肖占方，彭浩，王峰
(中国核电工程有限公司河北分公司，石家庄050000)
摘要：热室是一种在核技术领域中应用广泛的密封箱室。文中对某项目不锈钢覆面热室非标设备设计与安装过程中的
主要事项进行阐述与分析，并结合实际指出了在今后的设计与安装过程中需要注意的问题。
中图分类号:TL 292 文献标志码:A 文章编号：1002-2333( 2021)05-0115-03
Design and Installation of Non-standard Equipment in Stainless Steel Covered Hot Cell
XIAO Zhanfang, PENG Hao, WANG Feng
(Hebei Branch, China Nuclear Power Engineering Co., Ltd., Shijiazhuang 050000, China)
Abstract: Hot cell is a kind of sealed chamber widely used in the field of nuclear technology. This paper expounds and analyzes the main matters in the design and installation of the non-standard equipment in the stainless steel covered hot cell of a certain project, and points out the problems that should be paid attention to in the future design and installation.
Keywords: hot cell; shell; design; installation
0引言
热室是指外层设有重生物屏蔽材料，并在其内部处 理、贮存具有强酌放射性活度和中子辐射产品或物料的密 封箱室叫作为包含设备、工艺、辐射防护、电气、通风、通 信、仪控等配套设施在内的独立系统，热室在核技术领域 的乏燃料棒与堆内辐照后构件检验、三废后处理和放射
源生产等工程中有着广泛应用[2-3]o
1项目概况
某核工程热室建设项目，主厂房内按照经典的“线 式”布置方式设有较大规模的热室，主要用来进行高放
射性材料辐照性能的研究工作W
1.1基本结构
当被操作或处理的物质放射性活度很高时，在密封 箱体四周必须设置重屏蔽层，重屏蔽层可采用混凝土、
铸铁或铅砖叫本项目中所有的热室基本结构形式均为“混 凝土 +不锈钢覆面壳体”。热室不锈钢覆面壳体是防止 放射性元素外溢的一道屏障，还有助于进行热室的清洗 去污叫
1.2项目特点
结合热室的设计与安装过程，本项目的特点主要有：
1）专业接口多;2）壳体种类多；）非标设备多;4）不确定 项多;5）安装工序多。
2设计工作
热室设计是一项复杂而系统的工作，需要多个专业 分工协作。本部分内容主要以热室非标设备中的热室不 锈钢壳体的设计、热室非标设备的布置、内/外部专业之 间的工作配合及设计中需要注意的重点为主进行介绍。
2.1基本组成
热室壳体由不锈钢覆面、龙骨、密封连接组件等部件
组成，三维模型如图1所示。本项目中不锈钢覆面材质为
图1热室壳体模型
06Cr19Ni10，底板厚度 为10 mm ，顶板与侧面
板覆面厚度均为4 mm 。 龙骨焊接在壳体外侧， 材质为Q235B 钢，并在 底板处的龙骨上开有 排气孔。密封连接组件
主要由工艺管、电缆穿 线管、转运孔道与壳体 覆面相连接的部分组
成，材质及规格尺寸不 尽相同。
2.2非标设备的布置
除了壳体以外，热室设计中的非标设备还包括与壳
体覆面相连接的设备转运孔道、垂直转运孔道、废物转运 孔道、水平转运孔道、窥视窗、排风预过滤器、密封门、电
离室屏蔽预埋组
件、储存井、地漏、
备用孔、热室吊车 驱动装置等。非 标设备的种类多，
由于各热室墙体 厚度不同的原因，
每一种非标设备 的规格至少有2 种。热室非标设备
平面布置图如图2
所示。
根据热室的 功能与结构形式1 2 3 4 5 6
10
9 8 7
it运维系统详细设计
图2热室非标设备平面布置图
1•垂直转运孔道2•屏蔽门3.密封门4.废
物转运孔道5.设备转运孔道6.排风预过
滤器7•水平转运孔道8•备用孔道9•窥视 窗10.防护屏
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不同，在热室顶板、四周墙体和底板中布置非标设备也存在差异，热室墙体中的主要非标设备布置如表1所示。
表1热室非标设备布置
顶板底板前墙后墙隔墙
设备转运孔道、地漏、储防护屏、窥视窗、屏蔽门、密垂直转运孔道、存井、转电离室屏蔽预埋封门、排风废物转运孔道运装置组件、备用孔道预过滤器水平转运孔道
