解析核電站管道支吊架設(shè)計及施工

李博聞（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）

解析核電站管道支吊架設(shè)計及施工

李博聞（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）

目前，由于我國核電事業(yè)的迅猛發(fā)展，核電廠在安全方面的要求也不斷的得到提高。其中管道系統(tǒng)被普遍的運用到核電廠中，而支吊架裝置是管道系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分，在管道系統(tǒng)中起著基礎(chǔ)性的作用。為此本文根據(jù)目前核電站支吊架的設(shè)計及施工的實際情況，就核電站的設(shè)計關(guān)鍵點及施工過程的工序進行解析。

核電站;管道支吊架;設(shè)計;施工

隨著社會的不斷進步以及核電事業(yè)的發(fā)展需要，核電站管道系統(tǒng)的安全性越來越重要。管道系統(tǒng)的安全性和可靠性受支吊架裝置的配置、荷載以及熱位移等方面的影響，直接決定著管道使用的壽命和能否安全運行。所以需要通過提高核電站管道支吊架的設(shè)計水平，同時加強施工過程的操作技巧，進一步促進核電事業(yè)的健康發(fā)展，提高操作效率。

1 管道支吊架的分類

管道支吊架按照其主要作用承載管道的荷載、限制管道的位移和控制管道的振動，可以將管道支吊架分為承載體、結(jié)構(gòu)連接件和支承組件三個部分。管道支吊架的樣式各種各樣，根據(jù)其本質(zhì)的剛度和作用分為剛性支吊架和柔性支吊架。

2 核電站管道支吊架的設(shè)計

因為核電站管道支吊架的性能及其承載力直接決定著核電站管道能否安全運行及其運行時間的長短，所以要掌握管道支吊架的關(guān)鍵控制點，有效利用關(guān)鍵控制點的作用，提高管道支吊架的設(shè)計水平。

2.1 管道的承載力

管道支吊架需要承受的荷載一方面源自管道自身的重量，另一方面來源于管道外部荷載的重量。管道支吊架的承載重量應(yīng)控制在一定的承受范圍之內(nèi)，若是超出承載范圍，就容易引起管道變形，所以，我們需要采取有效的方法，設(shè)計出合理的支吊架形式把外荷載產(chǎn)生的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力控制在管道的承載能力以內(nèi)，從而降低管道變形的概率，減少管道變形的程度。從核電站管道生產(chǎn)的實際情況來看，一般情況下，采用一次應(yīng)力的大小作為判斷管道是否安全生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，若是一次應(yīng)力過大，就會致使管道變形。由于一次應(yīng)力的大小受到管道配件、管系承載力等因素的影響，因此可以利用調(diào)整管道支吊架的方法控制一次應(yīng)力的大小，水平管道支架的數(shù)量較少時，一次應(yīng)力會加大，致使管道變形，可以通過增加管道支架的數(shù)量來減小一次應(yīng)力的作用。在開展管道支吊架設(shè)計時，管道支架數(shù)量的多少，需要根據(jù)生產(chǎn)需求、空間、經(jīng)濟等實際情況來確定。另外，為了降低管道變形程度，在管道支吊架的設(shè)計過程中，應(yīng)對管道的一次應(yīng)力和支撐端荷載量進行合理的調(diào)節(jié)，使其在合理的控制范圍內(nèi)。

2.2 避免荷載轉(zhuǎn)移

核電站管道支吊架的設(shè)置影響管系承載力的程度，決定著管道能否安全運行，若是支吊架的設(shè)置不合理，會出現(xiàn)荷載轉(zhuǎn)移的問題。正如上述情況，支吊架的數(shù)量較少時，無法有效控制一次應(yīng)力的大小，支吊架的數(shù)量增多時，空間、生產(chǎn)和經(jīng)濟等實際情況都無法滿足更多的支吊架設(shè)置，因此管道支吊架的設(shè)置必須合理、得當(dāng)，在設(shè)計的過程中，以降低二次應(yīng)力及熱推力為核心，用少量的支吊架數(shù)量免除荷載轉(zhuǎn)移，降低對管道的約束力。

