張建民

(中國核電工程有限公司 鄭州分公司，河南 鄭州 450000)

1 引言

電纜主托盤的主要功能是用于電纜的敷設和與其他設備的隔離，從而起到支撐和保護電纜的作用。自從福島核事故發(fā)生后，大家都意識到電源在核電站中的重要地位，但電源到用電設備之間的電纜卻是通過主、次托盤敷設的，可以想象如果在發(fā)生地震或其他事故時電源正常，而用于敷設電纜的部分主托盤因地震而發(fā)生斷裂，可能導致電纜斷裂等狀況，從而影響到與核安全相關的一些設備的正常運行，最后導致嚴重的核事故發(fā)生，因此作好電纜主托盤設計對核電站的安全運行起著非常重要的作用，在做海南昌江核電站核島廠房電纜主托盤設計的過程中，我們必須嚴格按照有關的企標、規(guī)范來設計電纜主托盤圖，對原來參考電站中有些電纜主托盤受力比較薄弱的地方增加了相應的支吊架，從而提高了電纜主托盤的抗震性。

2 電纜主托盤優(yōu)化設計過程

2.1 改單識別

因海南昌江核電的參考電站是秦山二擴，因此在做電纜主托盤設計之前，必須搜集到全部原參考電站的所有設計修改單及現(xiàn)場工程變更單，并將這些變更單仔細核對看是否適用于海南昌江核電項目，如果適用就保留下來，在做電纜主托盤布置圖時要將這些改單的內容全部反映到主托盤圖上，并用云線將有修改的地方圈起來，把修改的內容簡要的寫出來，以便于校審人員能直觀的看出修改的部分及內容。

2.2 增加改進項內容

海南昌江與參考電站相比增加了許多改進項內容，涉及改進項最多的是電氣廠房，和主托盤修改有關的改進項編號為0738-M-102儀控數(shù)子化和先進控制室、0738-M-106電氣廠房冷凍水系統(tǒng)改進，其中0738-M-102儀控數(shù)子化和先進控制室的改進內容主要是采用數(shù)字化的分布式儀控系統(tǒng)，包括良好的人機界面，支持各種運行操作、事故處理的決策支持系統(tǒng)等，涉及到的主托盤修改包括1/2/9LX+3.80m、+7.00m、+11.50m、+15.50m、+19.40m 的電纜主托盤布置圖;0738-M-106電氣廠房冷凍水系統(tǒng)改進內容主要是主控室通風系統(tǒng)(DVC)，由于主控室可居留性的原因改為A、B列，B列風機放置在原DEL機房內，DEL機組移至±0.00m L201、L203房間房間內，同時DCS機柜房間的環(huán)境溫度和濕度提出了更高的要求，為可靠的保證DCS儀控設備的性能及安全功能，適應DCS設備對環(huán)境的要求，DVC進行了相應的改進，這些改進導致了為主控室通風系統(tǒng)(DVC)提供冷源的電氣廠房冷凍水系統(tǒng)(DEL)要求的提高和重要性的增加，進而引發(fā)了電氣廠房冷凍水系統(tǒng)(DEL)的升級(安全級：RCCP-3)。涉及到的主托盤修改包括1/2LX-3.40m、±0.00m層的電纜主托盤布置圖。

2.3 給土建專業(yè)提主托盤預埋件、預留洞條件

在完成改單識別及改進項部分的修改后，主托盤的具體布置及走向就確定了，這時就要配合土建施工進度把所有和主托盤有關的預埋件、穿墻或樓板的預留孔洞都要仔細核對，特別是樓板上的預埋板及墻上的預埋卡軌要和結構圖上的定位一一對照，有不一致的地方要重新定位;有改進項的地方，要把原來不適用的預埋板刪除，按新做的電纜主托盤圖重新提預埋件的定位。墻上預留孔洞也是按同樣的方法來處理，這樣以后在現(xiàn)場安裝時就不會出現(xiàn)電纜主托盤布置圖與現(xiàn)場實際不符，不用再修改支吊架的標準號或再現(xiàn)場開孔了，也在很大程度上提高了現(xiàn)場的安裝進度。

