核能是地球上儲量*豐富、高度濃集的能源,核能發電具有不排放C2等(deng)溫(wen)室(shi)氣(qi)體(ti)的(de)優(you)勢(shi),還(hai)有(you)燃(ran)料(liao)價(jia)格(ge)穩(wen)定(ding),可(ke)確(que)保(bao)能(neng)源(yuan)安(an)全(quan)的(de)優(you)點(dian)。目(mu)前(qian)隨(sui)著(zhe)國(guo)家(jia)能(neng)源(yuan)結(jie)構(gou)的(de)調(tiao)整(zheng),我(wo)國(guo)已(yi)進(jin)入(ru)了(le)核(he)電(dian)的(de)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)期(qi),我(wo)國(guo)核(he)電(dian)站(zhan)的(de)年(nian)建(jian)造(zao)數(shu)量(liang)位(wei)居(ju)世(shi)界(jie)第(di)。
核電站中需要大量的起重運輸設備搬運物料,其使用的起重設備有10餘種類型,數量多達250餘台。下麵主要介紹核電站用重型和專用起重設備,對葫蘆型等起重設備不予介紹。
2hedianzhanqizhongshebeidetedianyouyuteshudeyunxinghuanjinghegongnengyaoqiu,hedianzhanyongqizhongjiyuqitachangguiqizhongjixiangbiyoujiaodaqubie。hedaoneicaiyongdeqizhongshebei,ruhuanxingqizhongji、PMC係統起重機及130t乏燃料容器起重機等專用起重設備均有以下特點。
gaokekaoxing。youyuqizhongshebeidiaoyundewuliaojuyougaoweixianxing,zaiyunxingqijianruchuxianzhuiluoshigu,qihouguoshifeichangyanzhongde,weici,hedianzhanqizhongshebeidekekaoxingyaoqiuhengao,congshejidaozhizao、試驗及運行等均要考慮其可靠性要求。
運行平穩且定位精度高。核電站起重機采用先進的調速和控製係統,因此具有衝擊小和運行平穩等優點。PMC係統起重設備定位精度為±3mm;環行起重機和乏燃料容器起重機等定位精度為±自動化程度高。為了提高工作效率和減少對人的輻射危害,同時也為減少操作人員的誤動作,如PMC係統中的一些起重設備具備自動定位功能。
具備單一故障保護功能和其他保護功能。
環行起重機、裝卸料機、人(ren)橋(qiao)吊(diao)等(deng)起(qi)重(zhong)設(she)備(bei),其(qi)臨(lin)界(jie)載(zai)荷(he)的(de)安(an)全(quan)操(cao)作(zuo)主(zhu)要(yao)依(yi)靠(kao)起(qi)重(zhong)機(ji)係(xi)統(tong),這(zhe)些(xie)起(qi)重(zhong)設(she)備(bei)均(jun)按(an)單(dan)一(yi)故(gu)障(zhang)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)設(she)計(ji),以(yi)免(mian)因(yin)單(dan)一(yi)事(shi)故(gu)導(dao)致(zhi)起(qi)重(zhong)機(ji)係(xi)統(tong)喪(sang)失(shi)持(chi)住(zhu)載(zai)荷(he)的(de)能(neng)力(li)。
