Глава седьмая
ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ МОНТАЖНОЙ ПЛОЩАДКИ
7.1. ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН МОНТАЖНОЙ ПЛОЩАДКИ
Строительный генеральный план (стройгенплан) представляет расположение на участке строительства всех сооружений и устройств, необходимых для постройки основных корпусов, вспомогательных зданий и для монтажа оборудования электростанций.
Сооружения и устройства для монтажа оборудования занимают центральное место на стройгенплане. Состав и размеры этих устройств зависят от общего годового объема монтажных работ на данном строительстве и от состояния поставки оборудования для электростанций. В состав сооружений и устройств для тепломонтажного участка входят:
открытые складские площадки для хранения оборудования;
механизированные площадки для сборки блоков оборудования;
закрытые склады для хранения оборудования;
эстакады для тяжеловесного оборудования;
ацетиленовая установка со складом карбида или установка для пропан-бутана;
механическая мастерская;
кислородная установка или кислородный завод;
компрессорная установка;
сварочная лаборатория;
ампулохранилище;
контора монтажного участка.
Стройгенплан в значительной степени определяется расположением в первую очередь открытых складов для хранения оборудования и площадок для сборки блоков.
Большие размеры площадок для хранения оборудования одного, двух или трех агрегатов и применение козловых кранов в качестве основных механизмов для разгрузочно-погрузочных и сборочных работ определяют конфигурацию площадок в виде вытянутых прямоугольников значительной длины. Для строительства электростанции мощностью 1200 МВт и выше при поточном монтаже агрегатов общая длина площадок достигает 3000 м.
Площадки для сборки блоков должны иметь прямую железнодорожную связь (желательно без закруглений и кривых) с главным корпусом, причем вдоль пути в котельную на расстоянии по 6-8 м в каждую сторону не должно быть застройки для возможности перевозки в котельную крупных, негабаритных и пространственных блоков котлоагрегата.
Некоторые здания (кислородный завод, склад карбида, ацетиленовая установка) в соответствии с противопожарными нормами должны быть расположены на определенном расстоянии от других устройств.
Все временные сооружения для сокращения необходимых для них коммуникаций (пара, воды, воздуха, газа и электросиловой разводки) располагаются достаточно компактно.
Автомобильные дороги должны обеспечить нормальные подъезды к главному корпусу и ко всем цехам, где производится монтаж оборудования, а также обслуживать сборочную площадку, склады оборудования и материалов, временные мастерские и сооружения.
Местные условия площадки оказывают свое влияние на общее решение стройгенплана, особенно на расширяемых электростанциях при стесненных площадках, на которых трудно разместить все временные здания и устройства, необходимые для рациональной организации, строительства и монтажа.
В таких случаях приходится относить монтажные площадки далеко от главного корпуса и иметь сложные схемы транспортировки оборудования со сладов и сборочных площадок в монтажную зону.
Расположение всех сооружений и устройств, необходимых для монтажных работ, должно быть решено при проектировании стройгенплана в комплексе с размещением временных сооружений для нужд строительства.
Пример решения стройгенплана показан на рис. 7.1.
Рис. 7.1.Стройгенплан монтажной площадки строительства ГРЭС.
1 – укрупнительно-сборочная площадка № 1 – 40 000 м2; « - укрпнительно-сборочная площадка
№ 2 – 41 000 м2; 3 – тепломонтажная мастерская со складом – 1440 м2; 4 – реципиентная уста-
новка емкостью 3600 м3– 165 м2; 5 – подземное хранилище сжиженного пропан-бутана ( три
цистерны по 2,1 м3) – 15 м2; 6 – обмуровочная мастерская со складом – 1008 м2; 7 – склад тепло-
механического оборудования 864 м2; 8 – склад хранения радиоактивных изотопов; 9 – мастерс-
кая противокоррозионных работ 432 м2; 10 – склад химзащитных материалов 144 м2; 11 – пло-
щадка для вулканизации фильтров 220 м2; 12 – теплоизоляционная мастерская со складом
1800 м2; 13 – бытовой корпус на 1000 чел.; 14 – столовая; 15 – козловые краны КС-50-42.
