淺議核電站改進(jìn)項(xiàng)中管道的設(shè)計(jì)與布置

摘 要：通過舉例某處于在建狀態(tài)的核電站反應(yīng)堆的換料水池，分析乏燃料水池冷卻以及處理系統(tǒng)之中增設(shè)乏燃料水池的應(yīng)急補(bǔ)水管線設(shè)計(jì)實(shí)施方案，對(duì)于核電站之中的改進(jìn)項(xiàng)產(chǎn)生的原因以及管道設(shè)計(jì)過程加以分析，同時(shí)深入地分析在工程現(xiàn)場之中，核電站改進(jìn)項(xiàng)中造成管道設(shè)計(jì)布置方案施工困難的原因，相應(yīng)地提出進(jìn)一步地改進(jìn)與優(yōu)化核電站改進(jìn)項(xiàng)之中管道設(shè)計(jì)布置方案的方式，為日后的核電站改進(jìn)項(xiàng)之中的管道設(shè)計(jì)布置提供必要的參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：核電站；改進(jìn)項(xiàng)管道設(shè)計(jì)與布置；PDMS

引言

在核電站的設(shè)計(jì)過程中，工藝管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)占據(jù)重要地位，主要包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容，分別是：第一管道設(shè)計(jì)以及布置；第二，支吊架的布置設(shè)計(jì)，以此為管線提供支撐約束，不僅具有繁多的系統(tǒng)，而且布置比較復(fù)雜，對(duì)于設(shè)計(jì)提出較高的要求，從而會(huì)加大施工的難度[1]。

1 核電站改進(jìn)項(xiàng)產(chǎn)生的主要原因

在建造核電項(xiàng)目的過程中，主要是受到設(shè)計(jì)以及采購等方面因素的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)改進(jìn)項(xiàng)，具體可以將其劃分為以下幾種情況，分別是：首先，由于設(shè)計(jì)原因所產(chǎn)生的改進(jìn)項(xiàng)，具體包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容，如，第一，作為設(shè)計(jì)參考電站，已經(jīng)改進(jìn)以及修改技術(shù)；第二，通過總結(jié)運(yùn)行電站的豐富的經(jīng)驗(yàn)可以得知，原有設(shè)計(jì)之中存在明顯的不足與錯(cuò)誤；第三，在經(jīng)過安全評(píng)審之后，提出需要進(jìn)行設(shè)計(jì)的改進(jìn)；第四，設(shè)計(jì)輸入如業(yè)主要求、互提資料、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及核安全法規(guī)等出現(xiàn)變動(dòng)；第五，在經(jīng)過設(shè)計(jì)驗(yàn)證之后得知，系統(tǒng)、構(gòu)筑物以及部件等無法滿足功能的要求；第六，通過內(nèi)外的監(jiān)查之后，從中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)糾正的各項(xiàng)措施[2]。

其次，在采購過程之中，導(dǎo)致出現(xiàn)改進(jìn)項(xiàng)的原因主要包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容，分別是，第一，由于設(shè)備的供貨單位以及設(shè)計(jì)的參考電站存在不同，致使設(shè)備的各個(gè)參數(shù)發(fā)生重大變化；第二，由于是國產(chǎn)化的設(shè)計(jì)所引發(fā)的重大變化。

2 管道的設(shè)計(jì)過程

通常情況下，管道的過程主要包括以下兩個(gè)方面內(nèi)容，分別是：第一，初步設(shè)計(jì)；第二，詳細(xì)設(shè)計(jì)。其中，初步設(shè)計(jì)主要包括以下流程，分別是：首先，按照管道系統(tǒng)的具體要求，對(duì)管道等級(jí)、流程圖、設(shè)計(jì)參數(shù)以及設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行確定；其次，結(jié)合布置的具體要求以及主設(shè)備的具體位置，從而明確管道的布置方案，而后進(jìn)一步地確定好使用的初步材料以及設(shè)備清單等。

