核电厂管道设计特点分析

谭治朋（武汉海王新能源工程技术有限公司深圳分公司，广东 深圳 518000）

核电厂管道设计特点分析

谭治朋（武汉海王新能源工程技术有限公司深圳分公司，广东 深圳 518000）

本篇文章首先对核电厂管道铺设设计及设计原则进行了简要的阐述，而后对管道设计特点及需要注意的几个问题进行了具体的讨论。

核电厂；管道设计；布置；特点

管道布置设计是厂内总体管道设计完成以后进入到施工设计当中的关键环节，这部分设计的主要目的就是能够进一步确定厂内管道的施工走向以及各种设备设施的正确位置，并明确各个管道上方支撑位置，还有各种零部件的准确位置和接口；由于核电厂对于管道设置安全性具有一定的特殊性要求，所以在管道布置设计当中应充分考虑核电厂管道特征及相关标准。

1 核电厂管道设计时应遵循的基本原则及特点

(1)禁止本专业的设备设施与其它专业设备设施、其他管道及各种缆线托盘发生磕碰。管道走向位置应与其它设备设施避让开。

(2)在布置全新的管道时，应将新管道和旧管道成排成列铺设，继而有效避免支架生根杂乱。

(3)进行管道设计需要尽量使用标准型管件。

(4)要禁止管件互相之间的直接焊接，便于后续施工的检验，并注意管件之间应保持适当尺寸，避免热应力的叠加。

(5)管道的阀门通常都设置在水平方向的管道上方，通常阀门设置应给提升阀杆及维护检修预留充足空间，在处于特殊位置时应设有维检作业平台。需要特别注意的是对于那些带有较大执行结构的阀门要有相应的支撑设施。

因为核电站自身具备的一定的特殊性，所以在其管道设计时应充分考虑安全可靠性、可操作性及经济等多方面因素。

安全可靠性是指管道在使用期间应具有一定的防水、防热防辐射和防腐等特点。在管道铺设之前要了解管道所经过的区域的情况如辐射区域、有水区域以及耐火极限等具体情况。对管道使用期间进行检查能够保证管道使用运行的安全可靠性。所以，这就要求在进行管道布置设计的时候就应考虑相应的检查对策，使检修工作人员能够避免和减少遭受到辐射的危害。

2 简述核电厂管道施工图设计

施工图是进行管道施工时的主要依据，是管道施工单位预制管道和进行管道铺设的参考图纸，也是施工单位安装完毕后进行试验和验收的重要依据。施工图是按照系统程序图、清单及布置图纸来对新管道进行进一步的详细设计，其中应具体明确到各种零部件的具体尺寸、准确位置、对应标高、连接形式及型号和施工工艺要求等，同时应配置对应的材料明细和特殊零件表。

3 简述核电厂管道支架设计

支吊架是固定、支撑及准确定位管道的重要设施，确保管道及各种设施设备安全稳定的运行。进行支吊架设计时要使用符合标准规定的各种零件。支吊架的类型有很多种，下面就简要的介绍了几种常用的支架类型和它们各自的作用。

滑动支架能够水平方向进行移动，约束管道向下发生沉降；导向支架能够使管道向着预期方向位移，避免偏离指定方向；固定支架的主要作用是确保管道的各个支点能够始终保持准确位置；弹簧支架的使用可以使管道自由的进行位移，尤其在管道出现热位移的情况，能够有效承载管道负荷；刚性支架能够把荷载很好的传递到主体结构上，并且这种支架相对其他支架更具经济性，安装更加简单；最后一种支架为恒力支架，这种支架能够使管道自由移动，如果管道出现较大热位移量的时候就必须使用该类型支吊架。

支吊架设计时通常应依据管道直径、走向和管道阀门设置的具体位置，可以生根位置等诸多条件来进行总体的分析，具体要求如下文所述：

3.1 应合理设计支吊架的间距

支吊架的间距应依据管道直径和管道介质来明确最大间距值，继而有效避免管道由于多种荷载而出现过大应力。呈水平方向布置的管道支架设置时互相之间应控制出合理的距离，避免由于荷载出现超过管道荷载能力的弯曲应力、挠度和剪应力；处在垂直走向的管道设置支吊架时互相之间也应控制好适当的距离，避免多种荷载叠加产生过应力；对那些比较容易发生震动的部分更应注意控制支架之间的距离，有效协调原有频率；最后对支架的间距还应进行科学准确的计算，然后在进行最终的确定。

3.2 应充分考虑支吊架的生根条件

支吊架的设置不一定非要依据推荐的间距来进行位置的确定，在设计时应对厂房结构的具体情况和特点熟悉和了解后，分析能否符合支架生根的要求、并考虑其周边各种设备设施及管路等对其产生的各种干扰因素。如果实际情况不允许的时候，可对间距进行适当的调整，但是最终都要以应力计算结果为参考标准。在进行小管道支架生根的过程中需要借助大支架来完成，采用小管道支架与大管道支架共架的方式进行，还可以在钢结构以及土建结构、楼板等位置进行生根。新增管线在进行布置的过程中一定要注意与现存的管线进行并排的布置，借助原有的支架进行共架的方法来进行，这样可以保证新增的管线与原有管线的走向是相同的，支架在设计的过程中还需要考虑原有支架是何种类型，然后在适当的位置上在原有的管道支架旁进行共架，这些操作完成之后才可以进行三维管道图的完善制作。

3.3 进行力学计算，确保管道的设计满足力学的要求

如何确保管道的设计是合理的，这就需要用到力学的计算，只有在满足力学的要求下，工程才可以进行下一步的施工。管道的走向以及支架的位置、形式在得到初步确定后就需要对系统管道进行相应的力学计算，以此来检验其设计是否符合力学的要求。计算的结果如果是满足力学要求的，就可以确定支吊架的位置和类型了，如果结果不满足力学的要求就需要对支吊架的设计进行修改，通过不断的完善，满足力学的要求之后得到管道的最佳布置位置。

[1]王野.浅谈核电站管道设计的模块化施工技术.[J]电力建设.2014.5（2）11-19

[2]李健华.核电站管道设计的主要特点分析.[J]电力建设.2013.6（9）27-33