論文：核電廠管道設(shè)計過程及特點分析
摘要：本文主要對核電廠管道布置的設(shè)計原則和設(shè)計過程進行說明，并對核電廠管道設(shè)計特點以及在設(shè)計中應(yīng)該注意的問題做了詳細(xì)分析。
關(guān)鍵詞：管道；布置；特點
管道布置設(shè)計是綜合布置設(shè)計完成后進行施工設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計目的是明確核電廠廠房內(nèi)工藝管道的走向，所有設(shè)備的準(zhǔn)確定位，準(zhǔn)確標(biāo)注出管道上支撐點的位置，以及各系統(tǒng)管道上的各類部件（如閥門、流量孔板、管道視鏡、軟管等）的位置及與工藝管道的接口；是管道三維制作圖、支吊架組裝圖、總體三維制作圖的設(shè)計輸入；是以系統(tǒng)為依據(jù)，將系統(tǒng)功能具體實現(xiàn)的過程。管道三維制作圖是安裝公司在安裝交工前進行管道安裝的符合性檢查及試驗的依據(jù)。核電廠由于核安全要求的特殊性，在進行管道布置設(shè)計時有其自身的特點和要求。
1.管道布置的設(shè)計原則和特點
在管道具體布置原則：
1）要避免與本專業(yè)和其他專業(yè)的設(shè)備、管道或電纜托盤相碰撞。此管道走向區(qū)域已避開其它設(shè)備和管道；
2）在布置管道時，盡量將新增管道布置成與已布置好的管道成排或成列布置，以便于減少管道支架的生根。
3）管道在設(shè)計時應(yīng)盡可能使用標(biāo)準(zhǔn)管件。
4）在管道布置設(shè)計中，應(yīng)盡量避免管件間的直接焊接，以利于焊縫檢查。兩管件之間焊縫距離也不應(yīng)過短，否則會造成熱應(yīng)力疊加。
5）除特殊情況外，閥門一般應(yīng)設(shè)置在水平管道上，閥桿處于垂直向上的位置；閥門布置應(yīng)為提升閥桿和檢修拆卸閥門等留有操作空間，要便于安裝、操作、維護和檢修，有時為閥門操作和維修應(yīng)設(shè)計必要的鋼平臺。管段上的'閥門（尤其是帶執(zhí)行機構(gòu)的大閥門）應(yīng)設(shè)置支承，以免該管段和連接處負(fù)載過大。
由于核電站的特殊性，管道布置要滿足安全性、可達性、并兼顧經(jīng)濟性的要求。
安全性主要包括輻射防護、防火、防水淹以及獨立性、管道在役檢查等要求。首先在管道布置前應(yīng)明確管道有可能穿越區(qū)域的耐火極限、輻射分區(qū)、水淹分區(qū)等。獨立性原則主要包括：保持多重系統(tǒng)部件間的獨立性；保持系統(tǒng)部件和假設(shè)始發(fā)事件效應(yīng)之間的獨立性；保持不同安全等級的系統(tǒng)部件之間的適當(dāng)獨立性；保持安全重要物項和非安全重要物項之間的獨立性。在布置設(shè)計中采用空間隔離或?qū)嶓w隔離原則來保證實現(xiàn)獨立性，執(zhí)行安全功能的冗余管道在布置時應(yīng)進行隔離。在役檢查就是在核電廠運行周期內(nèi)，對某些系統(tǒng)和部件進行必要的檢查，以判斷它們對核電廠繼續(xù)安全運行是否可接受。在役檢查要求核電廠管道布置設(shè)計時采取適當(dāng)措施，使得能接近受檢部件，并使檢驗人員受到的輻射保持在合理可行盡量低的水平�？蛇_性主要是要求為設(shè)備、管道及管道支架的安裝、檢查、維修留有足夠的空間并設(shè)置必要的設(shè)施。
2、管道施工圖設(shè)計
管道施工圖設(shè)為施工單位的執(zhí)行圖紙，供安裝公司進行管道加工預(yù)制及現(xiàn)場安裝管道使用，是安裝公司在安裝交工前進行管道安裝的符合性檢查及試驗的依據(jù)。是根據(jù)系統(tǒng)流程圖，管道清單、管道等級表、管道布置圖對新增管道的細(xì)化設(shè)計，包括管道及其所有零部件的相關(guān)尺寸、位置、標(biāo)高、規(guī)格型號、等級，連接方式，加工與安裝要求等，并附有所需材料明細(xì)表及管道特殊部件表。
通過查找所連接的設(shè)備及管線來確定的此管段的起點位置，再結(jié)合管道布置圖初步設(shè)計出管道的走向，然后設(shè)計支吊架的位置和功能。
3、支架的設(shè)計
支吊架對管道起支承、限位和固定作用，保證管道和設(shè)備長期安全運行。在選用支吊架時應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)零部件。支吊架主要類型及功能用途為：
