夏雪岩

摘要：核电厂工艺管道系统由支管线以及主管线共同构成，管道空间走向繁琐。在核电厂工艺管道设计时，需要合理布置支架，减小管道应力及支吊架载荷。本文围绕核电厂工艺管道支架布置问题展开分析，阐述了核电厂工艺管道布置原则，并提出了几点建议，仅供参考。

关键词：核电厂;工艺管道;支吊架;布置原则;要点

引言：

在核电厂工艺管道设计时，布置支吊架以及选择支吊架这一环节尤为关键。支吊架位置、支吊架形式及支吊架数量均会影响核电厂工艺管道应力分布情况，关乎管道制造成本以及安装成本^[1]。因此，科学选择支吊架类型，做好支吊架安装工作，不仅能保障管道安全，还能带来施工便利，有效控制成本。

一、核电厂工艺管道支吊架设计原则及特点分析

（一）核电厂工艺管道布置原则

在布置核电厂工艺管道时，需要绕过其他专业设备，防止和电缆盘互相碰撞。具体实践时，需要把新管道及已布置的管道排成列或排成排，防止管道支架生根^[2]。其次，在设计管道时，要应用标准接头，布置管道过程中，需要避免管道间直接焊接，为后期检查焊接情况及质量带来便利。管道接头与管道接头间要保持一定距离，这一段距离不可过短，否则极有可能会叠加热应力。最后，如若无特殊情况，阀门需要设置在水平管道上方，阀杆处于垂直向上的位置。阀门布置需要留有提高阀门的操作空间以及检修阀门、拆卸阀门的空间，为后期安装带来便利。

（二）核电厂工艺管道布置设计特点

由于核电厂具有特殊性，所以在布置工艺管道时，要考虑到安全性、可达性以及经济性相关要求。其安全性包含防水、防火、防辐射等，在布置工艺管道前期，需要保障每一管道都通过耐火极限、淹没分区以及辐射分区设置要求。独立性原则主要指每一系统、每一组件间均要保持独立性。在不同安全级别系统组件与组件间，同样也需要保持独立性。维护安全事项的关键，在于增加独立项目。在布局设计过程中，通过应用空间隔离以及实体隔离原则，增强独立性。在核电厂具体运行时，需要针对某些系统内部部件做检查，以保障其能持续运行。核电厂管道布置设计中，要采用有效措施，深入检查每一部件，检查员接收的辐射，需要控制在最低范围内。可靠性主要指需要预留充足空间，方便安装管道及支架，并针对相关管道和支架进行检查维护，结合具体检查情况，制定有效的应对措施。

二、工艺管道有关分析

（一）管道承受的载荷

在核电厂工艺管道运作过程中，需要承受较强的压力载荷。其中，包含持久性载荷，需要不断地作用于管道系统^[3]。同时也涉及临时性载荷，主要临时针对管道系统产生载荷作用，比如开管道阀门、关管道阀门时形成的压力及反冲力。

（二）载荷施工分析

在分析管道应力时，涉及到分析载荷施工情况这一项内容，这属于明确载荷工况的关键环节。不同载荷工况的载荷情况具有差异性，需要展开针对性的施工分析，应用不同载荷工况，选择不同施工方案，从而满足设计标准。

（三）管道产生的应力分析

管道通常会受湿度、温度及力等因素的影响，而出现变形情况。在物体内部，各部分间出现互相作用的引力，结合应力强度的大小，可以将其分为“二次应力”及“一次应力”。一次应力包含外载荷引起的管道内部剪应力以及正应力，需要保持受力平衡性，其具有的特点即无法自我恢复，始终跟随受力大小的变化而变形。二次应力主要是因形变而出现了剪应力或者是正应力，本身和外力间不具有平衡的特点。例如管道以及其他变动情况产生应力，均属于二次应力。

（四）工艺管道系统的布置

在核电厂的工艺管道系统内，管道布置要求差异较大。重要性偏低的管道，可以按照简单规则，结合工作规范设计工艺管道和支吊架，只要达到具体要求标准即可，而对于一些极其重要的管道，在进行布置工作时，要展开应力前期分析，精准计算每一管道的各处应力，保障其符合生产要求，真正优化支吊架布局，调节管道在每一复杂工作环境下的受力承受范围，以保障相关设备能正常工作。在具体布置工艺管道时，要坚持下面这几点原则。其一，协调支吊架位置、数量和管道间的重量，做到科学布局。其二，在设计管道线路时，要防止出现偏长的直管道。在管道延伸方向方面，应多选择弯曲结构，使用弯管结构，能够进一步减小热胀应力。其三，如果管道跨范围面积较大，则需要做好支吊架优化布置工作，提高管道系统抗灾害能力以及增强系统稳定性。其四，針对管道上的阀门设备要加以保护，防止其受周围支吊架的影响，导致功能发生变化。

三、核电厂工艺管道支吊架布置分析

（一）支吊架种类

管道支吊架主要是承担管道重量，控制管道形状，调节管道位置，防止其形状和位置出现变化，缓解其在应用过程中受到内外部应力的一种结构。结合支吊架功能，可以将其分为三大类别。一是避免管道出现震荡的支吊架，比如“阻尼装置”，另一种属于控制固定管道位置的支架，包含导向支架以及固定支架，最后一种是用来承载管道重量的支吊架，涉及刚性吊架以及滑动支架。

（二）支吊架受力及布置分析

支吊架位置明确了支吊架对管道承载力的“大”、“小”，不同类型的支吊架会有不同程度的承载力。从这两方面针对支吊架对管道受力的影响进行分析，首先支吊架与管道接触位置决定了管道最大应力点及不同类型，直接影响管道系统应力分布以及端点应力值。其次，支吊架设计方案需要以实用性原则为主，不存在固定模式，相同的管道系统可以设置不同的支吊架方案。然而，不同的设计方案通常会改变管道系统应力分布。最后，若存在支架位置以及支吊架不合理的情况，则需要进行反复的计算，进而调整其现状。

结束语：

综上所述，支吊架布置与管道系统应力状态间息息相关，彼此间相互影响。在施工时，布置支吊架这一环节，需要全面考虑支吊架为施工带来的影响。此外，具体工作过程中，要做好各环节的计算工作，细致认证计算结果，才可保障核电厂工艺管道支吊架安装工作顺利完成。

参考文献：

[1]陈昊阳，康伟平，杜广.一种核电站支吊架的现场设计改进方法[J].产业与科技论坛，2021，20（08）：52-53.

[2]尹书青.石油化工装置工艺管道设计的探讨[J].化工管理，2020（02）：179-180.

[3]蒋贵丰，李建鹏，刘军，严旭.管道支吊架及埋件智能化设计方法分析[J].内蒙古电力技术，2017，35（05）：85-89.AECFDEFC-629D-492A-A438-118A75E0787D