段靈利

摘 要：隨著能源建設(shè)不斷發(fā)展，各種技術(shù)全面創(chuàng)新，在新能源項(xiàng)目開(kāi)發(fā)建設(shè)中，核電站建設(shè)非常重要，只有全面保證核電站建設(shè)安全，才能避免出現(xiàn)泄漏問(wèn)題，確保周邊人員與環(huán)境安全。文章對(duì)某核電站管道支吊架的布置原則進(jìn)行了初步介紹，并對(duì)支吊架的選型進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。

關(guān)鍵詞：核電站；管道支吊架；布置；設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM623.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）35-0077-02

Abstract： With the continuous development of energy construction， all kinds of technology innovation. In the development and construction of new energy projects， nuclear power plant construction is very important. Only when the safety of nuclear power plant construction is guaranteed， we can avoid leakage problems， to ensure the safety of surrounding people and environment. In this paper， the layout principle of pipeline support and hanger in a nuclear power plant is introduced， and the selection of support and hanger is analyzed systemically.

Keywords： nuclear power station； pipeline support and hanger； layout； design

1 概述

核電站的建設(shè)不斷增多，只有全面保證建設(shè)質(zhì)量，遵循建設(shè)規(guī)律，才能保證各環(huán)節(jié)流程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。其中核電站的管道設(shè)計(jì)與建設(shè)非常關(guān)鍵，其傳輸?shù)奈镔|(zhì)是否安全可靠，取決于管道穩(wěn)定性。只有全面提高管道建設(shè)質(zhì)量，才能避免出現(xiàn)重大責(zé)任事故，維護(hù)安全生產(chǎn)。管道建設(shè)中的支吊架布置和選型是重要的環(huán)節(jié)，技術(shù)含量高，特別是在支承位置、形式、數(shù)量的設(shè)計(jì)上，直接影響應(yīng)力情況、管道制造效果和安裝投入成本。只有科學(xué)合理做好支吊架布置和選擇，建設(shè)符合現(xiàn)場(chǎng)的適當(dāng)形式，才能有效提高管道應(yīng)用效果，發(fā)揮管道就有作用。核電站管道設(shè)計(jì)與建設(shè)關(guān)系到各個(gè)層面的，只有良好的設(shè)計(jì)思路，才能確保管道運(yùn)維安全穩(wěn)定，全面縮短建設(shè)工期，并和周邊建筑物協(xié)調(diào)一致。

2 管道支吊架形式

2.1 功能劃分

核電站管道支吊架有多種形式，不同的形式安裝方法不同，成本投資不同，根據(jù)管道的基本功能，主要分為承受管道載荷、限制管道位移、控制管道振動(dòng)等三種形式。

2.2 目的劃分

管道設(shè)計(jì)的目的不同，其功能也就不同，以承受管道載荷為目的的支吊架類(lèi)型劃分為恒力彈簧支吊架、可變彈簧支吊架、剛性支吊架、滑動(dòng)支架及滾動(dòng)支吊架等多種形式，不同的形式建設(shè)工期、技術(shù)有嚴(yán)格的差別。

2.3 位移劃分

支架種類(lèi)多種多樣，以限制管道位移為目的的支吊架類(lèi)型有：導(dǎo)向支架、限位支架及固定支架等多種形式。

2.4 振動(dòng)劃分

管道傳輸?shù)奈镔|(zhì)不同，其振動(dòng)情況也存在差異，根據(jù)控制管道振動(dòng)支吊架的功能不同，其類(lèi)型主要有減振裝置、阻尼裝置等，便于管道快速安全的物質(zhì)輸送。

3 管道支吊架布置

3.1 在線(xiàn)設(shè)備的支撐

管道支吊架布置非常重要，要根據(jù)不同的作用，合理進(jìn)行功能性劃分，確保支架造價(jià)成本得到良好控制，支吊架系統(tǒng)應(yīng)合理承受管道及在線(xiàn)設(shè)備動(dòng)荷載、靜荷載和偶然荷載，保持管道的穩(wěn)定性，要確保管道不能隨意位移，使管道能夠在合理的應(yīng)力允許范圍內(nèi)運(yùn)行。要充分保證管道與設(shè)備對(duì)接口力矩推力要求，避免出現(xiàn)管道傳輸時(shí)的振動(dòng)，要合理設(shè)計(jì)好管線(xiàn)，使管理設(shè)計(jì)和周?chē)h(huán)境相融合，形成整體性，為了全面保證管道安全穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)合理的支架設(shè)計(jì)，需要全面注意管系在線(xiàn)設(shè)備閥門(mén)、在線(xiàn)部件法蘭產(chǎn)生的重量載荷，這些附件容易對(duì)管道造成壓力，影響管道的作業(yè)安全，為了全面保證穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，避免在線(xiàn)設(shè)備和部件變形，需要合理增加單獨(dú)的支架點(diǎn)，保證單位面積支撐達(dá)到預(yù)計(jì)重量要求。