В основу проектирования строительного генерального плана для правильной организации монтажных работ принимаются следующие положения.
1. Склады оборудования и материалов, сборочные площадки должны иметь железнодорожные пути.
2. Открытые площадки для хранения оборудования следует объединять с площадками для сборки блоков котельного и турбинного оборудования и обслуживать их одними грузоподъемными механизмами.
3. Разветвление временных железнодорожных путей должно быть выполнено с учетом максимального использования постоянных железнодорожных путей и в зависимости от соответствующего размера грузопотока в процессе монтажа.
4. Взаимное расположение временных зданий и разрывы между ними должны удовлетворять правилам и нормам в отношении пожарной безопасности.
5. Расположение временных зданий и устройств должны обеспечивать возможность дальнейшего расширения главного корпуса и вспомогательных цехов без сноса построенных зданий.
6. Расстояние от железнодорожного пути до временных зданий и устройств должно быть принято с учетом того, что по путям со сборочной площадки в главный корпус будут подаваться крупные блоки, габариты которых в 2-3 раза превышают нормальные железнодорожные габариты.
7. Подача оборудования, материалов и собранных блоков по железнодорожным путям должна быть прямолинейной, без обратных и встречных движений.
Основной транспортной связью для большинства вновь строящихся крупных электростанций служит однопутная железная дорога нормальной колеи.
На строительной площадке создается разветвленная сеть постоянных и временных железных дорог для обслуживания как нужд эксплуатации, так и нужд строительства.
Особенности обслуживания железной дорогой нужд монтажного участка заключается в организации фронтов разгрузки для приема на склады и сборочные площадки оборудования и материалов и транспортировки их со сборочных площадок в главный корпус и другие цеха электростанции для выполнения монтажных работ.
Схема расположения железнодорожных путей в пределах стройгенплана должна исключать пересечение грузопотоков, направляемых для монтажа, строительства и эксплуатации, во избежание взаимных помех для хода работ.
Как правило, для всех временных сооружений, складов и сборочных площадок применяется прямолинейная схема, при которой возврат платформ осуществляется по тем же путям, по которым они были поданы. В некоторых случаях при большой длине тупикового пути в котельную устраивается дополнительный обгонный путь с целью устранения задержки в подаче грузов.
Железнодорожные пути должны иметь нормальные закругления и уклоны и выполняться в соответствии с нормами (СниП П-39-76. Нормы проектирования. Железные дороги колеи 1520 мм.).
Для строительства новых, а также для расширения крупных электростанций ГРЭС и ТЭЦ наиболее распространенной схемой устройства железнодорожных путей является заезд со стороны временного торца главного корпуса. В этом случае все временные сооружения, склады и сборочные площадки располагаются на свободной площадке также со стороны расширяемой части электростанции.
В практике строительства также применяется схема с устройством заезда в главный корпус со стороны постоянного торца, для чего вдоль задней стены котельной прокладывается специальный обгонный тупиковый путь с обратными ответвлениями в котельную и машинный зал (рис. 7.2).
Рис. 7.2.Варианты ввода железнодорожных путей в главном корпусе ГРЭС.
Осуществление железнодорожного заезда со стороны постоянного торца главного корпуса имеет своей целью обеспечить подачу строительных конструкций для сооружения первых ячеек главного корпуса при неготовности подземного хозяйства и в связи с этим невозможности прокладки пути со стороны временного торца.
В некоторых случаях эти пути также использовались для подачи оборудования и крупных блоков в котельную на монтаж первых агрегатов электростанций. Поэтому прокладку железнодорожного пути со стороны постоянного торца можно считать рациональной, если по местным условиям она может быть выполнена по несложной схеме с небольшими затратами.
С учетом расположения оборудования в главном корпусе необходимо подвести один железнодорожный путь в машинный зал, в зависимости от грузопотоков один – три железнодорожных пути – в котельную с соединительной веткой между ними и один железнодорожный путь – в район расположения регенеративных воздухоподогревателей и золоулавливающих устройств.
Для монтажа оборудования топливоподачи и химводоочистки используются постоянные железнодорожные пути, предназначенные для нужд эксплуатации электростанции.
