基于華龍一號電纜托盤非標支吊架的標準化論述

付 雷 岳小平 馬 宇 杜 均 邢 偉

關鍵字 華龍一號；電纜托盤；支吊架

0 引言

華龍一號（ACP1000）是安全設計理念上的創(chuàng)新，首次明確提出“能動+非能動”的安全設計理念，在縱深防御上更好地實現多樣性，既能保持能動的高校與成熟，又能發(fā)揮非能動的優(yōu)勢。華龍一號（ACP1000）是先進壓水堆設計系統性的創(chuàng)新，而不是基于原有設計的改進，利用確定論與概率論相結合的方法，使華龍一號（ACP1000）方案有效消除安全上的薄弱環(huán)節(jié)。實現安全、先進、成熟和經濟的平衡，在全面滿足最新安全要求和三代用戶要求的同時，具有經濟性優(yōu)勢。

立足創(chuàng)建自主品牌，已建立自主知識產權體系，設計技術、軟件完全實現自主化，已形成一批具有自主知識產權的核心技術。以打造出自主創(chuàng)新的先進核電品牌為目標，華龍一號（ACP1000）堆型研發(fā)設計過程中形成了體系化的安全設計準則，采用標準化設計，具有廣泛的適應性。

華龍一號（ACP1000）具有先進、安全、成熟和可靠性高的特點，其性能指標達到國際上新開發(fā)先進堆型的同等水平，具有很好的國際競爭力。華龍一號（ACP1000）設備國產化率在以往核電技術的基礎上進一步提高，有利于加快推動國內裝備制造水平的提高。

其中華龍一號（ACP1000）核電站電纜具有分類多，種類復雜等特點，其敷設具有不少特殊要求，采用民用工程的常規(guī)設計方法難于保證設計的質量和查找設計錯誤，而有些錯誤可能是非常嚴重的（如執(zhí)行安全功能的冗余電纜路徑錯誤等）。因此在核島電纜橋架設計工作中，需采用計算機技術進行電纜橋架布置設計、電纜路徑設計、電纜防火分析。

1 PDMS 三維建模環(huán)境

PDMS 軟件采用三維實體建模環(huán)境，完全實際比例，通過多專業(yè)的協同設計，共同完成核電站的整體設計。

PDMS 軟件的應用，將原來的單一平面設計改為三維建模設計，大大節(jié)約的電纜托盤及托盤支吊架設計的時間，同其他專業(yè)如土建、鋼結構、儀表、管道等集成化的協同模式，各專業(yè)把與本專業(yè)相關的電纜托盤及其支吊架、管道及其支吊架、通風管及其支吊架以及核島各廠房的建筑物等全部做進三維，按照施工圖出圖計劃分層做三維碰撞檢查，出三維碰撞檢查表，對有碰撞的地方，提出異議，討論修改的方案等；雖然這樣的工作在設計的前期多花費一些時間，但在一定程度上提高了設計施工圖紙的質量，也為現場施工安裝節(jié)省了很多時間，同時也提高了工程進度。對于本專業(yè)，使電纜托盤及托盤支吊架在設計階段就能避免在施工階段可能出現的各類難題，減少施工成本，節(jié)省施工工期。

華龍一號（ACP1000）堆型核電站電纜托盤布置圖及材料清單在使用PDMS 三維設計軟件的基礎上完成，三維設計建模的模型環(huán)境非常復雜，電纜托盤、通風、管道、儀表管各專業(yè)共同使用的建模空間狹小非常，為躲避其他專業(yè)，在狹小空間使用的非標準異型支吊架就應運而生。

2 非標支吊架應用

電纜托盤是用支吊架固定的，支吊架的合理化設計直接關系到電纜托盤的穩(wěn)定性及電纜的安全性，所以支吊架在電纜托盤設計中占有非常重要的地位，在工程設計中必須嚴格按照相關的企標及規(guī)范要求，確定支吊架的安裝方式及所選用的標準號。

