中核二四公司:数字华龙·数字建造
作为“华龙一号”世界首堆施工总承包商,中国核建所属中核二四公司充分发挥李克强总理所倡导的“互联网++”数字化核电站打造,致力于核电建造标准体系和数字虚拟技术的整体输出,在华龙一号首次采用数字化建造,将核设施建造经验与数字建造技术的完美融合。
“华龙一号”核电站数字建造
穹顶吊装数字化模拟施工。为确保“华龙一号”穹顶制作、拼装、吊装顺利完成,中核二四公司依托中国核建数字建造技术(研发)中心平台,采用数字三维建模技术对穹顶制作、拼装进行模拟建造,形象直观展现穹顶模块整体布局,精确演示拼装构件空间位置与逻辑关系,实现穹顶模块化施工虚拟建造。
吊装阶段,中核二四公司采用数字模拟技术对吊装全过程进行模拟施工,攻克精确就位技术难关,排查风险隐患,确保吊装成功。
BIM技术为常规建设提质增效。BIM技术在中核二四公司核设备制造基地的应用,使构件加工精度和质量大幅度提升,确保了首堆建造的质量,确保了核安全。BIM的4D技术将现场施工进度在三维模型中进行形象、立体的展示,结合远程监控系统实时监控现场实施情况,实现可视化建造,并不断向多维发展。中核二四公司还通过“BIM建模+项目综合管理系统”,实现钢筋下料深化设计与钢筋全过程可追溯性管理,同时结合二维码管理、KRB钢筋联动设备、钢筋料打印机等信息化设备,实现钢筋加工自动化。
信息化为“华龙一号”保驾护航。Enpower精细化管理系统的应用模块实现了项目管理全覆盖:物项状态全过程实时跟踪、项目成本智能分析、进度异常状态预警等。人员与安全监控系统采用超高精度定位技术,可实时获取并记录现场施工人员的位置。通过区域安全设置及报警功能,随时提醒可能存在的安全风险,降低事故发生概率,大幅提升安全管控能力。人脸识别系统确保进出重点区域的人员纯洁度。还有钢板数字化自动切割、人脸识别系统、数据加密系统、群塔防碰撞系统等也为数字华龙保驾护航。
多项建造技术实现突破
没有相同堆型可借鉴,中核二四只有从相似堆型中汲取建设经验,并通过引进吸收、自主优化等手段提前掌握新技术(双壳结构、倒 U型预应力)和新材料(防飞机撞击套筒)特性等,借助数字建造技术,通过技术上浮与引领,保证工程节点的如期实现。
1、九千方超大体积混凝土连续浇筑
“华龙一号”反应堆厂房筏基底板一次整体混凝土浇筑方量9147m³,是M310核电堆型的1.95倍,一次浇筑量之大、用时之短,世界罕有。浇筑期间公司团队分工合作,700余人“黑白”两班交替作业。2015年5月9日,历时57小时,完成混凝土的浇筑工作。
2、双层安全壳施工
“华龙一号”安全壳厂房为双层安全壳,安全壳是核安全的最后一道屏障。混凝土施工的重点和难点之一是模板的支设,根据安全壳的结构特点,内壳外壁、外壳的内壁和外壁模板均采用定型悬臂模板体系,贯穿件等特殊部位加工特殊模板支设。
模板设计。根据结构特点,2014年启动了双壳模板体系研究及设计工作。技术团队结合多年施工经验,经过反复设计、试验,并与其它模板体系对比后,最终选用3层定型悬臂模板体系。
设备闸门位置的施工。面对设备闸门区域横纵密布的复杂钢筋施工、内外壳交叉施工的调整,运用BIM模拟技术,建立模型、制作动画、与设计交流,最终将量化的数字转换为直观的模型,将蓝图转化为形象生动的三维模拟动画,有效确保了此关键位置的施工安全、质量和进度。
3、高强钢筋施工技术应用
绝大部分建筑的“骨骼”都是HRB400级以下的钢筋,而“华龙一号”则是-HRB500级高强钢筋,在钢筋连接和绑扎工艺上有着前所未有的挑战。中核二四公司通过积极与套筒生产厂家联系,结合高强钢筋的特点,不断的测定、试验和调整,精益求精,最终完全达到力学性能,整合和总结出最优的高强钢筋施工技术。
4、APC壳施工技术
用以抵抗商用大飞机撞击的APC壳,是与之相连结构厂房的保护壳,间距仅700mm。在有限的空间内进行钢筋的绑扎、埋件安装、模板支设,极具施工挑战性。中核二四人依据建造经验创造性设计出小型模板挂架,形成了定制模板和挂架体系,并在”华龙一号”的建造中体现出了其安全性和高效性。
5、钢衬里模块化
钢衬里,是核反应堆厂房关键的核级钢结构体系,是由不同的钢结构板块拼装焊接而成。中核二四公司自主设计改变传统的单块施工工艺,即在地面拼装区域完成整体拼装焊接,再将模块整体吊装至安装位置,过程中借用三维模拟技术和精确的计算,有效实施了难度最大的变形控制和平衡保障。这不仅为土建施工主工期创造更多的机动时间,保证土建施工的连续性,更有利于公共资源的合理分配、提升施工效率和降低作业安全风险,为核岛土建施工主线工期节约达90天。
6、不锈钢覆面“先贴法”工艺
这也是基于传统不锈钢施工工艺的一项创新,即从“先混凝土浇筑,再焊接粘贴不锈钢”的传统方法,到“先将不锈钢施工成模块,再进行混凝土浇筑”的新工艺。这大大降低了密闭结构不锈钢覆面施工的安全风险、质量风险和进度风险,是高精度小变形焊接技术结合先进施工工艺的创新,通过“华龙一号”首堆的经验总结,已经逐步完善和成熟,并为后续安装调试的提前介入奠定了良好基础。
7、倒U型大型安全壳预应力成套技术
作为“华龙一号”核电施工核心技术之一的预应力施工,中核二四公司引进吸收国外同领域新的材料、工艺和技术,通过研究和验证,不断完善和提高,形成了倒U型大型安全壳预应力成套技术,包括预应力全比例灌浆试验体系、现场张拉体系、灌浆体系和最终验证体系。使我国预应力施工技术水平上一个新的台阶,使该项技术更加系统化、规范化。
8、卫星定位
为保证现场填平开挖、BOP管道安装,场平规划、土石方测量等测量工作高效精确的开展,二四团队在福清核电施工现场在GPS装置上采用载波相位差分技术(简称RTK)进行日常施工测量任务,基准站采用福建省地震局已建立的福清CORS站及高山CORS站,通过手机网络系统接收差分改正数。
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