核電站主泵改型核輔助系統的支吊架布置設計研究

摘 要：本文的研究以某工程為背景，這項工程因為主泵改型使得核輔助系統支吊架需要新增和修改，文章的闡述與分析與該工程實例相結合，以相關設計條件和規范為基礎，提出了對支吊架進行布置和設計的原則，并對具體結構設計等問題展開討論，完善支吊架設計方案，希望本文的研究可以為以后的核級管道設計和布置提供一定的參考。

關鍵詞：核電站主泵；核輔助系統；支吊架；布置

中圖分類號： TL374 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（a）-0000-00

在核電廠管道設計中，管道支吊架是其中的重要組成部分，對于管道來說，它起到了支承和固定的作用，對管系和設備的受力進行控制，從而有效保證設備與管道的安全運行。某工程使用的主泵是由德國KSB公司供貨，與參考電站相比，核輔助系統管道的主泵上的管口方位存在較大差異，所以管道在設置過程中的改動會比較大，需要對相關支吊架進行重新的設計，進而使實際要求得到滿足。文章基于以上背景，加上與工程實例相結合，對核電站主泵改進核輔助系統的支吊架布置與設計展開進一步的分析與研究，下面就讓我們一同進入本文的分析與探討之中。

1主泵改進新增支吊架

本工程使用的主泵由德國KSB公司供貨，其主泵方案設計與原有電站中使用的主泵設計方案存在很大的變化，所以在管道設計中也會相應的出現一系列的變化，同時新增200多個管道支吊架。

2主泵新增改進支吊架位置設計

在確定管道支吊架位置時應該堅持以下原則：

2.1保證最大間距

管道承重架不能比支吊架最大間距大。這里所指的支吊架最大間距是以剛度和強度等條件來決定的。

2.2考慮熱脹應力

對熱脹應力產生的影響進行綜合考慮，使設備管口的受力得到減小，同時支吊架要保證與設備管口之間的距離。德國KSB公司提供的主泵軸封注入由RCV系統來完成，RCV管道與主泵管口連接，要同時考慮兩方面的條件，首先要考慮柔性要使熱脹應力得到滿足，其次要使剛度滿足工況的實際需求。如果RCV同時具有足夠的柔性，那么便可以對其進行π形布置，如果在布置的過程中獎管道從主泵管口水平接出，那么泵體本身會因為熱漲而發生位移，管口因為受到熱脹應力不能通過，只有對承重支吊架位置進行確定，才能使設計過程得到順利進行，另外因為受到了泵口接管荷載的限制，承重架位置不要與管口之間距離過近。2.3考慮事故工況

對事故工況的影響進行充分考慮，使設備管口受力得到減小，在角度設置時對減振支吊架進行必要的設置。

2.4有效減振

使用金屬軟管對振動的傳遞進行阻止或者消弱，最終達到有效減振的作用。

2.5設置管道組成件

在管道組成件（集中荷載比較大的）附近對承重架進行必要的設置。

2.6設置承重架

承重架在垂直段中心以上或者垂直彎頭附近設置，如果垂直段太長可以對導向架進行增設。

2.7考慮支撐點位置

對支撐點位置進行優先考慮，管道是對支撐點的優先選擇位置，在維修過程中不能將其拆卸到直管上。

3新增管道支吊架結構設計

3.1設計環節

首先，應該結合支吊架的荷載、位移等情況對支吊架結構進行確定；其次，要對主要受力部件進行確定，從荷載和剛度等方面對主要受力部件是否可以使要求得到滿足進行核查；最后，結合支吊架荷載的實際情況對應力限值進行計算和判定。

3.2通過O、A、B級準則對載荷進行設計

一般來說，應力在判斷時是比較保守的，采用O、A、B級準則對應力進行判定。首先，線性支撐件的剪切與拉伸應在許用值范圍內；其次，板殼型支撐件薄膜和彎曲應力應在許用值范圍之內；第三，螺栓緊固件應力應在許用值范圍之內；第四，與焊縫應力系數相比，支吊架支撐件的應力（最大情況）應小一些。

為了對支吊架計算過程進行簡化，通常情況下需要對荷載進行設計，同時采用D級準則對其進行評定；如果不能通過該項準則，則需要再結合異常情況對荷載進行計算，然后通過B級準則對其進行評定；對事故工況載荷進行仔細計算，然后通過D級準則對其進行評定。

3.3具體結構優化實例

在設計支撐方式的時候應該使生根部力矩得到減少，并對其進行合理設計。一些特殊支吊架在安裝時應該結合安裝的具體要求進行操作，如果阻尼器傾斜生根的夾角（最小）是45°，那么應該使阻尼器與墻之間的距離得到相應的加大。

4結語：

本文結合核電站主泵改進輔助系統支吊架修改及新增實例，針對管道支吊架具體結構以及實際設置等問題展開了總結，本次研究過程中管道布置和管道支吊架設置都是通過力學原理進行計算的，由此來看可以說明其布置過程存在一定的合理性，與此同時，新增和修改支吊架的所有涉及均滿足RCCM設計要求，加上支吊架本身結構異常復雜，所以需要通過ANSYS復核及計算，并與RCCM相結合對其進行判定，希望本文的研究可以為未來的管道布置與設計提供一定的借鑒。

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