teshudekangdizhenyaoqiu。fanyingduichangfangheranliaochangfangdeqizhongshebei,duidikangdizhenyouyidingdeyaoqiu,tongchangshigenjuyonghutigongdedianzhantedingtiaojianxiadedizhenfanyingpujinxingjisuan。duiyuqitachangfangdeqizhongji,banyaoshezhifangzhenfangou,yibaozhengzaidizhenqingkuangxiabutuoliguidao。duiyunaxiezhizaianzhuangjieduanshiyongdeqizhongshebeizebuxuyaozuokangzhenfangmiandekaolv。
複雜的安全保護係統。核電站中的起重設備,根據所在場合的不同需要具備鋼絲繩斷裂監測、鋼絲繩疊繞監測、起升和運行行程開關、位置和速度監測編碼器、傳動鏈故障監測編碼器、超速開關及稱重傳感器等特殊安全保護措施,用來完成故障診斷和安全保護等功能。
特殊的材料要求。主承載件不允許用沸騰鋼;反應堆廠房起重設備表麵不允許用鋅、鋁等材料;水下操作或與水有接觸的部件需要采用不鏽鋼和特殊油漆;鑄鋼材料在一些場合受到限製性使用等。
特te殊shu的de許xu用yong應ying力li要yao求qiu。不bu同tong的de設she備bei有you自zi己ji特te殊shu的de許xu用yong應ying力li要yao求qiu,通tong常chang在zai技ji術shu規gui格ge書shu中zhong提ti出chu明ming確que的de要yao求qiu,這zhe些xie規gui定ding關guan鍵jian是shi用yong以yi提ti高gao設she備bei的de可ke靠kao性xing和he安an全quan性xing及ji免mian維wei護hu性xing。
特殊的環境。需要考慮溫度、濕度以及事故等情況下的腐蝕、壓力和放射性等的影響。
製造工藝複雜。環吊的環梁環軌和PMC係統中不鏽鋼材料部件的焊接加工對製造工藝提出了較高的要求。
質量保證體係嚴格。設計部門和製造廠應根據業主所提供的設備質保文件和設備質保等級編製設計、製造、安裝、試驗和操作運行的質保文件和實施計劃。不同的質保等級質量保證體係有著很大的區別,核電站中起重設備質保等級*高為Q1級。
3核島用起重設備反應堆廠房及其緊臨的核輔助廠房稱為核島,它是一類核安全建築物,是核電廠的中心。核島可分為反應堆廠房、電氣廠房、核燃料廠房和核輔助廠房等四個部分。
3.1反應堆廠房起重設備反應堆廠房起重設備包括環行起重機和裝卸料機。
3.1.1環行起重機環行起重機位於核反應堆安全殼廠房的頂端,在環形軌道上運行,由工作小車、安裝小車、橋架、旋轉機構和水平輪、環軌環梁及電控設備等組成(見),主要功能如下:在核電站安裝設備期間(電站建設期),該設備用於吊運蒸汽發生器、反應堆壓力容器、穩壓器、下部堆內構件和上部堆內構件以及其他設備。
在核電站運行期間反應堆正常工作或停堆時),它用於反應堆停堆換料和反應堆廠房內設備維修所需的各種吊運服務。
環行起重機環行起重機起重量根據地麵設備重量及臨界載荷重量來決定,例如217+190t、406t、320/35/5t等,起重量隨核電站容量和形式的變化而變化,該設備是核電站中聯合起吊重量*大的起重設備。在電站安裝設備期間,有時需要兩台小車工作小車和安裝小車)聯(lian)合(he)作(zuo)業(ye),用(yong)來(lai)吊(diao)運(yun)蒸(zheng)汽(qi)發(fa)生(sheng)器(qi)和(he)反(fan)應(ying)堆(dui)壓(ya)力(li)容(rong)器(qi)。安(an)裝(zhuang)小(xiao)車(che)主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)安(an)裝(zhuang)重(zhong)型(xing)部(bu)件(jian),通(tong)常(chang),多(duo)台(tai)核(he)電(dian)機(ji)組(zu)共(gong)用(yong)一(yi)台(tai)安(an)裝(zhuang)小(xiao)車(che),在(zai)電(dian)站(zhan)運(yun)行(xing)期(qi)間(jian)拆(chai)下(xia)單(dan)獨(du)存(cun)放(fang)。
