EPR高安全起重機的技術(shù)構(gòu)架

范秋晨

【摘要】 根據(jù)我國目前的核電發(fā)展計劃，新建的核電都要運用三代技術(shù)。EPR核電站運用先進的三代核電技術(shù)，能夠滿足國際用戶要求，三代技術(shù)不僅技術(shù)非常成熟，經(jīng)濟性與安全性非常好，有很大發(fā)展?jié)摿Α１疚闹饕撌隽薊PR高安全起重機的總體設(shè)計要求、電氣儀器控制要求、和機械技術(shù)方面要求。

【關(guān)鍵詞】EPR核電站；高安全起重機；技術(shù)分析

1引言

EPR核電站的環(huán)形起重機是核電站機組修正和工程安裝的重要設(shè)備，它常在核電站的反應(yīng)堆廠房內(nèi)。建設(shè)核電站過程中，環(huán)形起重機安裝工作、調(diào)試工作不僅對核電站反應(yīng)堆的廠房建造具有直接影響，而且會給蒸汽發(fā)生器的安裝和壓力容器的安裝帶來一些影響，并阻礙反應(yīng)堆廠房系統(tǒng)調(diào)試及各分項工程的正常施工。所以，運用環(huán)行起重機是建設(shè)核電站非常關(guān)鍵的一步。

2 EPR高安全起重機的總體設(shè)計要求

EPR起重機安全要求級別有2種，即：高安全1級和2級。高安全1級的起重機都是與核安全有聯(lián)系的設(shè)備，例如：環(huán)行起重機就屬于高安全1級，它和核安全有關(guān)，因為考慮核安全問題，一些起重機也被歸為高安全2級，例如：廢舊物廠房里的數(shù)控起重機或是燃料廠房的輔助起重機。高安全2級的技術(shù)比高安全1級的技術(shù)水平要低，和高安全起重機相連的電氣設(shè)備都沒有關(guān)于核安全方面的級別要求。設(shè)計高安全起重機過程中要充分考慮設(shè)備維修、拆裝時是否方便，并經(jīng)過專業(yè)的風(fēng)險分析測試，以確保人員人身安全，整車要盡可能的減小車輪對軌道的側(cè)向力，起重機的大小車要防止啃軌。設(shè)計臺車組、端梁和小車運行機構(gòu)過程中必須全面考慮車輪偏斜情況和對中情況。大小車機構(gòu)導(dǎo)向要選取相同側(cè)軌道，運行機構(gòu)對速度的變化要求非常高，速度變化必須十分平穩(wěn)，全部機構(gòu)要利用變頻器進行無級調(diào)速。EPR高安全起重機運動地震時，起重機結(jié)構(gòu)必須能夠保持較高的完整性并確保荷載不會發(fā)生墜落，起重機要設(shè)計有應(yīng)急控制模式，當(dāng)電源突然被切斷致使機械部件或者扭矩失效時可以把荷載至于相對安全的位置。當(dāng)傳動鏈上的制動器、減速器、聯(lián)動器、鋼絲繩或卷筒突然失效時，要結(jié)構(gòu)足夠完整級荷載不發(fā)生墜落。當(dāng)起重機起重量高于10噸時，起重機不能運用單根主梁的設(shè)計方式，布置大車臺車組要確保橋梁車輪組的垂直方向載荷均勻不能運用圓柱銷或是開口銷，起重機的起升機構(gòu)不能運用萬向聯(lián)軸器傳輸扭矩或是力。只有滑輪輪轂軸承可以運用有彈性的擋圈，當(dāng)有軸向載荷情況下不能運用有彈性的擋圈。起重機要配有斷軸保護設(shè)備，進而防止起重機的錨定、卷筒級滑輪等各零部件失效時發(fā)生運動，斷軸保護裝置可以降低吊運荷載安全由于零部件失效受到的影響。起重機的大小車可以一起運行，要裝有電氣互鎖系統(tǒng)，以避免大小車起升動作或運行動作一起進行。起重機機構(gòu)釋放緊急制動器之前必須要先監(jiān)測電機扭矩是否正常，運行機構(gòu)制動器要有電氣制動功能。起升機構(gòu)需要裝于非懸掛式的小車上，不能運用懸臂梁形式，運行機構(gòu)和起升機構(gòu)都要設(shè)計成能夠雙方向移動的，并且避免運用外部齒輪傳動裝置。

3起重機的電氣儀器控制要求

3.1元件故障安全性要求

電氣元件故障安全是元件在沒有動力的情況下可以發(fā)揮安全停堆作用，當(dāng)系統(tǒng)部件或通道有故障出現(xiàn)時，不進行任何操作可以讓保護系統(tǒng)功能安全。冗余結(jié)構(gòu)不能控制系統(tǒng)性的故障，只能控制隨機故障，系統(tǒng)安全和失效模式的系統(tǒng)失效有一定聯(lián)系。雖然能夠估計和系統(tǒng)失效有聯(lián)系的平均失效率，然而很難估計由共同原因失效與設(shè)計失效得出的失效分布，所以，一些特殊環(huán)境下失效概率很難確定，一定要利用最適宜技術(shù)來判斷，把共同原因失效與設(shè)計失效率將至最低，進而提升系統(tǒng)安全性。主動機械功能元器件和普通元器件有很大區(qū)別，可以利用起升限位開關(guān)闡明。普通起重的起升設(shè)備限位開關(guān)能運用重錘類型，而主動機械功能限位開關(guān)不能運用該類型，因為重錘類型開關(guān)不能滿足主動機械功能要求。EPR高安全起重機運用連桿穿過滑道和限位開關(guān)接觸，用這種方式觸發(fā)超行程的信號，具有較高的可靠性。

