核電廠綜合管廊和管道設計淺析

趙靈潔(武漢海王新能源工程技術有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518120)

核電廠綜合管廊和管道設計淺析

趙靈潔(武漢海王新能源工程技術有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518120)

核電站綜合管廊是由鋼筋混凝土筑成的構筑物，將核電站廠區的工藝管線、給排水管線和電纜等集中布置。本文針對綜合管廊的設計及管道布置進行討論分析，并提出設計時應注重的問題，為核電站后續設計管廊提供參考。

管廊；管道；核電廠；設計

綜合管廊是可將電力、通訊、燃氣、供熱和給排水等各種工程管線集中布置的混凝土構筑物，因其便于統一規劃、統一設計，統一建設和統一管理的優點，做到地下空間的綜合利用和資源的共享，廣泛應用于市政公共設施建設和核電站。

1 綜合管廊設計基準與原則

（1）根據普通電廠的標準進行設計，管廊不影響核安全問題；

（2）管廊必須有排水設計，有預防水淹的設計措施；

（3）管廊內有易燃管道或電氣系統時，必須有防火設計；

（4）在管廊內部安裝排污設備，確保污水能夠及時排走；

（5）管道布置時需充分考慮管道、閥門維護和維修的需求，必要處應有隔離閥；

（6）綜合管廊應統一規劃、設計、施工和維護；

（7）管廊的橫斷面尺寸必須符合人員通行空間，維修空間，管線和電氣系統布置空間等方面需求；

（8）綜合管廊設計必須符合建筑設計標準規范，能承受內部外部載荷。

2 綜合管廊設計

綜合管廊設計的關鍵是確定斷面尺寸，直接關系到管廊能否滿足功能要求、管廊的造價及安全性。此外，管廊的設計還需從排水，消防，通風等方面進行考慮。

2.1 綜合管廊結構設計

通常綜合管廊設計成矩形斷面，斷面尺寸確定前要考慮上游各專業的布置要求。管廊的高度和寬度在滿足管線、電纜及其橋架布置空間要求的基礎上，還需考慮人員通行、維修和管理便利性。在滿足人員通行前提下，可對局部受限地段進行合理壓縮。為不影響管廊外其他管線的布置，管廊在地下的高度不宜過大。

綜合管廊除二個主要出入口外，需設置了逃生口，確保事故情況下（如火災或管道大破口）人員及時的疏散及消防救援人員的進出，如AP1000核電站的管廊每70m設置一個逃生口。此外，還需設置安裝孔作為管廊內管道和橋架安裝和維修時施工設備和材料的引入通道。完成安裝后，將混凝土的蓋板蓋在安裝孔上。此外綜合管廊設計還需結合所處具體位置地質情況以及管廊內、外部荷載（設備荷載、靜荷載、活荷載、溫度荷載、地震荷載等），管廊物項等級進行結構設計。

2.2 綜合管廊排水設計

管廊布置有大量水系統管道，如除鹽水，工業水，生活水，廠用水及消防水管道等；運行或維修過程中可能出現漏水的情況，為解決該問題，一般將管廊底部設計成3‰縱向坡度、5‰的橫向坡度，并在管廊一側設置縱向坡度為3‰的排水溝，管廊低點處應設置集水坑，以便將積水盡快排入集水坑。集水坑應設置兩臺潛污泵將集水坑內的積水就近排至雨水排出系統。為防止管道泄漏甚至破裂導致管廊被淹的情況，可在集水坑設置液位報警裝置，超過警戒液位時通知運營人員核實并采取應對措施。同時，在管廊和核島接口處進行防水封堵，降低外部水淹對核島的影響。

2.3 綜合管廊消防設計

管廊內如布有大量電纜和托架，有火災的風險，要考慮進行防火設計，設計火災自動報警裝置。電纜橋架設計時，交叉口處因電纜橋架層數增加，可在不同層的電纜橋架之間增加包裹物或實體隔離，為降低火災蔓延的可能性。綜合管廊內的電纜魚阻燃應符合國家現行標準《電力工程電纜設計規范》GB 50217。

2.4 綜合管廊通風設計

由于管廊的主體都埋設在地下，不利于空氣順暢流通，為保證管廊內環境和人員安全，管廊宜采用自然進風和機械排風相結合的通風方式，從而實現通風、散熱，換氣的要求，保證在夏季溫度≤40℃，冬季溫度≥5℃。

3 綜合管廊內管道布置

核電站廠區有各種工藝管道，污水管道，消防管道、給排水管道等，管徑和功能也不盡相同，需從管道的性質判斷是否可在管廊布置，應避免在管廊內設置輸送有害液體或是氣體的管道，同時結合造價，對管廊中的管道進行合理的選擇。

（1）燃氣管道為壓力管線，若是燃氣出現泄漏，容易引起火災，燃氣管道需單獨布置，不宜在管廊中。

（2）熱力管道本身散熱非常大，若是將其在管廊內進行設置，易導致管廊內的溫度上升，不利于進行電纜敷設，故必須做好隔熱的措施。

（3）給水管線因其是壓力管，對其進行布置可以靈活一些，能夠在管廊內進行設置。

（4）污水管與雨水管都是重力管線，如果在管廊內進行敷設，對管線的埋深程度要求就會增加，從而使管廊的造價成本增加，所以，此類管線不適宜在管廊內敷設。

綜上所述，核電站的綜合管廊中可布置重要廠用水系統、生產廢水系統、蒸汽供應輔助系統、壓縮空氣、除鹽水、消防水和生活水等管線。管廊內管線布置應遵循以下原則：1）管線應布置在管廊下方，電纜及橋架布置在上方；2）管道布置宜做到步步高或步步低的原則，減少氣袋或液袋，自流的水平管道應有不小于3‰的順介質流向坡度；3）大管徑管線宜靠墻體布置便于支撐；4）管線宜并排或分層布置，便于支吊架設計；5）管道布置時需布置相鄰管線間距，空間受限時管道外壁（含隔熱層）間距不宜小于50mm；6）管線布置需滿足安裝維修要求；7）小管徑管線避讓大管徑管線；8）管線避免橫穿綜合管廊布置，必須橫穿時應在高處架設，確保不阻擋管廊內通行通道即可。

4 結語

綜合管廊可實現廠區多類工藝管道和電纜的統一規劃和布置，有效避免管線布置混亂和廠區的反復開挖，利于對管廊內管道和設備的定期維護維修。核電廠管廊設計各類管線數量多、情況復雜、規劃難等特點，本文對已建和在建的核電站管廊設計進行總結，希望為以后建設核電站設計管廊設計能夠起到參考作用。

[1]《城市綜合管廊工程技術規范》，GB50838-2015.

[2]蘇樂樂.《管廊的設計探討》，山西交通科技，2016（11）: 123-124.

[3]《壓力管道規范》GBT 20801.3-2006.

[4]徐友道，潘博淵.《淺談核電站管廊的設計與應用》，建筑與工程，2015（23）:19-21.