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)計特點分析

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）

本篇文章首先對核電廠管道鋪設(shè)設(shè)計及設(shè)計原則進行了簡要的闡述，而后對管道設(shè)計特點及需要注意的幾個問題進行了具體的討論。

核電廠；管道設(shè)計；布置；特點

管道布置設(shè)計是廠內(nèi)總體管道設(shè)計完成以后進入到施工設(shè)計當中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這部分設(shè)計的主要目的就是能夠進一步確定廠內(nèi)管道的施工走向以及各種設(shè)備設(shè)施的正確位置，并明確各個管道上方支撐位置，還有各種零部件的準確位置和接口；由于核電廠對于管道設(shè)置安全性具有一定的特殊性要求，所以在管道布置設(shè)計當中應(yīng)充分考慮核電廠管道特征及相關(guān)標準。

1 核電廠管道設(shè)計時應(yīng)遵循的基本原則及特點

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

(2)在布置全新的管道時，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)進行管道設(shè)計需要盡量使用標準型管件。

(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，并注意管件之間應(yīng)保持適當尺寸，避免熱應(yīng)力的疊加。

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

因為核電站自身具備的一定的特殊性，所以在其管道設(shè)計時應(yīng)充分考慮安全可靠性、可操作性及經(jīng)濟等多方面因素。

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。在管道鋪設(shè)之前要了解管道所經(jīng)過的區(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。對管道使用期間進行檢查能夠保證管道使用運行的安全可靠性。所以，這就要求在進行管道布置設(shè)計的時候就應(yīng)考慮相應(yīng)的檢查對策，使檢修工作人員能夠避免和減少遭受到輻射的危害。

2 簡述核電廠管道施工圖設(shè)計

施工圖是進行管道施工時的主要依據(jù)，是管道施工單位預(yù)制管道和進行管道鋪設(shè)的參考圖紙，也是施工單位安裝完畢后進行試驗和驗收的重要依據(jù)。施工圖是按照系統(tǒng)程序圖、清單及布置圖紙來對新管道進行進一步的詳細設(shè)計，其中應(yīng)具體明確到各種零部件的具體尺寸、準確位置、對應(yīng)標高、連接形式及型號和施工工藝要求等，同時應(yīng)配置對應(yīng)的材料明細和特殊零件表。

3 簡述核電廠管道支架設(shè)計

支吊架是固定、支撐及準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)定的運行。進行支吊架設(shè)計時要使用符合標準規(guī)定的各種零件。支吊架的類型有很多種，下面就簡要的介紹了幾種常用的支架類型和它們各自的作用。

滑動支架能夠水平方向進行移動，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支點能夠始終保持準確位置；彈簧支架的使用可以使管道自由的進行位移，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，并且這種支架相對其他支架更具經(jīng)濟性，安裝更加簡單；最后一種支架為恒力支架，這種支架能夠使管道自由移動，如果管道出現(xiàn)較大熱位移量的時候就必須使用該類型支吊架。

支吊架設(shè)計時通常應(yīng)依據(jù)管道直徑、走向和管道閥門設(shè)置的具體位置，可以生根位置等諸多條件來進行總體的分析，具體要求如下文所述：

3.1 應(yīng)合理設(shè)計支吊架的間距

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)過大應(yīng)力。呈水平方向布置的管道支架設(shè)置時互相之間應(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)置支吊架時互相之間也應(yīng)控制好適當?shù)木嚯x，避免多種荷載疊加產(chǎn)生過應(yīng)力；對那些比較容易發(fā)生震動的部分更應(yīng)注意控制支架之間的距離，有效協(xié)調(diào)原有頻率；最后對支架的間距還應(yīng)進行科學(xué)準確的計算，然后在進行最終的確定。

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)推薦的間距來進行位置的確定，在設(shè)計時應(yīng)對廠房結(jié)構(gòu)的具體情況和特點熟悉和了解后，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)施及管路等對其產(chǎn)生的各種干擾因素。如果實際情況不允許的時候，可對間距進行適當?shù)恼{(diào)整，但是最終都要以應(yīng)力計算結(jié)果為參考標準。在進行小管道支架生根的過程中需要借助大支架來完成，采用小管道支架與大管道支架共架的方式進行，還可以在鋼結(jié)構(gòu)以及土建結(jié)構(gòu)、樓板等位置進行生根。新增管線在進行布置的過程中一定要注意與現(xiàn)存的管線進行并排的布置，借助原有的支架進行共架的方法來進行，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)計的過程中還需要考慮原有支架是何種類型，然后在適當?shù)奈恢蒙显谠械墓艿乐Ъ芘赃M行共架，這些操作完成之后才可以進行三維管道圖的完善制作。

3.3 進行力學(xué)計算，確保管道的設(shè)計滿足力學(xué)的要求

如何確保管道的設(shè)計是合理的，這就需要用到力學(xué)的計算，只有在滿足力學(xué)的要求下，工程才可以進行下一步的施工。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系統(tǒng)管道進行相應(yīng)的力學(xué)計算，以此來檢驗其設(shè)計是否符合力學(xué)的要求。計算的結(jié)果如果是滿足力學(xué)要求的，就可以確定支吊架的位置和類型了，如果結(jié)果不滿足力學(xué)的要求就需要對支吊架的設(shè)計進行修改，通過不斷的完善，滿足力學(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)計的主要特點分析.[J]電力建設(shè).2013.6（9）27-33