劉加志

摘 要：伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，我國(guó)在核電廠工藝管道工程建筑施工領(lǐng)域中也取得了一定程度的進(jìn)步。在實(shí)際的核電廠工藝管道安裝施工過(guò)程中，對(duì)于管道的設(shè)計(jì)要求十分嚴(yán)格，不僅要考慮到工程的實(shí)際載荷能力、載荷工況、支吊架的類型等因素，還需要從應(yīng)力分析的角度考慮管道支架對(duì)工程施工產(chǎn)生的影響。鑒于此，本文對(duì)核電廠工藝管道支吊架布置進(jìn)行分析，通過(guò)闡述管道支吊架布置內(nèi)容著手，提出了幾點(diǎn)關(guān)于施工設(shè)計(jì)的建議。此次研究的主要目的是為了更好的提升核電廠工藝管道支吊架工程施工質(zhì)量獻(xiàn)力。

關(guān)鍵詞：核電廠；工藝管道

核電廠的管道施工過(guò)程中，首先需要針對(duì)管道系統(tǒng)進(jìn)行有效了解，其主要是由主管線路與支管線路共同構(gòu)成，空間布置的走向相對(duì)較復(fù)雜。在工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須針對(duì)管道中各類工況載荷進(jìn)行應(yīng)力分析，從而在基礎(chǔ)上杜絕各種形式的失效。在管道施工中，管道支吊架布置的主要意義就是進(jìn)行載荷承受、位移限制以及振動(dòng)控制。由此可見(jiàn)，為了達(dá)到降低管道應(yīng)力、提升載荷的目的，在核電廠工藝管道支吊架布置之前，進(jìn)行合理選擇支吊架的類型，是對(duì)管道施工的設(shè)計(jì)的必然要求。

一、管道載荷與應(yīng)力的分類

（一）管道實(shí)際載荷類型。在核電廠工藝管道的實(shí)際施工過(guò)程中，管道需要承受的載荷壓力主要包括三種，分別是持久性壓力、臨時(shí)性壓力以及交變性壓力。第一種壓力主要是指壓力、重力載荷等永久性作用于管道系統(tǒng)內(nèi)部的載荷。第二種是指例如地震、閥門(mén)打開(kāi)、關(guān)閉時(shí)對(duì)管道的反沖力、壓力升高等短時(shí)間作用于管道系統(tǒng)的載荷。最后一種是指溫度差異、熱脹冷縮、端點(diǎn)產(chǎn)生位移等，會(huì)伴隨著時(shí)間的流逝而發(fā)生大小以及方向變化的管道系統(tǒng)載荷。

（二）載荷的工況。在進(jìn)行管道工程施工設(shè)計(jì)時(shí)，管道應(yīng)力分析的過(guò)程中，最為關(guān)鍵性的一個(gè)步驟就是針對(duì)載荷工況的有效分析。該種分析一般會(huì)從載荷工況的實(shí)際類型以及載荷組合的方向進(jìn)行考慮，也就是說(shuō)明，不同情況下的載荷工況所需要去滿足的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則也會(huì)隨之不同，分析方法通常是利用力學(xué)計(jì)算方式進(jìn)行展開(kāi)。

（三）應(yīng)力的兩種分類。一般情況下，核電廠工藝管道的應(yīng)力主要包括一次應(yīng)力、二次應(yīng)力兩種應(yīng)力，主要依據(jù)應(yīng)力的載荷不同進(jìn)行劃分。為了維持力與力矩的平衡狀態(tài)，由于外載荷作用下的在管道內(nèi)部產(chǎn)生正應(yīng)力、剪應(yīng)力是一次應(yīng)力產(chǎn)生的主要原因。該種應(yīng)力的特征集中于非自限性，其會(huì)一直伴隨著載荷的增加而進(jìn)行增加，直到管道因載荷過(guò)大產(chǎn)生變形，最終被破壞為止[1]。另一種二次應(yīng)力的出現(xiàn)，主要是因?yàn)楣艿腊l(fā)生變形卻由于受到一定的約束力而產(chǎn)生的正應(yīng)力以及剪應(yīng)力，該種二次應(yīng)力與外力之間不需要維持平衡狀態(tài)。通常情況下，管道的熱脹冷縮或者其他問(wèn)題造成的位移收束會(huì)形成二次應(yīng)力。

