核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構和施工方法
2023-05-15 17:06:31
核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構和施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構和施工方法，所述核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構包括貫穿混凝土牆體的保溫管線、焊接在保溫管線外的管板、焊接在管板上的不鏽鋼覆面以及至少兩塊固定在混凝土牆體上的角鋼，所述管板與角鋼的頂部焊接連接，通過對角鋼高度的調整，使管板的高度能夠滿足不鏽鋼覆面敷設的平整度要求；所述施工方法是製成上述結構的方法。與現有技術相比，本發明核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構和施工方法使用了貫穿件技術，並通過角鋼調整管板與混凝土牆體之間的距離，從而充分保證了不鏽鋼覆面的整體平整度要求。
【專利說明】核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構和施工方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於核電站設計建造領域，更具體地說，本發明涉及一種核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構和施工方法。
【背景技術】
[0002]核電站因其特殊的輻射防護要求，很多布置有廢液的房間均需要進行不鏽鋼覆面的施工，工藝管道如需貫穿不鏽鋼覆面，則需要經過特殊的結構設計和合理的施工邏輯，才能保證不鏽鋼覆面的密封性及完整性。在日本福島核事故後，很多國家都對廢液的暫存提出了更高要求，例如我國就要求核電站內所有存放中放廢液的貯槽間都必須設置不鏽鋼覆面，這導致了大量貫穿混凝土牆體的管線都需要進行重新設計，特別是新增了大量保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的情況。由於保溫管線貫穿不鏽鋼覆面時，既要確保不鏽鋼覆面的密封性，又要儘量減少保溫管線對不鏽鋼覆面的撕扯破壞風險，因此，保溫管線貫穿不鏽鋼覆面已成為施工中的一大難題。
[0003]請參閱圖1，在之前的核電站設計中，中放廢液貯槽間的牆面和地面一般不設置不鏽鋼覆面，而只是用塗層進行保護；當貯槽間有保溫管線需要貫穿牆體時，只需要將套設好保溫材料10和鋁板或鋼板12的管線14直接穿過混凝土牆體16上的孔洞，再用合適材料18對孔洞進行封堵，之後完成防水塗層的施工即可。但是，中放廢液貯槽間增設不鏽鋼覆面後，由於保溫管線14外層的鋁板或鋼板12厚度較薄，無法與不鏽鋼覆面直接進行焊接；而且不管焊接還是用其他方式連接，不鏽鋼覆面與鋁板或鋼板12之間都容易產生洩漏，導致放射性廢液易於滲入混凝土牆體16中，從而不能保證不鏽鋼覆面的完整性和密封性，也就不能滿足核安全機構對核廢物管控的要求。
[0004]請參閱圖2和圖3，有些核電站通過工廠預製，在需要保溫的管線20上焊接設有凸肩的管板22，並在管板22上焊接鉚筋24而製成貫穿件；然後將貫穿件與鋼套管26 —起預埋到混凝土牆體27中，再在混凝土牆體27的表麵粉刷水泥砂漿形成抹灰層28，使抹灰層28的外表面與管板22的凸肩平齊；最後將不鏽鋼覆面29焊接到管板22的邊緣。但是，由於土建施工的誤差，一次預埋的施工形式無法保證每個管板22與混凝土牆體27間的距離都為相同值(如50mm)，往往導致敷設在混凝土牆體27的不鏽鋼覆面29高低不平，這不僅無法滿足不鏽鋼覆面29的平整度要求，而且會給不鏽鋼覆面29的清潔帶來不便。
[0005]請參閱圖4，還有一些核電站在具有一定厚度(如5mm)的鋼板30上開設穿孔，將管線32穿過穿孔後與鋼板30焊接為一體，之後再將鋼板30和管線32 —起吊裝就位在混凝土牆體34上；最後將不鏽鋼覆面36就位，並在施工現場將不鏽鋼覆面36焊接在鋼板30上。這樣的結構雖然能夠滿足不鏽鋼覆面36平整度的需求，但卻又因為鋼板30所需耗材巨大而使貫穿結構的造價成倍提高，不僅對結構設計產生較大影響，而且也無法滿足管線32的保溫需求。
[0006]有鑑於此，確有必要提供一種既能滿足不鏽鋼覆面平整度要求，又能滿足管線保溫需求的核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構和施工方法。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在於:提供一種既能滿足不鏽鋼覆面平整度要求，又能滿足管線保溫需求的核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構和施工方法。
