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1、第二部分AP1000的设计特点1.模块化建造1.1.模块化建造图示1.2.在模活动。OnsiteModuleAssembly/FactoryProduGtlonofIVladules劉PlantOrderSiteSurveyandPreparationRail/TruakShipmentofModulesSiteConstructionTimeAP1000提供了一种施工设想：就是在车间里预制模块，在可控制的环境里最大化制造，与施工平行，从而缩短建造工期。A1000的设计准则是最大程度上应用模块化建造来缩短电站建造时间和成本，同时不会冲击电站的可维护性或可利用性。为支持模块化，模块的设计必须在建
2、造前实质上已完成。模块要按照事先制定的计划和进度，按照建造顺序来安装，尽早开始设备采购和模块预制。模块化在初步设计中和紧接的设计阶段就考虑了P#ID及总布置图为机械设备模块选择提供了初步指南。对于机械设备模块，总的想法是选择设备以及连接的管道和能临近就位的，接着做评估看是否完成这项工作节约了人力，时间是否充裕能将预制安排到车间。同样方法用于电气设备模块的选择，通过审核电气单线图，原理图和布置图方法。通过构成图上的管道布置来确定管道模块，布置图要考虑临近的各系统的管道路径，共用支架的电气通道，通风管，来最大化模块施工。结构模块通过审核总的结构布置图来选择罐，衬里，地板，墙和其他能用碳钢和不锈钢建
3、造的结构。模块图纸包会减少抵达现场后的安装、测试、运行等工作量，但要在运输前，在车间要完成这些测试。模块的图纸要求所有技术专业的协调，同时符合各专业的设计准则和各模块的特殊要求。每个模块图纸包含模块布置，各专业的详细车间图纸，吊装图纸，计算书和材料清单的小册子组成。模块预制商不允许偏离这些图纸，除非得到西屋的特别同意。包括在模块包中的模块计算书包括：吊装和运输的结构应力，抗震1级的结构应力，各种重型吊装的吊装图，电气模块的电气负荷，每个模块将包括详细的技术规格书，至少包含了接收准则和要求模块在设计时就选择好模块，对模块接口控制，模块详细设计，模块预制，模块测试及模块运输都有所考虑。从运输上考虑
4、，模块尺寸限制为12英尺高*12英尺宽*80英尺长，总重量限制为80美吨（约72吨）。模块布置图会显示模块上的一点，通过它来在电站的AP1000整个坐标系统精确定位。模块工艺上的接口和现场安装的工艺如：管道，接线和结构都描述在特殊的模块准则里并显示在模块布置图上。模块布置图用三维CAD制作。所有模块上的元件的可接近性和可维护性通过审核三维模型图纸和维护评估来证实。模块元件的搬运和拆除通过三维来证实。模块使用的材料符合AP1000的元件技术规格书GA-G1-001Revision2编制了每个模块的材料清单，来显示采购责任。总之，工程设备和材料由西屋定义和采购.模块分包商/预制商分别指定和采购标准
5、大宗材料，如钢，电缆，管道和小的手动阀门。1.3.模块类型及数量模块分为结构模块和设备模块。结构模块108个，设备模块70个。No.厂房设备模块结构模块总计备注1反应堆厂房1555702辅助厂房4843913附属厂房1010一个堆4汽轮机厂房775总计70108178设备模块-由设备、管道、管道支撑、泵等组成，作为能以一套安装在电站里的装置布置和组装。钢结构的框架形成永久性支撑。材料和元件可在预制阶段进行测试减少现场测试要求。管道组件-包含管道和阀门组件或几个相临架设的管道，能以较大截面预制。结构模块。可选择水储存罐，池衬里，屏蔽墙和如汽轮机底座的其他结构作为结构模块。这些模块将在车间预制成组