3.2電氣控制系統(tǒng)安全設(shè)計理念

按照高安全起重機的標(biāo)準(zhǔn)要求，控制系統(tǒng)安全等級分為B級、1級、2級、3級、4級。如果電氣元件要求為3級，起重機電氣控制系統(tǒng)就要運用安全等級3級作為系統(tǒng)的設(shè)計理念，才能提升系統(tǒng)可靠性與安全性。結(jié)合高安全起重機的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，高安全1級起重機的起升機構(gòu)安全相關(guān)功能都運用安全3級，如果出現(xiàn)安全3級元件故障，起升機構(gòu)緊急制動器和工作制動器可以立刻跳閘，停止起升運動。

4高安全起重機的機械要求

設(shè)計高安全起重機的主體結(jié)果過程中要全面考慮當(dāng)有地震發(fā)生時起重機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題，要使起重機對土建的力及土建對起重機的作用力將至最小，地震時可以確保起重機具有完整結(jié)構(gòu)。起升機構(gòu)是起重機的重要組成部分，起升機構(gòu)要滿足防單一性故障發(fā)生后的安全要求，防單一故障是某個故障出現(xiàn)后其他零部件也跟著失效，這些故障就是單一故障。防單一故障就要保證某個故障出現(xiàn)時其他零部件安全功能正常，并且能夠運用有效方法檢測單一故障。通常情況下，高安全1級起重機的起升機構(gòu)有兩種形式，即：開式傳動鏈和閉式傳動鏈。開式傳動鏈配有安全制動器，它由單減速器、單卷筒、單電動機和制動器組成。減速器的輸入位置有緊急制動器和工作制動器，卷筒裝有安全制動器的隨動裝置，主傳動鏈只用來驅(qū)動荷載，安全制動器能夠確保起升機構(gòu)安全，主傳動鏈制動器利用扭矩限制器現(xiàn)在傳動鏈扭矩大小。閉式傳動鏈由雙減速器、單卷筒、單電動機和制動器組成。各減速器都裝有緊急制動器和工作制動器。除電機與卷筒外，其他制動器、聯(lián)軸器及減速器都要相互獨立，當(dāng)其中某個傳動鏈由故障時，另個傳動鏈保持載荷，并可以滿足起升機構(gòu)安全功能要求。高安全2級起重機的起升機構(gòu)由單減速器、單卷筒、單電動機和制動器組成。安全制動器在卷筒上，工作制動器在高速軸上，2級起重機的起升機構(gòu)一定要裝設(shè)安全制動器。制動器裝在高速軸上，具體在減速器和電機間。起升機主要零部件也有一些選型要求，卷筒組要選用鋼板卷焊接，卷筒組自身需要滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的不銹鋼材料所制成，進行機械加工前，有軸頸或者焊接筒體的卷筒組要做熱處理。吊鉤通常選用鍛造的，當(dāng)載荷在40噸以內(nèi)時可以運用單鉤，單鉤與雙鉤規(guī)格尺寸需要符合標(biāo)準(zhǔn)要求，吊鉤要配有防脫裝置。起升機構(gòu)里的銷與軸要經(jīng)過超聲波進行檢測，銷與軸所有等級鋼材要進行KV沖擊試驗，試驗合格以后才能利用，設(shè)計銷與軸時要注意防止集中應(yīng)力，進而有效避免發(fā)生疲勞破壞。大車運行機構(gòu)主動車輪組由電機驅(qū)動單元進行驅(qū)動，小車運行機構(gòu)主要有4個車輪，2個車輪是主動車輪，車輪組由電機驅(qū)動單元集中驅(qū)動。大小車運行機構(gòu)都要裝配水平導(dǎo)向輪和防脫軌裝置，以免地震情況下水平導(dǎo)向輪發(fā)生失效大小車可以不脫軌。

5結(jié)束語

EPR高安全起重機還要考慮涂裝要求和維修便利性要求，由于起重機多在核電廠房里，所以，起重機運用的油漆必須具有防輻射能力，且可以通過溫度強度測試、去污能力測試、附著力測試等。油漆涂層系統(tǒng)的特性和等級、油漆供應(yīng)商及施工工藝都要滿足核電站的專用涂裝規(guī)范要求。設(shè)計起重機時要考慮設(shè)備的檢查、調(diào)整是否方便，需要注意一些有檢測要求或校正要求的起重機要設(shè)有專門的維修通道，進而保證人員安全到達。

參考文獻

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