核电站柴油发电机组安装技术分析

核电站柴油发电机组安装技术分析
【摘要】应急柴油发电机组是为核电厂提供中压应急交流电源，分别为带有应急厂用设备的6.6KV交流应急配电系统供电。

在电厂外部交流电源全部失去的条件下，每套柴油发电机组装置都有能力满足应急厂用设备用电要求，以确保反应堆安全停堆，并且防止由于正常的外部电源系统失电而导致重要设备的损坏。

本文主要对当前压水堆核电站专属设计的柴油发电机组安装技术进行研究分析，结合工程实践进行总结和改进，为类似工程提供参考。

【关键字】核电站、应急柴油发电机、安装技术
1.概述
目前国内压水堆核电站主要采用的应急柴油发电机组型号为12PC2-6B，安装于柴油机厂房内±0.00m层，单台设备总重量约200t，外形尺寸为
12063×4180×4851mm，主要由6根钢梁，24个隔振器、6个阻尼器、1个公共底座、1台柴油机、1台发电机、1套维修平台等部件构成。

应急柴油发电机组的支撑基础为钢梁，通过地脚螺栓灌浆、树脂浇筑和贯穿楼板的螺杆安装固定；减振装置（隔振器和阻尼器）是通过与钢梁焊接和公共底座栓接进行安装；柴油机、发电机和公共底座分别供货至现场，需在安装厂房外组装后再整体运输至设备支撑基础上安装。

因此，针对应急柴油发电机组安装的特点、精度和环境要求，研究制定一套切实有效、安全可靠的安装技术方案是非常必要的。

1.施工条件及工艺流程分析
2.1机组安装技术指标
机组整体安装技术要求和指标如下：
(1)钢梁的定位尺寸误差不能超过2 mm，上表面水平度偏差为±1mm，6根钢梁上表面相对标高差不超过1mm。

(2)应急柴油发电机组的整体平面位置、标高允许偏差为±5mm。

(3)应急柴油发电机组吊运和安装过程中，使用的牵引装置、升降工具或工装需保证机组运输、顶升、下降等操作过程平稳，不倾翻。

(4)隔振器与阻尼器的定位、压缩量满足设计要求。

2.2机组安装先决条件
机组两侧钢梁之间（即机组就位后下方）的混凝土区域已清理干净并涂装环氧树脂油漆。

机组安装房间内的吊车已安装，且载荷试验已完成。

柴油机厂房±0.00m及以下标高层的辅助设备已吊装就位。

2.3机组安装工艺流程
1.柴油发电机组安装技术分析
3.1设备基础放线及处理
根据设备安装就位图要求，以基准墙面为准，放出曲轴箱端面基准线、设备安装中心轴线、贯穿螺栓安装中心线，以及设备安装标高基准线。

设备基础需要浇注树脂和灌浆的区域应清理干净并凿成麻面。

3.2平整树脂层浇注
(1)内外隔板设置：采用[10槽钢支模将需要浇注树脂区域形成封闭区，并用
密封胶泥对槽钢与混凝土、槽钢与槽钢连接处进行密封，槽钢背面喷涂脱模剂或
保护油脂；再将树脂浇筑区域用围条分隔成若干个小区域，用保护套管（PVC管）隔离出贯穿螺栓孔。