6、件，运到现场再装上管道，电线管，梯子等，再安装就位。结构模块又分为：CA模块、CB模块、CH模块、CS模块CA模块由钢板、型钢构成以及内部填置的混凝土，形成电站结构的一个完整部分。这替代了常规的钢筋绑扎和置模板工作。一旦结构模块放置好后，混凝土的添充工作和房屋的完成，以及设备模块的安装同时进行。模块在安装前可装配有管道、电缆桥架、风管等。CB模块可在电站拥挤的地方替代建造模板，为设备和支撑提供固定点。也就是将散装材料以模块形式预制好，再安装。CH模块由结构钢组成，能够由其预组装成孔洞。安装图纸会显示出金属甲板，预埋件、加强件等。这些散装物品可在安装前现场预制好。CS楼梯等，预制成的钢结构可切割
7、、转孔、油漆和组装成小模块，再安装。1.4.参照的规范、标准和参考1) AP600土建设计准则GW-C1-001,Rev.A,日期10/31/902) 美国钢铁建造协会(AISC),设计技术规格书，用于核设施的钢安全相关的结构的预制和安装,AISC-N690-19843) 美国混凝土协会核安全相关结构建筑规范要求,ACI-349-90,例外标住在调整导则1.1424) 美国混凝土协会(ACI),混凝土模板,AC1SP-4,第4版，Bresler,LinandSca1zi,钢结构设计,第2版6) 金属结构稳定设计准则导则,E.G.Johnston编辑，第3版7) ASME,第1卷，第III部分,
8、7月1,1989版8) 美国混凝土协会(ACI),应力混凝土建筑规范要求,ACI-318-89GA-Ml-0011版9) PEG/WMS0879,1993-3-8与安全相关的，地震小于SSE的结构，系统和元件设计10) Dot.#GW-SUP-001,结构模块设计方法11) Dot.#GA-Gl-001,总的模块设计准则12) Dot.#GA-Sl-001,结构模块设计准则13) DOC.#GA-001,电气模块设计准则14) Dot.#GA-Pl-001,管道模块设计准则2.主回路与法马通的设计思想不同的是，法马通设计通过增加环路提高电站功率，而西屋设计是通过加大主回路单台设备的热传输能力来
9、提高电站的功率，从AP600到AP1000，主回路系统设计均为两个环路。主回路设备包括：一台反应堆压力容器、两台蒸汽发生器、四台主泵、一台稳压器以及两个环路主管道(二个热段和四个冷段)。主泵直接挂在蒸汽发生器底部，省去了主泵与蒸汽发生器之间的主管道过渡段。其三维视图如下：2.1.压力容器压力容器由筒体、顶盖、上部堆内构件和下部堆内构件组成。筒体为环形锻件，无纵向焊缝，活性区无焊缝，直径6.6m,高度10.3m，重量296吨，包括下封头。顶盖上有69个控制棒驱动机构的贯穿管，42个中子通量贯穿管，2个1寸的排气管。与传统压水堆不同的是AP1000的堆芯测量系统42个导向管布置在顶盖上。顶盖组件（
10、IHP）有压力容器顶盖、控制棒驱动机构的贯穿管和堆芯测量系统42个导向管组成。顶盖组件将在现场厂房外组装成一个整体，形成一个模块整体吊装与筒体连接组装，组装完后总高为20.8m，直径约为5.5m,总重约246吨。上部堆内构件直径3.9m,高度5.88m，重量54吨。下部堆内构件直径3.9m,高度9.8m，重量83吨。2.2. 蒸汽发生器蒸汽发生器采用125型，内部热传热管达到10025根，外形尺寸：高22.5mm、下部外径4.4mm、上部外径5.6mm，重达633吨。主泵壳焊接在蒸汽发生器底封头上，因此蒸汽发生器在吊装时重量（即包括两台泵壳）约为665吨。支承包括垂直支承和横向支承，横向支承包
