Modularization : Challenges and gOpportunities

Modularization Construction Experiences ofModularization Construction Experiences of World First AP1000 Unit

2011‐6‐22fd l@163cnfdxl@163.com

ContentsContents

1 Retrospect on Sanmen AP1000 Modularization Construction2 Modularization Construction Experiences of World First AP1000 UnitWorld First AP1000 Unit 3 Challenges and Proposals 

OverviewOverview

1)  Sanmen1#  is the world first AP1000 unit.2) Features:. Passive safety system;Mod lari ation constr ction. Modularization construction;3)parties. Owner: SMNPC, SDNPC. Owner: SMNPC, SDNPC. Designer: WEC consortium. project Management : JPMO(WEC,SHAW,SNPEC) . Constructor: CNF, CNI22, CNI24

Overall ScheduleOverall Schedule

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Sanmen

Unit1

ATP+0 ATP+71

Haiyang

ATP 0 ATP 71

Unit2

Unit1y g

5month4month

6month

Unit2

5month6month

Milestones Sched le of Sanmen 1#UnitMilestones Schedule of Sanmen 1#Unit

2、Retrospect on Sanmen AP1000 NPP 、 et ospect o Sa e 000Construction

1#NI Basemat Construction

1#NI excavation started on 2008‐02‐26

1#NI Basemat Construction

The dental concrete started on Aug,24,2008

1#NI Basemat Construction

On Sep. 18, 2008, lower mudmat concrete of 1#NI finished.

1#NI Basemat Construction

On Oct. 15, 2008, upper mudmat concrete of 1#NI finished.

1#NI Basemat Construction

O J 12 2009 b t f 1# NIOn Jan. 12, 2009, basement of 1# NI rebar finished.

1#NI Basemat Construction

On Jan 22 2009 first equipment module KB10 was setOn Jan. 22, 2009, first equipment module KB10 was set.

1#NI Basemat Construction

On Feb. 19,2009, stay‐in‐place form installation finished.

1#NI Basemat Construction

On Feb. 28, 2009, the embedded piping installation was finished and ready for FCD.

1#NI FCD

1#NI FCD on Mar. 29, 2009

1#NI FCD

Night Shift

1#NI FCD

On Mar. 31, 2009, monolithic concrete placement of more than 5000 m3  was achieved.  It took 47 hours for 1#Unit.

AP1000 Modularization Construction Process

Modularization Construction FlowchartModule Assembly

AP1000  Modularization Construction  Process

shop Fabrication

Module Assembly

Module Transportation

Module Lifting

engineering Set

shop Fabrication of Structural Module

Construction Progress Show – CA20 Assembly

In August of 2008, CA assembly area was available. 

Construction Progress Show – CA20 Assembly

By the end of 2008, the first batch of sub‐modules of CA20 delivered  on site.

Construction Progress Show – CA20 AssemblySub‐modules Fitting‐up

CA20  Floor

Construction Progress Show – CA20 Assembly

Sub‐moduules W

eldding

Construction Progress Show – CA20 Assembly

1 21 2

The assembled subassemblies overturn and erected, ready for integrated assembly

3 4

Construction Progress Show – CA20 Assembly

Integrated assembly of structural module

Construction Progress Show – CA20 Transportation and Lifting

The  structural module transported from assembly area to NI through heavy haul road

Two 25 axes hydraulic trailers

Construction Progress Show – CA20 Transportation and Lifting

CA20 module, about 1000T, lifted and set in NI on Jun. 29, 2009

CVBH Assembly and Lifting

on Oct. 23, 2008, CV assembly area was available

CVBH Assembly and Lifting

CVBH Assembly

CVBH Assembly and Lifting

CVBH Welding

CVBH Assembly and Lifting

CVBH welding finished and ready for transportation

CVBH Assembly and Lifting

CVBH Lifting 1#CVBH was set at NI on Dec. 21, 2009

CV Shell Assembly & T tTransport

1#NI CV1# ring was Set on Mar 18 2010

CV Shell Lifting

1#NI CV2# i g t 2010 05 31Set on Mar,18,2010 1#NI CV2# ring was set on 2010-05-31

CV Shell Lifting

1#NI CV3# ring was set on 2010-09-12

1#NI CV4# ring was set on 2010‐12‐17

shop Fabrication of Equipment Module

Equipment Module Equipment Module KB11 LiftingKB11 Lifting

Construction Progress Show –Equipment Module Lifting

KB11 LiftingKB11 Lifting

KB12 LiftingKB12 Lifting

R151 LiftingR151 Lifting

Construction Progress Show –Equipment Module Lifting

R161 LiftingR161 Lifting

2 Modularization Construction Experiences of2 Modularization Construction Experiences of World First AP1000 Unit1) A detailed intergrated schedule shall be prepared prior to1) A detailed, intergrated schedule shall be prepared prior to project construction and implemented to ensure continuous , smooth construction on site.