環行起重機在電站運行期間要吊運的*犬臨界載荷“是(shi)壓(ya)力(li)容(rong)器(qi)頂(ding)蓋(gai)。所(suo)謂(wei)臨(lin)界(jie)載(zai)荷(he),即(ji)能(neng)夠(gou)直(zhi)接(jie)或(huo)間(jian)接(jie)引(yin)起(qi)放(fang)射(she)性(xing)釋(shi)放(fang)的(de)操(cao)作(zuo)載(zai)荷(he)。環(huan)行(xing)起(qi)重(zhong)機(ji)下(xia)方(fang)中(zhong)心(xin)位(wei)置(zhi)是(shi)反(fan)應(ying)堆(dui)堆(dui)心(xin),運(yun)行(xing)所(suo)需(xu)的(de)所(suo)有(you)燃(ran)料(liao)組(zu)件(jian)均(jun)安(an)裝(zhuang)在(zai)堆(dui)心(xin)壓(ya)力(li)容(rong)器(qi)內(nei)部(bu),環(huan)行(xing)起(qi)重(zhong)機(ji)起(qi)吊(diao)載(zai)荷(he)時(shi)一(yi)旦(dan)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)對(dui)堆(dui)心(xin)的(de)損(sun)害(hai)後(hou)果(guo)非(fei)常(chang)嚴(yan)重(zhong),因(yin)此(ci)其(qi)可(ke)靠(kao)性(xing)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。
雖然環行起重機是一個與核安全無關(非LS級)的(de)設(she)備(bei),但(dan)在(zai)設(she)計(ji)上(shang),設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)往(wang)往(wang)將(jiang)臨(lin)界(jie)載(zai)荷(he)的(de)墜(zhui)落(luo)作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)嚴(yan)重(zhong)的(de)潛(qian)在(zai)事(shi)故(gu)考(kao)慮(lv),因(yin)此(ci),在(zai)功(gong)能(neng)上(shang)按(an)單(dan)一(yi)故(gu)障(zhang)保(bao)護(hu)設(she)計(ji)。盡(jin)管(guan)環(huan)行(xing)起(qi)重(zhong)機(ji)屬(shu)非(fei)抗(kang)震(zhen)類(lei)設(she)備(bei),但(dan)對(dui)它(ta)有(you)特(te)殊(shu)的(de)抗(kang)震(zhen)要(yao)求(qiu),在(zai)地(di)震(zhen)發(fa)生(sheng)期(qi)間(jian)和(he)之(zhi)後(hou)要(yao)保(bao)證(zheng)持(chi)住(zhu)載(zai)荷(he),保(bao)持(chi)其(qi)機(ji)電(dian)設(she)備(bei)的(de)完(wan)整(zheng)性(xing),起(qi)重(zhong)機(ji)的(de)運(yun)動(dong)不(bu)會(hui)對(dui)建(jian)築(zhu)外(wai)殼(ke)及(ji)其(qi)上(shang)的(de)設(she)備(bei)產(chan)生(sheng)任(ren)何(he)破(po)壞(huai)。地(di)震(zhen)後(hou)起(qi)重(zhong)機(ji)可(ke)進(jin)行(xing)修(xiu)複(fu),恢(hui)複(fu)正(zheng)常(chang)使(shi)用(yong)。
