核電現場設計技術服務常見問題分析

肖贊+++李利娟

摘 要：文章結合秦山二期擴建工程核電現場的設計技術服務工作實際，分析了管道和支架安裝過程中常見設計問題的處理方法和依據。

關鍵詞：管道；支架；焊接

1 管道安裝問題

管道修改在現場最為常見，現場設計應注意以下問題：

（1）在現場修改管道走向時，要避免管道修改后出現“U形”彎。

（2）切忌管道焊縫出現在需要封堵孔洞里，尤其是對于需要在役檢查的管道。

（3）在修改介質溫度高的管子，盡量不要減少拐彎的數量。在遇到介質壓力高的管子，最好不要增彎。

（4）對于需要連續煨彎的情況，就要保證相鄰兩個彎管之間保留一段直管，且直管長度a應該滿足以下要求，當Ф≤2"時，a≥160mm，當Ф≥2"時，a≥250mm。如果在相鄰兩個彎管之間不能保證以上最小直管段長度時，應在相鄰彎管間加設焊縫。

（5）對于輸送液體、氣體的部分管道在布置時設計有一定坡度，坡度一般為0.5%，而對于輸送放射性介質的管道和疏水管道其坡度一般不應小于1%，在對有坡度要求的管道進行修改的時候，一定要盡量保證修改后管道的坡度要求。

（6）由于修改管道走向直接會影響與之相連接管道以及支架等的變動，所以在修改管道的時候不能僅僅是處理眼前的一個問題，還要綜合考慮到與之相連的管道和支架，考慮管道修改后對周圍物項是不是有影響，最好是在一處做出修改后能夠在另外一處把修改的長度補償回來。

2 支架安裝問題

在現場對支架問題的處理中，多是由于周圍條件變化包括管道的修改、其他物項的干擾、無法生根等問題導致支架無法按設計要求進行安裝，需做出修改。主要有以下幾種情況：

（1）支架型式的修改。根據現場實際情況，如果支架無法生根或者由于周圍的環境不能實現支架原設計型式的，我們通常是在保證支架的功能和強度不變的情況下，對支架的形式做出合理的修改。對于強度比原設計減弱的要采取加強措施，如在型鋼上加焊加強板等措施。現場確無生根位置的支架可以考慮和附近的其他管道支架共架，但需要進行謹慎評估，必要時要對被共架支架進行加強。有時也可以根據現場情況，將組合支架拆分成一個個獨立的支架。不得修改安全殼機械貫穿件前后第一個支吊架的功能和結構形式。對于設備出口的第一個支架和對于核安全級有抗震要求的支架的修改要交原設計進行力學核算。

（2）支架位置的改變。現場由于在支架原設計位置有其他物項干涉需要對支架位置進行變動時，要遵循支吊架設計參考原則，嚴格控制支架的移動距離，盡量避免將水平管段上的支架移動到豎直管段上（或反之）。在水平管道上的支吊架應控制一定的間距，以防止管道產生過大的彎曲應力、剪應力以及彎曲撓度；垂直管道上的支吊架也要控制間距，以防止管道因各種載荷組合產生的過應力；對于容易產生振動的管道也需控制間距，以調整管道的固有頻率。除此之外，還要考慮廠房土建結構是否適合支吊架的生根，以及是否會給附近管道、設備、通道、和其他工種（通風管、電纜橋架鋼平臺立柱等）帶來干擾、碰撞。

（3）支架的取消和增加。在現場安裝過程中，有些非RCC-M規范級、非安全級和無抗震要求的管道支吊架在確實無安裝空間的情況下，且前后不遠處均有支架，可以考慮取消該支架。但核級支吊架原則上不能取消，如果由于管道走向的修改而確實無法安裝需要取消支架，一般要提交設計院力學專業進行力學核算。

對于新增管線，則需要同時考慮增加支架。管道改動過大，管線上的支吊架已不滿足支吊架設計參考原則，則也需要考慮增加支架。由于很多閥門在實現國產化的同時，大小和重量也有了很大變化，這時我們就要考慮增加支架來支撐閥門。