. Detailed  design must be preliminarily completed to meet the requirements of material procurement and module fabricationrequirements of material procurement and module fabrication.

2 M d l i ti C t ti E i f W ld2 Modularization Construction Experiences of World First AP1000 Unit 

2)Much longer duration is required to use  heavy load equipments f lifti d t t tifor lifting and transportation

E i t AP1000 Oth PWREquipment AP1000 Other PWR

Heavy load Crane 2600T/3200T, for the whole construction 

800T, interval utilization

period

Medium Crane Two 400T N/A

Hydraulic Transporter 1000T 400T 400THydraulic Transporter 1000T, 400T 400T

2 f ld2 Construction Experiences of World First AP1000 Unit 

3) Module fabrication shall be started prior to FCD to meet i i h i ll i f b lk i l h ll bsite construction, The installation of bulk material shall be started right after FCD is finished. then:The procurement of bulk material and equipment shall. The procurement of bulk material and equipment shall 

be started at an earlier time.. award of the construction contract shall satisfy the. award of the construction contract shall satisfy the construction requirements. 

2 Construction Experiences of World First AP1000 pUnit 

4) The parallel/intercrossed construction for civil and erection needs more close coordinate, and the civil and erection work shall be performed at the same time and together with outsideshall be performed at the same time and together with outside module fabrication. 

. Logic relation. 

. Lifting and transportation passage. 

Typical Construction Logic Figure  

CA01 set

CA05 setCA04 set

Concrete placement for layer 4

Concrete placement for layer 2 Concrete placement for layer1

Concrete placement for layer3

CV Internal Structure Construction

On Apr. 28, 2009, CR10 module was set.

CV Internal Structure Construction

On Aug 1, 2009, exterior foundation layer A was poured.

CV Internal Structure Construction

On Aug. 1,2009,CVBH was set.

CV Internal Structure Construction

On Jan 12, 2010 ,interior structure layer1 was poured. 

CV Internal Structure Construction

On Jan 26, 2010,  the lifting of CA04 module was successfully performed.

CV Internal Structure Construction

b lOn Feb. 10,2010, interior structure layer2 was poured.

CV Internal Structure Construction

On Feb. 28,2010,CA05 module was set.

On Mar. 11, 2011 interior structure2011,interior structure  layer3  was poured.

CV Internal Structure Construction

CV Internal Structure Construction

CA01

CA011 Lifting1 Lifting

CV Internal Structure Construction

On Mar. 27, 2010, CA01 module was 

f llsuccessfully set. 

2 Construction Experiences of World First AP1000 Unit 

5) The stick installation is changed into the modularization construction, which makes the work at shop(module fabrication) easier, while the site work (module transportation, assembly, lifting, erection)more difficult.Structure module assembly:Structure module assembly:. overhead position welding required;. Irregular shaped assembly structure, hard to locate the CG;. Irregular shaped assembly structure, hard to locate the CG; . Integral outline dimension is hard to control due to fabrication and assembly  deviation accumulation.

2 Construction Experiences of AP1000 First Unit 6) Flexible site  module adjustment 

The actually delivered KB15 module is not completed, and the unfinished parts inside module, such as piping, will be installed on site. 

Integrated KB15 module in 3D Model

2 Construction Experiences of World First AP1000 Unit2 Construction Experiences of World First AP1000 Unit 7) Weather Protective Measures . Temporary cover;. Hard  and soft cover for individual;. Paint  after permanent coverd.

The assembly for temporary topThe assembly for temporary top cover is ongoing.

Main trussAnnular truss

3 Challenges and Proposals  

1) Increase of Construction Cost:The fees for lifting&transportation equipment are increased. The fees for lifting&transportation equipment are increased..More  manpower resources: due to the parallel construction of civil and erection, the construction period for these two , pdisciplines has been extended, which caused that the manmonth input has been increased. 

