核電廠管道設計特點分析

盧偉寧

中國能源建設集團廣東火電工程有限公司

核電廠管道設計特點分析

盧偉寧

中國能源建設集團廣東火電工程有限公司

管道是一個城市基礎設施的一部分，一個科學合理的城市規劃，都有著完善的管道，體系給城市帶來了更好的居住體驗。但是設計要求具有環保性、節能性等特性，管道對水的利用率要高，起到節約用水的目的。只有規劃好管道，才能保證城市的美麗與經濟發展。核島輔助管道安裝工程具備工作量大、工序復雜以及施工困難的要求，因此安裝工程中要保證施工進度，充分對輔助管道進行重點關注和安裝，這也是保證輔助管道安裝的關鍵環節。

核電廠；管道設計；要點

在我國城市化建設過程中，對于城市建設基礎設施的要求越來越高，為了保障城市化建設后居民的正常生活，切實提高民眾的生活水平，保障城市水利設施，核電給水排水管道的施工已經成為我國城市建設的重要施工項目。核電給水排水管道的設計施工是我國在核電給水排水施工方面近些年來采取最多的施工方案。核電給水排水管道設計在施工過程中，有效的避免了常規水利施工帶來的核電交通大范圍癱瘓的情況，在核電給排水建設工程中具有十分積極的意義。

1 管道設計特點

第一，核電管道與其它專業性質(通信、建筑、天然氣等)的設備、管道或是電纜等有著大大的不同，它首先要求管道之間不可發生交叉、碰撞或層次復雜布置，需要清楚管道走向與其他設備的走向；第二，管道布置工作的落實，新的管道和管道布局，科學安排，使他們勻稱，避免和減少管道支架生根的復雜性；第三，要注意在規劃過程中的管道設計標準件，必須使用標準部件。避免組件松懈，否則會留下安全隱患；第四、工藝管道布置設計，管件不能直接焊接，還需要注意焊縫之間的距離不能太短，避免熱應力；第五，在正常情況下，管道的閥門應安裝在水平管表面。閥桿位置，必須保持垂直，閥裝置主要是為了升級，必須保持在止回閥和裝卸工作有足夠的工作空間，在特殊情況下，閥門的操作和維護需要協助鋼平臺的設計。管道上的閥門需要支撐，以避免過度負荷并造成不必要的損失。

2 完善管道的設計工作

2.1 結構設計

核電廠給排水管道結構設計中，排水管道結構形式主要分為以下幾種：①平行樣式。此結構形式，主要是基于地勢方向與河流流向等，可以按照干管與河道等高線的標準，來設計管道形式，避開特殊地勢，避免地勢過高，增大干管的坡度，影響管道水流量，引發沖刷問題。②正交式管道。此管道結構形式，適用于地勢明確的傾斜區域，適合水體處置，合理選擇長度，科學分布排水干管，干管分布長度的有效控制，能夠確保污水排出的速度，有效的降低工程造價。值得注意的是，此結構形式會將部分未經過處理的污水直接排出，極易造成污水污染問題，所以只可以用于雨水排放。③截流式。此結構是基于正交式，通過鋪設總干管，來截留干管的污水，將未經過處理的污水輸送到污水處理廠進行處理。此方法較為穩定，應用較為廣泛，能夠最大程度上保護水環境。核電廠給水管道結構形式，主要分為樹枝狀管網與環裝管網。環裝管網多被應用于供水標準高的區域，多應用于大型城市給排水管道結構設計中，因為具有環裝管網施工的條件。樹枝管網具有干管和支管，結構布置類似于樹枝和樹干的關系，構造較為簡潔，能夠節約管材，投資較低，經濟性較高，但是穩定性較差，極易發生死水現象與水積流現象，造成水質破壞。經過綜合分析，給排水管道結構布置中，排水管道選擇截流式結構形式，給水管道采取的是環狀管網形式，按照管道結構施工要求，進行管槽開挖與回填施工設計。

2.2 提高管系結構剛度

在改造泵、閥門等設備和優化運行工藝工況的情況下，通過提高管系結構剛度作為常用的方法而被廣泛采納，其中提高管系剛度最經濟而有效的一個方法是，改變管道支吊架的布置，并輔以增加支吊架的形式。安裝剛性約束的固定支架、導向支架或拉撐桿等其他限位裝置，必要時通過調節減震裝置或阻尼器，同時也可減小支架間的間距，以達到增加管系的剛度。實際實施時，在拐彎處添加兩個導向支架，以及改造了原有水平管道上原支架的布置和安裝形式，以此增加管系的剛性，從而達到降低管道的振動。管道彎頭是處于薄弱環節，屬于金屬監督的重點區域，在針對汽水管道進行整改時，必須對管道的應力進行計算，使管道所有各點的規范都滿足在設計允許的規范應力范圍內。

2.3 抗腐蝕設計

(1)對管路設備解體檢修過程中，對管路采用氮氣而非水進行沖洗。若采用水進行沖洗，可能會造成管線局部積水，濃硫酸發生稀釋，對碳鋼腐蝕加快；(2)對連接法蘭及墊片進行合理選材并對防泄漏結構進行設計。對濃硫酸介質應采用聚四氟乙稀墊片，采用耐酸橡皮纏繞在法蘭外圍，再用扁鐵或買抱箍扎緊，防止酸從法蘭處泄漏，直接傷到操作人員；(3)嚴格控制濃硫酸管路系統的外部環境溫度，避免太陽光照直接照射罐體，罐體表面應涂淺色面漆。同時，可以考慮增設空調系統，避免環境溫度過高。

總之，核電廠管道在設計的過程中，需要依照科學理念進行規范性的布置，遵循管道設計的相關原則，避免管道發生碰撞、閥門安裝不緊密、支架生根不合理與浪費資源的現象，同時還需要考慮到安全性問題，預防核輻射問題。管道布置設計具有反復性、需持續改善的特點，通過力學計算規范管道布置的最終結果，工作人員的設計要盡力滿足核電生產的要求。

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