(2)顶丝支撑板安装：按施工图所示位置布置顶丝支撑板，用胶条将其隔离
保护，使用粘剂将顶丝支撑板和胶条固定在混凝土上。

(3)使用压缩空气将树脂浇注区域的混凝土表面吹扫干净。

(4)浇注前确认所有由槽钢、围条、胶条形成的分隔区域都已密封，再按照
树脂使用说明要求，浇注平整树脂层至设计要求的标高位置。

(5)树脂浇注后硬化至少24h，移除所有围条，并将原围条位置的凹槽内填充
满密封剂，在所有密封剂硬化后取下槽钢。

图1：平整树脂层浇注示图
3.3机组两侧钢梁安装
(1)使用海绵围条将填充树脂层内部区域分隔成若干小区域，海绵围条用粘剂固定。

(2)钢梁倒运至厂房内前，对其下表面进行清洁除油，并喷涂脱模剂。

(3)用液压小车将柴油机端的钢梁倒运至安装位置附近临时放置，但不能影响机组运输和安装。

(4)用液压小车将机组两侧4根钢梁分别倒运至安装位置；调整钢梁的平面位置，在钢梁底部安装搬运用顶丝螺栓来顶升钢梁至合适位置，撤出液压小车，然后降低钢梁高度，替换上安装用顶丝螺栓，并通过顶丝和千斤顶将钢梁调整到位。

(5)机组两侧钢梁的位置、标高和水平度满足要求后，便可从楼板底面安装贯穿螺栓并进行预紧固。

(6)用[10槽钢在钢梁周围形成封闭区域，并用密封胶泥对槽钢与混凝土、槽钢与槽钢连接处进行密封，槽钢背面喷涂脱模剂或保护油脂。

(7)不间断对填充树脂层进行树脂浇注，树脂硬化且完全稳固至少需要24h。

(8)树脂完全稳固后，撤去槽钢；拆卸顶丝螺栓，并安装上闷塞；采用专用液压拉伸器分三次对贯穿螺栓紧固，紧固完毕对螺纹保护。

3.4机组牵引装置及轨道布置
(1)牵引锚点设置：机组牵引拉耳的最大允许承载力为30t，通过8颗M20膨胀螺栓安装于沿机组纵向中心轴线正对的厂房墙面上，膨胀螺栓力矩规定为
200Nm。

(2)牵引系统布置
在厂房内靠大门口处设置一台5t的卷扬机，卷扬机钢丝绳的额定拉力为50KN，卷扬机滚筒出绳高度应与厂房内导向滑轮高度一致；
卷扬机通过在后方地面设置临时拉耳，挂设倒链进行固定；
在卷扬机布置同侧的墙面上设置一个固定锚点用于安装导向定滑轮组，固定锚点采用额定承载力为5t的吊耳，并用4颗M16的膨胀螺栓安装在墙体上；
30t吊钩型滑轮组挂设在牵引锚点上，另一端通过10t吊带、卸扣与机组的公共底座上两个牵引拉耳连接。

(3)厂房外地面回填：厂房外回填地面应稍高于房间地面标高+0.50m，回填区域需夯实，且承载力应≥20t/m²，并进行沉降试验。

(4)运输轨道铺设：在厂房内、外都应铺设钢板，且钢板与钢板之间点焊连接，再沿运输通道方向在机组安装中心轴线两侧，采用角钢（L70）焊接固定在已铺设钢板上，设置成槽形作为运输轨道。

图2：轨道及钢板铺设示图
(5)载重多轮小车布置：在每条运输轨道槽内布置4台承重多轮小车，且相互之间用连杆连接，保持多轮小车联动同步运行。

图3：多轮小车布置示图
3.5机组卸车及组装
柴油发电机组的公共底座、柴油机和发电机在运至现场前，吊车和货车的行走路线应畅通，路面已处理，满足行走要求。

吊车站位区域应平整夯实，吊车旋转范围内的地面和空间都无障碍物。

图4：机组的部件卸车吊装平面图
3.5.1公共底座卸车
(1)吊装参数：公共底座的重量约48t，选用350t汽车吊吊装，最大作业半径9.5m，额定起重量为110t。

(2)吊索具连接：公共底座上的4个吊耳中心与底座重心位置存在偏差，需通过调节索具保持吊装平衡。

在一侧吊索具上设置20t×3m的手拉葫和
Φ50×2.88m的钢丝绳，另一侧用两根Φ32×16m的钢丝绳，分别采用21t、17t 卸扣与吊车吊钩、公共底座上吊耳连接，再在公共底座两侧设置溜绳。