裝卸料機裝卸料機安裝在反應堆安全殼中部,由大車、小車、提升機構、固定套筒和伸縮套筒,以及燃料組件抓具、自動定位係統、輔助提升機構和電氣控製係統等部分組成。裝卸料機在反應堆堆心和轉運裝置傾翻架區間運行,主要有以下功能:在反應堆首次裝料和換料時裝卸燃料組件;在堆芯與燃料轉運裝置之間運輸燃料組件;輔助提升機構可操作專用工具對控製棒組件和其他對象進行操作,或當主提升失靈時,使用專用工具對燃料組件進行操作;借助在線啜吸裝置,進行輻照燃料組件破損檢查。
裝卸料機起重量為2t,除主起升機構外,還有一個2t的輔助起升機構,是核電站燃料操作與貯存係統的關鍵設備之一,也是核電站中設計和加工製造難度*大、結構*複雜的起重設備,與人橋起重機、轉運裝置和輔助起重機共同構成PMC係統(見),即燃料操作與貯存係統。當主起升機構失效時,2t輔助起升機構可掛上專用吊具操作燃料組件。提升機構、固定套筒、伸縮套筒、抓取機械手及電控係統是裝卸料機的核心。裝卸料機操作燃料組件時是在水下操作,其相應部件如固定套筒、伸縮套筒、zhuaqujixieshouhegangsishengdengjunweibuxiugangcailiao。weilezaiduandianhuoshebeichuxianguzhangdeqingkuangxia,nengwanchengzhengzaijinxingdecaozuo,chufuzhuqishengzhuangzhiwai,gejigoujunsheyoushoudongzhuangzhi。
裝卸料機吊運的燃料組件為"臨界載荷",該設備屬於非承壓設備中核安全級設備、1I類抗震設備,在安全停堆地震:SSE)引起的荷載作用下必須保持其完整性,不得有零部件掉落。
燃料廠房起重設備燃料廠房通過一個可以封閉的通道與反應堆廠房相連,燃料廠房的起重設備用來運輸、貯存燃料組件或乏燃料組件。
PMC係統1.裝卸料機2.人橋吊3.輔助吊4.轉運裝置注:A為反應堆廠房,B為燃料廠房。
3.2.1乏燃料容器起重機乏燃料容器起重機位於燃料廠房的設備吊裝口、容器準備井和容器裝載井的上方。由小車、大車和橋架,以及小車驅動機構、大車軌道、水平輪和吊具等組成;見)。該起重機主要用於乏燃料運輸容器的接受、裝載和發送的吊運工作。
乏燃料容器起重機起重量為130t,小車靠近橋架一側,為了將小車與下麵容器運載車輛的中心線調整一致,使小車能在一定範圍(±動,也為了優化設備,橋架按梯形結構製作。大車由三個車輪組成,1/3驅動。
130t乏燃料容器吊車是一種與核安全無關非LS級)的de設she備bei,但dan由you於yu在zai操cao作zuo過guo程cheng中zhong容rong器qi可ke能neng掉diao落luo,影ying響xiang乏fa燃ran料liao貯zhu存cun水shui池chi和he乏fa燃ran料liao貯zhu存cun格ge架jia的de安an全quan,因yin此ci在zai設she計ji上shang應ying將jiang容rong器qi掉diao落luo作zuo為wei一yi個ge嚴yan重zhong的de潛qian在zai事shi故gu考kao慮lv,對dui起qi升sheng機ji構gou應ying設she置zhi單dan一yi故gu障zhang保bao護hu。雖sui然ran乏fa燃ran料liao容rong器qi吊diao車che屬shu非fei抗kang震zhen類lei設she備bei,但dan對dui它ta也ye有you特te殊shu的de抗kang震zhen要yao求qiu,應ying考kao慮lv在zai發fa生sheng安an全quan停ting堆dui地di震zhen;SSE)時,乏燃料容器吊車能防止容器掉落等。
燃料池起重機燃料池起重機俗稱人橋吊,是PMC係統設備之一,位於燃料廠房的乏燃料貯存水池的上方,在轉運裝置、燃料轉運艙閘門、新燃料升降機、乏燃料貯存格架及破損乏燃料貯存小室等區域運行。人橋吊隻用於堆芯裝卸料,主要由小車、大車、橋架、人橋平台、大車軌道及水平輪等組成見),其功能如下:用懸掛在吊鉤上的長杆工具,在各種不同高度位置操作燃料組件包括水下);吊裝和轉運新燃料組件和乏燃料組件;更換或抽插控製棒組件和阻力塞組件;適應於各種工具的更換操作;接近裝在乏燃料池內的設備。
