基于華龍一號(hào)電纜托盤非標(biāo)支吊架的標(biāo)準(zhǔn)化論述

付 雷 岳小平 馬 宇 杜 均 邢 偉

關(guān)鍵字 華龍一號(hào)；電纜托盤；支吊架

0 引言

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

立足創(chuàng)建自主品牌，已建立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系，設(shè)計(jì)技術(shù)、軟件完全實(shí)現(xiàn)自主化，已形成一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。以打造出自主創(chuàng)新的先進(jìn)核電品牌為目標(biāo)，華龍一號(hào)（ACP1000）堆型研發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中形成了體系化的安全設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，具有廣泛的適應(yīng)性。

華龍一號(hào)（ACP1000）具有先進(jìn)、安全、成熟和可靠性高的特點(diǎn)，其性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際上新開(kāi)發(fā)先進(jìn)堆型的同等水平，具有很好的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。華龍一號(hào)（ACP1000）設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率在以往核電技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高，有利于加快推動(dòng)國(guó)內(nèi)裝備制造水平的提高。

其中華龍一號(hào)（ACP1000）核電站電纜具有分類多，種類復(fù)雜等特點(diǎn)，其敷設(shè)具有不少特殊要求，采用民用工程的常規(guī)設(shè)計(jì)方法難于保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量和查找設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，而有些錯(cuò)誤可能是非常嚴(yán)重的（如執(zhí)行安全功能的冗余電纜路徑錯(cuò)誤等）。因此在核島電纜橋架設(shè)計(jì)工作中，需采用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行電纜橋架布置設(shè)計(jì)、電纜路徑設(shè)計(jì)、電纜防火分析。

1 PDMS 三維建模環(huán)境

PDMS 軟件采用三維實(shí)體建模環(huán)境，完全實(shí)際比例，通過(guò)多專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)，共同完成核電站的整體設(shè)計(jì)。

PDMS 軟件的應(yīng)用，將原來(lái)的單一平面設(shè)計(jì)改為三維建模設(shè)計(jì)，大大節(jié)約的電纜托盤及托盤支吊架設(shè)計(jì)的時(shí)間，同其他專業(yè)如土建、鋼結(jié)構(gòu)、儀表、管道等集成化的協(xié)同模式，各專業(yè)把與本專業(yè)相關(guān)的電纜托盤及其支吊架、管道及其支吊架、通風(fēng)管及其支吊架以及核島各廠房的建筑物等全部做進(jìn)三維，按照施工圖出圖計(jì)劃分層做三維碰撞檢查，出三維碰撞檢查表，對(duì)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(shè)計(jì)的前期多花費(fèi)一些時(shí)間，但在一定程度上提高了設(shè)計(jì)施工圖紙的質(zhì)量，也為現(xiàn)場(chǎng)施工安裝節(jié)省了很多時(shí)間，同時(shí)也提高了工程進(jìn)度。對(duì)于本專業(yè)，使電纜托盤及托盤支吊架在設(shè)計(jì)階段就能避免在施工階段可能出現(xiàn)的各類難題，減少施工成本，節(jié)省施工工期。

華龍一號(hào)（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(shè)計(jì)軟件的基礎(chǔ)上完成，三維設(shè)計(jì)建模的模型環(huán)境非常復(fù)雜，電纜托盤、通風(fēng)、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(biāo)準(zhǔn)異型支吊架就應(yīng)運(yùn)而生。

2 非標(biāo)支吊架應(yīng)用

電纜托盤是用支吊架固定的，支吊架的合理化設(shè)計(jì)直接關(guān)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(shè)計(jì)中占有非常重要的地位，在工程設(shè)計(jì)中必須嚴(yán)格按照相關(guān)的企標(biāo)及規(guī)范要求，確定支吊架的安裝方式及所選用的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。

電纜托盤支吊架的安裝根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)的不同可分為：在頂板上安裝、在地板上安裝、在結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)預(yù)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(cè)墻上安裝的也分為兩種安裝情況，一種是在結(jié)構(gòu)墻上預(yù)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(xiàn)場(chǎng)安裝實(shí)際情況，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、各專業(yè)系統(tǒng)設(shè)備繁多，以上所述的標(biāo)準(zhǔn)支吊架在特殊的環(huán)境下無(wú)法安裝。以下本文將列舉華龍一號(hào)（ACP1000）堆型核電站中，具有代表性電纜托盤的非標(biāo)支吊架。

（1）在土建樓板側(cè)墻上安裝的非標(biāo)支吊架。

如圖1 該類型支吊架錨固板（294C）生根在土建側(cè)邊，35#或37#鋼焊接在錨固板上，力學(xué)計(jì)算結(jié)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(biāo)支架。

如圖2 該類型非標(biāo)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(hào)鋼焊接在錨固板上（60 號(hào)方鋼總長(zhǎng)度為900～1 250 mm），焊接長(zhǎng)度為600 mm；60 號(hào)與60 號(hào)鋼，60 號(hào)與49 號(hào)鋼之間均焊接；該支架支撐兩列100 mm 寬托盤。

（3）圖3 因現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境影響，該類型非標(biāo)支吊架為方便現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸方鋼由頂天立地型改為方鋼和托盤從中間斷開(kāi)。

（4）圖4 因土建鋼平臺(tái)徑向鋼梁角度跨度太大，無(wú)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(hào)方鋼，從而滿足托盤支架間距的安裝要求；且因?yàn)榇祟愔Ъ転榱⒅苯雍附釉谠黾拥姆戒撋希⑶腋叨容^高需在立柱上再焊接一根37 號(hào)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(zhǔn)則和規(guī)定。力學(xué)計(jì)算結(jié)論如下表2。

圖1

圖2

3 非標(biāo)支吊架的管理

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

非標(biāo)支吊架的規(guī)范文件應(yīng)包含下面各方面的信息：

（1）支吊架編號(hào)：遵循標(biāo)準(zhǔn)支吊架的編寫規(guī)定，對(duì)非標(biāo)支吊架進(jìn)線編號(hào)。

圖3

表2

（2）支吊架類型：包括安裝方法、使用范圍、構(gòu)件的類型、具體參數(shù)。

4 總結(jié)

與常規(guī)火電站一樣，核電站的電纜敷設(shè)是為保證用電設(shè)備與電源或控制信號(hào)間的可靠連接，以保證設(shè)備的可靠運(yùn)行，所以需滿足如抗?fàn)帯⒎阑稹⒖闺姶鸥蓴_等要求，但核電站有其特殊性，為防止產(chǎn)生核泄漏事故的危險(xiǎn)，需提高安全要求。為此，在核電站設(shè)計(jì)時(shí)，提前將核電站內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行分級(jí)，在事故發(fā)生后具有保護(hù)公共利益功能（防止核泄漏）的設(shè)備或部件定義為核安全級(jí)，對(duì)于核安全級(jí)設(shè)備相關(guān)的電纜，由特殊要求。為滿足單一故障準(zhǔn)側(cè)，采取冗余配置、合理分布及有效隔離措施。

圖4

在華龍一號(hào)（ACP1000）堆型核電站核島內(nèi)所有與安全相關(guān)的電氣設(shè)備，特別是電纜和電纜橋架，要求在由安全停堆（SSE）產(chǎn)生的故障條件下正常運(yùn)行。設(shè)計(jì)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(zhǔn)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(jù)核電站實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)和安裝工作中，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，二次開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，對(duì)于本文所論述的非標(biāo)支吊架，完全符合標(biāo)準(zhǔn)支架的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和規(guī)定。對(duì)于華龍一號(hào)（ACP1000）堆型核電站完全標(biāo)準(zhǔn)化適用。