3.2 功能要求

根據(jù)不同的管道功能，合理設(shè)計(jì)好管道的支吊架，支架功能隨著管道功能的變化而變化，一般需要遵循如下原則。一是管道不允許有任何方向的線(xiàn)位移和角位移支承點(diǎn)的時(shí)候，需要選用固定支架進(jìn)行處理；二是管道不允許有豎直向下位移支吊點(diǎn)的時(shí)候，需要選用滑動(dòng)支架；三是管道不允許有豎直位移支吊點(diǎn)的時(shí)候，需要選用剛性吊桿進(jìn)行處置；四是管道上徑向或軸向有較大豎直位移支吊點(diǎn)的時(shí)候，需要采用彈簧支吊架進(jìn)行處理。管道需防止振動(dòng)的方位，一定要做好減震裝置，充分考慮到管道熱脹冷縮的影響。要全面保證管道能夠承受地震荷載、沖擊荷載或控制管系高速振動(dòng)位移，合理選取阻尼裝置是最佳的處理方式，這種情況下，對(duì)管道熱脹冷縮并不產(chǎn)生任何影響，有效保證了管道的功能發(fā)揮。

3.3 管道柔性要求

一些傳輸?shù)奈镔|(zhì)會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生影響，比如工作期間會(huì)產(chǎn)生熱脹，此時(shí)需要對(duì)管道進(jìn)行熱處理，提高管道的承載能力，同時(shí)，還要充分利用好自然環(huán)境，做好自然補(bǔ)償。為了保證管道的運(yùn)行安全，需要全盤(pán)做好熱膨脹延伸處置，避免出現(xiàn)阻礙管道正常運(yùn)行的問(wèn)題。

3.4 滿(mǎn)足應(yīng)力分析要求

核電管道質(zhì)量關(guān)系到傳輸物質(zhì)的安全，任何管系的支架，一定要保證穩(wěn)定性，不論是支吊架位置、數(shù)量、型式等均需要滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定安全的運(yùn)行，應(yīng)力分析非常重要，管系設(shè)計(jì)需要保證滿(mǎn)足靜應(yīng)力分析要求，實(shí)現(xiàn)管系自身強(qiáng)度基本要求，確保管道運(yùn)行后的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)位移。要全面做好管系動(dòng)應(yīng)力分析，使管道機(jī)械振動(dòng)、水擊、放空反沖擊、地震、風(fēng)載等載荷達(dá)到最優(yōu)化，不受各種作用影響，能夠正常發(fā)揮功能作用，全面滿(mǎn)足力學(xué)基本要求。

3.5 生根條件

管道支吊架布置的時(shí)候，需要充分考慮到穩(wěn)定性，一般情況下，管道需要有一個(gè)支撐點(diǎn)，也就是支吊架生根位置，受到位置條件的影響，管道在結(jié)構(gòu)上需要有一定的設(shè)計(jì)與調(diào)整，通常，支吊架受到墻、梁、地面等位置的影響較多，作為管道的生根點(diǎn)需要保持自身穩(wěn)定，才能附著管線(xiàn)，保證支吊架穩(wěn)定，為管道架設(shè)提供穩(wěn)定平臺(tái)。要充分調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)情況，做好膨脹螺栓打孔位置設(shè)計(jì)，使孔洞符合管道安裝要求，合理有效生根要求是支吊架布置的基礎(chǔ)保障。有一些區(qū)域無(wú)法滿(mǎn)足支吊架生根要求，此時(shí)就需要考慮改變管道走向，通過(guò)走向的變化，確保管道生根穩(wěn)定，只要滿(mǎn)足應(yīng)力結(jié)果，均可作支架生根點(diǎn)位。

3.6 空間要求

設(shè)計(jì)時(shí)，一定要充分考慮到整體的空間，支吊架位置的設(shè)計(jì)不能妨礙人員通行，對(duì)后期管道、設(shè)備檢修和拆卸方便，同時(shí)點(diǎn)位的設(shè)計(jì)還需要充分注意到周邊的設(shè)備情況，不能影響設(shè)備功能，更不能阻擋設(shè)備、碰撞設(shè)備。一些管道較集中的管廊，多會(huì)使用共用支吊架，當(dāng)較小直徑管道的吊架間距不滿(mǎn)足管道應(yīng)力要求時(shí)再為其單獨(dú)支吊架。