11、括三层：下部、中部与上部横向支承蒸汽发生器由单根立柱支承，高度约6.7m2.3. 主泵AP1000共设四台主泵，每台蒸汽发生器下部各装两台，为密封壳式电机泵，整个泵（包括泵壳）干重近90吨，总高约6.7米，其中泵壳外形尺寸：高1.9mm、外径2.3mm，重达32吨。主泵的安装不同于通常，而是泵壳在上电机在下，由于没有联轴节，没有联轴节对中的工作。主泵泵壳与蒸汽发生器管嘴焊接，一般情况下在蒸汽发生器制造厂家焊完后运到现场。2.4.稳压器AP1000稳压器采用基于现行技术的传统设计方法，比同功率其它电站的稳压器要大30%左右。直径为2.6m,高15.4m,重111T,其容积为2,100立方英尺（即
12、59.5立方米）。稳压器垂直支承不是采用支承裙座，而是采用四根垂直支腿支撑，立柱与稳压器本体间用螺栓接连。2.5.主管道AP1000型主管道没有过渡段，每个环路只有一个热段和两个冷段，共六个焊口。热段：31（内径）（787mm）X3.25壁厚；冷段：22（内径）（559mm）X2.56壁厚。主管道上没有弯头，采用弯管以减少焊缝数。主管道安装将采用窄间隙自动焊，利用3DLaserTrackerOpticalSurveying（3D激光跟踪测量系统）现场测量，并采用ComputerizedNumericallyControlled（CNC）Omega9Bmachiningsystems（数控欧米加
13、9B加工系统）对主管道坡口进行现场加工。波动管分四段，18（外径）（457mm）,14.44（内径）（366mm）3. CV（钢制安全壳）CV是一个密闭的压力容器，直径为39.7米，总高为65.6米，用SA738,GRADEB材料制作而成，单个总工程量达3600吨，筒体部分分别48mm和44mm厚的钢板制成，顶部与底部是42mm厚的椭球形封头。CV分为五个部分：底封头、第一环、第二环、第三环、顶封头。底封头座于混凝土内，封头内也浇灌混凝土，并形成换料水池和主设备的腔室。安全壳设计为ASME第三卷NE分卷，MC级设备，设计压力0.41MPA（在设计温度280F时）。AP1000仪控系统采用的是世
14、界上先进的数字控制系统，其设备集成化程度高、精密，安装时接地保护和防静电要求严格，对控制电缆在绝缘和过电压保护方面要求高。光纤电缆对安装半径、拉力都有一系列要求。对光缆的端接、信息的衰减要求、跳线的制作等要求非常高，在端接、测试方面都需要专门的工具。筒体单块板尺寸最大约10.4x3.9m，最重板为15.1吨，焊有环吊梁的单块钢板重33吨。4. 非能动性安全系统AP1000反应堆型安全系统运用了大量的自然力量，如重力、压力、温差等等，不需要能动元件的帮助，称为非能动安全系统。非能动安全壳冷却系统（PCS）提供了安全级散热，在设计基准事故（DBAs）条件下保护钢制安全壳不超过其设计压力。散热主要是
15、通过钢制安全壳与混凝土屏蔽墙之间循环流动的空气将热量带走。在事故状态下，安装在混凝土屏蔽墙顶的环形水箱释放冷却水，冷却水直接流向钢制安全壳的同时加强了气体冷却的作用。PCS的主要部件为：安全壳上部屏蔽厂房的非能动安全壳冷却水箱，钢制安全壳和混凝土屏蔽厂房间的空气导流板，装在钢制安全壳外表面的喷淋系统。补助水储存罐和两台循环水泵为非能动安全壳冷却水的供给提供了现场储存。安全壳空气导流板安装在整个混凝土屏蔽墙内的上环部分，在整个非能动安全壳冷却系统（PCS）中，安全壳空气导流板主要作为空气流动的边界。整个空气导流板将混凝土屏蔽墙和钢制安全壳之间的空间分为了两个部分：外环-屏蔽墙与空气导流板之间的空间、内环-空气导流板与钢制安全壳之间的空间，为整个安全壳非能动冷却系统提供空气流通的途径。在设计基准事故（DBAS）时，钢制安全壳的外表面将把大量的热能转移到空气导流板与钢制安全壳之间的内环空气中去。高温低密度的热空气在内环形成上升气流并最终通过散流器排出，而低温高密度的冷空气通过安装在混凝土屏蔽墙上进风百叶窗进入屏蔽墙与空气之间的外环空间，并形成下沉气流直到空气导流板底部。整个空气导流板
