AP1000核電廠主泵變頻器安裝實踐

程明星

摘 要：AP1000核電廠主泵變頻器安裝重量重，體積大，與其他專業(yè)施工邏輯交叉多；同時設(shè)備本身對安裝環(huán)境要求較高，需要采取臨時溫濕度控制措施及防塵降塵措施，設(shè)備安裝困難多，本文通過某濱海AP1000核電項目主泵變頻器的安裝實踐，簡要介紹了變頻器安裝工序、需注意事項，及后續(xù)改進(jìn)建議等，為其他AP1000項目的同類設(shè)備安裝提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞：AP1000；主泵變頻器；安裝；經(jīng)驗反饋

AP1000核電技術(shù)，是中國核電技術(shù)自主化依托項目最終選用技術(shù)，于2007年正式確定。首批依托項目4臺機(jī)組分別落戶浙江三門及山東海陽。AP1000技術(shù)的關(guān)鍵亮點之一是一回路系統(tǒng)冷卻劑主泵采用屏蔽主泵，減少了其他壓水堆核電技術(shù)上采用的軸密封主泵上可能發(fā)生的因軸封損壞造成冷卻劑大量泄漏的隱患。

為滿足中國50赫茲工頻電壓供電的要求并減小主泵啟動時對廠用電系統(tǒng)和電機(jī)的沖擊，在主泵供電回路中設(shè)計主泵變頻器（Variable Frequency Drive，VFD）設(shè)備。AP1000主泵變頻器額定運(yùn)行工況輸入10.5千伏，50赫茲，輸出6.9千伏，60赫茲。VFD主要作用是先通過變頻啟動主泵并升速后，再通過定頻輸出60赫茲主泵電源。中國AP1000依托項目的主泵變頻器由美國WEC公司采購，德國西門子公司制造。本文通過某濱海核電項目主泵變頻器的安裝介紹，為后續(xù)其他AP1000項目類似設(shè)備安裝提供良好實踐及經(jīng)驗反饋。

1 主泵變頻器簡介

中國某AP1000核電項目每臺機(jī)組設(shè)置4臺主泵，每臺主泵配備1臺變頻器，均布置在核島與常規(guī)島廠房連接處的常規(guī)島第一跨廠房內(nèi)。變頻器供電從常規(guī)島4段中壓母線取電，經(jīng)變壓變頻后輸出至布置在核島輔助廠房的主泵斷路器。每臺變頻器由電源輸入柜、變壓器柜、保護(hù)及控制柜、單元柜、電源輸出柜、冷卻柜、換熱器模塊等7大組件構(gòu)成。安裝完成后單臺變頻器最終尺寸12.745米*1.778米*2.921米，總重量為30683千克。

2 主泵變頻器運(yùn)輸、存儲

VFD設(shè)備整體重量大，某濱海核電主泵變頻器全部通過海運(yùn)運(yùn)輸至核電廠重件碼頭，通過平板拖車運(yùn)輸至存儲倉庫。為便于運(yùn)輸，將1臺變頻器分為4個運(yùn)輸子組件，4個運(yùn)輸子組件的帶包裝尺寸及重量詳見表1。由于各組裝尺寸大，重量重，因此如果現(xiàn)場不能在設(shè)備到貨后直接引入安裝位置的，必須考慮臨時儲存?zhèn)}庫的出入與倒運(yùn)問題。

3主泵變頻器現(xiàn)場安裝

3.1主泵變頻器安裝難點

3.1.1 設(shè)備重量大，房間內(nèi)無專用運(yùn)輸?shù)觞c，地面有預(yù)埋螺栓需要保護(hù)，運(yùn)輸難度大。

3.1.2 變頻器安裝期間對設(shè)備安裝環(huán)境清潔度及溫、濕度要求高，需要在建安裝較多臨時溫、濕度控制措施。

3.1.3 設(shè)備外形大，對房間內(nèi)部施工邏輯、土建地面平整度等有較高要求。

3.2 現(xiàn)場安裝的施工先決條件

3.2.1 設(shè)備安裝時的環(huán)境溫度應(yīng)控制在0-55攝氏度，空氣的相對濕度不高于95%，無凝露，須有溫、濕度控制措施。防塵等級根據(jù)ASME要求，達(dá)到B級清潔度。