電纜托盤支吊架的安裝根據標準號的不同可分為：在頂板上安裝、在地板上安裝、在結構墻上安裝或幾種方式組合安裝，在頂板上安裝一般有兩種安裝情況，一種是在結構預埋板上安裝，另一種是在頂板上直接打錨固板安裝；在地板上安裝一般都是在地板上打錨固板安裝；在側墻上安裝的也分為兩種安裝情況，一種是在結構墻上預埋的卡軌上安裝，另一種是用錨固板或圓板直接固定在墻上安裝。

核電站現場安裝實際情況，結構復雜、各專業(yè)系統設備繁多，以上所述的標準支吊架在特殊的環(huán)境下無法安裝。以下本文將列舉華龍一號（ACP1000）堆型核電站中，具有代表性電纜托盤的非標支吊架。

（1）在土建樓板側墻上安裝的非標支吊架。

如圖1 該類型支吊架錨固板（294C）生根在土建側邊，35#或37#鋼焊接在錨固板上，力學計算結論如下表1。

表1

（2）在土建樓板含有一定傾斜角度安裝的非標支架。

如圖2 該類型非標支吊架，錨固板（294C）生根在+13.5 m 土建（土建有約6°的傾斜），60 號鋼焊接在錨固板上（60 號方鋼總長度為900～1 250 mm），焊接長度為600 mm；60 號與60 號鋼，60 號與49 號鋼之間均焊接；該支架支撐兩列100 mm 寬托盤。

（3）圖3 因現場施工環(huán)境影響，該類型非標支吊架為方便現場運輸方鋼由頂天立地型改為方鋼和托盤從中間斷開。

（4）圖4 因土建鋼平臺徑向鋼梁角度跨度太大，無法滿足托盤支架支撐間距要求，從而需在兩根鋼梁之間加焊一根43號方鋼，從而滿足托盤支架間距的安裝要求；且因為此類支架為立柱直接焊接在增加的方鋼上，并且高度較高需在立柱上再焊接一根37 號斜鋼，斜鋼另一頭直接焊在地面的錨固板上，保證支架支撐間距和載荷方面必須要遵守準則和規(guī)定。力學計算結論如下表2。

圖1

圖2

3 非標支吊架的管理

建立非標支吊架的規(guī)范文件，其文件中應盡量歸納全面，分類科學，為以后安裝人與和檢修人員提供較為詳細的支吊架信息，使相關人員能迅速地找到支吊架的有關參數和支吊架位置。

非標支吊架的規(guī)范文件應包含下面各方面的信息：

（1）支吊架編號：遵循標準支吊架的編寫規(guī)定，對非標支吊架進線編號。

圖3

表2

（2）支吊架類型：包括安裝方法、使用范圍、構件的類型、具體參數。

4 總結

與常規(guī)火電站一樣，核電站的電纜敷設是為保證用電設備與電源或控制信號間的可靠連接，以保證設備的可靠運行，所以需滿足如抗爭、防火、抗電磁干擾等要求，但核電站有其特殊性，為防止產生核泄漏事故的危險，需提高安全要求。為此，在核電站設計時，提前將核電站內的設備進行分級，在事故發(fā)生后具有保護公共利益功能（防止核泄漏）的設備或部件定義為核安全級，對于核安全級設備相關的電纜，由特殊要求。為滿足單一故障準側，采取冗余配置、合理分布及有效隔離措施。

圖4

在華龍一號（ACP1000）堆型核電站核島內所有與安全相關的電氣設備，特別是電纜和電纜橋架，要求在由安全停堆（SSE）產生的故障條件下正常運行。設計提供的電纜橋架的支架選擇、支架支撐間距和載荷方面要遵守準則和規(guī)定，其目的在于電纜橋架的支架支撐能夠正確、方便地與核電站總體抗震要求相匹配。根據核電站實際情況，在設計和安裝工作中，總結經驗，二次開發(fā)設計，對于本文所論述的非標支吊架，完全符合標準支架的設計準則和規(guī)定。對于華龍一號（ACP1000）堆型核電站完全標準化適用。