淺議核電站改進(jìn)項(xiàng)中管道的設(shè)計與布置

摘 要：通過舉例某處于在建狀態(tài)的核電站反應(yīng)堆的換料水池，分析乏燃料水池冷卻以及處理系統(tǒng)之中增設(shè)乏燃料水池的應(yīng)急補(bǔ)水管線設(shè)計實(shí)施方案，對于核電站之中的改進(jìn)項(xiàng)產(chǎn)生的原因以及管道設(shè)計過程加以分析，同時深入地分析在工程現(xiàn)場之中，核電站改進(jìn)項(xiàng)中造成管道設(shè)計布置方案施工困難的原因，相應(yīng)地提出進(jìn)一步地改進(jìn)與優(yōu)化核電站改進(jìn)項(xiàng)之中管道設(shè)計布置方案的方式，為日后的核電站改進(jìn)項(xiàng)之中的管道設(shè)計布置提供必要的參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：核電站；改進(jìn)項(xiàng)管道設(shè)計與布置；PDMS

引言

在核電站的設(shè)計過程中，工藝管道系統(tǒng)的設(shè)計占據(jù)重要地位，主要包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容，分別是：第一管道設(shè)計以及布置；第二，支吊架的布置設(shè)計，以此為管線提供支撐約束，不僅具有繁多的系統(tǒng)，而且布置比較復(fù)雜，對于設(shè)計提出較高的要求，從而會加大施工的難度[1]。

1 核電站改進(jìn)項(xiàng)產(chǎn)生的主要原因

在建造核電項(xiàng)目的過程中，主要是受到設(shè)計以及采購等方面因素的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)改進(jìn)項(xiàng)，具體可以將其劃分為以下幾種情況，分別是：首先，由于設(shè)計原因所產(chǎn)生的改進(jìn)項(xiàng)，具體包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容，如，第一，作為設(shè)計參考電站，已經(jīng)改進(jìn)以及修改技術(shù)；第二，通過總結(jié)運(yùn)行電站的豐富的經(jīng)驗(yàn)可以得知，原有設(shè)計之中存在明顯的不足與錯誤；第三，在經(jīng)過安全評審之后，提出需要進(jìn)行設(shè)計的改進(jìn)；第四，設(shè)計輸入如業(yè)主要求、互提資料、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及核安全法規(guī)等出現(xiàn)變動；第五，在經(jīng)過設(shè)計驗(yàn)證之后得知，系統(tǒng)、構(gòu)筑物以及部件等無法滿足功能的要求；第六，通過內(nèi)外的監(jiān)查之后，從中發(fā)現(xiàn)設(shè)計糾正的各項(xiàng)措施[2]。

其次，在采購過程之中，導(dǎo)致出現(xiàn)改進(jìn)項(xiàng)的原因主要包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容，分別是，第一，由于設(shè)備的供貨單位以及設(shè)計的參考電站存在不同，致使設(shè)備的各個參數(shù)發(fā)生重大變化；第二，由于是國產(chǎn)化的設(shè)計所引發(fā)的重大變化。

2 管道的設(shè)計過程

通常情況下，管道的過程主要包括以下兩個方面內(nèi)容，分別是：第一，初步設(shè)計；第二，詳細(xì)設(shè)計。其中，初步設(shè)計主要包括以下流程，分別是：首先，按照管道系統(tǒng)的具體要求，對管道等級、流程圖、設(shè)計參數(shù)以及設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行確定；其次，結(jié)合布置的具體要求以及主設(shè)備的具體位置，從而明確管道的布置方案，而后進(jìn)一步地確定好使用的初步材料以及設(shè)備清單等。

此外，詳細(xì)的設(shè)計主要包括以下流程，分別是：首先，結(jié)合相關(guān)技術(shù)的規(guī)范要求，根據(jù)管道的布置方案、參考初步材料以及設(shè)備清單以及考慮支架的位置以及功能等，應(yīng)力計算出管道，對于無法滿足于管道的應(yīng)力要求，則應(yīng)當(dāng)對等軸圖以及支架位置進(jìn)行重新優(yōu)化，直到其能夠滿足于應(yīng)力的要求。在經(jīng)過管道的應(yīng)力計算之后，則可以由此得到支架載荷以及功能等，不僅可以設(shè)計支架圖，而且可以開展力學(xué)校核，從而將支架形式確定好，以此滿足支架的載荷與功能的要求，并且最終將材料設(shè)備清單確定好。

在進(jìn)行設(shè)計的過程之中，根據(jù)上游輸入，包括管線清單、流程圖、設(shè)備就位圖、設(shè)備圖紙、土建模板圖、管道等級表、支架標(biāo)準(zhǔn)等，結(jié)合其他部門科室已經(jīng)固化的模型，開展管道模型布置，在模型碰撞檢查無誤后可抽取施工圖紙，施工圖紙包括管道ISO圖紙與支架SUP圖紙，施工圖紙會進(jìn)行一次內(nèi)部校核后經(jīng)過力學(xué)進(jìn)行驗(yàn)算，根據(jù)力學(xué)反饋的意見單進(jìn)行二次修改，再進(jìn)行一次編審批流程生成正式文件，由設(shè)計單位下發(fā)工程公司，最總再到施工部門進(jìn)行施工。根據(jù)系統(tǒng)所提供的管線清單，可以明確管道相關(guān)參數(shù)，包括管道尺寸、壁厚等級、管道等級、保溫伴熱情況、設(shè)計溫度、設(shè)計壓力、管道清潔度要求，質(zhì)保等級、規(guī)范等級、安全等級等；根據(jù)管道等級表，可以明確此管道等級下的管道材料與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求；根據(jù)流程圖可以明確管道的設(shè)計意圖與邏輯關(guān)系；由于國內(nèi)核電站管道設(shè)計與安裝的逐漸完備，各設(shè)計與施工單位已自行建立了一套完備的大宗材料手冊，根據(jù)管道等級表與管線清單的參數(shù)要求，可以確定管道的材料選擇。