В зависимости от конкретных условия компоновки электростанции, ее мощности, продолжительности строительства определяется количество железнодорожных путей и выбирается наиболее выгодная схема их расположения на стройгенплане.
В соответствии с принятой схемой расположения железнодорожных путей решаются вопросы размещения всех временных сооружений.
7.2. РАСЧЕТ ПЛОЩАДЕЙ СБОРОЧНЫХ ПЛОЩАДОК И СКЛАДОВ
Сборочно-укрупнительная площадка выполняет функции сборочного цеха завода и служит для сборки в укрупненные блоки элементов оборудования, поступающих с завода-изготовителя в виде мелких блоков и отдельных деталей (подробно рассмотрено в гл. 2).
Технологический процесс сборки заключается в соединении деталей в узлы и узлов и отдельных деталей в блоки.
Для сборки блоков отдельных видов оборудования: каркасов, газоплотных панелей, экранов, пароперегревателей, экономайзеров и др. – сооружаются специальные стенды или плазы.
Стенды для сборки выполняются на 600-700 мм выше уровня земли и состоят из бетонных тумб, накрытых металлическими балками, выверенными в одной горизонтальной плоскости.
Для сборки экранов, как правило, применяются козлы разной высоты, соответственным образом подобранные в зависимости от расположения коллекторов и труб экранов.
Для проверки правильности размеров и гибов труб поверхностей нагрева, водоспускной системы и пароперепускных труб устраиваются плазы с горизонтальной площадкой достаточных размеров для возможности вычерчивания в натуральную величину труб сложной конфигурации.
Выполнение обмуровочных и изоляционных работ производится непосредственно на собранных блоках. Для размещения бетонных и растворных узлов, связанных с приготовлением смесей на сборочной площадке, выделяется отдельное место, расположенное вблизи складов обмуровочных и теплоизоляционных материалов.
На сборочной площадке применяется, как правило, стационарно-поточная сборка, которая характеризуется тем, что собираемый блок остается неподвижным на месте сборки. К нему подаются все необходимые узлы и детали, а рабочие разной специальности, выполняющие определенные операции в процессе сборки, меняются (монтажники, сварщики, обмуровщики, изолировщики и др.). Сборка блоков производится непрерывно (поточно), и собранные готовые блоки могут быть сняты со стенда через определенные промежутки времени.
Преимущество стационарно-поточной сборки состоит в том, что рабочие специализируются на выполнении определенных работ (поэтому их труд более производителен) и сокращается время на выполнение сборочных и других видов работ.
Компоновка площадок зависит главным образом от типов грузоподъемных механизмов, выбранных для обслуживания сборочных площадок.
Сборочные площадки обслуживаются козловыми, железнодорожными, гусеничными, башенными, автомобильными кранами, а также стационарными деррик-кранами.
За последние годы наибольшее распространение для площадок крупных электростанций получили козловые краны с консолями и без них грузоподъемностью 20, 30, 50 т и пролетами 20, 32 и 42 м. Эти краны используются на всем пролете и обслуживают любое сборочное место для подачи деталей максимальной массы по грузоподъемности крана.
Сборочные площадки располагаются отдельно от складов оборудования или же совмещаются с последними. Практика строительства крупных электростанций показала, что наиболее рациональным является совмещение сборочных площадок с открытыми складами оборудования.
Преимущество таких объединенных площадок заключается в том, что они обслуживаются одними и теми же грузоподъемными механизмами как для выполнения складских операций, так и для сборки блоков оборудования.
При компоновке сборочно-складской площадки надо стремиться к такому расположению деталей для хранения и мест сборки блоков, чтобы транспорт деталей занимал наименьшее время и выполнялся главным образом при помощи тележки или стрелы крана без частых передвижений самого крана. Исходя из этого, наиболее рациональной является компоновка площадки, когда склад деталей расположен с одной стороны, а сборочные места и стенды – с другой стороны продольной оси движения пути крана.
Для площадок, оборудованных козловыми кранами, железнодорожный путь должен быть проложен в пределах пролета крана, чтобы иметь возможность погрузить на платформы собранные блоки. При применении двухконсольных козловых кранов площадь под консолями следует использовать для хранения деталей небольшой длины, чтобы не усложнять транспортировки их между опорами козлового крана.