滑動支架：允許水平位移，限制管道向下位移；
導(dǎo)向支架：引導(dǎo)管道預(yù)定方向位移，限制其他方向位移；
限位支架：為限制管道某一個或幾個方向的線位移或角位移；
固定支架：限制管道在支撐點處任何方向的線位移和角位移；
彈簧支吊架：允許管道自由移動特別是在管道有熱位移時，支撐管道重量；
剛性支吊架：將管道載荷傳遞到承載結(jié)構(gòu)上的最經(jīng)濟、最簡單的管道支吊架；
恒力支吊架：管道可以自由位移，當(dāng)管道熱位移量較大時采用恒力支吊架。
管道支吊架的設(shè)置，一般根據(jù)管徑、管道走向、閥門和管件位置，以及可生根的部位等因素綜合確定，設(shè)置時應(yīng)考慮下列要求：
1）支架間距要求
根據(jù)管道的技術(shù)參數(shù)（如管道管徑、介質(zhì)）確定支吊架間最大間距，以防止管道因各種載荷產(chǎn)生過應(yīng)力。在水平管道上的支吊架應(yīng)控制一定的間距，以防止管道產(chǎn)生過大的彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)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(chǎn)生的過應(yīng)力；對于容易產(chǎn)生振動的管道也需控制間距，以調(diào)整管道的固有頻率。最終間距必須以力學(xué)計算結(jié)果為準(zhǔn)。
2）支架生根條件
支架設(shè)置并非嚴(yán)格按推薦的間距定位，要充分考慮廠房土建結(jié)構(gòu)是否適合支吊架生根，以及是否會給附近管道、設(shè)備、通道、和其它工種帶來干擾、碰撞。當(dāng)條件限制時，可適當(dāng)縮小或放大間距，最終均以管道系統(tǒng)力學(xué)應(yīng)力計算結(jié)果為準(zhǔn)。小管道的支架生根通常優(yōu)先考慮借助大支架，即與大管道支架共架的方式，也可以在土建結(jié)構(gòu)墻、樓板、鋼結(jié)構(gòu)生根。綜合以上因素，新增管線在布置時盡量與現(xiàn)有管線成排布置，以借用原有支架形成共架，減少支架生根；原有管道在支架設(shè)計時已通過力學(xué)計算，新增管道與原有管道類型及走向基本相同，其支架在設(shè)計時參考原有管道支架類型，在相應(yīng)位置增加原有管道支架的共架支架。初步確定支吊架后完善管道三維制作圖。
支吊架圖用于表示支吊架的組成形式、生根方式、與所支承管道的相互關(guān)系等，是供安裝公司進行管道支吊架的加工、預(yù)制及現(xiàn)場安裝使用的，在支吊架圖中應(yīng)提供支吊架所有特殊零部件加工的詳細(xì)尺寸及制造與安裝要求。
4、力學(xué)計算
力學(xué)計算是檢驗管道設(shè)計是否合理的過程，管道設(shè)計只有滿足力學(xué)要求，才有可能進行工程施工。在初步確定了管道的走向、支架的位置和形式后，對系統(tǒng)管道進行力學(xué)計算，驗證其是否符合力學(xué)要求。如滿足力學(xué)要求，就確定了支吊架的位置與類型；否則，對管道支吊架進行修改，這是一個不斷優(yōu)化的過程，直到滿足力學(xué)要求，最終得到管道及支承的最佳布置。
5、小結(jié)
核電廠的管道設(shè)計除要符合普通管道設(shè)計原則（如：管道碰撞、閥門安裝、支架生根，節(jié)約成本等）外，還應(yīng)充分考慮核電的特點，滿足輻射防護要求。管道布置設(shè)計是一個不斷反復(fù)、優(yōu)化的過程，是一個尋求最佳布置效果的過程，從而達到系統(tǒng)功能要求。
【論文：核電廠管道設(shè)計過程及特點分析】相關(guān)文章：
教學(xué)設(shè)計過程的分析11-23
資本流出特點分析的論文04-27
網(wǎng)站設(shè)計與建設(shè)實訓(xùn)課程實施過程分析論文04-22
建造過程精準(zhǔn)控制的分析論文04-27
關(guān)于特需病房特點分析論文04-11
海底管道檢測體系設(shè)計思考論文04-19
GIS管道線路優(yōu)化設(shè)計平臺論文04-17
石油化工管道焊接工藝分析論文04-26
地面數(shù)字電視特點分析論文04-26