核電廠管道設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析

譚治朋（武漢海王新能源工程技術(shù)有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518000）

核電廠管道設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析

譚治朋（武漢海王新能源工程技術(shù)有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518000）

本篇文章首先對(duì)核電廠管道鋪設(shè)設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述，而后對(duì)管道設(shè)計(jì)特點(diǎn)及需要注意的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了具體的討論。

核電廠；管道設(shè)計(jì)；布置；特點(diǎn)

管道布置設(shè)計(jì)是廠內(nèi)總體管道設(shè)計(jì)完成以后進(jìn)入到施工設(shè)計(jì)當(dāng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這部分設(shè)計(jì)的主要目的就是能夠進(jìn)一步確定廠內(nèi)管道的施工走向以及各種設(shè)備設(shè)施的正確位置，并明確各個(gè)管道上方支撐位置，還有各種零部件的準(zhǔn)確位置和接口；由于核電廠對(duì)于管道設(shè)置安全性具有一定的特殊性要求，所以在管道布置設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)充分考慮核電廠管道特征及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

1 核電廠管道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循的基本原則及特點(diǎn)

(1)禁止本專(zhuān)業(yè)的設(shè)備設(shè)施與其它專(zhuān)業(yè)設(shè)備設(shè)施、其他管道及各種纜線托盤(pán)發(fā)生磕碰。管道走向位置應(yīng)與其它設(shè)備設(shè)施避讓開(kāi)。

(2)在布置全新的管道時(shí)，應(yīng)將新管道和舊管道成排成列鋪設(shè)，繼而有效避免支架生根雜亂。

(3)進(jìn)行管道設(shè)計(jì)需要盡量使用標(biāo)準(zhǔn)型管件。

(4)要禁止管件互相之間的直接焊接，便于后續(xù)施工的檢驗(yàn)，并注意管件之間應(yīng)保持適當(dāng)尺寸，避免熱應(yīng)力的疊加。

(5)管道的閥門(mén)通常都設(shè)置在水平方向的管道上方，通常閥門(mén)設(shè)置應(yīng)給提升閥桿及維護(hù)檢修預(yù)留充足空間，在處于特殊位置時(shí)應(yīng)設(shè)有維檢作業(yè)平臺(tái)。需要特別注意的是對(duì)于那些帶有較大執(zhí)行結(jié)構(gòu)的閥門(mén)要有相應(yīng)的支撐設(shè)施。

因?yàn)楹穗娬咀陨砭邆涞囊欢ǖ奶厥庑?，所以在其管道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮安全可靠性、可操作性及經(jīng)濟(jì)等多方面因素。

安全可靠性是指管道在使用期間應(yīng)具有一定的防水、防熱防輻射和防腐等特點(diǎn)。在管道鋪設(shè)之前要了解管道所經(jīng)過(guò)的區(qū)域的情況如輻射區(qū)域、有水區(qū)域以及耐火極限等具體情況。對(duì)管道使用期間進(jìn)行檢查能夠保證管道使用運(yùn)行的安全可靠性。所以，這就要求在進(jìn)行管道布置設(shè)計(jì)的時(shí)候就應(yīng)考慮相應(yīng)的檢查對(duì)策，使檢修工作人員能夠避免和減少遭受到輻射的危害。

2 簡(jiǎn)述核電廠管道施工圖設(shè)計(jì)

施工圖是進(jìn)行管道施工時(shí)的主要依據(jù)，是管道施工單位預(yù)制管道和進(jìn)行管道鋪設(shè)的參考圖紙，也是施工單位安裝完畢后進(jìn)行試驗(yàn)和驗(yàn)收的重要依據(jù)。施工圖是按照系統(tǒng)程序圖、清單及布置圖紙來(lái)對(duì)新管道進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)設(shè)計(jì)，其中應(yīng)具體明確到各種零部件的具體尺寸、準(zhǔn)確位置、對(duì)應(yīng)標(biāo)高、連接形式及型號(hào)和施工工藝要求等，同時(shí)應(yīng)配置對(duì)應(yīng)的材料明細(xì)和特殊零件表。

3 簡(jiǎn)述核電廠管道支架設(shè)計(jì)

支吊架是固定、支撐及準(zhǔn)確定位管道的重要設(shè)施，確保管道及各種設(shè)施設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行。進(jìn)行支吊架設(shè)計(jì)時(shí)要使用符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各種零件。支吊架的類(lèi)型有很多種，下面就簡(jiǎn)要的介紹了幾種常用的支架類(lèi)型和它們各自的作用。

