安徽核電工程大件運輸方案研究
安徽省是內陸省份中對核電關注較早的省份之一,隨著華東經濟的迅速發展,電力供應不足的矛盾日益突出,發展核電有利于加強安徽省電力建設,改善能源結構,同時將有效減少污染,保護生態環境,促進經濟與生態的協調發展。正在進行前期研究的安徽懷寧核電示范工程候選廠址有兩處:騰云廠址與黃山廠址。


運輸方案


本次核電廠的設備中,尺寸和重量超限的設備有六件,其中控制性設備為壓力容器。根據中核能源科技有限公司提供資料,壓力容器(整體運輸)的凈尺寸為25.3m(長度L)×7.3 m(直徑D),重量為906噸,設計最重件按920噸考慮。核電廠大件設備來向為長江下游的上海。從公路、鐵路、水路三種運輸方式中,選擇確定技術上可行、經濟上合理的運輸方式,是本次研究的核心內容。
1. 公路運輸
上海至懷寧核電廠址公路運輸里程600多公里。由于沿途凈空高度不夠的障礙和公路等級、橋梁承載能力的不足,難以實現,不滿足核電控制性設備運輸要求,如改造,其費用太大。全部采用公路運輸不僅技術上有障礙,而且經濟上也不合理。
2. 鐵路運輸
上海至懷寧火車站鐵路運輸里程700多公里。由于受鐵路隧道和跨鐵路橋涵等不可變高空障礙和沿途鐵路設施的限制,鐵路運輸規定的極限高度為5150㎜,寬度為4200㎜, D38鐵路鉗夾車額定載重量為380噸,無法滿足直徑為7300mm,重達906噸大件的運輸。
3.水運為主的水陸聯運
上海至安慶水路運輸里程700公里左右。長江航道、橋梁凈空完全滿足2000噸以上的大件船舶航行。從皖河口到黃山大件碼頭有21公里,航道經疏浚后可以滿足使用要求。到石牌大件碼頭有41公里,航道經整治后也可以滿足使用要求。只要在廠址附近皖河岸邊新建大件碼頭和道路,便可滿足卸運條件。經綜合分析研究,采用以水運為主的水陸聯合運輸方案, 發揮了水運的超大件運輸的優勢,技術十分可靠,也最為經濟。


