基于华龙一号电缆托盘非标支吊架的标准化论述

付 雷 岳小平 马 宇 杜 均 邢 伟

关键字 华龙一号；电缆托盘；支吊架

0 引言

华龙一号（ACP1000）是安全设计理念上的创新，首次明确提出“能动+非能动”的安全设计理念，在纵深防御上更好地实现多样性，既能保持能动的高校与成熟，又能发挥非能动的优势。华龙一号（ACP1000）是先进压水堆设计系统性的创新，而不是基于原有设计的改进，利用确定论与概率论相结合的方法，使华龙一号（ACP1000）方案有效消除安全上的薄弱环节。实现安全、先进、成熟和经济的平衡，在全面满足最新安全要求和三代用户要求的同时，具有经济性优势。

立足创建自主品牌，已建立自主知识产权体系，设计技术、软件完全实现自主化，已形成一批具有自主知识产权的核心技术。以打造出自主创新的先进核电品牌为目标，华龙一号（ACP1000）堆型研发设计过程中形成了体系化的安全设计准则，采用标准化设计，具有广泛的适应性。

华龙一号（ACP1000）具有先进、安全、成熟和可靠性高的特点，其性能指标达到国际上新开发先进堆型的同等水平，具有很好的国际竞争力。华龙一号（ACP1000）设备国产化率在以往核电技术的基础上进一步提高，有利于加快推动国内装备制造水平的提高。

其中华龙一号（ACP1000）核电站电缆具有分类多，种类复杂等特点，其敷设具有不少特殊要求，采用民用工程的常规设计方法难于保证设计的质量和查找设计错误，而有些错误可能是非常严重的（如执行安全功能的冗余电缆路径错误等）。因此在核岛电缆桥架设计工作中，需采用计算机技术进行电缆桥架布置设计、电缆路径设计、电缆防火分析。

1 PDMS 三维建模环境

PDMS 软件采用三维实体建模环境，完全实际比例，通过多专业的协同设计，共同完成核电站的整体设计。

PDMS 软件的应用，将原来的单一平面设计改为三维建模设计，大大节约的电缆托盘及托盘支吊架设计的时间，同其他专业如土建、钢结构、仪表、管道等集成化的协同模式，各专业把与本专业相关的电缆托盘及其支吊架、管道及其支吊架、通风管及其支吊架以及核岛各厂房的建筑物等全部做进三维，按照施工图出图计划分层做三维碰撞检查，出三维碰撞检查表，对有碰撞的地方，提出异议，讨论修改的方案等；虽然这样的工作在设计的前期多花费一些时间，但在一定程度上提高了设计施工图纸的质量，也为现场施工安装节省了很多时间，同时也提高了工程进度。对于本专业，使电缆托盘及托盘支吊架在设计阶段就能避免在施工阶段可能出现的各类难题，减少施工成本，节省施工工期。

华龙一号（ACP1000）堆型核电站电缆托盘布置图及材料清单在使用PDMS 三维设计软件的基础上完成，三维设计建模的模型环境非常复杂，电缆托盘、通风、管道、仪表管各专业共同使用的建模空间狭小非常，为躲避其他专业，在狭小空间使用的非标准异型支吊架就应运而生。

2 非标支吊架应用

电缆托盘是用支吊架固定的，支吊架的合理化设计直接关系到电缆托盘的稳定性及电缆的安全性，所以支吊架在电缆托盘设计中占有非常重要的地位，在工程设计中必须严格按照相关的企标及规范要求，确定支吊架的安装方式及所选用的标准号。

电缆托盘支吊架的安装根据标准号的不同可分为：在顶板上安装、在地板上安装、在结构墙上安装或几种方式组合安装，在顶板上安装一般有两种安装情况，一种是在结构预埋板上安装，另一种是在顶板上直接打锚固板安装；在地板上安装一般都是在地板上打锚固板安装；在侧墙上安装的也分为两种安装情况，一种是在结构墙上预埋的卡轨上安装，另一种是用锚固板或圆板直接固定在墙上安装。

核电站现场安装实际情况，结构复杂、各专业系统设备繁多，以上所述的标准支吊架在特殊的环境下无法安装。以下本文将列举华龙一号（ACP1000）堆型核电站中，具有代表性电缆托盘的非标支吊架。

（1）在土建楼板侧墙上安装的非标支吊架。

如图1 该类型支吊架锚固板（294C）生根在土建侧边，35#或37#钢焊接在锚固板上，力学计算结论如下表1。

表1

（2）在土建楼板含有一定倾斜角度安装的非标支架。

如图2 该类型非标支吊架，锚固板（294C）生根在+13.5 m 土建（土建有约6°的倾斜），60 号钢焊接在锚固板上（60 号方钢总长度为900～1 250 mm），焊接长度为600 mm；60 号与60 号钢，60 号与49 号钢之间均焊接；该支架支撑两列100 mm 宽托盘。

（3）图3 因现场施工环境影响，该类型非标支吊架为方便现场运输方钢由顶天立地型改为方钢和托盘从中间断开。

（4）图4 因土建钢平台径向钢梁角度跨度太大，无法满足托盘支架支撑间距要求，从而需在两根钢梁之间加焊一根43号方钢，从而满足托盘支架间距的安装要求；且因为此类支架为立柱直接焊接在增加的方钢上，并且高度较高需在立柱上再焊接一根37 号斜钢，斜钢另一头直接焊在地面的锚固板上，保证支架支撑间距和载荷方面必须要遵守准则和规定。力学计算结论如下表2。

图1

图2

3 非标支吊架的管理

建立非标支吊架的规范文件，其文件中应尽量归纳全面，分类科学，为以后安装人与和检修人员提供较为详细的支吊架信息，使相关人员能迅速地找到支吊架的有关参数和支吊架位置。

非标支吊架的规范文件应包含下面各方面的信息：

（1）支吊架编号：遵循标准支吊架的编写规定，对非标支吊架进线编号。

图3

表2

（2）支吊架类型：包括安装方法、使用范围、构件的类型、具体参数。

4 总结

与常规火电站一样，核电站的电缆敷设是为保证用电设备与电源或控制信号间的可靠连接，以保证设备的可靠运行，所以需满足如抗争、防火、抗电磁干扰等要求，但核电站有其特殊性，为防止产生核泄漏事故的危险，需提高安全要求。为此，在核电站设计时，提前将核电站内的设备进行分级，在事故发生后具有保护公共利益功能（防止核泄漏）的设备或部件定义为核安全级，对于核安全级设备相关的电缆，由特殊要求。为满足单一故障准侧，采取冗余配置、合理分布及有效隔离措施。

图4

在华龙一号（ACP1000）堆型核电站核岛内所有与安全相关的电气设备，特别是电缆和电缆桥架，要求在由安全停堆（SSE）产生的故障条件下正常运行。设计提供的电缆桥架的支架选择、支架支撑间距和载荷方面要遵守准则和规定，其目的在于电缆桥架的支架支撑能够正确、方便地与核电站总体抗震要求相匹配。根据核电站实际情况，在设计和安装工作中，总结经验，二次开发设计，对于本文所论述的非标支吊架，完全符合标准支架的设计准则和规定。对于华龙一号（ACP1000）堆型核电站完全标准化适用。