李博聞（武漢海王新能源工程技術(shù)有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518000）

解析核電站管道支吊架設(shè)計(jì)及施工

李博聞（武漢海王新能源工程技術(shù)有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518000）

目前，由于我國(guó)核電事業(yè)的迅猛發(fā)展，核電廠在安全方面的要求也不斷的得到提高。其中管道系統(tǒng)被普遍的運(yùn)用到核電廠中，而支吊架裝置是管道系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分，在管道系統(tǒng)中起著基礎(chǔ)性的作用。為此本文根據(jù)目前核電站支吊架的設(shè)計(jì)及施工的實(shí)際情況，就核電站的設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)及施工過(guò)程的工序進(jìn)行解析。

核電站;管道支吊架;設(shè)計(jì);施工

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步以及核電事業(yè)的發(fā)展需要，核電站管道系統(tǒng)的安全性越來(lái)越重要。管道系統(tǒng)的安全性和可靠性受支吊架裝置的配置、荷載以及熱位移等方面的影響，直接決定著管道使用的壽命和能否安全運(yùn)行。所以需要通過(guò)提高核電站管道支吊架的設(shè)計(jì)水平，同時(shí)加強(qiáng)施工過(guò)程的操作技巧，進(jìn)一步促進(jìn)核電事業(yè)的健康發(fā)展，提高操作效率。

1 管道支吊架的分類

管道支吊架按照其主要作用承載管道的荷載、限制管道的位移和控制管道的振動(dòng)，可以將管道支吊架分為承載體、結(jié)構(gòu)連接件和支承組件三個(gè)部分。管道支吊架的樣式各種各樣，根據(jù)其本質(zhì)的剛度和作用分為剛性支吊架和柔性支吊架。

2 核電站管道支吊架的設(shè)計(jì)

因?yàn)楹穗娬竟艿乐У跫艿男阅芗捌涑休d力直接決定著核電站管道能否安全運(yùn)行及其運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短，所以要掌握管道支吊架的關(guān)鍵控制點(diǎn)，有效利用關(guān)鍵控制點(diǎn)的作用，提高管道支吊架的設(shè)計(jì)水平。

2.1 管道的承載力

管道支吊架需要承受的荷載一方面源自管道自身的重量，另一方面來(lái)源于管道外部荷載的重量。管道支吊架的承載重量應(yīng)控制在一定的承受范圍之內(nèi)，若是超出承載范圍，就容易引起管道變形，所以，我們需要采取有效的方法，設(shè)計(jì)出合理的支吊架形式把外荷載產(chǎn)生的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力控制在管道的承載能力以內(nèi)，從而降低管道變形的概率，減少管道變形的程度。從核電站管道生產(chǎn)的實(shí)際情況來(lái)看，一般情況下，采用一次應(yīng)力的大小作為判斷管道是否安全生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，若是一次應(yīng)力過(guò)大，就會(huì)致使管道變形。由于一次應(yīng)力的大小受到管道配件、管系承載力等因素的影響，因此可以利用調(diào)整管道支吊架的方法控制一次應(yīng)力的大小，水平管道支架的數(shù)量較少時(shí)，一次應(yīng)力會(huì)加大，致使管道變形，可以通過(guò)增加管道支架的數(shù)量來(lái)減小一次應(yīng)力的作用。在開展管道支吊架設(shè)計(jì)時(shí)，管道支架數(shù)量的多少，需要根據(jù)生產(chǎn)需求、空間、經(jīng)濟(jì)等實(shí)際情況來(lái)確定。另外，為了降低管道變形程度，在管道支吊架的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)管道的一次應(yīng)力和支撐端荷載量進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，使其在合理的控制范圍內(nèi)。

2.2 避免荷載轉(zhuǎn)移

核電站管道支吊架的設(shè)置影響管系承載力的程度，決定著管道能否安全運(yùn)行，若是支吊架的設(shè)置不合理，會(huì)出現(xiàn)荷載轉(zhuǎn)移的問(wèn)題。正如上述情況，支吊架的數(shù)量較少時(shí)，無(wú)法有效控制一次應(yīng)力的大小，支吊架的數(shù)量增多時(shí)，空間、生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)等實(shí)際情況都無(wú)法滿足更多的支吊架設(shè)置，因此管道支吊架的設(shè)置必須合理、得當(dāng)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，以降低二次應(yīng)力及熱推力為核心，用少量的支吊架數(shù)量免除荷載轉(zhuǎn)移，降低對(duì)管道的約束力。