2.4 三維碰撞檢查

海南昌江核電項目已使用了PDMS三維軟件，各個專業(yè)把與本專業(yè)相關的電纜主托盤及其支吊架、管道及其支吊架、通風管及其支吊架以及核島各廠房的建筑物全部做進了三維，按照施工圖出圖計劃分層做三維碰撞檢查，出三維碰撞檢查表，對有碰撞的地方，首先各專業(yè)要先去三維查看三維模型是否有誤，如確定模型無誤，然后大家共同協(xié)商看哪個專業(yè)的容易修改，還是兩個專業(yè)同時都修改，將修改后的電纜主托盤再做進三維里，再做碰撞檢查，有時像這種過程要持續(xù)好幾次，直至最后三維檢查不再碰撞了，這樣雖然在設計的前期要多花費一些時間，但在一定程度上提高了設計施工圖紙的質量，也為現(xiàn)場施工安裝節(jié)省了很多時間，同時也提高了工程進度。

3 電纜主托盤設計具體優(yōu)化內容

3.1 電纜主托盤的分類

核島電纜主托盤主要分為：電纜梯架、實底托盤，其中電纜梯架由兩個冷彎鋼側邊及與它們連接在一起的冷彎鋼橫檔組成。采用弧焊技術把橫檔與梯架的側邊焊接在一起。在橫檔的縱長方向上穿孔，所穿的孔為錯開的長方形孔;電纜梯架有兩種寬度：500mm和300mm，兩側高度均為75mm。實底托盤由單一的帶輥軋邊的冷彎鋼板組成;實底托盤有五種寬度：500mm，300mm，200mm，100mm和50mm，對應的托盤高度分別為：75mm，75mm，75mm，50mm 和 30mm，寬度為 300 以下的實底托盤主要是用來敷設保護組電纜。

圖1

圖1中上面一層托盤為電纜梯架，下面一層為實底托盤。

3.2 電纜主托盤的優(yōu)化設計

3.2.1 電纜主托盤的表示方法

如果有多層寬度相同的電纜主托盤在同一平面上表示，則只需表示出最上面一層電纜主托盤;如果托盤寬度不一樣，則需單獨表示，最上面的一層電纜主托盤用實線表示，下面的電纜主托盤由于被遮擋則需用虛線表示，具體每層電纜主托盤的參數(shù)則需查看主托盤的詳細標注，標注中主要包括電纜主托盤的類型、顏色、段號及高度，電纜主托盤的爬坡也是同樣的道理，最上面一層的爬坡線用實線，下面的爬坡線用虛線，爬坡線距電纜主托盤兩邊托臂的距離不能大于350mm，主要是考慮到電纜主托盤的抗震要求，這一點在海南昌江核電項目中改動的地方較多。

圖2

從圖2中可以看出共有三層A列電纜主托盤，其中LV OR 1L1360D-1100、C OR 1L1361D-1300為500mm寬主托盤，M 1L1362D-1500為300mm寬主托盤，測量電纜主托盤在最下面一層，和500mm寬主托盤不重合的一個側邊要用虛線表示。

3.2.2 電纜主托盤過防火封堵時的表示方法

電纜主托盤在過防火封堵時都要打斷，但測量電纜主托盤必須伸進防火封堵內10mm，其余主托盤不能伸進防火封堵，在接近防火封堵時打斷，電纜敷設時只允許電纜從防火封堵中穿過，這一點在海南昌江核電項目中也有較多的改進。

由于海南昌江核電項目電氣洞的防火封堵標準已采用企標Q/CNPE.J106.12，其中的部分防火封堵標準號與參考電站相比已有變化，施工圖紙上的防火封堵標準號要以企標為準。