3 Challenges and Proposals3 Challenges and Proposals 

1)Increase of Construction Costs:1)Increase of Construction Costs:

. Lower labor efficiency :

The construction logic is strictly required, if any deviation of h d l li k h d i i t d t i l lschedule on any link, such as design, equipment and material supply, 

the progress for major structure will be slowly, and even local suspension will be caused, so that the labor efficiency become lowersuspension will be caused, so that the labor efficiency become lower and lower. 

. Heavy haul road, module assembly field and facilities shall be added. 

3 Challenges and Proposals3 Challenges and Proposals1)  Increase of Construction Costs‐large quantity for temporary steel structure

CVBH Temporary Steel Structure SupportStructural Module Temporary Steel Structure Support

3 Challenges and Proposalsg p1)  Increase of Construction Costs‐large quantity for temporary steel structure

CVTH Temporary Steel StructureCVTH Temporary Steel Structure Supports

3 Challenges and Proposals 2) Increase of difficulty of Finished Products Protection2) Increase of difficulty of  Finished Products Protection 

Outdoor Installation ofInstallation of

Equipment Module

3 challenges and Proposals 3) Large Difficulty for Management of  Intercrossed Construction  

d f l d l d b dd d l•Intercrossed construction for structural module and embedded piping, civil 

RV cavity structural module CA04

Embedded piping 

CB65 structural module 

Embedded cable conduit

3  challenges and Proposals 3) Large Difficulty for Management of  Intercrossed Construction  ) g y g

3)Bi Diffi l f M f I d3)Big Difficulty for Management of  Intercrossed Construction Th l t f h b ildi f AP1000 i t th O T.  The layout for each building of AP1000 is compact, the Open‐Top 

method shall be adopted, so that the layout of site cranes, location of tower cranes and operation management are criticaltower cranes and operation management are critical. 

3 Challenges and Proposals 

4) Increase of Construction Difficulty :

The deformation control during structural module fabrication, assembly and installation is greatly difficult. 

The connection after setting of equipment module, such as site piping, is very difficult to be performed.piping, is very difficult to be performed. 

The location precision is high, and as the precision requirements for multi‐location and multi‐points need to be met, alignment is very difficult to be performed. 

Pipe terminal of R155 module 

Pi t i l f R151

Site connection issues after these two modules are set: as the accumulated deviations for module fabrication and installation, the pipe 

position is difficult to be alignedPipe terminal of R151 module 

position is difficult to be aligned. 

3 Challenges and Proposals 

5) Prior to design finalization, the detailed constructability &maintenance evaluation and optimization must be pperformed:  . Module lifting and transportation passage. . The decoration after module set is very difficult to be performed, so that the final decoration must be finished before module settingbefore module setting. 

Install equipment module by Open‐Top 

Method

Lifting of equipment module 

Equipment module setEquipment module set 

3 Challenges and Proposals3 Challenges and Proposals 

. Installation space, equipment module internal space is small, so that cable layout and maintenance is very difficult to be performedcable layout and maintenance is very difficult to be performed. 

The distance between floor module and cable tray is very short, so that the cable layout and maintenance is 

diffi l b f dvery difficult to be performed. 

3 Challenges and Proposals 5) Prior to design finalization, the detailed constructability&mainenance evaluation and optimization must be performed: 

.Operation space while installation (scaffolding, welding and NDE).

.Evaluation for module transportation and lifting passage..Evaluation for module transportation and lifting passage. 

3 Challenges and Proposals 

5) Prior to design finalization, the detailed constructability& i l i d i i i b f dmaintenance evaluation and optimization must be performed: 

The evaluation of maintainability is also vey important:. The evaluation of maintainability is also vey important: equipment moved‐in through Open‐Top Method and the operation space and passage moveout of equipment components during maintenance must be considered.

3 Challenges and Proposals

6) Prior to design finalization, the detailed economy l ti d ti i ti t b f devaluation and optimization must be performed:  

Whether module shall be adopted or not big or small size. Whether module shall be adopted or not, big or small size shall be used. 

. Considering the costs for integrated link (design, fabrication and site construction).

Conclusion 

The  most valuable contribution for modularization is that the construction period (FCD~CO)  reduced, so as to reduce the investment, however, partial works need to be performed in advance (change from after FCD to before FCD) and with good planning and organization & implementation, otherwise, the stick installation method is better. 

Thanks!Thanks!

www cnfc net cnwww cnfc net cnwww.cnfc.net.cnwww.cnfc.net.cn

www.cnfwww.cnf‐‐sanmen.comsanmen.com

www.cnfwww.cnf‐‐ap1000.comap1000.com