2.3 合理確定二次應(yīng)力

提高核電站管道支吊架的設(shè)計(jì)水平和效果，不僅使支吊架的一次應(yīng)力得以控制調(diào)節(jié)，而且有助于我們對(duì)二次應(yīng)力端點(diǎn)的推力進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。受到一次應(yīng)力的核電站管道受到高溫的影響，會(huì)極易發(fā)生變形，變形時(shí)受到的阻力會(huì)誘發(fā)二次應(yīng)力，二次應(yīng)力的大小與其受到的熱漲程度有關(guān)，為了確保管道的安全運(yùn)行，應(yīng)該通過(guò)調(diào)節(jié)管道的熱漲度把二次應(yīng)力的大小控制在合理范圍內(nèi)。

2.4 支吊架敷設(shè)

通常情況下，核電站管道支架上敷設(shè)的管道分為有隔熱層和無(wú)隔熱層兩種，在敷設(shè)有隔熱層管道的支架時(shí)需要設(shè)置托管結(jié)構(gòu)，托管結(jié)構(gòu)的高度取決于管道隔熱層的厚度，且應(yīng)大于管道隔熱層的厚度，這樣才能保證支吊架的設(shè)計(jì)效果。

3 核電站管道支吊架的施工工序

3.1 調(diào)整支架車間預(yù)制與現(xiàn)場(chǎng)安裝工序

技術(shù)人員應(yīng)熟練掌握支吊架的組裝順序，熟悉現(xiàn)場(chǎng)安裝的位置及施工過(guò)程可能出現(xiàn)的難題。為了減少甚至避免現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)難題，應(yīng)充分利用車間現(xiàn)有的較好條件，盡可能多的完成一些非必須在施工現(xiàn)場(chǎng)的工作，比如主體部件的組裝焊接工作。而對(duì)于用作預(yù)留調(diào)節(jié)的或是因?yàn)榭紤]到設(shè)計(jì)、安裝誤差需要的調(diào)節(jié)的支吊架，則可以根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行組裝、焊接和防腐涂裝工作。

3.2 預(yù)制、安裝與防腐涂裝的交叉配合

針對(duì)因支吊架的箱型結(jié)構(gòu)特征導(dǎo)致組裝后防腐涂裝困難和預(yù)制完成后的防腐工作效果未達(dá)標(biāo)的情況，可以將箱型結(jié)構(gòu)的支吊架和防腐未達(dá)標(biāo)的吊架組件（如鋼板等）先涂裝防腐，再進(jìn)行車間組裝焊接工作，最后對(duì)組裝焊接的縫隙用手工填補(bǔ)的方法進(jìn)行補(bǔ)漆。雖說(shuō)支架的防腐問(wèn)題可以通過(guò)調(diào)整工序的方法得到有效解決，但是不能忽視的是防止涂裝防腐完畢的支吊架組件在進(jìn)行返車間組裝焊接的過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)用、混用的情況，應(yīng)該對(duì)已完成涂裝防腐的組件做上標(biāo)記，方便區(qū)分辨認(rèn)。

3.3 支吊架與管道安裝的搭接順序

為了滿足支吊架安裝人員的站位要求和保證安裝的質(zhì)量要求，通常將支吊架安裝分為兩個(gè)階段，通常稱之為第一級(jí)支架和第二級(jí)支架，第一級(jí)支架是在管道安裝之前，將支架固定到土建鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)上，第二級(jí)支架是調(diào)整管道在支吊架上的位置，按照要求用管卡將管道進(jìn)行固定，并在安裝結(jié)束后，對(duì)所有管道系統(tǒng)的支吊架進(jìn)行檢查，確定受力均勻且穩(wěn)固后，對(duì)臨時(shí)吊掛裝置進(jìn)行拆除。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著科技水平的不斷提高，核電站管道支吊架的設(shè)計(jì)技術(shù)決定著核電管道系統(tǒng)的先進(jìn)性、創(chuàng)新性，核電站管道支吊架的施工決定著核電管道系統(tǒng)的安全性、持久性。所以說(shuō)，核電站管道的建設(shè)不僅要有操作性較高的設(shè)計(jì)方案做保障，還要具備靈活多變的操作技巧，在施工的過(guò)程中，要充分結(jié)合實(shí)際情況，合理施工，保證質(zhì)量。

[1]張程，核級(jí)工藝管道支吊架系列的研制[J].中國(guó)核科技報(bào)告2014（26）34-39

[2]李化，核電站管道振動(dòng)測(cè)試與評(píng)估[S].化工管理.2014.7（11）19-27