2.3 合理確定二次應(yīng)力

提高核電站管道支吊架的設(shè)計水平和效果，不僅使支吊架的一次應(yīng)力得以控制調(diào)節(jié)，而且有助于我們對二次應(yīng)力端點的推力進行有效調(diào)節(jié)。受到一次應(yīng)力的核電站管道受到高溫的影響，會極易發(fā)生變形，變形時受到的阻力會誘發(fā)二次應(yīng)力，二次應(yīng)力的大小與其受到的熱漲程度有關(guān)，為了確保管道的安全運行，應(yīng)該通過調(diào)節(jié)管道的熱漲度把二次應(yīng)力的大小控制在合理范圍內(nèi)。

2.4 支吊架敷設(shè)

通常情況下，核電站管道支架上敷設(shè)的管道分為有隔熱層和無隔熱層兩種，在敷設(shè)有隔熱層管道的支架時需要設(shè)置托管結(jié)構(gòu)，托管結(jié)構(gòu)的高度取決于管道隔熱層的厚度，且應(yīng)大于管道隔熱層的厚度，這樣才能保證支吊架的設(shè)計效果。

3 核電站管道支吊架的施工工序

3.1 調(diào)整支架車間預(yù)制與現(xiàn)場安裝工序

技術(shù)人員應(yīng)熟練掌握支吊架的組裝順序，熟悉現(xiàn)場安裝的位置及施工過程可能出現(xiàn)的難題。為了減少甚至避免現(xiàn)場出現(xiàn)難題，應(yīng)充分利用車間現(xiàn)有的較好條件，盡可能多的完成一些非必須在施工現(xiàn)場的工作，比如主體部件的組裝焊接工作。而對于用作預(yù)留調(diào)節(jié)的或是因為考慮到設(shè)計、安裝誤差需要的調(diào)節(jié)的支吊架，則可以根據(jù)對現(xiàn)場進行的實時數(shù)據(jù)來進行組裝、焊接和防腐涂裝工作。

3.2 預(yù)制、安裝與防腐涂裝的交叉配合

針對因支吊架的箱型結(jié)構(gòu)特征導(dǎo)致組裝后防腐涂裝困難和預(yù)制完成后的防腐工作效果未達標(biāo)的情況，可以將箱型結(jié)構(gòu)的支吊架和防腐未達標(biāo)的吊架組件（如鋼板等）先涂裝防腐，再進行車間組裝焊接工作，最后對組裝焊接的縫隙用手工填補的方法進行補漆。雖說支架的防腐問題可以通過調(diào)整工序的方法得到有效解決，但是不能忽視的是防止涂裝防腐完畢的支吊架組件在進行返車間組裝焊接的過程中出現(xiàn)錯用、混用的情況，應(yīng)該對已完成涂裝防腐的組件做上標(biāo)記，方便區(qū)分辨認(rèn)。

3.3 支吊架與管道安裝的搭接順序

為了滿足支吊架安裝人員的站位要求和保證安裝的質(zhì)量要求，通常將支吊架安裝分為兩個階段，通常稱之為第一級支架和第二級支架，第一級支架是在管道安裝之前，將支架固定到土建鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)上，第二級支架是調(diào)整管道在支吊架上的位置，按照要求用管卡將管道進行固定，并在安裝結(jié)束后，對所有管道系統(tǒng)的支吊架進行檢查，確定受力均勻且穩(wěn)固后，對臨時吊掛裝置進行拆除。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著科技水平的不斷提高，核電站管道支吊架的設(shè)計技術(shù)決定著核電管道系統(tǒng)的先進性、創(chuàng)新性，核電站管道支吊架的施工決定著核電管道系統(tǒng)的安全性、持久性。所以說，核電站管道的建設(shè)不僅要有操作性較高的設(shè)計方案做保障，還要具備靈活多變的操作技巧，在施工的過程中，要充分結(jié)合實際情況，合理施工，保證質(zhì)量。

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