3 焊接問題

對焊接問題的處理要和焊接專業的設計人員多溝通，同時參考設計院相關技術要求：

（1）避免焊縫相互交叉。

（2）應盡量保證承壓和非承壓部件上的開孔和焊縫離主焊縫的距離大于下列兩值中的小者：組焊部件中較厚部件壁厚的兩倍；40mm。此距離指主焊縫邊緣與開孔或焊縫邊緣之間的距離。

（3）如果不滿足上述兩條規定，則應做出說明該設計原因及確保制造質量而采取措施的書面報告。所采取的措施不應影響原已規定的無損檢驗。

（4）兩條對接焊縫間的距離，不應小于3倍焊件的厚度，需焊后熱處理時，不宜小于6倍焊件的厚度。且應符合下列要求：公稱直徑小于50mm的管道，焊縫間距不宜小于50mm；公稱直徑大于或等于50mm的管道，焊縫間距不宜小于100mm。

（5）管道的環焊縫不宜在支架與管道之間的管托的范圍內，需熱處理的焊縫從外側距支架邊緣的凈距易大于焊縫寬度的5倍，且不應小于100mm。

（6）焊縫應盡量遠離幾何形狀不連續處。此外對于管道對接焊縫出現的“馬蹄口”的問題要堅決杜絕。

4 材料代用問題

材料代用的問題要和材料專業的設計人員多溝通。原則上是允許以高級別材料代替低級別材料，如果以低級別的材料代替高級別的材料，則需要用高級別材料的標準進行復驗。比如用Q235-B代替Q235-C，則需要用Q235-C的標準對Q235-B進行復驗。如果是高級別的材料代替低級別的材料，則需由同壁厚的高一級別的材質代替低一級別，相同材質不小于原管道壁厚的無縫鋼管代替有縫鋼管。對于特別重要的管道和支架材料代用，可發回設計院，由原設計給出意見。

5 孔洞封堵問題

對于孔洞的封堵，一般是參照各廠房孔洞表文件，文件里包括孔洞或套管編號及相關的土建結構信息，穿過孔洞或套管的物相及相關信息，以及對孔洞或套管進行封堵的不同要求。但是在現場，也有部分孔洞的封堵形式在廠房空洞表文件里未被列入，這就需要我們依照核島防火分區圖、輻射分區圖、防水淹分區圖對在空洞表中沒有編號的空洞現場確定封堵類型。個別孔洞無需封堵，可堵可不堵的孔洞最好封堵，封堵類型可以參照同一房間或同一面墻上其他孔洞的封堵類型。對于需要封堵的空洞里安裝有支架的情況，可避開支架只對孔洞的一端進行封堵，但封堵厚度要滿足封堵文件中規定的封堵效果的最低要求。而對于反應堆廠房特殊支架在孔洞內的情況，因為特殊支架只有在事故工況下才起作用，生物封堵不會影響支架功能的實現，所以可對孔洞進行完全生物封堵。

6 管道保溫問題

管道的保溫分兩類，一類是熱保溫，主要是對在運行中表面溫度高于50°C的管道進行保溫，減少管道在運行中介質熱損耗和防止介質凝結；一類是冷保溫，主要為了防止或減少周圍環境中熱量傳入低溫管道內部，防止低溫管道外壁表面凝露。工藝管道冷保溫主要用于核島冷水系統和電氣廠房冷水系統。為了便于安裝操作和適應現場條件，安裝公司可現場解決保溫適應性問題，因安裝困難而發生保溫相互干涉的情況下，保溫厚度允許局部減薄，但所減薄區域必須限制在盡可能小的區域內，并且距離干涉位置每邊不能超過100mm。

參考文獻

[1]工程公司企業標準.管道等級表及管道分支要求[S].

[2]工程公司企業標準.管道焊接接頭選用[S].

[3]工程公司企業標準.EM6保溫預制和安裝總體技術要求[S].