核電廠管道設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析

盧偉寧

中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東火電工程有限公司

核電廠管道設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析

盧偉寧

中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東火電工程有限公司

管道是一個(gè)城市基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，一個(gè)科學(xué)合理的城市規(guī)劃，都有著完善的管道，體系給城市帶來了更好的居住體驗(yàn)。但是設(shè)計(jì)要求具有環(huán)保性、節(jié)能性等特性，管道對(duì)水的利用率要高，起到節(jié)約用水的目的。只有規(guī)劃好管道，才能保證城市的美麗與經(jīng)濟(jì)發(fā)展。核島輔助管道安裝工程具備工作量大、工序復(fù)雜以及施工困難的要求，因此安裝工程中要保證施工進(jìn)度，充分對(duì)輔助管道進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注和安裝，這也是保證輔助管道安裝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

核電廠；管道設(shè)計(jì)；要點(diǎn)

在我國城市化建設(shè)過程中，對(duì)于城市建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施的要求越來越高，為了保障城市化建設(shè)后居民的正常生活，切實(shí)提高民眾的生活水平，保障城市水利設(shè)施，核電給水排水管道的施工已經(jīng)成為我國城市建設(shè)的重要施工項(xiàng)目。核電給水排水管道的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)在施工過程中，有效的避免了常規(guī)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(shè)工程中具有十分積極的意義。

1 管道設(shè)計(jì)特點(diǎn)

第一，核電管道與其它專業(yè)性質(zhì)(通信、建筑、天然氣等)的設(shè)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(fā)生交叉、碰撞或?qū)哟螐?fù)雜布置，需要清楚管道走向與其他設(shè)備的走向；第二，管道布置工作的落實(shí)，新的管道和管道布局，科學(xué)安排，使他們勻稱，避免和減少管道支架生根的復(fù)雜性；第三，要注意在規(guī)劃過程中的管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)件，必須使用標(biāo)準(zhǔn)部件。避免組件松懈，否則會(huì)留下安全隱患；第四、工藝管道布置設(shè)計(jì)，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(yīng)力；第五，在正常情況下，管道的閥門應(yīng)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(jí)，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(hù)需要協(xié)助鋼平臺(tái)的設(shè)計(jì)。管道上的閥門需要支撐，以避免過度負(fù)荷并造成不必要的損失。

2 完善管道的設(shè)計(jì)工作

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

核電廠給排水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，排水管道結(jié)構(gòu)形式主要分為以下幾種：①平行樣式。此結(jié)構(gòu)形式，主要是基于地勢(shì)方向與河流流向等，可以按照干管與河道等高線的標(biāo)準(zhǔn)，來設(shè)計(jì)管道形式，避開特殊地勢(shì)，避免地勢(shì)過高，增大干管的坡度，影響管道水流量，引發(fā)沖刷問題。②正交式管道。此管道結(jié)構(gòu)形式，適用于地勢(shì)明確的傾斜區(qū)域，適合水體處置，合理選擇長度，科學(xué)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(jià)。值得注意的是，此結(jié)構(gòu)形式會(huì)將部分未經(jīng)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(jié)構(gòu)是基于正交式，通過鋪設(shè)總干管，來截留干管的污水，將未經(jīng)過處理的污水輸送到污水處理廠進(jìn)行處理。此方法較為穩(wěn)定，應(yīng)用較為廣泛，能夠最大程度上保護(hù)水環(huán)境。核電廠給水管道結(jié)構(gòu)形式，主要分為樹枝狀管網(wǎng)與環(huán)裝管網(wǎng)。環(huán)裝管網(wǎng)多被應(yīng)用于供水標(biāo)準(zhǔn)高的區(qū)域，多應(yīng)用于大型城市給排水管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，因?yàn)榫哂协h(huán)裝管網(wǎng)施工的條件。樹枝管網(wǎng)具有干管和支管，結(jié)構(gòu)布置類似于樹枝和樹干的關(guān)系，構(gòu)造較為簡潔，能夠節(jié)約管材，投資較低，經(jīng)濟(jì)性較高，但是穩(wěn)定性較差，極易發(fā)生死水現(xiàn)象與水積流現(xiàn)象，造成水質(zhì)破壞。經(jīng)過綜合分析，給排水管道結(jié)構(gòu)布置中，排水管道選擇截流式結(jié)構(gòu)形式，給水管道采取的是環(huán)狀管網(wǎng)形式，按照管道結(jié)構(gòu)施工要求，進(jìn)行管槽開挖與回填施工設(shè)計(jì)。