圖3

從圖3中可以看出右邊只有測量電纜主托盤M 1L 1163A(1175A)-2350伸進標準號為602的防火封堵里，別的主托盤在接近防火封堵的地方就斷開了。

3.2.2 電纜主托盤爬坡在托盤末端時應注意的問題

一般電纜主托盤在過電氣孔洞時都要打斷，但是電氣孔洞兩邊電纜主托盤的標高要保持一致，這樣就會導致許多電纜主托盤在接近電氣孔洞時需要爬坡，有利于以后的電纜敷設，這樣在末端的電纜主托盤在變標高后只有一個支吊架固定，也就是只有一處受力點，主托盤的穩(wěn)定性也就大打折扣了，在后期電纜敷設或檢修設備時，安裝人員有時腳要踩在電纜主托盤上，電纜主托盤只有一個支吊架支撐，時間長了這段托盤就會松動，如在地震或在此段托盤上再敷設新的電纜時，主托盤就有可能從支吊架上脫落，從而有可能使電纜受到損傷。解決這個問題的最好辦法是在主托盤的末端再增加一個支吊架，或把主托盤的爬前移，以保證最末端的一段托盤水平方向上有兩個支吊架，這樣就大大增強了末端主托盤的穩(wěn)定性。

從圖4中可以清晰的看出上面所描述的內容，解決的最好辦法是在圖5中云線1處增加一80的支吊架，或把主托盤末端的爬坡前移至云線二處。

3.3 用于支撐電纜主托盤的支吊架的優(yōu)化設計

電纜主托盤是用支吊架固定的，支吊架的合理化設計直接關系到電纜主托盤穩(wěn)定性及電纜的安全性，所以支吊架在電纜主托盤設計中占有非常重要的地位，在工程設計中必須嚴格按照相關的企標及規(guī)范要求，確定支吊架的安裝方式及所選用的標準號;在參考電站中會發(fā)現(xiàn)有以下不太合理的問題，海南昌江核電項目施工圖設計中已加以改進。

3.3.1 部分支吊架的定位不明確

電纜主托盤支吊架的安裝根據(jù)標準號的不同可分為：在頂板上安裝、在地板上安裝、在結構墻上安裝或幾種方式組合安裝，在頂板上安裝一般有兩各種情況，一種是在結構預埋板上安裝，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;在側墻上安裝也分為兩種情況，一種是在結構墻上預埋的卡軌上安裝，另一種是用錨固板或圓板直接固定在墻安裝。

在結構預埋板上固定的支吊架，如果沒有定位，現(xiàn)場就默認為方鋼焊接在預埋板的中心，但實際上有些情況下支吊架不能焊在預埋中心，如在中心就有可能與其他專業(yè)的設備或支架發(fā)生碰撞，這樣就會給現(xiàn)場安裝帶來很多麻煩。在做海南昌江核電項目時這方面就完全按照相關的制圖規(guī)定來做，如圖2中最左邊標準號為80的支吊架只在Y軸上做了標注，說明方鋼的中心在X軸方向與預埋板中心重合，在Y軸方向與預埋板中心不重合，Y軸方向上方鋼中心距預埋板上邊沿115mm。而右邊的兩個標準號為80的支吊架在X、Y軸方向上均沒有定位，說明方鋼中心與預埋板中心是重合的。

用錨固板直接固定在頂板上的支吊架，在圖紙上必須將X、Y軸都要定位，在圖3中標準號為81、98、81的支吊架，因為這三個標準號都是用錨固板直接固定在頂板或地板上，他們的Y軸坐標是一樣，均距墻900mm，所以只需在Y軸上定位其中的一個支吊架，而其余的兩個支吊架在Y由方向上就不需再標注了，已默認為錨固板中心距墻也為900mm，只需將這三個支吊架的X軸全部定位，這樣現(xiàn)場安裝時就會完全按圖紙上定位來施工。上面提到錨固板定位的參照物一般要選結構或建筑墻、軸線，還可以選擇結構頂板上的預埋板做參照物，但不能以電纜主托盤做參照物來定位，因為現(xiàn)場安裝時最先安裝支吊架，最后才裝托盤，況且圖紙上只對支吊架有定位，而沒有將托盤定位，這樣托盤安裝完后就會或多或少的有些誤差，如果再以托盤來定位支吊架，就會產(chǎn)生更大的誤差。所以不能以托盤做參照物來定位支吊架。