此外，詳細(xì)的設(shè)計(jì)主要包括以下流程，分別是：首先，結(jié)合相關(guān)技術(shù)的規(guī)范要求，根據(jù)管道的布置方案、參考初步材料以及設(shè)備清單以及考慮支架的位置以及功能等，應(yīng)力計(jì)算出管道，對(duì)于無法滿足于管道的應(yīng)力要求，則應(yīng)當(dāng)對(duì)等軸圖以及支架位置進(jìn)行重新優(yōu)化，直到其能夠滿足于應(yīng)力的要求。在經(jīng)過管道的應(yīng)力計(jì)算之后，則可以由此得到支架載荷以及功能等，不僅可以設(shè)計(jì)支架圖，而且可以開展力學(xué)校核，從而將支架形式確定好，以此滿足支架的載荷與功能的要求，并且最終將材料設(shè)備清單確定好。

在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程之中，根據(jù)上游輸入，包括管線清單、流程圖、設(shè)備就位圖、設(shè)備圖紙、土建模板圖、管道等級(jí)表、支架標(biāo)準(zhǔn)等，結(jié)合其他部門科室已經(jīng)固化的模型，開展管道模型布置，在模型碰撞檢查無誤后可抽取施工圖紙，施工圖紙包括管道ISO圖紙與支架SUP圖紙，施工圖紙會(huì)進(jìn)行一次內(nèi)部校核后經(jīng)過力學(xué)進(jìn)行驗(yàn)算，根據(jù)力學(xué)反饋的意見單進(jìn)行二次修改，再進(jìn)行一次編審批流程生成正式文件，由設(shè)計(jì)單位下發(fā)工程公司，最總再到施工部門進(jìn)行施工。根據(jù)系統(tǒng)所提供的管線清單，可以明確管道相關(guān)參數(shù)，包括管道尺寸、壁厚等級(jí)、管道等級(jí)、保溫伴熱情況、設(shè)計(jì)溫度、設(shè)計(jì)壓力、管道清潔度要求，質(zhì)保等級(jí)、規(guī)范等級(jí)、安全等級(jí)等；根據(jù)管道等級(jí)表，可以明確此管道等級(jí)下的管道材料與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求；根據(jù)流程圖可以明確管道的設(shè)計(jì)意圖與邏輯關(guān)系；由于國內(nèi)核電站管道設(shè)計(jì)與安裝的逐漸完備，各設(shè)計(jì)與施工單位已自行建立了一套完備的大宗材料手冊(cè)，根據(jù)管道等級(jí)表與管線清單的參數(shù)要求，可以確定管道的材料選擇。

3 優(yōu)化改進(jìn)項(xiàng)之中的管道布置方案

管道的布置方案主要受到土建以及工藝兩方面因素的影響，同時(shí)在進(jìn)行管道方案布置的過程之中，除了要考慮管道布置的合理美觀、核電工程的所需要的成本以及對(duì)工程進(jìn)度造成直接的影響，主要還要考慮工程建設(shè)的安全與質(zhì)量，這是區(qū)別于常規(guī)建筑的重點(diǎn)。在施工現(xiàn)場之中，改進(jìn)項(xiàng)之中管道布置方案之所以存在的困難主要受到以下幾個(gè)方面因素的影響，分別是：首先，設(shè)計(jì)之中存在不足以及錯(cuò)誤；其次，由于施工錯(cuò)誤以及累計(jì)偏差的影響，導(dǎo)致空間不足引起施工困難；最后，一方面受到核島空間的限制，另一方面需要系統(tǒng)繁多的工藝管道，不僅布置復(fù)雜，而且對(duì)設(shè)計(jì)提出較高要求。與此同時(shí)，在進(jìn)行施工的過程之中，由于各個(gè)專業(yè)的錯(cuò)誤以及累計(jì)偏差的影響，導(dǎo)致在新增的改進(jìn)項(xiàng)的管道布置方案存在確定的困難。

