Способ монтажа основного крупногабаритного оборудования реакторной установки методом "OPENTOP"
METHOD OF MOUNTING THE MAIN LARGE-SIZE REACTOR PLANT EQUIPMENT BY THE "OPENTOP" METHOD

Изобретение относится к монтажу оборудования реакторной установки при строительстве атомных электростанций (АЭС) с водо-водяными энергетическими реакторами (ВВЭР).
Известно, что одной из основных проблем строительства АЭС являются сроки сооружения, которые в свою очередь влияют на общую стоимость строительства.
Известен способ возведения крупноблочного сооружения (АЭС) в прибрежной зоне водоема, который предусматривает строительство шлюзового дока и возведение в сухом доке фундамента. Затем шлюзовой док связывают с водоемом и заполняют водой выше поверхности фундамента с учетом осадки плавкомплекса. Готовый блок-модуль в сборе транспортируют с завода-изготовителя по каналу, заполненному водой, наплавным методом в составе понтонного плавкомплекса и устанавливают с помощью плавкомплекса на фундамент, после чего разъединяют понтоны плавкомплекса от блок-модуля и транспортируют на завод-изготовитель для повторного использования. После этого шлюзовой док освобождают от воды и завершают строительство сооружения в сухом доке (патент RU2195531, МПК E02B 17/00, E02B 9/00, опубл. 27.12.2002 г.).
Известен способ сооружения реакторного отделения атомной электростанции. Реакторное отделение атомной электростанции размещают под землей в сооружении неглубокого залегания шахтного типа. Используют модульный ядерный реактор, который устанавливают на сейсмоизолирующих устройствах. В качестве шахтного сооружения для размещения модульного ядерного реактора используют существующее сооружение шахтной пусковой установки, а модуль реактора крепят к системе амортизации пусковой установки (патент RU2061265, МПК G21C 9/00, G21C 13/00, опубл. 10.04.1996 г.).
Известен способ установки оборудования реакторной установки козловым краном большой грузоподъемности при сооружении Балаковской АЭС, https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D0%BB%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%90%D0%AD%D0%A1, который устанавливался над зданием реактора и путем движения по рельсовым путям перемещал укрупненные блоки строительных конструкций и оборудования на штатные места в здание реактора.
Недостатком данного способа является ограниченность применения козлового крана, используемого в качестве монтажного, который, занимая большое пространство вокруг строящегося энергоблока, ограничивает пространство для использования другой грузоподъемной техники и ограничивает возможности проведения других строительно-монтажных работ до отъезда крана от здания реактора. Также невозможно использовать кран при сооружении двух энергоблоков одновременно или с небольшой разбежкой при их сооружении, что потребует многократной разборки сборки козлового крана и крановых путей, что значительно увеличит расходы на его содержание и эксплуатацию.
Задачей изобретения является ускорение сроков сооружения энергоблока АЭС за счет раннего монтажа крупногабаритного оборудования реакторной установки.
Технический результат – ускоренный выход на сварку главных циркуляционных трубопроводов (ГЦТ) с сокращением сроков сооружения АЭС до 8 месяцев.
Задача решается, а технический результат достигается способом монтажа основного крупногабаритного оборудования реакторной установки на этапе совмещенных строительно-монтажных работ с площадки предмонтажной подготовки до момента закрытия купола внутренней защитной оболочки здания реактора, при котором сооружают временную площадку для установки гусеничного крана большой грузоподъемности перед зданием реактора,  возводимого при сооружении АЭС, после чего на площадке собирают и устанавливают гусеничный кран большой грузоподъемности, при этом в зоне действия гусеничного крана устраивают дополнительную площадку для предмонтажной подготовки оборудования перед его установкой, далее на площадку предмонтажной подготовки транспортерами подают крупногабаритные блоки оборудования реакторной установки и в зависимости от габаритов, массы, применяемой оснастки помещают их в специально отведенных местах в зоне действия гусеничного крана, затем проводят предмонтажную подготовку, досборку опорных элементов или навесного оборудования, причем параллельно с данными работами в здании реактора выполняют строительные работы по подготовке помещений под установку оборудования и создают локальные «чистые» зоны в местах установки оборудования, затем в подготовленные помещения с помощью гусеничного крана и оснастки подают оборудование последовательно на свои штатные места, при этом, если оборудование предварительно было транспортировано на предмонтажную площадку в горизонтальном положении, выполняют кантовочные операции и краном выводят оборудование в вертикальное предпроектное положение, а затем помещают на штатное место, а после установки на штатные места оборудование укрывают от внешнего воздействия и атмосферных осадков.