При компоновке сборочно-складских площадок с применением железнодорожных и гусеничных кранов может быть сохранен принцип параллельного расположения складских и сборочных площадок, однако эффективность использования кранов меньше, чем козловых кранов.
Общая потребная площадь сборочно-складских площадок определяется как сумма площадей, необходимых для склада открытого хранения оборудования и для сборки блоков.
Поставка тепломеханического оборудования планируется таким образом, что после поступления основных агрегатов (котельных агрегатов и турбин) сразу же отгружается и вспомогательное оборудование. Поэтому на строительстве должны быть подготовлены склад и сборочные площадки для сбора и хранения всего оборудования одного энергоблока.
Для обеспечения поточного монтажа энергетических блоков необходимо создать соответствующие условия для приемки и хранения оборудования последующих энергоблоков, для чего следует выделить дополнительную площадь для складов и сборочных площадок.
Сборочная площадь должна рассчитываться исходя из годовой производственной мощности и удельной нагрузки от оборудования на 1 м2 площади.
Ввиду того, что постоянная нагрузка на сборочной площадке отсутствует и блоки собираются в ограниченное время года, площадь сборочной площадки выбирается исходя из одновременного размещения всех собираемых блоков для одного энергетического агрегата.
При поточном монтаже агрегатов увеличивается съем продукции с одного квадратного метра сборочной площадки и расчет ее ведется с учетом количества монтируемых агрегатов и коэффициента совмещенности поточного монтажа Кс.
Для расчета площадей сборочных площадок необходимы данные о количестве и массе оборудования, подлежащего сборке и укрупнению в течение определенного времени, принятого в календарном плане монтажа агрегатов.
Производственная площадь представляет собой полезную площадь для сборки блоков оборудования с необходимыми проходами для возможности производства работ. Общая площадь сборочной площадки, занимаемой ею на стройгенплане, включает также площадь, отведенную для движения грузоподъемных механизмов, прокладки железнодорожных путей; поэтому расчет площадей складов и сборочных площадок производится, исходя из следующего необходимого объема единовременного хранения оборудования и материалов:
а) котельный агрегат, пылегазовоздухопроводы, тягодутьевая установка, золоулавливающая установка, турбина со всем вспомогательным оборудованием, станционные трубопроводы – в объеме одного станционного блока;
б) оборудование вспомогательных цехов станции; химводоочистка, береговая насосная, топливоподача, пылезавод, мазутохозяйства в объеме 50% общей массы оборудования вспомогательных цехов или в объеме пусковой схемы станционного блока;
в) обмуровочные материалы – 50% массы обмуровки на 1 котельный агрегат и теплоизоляционные материалы – 25% общей массы теплоизоляционных материалов на 1 блок.
Расчет размеров укрупнительной сборочной площадки и различных типов складов, м2, производится по формуле
где S – общая площадь укрупнительно-сборочной площадки и складов различного типа, м2; М – масса тепломеханического оборудования для одного энергоблока, т, обмуровочных и теплоизоляционных материалов, т; – коэффициент распределения оборудования по типам складов; Кс – коэффициент, учитывающий совмещенность монтажа агрегатов (см. § 4.3); q – средняя удельная нагрузка на 1 м2 площади укрупнительно-сборочной площадки и складов, т/м2.
Значение коэффициентов и q приведены для отдельных видов оборудования, а также для комплекса энергоблока в целом в табл. 7.1.
При монтаже только одного котельного агрегата, как видно из формулы, Кс = 1,0.
Общая расчетная площадь открытых площадок, м2, определяется по формуле
где Sоб.р – общая расчетная площадь открытых площадок, м2; Sот – расчетная площадь открытых складов, м2; Sн – расчетная площадь местных навесов, м2; Sсб – расчетная площадь сборочно-укрупнительных площадок, м2.
Общая длина открытых площадок, м, определяется по формуле
где l – необходимая длина площадки, м; b – ширина площадки, обслуживаемая краном, м; m – коэффициент использования площади, учитывающий наличие железнодорожных путей, автодорог и площади, занимаемой кранами.
Таблица 7.1.