針對(duì)于還處于未施工階段的新增的項(xiàng)目改進(jìn)項(xiàng)來說，可以統(tǒng)籌設(shè)計(jì)其管道布置，由此避免在施工的過程之中，出現(xiàn)安裝空間不足所導(dǎo)致的施工困難問題。此外，針對(duì)于處于施工階段的新增項(xiàng)目的改進(jìn)項(xiàng)，由于受到安裝空間不足的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)突出的施工困難問題。此外，在工程不斷地深入的狀況下，會(huì)逐漸加大新增管線布置方案的設(shè)計(jì)困難。

因此，可以采用以下兩種方式進(jìn)行管道布置方案的設(shè)計(jì)，分別是：首先，通過三維設(shè)計(jì)軟件的PDMS的應(yīng)用，進(jìn)行管道布置方案的設(shè)計(jì)以及優(yōu)化，其中PDMS作為布置設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的平臺(tái)集合多種專業(yè)，主要用于圍繞著管道詳細(xì)設(shè)計(jì)的工廠設(shè)計(jì)，主要包括以下幾種專業(yè)詳細(xì)設(shè)計(jì)：分別是，第一，設(shè)備；第二，土建結(jié)構(gòu)；第三，暖通；第四，電纜橋架等，能夠充分地聯(lián)動(dòng)各個(gè)專業(yè)，在統(tǒng)一平臺(tái)實(shí)施操作，該軟件具有多種優(yōu)勢，分別是：第一，功能性；第二，易用性；第三，先進(jìn)性；第四，開放性；第五，協(xié)同性；第六，普及性等，該方式不僅可以優(yōu)化未施工階段的改進(jìn)項(xiàng)管理布置方案，而且可以進(jìn)行整體布置的調(diào)整，一方面能夠滿足工藝要求，另一方面實(shí)現(xiàn)多專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)，兼具美觀性以及經(jīng)濟(jì)性要求。

其次，從現(xiàn)場的實(shí)際的現(xiàn)場施工情況來看，對(duì)管道布置方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，三維設(shè)計(jì)軟件PDMS無法反映出處于施工階段之中核電項(xiàng)目存在的施工錯(cuò)誤以及累計(jì)偏差等。因此，針對(duì)于處于施工階段的核電項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)結(jié)合施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，確定好管道布置方案。施工單位以及設(shè)計(jì)代表，在滿足改進(jìn)項(xiàng)的設(shè)計(jì)要求，以及在施工條件的允許之下，可以結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際安裝情況，在進(jìn)行實(shí)地放線的過程中，可以具體地提出管道以及支架布置方案，并將其反饋至設(shè)計(jì)單位，一方面可以計(jì)算出后續(xù)管道應(yīng)力，另一方面可以確定好支架形式[3]。

4 結(jié)束語

綜上所述，通過對(duì)核電站的改進(jìn)項(xiàng)的產(chǎn)生原因以及管道設(shè)計(jì)過程進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)核電站改進(jìn)項(xiàng)之中的管道布置方案的實(shí)施困難的原因進(jìn)行分析，由此提出優(yōu)化核電站管道設(shè)計(jì)布置方案，也就是通過PDMS的軟件的應(yīng)用，從現(xiàn)場的實(shí)際情況出發(fā)，由此確定好管道布置方案的方式，同時(shí)說明了兩種方式的適用情況，為日后的核電站的改進(jìn)項(xiàng)之中的管道設(shè)計(jì)布置提供必要的參考與借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]姜鋒，趙軍軍，王娟怡.核電站改進(jìn)項(xiàng)中管道的設(shè)計(jì)與布置[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2013，10：92-93.

[2]《華東電力》2010年（第38卷）總目次[J].華東電力，2010，12：

2009-2020.

[3]應(yīng)用能源技術(shù)2010年總目次[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2010，12：43-49.

作者簡介：舒作敏（1990-），男，湖北省鄂州市人，工作單位：中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東火電工程有限公司，職務(wù)：管道設(shè)計(jì)工程師，研究方向：電力建設(shè)。