核电厂管道设计特点分析

卢伟宁

中国能源建设集团广东火电工程有限公司

核电厂管道设计特点分析

卢伟宁

中国能源建设集团广东火电工程有限公司

管道是一个城市基础设施的一部分，一个科学合理的城市规划，都有着完善的管道，体系给城市带来了更好的居住体验。但是设计要求具有环保性、节能性等特性，管道对水的利用率要高，起到节约用水的目的。只有规划好管道，才能保证城市的美丽与经济发展。核岛辅助管道安装工程具备工作量大、工序复杂以及施工困难的要求，因此安装工程中要保证施工进度，充分对辅助管道进行重点关注和安装，这也是保证辅助管道安装的关键环节。

核电厂；管道设计；要点

在我国城市化建设过程中，对于城市建设基础设施的要求越来越高，为了保障城市化建设后居民的正常生活，切实提高民众的生活水平，保障城市水利设施，核电给水排水管道的施工已经成为我国城市建设的重要施工项目。核电给水排水管道的设计施工是我国在核电给水排水施工方面近些年来采取最多的施工方案。核电给水排水管道设计在施工过程中，有效的避免了常规水利施工带来的核电交通大范围瘫痪的情况，在核电给排水建设工程中具有十分积极的意义。

1 管道设计特点

第一，核电管道与其它专业性质(通信、建筑、天然气等)的设备、管道或是电缆等有着大大的不同，它首先要求管道之间不可发生交叉、碰撞或层次复杂布置，需要清楚管道走向与其他设备的走向；第二，管道布置工作的落实，新的管道和管道布局，科学安排，使他们匀称，避免和减少管道支架生根的复杂性；第三，要注意在规划过程中的管道设计标准件，必须使用标准部件。避免组件松懈，否则会留下安全隐患；第四、工艺管道布置设计，管件不能直接焊接，还需要注意焊缝之间的距离不能太短，避免热应力；第五，在正常情况下，管道的阀门应安装在水平管表面。阀杆位置，必须保持垂直，阀装置主要是为了升级，必须保持在止回阀和装卸工作有足够的工作空间，在特殊情况下，阀门的操作和维护需要协助钢平台的设计。管道上的阀门需要支撑，以避免过度负荷并造成不必要的损失。

2 完善管道的设计工作

2.1 结构设计

核电厂给排水管道结构设计中，排水管道结构形式主要分为以下几种：①平行样式。此结构形式，主要是基于地势方向与河流流向等，可以按照干管与河道等高线的标准，来设计管道形式，避开特殊地势，避免地势过高，增大干管的坡度，影响管道水流量，引发冲刷问题。②正交式管道。此管道结构形式，适用于地势明确的倾斜区域，适合水体处置，合理选择长度，科学分布排水干管，干管分布长度的有效控制，能够确保污水排出的速度，有效的降低工程造价。值得注意的是，此结构形式会将部分未经过处理的污水直接排出，极易造成污水污染问题，所以只可以用于雨水排放。③截流式。此结构是基于正交式，通过铺设总干管，来截留干管的污水，将未经过处理的污水输送到污水处理厂进行处理。此方法较为稳定，应用较为广泛，能够最大程度上保护水环境。核电厂给水管道结构形式，主要分为树枝状管网与环装管网。环装管网多被应用于供水标准高的区域，多应用于大型城市给排水管道结构设计中，因为具有环装管网施工的条件。树枝管网具有干管和支管，结构布置类似于树枝和树干的关系，构造较为简洁，能够节约管材，投资较低，经济性较高，但是稳定性较差，极易发生死水现象与水积流现象，造成水质破坏。经过综合分析，给排水管道结构布置中，排水管道选择截流式结构形式，给水管道采取的是环状管网形式，按照管道结构施工要求，进行管槽开挖与回填施工设计。

2.2 提高管系结构刚度

在改造泵、阀门等设备和优化运行工艺工况的情况下，通过提高管系结构刚度作为常用的方法而被广泛采纳，其中提高管系刚度最经济而有效的一个方法是，改变管道支吊架的布置，并辅以增加支吊架的形式。安装刚性约束的固定支架、导向支架或拉撑杆等其他限位装置，必要时通过调节减震装置或阻尼器，同时也可减小支架间的间距，以达到增加管系的刚度。实际实施时，在拐弯处添加两个导向支架，以及改造了原有水平管道上原支架的布置和安装形式，以此增加管系的刚性，从而达到降低管道的振动。管道弯头是处于薄弱环节，属于金属监督的重点区域，在针对汽水管道进行整改时，必须对管道的应力进行计算，使管道所有各点的规范都满足在设计允许的规范应力范围内。

2.3 抗腐蚀设计

(1)对管路设备解体检修过程中，对管路采用氮气而非水进行冲洗。若采用水进行冲洗，可能会造成管线局部积水，浓硫酸发生稀释，对碳钢腐蚀加快；(2)对连接法兰及垫片进行合理选材并对防泄漏结构进行设计。对浓硫酸介质应采用聚四氟乙稀垫片，采用耐酸橡皮缠绕在法兰外围，再用扁铁或买抱箍扎紧，防止酸从法兰处泄漏，直接伤到操作人员；(3)严格控制浓硫酸管路系统的外部环境温度，避免太阳光照直接照射罐体，罐体表面应涂浅色面漆。同时，可以考虑增设空调系统，避免环境温度过高。

总之，核电厂管道在设计的过程中，需要依照科学理念进行规范性的布置，遵循管道设计的相关原则，避免管道发生碰撞、阀门安装不紧密、支架生根不合理与浪费资源的现象，同时还需要考虑到安全性问题，预防核辐射问题。管道布置设计具有反复性、需持续改善的特点，通过力学计算规范管道布置的最终结果，工作人员的设计要尽力满足核电生产的要求。

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