3 優(yōu)化改進(jìn)項(xiàng)之中的管道布置方案

管道的布置方案主要受到土建以及工藝兩方面因素的影響，同時在進(jìn)行管道方案布置的過程之中，除了要考慮管道布置的合理美觀、核電工程的所需要的成本以及對工程進(jìn)度造成直接的影響，主要還要考慮工程建設(shè)的安全與質(zhì)量，這是區(qū)別于常規(guī)建筑的重點(diǎn)。在施工現(xiàn)場之中，改進(jìn)項(xiàng)之中管道布置方案之所以存在的困難主要受到以下幾個方面因素的影響，分別是：首先，設(shè)計之中存在不足以及錯誤；其次，由于施工錯誤以及累計偏差的影響，導(dǎo)致空間不足引起施工困難；最后，一方面受到核島空間的限制，另一方面需要系統(tǒng)繁多的工藝管道，不僅布置復(fù)雜，而且對設(shè)計提出較高要求。與此同時，在進(jìn)行施工的過程之中，由于各個專業(yè)的錯誤以及累計偏差的影響，導(dǎo)致在新增的改進(jìn)項(xiàng)的管道布置方案存在確定的困難。

針對于還處于未施工階段的新增的項(xiàng)目改進(jìn)項(xiàng)來說，可以統(tǒng)籌設(shè)計其管道布置，由此避免在施工的過程之中，出現(xiàn)安裝空間不足所導(dǎo)致的施工困難問題。此外，針對于處于施工階段的新增項(xiàng)目的改進(jìn)項(xiàng)，由于受到安裝空間不足的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)突出的施工困難問題。此外，在工程不斷地深入的狀況下，會逐漸加大新增管線布置方案的設(shè)計困難。

因此，可以采用以下兩種方式進(jìn)行管道布置方案的設(shè)計，分別是：首先，通過三維設(shè)計軟件的PDMS的應(yīng)用，進(jìn)行管道布置方案的設(shè)計以及優(yōu)化，其中PDMS作為布置設(shè)計數(shù)據(jù)庫的平臺集合多種專業(yè)，主要用于圍繞著管道詳細(xì)設(shè)計的工廠設(shè)計，主要包括以下幾種專業(yè)詳細(xì)設(shè)計：分別是，第一，設(shè)備；第二，土建結(jié)構(gòu)；第三，暖通；第四，電纜橋架等，能夠充分地聯(lián)動各個專業(yè)，在統(tǒng)一平臺實(shí)施操作，該軟件具有多種優(yōu)勢，分別是：第一，功能性；第二，易用性；第三，先進(jìn)性；第四，開放性；第五，協(xié)同性；第六，普及性等，該方式不僅可以優(yōu)化未施工階段的改進(jìn)項(xiàng)管理布置方案，而且可以進(jìn)行整體布置的調(diào)整，一方面能夠滿足工藝要求，另一方面實(shí)現(xiàn)多專業(yè)的協(xié)同設(shè)計，兼具美觀性以及經(jīng)濟(jì)性要求。

其次，從現(xiàn)場的實(shí)際的現(xiàn)場施工情況來看，對管道布置方案進(jìn)行設(shè)計，三維設(shè)計軟件PDMS無法反映出處于施工階段之中核電項(xiàng)目存在的施工錯誤以及累計偏差等。因此，針對于處于施工階段的核電項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)結(jié)合施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，確定好管道布置方案。施工單位以及設(shè)計代表，在滿足改進(jìn)項(xiàng)的設(shè)計要求，以及在施工條件的允許之下，可以結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際安裝情況，在進(jìn)行實(shí)地放線的過程中，可以具體地提出管道以及支架布置方案，并將其反饋至設(shè)計單位，一方面可以計算出后續(xù)管道應(yīng)力，另一方面可以確定好支架形式[3]。

4 結(jié)束語

綜上所述，通過對核電站的改進(jìn)項(xiàng)的產(chǎn)生原因以及管道設(shè)計過程進(jìn)行分析，同時對核電站改進(jìn)項(xiàng)之中的管道布置方案的實(shí)施困難的原因進(jìn)行分析，由此提出優(yōu)化核電站管道設(shè)計布置方案，也就是通過PDMS的軟件的應(yīng)用，從現(xiàn)場的實(shí)際情況出發(fā)，由此確定好管道布置方案的方式，同時說明了兩種方式的適用情況，為日后的核電站的改進(jìn)項(xiàng)之中的管道設(shè)計布置提供必要的參考與借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]姜鋒，趙軍軍，王娟怡.核電站改進(jìn)項(xiàng)中管道的設(shè)計與布置[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2013，10：92-93.

[2]《華東電力》2010年（第38卷）總目次[J].華東電力，2010，12：

2009-2020.

[3]應(yīng)用能源技術(shù)2010年總目次[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2010，12：43-49.

作者簡介：舒作敏（1990-），男，湖北省鄂州市人，工作單位：中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東火電工程有限公司，職務(wù)：管道設(shè)計工程師，研究方向：電力建設(shè)。