二、支吊架簡(jiǎn)介

（一）支吊架的三種類型。在依照性能與用途的劃分前提下，支吊架一般會(huì)分為三種類型。第一種類型是指包含恒力支吊架、滑動(dòng)支架以及鋼性支吊架在內(nèi)的管道載荷承受類型的支吊架。第二種是指包含固定支架、導(dǎo)向支架在內(nèi)的對(duì)管道位置進(jìn)行限制類型的支吊架。最后一種是指包含阻尼裝置在內(nèi)的對(duì)管道震動(dòng)起到控制作用類型的支吊架。以上三種類型的支吊架在我國(guó)當(dāng)前的核電廠工藝管道支吊架中運(yùn)用較為廣泛。

（二）支吊架的四項(xiàng)布置原則。在進(jìn)行核電廠工藝管道支吊架的布置施工中，一般會(huì)遵循四大布置原則。第一項(xiàng)原則中，在施工之前進(jìn)行支吊架的選擇時(shí)，必須選用標(biāo)準(zhǔn)的支吊架，才能有利于后期的制造和安裝，達(dá)到有效降低施工成本。第二項(xiàng)原則中，要求支吊架本身的設(shè)計(jì)力求簡(jiǎn)潔，用于錨固的固定點(diǎn)盡量減少。第三項(xiàng)原則中，對(duì)于支吊架的結(jié)構(gòu)要求較高，由于受到管道施工空間的限制，所以支吊架自身的體積不宜過(guò)大。最后一項(xiàng)原則主要圍繞支吊架的實(shí)際施工進(jìn)行展開(kāi)，在設(shè)計(jì)之前，不僅需要對(duì)安裝施工的實(shí)現(xiàn)性進(jìn)行考慮，還需要針對(duì)工程竣工后的保養(yǎng)維護(hù)進(jìn)行綜合考量。

三、支吊架的布置與應(yīng)力分析

在核電廠工藝管道支吊架的布置施工過(guò)程中，管道系統(tǒng)中支吊架選擇的類型與錨固位置與應(yīng)力分析之間主要存在兩種因素，該兩種因素對(duì)引力分析的影響方面主要包含三種。一方面是指對(duì)管道系統(tǒng)的應(yīng)力分布狀態(tài)、應(yīng)力點(diǎn)最大值、管道系統(tǒng)的端點(diǎn)應(yīng)力以及力矩值產(chǎn)生的影響，該形式的影響來(lái)源是管道支吊架選擇的類型與錨固位置[3]。另一方面是指由于致電家具備設(shè)計(jì)靈活的特點(diǎn)，所以即使相同的管道布置中，支吊架設(shè)置方案的不同，施工完成后管道系統(tǒng)的應(yīng)力分布也會(huì)各不相同。由此可見(jiàn)，在進(jìn)行支吊架選擇的類型與錨固位置設(shè)計(jì)的方案中，選擇最優(yōu)化方案是唯一選擇。最后一方面是指在進(jìn)行核電廠工藝管道支吊架布置施工期間，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中的支吊架位置不合理、支吊架的類型不適用當(dāng)前管道施工，應(yīng)該進(jìn)行多次的推導(dǎo)計(jì)算，直至整理找出最合適的錨固點(diǎn)以及支吊架的類型。

四、結(jié)語(yǔ)

綜合全文論述來(lái)講，在核電廠工藝管道的支吊架布置中，支吊架布置施工對(duì)于管道線路的應(yīng)力分析具有十分重要的影響。一般情況下，在實(shí)際施工中主要應(yīng)該針對(duì)管道本身存在的重力、管道上安裝的閥門(mén)以及相關(guān)組件的重力進(jìn)行綜合考慮施工。另外，由于各種壓力以及載荷共同的作用下，管道系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)不同程度的變形問(wèn)題，面對(duì)該種問(wèn)題，可以設(shè)置彈簧支吊架，在設(shè)備連接處，應(yīng)用支吊架進(jìn)行約束管道應(yīng)力，減少應(yīng)力和力矩。最后，進(jìn)行管道應(yīng)力計(jì)算時(shí)，需要將支吊架的位置進(jìn)行不斷調(diào)整，才能保證管道系統(tǒng)中的支吊架位置處于合理錨固情形下，最終節(jié)省應(yīng)力計(jì)算時(shí)間，提高施工效率。望此次研究的內(nèi)容能為核電廠實(shí)際工藝管道支吊架布置提供幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉琴，陳興華.管道布置驗(yàn)證程序開(kāi)發(fā)及其應(yīng)用[J].核動(dòng)力工程，2016，02：132-135.