淺談EM9儀表安裝設計在華龍一號與M310中的區別

胡慶慶 陳 江 張勇衛 汪 敏

（中國核動力研究設計院設計所，四川 成都610041）

0 引言

華龍一號是中國自主研發設計的第三代核電技術，其安全指標和技術性能達到了國際三代核電技術的先進水平；而M310堆型則為第二代核電技術。在核電站建造及施工中，施工單位將EM9定義為過程儀表設備的安裝，以便于現場施工及管理。過程儀表設備的安裝設計工作對儀表設備能否獲得準確的測量信息起到決定作用，因此EM9儀表安裝設計工作必不可少。本文將主要分析華龍一號堆型和M310堆型在EM9儀表安裝設計上的差異。

1 EM9安裝的范圍

EM9安裝就是把各個獨立的部件即儀表、管線、附屬設備等按設計要求組成回路或系統完成檢測或調節任務，簡言之，就是根據設計要求完成儀表與儀表之間、儀表與工藝管道之間的連接。安裝范圍包括：傳感器、儀表支架和儀表安裝附件、儀表管及支架、毛細管、冷凝罐和排污罐、閥組等。

2 華龍一號堆型與M3 10堆型在EM9儀表安裝設計上的差異

2.1 EM9儀表安裝設計文件體系方面

M310堆型的儀表及儀表管安裝按照《傳感器和儀表管安裝圖》進行，該圖主要包含儀表管布置路徑、管閥件清單、儀表架信息、孔洞編號、房間號等信息，給出的布置路徑為示意性質的，支架及管閥件數量不夠精確。

而在華龍一號堆型的EM9儀表安裝設計文件體系中，用《儀表管道ISO圖》替代了《傳感器和儀表管安裝圖》。《儀表管道ISO圖》采用三維坐標（X，Y，Z）系，在圖中表示一次隔離閥后儀表管道敷設路徑，主要包含的信息：

（1）儀表管長度及管閥件定位，包括水平儀表管道的安裝高度、儀表管道的安裝角度等；

（2）儀表及其標識、儀表架及其安裝高度；

（3）儀表管路中用到的特殊部件，如冷凝罐、排污罐等；

（4）管閥件之間的連接方式；

（5）一次隔離閥編號及高壓側（HP）/低壓側（LP）；

（6）儀表管支架的標準及定位；

（7）設備清單及明細表：儀表管閥件、儀表管道支架標準、各類設備的規格及數量；

（8）儀表管穿墻或所穿樓板的孔洞編號、儀表管布置經過的房間號、接工藝管路編號、一次隔離閥編號、儀表管道焊縫編號。

《儀表管道ISO圖》是通過PDMS軟件模擬現場建模而制備出來的，其包含的信息具體、全面、精確，大大減少現場施工的物項干涉，相對于《傳感器和儀表管安裝圖》而言，《儀表管道ISO圖》對現場施工的指導意義更大，更利于提高現場儀表及儀表管線的施工質量并保障施工進度。

2.2 設計及技術要求方面

2.2.1 儀表管支架

（1）儀表管支架設計

M310堆型的極限安全地震輸入（水平和豎向）采用地面最大加速度為0.2 g；而華龍一號堆型的極限安全地震輸入（水平和豎向）采用地面最大加速度為0.3 g，設計譜采用改進型的RG1.60譜。

由于華龍一號堆型設計采用了更高的抗震標準，故對EM9儀表管支架設計提出了更為嚴格的要求。相比M310堆型，符合要求的抗震儀表管支架的類型大大減少。在M310堆型中，抗震儀表管支架的類型有235種；而在華龍一號堆型中，抗震儀表管支架的類型減少為82種。與M310堆型相比較，華龍一號堆型的抗震儀表管支架具有的特點：結構設計更為緊湊，一些儀表管支架采用三角形結構，使得支架更為穩固；儀表管支架使用的支架底板寬大，膨脹螺栓使用數量更多，膨脹螺栓的直徑更大，能承受更大動載荷、拉力、剪力；對每個抗震儀表管支架的使用高限做了詳細的規定，確保其滿足抗震要求。

（2）抗震儀表管支架設置原則

華龍一號堆型規定：水平直管道上的支架間距≤1 200 mm，垂直管道上的支架間距≤1 500 mm。而M310堆型則規定：水平直管道上的支架間距≤1 200 mm，3/8＂OD外徑為9.525 mm的垂直管道支架間距≤1700 mm，直徑為1/4＂的垂直管道支架間距≤1 400 mm[1]。

另外，在華龍一號堆型中新增的要求：對于開關類儀表，通常在儀表管接至儀表架拐彎前增加固定支架；當儀表管敷設長度大于3倍的最大間距時應設置一個固定支架，支架應設置在盡可能靠近最大間距的地方，一起敷設的儀表管應一起支撐，以使支架的總數量最少。

2.2.2 儀表管試驗壓力要求

華龍一號堆型要求對儀表管進行水壓試驗的壓力為1.25倍設計壓力，打壓時間為10分鐘；當進行氣壓試驗時，應注入1.15倍設計壓力（最大12.5 bar）的去油壓縮空氣進行氣體耐壓試驗。而M310堆型儀表管水壓試驗的壓力為1.1倍設計壓力，氣壓試驗的壓力為1.25倍設計壓力（最大4 bar）。

2.3 現場施工對設計的修改權限方面

華龍一號堆型的EM9安裝采取授權方式，儀表及儀表管施工嚴格遵照《儀表管道ISO圖》進行，儀表管路中的管閥件的規格、數量、使用順序等現場不能修改，如無法滿足現場施工的要求，現場可給出修改方案，經設計方確認可行后方可施工。若從儀表根閥開始，第一個固定點之前的儀表管現場布置與《儀表管道ISO圖》不一致或者有改動，則必須經設計單位的力學專業評估通過后方可施工；而第一個固定點之后的儀表管可根據現場實際布置情況進行調整，前提是必須滿足抗震要求，同時遵循EM9安裝技術要求的規定。在M310堆型中，現場按照《傳感器和儀表管安裝圖》進行儀表及儀表管施工，該文件并未給出具體的儀表管布置路徑，對現場施工僅具有參考意義，現場會根據實際情況進行施工及調整，對設計的改動往往較大，不利于規范化施工，影響施工進度。

3 結語

本文主要從EM9儀表安裝設計的文件體系、設計及技術要求、現場施工對設計的修改權限這三個方面羅列了華龍一號堆型與M310堆型的區別。由上述對比可知，華龍一號堆型的EM9儀表安裝設計使現場EM9安裝更為規范化、標準化、便捷化，儀表管線能抵御強度更高的震動沖擊，儀表管路系統運行更加安全。顯然，華龍一號堆型的EM9儀表安裝設計能更好地保證儀表設備功能的發揮及核電站運行的可靠性和安全性，體現了我國第三代核電技術的先進性、安全性。