淺議核電站改進項中管道的設計與布置

摘 要：通過舉例某處于在建狀態的核電站反應堆的換料水池，分析乏燃料水池冷卻以及處理系統之中增設乏燃料水池的應急補水管線設計實施方案，對于核電站之中的改進項產生的原因以及管道設計過程加以分析，同時深入地分析在工程現場之中，核電站改進項中造成管道設計布置方案施工困難的原因，相應地提出進一步地改進與優化核電站改進項之中管道設計布置方案的方式，為日后的核電站改進項之中的管道設計布置提供必要的參考與借鑒。

關鍵詞：核電站；改進項管道設計與布置；PDMS

引言

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

1 核電站改進項產生的主要原因

在建造核電項目的過程中，主要是受到設計以及采購等方面因素的影響，導致出現改進項，具體可以將其劃分為以下幾種情況，分別是：首先，由于設計原因所產生的改進項，具體包括以下幾點內容，如，第一，作為設計參考電站，已經改進以及修改技術；第二，通過總結運行電站的豐富的經驗可以得知，原有設計之中存在明顯的不足與錯誤；第三，在經過安全評審之后，提出需要進行設計的改進；第四，設計輸入如業主要求、互提資料、規范標準以及核安全法規等出現變動；第五，在經過設計驗證之后得知，系統、構筑物以及部件等無法滿足功能的要求；第六，通過內外的監查之后，從中發現設計糾正的各項措施[2]。

其次，在采購過程之中，導致出現改進項的原因主要包括以下幾點內容，分別是，第一，由于設備的供貨單位以及設計的參考電站存在不同，致使設備的各個參數發生重大變化；第二，由于是國產化的設計所引發的重大變化。

2 管道的設計過程

通常情況下，管道的過程主要包括以下兩個方面內容，分別是：第一，初步設計；第二，詳細設計。其中，初步設計主要包括以下流程，分別是：首先，按照管道系統的具體要求，對管道等級、流程圖、設計參數以及設備數據進行確定；其次，結合布置的具體要求以及主設備的具體位置，從而明確管道的布置方案，而后進一步地確定好使用的初步材料以及設備清單等。

此外，詳細的設計主要包括以下流程，分別是：首先，結合相關技術的規范要求，根據管道的布置方案、參考初步材料以及設備清單以及考慮支架的位置以及功能等，應力計算出管道，對于無法滿足于管道的應力要求，則應當對等軸圖以及支架位置進行重新優化，直到其能夠滿足于應力的要求。在經過管道的應力計算之后，則可以由此得到支架載荷以及功能等，不僅可以設計支架圖，而且可以開展力學校核，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，并且最終將材料設備清單確定好。

在進行設計的過程之中，根據上游輸入，包括管線清單、流程圖、設備就位圖、設備圖紙、土建模板圖、管道等級表、支架標準等，結合其他部門科室已經固化的模型，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，施工圖紙會進行一次內部校核后經過力學進行驗算，根據力學反饋的意見單進行二次修改，再進行一次編審批流程生成正式文件，由設計單位下發工程公司，最總再到施工部門進行施工。根據系統所提供的管線清單，可以明確管道相關參數，包括管道尺寸、壁厚等級、管道等級、保溫伴熱情況、設計溫度、設計壓力、管道清潔度要求，質保等級、規范等級、安全等級等；根據管道等級表，可以明確此管道等級下的管道材料與規范標準要求；根據流程圖可以明確管道的設計意圖與邏輯關系；由于國內核電站管道設計與安裝的逐漸完備，各設計與施工單位已自行建立了一套完備的大宗材料手冊，根據管道等級表與管線清單的參數要求，可以確定管道的材料選擇。

3 優化改進項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度造成直接的影響，主要還要考慮工程建設的安全與質量，這是區別于常規建筑的重點。在施工現場之中，改進項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，另一方面需要系統繁多的工藝管道，不僅布置復雜，而且對設計提出較高要求。與此同時，在進行施工的過程之中，由于各個專業的錯誤以及累計偏差的影響，導致在新增的改進項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目改進項來說，可以統籌設計其管道布置，由此避免在施工的過程之中，出現安裝空間不足所導致的施工困難問題。此外，針對于處于施工階段的新增項目的改進項，由于受到安裝空間不足的影響，導致出現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計困難。

因此，可以采用以下兩種方式進行管道布置方案的設計，分別是：首先，通過三維設計軟件的PDMS的應用，進行管道布置方案的設計以及優化，其中PDMS作為布置設計數據庫的平臺集合多種專業，主要用于圍繞著管道詳細設計的工廠設計，主要包括以下幾種專業詳細設計：分別是，第一，設備；第二，土建結構；第三，暖通；第四，電纜橋架等，能夠充分地聯動各個專業，在統一平臺實施操作，該軟件具有多種優勢，分別是：第一，功能性；第二，易用性；第三，先進性；第四，開放性；第五，協同性；第六，普及性等，該方式不僅可以優化未施工階段的改進項管理布置方案，而且可以進行整體布置的調整，一方面能夠滿足工藝要求，另一方面實現多專業的協同設計，兼具美觀性以及經濟性要求。

其次，從現場的實際的現場施工情況來看，對管道布置方案進行設計，三維設計軟件PDMS無法反映出處于施工階段之中核電項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目，應當結合施工現場的實際情況，確定好管道布置方案。施工單位以及設計代表，在滿足改進項的設計要求，以及在施工條件的允許之下，可以結合現場的實際安裝情況，在進行實地放線的過程中，可以具體地提出管道以及支架布置方案，并將其反饋至設計單位，一方面可以計算出后續管道應力，另一方面可以確定好支架形式[3]。

4 結束語

綜上所述，通過對核電站的改進項的產生原因以及管道設計過程進行分析，同時對核電站改進項之中的管道布置方案的實施困難的原因進行分析，由此提出優化核電站管道設計布置方案，也就是通過PDMS的軟件的應用，從現場的實際情況出發，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項之中的管道設計布置提供必要的參考與借鑒。

參考文獻

[1]姜鋒，趙軍軍，王娟怡.核電站改進項中管道的設計與布置[J].產業與科技論壇，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]應用能源技術2010年總目次[J].應用能源技術，2010，12：43-49.

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