在側墻上用卡軌安裝的支架就不需定位了，在現(xiàn)場安裝時只需把支架固定到結構專業(yè)預埋的卡軌上就可以，如果采用將支架用膨脹螺栓直接固定在側墻上時就須對支架定位了，定位的參照物可選擇相鄰的預埋卡軌，也可選擇結構或建筑墻、軸線做參照物。

圖6

圖6中標準號為150的支架就是直接用膨脹螺栓將支架固定在墻上，其他三個標準號為151的支架就是將支架固定到預埋卡軌上，151的支架就不需定位了，而150的支架則需定位，而他的參照物就選擇了鄰近的151支架了。

用于支撐主托盤的托臂如與X、Y軸均不重合，而是有個夾角，如果固定在預埋板上，方鋼的中心與預埋板中心重合就不需定位X、Y軸了，但要標出托臂與X或Y軸的夾角;如果采用錨固板固定，則對方鋼的X，Y軸均需定位，且與X或Y軸的夾角也要標出來，這樣現(xiàn)場施工才能完全確定方鋼的具體坐標。具體畫法參見圖7云線處內容。

圖7

3.3.2 部分支吊架的間距過大

一般用于支撐電纜主托盤的支吊架的間距不大于2m，特別在拐彎或爬坡前要增加相應的支吊架，因為在拐彎或爬坡時，此處拐彎或爬坡段的主托盤是通過魚尾板將這段托盤連接起來的，這一段基本上都沒有設托臂支撐，如果過了彎通或爬坡后350mm后還沒有裝支吊架，主托盤的抗震性就大大降低了，如圖8中云線處新增了一個標準號為81的支吊架，因其兩側的標準號為151和80的支吊架之間的間距已超過2m，且這兩個支吊架之間的電纜主托盤還拐了個彎，如不增加支吊架這段主托盤的抗震性就非常差，所以在做海南昌江核電工程時就在此處增加了一個81的支吊架，這種根據(jù)電纜主托盤的受力分析而增加支吊架的情況，在海南昌江核電工程中有許多優(yōu)化的地方。

3.3.3 根據(jù)電纜主托盤的寬度選擇相應長度的托臂

圖8

在很多情況下，同一支吊架上既有500mm寬的電纜主托盤，又有300mm寬的電纜主托盤，這時這個支吊架的標準號就不能只寫一個了，而是根據(jù)不同托臂的長度把相應的標準號都寫出來，在圖2中可以看出上面一層為500mm寬的主托盤，下面一層為300mm寬的主托盤，用于支撐這兩層的托臂長度就不一樣了，就要選長度分別為670mm和470mm的托臂了，就需把這兩個長度的標準號都要寫出來。這種情況在參考電站中各個廠房都有，在做海南昌江核電項目施工圖時都已修改過了。

4 結論

通過以上的描述，可以看出做好電纜主托盤的優(yōu)化設計對整個核電站的安全運行起著非常重要的作用，這就要求設計人員在做施工圖時，必須要有嚴謹?shù)膽B(tài)度和足夠的耐心去核查每一段托盤及每一個支吊架，看是否滿足相關的企標、規(guī)范及本電站的制圖要求，發(fā)現(xiàn)有不合理的地方就要及時修改過來。這樣才能做出高質量的施工圖，也在一定程度上為核電站的安全運行提供了保障。

[1]《電力工程電纜設計規(guī)范》[S]GB50217-2007.

[2]《35kV 及以下電纜敷設》[S]94D101-5.

[3]《電纜橋架支撐的安裝，預制標準手冊》[S]Q/CNPE.J106.21-2009.

[4]《電氣洞的防火封堵標準》[S]Q/CNPE.J106.12-2009.

[5]《EM8安裝工作規(guī)格書總體電氣安裝》[S]Q/CNPE.J116.1-2009.