AP1000核电站大型结构模块组装、安装的质保监督
中核霞浦核电有限公司 福建宁德 355100
关键词：AP1000；核电站；大型结构模块；组装、安装；质保监督
1.引言
建设于浙江三门的AP1000核电站采用的是我国引进第三代核电技术，以模块化的理念进行设计和建造。通过对AP1000的设计理念进行分析，阐述结构模块的基本概念和构造，从AP1000大型结构模块组装、安装通用工艺流程入手，结合现场模块化施工的难点，针对AP1000大型结构模块施工的特点提出了质保监督关注要点，为后续核电站大型结构模块施工质保监督提供了参考。 2.AP1000模块化建造 2.1 模块化建造概述
模块在化工和造船等领域已有运用，核电站建造中也有局部或小规模的模块施工，如：M310核电站的穹顶钢衬里模块、CANDU6核电站喷淋钢模块等。AP1000核电站从结构模块的规模和数量上都达到了最大化，拉开了国内核电站模块化建造的大幕。 图1 AP1000模块化建造示意图
2.2 AP1000大型结构模块
结构模块一般由钢板和型钢、剪力钉以及内部混凝土浇筑而成，形成完整的厂房结构，是后续管道、电气、通风、通用设备及主设备安装就位的基础。AP1000主要大型结构模块为CA01、CA02、CA03、CA04、CA05、CA20、CB20。大型结构模块为多部件组合体，外型尺寸偏大，结构形式复杂，整体尺寸控制难度比较大。一般AP1000大型结构模块划分成几个模块组合件，每个模块组合件又由若干个子模块构成。子模块采用工厂化预制，并运输至核电现场拼装成模块组合件，在由各模块组合件组装成整体的大型结构模块，再通过吊装，整体就位。
3.AP1000大型结构模块组装、安装通用工艺流程
AP1000大型结构模块均由若干个子模块拼装而成，其施工工艺流程基本相同：建立测量控制网→子模块水平组队、调整和固定→防焊接变形工装布置→预热、焊接→ 无损检测→工装拆除及焊后尺寸复测→组合件垂直组装→吊耳及防吊装变形支撑安装→补漆或酸洗→运输和吊装就位。
4.AP1000大型结构模施工难点
大型结构模块是多部件的组合体，施工难点主要体现在以下几个方面：第一，大型结构模块组装场地邻近海边，露天组装，风大且空气湿度大，环境因素不利，对焊接形成的质量影响很大，同时此场地在沿海属于台风高发区，对模块组装过程中结构的稳定性产生较大影响。第二，由于大型结构模块外形尺寸大，由众多子模块组装而成，由于子模块预制及组装公差的积累，加上焊接过程产生和累计的收缩，以及现场测量的操作难度，导致其整体外形尺寸控制难度比较大。第三，由于大型结构模块子模块、模块组合件外形不规则，重量大，最大的大型结构模块重达840多吨，重心难确定，对吊装施工影响大。 5.AP1000大型结构模块组装、安装质保监督要点
模块化施工的理念为核电厂的建造注入的新的方式，同时也对将新的理念变成现实提出了更高的要求，结合AP1000大型结构模块本身及施工的特点，质保监督活动需关注的要点如下：
5.1 测量的质保监督
AP1000采用模块化设计理念，现场安装的工作量会大大减少，但是车间、现场预制的工作任务会大大增加，因此对模块的拼装、组装过程中对子模块拼装、模块组合件组装、模块组装平台沉降观测、模块就位基础复测、模块就位复测等过程的测量质量控制极其重要。为确保测量的准确性，质量监督活动开展过程中，应对以下方面进行监督检查：（1）测量仪器设备、测量人员资格；（2）测量方案的执行、测量数据的记录和存档以及测量报告的审批；（3）基准点的选择、子模块拼装平台坐标系统与模块整体组装平台坐标系统的建立；
（4）控制点的标识及保护。 5.2 组装的质保监督 5.2.1 结构模块焊接
模块焊接是贯穿大型结构模块组安装全过程的核心施工作业，其焊接质量直接关系到模块整体组安装的质量。由于大型结构模块本身结构以及组装的特性，模块焊接质量及焊接变形控制是大型结构模块组装要解决的重要质量控制问题。