2.2 提高管系結(jié)構(gòu)剛度

在改造泵、閥門等設(shè)備和優(yōu)化運(yùn)行工藝工況的情況下，通過提高管系結(jié)構(gòu)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(jīng)濟(jì)而有效的一個(gè)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(dǎo)向支架或拉撐桿等其他限位裝置，必要時(shí)通過調(diào)節(jié)減震裝置或阻尼器，同時(shí)也可減小支架間的間距，以達(dá)到增加管系的剛度。實(shí)際實(shí)施時(shí)，在拐彎處添加兩個(gè)導(dǎo)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(dá)到降低管道的振動(dòng)。管道彎頭是處于薄弱環(huán)節(jié)，屬于金屬監(jiān)督的重點(diǎn)區(qū)域，在針對(duì)汽水管道進(jìn)行整改時(shí)，必須對(duì)管道的應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，使管道所有各點(diǎn)的規(guī)范都滿足在設(shè)計(jì)允許的規(guī)范應(yīng)力范圍內(nèi)。

2.3 抗腐蝕設(shè)計(jì)

(1)對(duì)管路設(shè)備解體檢修過程中，對(duì)管路采用氮?dú)舛撬M(jìn)行沖洗。若采用水進(jìn)行沖洗，可能會(huì)造成管線局部積水，濃硫酸發(fā)生稀釋，對(duì)碳鋼腐蝕加快；(2)對(duì)連接法蘭及墊片進(jìn)行合理選材并對(duì)防泄漏結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)濃硫酸介質(zhì)應(yīng)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(yán)格控制濃硫酸管路系統(tǒng)的外部環(huán)境溫度，避免太陽光照直接照射罐體，罐體表面應(yīng)涂淺色面漆。同時(shí)，可以考慮增設(shè)空調(diào)系統(tǒng)，避免環(huán)境溫度過高。

總之，核電廠管道在設(shè)計(jì)的過程中，需要依照科學(xué)理念進(jìn)行規(guī)范性的布置，遵循管道設(shè)計(jì)的相關(guān)原則，避免管道發(fā)生碰撞、閥門安裝不緊密、支架生根不合理與浪費(fèi)資源的現(xiàn)象，同時(shí)還需要考慮到安全性問題，預(yù)防核輻射問題。管道布置設(shè)計(jì)具有反復(fù)性、需持續(xù)改善的特點(diǎn)，通過力學(xué)計(jì)算規(guī)范管道布置的最終結(jié)果，工作人員的設(shè)計(jì)要盡力滿足核電生產(chǎn)的要求。

[1] 束國剛，薛飛，遆文新，汪小龍，陸念文，劉鵬，戴忠華.核電廠管道的流體加速腐蝕及其老化管理[J].腐蝕與防護(hù)，2006，(02)：72-76.

[2] 鄧宏偉.核電廠二回路管道應(yīng)對(duì)流動(dòng)加速腐蝕機(jī)理研究[J].南方能源建設(shè)，2015，2(01)：51-54+61.

[3] 趙岳，何超，徐偉祖，韋超，鮑宇.核電廠調(diào)試期間核級(jí)管道振動(dòng)測(cè)量工作改進(jìn)[J].核動(dòng)力工程，2015，36(05)：111-113.