(3)检查载重多轮小车在轨道上的布位，并在公共底座边缘标出与多轮小车接触的位置，以便公共底座按此标识就位。

在公共底座底面选取4处布设道木、楔块加固，增大公共底座与地面的接触面积，可避免公共底座就位时位移，为后续柴油机、发电机组装增加稳定性。

(4)吊车缓慢起钩，将公共底座吊离地面100～200mm进行试吊，检查确认吊车、设备、吊索具等状态符合要求，再通过吊车起钩、旋转、落钩等操作，将公共底座吊卸至靠厂房门口的运输轨道的载重多轮小车上。

图5：公共底座吊装示图
3.5.2柴油机卸车及组装
(1)吊装参数：柴油机重量约87.6t，仍选用350t汽车吊进行吊装，最大作业半径9.5m，额定起重量为110t。

(2)吊索具连接：柴油机卸车用4根Φ52×16m的钢丝绳双股使用，钢丝绳单股额定载荷为25.9t，通过55t卸扣分别与吊车吊钩、柴油机吊耳连接，并在柴油机两侧设置溜绳。

(3)吊车缓慢起钩，将柴油机吊离运输车100～200mm进行试吊，检查确认吊车、设备、吊索具等状态符合要求，拆除柴油机上运输工装，再通过吊车起钩、旋转、落钩等操作，将柴油机吊装落位至公共底座上。

(4)柴油机落位前，需对公共底表面进行清理，且柴油机由吊车配合调整落位准确，然后进行螺栓连接，油底壳清理，曲轴箱盖板复装、油管安装等工作。

图6：柴油机吊装示图
3.5.3发电机卸车及组装
(1)吊装参数：发电机重约50.7t，选用350t汽车吊进行吊装，吊车最大作业半径9.5m，额定起重量为110t。

(2)吊索具连接：采用平衡梁对发电机进行吊装，平衡梁上下分别通过25t 的弓形卸扣与钢丝绳连接；平衡梁上部采用4根Φ52×16m钢丝绳双股使用，下部用4根Φ50×2.88m钢丝绳单股使用，钢丝绳单股额定载荷为35t。

(3)吊车缓慢起钩，将发电机吊离运输车100～200mm进行试吊，检查确认吊车、设备、吊索具、平衡梁等状态符合要求，再通过吊车起钩、旋转、下降等操作，将发电机吊装落位至公共底座上就位、调整，连接螺栓并紧固。

图7：发电机吊装示图
3.6机组牵引及就位
(1)应急柴油发电机组在厂房外组装完成后，利用厂房内已布设好的卷扬机
牵引系统将机组缓慢平稳的牵引至厂房内就位。

设置专人负责操作卷扬机，速度
控制在0.25m/min以内，发电机端的公共底座上设置溜绳，并安排专人对多轮小
车行走进行监护，防止走偏。

(2)机组沿纵向中心轴线牵引至基础上方后，在机组两侧钢梁上布设12台千
斤顶，利用千斤顶将机组同步顶升（可在千斤顶下面垫钢板来增加高度），撤出
机组下方的多轮小车、运输轨道、钢板等。

(3)在机组两侧钢梁上布置钢性支墩，但应避开隔振器和阻尼器的安装位置，支墩上表面可放置一块木板，然后降低千斤顶高度，使机组缓慢平稳的落到钢性
支墩上，千斤顶仍可辅助承载，支墩布设数量和顶升高度都可以根据现场实际情
况确定。

(4)千斤顶操作过程中，配置专人实时观测设备起升、下降距离，保持设备
同步起升、下降；多人操作多台千斤顶时，需要安排统一指挥人员，操作人员需
听从统一指令，进而同步匀速起升、下降千斤顶。

(5)机组调整就位后，其平面位置偏差应控制在±5mm内。

图8：机组牵引示图
3.7机组前后端的钢梁安装
(1)机组前、后端的钢梁安装区域仍需完成平整树脂层浇注、顶丝螺栓支撑
板安装、填充树脂层浇注、贯穿螺栓安装等工序，与两侧钢梁的施工工艺相同。