[0008]為了實現上述發明目的，本發明提供了一種核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構，其包括貫穿混凝土牆體的保溫管線、焊接在保溫管線外的管板和焊接在管板上的不鏽鋼覆面，還包括至少兩塊固定在混凝土牆體上的角鋼，所述管板與角鋼的頂部焊接連接，通過對角鋼高度的調整，使管板的高度能夠滿足不鏽鋼覆面敷設的平整度要求。
[0009]作為本發明核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構的一種改進，所述混凝土牆體與管板之間，以及混凝土牆體與不鏽鋼覆面之間設有抹灰層。
[0010]作為本發明核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構的一種改進，所述角鋼的數量為2?6個，其通過膨脹螺栓固定在混凝土牆體上。
[0011]作為本發明核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構的一種改進，所述保溫管線與管板之間設置有焊接在保溫管線外的護板，護板圍繞在保溫管線外，管板焊接在護板上而與保溫管線彼此固定。
[0012]作為本發明核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構的一種改進，所述管板的邊緣設有凸肩，不鏽鋼覆面搭接到管板的凸肩上並與管板進行對接焊接。
[0013]所述角鋼的頂部與管板的凸肩平齊，角鋼與管板採用全焊透形式焊接。
[0014]作為本發明核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構的一種改進，所述混凝土牆體內埋有貫穿牆體的鋼套管，保溫管線自鋼套管中穿過，保溫管線與鋼套管之間的空隙中填充有保溫材料。
[0015]為了實現上述發明目的，本發明還提供了一種核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的施工方法，其包括以下步驟:
[0016]I)預製貫穿件:將需要貫穿不鏽鋼覆面和牆體的保溫管線截取一段作為貫穿用管線，在截取的保溫管線外焊接管板而製成貫穿件；
[0017]2)現場土建施工:在混凝土牆體中埋入鋼套管，鋼套管的尺寸大小需要滿足保溫管線外徑加保溫層厚度的要求；此步驟和步驟I)不分先後，可各自同時或不同時進行；
[0018]3)調整角鋼並將其固定到混凝土牆體上:將焊接有管板的保溫管線從不鏽鋼覆面房間內向外貫穿預埋在牆體中的鋼套管；將至少兩塊角鋼放置在管板的邊緣，通過調整角鋼邊的長度尺寸來調整管板與混凝土牆體之間的距離，以使管板的高度能夠滿足不鏽鋼覆面整體的平整度要求；調好後，取出貫穿件，將角鋼邊按調整後的尺寸需求進行切削處理，再將角鋼固定在混凝土牆體上；
[0019]4)管板與角鋼焊接:將管板與角鋼的頂部焊接連接，角鋼與管板之間採用全焊透的形式來滿足管道傳遞時的受力要求；
[0020]5)抹灰層施工:在混凝土牆體與管板及不鏽鋼覆面預設位置之間進行抹灰層的施工；
[0021]6)焊接不鏽鋼覆面:將不鏽鋼覆面與管板進行對接焊接；
[0022]7)填充保溫材料:從混凝土牆體的外側將保溫材料填入到保溫管線與鋼套管之間的空隙中；
[0023]8)對混凝土牆體外側及不鏽鋼覆面側的保溫管線進行保溫處理。
[0024]作為本發明核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的施工方法的一種改進，所述步驟I)中在保溫管線外焊接管板前，需要先選用內徑與保溫管線外徑相適配的管道切割成至少兩片護板；將護板焊接到保溫管線外後，再在護板上焊接管板。
[0025]作為本發明核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的施工方法的一種改進，所述管板的邊緣設有凸肩，角鋼的頂部與管板的凸肩平齊，步驟6)是將不鏽鋼覆面搭接到管板的凸肩上再進行對接焊接的。
[0026]作為本發明核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的施工方法的一種改進，所述步驟7)在保溫管線與鋼套管之間的空隙中填充保溫材料後，還可以對鋼套管外側的開口進行封板處理，以保證保溫材料的穩定密實。
[0027]與現有技術相比，本發明核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構和施工方法使用了貫穿件技術，並通過角鋼調整管板與混凝土牆體之間的距離，從而充分保證了不鏽鋼覆面的整體平整度要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發明核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構和施工方法進行詳細說明。
[0029]圖1為現有保溫管線貫穿混凝土牆體的結構示意圖。
[0030]圖2和圖3為現有保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構示意圖。
[0031]圖4為另一種現有管線貫穿不鏽鋼覆面的結構示意圖。