2.3专业之间的协作
热室壳体设计过程中，需要与外部的主工艺专业及内部的工艺、结构、辐射防护、电气、通风、通信、仪控专业之间进行协作配合，以满足热室的功能需求。壳体覆面上需对各个墙体贯穿件留设孔洞，开孔的大小、数量、位置等参数与贯穿件功能类型密切相关。各专业根据贯穿件的功能类型，对壳体上的孔洞留设提出要求：1）主工艺专业对窥视窗、机械手、转运孔道、储存井、地漏、主工艺设备及其电缆穿线管的开孔大小、数量与位置等参数提出要求。2）工艺专业对水、气管的开孔大小、数量与位置等参数提出要求。3）结构专业需要与结构专业沟通热室吊车反沿宽度及各热室壳体
后退哥
之间的距离参数等。4）辐射防护专业对电离室屏蔽预埋组件的开孔数量与位置等参数提出要求。5）电气专业对灯具照明的开孔大小、数量与位置等参数提出要求。6）通风专业对送风管和排风预过滤器的开孔大小、数量与位置等参数提出要求。7）通信专业对摄像头穿线管的开孔大小、数量与位置等参数提出要求。8）仪控专业对负压监测计管的开孔大小、数量与位置等参数提出要求。
除了上述专业间的协作以外，还需要与非标设备厂家和主工艺设备厂家进行相关接口的沟通确定，例如，热室内吊车需设置驱动装置，该驱动装置通过贯穿件与热室壳体相连接，因此壳体上吊车驱动装置开孔的位置、大小与数量均需要设备厂家提供。
2.4设计中需要注意的重点
1）密封连接组件长度。壳体上的工艺管密封连接组件与管线的接口需要100%射线检测，其伸出龙骨的长度需要考虑射线检测时检测工具的放置，避免出现无法进行射线检测的情况。
2）底板龙骨开孔。为满足混凝土浇筑需要，壳体底板位置的龙骨应开有灌浆排气孔。如果将排气孔设置在一条直线上，会影响龙骨的整体强度，可将排气孔交错排布。
3）水平转运孔位置。在多个壳体之间互相留设水平转运孔道时，由于热室大小及墙体厚度不一，会在设计时产生水平转运孔位置不一致的情况。这就需要在布置壳体开孔时，相邻两个壳体的设计人员应从相同轴线处将水平转运孔的位置确定下来。
费德勒
4）顶部孔道位置。确定顶部孔道位置时，不仅要考虑净通过尺寸，还要考虑转运孔道设备的整体尺寸，以避免转运孔道之间互相干涉或转运孔道与吊车反沿处互相干涉的情况出现。
5）备用孔道数量与位置。各壳体上窥视窗两侧的备用孔道数量与位置应保持一致或相近，特别是在高度方向上的位置，在保证使用功能的前提下尽量外观整齐美观。
6）管线路径细化。与壳体密封连接组件相连的管线需要最终从前墙或顶板处引出。在施工图中需要明确标注管线路径、管线长度及管线出墙长度。
3安装施工
热室非标设备的安装工作与设备的规格尺寸、外形结构、位置布局等特点有关，还会受到设备的运输路径、到场情况、安装工艺等因素的影响。
3.1施工顺序
本项目中，非标设备的安装顺序大致为：壳体是到场最早的设备，因此安装单位先通过放线将壳体就位，并点焊实现固定，现场安装情况如图3所示；然后安装工艺及电缆穿线管、地漏（管）和检修电源箱管；在防护屏及窥视窗外框到现场后，二者的安装是交替进行的；待壳体位置完全固定完成后，才开始进行密圭打门、屏蔽门、储存井、水 平转运孔道的安装，必须按照此顺序进行安装，否则会导
致壳体位置难以调整；随后再根据各物项的标高由下向上安装备用孔道、电离室屏蔽预埋组件、机械手套管及壳体顶部的设备转运孔道、垂直转运孔道、废物转运孔道及热室吊车驱动装置贯穿件。在完成壳体的混凝土浇筑以后，再安装热室内部吊车、排风预过滤器等设备。
非标设备的安装与混凝土的浇筑工作是交叉进行的，在壳体完全就位后，先对壳体底部浇筑混凝土，再在壳体内部搭设满堂脚手架，最后根据壳体的高度和设备安装情况分次浇筑混凝土，直至封顶，现场施工情况如图4所示。
图3热室壳体安装图4热室混凝土浇筑
3.2壳体安装
壳体引入主厂房之前，设备安装单位先在壳体就位的相应位置上设置工字钢制作的支腿，后用大厅吊车将壳体吊装至支腿上，以窥视窗加强框为基准，使用垫铁对壳体平、正、标高，现场安装情况如图3所示。采用壳体部件窥视窗加强框为安装基准，可以避免在制造、运输及吊装过程中产生的壳体变形对安装所带来的影响；虽然在窥视窗外框加工过程中会有误差，但整体结构是准确的。因此在壳体上设计部件窥视窗加强框，并将其作为壳体安装基准有以下优点：1）可以对壳体进行初步正，在防护屏就位后，仅需微调即可;2）壳体上备用孔道
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连接组件位置是以窥视窗加强框为基准进行加工的，便于备用孔道与连接组件的对接;3）在此后的窥视窗外框安装过程中可以避免因焊接使壳体覆面产生变形。
3.3安装中需要注意的重点
1）设备到场顺序。设备到场顺序对于安装工序起着决定性作用，会对项目整体进度与安装难易程度造成影响，例如，壳体和防护屏到场先后顺序就决定了以何种设备作为安装基准。因此，设备采购方与安装方需提前掌握设计方安装思路，要求厂家将设备准时运抵现场。