滑動(dòng)支架能夠水平方向進(jìn)行移動(dòng)，約束管道向下發(fā)生沉降；導(dǎo)向支架能夠使管道向著預(yù)期方向位移，避免偏離指定方向；固定支架的主要作用是確保管道的各個(gè)支點(diǎn)能夠始終保持準(zhǔn)確位置；彈簧支架的使用可以使管道自由的進(jìn)行位移，尤其在管道出現(xiàn)熱位移的情況，能夠有效承載管道負(fù)荷；剛性支架能夠把荷載很好的傳遞到主體結(jié)構(gòu)上，并且這種支架相對(duì)其他支架更具經(jīng)濟(jì)性，安裝更加簡(jiǎn)單；最后一種支架為恒力支架，這種支架能夠使管道自由移動(dòng)，如果管道出現(xiàn)較大熱位移量的時(shí)候就必須使用該類(lèi)型支吊架。

支吊架設(shè)計(jì)時(shí)通常應(yīng)依據(jù)管道直徑、走向和管道閥門(mén)設(shè)置的具體位置，可以生根位置等諸多條件來(lái)進(jìn)行總體的分析，具體要求如下文所述：

3.1 應(yīng)合理設(shè)計(jì)支吊架的間距

支吊架的間距應(yīng)依據(jù)管道直徑和管道介質(zhì)來(lái)明確最大間距值，繼而有效避免管道由于多種荷載而出現(xiàn)過(guò)大應(yīng)力。呈水平方向布置的管道支架設(shè)置時(shí)互相之間應(yīng)控制出合理的距離，避免由于荷載出現(xiàn)超過(guò)管道荷載能力的彎曲應(yīng)力、撓度和剪應(yīng)力；處在垂直走向的管道設(shè)置支吊架時(shí)互相之間也應(yīng)控制好適當(dāng)?shù)木嚯x，避免多種荷載疊加產(chǎn)生過(guò)應(yīng)力；對(duì)那些比較容易發(fā)生震動(dòng)的部分更應(yīng)注意控制支架之間的距離，有效協(xié)調(diào)原有頻率；最后對(duì)支架的間距還應(yīng)進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的計(jì)算，然后在進(jìn)行最終的確定。

3.2 應(yīng)充分考慮支吊架的生根條件

支吊架的設(shè)置不一定非要依據(jù)推薦的間距來(lái)進(jìn)行位置的確定，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)廠房結(jié)構(gòu)的具體情況和特點(diǎn)熟悉和了解后，分析能否符合支架生根的要求、并考慮其周邊各種設(shè)備設(shè)施及管路等對(duì)其產(chǎn)生的各種干擾因素。如果實(shí)際情況不允許的時(shí)候，可對(duì)間距進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，但是最終都要以應(yīng)力計(jì)算結(jié)果為參考標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行小管道支架生根的過(guò)程中需要借助大支架來(lái)完成，采用小管道支架與大管道支架共架的方式進(jìn)行，還可以在鋼結(jié)構(gòu)以及土建結(jié)構(gòu)、樓板等位置進(jìn)行生根。新增管線在進(jìn)行布置的過(guò)程中一定要注意與現(xiàn)存的管線進(jìn)行并排的布置，借助原有的支架進(jìn)行共架的方法來(lái)進(jìn)行，這樣可以保證新增的管線與原有管線的走向是相同的，支架在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還需要考慮原有支架是何種類(lèi)型，然后在適當(dāng)?shù)奈恢蒙显谠械墓艿乐Ъ芘赃M(jìn)行共架，這些操作完成之后才可以進(jìn)行三維管道圖的完善制作。

3.3 進(jìn)行力學(xué)計(jì)算，確保管道的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足力學(xué)的要求

如何確保管道的設(shè)計(jì)是合理的，這就需要用到力學(xué)的計(jì)算，只有在滿(mǎn)足力學(xué)的要求下，工程才可以進(jìn)行下一步的施工。管道的走向以及支架的位置、形式在得到初步確定后就需要對(duì)系統(tǒng)管道進(jìn)行相應(yīng)的力學(xué)計(jì)算，以此來(lái)檢驗(yàn)其設(shè)計(jì)是否符合力學(xué)的要求。計(jì)算的結(jié)果如果是滿(mǎn)足力學(xué)要求的，就可以確定支吊架的位置和類(lèi)型了，如果結(jié)果不滿(mǎn)足力學(xué)的要求就需要對(duì)支吊架的設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，通過(guò)不斷的完善，滿(mǎn)足力學(xué)的要求之后得到管道的最佳布置位置。

[1]王野.淺談核電站管道設(shè)計(jì)的模塊化施工技術(shù).[J]電力建設(shè).2014.5（2）11-19

[2]李健華.核電站管道設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)分析.[J]電力建設(shè).2013.6（9）27-33