[0032]圖5為本發明核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的施工方法流程示意圖。
[0033]圖6至圖11為本發明核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的施工方法的施工過程示意圖。
【具體實施方式】
[0034]為了使本發明的發明目的、技術方案及其有益技術效果更加清晰，以下結合附圖和【具體實施方式】，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的【具體實施方式】僅僅是為了解釋本發明，並非為了限定本發明。
[0035]為了保證不鏽鋼覆面的平整度，本發明核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的施工方法通過角鋼對保溫管線貫穿處的管板高度進行調整，其具體施工步驟為:
[0036]SI)預製貫穿件:請參閱圖6，將需要貫穿不鏽鋼覆面和牆體的保溫管線，根據焊接情況截取一段作為貫穿用管線40 ;選用內徑與保溫管線40外徑相適配的管道切割成180°的兩片護板42，將護板42焊接到保溫管線40外；在焊接有護板42的保溫管線40上焊接管板44，管板44的邊緣設有凸肩440，保溫管線40、護板42和管板44共同形成的組合體稱為貫穿件；
[0037]S2)現場土建施工:請參閱圖7，首先對混凝土牆體50上預留的穿牆方孔進行縮孔處理，並在孔中埋入鋼套管52，鋼套管52的尺寸大小需要滿足保溫管線40外徑加保溫層厚度的要求；此步驟和步驟SI)不分先後，可各自同時或不同時進行；
[0038]S3)調整角鋼並將其固定到混凝土牆體上:將管板44、保溫管線40、護板42組成的貫穿件從不鏽鋼覆面房間內向外貫穿預埋在牆體50中的鋼套管52 ;將2?6塊角鋼54 (具體數量根據保溫管線40及管板44的尺寸，通過力學核實來確定)放置在管板44的邊緣，通過調整角鋼邊540的長度尺寸來調整管板44與牆體50之間的距離，以使管板44的高度能夠滿足不鏽鋼覆面整體的平整度要求；調好後，取出貫穿件，將角鋼邊540按調整後的尺寸需求進行切削處理，再用膨脹螺栓56將角鋼54固定在混凝土牆體50上；
[0039]S4)管板與角鋼焊接:請參閱圖8，將管板44與角鋼54的頂部焊接連接，使角鋼54的頂部與管板44的凸肩440平齊，角鋼54與管板44之間採用全焊透的形式來滿足管道傳遞時的受力要求；
[0040]S5)抹灰層施工:請參閱圖9，在混凝土牆體50與管板44、牆體50與不鏽鋼覆面預設位置之間進行抹灰層58的施工，抹灰層的表面與角鋼54的頂部平齊；
[0041]S6)焊接不鏽鋼覆面:請參閱圖10，將不鏽鋼覆面60搭接到管板44的凸肩440上並進行對接焊接，以保證不鏽鋼覆面60的整體平整度要求；
[0042]S7)填充保溫材料:請參閱圖11，從混凝土牆體50外側(即未敷設不鏽鋼覆面60的一側)將保溫材料62填入到保溫管線40與鋼套管52之間的空隙中；為了保證保溫材料62穩定密實,可以在鋼套管52外側的開口處設置封板(圖未不)處理；
[0043]S8)貫穿管線兩端的保溫處理:按照常規方式對混凝土牆體50外側及不鏽鋼覆面側的保溫管線40進行保溫處理，完成保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的施工。
[0044]通過以上描述可知，本發明核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的施工方法通過重新設計貫穿件結構，合理安排施工順序，既避免了在施工過程中破壞不鏽鋼覆面60完整性，又能夠確保不鏽鋼覆面60的密封性及平整度，從而為廢液的暫存提供有利條件。與現有技術相比，本發明至少具有以下優點:
[0045]I)使用了貫穿件技術，並通過角鋼54調整管板44與混凝土牆體50之間的距離，從而充分保證了不鏽鋼覆面60的整體平整度要求；
[0046]2)在保溫管線40外設置管板44，使保溫管線40通過管板44與不鏽鋼覆面60搭接，而不是直接與不鏽鋼覆面60焊接；當保溫管線40震動時，產生的外力將傳遞到管板44上，管板44再通過角鋼54和膨脹螺栓56將力作用到混凝土牆體50中，因此不會對不鏽鋼覆面60產生撕扯，也不會對其焊接強度造成額外載荷；
[0047]3)在保溫管線40與管板44之間設置兩塊護板42作為墊板，護板42完全包縛住保溫管線40的焊接處而對其起到焊接保護作用；
[0048]4)在保溫管線40與混凝土牆體50之間設置鋼套管52，並在鋼套管52中填充保溫材料62，從而充分滿足保溫管線40的保溫需求；
[0049]5)貫穿件技術有效提高了保溫管線貫穿處不鏽鋼覆面60的密封性；
[0050]6)調整了施工順序，減少了原先土建施工與穿混凝土牆體管道交叉施工的影響，可實現設備管道安裝之前完成保溫管線40和不鏽鋼覆面60的安裝，從而提高了現場施工進度，有效縮短工期並節省了大量成本。
