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核電廠大型模塊施工工藝優化研究

文檔作者：李加華馮萬兵文檔來源：國核工程有限公司		更新日期： 2026年05月10日	點擊數：
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2020 年第 2 期 Research Findings | 研究成果 | ·1·
核電廠大型模塊施工工藝優化研究*
李加華，馮萬兵
（國核工程有限公司，上海 201100）
摘 要：模塊化建造是一項重要技術，近幾年核電建造領域逐步引入模塊化建造技術，并通過采用工廠內預制、現場整
體安裝的方式來實現。鑒于整個預制拼裝過程在工廠內完成，制造質量容易保證且不占用建造的主線工期，提高了核電
廠的整體建造質量，縮短了建設周期，提高了模塊拼裝的完整性。采用先進的結構模塊立式拼裝新工藝，優化模塊拼裝
邏輯，有利于進一步提高施工質量，減少核島內作業，對縮短工程建設周期有一定的貢獻。
關鍵詞：核電廠；模塊化建造；立式拼裝；施工工藝；完整性
中圖分類號：TM623；TU758.11 文獻標志碼：A 文章編號：2096-2789（2020）02-0001-02
基金項目： 國家科技重大專項“2018ZX06002002 CAP1400
核電關鍵建造調試技術研究”子課題一“CAP1400 核電項目
建造階段的關鍵施工技術和降低造價研究”中專題1“CV、
CA、CB、CR 等模塊拼裝和安裝的邏輯和工藝優化專題研究”
作者簡介：李加華（1974—），男，高級工程師，研究方向：
核電工程建設。
核能發電以其高效性、清潔性，受到了世界各國政
府和公眾的重視，核電廠的建造工期相對較長，質量要
求高，縮短建造工期、提高建造質量對核電的發展具有
重要意義。現階段核電機組開始逐步采用模塊化設計理
念，將模塊化生產引入核電廠預制、拼裝及安裝。模塊
化施工采用土建和安裝同時進行，改變了常規的“先土
建后安裝”的施工方法，模塊在工廠內預制，工作環境
相對施工現場較好，質量更容易保證，且可以提前制造，
對縮短核電廠的建設工期具有明顯的優勢。研究提高模
塊化程度以及采用新的拼裝工藝，提高拼裝質量，提高
生產效率，有助于進一步縮短核電全周期建造工期，發
揮模塊化建造的優勢。
1 大型結構模塊完整拼裝
大型結構模塊一般由若干個子模塊、附件板、樓板
鋼筋等組成，貫穿件的孔洞在子模塊預制階段已經預
留，在拼裝場地將子模塊拼裝成一個完整的結構即可。
AP1000 依托項目因首次采用大型結構模塊技術，將主
體結構拼裝完成就吊裝就位，后續大量的附件板要在核
島內進行安裝，影響模塊內部的砼澆筑，且與其他工作
交叉施工，工作效率降低，增加了安全風險。
大型結構模塊應盡可能地在拼裝場地進行完整拼
裝，同時將附件板及樓板鋼筋等全部進行拼裝，模塊墻
體內部的工藝管道在拼裝場地安裝完成，相關的貫穿件
安裝完成，模塊房間內的設備提前引入到模塊內，并固
定牢固，確保吊裝安全。這樣的拼裝工序提高了模塊化
程度，使模塊安裝到核島內就具備模塊墻體砼澆筑的條
件，能縮短核島結構的建設工期，同時拼裝場地工作環
境相對核島現場要好一些，施工質量更容易保證，沒有
核島內的交叉施工，工作效率得以提高，可以節省人力、
物力。
2 安全殼完整拼裝
鋼制安全殼是一個自由直立的圓柱形容器，筒體直
徑（內徑）Ф43m，總高度為73.6m，是核安全等級二
級的壓力容器。鋼內殼由厚度為43mm、52mm、55mm
的鋼板組成，殼體材料為低合金高強度SA-738 Gr.B 調
質鋼板，在施工現場拼裝成5 個組件，分別為上下封頭
和筒體一環、筒體二環、筒體三環，上面由機械貫穿件
和電氣貫穿件、附件板，設備閘門、人員閘門等組成（見
圖1）。
圖1 鋼制安全殼示意圖
在前期項目施工過程中，安全殼模塊只是在拼裝區
域進行主體結構的拼裝，對于安全殼上的所有貫穿件和
閘門的開孔安裝工作均是在核島進行施工，導致在核島
的安全殼工作邏輯復雜，對島內外建安進程有較大影響。
主要體現：（1）閘門安裝。安全殼上共設置4 個閘門，
兩個人員閘門和兩個設備閘門。由于閘門需要在安裝閘
門的時候同時考慮其他結構的安裝節點，以上部人員閘
門為例進行介紹。上部設備閘門的引入由于受制于施工
時12 廠房和屏蔽墻的結構制約只能放置在房間樓板上，
這給施工帶來一定的難度。并由于廠房結構工程進度的
要求，應盡快將人員閘門引入到既定位置。由于人員閘
門貫通反應堆廠房和輔助廠房，為給人員閘門吊裝、就
位及安裝提供通道、空間支持，因此人員閘門在安裝時，
·2· | 研究成果 | Research Findings 2020 年第 2 期
其上方屏蔽墻無法進行鋼筋綁扎和澆筑。另外，由于閘
門環形焊縫的長度較長，焊縫處母材厚度較大，且焊縫
兩側板厚度不一致，射線檢測時需多次曝光，射線作
業需要800h 左右的時間窗口，導致射線作業的實施會