4 管道支吊架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 核電站用管道支吊架部件

核電站管道支吊架是重要的內(nèi)容，進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)會(huì)使用到大量的材料，為了保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、功能實(shí)用，會(huì)通過(guò)整體部件整體建設(shè)，一般使用到的部件是管部、功能件、連接件、根部結(jié)構(gòu)件及附屬件等。不同部件有不同的內(nèi)容，具體來(lái)講，包括管夾、管卡、耳軸、襯墊、支撐桿、阻尼器、彈簧支吊架、恒力吊架、螺母、拉桿、延長(zhǎng)桿、單柱型梁、L型梁、三角架等部件，根據(jù)不同的施工部位會(huì)選擇不同的部件，確保支架連接穩(wěn)定。

4.2 各結(jié)構(gòu)部件確定

不同的結(jié)構(gòu)有不同的部件，要根據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)折的角度，做好部件選擇，全面發(fā)揮好部件作用，提高管道利用率，減少施工建設(shè)成本。管部件及功能件選擇的時(shí)候，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行了解，根據(jù)支吊架功能、管道材質(zhì)及是否保溫等相關(guān)參數(shù)選取。不銹鋼管道連接應(yīng)選用不銹鋼材質(zhì)支吊架部件，避免出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題。連接件也是主要的部件，需要根據(jù)不同的功能做好選擇應(yīng)用，彈簧吊架應(yīng)選用拉桿及螺母進(jìn)行施工。根部結(jié)構(gòu)件要全面綜合考慮支吊架位置生根條件和附近空間情況，避免復(fù)雜結(jié)構(gòu)，保證后期維護(hù)拆裝方便。

5 支吊架布置和設(shè)計(jì)要點(diǎn)

5.1 選用標(biāo)準(zhǔn)支吊架

支吊架一般是由工廠直接設(shè)計(jì)，形成整體結(jié)構(gòu)，再運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，進(jìn)行選擇時(shí)，一定要盡量采用標(biāo)準(zhǔn)核級(jí)支吊架?？梢哉f(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)核級(jí)支吊架出廠前均會(huì)進(jìn)行應(yīng)力分析、強(qiáng)度評(píng)定、樣件鑒定、樣本實(shí)驗(yàn)等，質(zhì)量能夠得到保證，進(jìn)行選擇時(shí)，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，在保證質(zhì)量前提下，提高建設(shè)速度、縮短施工周期。

5.2 充分考慮生根部位

管道運(yùn)行時(shí)，內(nèi)容會(huì)產(chǎn)生較大的重量，同時(shí)傳輸物質(zhì)的不同，也會(huì)出現(xiàn)一定的振動(dòng)，為了保證管道穩(wěn)定，則需要對(duì)支吊架生根位置進(jìn)行選擇，這對(duì)于管道后期運(yùn)行非常重要。通常情況下，支吊架應(yīng)生根部位主要是混凝土或樓板部位，此處較穩(wěn)定，在此生根能夠保證管道的穩(wěn)定性，此處能夠方便支吊架安裝，減少膨脹螺栓使用。施工過(guò)程中，需要對(duì)周邊情況進(jìn)行確認(rèn)，合理選擇膨脹螺栓，避免出現(xiàn)混凝土墻或樓板厚度不夠，造成的打孔穿透問(wèn)題。對(duì)空心墻不能使用膨脹螺栓，避免出現(xiàn)穿透問(wèn)題。

5.3 避免碰撞

要事先做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)大量修改，增加施工成本，影響管道效果。支吊架設(shè)計(jì)時(shí)一定要充分對(duì)平面進(jìn)行考慮，不能出現(xiàn)支吊架結(jié)構(gòu)與其他物體產(chǎn)生碰撞的情況?，F(xiàn)代技術(shù)發(fā)展，設(shè)計(jì)也已經(jīng)應(yīng)用了電腦，可以通過(guò)PDMS、PDS等設(shè)計(jì)軟件，對(duì)管道及支吊架進(jìn)行立體設(shè)計(jì)，能夠看到后期的效果，減少投入、避免返工。

5.4 減少阻尼器注重力學(xué)分析

管道支吊架要通過(guò)合理設(shè)計(jì)，保證滿(mǎn)足力學(xué)等要求，施工時(shí)，盡量減少阻尼器數(shù)量。因?yàn)樽枘崞魇蔷軝C(jī)械，安裝維護(hù)成本高，如果質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，不但不能提高傳輸效果，還會(huì)阻礙管系熱膨脹。要不斷強(qiáng)化管線(xiàn)設(shè)計(jì)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)情況，不斷進(jìn)行調(diào)整與修正，從結(jié)構(gòu)上滿(mǎn)足力學(xué)要求，確保施工工藝合理、科學(xué)，保證管道支架設(shè)計(jì)符合要求。

6 結(jié)束語(yǔ)

核電站管道安裝至關(guān)重要，只有全面提高管道支吊架設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，才能設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足管道走向和管道功能要求的支架，縮短施工周期、減少施工成本，確保施工質(zhì)量，從而提高整個(gè)核電廠經(jīng)濟(jì)效益。

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