[0051]根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當的變更和修改。因此，本發明並不局限於上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本發明的一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護範圍內。此外，儘管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，並不對本發明構成任何限制。
【權利要求】
1.一種核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構，包括貫穿混凝土牆體的保溫管線、焊接在保溫管線外的管板和焊接在管板上的不鏽鋼覆面，其特徵在於:還包括至少兩塊固定在混凝土牆體上的角鋼，所述管板與角鋼的頂部焊接連接，通過對角鋼高度的調整，使管板的高度能夠滿足不鏽鋼覆面敷設的平整度要求。
2.根據權利要求1所述的核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構，其特徵在於:所述混凝土牆體與管板之間，以及混凝土牆體與不鏽鋼覆面之間設有抹灰層。
3.根據權利要求1所述的核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構，其特徵在於:所述角鋼的數量為2?6個，其通過膨脹螺栓固定在混凝土牆體上。
4.根據權利要求1所述的核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構，其特徵在於:所述保溫管線與管板之間設置有焊接在保溫管線外的護板，護板圍繞在保溫管線外，管板焊接在護板上而與保溫管線彼此固定。
5.根據權利要求1所述的核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構，其特徵在於:所述管板的邊緣設有凸肩，不鏽鋼覆面搭接到管板的凸肩上並與管板進行對接焊接。
6.根據權利要求5所述的核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構，其特徵在於:所述角鋼的頂部與管板的凸肩平齊，角鋼與管板採用全焊透形式焊接。
7.根據權利要求1所述的核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的結構，其特徵在於:所述混凝土牆體內埋有貫穿牆體的鋼套管，保溫管線自鋼套管中穿過，保溫管線與鋼套管之間的空隙中填充有保溫材料。
8.一種核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的施工方法，其特徵在於: 1)預製貫穿件:將需要貫穿不鏽鋼覆面和牆體的保溫管線截取一段作為貫穿用管線，在截取的保溫管線外焊接管板而製成貫穿件； 2)現場土建施工:在混凝土牆體中埋入鋼套管，鋼套管的尺寸大小需要滿足保溫管線外徑加保溫層厚度的要求；此步驟和步驟I)不分先後，可各自同時或不同時進行； 3)調整角鋼並將其固定到混凝土牆體上:將焊接有管板的保溫管線從不鏽鋼覆面房間內向外貫穿預埋在牆體中的鋼套管；將至少兩塊角鋼放置在管板的邊緣，通過調整角鋼邊的長度尺寸來調整管板與混凝土牆體之間的距離，以使管板的高度能夠滿足不鏽鋼覆面整體的平整度要求；調好後，取出貫穿件，將角鋼邊按調整後的尺寸需求進行切削處理，再將角鋼固定在混凝土牆體上； 4)管板與角鋼焊接:將管板與角鋼的頂部焊接連接，角鋼與管板之間採用全焊透的形式來滿足管道傳遞時的受力要求； 5)抹灰層施工:在混凝土牆體與管板及不鏽鋼覆面預設位置之間進行抹灰層的施工； 6)焊接不鏽鋼覆面:將不鏽鋼覆面與管板進行對接焊接； 7)填充保溫材料:從混凝土牆體的外側將保溫材料填入到保溫管線與鋼套管之間的空隙中； 8)對混凝土牆體外側及不鏽鋼覆面側的保溫管線進行保溫處理。
9.根據權利要求8所述的核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的施工方法，其特徵在於:所述步驟I)中在保溫管線外焊接管板前，需要先選用內徑與保溫管線外徑相適配的管道切割成至少兩片護板；將護板焊接到保溫管線外後，再在護板上焊接管板。
10.根據權利要求8所述的核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的施工方法，其特徵在於:所述管板的邊緣設有凸肩，角鋼的頂部與管板的凸肩平齊，步驟6)是將不鏽鋼覆面搭接到管板的凸肩上再進行對接焊接的。
11.根據權利要求8所述的核電站保溫管線貫穿不鏽鋼覆面的施工方法，其特徵在於:所述步驟7)在保溫管線與鋼套管之間的空隙中填充保溫材料後，還可以對鋼套管外側的開口進行封板處理，以保證保溫材料的穩定密實。
【文檔編號】E04G21/00GK104295800SQ201410428259
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月27日 優先權日:2014年8月27日
【發明者】史軍妍, 胡雅麗, 吳春明, 李連學, 宋世明, 魯勤武 申請人:中廣核工程有限公司, 中國廣核集團有限公司