AP1000核電鋼制安全殼（CV）模塊周長控制技術研究

牛志恒

中國核工業第五建設有限公司 上海 201512

安全殼（CV，Containment Vessel）是核電站反應堆第三道安全屏障，也是最后一道安全屏障。當反應堆發生失水事故（LOCA）時，釋放的大量帶有放射性的高溫高壓汽水混合物被安全殼包容和隔離，以防止其外泄對核電站周圍居民和環境產生危害。AP1000第三代核電安全殼的結構與之前的安全殼有很大的不同，它采用獨立的殼體結構，而不是附著在混凝土屏蔽墻上的襯里結構。為了方便施工，縮短建設周期，將安全殼分為底封頭、筒體、頂封頭數個模塊，各模塊在拼裝場地組裝焊接成形后，再運輸到核島安裝。

1 概況

鋼制安全殼形狀為一個圓柱形容器，由中間的圓柱形筒體和上下兩個橢圓形狀的封頭（頂封頭和頂封頭）組成，中間的圓柱形筒體分成了四段模塊，共6個模塊。封頭共有4圈板組成，分別是第一圈32塊，第二圈24塊，第三圈6塊，第四圈2塊。第一、二圈分別有兩張調整板，三、四圈各有一張調整板。筒體一至三環每環三圈，每圈11張筒體板和1張調整板。筒體四環只有兩圈，每圈11張筒體板和1張調整板[1]。

2 封頭周長控制

2.1 封頭周長測量

封頭的調整板分布如圖1所示，第一圈和第二圈的調整板為對稱分布。以頂封頭為例，為了控制頂封頭周長，必須先測量4環上口周長長度和2T板下口除去調整板的長度。

圖1

2T板下口長度測量重點如下：

用角尺的一面靠在坡口最下方，另一面靠緊2T板，在距離2T板下口一段距離的地方劃出等高線。等高線的作用是確保卷尺在同一水平高度，使測出的數值盡可能準確。

在卷尺的零刻度位置放置兩塊磁鐵，之后每隔一段距離放置一塊磁鐵，磁鐵的作用是保證在拉力計松開的時候卷尺處于拉緊狀態，并且卷尺不移位。當拉力計刻度在100N的時候，卷尺處于拉緊狀態，這時才能壓上磁鐵。根據卷尺說明書，在卷尺受到50N 拉力的時候讀數最精確。因在測量的時候使用了一個動滑輪，所以拉力要變成兩倍為100N[2]。

2.2 封頭調整板測量

在調整板缺口左右兩邊的2T板下口位置，找兩個靠近缺口的地方分別測出它們的半徑并取平均值，如圖2所示。用全站儀測出最下端缺口的角度大小，通過角度和半徑算出缺口的弧長。

2.3 調整板尺寸畫線

在缺口左右的2T板靠近缺口的縱縫上畫出測量點，這些測量點分別都是從坡口鈍邊往里返30mm。量出最上端兩點之間的弦長2917.5mm，可以計算出調整板上端坡口之間的弦長2848mm。調整板下端的弦長也由這種方法測出。用卷尺量按照圖中的路線量出各點之間的弦長，并記錄下來。這些數值在調整板加工之后用來尺寸檢查。

圖2

3 筒體周長控制

3.1 筒體周長測量

在切割每環筒體第一圈調整板之前，必須先測出上一環筒體上口的周長和本環筒體第一圈除去調整板之外的下口長度。兩個筒體的上口和下口周長應該保持一致。

3.2 筒體調整板測量

以筒體二環為例，筒體二環第一圈的調整板尺寸根據筒體一環的上口周長和二環第一圈除去調整板的長度來決定。筒體二環第二圈的調整板尺寸需要用盤尺測量，如圖3所示。

圖3

考慮到焊接收縮，必須在完成筒體二環第二圈的縱縫焊接之后，才可以測量第二圈的調整板尺寸。在二環第二圈筒體板缺口處各向兩邊返還100mm，并做出刻度線。用盤尺沿著筒體內側量出缺口長度。第二圈調整板的尺寸由缺口長度確定。

4 結語

AP1000中各模塊的周長都是由調整板來控制的。筒體一環的下口周長由底封頭的周長決定，然后以此類推，最后頂封頭的周長由筒體四環的上口周長決定。只有調整板的尺寸準確才能保證安全殼的各模塊之間錯邊量降到最低。溫度對模塊周長有比較大的影響，在測量調整板時應該選擇溫差較小的天氣，并且用測溫儀記錄各鋼板的溫度。