3.2.2 設(shè)備安裝預(yù)埋地腳螺栓已施工完畢并經(jīng)測量復(fù)測檢查合格（預(yù)埋螺栓其中心偏差≤1毫米，頂標(biāo)高偏差+10毫米～+5毫米）。

3.2.3 安裝地面應(yīng)整潔、平坦、干燥，地面油漆施工完成；具有足夠的作業(yè)空間（設(shè)備安裝后柜門可自由開關(guān)）。施工臨時電源具備，區(qū)域照明良好。

3.3 現(xiàn)場安裝的施工流程

設(shè)備帶包裝箱引入安裝位置→設(shè)備開箱檢查→設(shè)備就位、組裝及安裝→接地安裝→最終檢查→成品保護(hù)

3.4 變頻器設(shè)備安裝實施

3.4.1 主泵變頻器引入前，房間需滿足設(shè)備提前引入條件。主泵變頻器安裝房間的屋頂、樓板施工完畢，不得有滲漏。主泵變頻器最終安裝位置的地面油漆需完成。主泵變頻器的吊裝及運(yùn)輸路徑通暢，無障礙。安裝用的預(yù)埋螺栓應(yīng)驗收合格。并做好預(yù)埋螺栓的成品保護(hù)工作。可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況用木箱蓋住預(yù)埋螺栓，防止在主泵變頻器引入時碰撞預(yù)埋螺栓，導(dǎo)致變形。

3.4.2 主泵變頻器的運(yùn)輸通道設(shè)置

第一跨10.74米層VFD運(yùn)輸通道設(shè)在第一跨最終安裝位置南側(cè)，在墻體上預(yù)留引入孔洞（孔洞尺寸7米*5米，引入后封閉）。

第一跨16米層VFD運(yùn)輸通道設(shè)在靠近主廠房側(cè)，在墻體上預(yù)留引入孔洞（孔洞尺寸7.5米*6米，引入后封閉）。

3.4.3 主泵變頻器的設(shè)備吊裝、運(yùn)輸應(yīng)由專門人員指揮，并按照已確定施工方案進(jìn)行。

3.4.4 主泵變頻器引入安裝區(qū)域后，利用枕木臨時存放在設(shè)備安裝位置的預(yù)埋螺栓上方。臨時存放期間，設(shè)備包裝箱外部需用三防布覆蓋。并在設(shè)備周圍設(shè)置警示帶，懸掛警示牌防止碰撞。嚴(yán)禁把盤柜頂部作為支撐進(jìn)行其他作業(yè)。在盤柜上方作業(yè)時需搭設(shè)腳手架，并應(yīng)對盤柜作覆蓋隔離防止落物碰擊；上方有動火作業(yè)時，必須在設(shè)備上方覆蓋防火布。

3.4.5 組織開箱檢查，核對設(shè)備的位號、名稱、規(guī)格型號、裝箱號及箱數(shù)。根據(jù)主泵變頻器柜裝箱清單清點電源輸入柜、變壓器柜、充電器柜、蓄電池柜、電源輸出柜、冷卻劑柜和熱交換器柜及其他附件的數(shù)量并檢查上述部件的完整性并做好保護(hù)。

3.4.6 由于主泵變頻器房間未設(shè)吊裝點，經(jīng)現(xiàn)場核實需采用臨時工裝進(jìn)行設(shè)備底部包裝板拆除及設(shè)備吊裝就位工作。臨時工裝采用Q235B 型鋼制作，工裝外形圖詳見圖1，為適應(yīng)不同部件尺寸的吊裝要求，設(shè)計采用兩段分開，起吊時連接的方式。

3.4.7 設(shè)備安裝區(qū)域應(yīng)平整，如設(shè)備安裝就位后，發(fā)現(xiàn)不平整勿強(qiáng)行固定設(shè)備，而導(dǎo)致設(shè)備支架扭曲變形，柜門無法打開，應(yīng)使用墊鐵調(diào)平后，再最終固定設(shè)備。

3.4.8 主泵變頻器單獨(dú)柜體間的拼接用螺栓連接（如：變壓器柜與蓄電池機(jī)柜間），具體的連接方式為前、后、頂部各3個連接孔，分別用3/8″*1-1/4″不銹鋼螺栓、大號鎖緊墊圈、絕緣鎖緊墊圈和螺母進(jìn)行連接，柜體后部連接需將后蓋板拆除方可操作，螺栓連接力矩符合安裝技術(shù)規(guī)范的要求。用螺栓連接的設(shè)備單元間需添加墊片或防潮型墊襯，必須保持墊片清潔、無變形；若墊片有缺陷需及時更換。