焊接活动开始前，应对焊接准备情况进行监督检查。根据工程进度，适时开展了对大型结构模块的焊接施工前的专项监督，确保焊接活动前的各项各项工作准备妥当，人员准备、技术文件、施工工机具、焊接材料均得到有效落实，为后续的焊接施工提供了保障。
焊接活动开始后，组织对大型结构模块焊接的定期、随机监督，如开展焊接管理的专项监督，全面检查焊接活动在“人、机、料、法、环”涉及的各个因素，必要时邀请专业的QC人员参与，提高监督检查的深度；随机监督的开展，可以在现场以巡检的形式开展，比如对焊接工装设置检查或焊接人员资质的抽查或焊接工艺的执行等。通过多种监督手段，掌握了焊接活动执行管理要求情况，及时对不利质量的行为或结果提出相应的纠正预防措施或NCR进行跟踪整改、验证，确保了焊接质量，使焊接变形带来的整体公差控制在可接受的范围内。 5.2.2 双相不锈钢焊接
AP1000大型结构模块应用了新型钢材--ASTM A240 S32101双相不锈钢，双相不锈钢焊接工作是AP1000大型结构模块的重点内容，A240 S32101双相不锈钢主要用在结构模块中（如CA20，CA01，CA03等），构成安全壳内置换料水箱、乏燃料池、燃料运输通道、燃料装卸坑等，以上结构参与构成燃料操作区域和非能动堆芯冷却系统，它的湿面接触硼酸，所以对耐腐蚀性要求很高，双相不锈钢的应用就是为了满足AP1000核电长周期稳定运行的要求。 双相不锈钢焊接最主要的问题是热影响区的耐蚀性、韧性易损失或焊后出现开裂，容易产生变形，根据AP1000设计要求，双向不锈钢焊后不能进行热矫正，增大了焊接变形的控制难度。因此，在质量监督活动中，应重点关注双向不锈钢焊接工艺执行，采取专项监督和随机监督，对焊接电流、电压以及焊接速度等规定的参数进行监督，防止焊接热数量超标。 5.2.3 结构模块吊装防变形工装
大型结构模块尺寸大，形状不规则，重量重，模块墙体多由δ=1/2”的钢板和型钢构成，整体刚度不大，载荷分配不均衡及动载荷的影响下，模块极易发生变形，如果变形过大，将会对后续模块的组安装和设备的安装带来极大的影响，严重时还会造成返工，造成成本的大幅增加。结构模块防吊装变形工装一般采用刚性支撑进行固定。质量监督活动中，重点核实吊装防变形工装是否按照施工方案或特措要求结构形式、设置位置进行安装，防变形工装的施工是否对结构本体造成污染，确保安装的吊装防变形支撑在吊装实施时发挥其防变形的作用。
5.3 运输、吊装的质保监督
相比国内以往常见堆型核电厂，大型结构模块结构的吊装是AP1000安装过程中的一大特点。AP1000大型结构模块外形尺寸比较大，重量比较重，模块安装就位空间非常有限，对模块吊装时的水平度要求非常高，如果模块水平度要求不满足要求，将影响模块吊装就位，而且给模块安装调整带来非常大的难度。AP1000大型结构模块吊装前，组织开展对吊装前准备的专项监督，从人员、吊耳的安装、施工机具、技术文件等方面进行监督。 6.结论
三门AP1000模块化施工的设计，从结构模块的数量及重量均属首次在核电站大规模应用，不仅是对核电站建造方式的一次考验，更是核电站大型结构模块应用的起点。通过简要分析AP1000大型结构模块组装、安装中存在的突出问题，对大型结构模块的质保监督活动及要点进行了分析和阐述，采取了多种形式的监督检查手段对施工过程执行程序的要求进行验证和监督，希望能对后续核电厂大型结构模块施工的质保监督提供参考。 参考文献
[1]魏俊明，刘琼，孙坤.第三代压水堆核电机组AP 1000的模块化施工分析[J].电力建设，2008.
[2]刘伟，李娟.AP1000大型结构模块焊接变形控制的思考[J].现代焊接，2012
AP1000核电站大型结构模块组装、安装的质保监督