Согласно изобретению:
- крупногабаритные блоки оборудования реакторной установки включают корпус реактора, компенсатор давления, емкости системы аварийного охлаждения зоны, корпуса парогенераторов, блоки трубопроводов ГЦТ, корпуса главных циркуляционных насосов;
- кантовочные операции выполняют для следующего оборудования: корпус реактора, компенсатор давления, емкости системы аварийного охлаждения зоны,  корпуса главных циркуляционных насосов;
- оборудование укрывают от внешнего воздействия и атмосферных осадков с помощью мягких тентов, жестких металлических конструкций, навесов.
Технический результат достигается за счет использования гусеничного крана большой грузоподъемности и заявленной совокупности действий, что позволяет осуществлять работы по монтажу крупногабаритного оборудования реакторной установки параллельно с выполнением общего комплекса основных строительных работ со всеми мероприятиями по защите оборудования, созданию необходимой чистоты помещений в зонах нахождения оборудования, обеспечения температурно-влажностного режима и других условий для обеспечения сохранности оборудования и поддержания условий, влияющих на выполнения качественных монтажно-сварочных работ.
Общий комплекс строительно-монтажных работ включает в себя подготовку помещений до завершения основных строительных работ по монтажу оборудования. Сокращение сроков обуславливается тем, что работы, которые необходимо выполнить для обеспечения начала сварки ГЦТ,  выполняются раньше окончания основных строительных работ, без ожидания пуска в работу штатного крана кругового действия, что в «классическом» варианте монтажа требуется для начала выполнения монтажных работ, и идут в параллели с основными строительными работами. Выполнение данных монтажных операций является определяющим при выходе на физический пуск энергоблока АЭС.
Сущность изобретения поясняют рисунки, где:
На фиг.1 - показана схема установки корпуса главного циркуляционного насоса (ГЦН);
На фиг.2 - схема монтажа компенсатора давления (КД);
На фиг.3 а) схема монтажа корпуса реактора, б) кантовка корпуса;
На фиг.4 - схема монтажа корпусов парогенераторов (ПГ);
На фиг.5 - схема монтажа емкостей системы аварийного охлаждения зоны;
На фиг.6 -  схема монтажа главных циркуляционных трубопроводов (ГЦТ);
На фиг.7 - схема установки защитных укрытий на смонтированное оборудование реакторной установки;
На фиг.8 - схема установки защитных укрытий на трубопроводы ГЦТ;
На фиг.9 – приведен график сокращения сроков сооружения при использовании заявляемого способа по сравнению с «классическим» способом монтажа (на 8  месяцев).
На фигурах обозначено:
1 – гусеничный кран большой грузоподъемности;
2 – здание реактора;
3 – временная площадка для установки гусеничного крана большой грузоподъемности;
4 – дополнительная площадка для предмонтажной подготовки оборудования перед его установкой;
5 – корпус главного циркуляционного насоса (ГЦН);
6 – компенсатор давления;
7 – корпус реактора;
8 – корпус парогенератора;
9 – емкость системы аварийного охлаждения зоны;
10 – главный циркуляционный трубопровод (ГЦТ);
11 – защитные укрытия.
Способ осуществляют следующим образом.