3.4.9 設(shè)備單元間拼接完成后需將設(shè)備內(nèi)所有的Anderson Power ProductTM connector進(jìn)行連接。

3.4.10 設(shè)備安裝完成后，按照圖紙要求連接柜體內(nèi)連接母線，連接點應(yīng)牢固可靠，連接螺栓緊固力矩符合安裝技術(shù)規(guī)范的要求，主泵變頻器蓄電池進(jìn)線柜與變壓器柜的母線連接需將設(shè)備后蓋板拆除進(jìn)行。

3.4.11 設(shè)備安裝完成后，按照安裝指導(dǎo)書要求將柜體間MATE-N-LOCK 插頭、軟管、管線、電纜等進(jìn)行連接，連接點應(yīng)牢固可靠。

3.4.12 設(shè)備安裝完成后，施工人員配合廠商服務(wù)人員對主泵變頻器冷卻劑柜與熱交換器冷卻管道進(jìn)行組裝、管道試壓、冷卻劑填充工作。

3.4.13 主泵變頻器設(shè)備接地為兩點接地，分別通過變頻器電源輸入柜體與變頻器電源輸出柜與廠房接地網(wǎng)進(jìn)行連接。變頻器設(shè)備所有柜體間用黃綠接地線連接。變頻器中變壓器柜接地須按照安裝指導(dǎo)書要求執(zhí)行（變壓器中性點不接地）。

3.4.14 主泵變頻器組裝完成時，檢查盤柜、接線箱等電氣設(shè)備固定螺栓已緊固，將設(shè)備內(nèi)部、設(shè)備外殼進(jìn)行清潔。用三防布將所有電氣設(shè)備覆蓋，保證電氣盤柜防水、防潮。

4 主泵變頻器安裝后的成品保護(hù)

主泵變頻器安裝完成后后，應(yīng)使用三防布將設(shè)備嚴(yán)密包裹。考慮到房間內(nèi)，尤其是設(shè)備上方為保證引入拆除了風(fēng)管機(jī)電纜橋架等需進(jìn)行恢復(fù)，因此需對設(shè)備進(jìn)行五面硬保護(hù)，并在設(shè)備上掛上設(shè)備保護(hù)牌（設(shè)備保護(hù)牌上應(yīng)包含有相應(yīng)的設(shè)備位號）。設(shè)備不允許作為人員施工時的支撐。

在房間內(nèi)加裝通風(fēng)設(shè)施和空調(diào)，確保設(shè)備所處區(qū)域的溫、濕度在允許范圍內(nèi)。并根據(jù)程序要求做好日常溫、濕度巡查及記錄。

5 后續(xù)設(shè)計與施工經(jīng)驗反饋

5.1 考慮到設(shè)備運(yùn)輸對地面預(yù)埋螺栓的損傷，以及設(shè)備安裝過程中預(yù)埋螺栓安裝精度控制與設(shè)備螺栓孔之間存在的誤差，以及VFD設(shè)備的靜態(tài)屬性，建議后續(xù)變頻器固定螺栓可使用后置預(yù)埋螺栓固定，預(yù)埋螺栓在設(shè)備開箱后、正式就位前根據(jù)到貨的設(shè)備螺栓孔位置進(jìn)行現(xiàn)場安裝。

5.2 后續(xù)主泵變頻器安裝房間內(nèi)的風(fēng)管設(shè)計、電纜橋架、工藝管道等的設(shè)計必須考慮主泵變頻器的設(shè)備引入通道及安裝空間，避免設(shè)備引入及安裝過程中拆除大量已安裝的正式物項。

5.3 因主泵變頻器設(shè)備存儲要求及防塵要求等級較高，建議在設(shè)備正式引入前，房間內(nèi)相關(guān)施工物項全部完成，正式通風(fēng)系統(tǒng)投用，如不能投用，必須安裝臨時空調(diào)及除濕機(jī)等對環(huán)境溫濕度進(jìn)行控制。

5.4 AP1000主泵變頻器設(shè)備屬于大型電氣物項，自身重量較大，在設(shè)備運(yùn)輸及安裝過程中存在較多起重問題，在正式吊裝及運(yùn)輸前必須編制專項方案并進(jìn)行評審，確保設(shè)備吊裝時的人員及設(shè)備安全。

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