力学问题，给出其施工参数的优化值，得出施工过程中结构变形和应力的变化规律以及稳定承载力，为该结构的安全施工和精度控制提供计算依据，为类似复杂结构施工仿真计算的关键技术提供借鉴。发现、发明及创新点：安全壳钢衬里模块化吊装优化分析解决了大型模块吊装问题。成果《EPR核电站安全壳钢衬里模块化吊装优化分析》在《建筑钢结构进展》期刊于2013年第5期上发表。EPR核电站安全壳钢衬里筒体模块化施工力学性能研究解决了钢衬里筒体模块施工的问题。成果《EPR核电站内安全壳筒体模块化施工力学分析》在《施工技术》期刊于2013年第21期上发表；成果《EPR核电站内安全壳筒体施工全过程力学性态分析》在《工业建筑》期刊于2013年第5期上发表。EPR核电站安全壳组合穹顶施工时变性能研究解决了穹顶施工问题。成果《广东台山核电站内安全壳穹顶施工阶段受力性能及稳定分析》论文在《建筑结构学报》期刊于2014年第1期上发表。与国内外同类研究、同类技术的综合比较：广东台山核电项目是中国与法国公司共同开发建设的第三代先进核电技术项目，单机容量为175万千瓦，是世界上单机容量最大的核电机组，是继芬兰(OL3)和法国(FA3)之后世界上在建的第三座EPR(European Pressurized-water Reactor)核电站。核电站建造中已经大量使用模块化施工技术，使工厂制造和现场建造同步进行，使土建与安装工作同步进行，大大缩短了核电站建造周期、节约了建造成本。安全壳作为EPR提供保护、密闭等功能的重要部件，直接关系到核电站的安全运营。 EPR核电站内安全壳钢衬里模块化施工面临的问题诸如：模块分段在地面拼装，再逐段吊装就位安装，并作为内安全壳筒体混凝土浇筑的内模板。然而吊装后模块间焊接残余应力、施工中的风荷载、钢衬里不均匀日照温差产生的温度作用，以及新浇筑混凝土作用于钢衬里的侧压力作用等施工因素，对筒体变形的影响不容忽视。因此，解决钢衬吊装问题、了解施工过程力学性态对于保证施工精度、保障施工安全具有重要意义。 迄今为止，国内欧洲压水堆式核电站EPR尚未有建成运营的先例，相关技术也多是非公开的，国内针对核电站安全壳建造过程进行有限元分析的文献不多，且大多数为施工工序介绍和施工过程监测，鲜见其严格的理论基础。第三方评价、应用推广情况：“提出了EPR钢衬里模块化吊装的施工方案和工艺参数，建立吊索、环形吊装桁架、钢衬里模块的整体有限元模型，采用大规模参数分析方法，保证了现场良好的实施效果。 结合当地的气象条件，分析了混凝土浇筑的侧压力等因素影响，建立了EPR钢衬里模块化高度与混凝土一次浇筑最大高度的相关曲线。提出了钢衬板穹顶二次浇筑的方法，并通过混凝土浇筑与钢衬板形成组合的支撑结构，节省了模板；进行了混凝土浇筑过程中的时变结构分析，保证了结构的安全。 该研究成果应用于台山EPR核电站施工，保障了核电站质量和安全，具有广阔的应用前景。鉴定委员会一致同意通过鉴定，认为该成果总体达到国际先进水平。经济效益：增收(节支)主要在于钢衬里模块化施工，保证了施工精度，保障了施工安全，节约了工期成本。计算为：钢衬里筒体吊装120万元+钢衬里穹顶吊装100万元+模块化工期节省300万元=520万元。社会效益：台山核电是进度最快的第三代EPR核电站，远远超过法国和芬兰在建EPR核电站。经过台山实践的第三代EPR核电站钢衬里模块化施工技术在核电建筑行业具有无可比拟的先进性，有效地解决了全世界最大单机容量的核电站建设中所遇到诸如钢衬里筒体和穹顶的施工过程中应力和变形的控制，通过对钢衬里在焊接残余变形、新浇筑混凝土侧向压力、温度作用、风荷载等作用下，并考虑混凝土的时变效应，揭示了钢衬里模块化施工过程的力学性能，解决了EPR核电站常规岛建设中的关键技术和难题，为以后核电站建设提供了成功范例和实践依据。使该局在核电施工技术方面更加完善，有利于增强该局在核电市场的竞争力。