Сооружают временную площадку для установки гусеничного крана 1 большой грузоподъемности перед зданием 2  реактора,  возводимого при сооружении АЭС, после чего на площадке 3 собирают и устанавливают гусеничный кран большой грузоподъемности, при этом в зоне действия гусеничного крана устраивают дополнительную площадку 4 для предмонтажной подготовки оборудования перед его установкой, далее на площадку 4 предмонтажной подготовки транспортерами подают крупногабаритные блоки оборудования реакторной установки и в зависимости от габаритов, массы, применяемой оснастки, помещают их в специально отведенных местах в зоне действия гусеничного крана 1, затем проводят предмонтажную подготовку, досборку опорных элементов или навесного оборудования, причем параллельно с данными работами в здании 2 реактора выполняют строительные работы по подготовке помещений под установку оборудования и создают локальные «чистые» зоны в местах установки оборудования, для чего части помещений изолируют от воздействия окружающей среды, закрывают проемы. Убирают строительный мусор, выполняют частичную отделку изолированных участков помещений, обеспыливают пол, стены, потолок. Выполняют регулярную влажную уборку  2 раза в день.
Затем в подготовленные помещения с помощью гусеничного крана 1 и оснастки подают оборудование последовательно на свои штатные места, при этом, если оборудование предварительно было транспортировано на предмонтажную площадку в горизонтальном положении, выполняют кантовочные операции и краном выводят оборудование в вертикальное предпроектное положение, а затем помещают на штатное место, а после установки на штатные места оборудование укрывают от внешнего воздействия и атмосферных осадков. После выполнения данных операций выполняется окончание строительных работ.
На схемах (фиг. 1-5) представлены монтажные операции при установке оборудования реакторной установки.
На фиг.1 показана схема установки корпуса главного циркуляционного насоса 5 (ГЦН), где из Положения 1, с предмонтажной площадки 4 гусеничным краном 1 большой грузоподъемности укрупненный блока корпуса насоса ГЦН поднимается в Положение 2, затем поворотом крана помещается в сторону здания 2 реактора (Положение 3) и опускается на штатное место в Положение 4. Далее оборудование расстрапливается и укрывается металлическим кожухом (фиг. 7). Таким образом устанавливаются все остальные корпуса насосов ГЦН.
На фиг.2 показана схема установки компенсатора давления 6. Из Положения 1, с предмонтажной площадки 4 гусеничным краном 1 большой грузоподъемности с помощью специальной траверсы блок компенсатора давления переводится из горизонтального Положения 1 в вертикальное Положение 2,3, затем поднимается на необходимую высоту (Положение 4), и далее поворотом крана помещается в сторону здания реактора (Положение 5,6) и опускается в помещение (Положение 7,8) на штатное место в Положение 9. Далее оборудование центруется, раскрепляется, расстрапливается и укрывается металлическим кожухом (фиг. 7).
Также можно выполнить кантовку компенсатора давления двумя кранами и потом выполнить установку гусеничным краном большой грузоподъемности.
На фиг. 3 показана схема установки корпуса 7 реактора. Предварительно корпус устанавливается на предмонтажной площадке 4 на специальный кантователь и опору в горизонтальном положении, далее из Положения 1, гусеничным краном 1 большой грузоподъемности с помощью специальной траверсы корпус 7 реактора переводится из горизонтального Положения 1 в вертикальное Положение 2, затем поднимается на необходимую высоту (Положение 3), и далее поворотом крана 1 помещается в сторону здания 2 реактора (Положение 5) и опускается в помещение (Положение 6) на штатное место в Положение 7. Далее оборудование центруется, проверяется точность положения, расстрапливается и укрывается металлической крышкой и выполняется защита главного разъема (фиг.7).
На фиг. 4 показана схема установки корпуса парогенератора 8 (ПГ), где из Положения 1, с предмонтажной площадки 4 гусеничным краном 1 большой грузоподъемности корпус 8 поднимается с помощью такелажной оснастки в Положение 2, затем поворотом крана 1 помещается в сторону здания реактора (Положение 3,4) и опускается на штатное место в Положение 5. Далее оборудование центруется, расстрапливается и укрывается металлическим кожухом (фиг. 7). Таким образом устанавливаются все остальные корпуса ПГ.