2）设备就位。对于热室的壳体、转运孔道及门类等非标设备，可以使用垫铁和型钢进行平、正、标高，以达到施工图或技术规格书中的安装精度要求。
3）管线安装与检测。热室隔墙中管线主要包括工艺管和电缆穿线管，其中工艺管要求100%的射线检测，由于隔墙中管线数量较多，会出现管线交叉安装，这就需要安装与射线检测交叉进行，防止出现因管线互相遮挡而无法进行射线检测的情况。在管线安装完毕后，需进行压力试验，安装方在拆装密封连接组件时，要制定详细试验方案，尽量避免对此后的热室密封性试验产生影响。
4）配作安装。窥视窗与防护屏螺纹连接时，需要配作加工螺纹孔。若窥视窗与防护屏由不同设备厂家供货，则在现场安装过程中，必须现场配作螺纹孔。
5）前区顶板施工。现场应尽量待窥视窗、机械手等前墙贯穿件安装完毕后，再进行热室前区顶板浇筑。否则，会给设备安装带来较大的难度，因为此时无法再使用大厅吊车进行辅助安装作业。
（上接第112页）
用对压陷阻力的影响较大。
6结语
本文以带式输送机上槽形托辊为研究对象，基于平直托辊的压陷阻力理论公式，推导出了槽形托辊压陷阻力理论公式，并分析了压陷阻力与其影响因素之间的关系。以上的论述可供技术研究人员参考，有待在实践中得到验证。
[参考文献]
[1]Oszter ZF,Behrends W,Vincent D.大运量带式输送机运行阻力
研究[J]•起重运输机械,1982（12）:40-47.
（上接第114页）
姨220000002+165000002衣5103675=5.39MPa<[滓丄由此可以判定卷筒壁厚的强度满足使用要求。如图1所示，卷筒与定滑轮的偏角a=arctan（鶯肿）=4毅<5毅，满足使
用要求。
3结语
钢丝绳卷扬机构是斗轮机各机械传动机构中最复杂的机构，也是活动平衡式机械变幅斗轮机最重要的机构，其计算的正确性和选型的合理性直接关系到整机的安全性，应该得到设计者和使用者足够的重视。4结语
以吏为师本文结合某项目中不锈钢覆面热室非标设备设计和安装过程，对主要事项与重点问题进行了阐述与分析。在热室非标设备设计和安装时，还应着重注意以下几点：1）热室壳体设计时，覆面上的开孔和密封连接组件均会影响龙骨的布置，需要与各专业、设备厂家及时沟通，确定数据，尽量减少反复。2）热室顶部的转运孔道、吊车驱动装置等设备位置不能与其他物项相干涉，比如风管、桥架、栏杆等。3）“线式”布置的热室中，热室之间会存在一定的连接关系，比如两热室间的水平转运孔道、隔墙中 的电缆穿线管等，设计和安装时均应统一考虑，避免出现不一致和互相影响的情况。4）热室非标设备的安装与土建施工是交叉进行的，施工单位之间需要做好会签和交接工作，并对成品做好保护。
[参考文献]
[1]密封箱室设计原则:EJ/T1108-2001[S].
[2]黄英，方红莺，韩华，等•大型辐照后检验热室设施调试阶段过程
控制管理[J].项目管理技术,2020,18（10）:119-122.
[3]姚婷，马远路•不锈钢热室壳体窥视窗加工工艺研究[J]•科技创
新与应用,2019（1）:111-112.
[4]顾俊仁•热室设计安全问题手册[M].北京：原子能出版社,1975.
[5]李宗方•高放废液玻璃固化工程热室壳体施工技术[J].工程技术
研究,2020,5（3）:139-140.
（编辑邵明涛）
作者简介：肖占方（1985—），男，硕士研究生，工程师，主要从事核工程非标设备设计工作。
收稿日期：2021-03-10
[2]王珏，毛君•带式输送机平直托辊压陷滚动阻力的能量法研究[J].
贝格尔煤矿机械,2008（12）:56-57.
[3]周睿煦•关于皮带运输机货流断面积的研究[J]•淮南矿业学院学
报,1992（8）:42-51.
[4]杨彩红，张东生，王俊光，等•承载段输送带压陷阻力理论研究[J].
机械设计,2017,34（10）:42-48.
（编辑张立明）
作者简介：王珏（1983—），女，硕士，工程师，从事机械工程、机械设计及理论方面研究工作。
收稿日期：2021-02-02
[参考文献]
[1]邵明亮，于国飞，耿华，等•斗轮堆取料机[M].北京：化学工业出版
台海问题
社,2007:118-120.
[2]成大先•机械设计手册：第2卷[M].5版•北京：化工工业出版社,
2008:8-95.
[3]张质文，王金诺，程文明，等•起重机设计手册[M].2版•北京：中国
铁道出版社,2013:673-716.（编辑张立明）
作者简介：李楠（1980—），男，学士，高级工程师，从事散料装卸、输 送设备的设计、安装调试及售后服务工作。
收稿日期：2020-10-12
网址：www.jxgcs电邮:*******************2021年第5期]117
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