對島內施工產生較大影響。（2）貫穿件安裝。在屏蔽
墻1 ～ 3 層存在有大量預埋貫穿件套管作為連接CV 貫
穿件與反應堆廠房外側的通道。貫穿件的開孔、安裝、
焊接、射線檢測等占用大量時間窗口，與土建的施工交
叉嚴重，尤其是射線檢測工作直接制約著其他工作的開
展。（3）附件板安裝。安全殼內壁上設有大量的附件板，
作為各類系統及鋼結構支撐的基礎，核島內安裝需要搭
設大量腳手架，占用施工空間及時間，影響核島內的其
他施工作業。
鋼制安全殼拼裝時，將貫穿件和閘門及附件板在拼
裝場地全部安裝完成，安全殼安裝至核島后，可減少后
續核島安裝就位后的施工工作量，減少交叉施工的干擾，
為核島其他施工工作創造條件，尤其是減少核島內射線
作業時間，為核島建造施工提供有效作業時間，直接縮
短核島的建造周期。
3 CR10 整體吊裝
CR10 模塊是由18 個鋼結構單元通過支撐連接組成
的環形鋼結構，每個鋼結構單元又可劃分為兩個桁架及
桁架間連系梁和支撐組成，其外徑為45.43m，內徑為
23.47m，高度為4.7m，凈重約178.8t。模塊底部位于核
島廠房底板上，模塊在拼裝場地拼裝時，先進行18 個
鋼結構單元的拼裝，然后進行整體拼裝。CR10 模塊的
整體吊裝為施工優化，為確保整體吊裝實現，需根據吊
耳布置情況，對整個模塊受力進行重新計算分析，找出
不滿足整體吊裝的節點，設置加固工裝。CR10 結構模
塊作為散件在核島里面進行安裝，安裝工期大約3 個月，
嚴重制約核島后續施工的主線工作。若按照整體吊裝就
位，則整個散件拼裝的工期可以節約出來，直接減少核
島的主線工期。
4 CA 結構模立式拼裝
CA01 和CA20 等大型結構模塊依托項目中均采用
臥式拼裝方法，需要2 臺履帶吊長期固定配合模塊子組
件的翻轉工作。因子組件重量及尺寸較大，吊車的起重
量較大，不僅增加了施工機械設備臺班費，并增加了模
塊子組件的翻轉時的變形控制難度。后續采取立式拼裝
方法進行拼裝。
現以CA20 為例介紹整個立式拼裝過程。CA20 模
塊全稱為輔助廠房6 區的鋼板混凝土模塊，外形尺寸：
17890mm×15550mm×22850mm，整個模塊由多個子模
塊組成（見圖2）。
具體流程：（1）建立測量控制網，并在總裝平臺上
放出各個墻體子模塊定位基準線，將第一個子模塊利用
吊車和翻轉車進行模塊豎立和吊裝就位于總裝平臺，調
整垂直度及位置，并固定。第一個子模塊的固定一定要
牢固，其將作為后續就位的子模塊的基準，與相鄰子模
塊焊接時要保證不受焊接應力的影響產生位移。選擇第
一個子模塊的原則要考慮后續工作面展開和吊裝方便，
這里選擇CA20-11 子模塊作為第一個子模塊，這樣后續
將有4 個工作面同時開展拼裝作業，且后續吊裝相對較
方便，4 個工作面可以同時開展拼裝工作。（2）后續
工作面的拼裝工作在第一個子模塊調整并固定完畢后進
行，將子模塊就位后，以第一個子模塊的DP 點作為標
高基準，調整子模塊標高滿足要求。調整子模塊位置時，
要考慮焊縫的收縮量并給予補償，以平臺基準線位置調
整子模塊位置和垂直度，然后調整子模塊焊縫坡口平整
度和組對錯邊量，并用纜風繩將子模塊固定。固定時要
保證焊接過程中，子模塊在焊機收縮時能夠向基準子模
塊方向移動。（3）最后進行焊接及NDE 等工作，焊接
完畢即可進行下一個子模塊的拼裝工作，直至模塊墻體
拼裝結束CA 結構模塊采用立式拼裝。這樣不僅有效避免
了子組件翻轉時的變形控制，而且也減少了施工過程中
的施工機械設備臺班使用量，降低臺班費。結構模塊在
拼裝場地的完整安裝，可顯著減少核島內的施工工程量。
5 結束語
通過提高模塊拼裝的完整性，可顯著減少后續核島
安裝就位后的施工工作量，減少交叉施工的干擾，為核
島其他施工工作創造條件，縮短核島安裝的工期，尤其
是CR10 模塊按照整體吊裝后，對核島主線工期的減少
貢獻明顯。CA 結構模塊采用立式拼裝的新技術，提高
了拼裝質量，降低了大型吊車的使用臺班費用。
參考文獻：
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術研究[J]. 中國電力,2014(4):65-69.
[2] 鄭東宏, 肖洪濤, 田亮, 等. 某核電廠大型結構模塊的現場
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[3] 王修來, 牛勇, 杜光, 等. 海洋工程項目實施模塊化技術
探討. 中國石油學會石油工程專業委員會海洋工程工作部
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[4] 魯勤武, 趙淑昱, 李軼, 等.CPR1000 核電廠模塊化技術研
究[J]. 中國核電,2014,7(2):113-117.
圖2 CA20 模塊平面圖

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