建設方案


1. 運輸線路方案
大件水運至安慶后,從安慶到騰云、黃山廠址運輸線路考慮了幾個方案。
1)騰云廠址的大件運輸線路考慮了2個方案。
水路和公路運輸組合方案:在石牌鎮的皖河邊石牌大橋下游800米左右處河灘上新建大件碼頭,大件在此上岸陸運15公里到廠內。
公路運輸方案:大件安慶西門石化大件碼頭上岸,陸運60公里到廠內。該方案公路改造費用浩大,不再深入研究。
2)黃山廠址的大件運輸線路考慮了2個方案。
水路運輸直達廠址方案:在黃山廠址附近皖河湖邊新建大件碼頭,大件直接進入廠址。
水路和公路運輸組合方案:在石門湖的獅子口大橋下游1.2公里處新建大件碼頭,大件在此上岸陸運17公里到廠內。
2. 車船選擇及裝卸工藝
1)水運船型
本次設計設備水運船型為1500噸級機動艙駁或2000噸級甲板駁,船長×型寬×滿載吃水分別為:
機動艙駁:72.0米×13.5米×2.4米(實際吃水2.2米)
甲 板 駁:74.0米×13.6米×3.5米(實際吃水2.2米)
2)陸運車型
本次設計最大件設備陸運車型選用QGZH系列4縱列21軸線全液壓平板車組,該平板車組由1臺4縱列6軸線和3臺4縱列5軸線單元車組成,采用網絡單箱型主梁車架、液壓全輪牽引轉向或控制轉向、雙管路全輪制動。
3)卸船工藝
在大件設備運輸過程中,設備卸船裝車的過程最為關鍵。根據大件設備的重量、航道水深、通航凈空、碼頭結構型式等情況,從經濟、技術、安全、可靠等方面綜合比較,卸船裝車工藝采用如下三種方案:
方案一(雙門機吊裝方案):
船到大件碼頭后停靠在合適位置,平板車停放在碼頭上的對應位置,雙門機將大件設備吊起,牽引門機下的行走鋼絲繩,將兩門機隨同大件一同拖到平板車位置上,將大件放置在平板車上。將大件設備在平板車上固定好,檢查完畢后,方可啟動平板車將大件設備運至廠內。
方案二(雙扒桿吊裝方案):
船到大件碼頭后停靠在合適位置,平板車停放在碼頭上的對應位置后,雙扒桿同步將大件設備吊運到平板車上。
將大件設備在平板車上固定好,檢查完畢后,方可啟動平板車將大件設備運至廠內。
方案三(縱拖方案):
船到大件碼頭后,在斜坡道上堆放砂袋墊層,利用地錨緩緩拖船靠上砂袋,加水壓船首,使船首抵緊砂袋落地。
將卸船架沿斜坡道放至合適位置后,鋪平枕木。再將陸運平板車倒至卸船架上合適位置,并固定平板車,安放枕木、跳板。
用千斤頂升起大件,放好滑塊等滑拖設施并用鎖定裝置將滑塊鎖定,在作好一切準備工作后,解除滑塊鎖定裝置,用牽引車拖拉大件,使大件設備緩緩地向跳板移動,加水壓船尾,讓船體在大件移動過程中保持平衡,使大件平穩地滑到到達平板車上。
完全就位后,用千斤頂頂起設備,退出滑塊,撤出千斤頂后進行捆綁,檢查完畢后,方可啟動平板車將大件設備運至廠內。
3. 大件運輸主要工程
1)大件碼頭。根據卸船工藝大件碼頭也相對應三種方案。
方案一:門機直立碼頭方案
碼頭由二道門機梁和一個卸貨平臺組成。門機梁長61米,為三角砼支架結構。門機梁間距為17米,滿足13.5米寬船舶進出卸運大件。碼頭平臺尺寸為20×40米。平臺前方與門梁相連,后方與大件路連接線相連。
方案二:扒桿直立碼頭方案
碼頭由一個扒桿墩、一個卸貨平臺和后方地錨組成,扒桿墩平面尺寸為50×14米,碼頭平臺尺寸為12×101米,后方地錨平面尺寸為10×10米。碼頭平臺前方靠船,后方連扒桿墩,向岸一側與大件路連接線相連。
方案三:縱拖斜坡碼頭方案
斜坡碼頭大件卸運采用縱向拖拉工藝,碼頭由砼斜坡道和砼地錨等組成,碼頭斜坡道長140米,寬20米,縱向坡度為5%,碼頭斜坡道前側靠船,兩側布置地錨,后側與大件路連接線相連。
2)新建大件進廠道路
騰云廠址到懷太二級公路要新修2公里的進廠道路,道路路面按(凈9+2×1.5)12米寬設計,縱坡≤4%,豎曲線≥500米,平曲線大于100米,路面采用瀝青路面。
3)沿途大件運輸道路改造
騰云廠址到大件碼頭要改造懷太二級公路11.2公里,道路路面縱坡≤4%,豎曲線≥500米,平曲線大于100米。
黃山廠址到大件碼頭要改造獅平線橋梁3座,公路13公里,標準同上。
4)航道工程
石門湖大件碼頭所通過的石門湖航道只有8公里,已達六級航道標準,本次航道疏浚按90%保證率河底標高1.5米 ,航寬40米進行,疏浚工程量較大。若按40%保證率河底標高7.0米 ,航寬40米進行,疏浚工程量只發生在航道彎曲段和港池開挖段,所發生的疏浚工程量只有全年使用期方案的27%左右。
黃山大件碼頭所通過的皖河航道長度為21公里,運輸大件該段航道按90%保證率河底標高1.5米,航寬40米,彎曲半徑≥250米標準進行疏浚工程量較大,維護費用高。若按40%保證率河底標高7.0米 ,航寬40米進行,疏浚工程量只發生在航道彎曲段和港池開挖段,所發生的疏浚工程量只有全年使用期方案的13%左右。
石牌大件碼頭所通過的皖河航道長度為41公里,下游21公里同黃山大件碼頭航道標準,上游20公里航道條件較差。綜合考慮后確定該段采用整治設壩方案,在黃山港上游1公里處皖河河槽內建一簡易樞紐工程來抬高上游水位,上游航道河底標高可以從7.0米抬高到9.5米,只有5公里需要進行疏浚。


綜合論證及推薦方案


1.以水運為主的運輸方案可行
由于核電廠大件設備超重、超限無法通過現有公路、鐵路和碼頭運輸,必須依靠水路運輸并建設大件碼頭和大件道路。因此,若安徽懷寧核電廠工程上馬,以水運為主的大件運輸方案,經濟上合理,技術上可行。
2.黃山廠址運輸方案較為經濟
騰云廠址與黃山廠址在大件運輸總費用上相差較大。騰云廠址完成一個機組的大件運輸,最省的方案需9880萬元,黃山廠址則僅需3650萬元。因此從大件運輸這個角度上看,黃山廠址方案更為合適。
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