上海核工程研究设计院
摘要：为了验证主泵安装工艺可行性，确认主泵翻转实施的潜在风险，摸索一种主泵安装的模拟方法，实现设备安装的动态模拟、施工验证，以及与周围物项碰撞检查和间距预警。
关键词：主泵安装；动态模拟；碰撞检查
1.引言
CAP1000是属于三代核电机组，采用非能动设计，设备布置紧凑，空间狭小。但与此同时，对于主泵安装较二代电站来说，也体现出安装难度大幅提升等问题，主要现在：主泵在安全壳设备闸门进口处，需采用“边移动边翻转工艺”，从而完成主泵从水平状态到垂直状态的改变；主泵在引入过程，特别与安全壳设备闸门、SG二次屏蔽墙间距较近，碰撞和干涉风险较大。AP1000电站在主泵安装过程中，对于相关位置主要采取了实体模拟、加派人手目视检查、减慢设备运动速度等措施。但是整个主泵安装过程一方面耗时长，另一方面安装可行性靠实体模拟件验证，一旦发现问题后续解决困难重重。
而主泵外形不规则，上面有接管嘴、电器盒等大量突起物，采用传统二维方法验证局限性很大，对于主泵翻转的精确验证更是无能为力。为了进一步保证主泵能够顺利实施安装就位，在设计阶段完成对主泵安装关键点处工艺进行验证，对安装过程中的间距测量和检查就愈发必要。
2.总体思路和目标
CAP1400主泵安装模拟是以三维软件模拟为基础，将核岛内土建、设备、管道模型与主泵安装工艺相关联，模拟安装关键点的工艺过程，以期实现如下功能：
A．动态模拟核岛主泵设备引入、吊装、就位的施工工艺过程中的关键点；
B．对关键点处安装过程进行碰撞检查；
C．识别现有土建接口合理性；
D．规划主泵安装路径；
E．进一步完善安装工艺，并确认安装工艺的合理性。
3.实施方案
3.1主泵安装
涉及物项：
主泵最大可拆卸部分、运输小车、维修\安装小车、主泵吊具、环吊
路径：
首次安装：厂区→40353→12351→11300→11500→11201/11202
主泵最大可拆卸部分在40353、12351、11300的运输将通过主泵运输小车完成，该小车装有主泵翻转辅助钢结构，可在环吊辅助下实现在反应堆厂房11300设备闸门入口处主泵最大可拆卸部分从水平状态到垂直状态的翻转。
环吊将起吊处于垂直状态的主泵最大可拆卸部分通过运行平台上的吊装孔，然后到达蒸汽发生器室1西北角或蒸汽发生器室2东北角。这两处作为环吊吊装主泵最大可拆卸部分进出11201/11202房间的通道，在主泵吊装运输期间，应移除该区域内可能会引起碰撞的钢平台、管道等，确保通道的畅通。
当主泵最大可拆卸部分由环吊吊至11201/11202房间时，其下会有主泵维修小车接应。然后，由该小车负责将主泵最大可拆卸部分运至对应的主泵泵壳下，辅助安装。
3.2模型建立
为真实反映整个主泵吊装过程，主泵相关的临时桥、主泵运输小车、主泵安装小车主泵吊具均采用Xsteel按实际尺寸建模。其余管道、建筑结构、设备模型均从PDS模型导出，以确保实际模拟过程的正确性。
3.3模型对外接口
打通了达索软件与Xsteel、PDS之间接口，初步实现了软件间的模型导入，大大降低设备安装模拟开展工作量，同时也为后续其他设备的安装维修模拟打下基础。
3.4动态模拟
通过达索软件，按照主泵安装步骤开展安装路径规划，通过对应主泵本身、主泵安装工具的动作管控，形成一套完整的设备吊装、引入、就位过程的动态模拟。
3.5碰撞检查及间距的识别量化
通过对在主泵安装模拟过程中的碰撞检查和距离检测，对整个主泵吊装路径进行潜在碰撞点和风险点的识别和确定，并形成了安装关键点和安装前应拆除物项清单。
4.方案的优化
通过主泵的三维安装模拟以及碰撞检查报告，能够直观的体现整个翻转、安装、就位过程，在此基础上对主泵安装进行了进一步的优化。
对于识别出来的关键点进行专项优化，如主泵翻转时与设备闸门过近问题、翻转完成后与吊装孔间距问题、吊入SG隔间时间距和其他物项干涉问题。通过一系列路径调整，将关键点处主泵与其他物项间距尽可能拉大，以降在优化模拟的基础上，形成了物项拆卸的清单，以进一步指导现场主泵安装前的准备工作。与此同时，通过主泵安装模拟，形成了主泵安装的数字化路径，摆脱了现场安装时变安装边调整的现状。后续可结合现场变更情况，对主泵安装前各模型进行更新和模拟，以确认现场变更对主泵安装的影响。
5.总结
此次模拟属于3D模拟在CAP1000设备安装中的首次应用，突破了二维精细模拟的难点，解决了类似主泵本体突出物项较多（如接管嘴、电气盒等）设备的安装可行性确认的难题。同时在模拟过程中，获得了路径上的碰撞物项清单，降低了物项安装的风险。另外，通过模拟，寻找出主泵翻转的最佳时机、以及吊入SG隔间时主泵的旋转角度，形成了设备安装的数字化路径，为后续项目的设备安装打下基础。同时，也为不同厂家不同规格主泵安装可行性评价、安装路径上其他物项的变更对主泵安装的影响提供可靠的手段。