На фиг. 5 показана схема установки емкости 9 системы аварийного охлаждения зоны (САОЗ). Способ 1 – из Положения 1, с предмонтажной площадки 4 гусеничным краном 1 большой грузоподъемности с помощью специальной траверсы и вспомогательного крана емкость САОЗ переводится из горизонтального Положения 1 в вертикальное Положение 2,3, затем поднимается на необходимую высоту (Положение 4), и далее поворотом крана помещается в сторону здания реактора (Положение 5,6), заводится в здание реактора и опускается в помещение (Положение 7,8,9,10) на штатное место в Положение 11. Далее оборудование центруется, раскрепляется, расстрапливается и укрывается металлическим кожухом (фиг. 7). Таким образом устанавливаются все остальные емкости САОЗ. Способ 2 – также можно выполнить кантовку емкости САОЗ одним гусеничным краном большой грузоподъемности на кантовочной площадке, а далее установить на штатное положение.
На фиг. 6 показана схема установки главных циркуляционных трубопроводов 10 (ГЦТ), где из Положения 1, с предмонтажной площадки 4 гусеничным краном 1 большой грузоподъемности корпуса поднимается в Положение 2, затем поворотом крана 1 помещается в сторону здания реактора (Положение 3,4) и опускается на штатное место в Положение 5. Далее оборудование расстрапливается и укрывается металлическим кожухами (фиг. 8). Таким образом устанавливаются все остальные трубопроводы (ГЦТ). Часть блоков дополнительно кантуется в предпроектное положение на площадке предмонтажных работ перед их установкой на штатное место.
Для сохранения качества выполнения монтажных работ применяют металлическую несъемную опалубку, консольно-балочную или балочную металлическую опалубку при сооружении перекрытий внутренних конструкций, что позволяет организовывать локальные зоны с необходимой чистотой внутри помещений, а также обеспечивают необходимую защиту оборудования от внешних воздействий и воздействий окружающей среды на период монтажных работ с исключением рисков повреждения оборудования. В дополнение к перечисленному изоляция помещений требуется для создания определенного влажностно-температурного режима и обеспечения необходимых условий для выполнения монтажно-сварочных работ.  Для дополнительной защиты оборудования используются щитовые каркасные металлические конструкции.
Реализация данного способа монтажа оборудования реакторной установки (РУ) для АЭС с ВВЭР позволяет сократить сроки выхода на сварку ГЦТ до 8 месяцев по сравнению с традиционным методом монтажа краном кругового действия, повысить качество выполняемых работ и сократить затраты на сооружение энергоблока с АЭС.
Способ позволяет гибко оптимизировать график выполнения работ при сооружении АЭС с ВВЭР (фиг.9), в связи с комплексным подходом к выполнению строительно-монтажных работ и минимизировать риски отклонения графика строительства, что позволяет, управляя технологическими процессами параллельно со строительными работами, выполнять полный спектр монтажных работ на оборудование реакторной установки. За счет уменьшения количества выполняемых монтажных операций уменьшаются риски повреждения оборудования и уменьшается время проведения данных операций, следовательно, увеличивается качество выполняемых работ.
Современный гусеничный кран большой грузоподъемности обладает повышенными характеристиками точности, плавности хода, работы механизмов подъема по сравнению с штатным мостовым краном кругового действия (полярный кран). Гусеничный кран по сравнению с полярным краном либо соизмерим, либо обладает более высокими характеристиками.
Способ имеет развитие, заключающееся в том, что установку оборудования можно совмещать с крупноблочным монтажом строительных конструкций и тем самым увеличить время использование гусеничного крана, перенося большую часть работ на укрупнительно-сборочную площадку и выполняя комплексно весь объем строительных конструкций вне здания реактора, а массовые характеристики поднимаемых блоков будут ограничиваться грузоподъемностью крана и его конфигурацией.
Способ позволяет выполнить монтаж оборудования реакторной установки на стадии совмещенных строительно-монтажных работ.