操作人員可以在人橋平台上用懸掛在吊鉤上的長杆式專用工具操作燃料組件。人橋吊起重量為2t,其qi提ti升sheng機ji構gou與yu裝zhuang卸xie料liao機ji相xiang同tong,是shi由you不bu鏽xiu鋼gang製zhi作zuo的de。為wei了le在zai斷duan電dian或huo設she備bei出chu現xian故gu障zhang的de情qing況kuang下xia,能neng夠gou完wan成cheng正zheng在zai進jin行xing的de操cao作zuo,人ren橋qiao吊diao各ge機ji構gou均jun設she有you手shou動dong裝zhuang置zhi。
人橋吊吊運的燃料組件為臨界載荷“,該設備屬於非承壓設備中核安全級設備、1I類抗震設備,在安全停堆地震SSE)引起的荷載作用下必須保持其完整性,不得有零部件掉落。
轉運裝置轉運裝置位於燃料廠房和反應堆廠房內,是核電站中**跨越兩個廠房的起重設備。它主要由傾翻起升機構、小車驅動機構、閥門開啟機構,以及緊急裝置、傾翻裝置、燃料廠房輥道、反應堆廠房輥道、轉運小車、轉運容器和轉運通道等組成見),主要有以下功能:在燃料廠房和反應堆廠房之間轉運燃料組件;閘閥的關閉和開啟操作,可確保當需要時可以將換料水池與轉運艙隔離。
轉運裝置大多數部件在12m深的水下,燃料轉運的所有主要動作也都在水下進行,因此對轉運裝置的可靠性、材料等要求較高,轉運裝置的主要部件均用不鏽鋼製作,轉運裝置各機構均設有手動裝置。
轉運裝置運送的燃料組件為臨界載荷“,該設備在非承壓設備中屬於核安全級設備、1I類抗震設備,在*大運行應力和安全停堆地震;SSE)產生的組合應力作用下不得失效,不得有零部件掉落。
輔助起重機輔助起重機與人橋吊均位於燃料廠房的乏燃料貯存水池的上方,與人橋吊共用套軌道。該機在新燃料運輸容器貯存和操作區、新燃料檢查裝置、新燃料貯存格架、新燃料升降機及乏燃料運輸容器裝載井閘門等區間運行。輔助起重機主要由工作小車、安裝小車、大車、橋架及水平輪等組成,具有以下功能。
燃料廠房中沿三個方向;X、Y、Z)水上操作新燃料組件及其容器;在核電站運行階段,輔助吊車用於吊運新燃料組件和新燃料運輸容器及其支架;裝上專用操作工具進行乏燃料容器裝卸等輔助操作。
輔助起重機工作小車起重量10+5/2t,5t主鉤用於吊運新燃料容器,2t副鉤配合新燃料抓具操作新燃料組件。安裝小車起重量為10t,zaihedianzhanjianzaojieduan,yongyudiaoyunheanzhuangfaranliaozhucungejia,yuduotaijizugongyong,zaidianzhanyunxingshichaixiabaocun。fuzhuqizhongjichuanzhuangxiaochewai,gejigoujunsheyoushoudongzhuangzhi。
輔助起重機工作小車吊運的組件為“臨界載荷”,該設備在非承壓設備中屬核安全級設備、1I類抗震設備,在安全停堆地震:SSE)引起的荷載作用下必須保持其完整性,不得有零部件掉落。
3.3反應堆設備閘門區起重機設備閘門區是核電站建造、維修期間以及在電站退役階段吊運大型設備和維修設備等的通道。3.3.1龍門架起重機龍門架起重機位於反應堆廠房外,正對設備閘門龍門架上,由起升機構、運行機構、門型車架、軌道及錨定裝置等組成見)。其主要功能是吊運壓力容器、zhengqifashengqihewenyaqidengzhongxingshebei。zaidianzhanjianzaoqijian,longmenjiaqizhongjijiangxuyaoyunsongdeshebeicongdimianqidiaozhiyidingbiaogaodeyunsongcheliangshang,yibianyunrufanyingduichangfangjinxinganzhuang。