(2)将地脚螺栓孔内清理干净，并放置地脚螺栓，再将机组前、后端的钢梁
吊运就位，然后提起地脚螺栓穿过钢梁底部上的螺栓孔，拧上螺母。

(3)贯穿螺栓从楼板底面穿过楼层贯穿孔和钢梁上的螺栓孔，并安装上螺母、垫片后，再预紧固。

(4)前、后端钢梁的标高、位置和水平度调整至符合要求，确保地脚螺栓垂直，然后对地脚螺栓孔进行灌浆。

(5)待地脚螺栓孔的灌浆层达到设计强度的75%以上，进行平整树脂浇注，浇
注的高度与地脚螺栓孔周围的平整树脂层保持一致。

(6)采用[10槽钢对钢梁围成封闭区域，用海绵围条和密封胶泥进行分隔和密封，然后浇注填充树脂层，浇注高度与其他钢梁区域保持一致。

(7)待填充树脂层硬化并完全稳固后，撤去分隔模板，紧固贯穿螺栓，拆卸
顶丝螺栓并安装闷塞，拧紧地脚螺栓。

3.8隔振器与阻尼器安装
(1)用螺栓将隔振器、阻尼器与安装板、公共底座连接，然后使用千斤顶降
落机组与钢梁接触，确定所有安装板的位置后，定位焊接固定。

(2)拆卸隔振器、阻尼器与安装板的连接螺栓，利用千斤顶起升机组并布设
钢性支墩，拆除所有隔振器和阻尼器。

(3)按照相关焊接工艺和标准对安装板进行焊接和无损检测，待完工焊缝检
查合格并涂装后，才允许回装隔振器和阻尼器。

(4)隔振器初始高度约435mm，由拉杆螺栓锁紧处于压缩状态，将隔振器放置
到安装板上，拧紧隔振器与安装板的连接螺栓，设计力矩为370Nm；再松开隔振
器上的拉杆螺栓，拉杆螺栓松开后隔振器的高度变为475mm。

将千斤顶放置在阻
尼器安装位置将机组顶起撤出钢性支墩，然后缓慢调整千斤顶使机组下降至
475mm，用螺栓将公共底座与隔振器连接并紧固，此时隔振器受力，撤出千斤顶，隔振器安装完成。

整个过程操作千斤顶顶升和下降必须确保同步，防止机组倾斜，
每次顶升或下降一定高度后用钢板尺进行检测，各千斤顶高度一致时方可继续顶
升或下降。

(5)阻尼器正式安装前，需用约50Kg的重物将阻尼器高度压缩至435mm左右，阻尼器压缩后反弹比较缓慢，此时可迅速将阻尼器放置到安装板上拧紧连接螺栓，设计力矩为370Nm，最终阻尼器缓慢反弹至高度475mm，然后用螺栓连接阻尼器
与公共底座并拧紧，阻尼器安装完成。

3.9机组最终调整及检查
(1)机组与隔振器、阻尼器全部连接，螺栓紧固后，复测机组的最终安装标高、位置等参数的偏差值是否符合设计要求。

(2)测量隔振器、阻尼器的压缩量，判断是否满足设计要求。

(3)按照施工图要求，安装机组两侧的维修平台。

1.总结
结合核电工程项目实际，研究分析出来的应急柴油发电机组的安装技术已在
多个核电站建设中成功应用，最终确保了设备安装和运行质量良好。

通过工程实
践总结和优化，研制的吊装和安装工装安全可靠且功能性都能得到保障，其中组
成牵引系统的各部件也都能拆装，可反复使用；运用整套引入施工工艺和牵引系
统能大大降低施工难度，提高生产效率，能有效保证柴油发电机组的吊装和安装
调整的安全性，节省大量的人工、机具、材料的使用成本。

此套施工工艺可直接
应用于同类型、同类环境的柴油发电机组的安装，具有较强指导性意义。