龍門架起重機屬於室外用常規起重機,起重量―般為380t.youyudiaoyundeshebeifeichangzhongyao,qiqishengjigougangsishengchanraocaiyongrongyusheji。tongchang,duotaihedianjizugongyongyitailongmenjiaqizhongji,jidangyitaihedianjizudediaoyungongzuoanzhuangjieshuhou,biankejiangqichaixiagonglingtaihedianjizushiyong,shiyongwanchenghoudanduzhucun。gaishebeishiyuheanquanwuguandeshebei,yebuyongzuokangzhenfangmiandekaolv。
3.3.2龍門架低跨小車起重機龍門架低跨小車起重機位於反應堆廠房外設備閘門龍門架起重機的下方,低跨小車由起升機構、運行機構、車架、葫蘆及軌道等組成(見),主要用於反應堆停堆換料及檢修期間,在±0.00m標高的地麵和+20.00m標高的操作平台之間吊運螺栓拉伸機和主泵電機等設備;在反應堆建造和運行期間也可吊運其他設備。
龍門架起重機屬於室外用常規起重機,起重量―般為70/5t,因為吊運的設備比較重要,起升機構鋼絲繩纏繞采用冗餘設計,平時停放在反應堆廠房外設備閘門處高架的防護棚內。
longmenjiaqizhongjishiyuheanquanwuguandeshebei,zaiheanquanfenjizhongshufeikangzhenleishebei,danyingjinxingbiyaodekangzhenjisuan,baozhengzaifashengdizhenshiqizhongjilingbujianbudiaoluo、不產生飛射物或撞擊安全殼。
常規島用起重設備核電站中安裝汽輪發電機組及其輔助係統以及其他有關設備的廠房、構築物、設施統稱為常規島。常規島可分為汽輪發電機廠房、主控製室及輸配電廠房等。
在每個汽輪機大廳內安裝有兩台橋式起重機,用於在安裝以及維修期間為整個主廠房內的汽輪發電機組及其輔助設備提供吊裝服務。
該起重機起重量一般為200/30t,兩台起重機可以進行機械和電氣連接,用於聯合抬吊380t重的發電機定子。起重機主鉤和副鉤能同時工作,副鉤表1核電站中起重設備分級分類起重設備安全等級抗震類別質保等級備注機械環行起重機NC級N0Q2級(主要部件)乏燃料容器起重機NC級N0Q2級裝卸料機LS級11Q2級轉運裝置LS級(核安全2級)11Q2級(Q1級)括號內為轉運通道人橋吊LS級1IQ2級輔助吊LS級11Q2級NC級NOAQ3級安裝小車龍門架起重機NC級NOQ3級低跨小車起重機NC級NOQ3級汽輪發電機廠房起重機:200/30t)NC級NOAQR1級熱機修車間起重初(70/5t)NC級NOQ3級熱機修車間起重初(55/5t)NC級NOQ3級電環行起重機NC級NOQ2級(主要部件)乏燃料容器起重機NC級NOQ3級裝卸料機NC級NOQ3級轉運裝置NC級NOQ3級人橋吊NC級NOQ3級輔助吊NC級NOQ3級龍門架起重機NC級NOQ3級低跨小車起重機NC級NOQ3級汽輪發電機廠房起重機:200/30t)NC級NOQR1級熱機修車間起重初(70/5t)NC級NOQ3級熱機修車間起重初(55/5t)NC級NOQ3級注“表示該設備有特殊的抗震要求或進行必要的抗震計算”A“表示該設備隻需要設置抗震反鉤。
(下轉第20頁)應能協同主鉤傾翻或翻轉起吊構件。該起重機屬於常規起重機,但設計時應考慮使用環境的特殊性適變參數PID控製器單位階躍響應5結論從以上的分析可以看出,變參數PID控製器由於各個參數隨著誤差信號e的變化而變化,所以適應能力更強。能夠得到比一般的不變參數PID控製器更優的結果。因此應用到工程實踐中可得到更好的控製效果。
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