摘要：本文主要介绍某核电站穹顶喷淋管道的预制及安装的技术要求、工艺过程、施工过程的注意事项以及施工中技术特点，总结穹顶喷淋管道在预制和安装过程中的重点、难点，完善喷淋管道预制及安装工艺，优化施工过程，提高施工效率，同时为后续工程穹顶喷淋管道的施工提供经验。
关键词：穹顶；喷淋管道；预制；安装
引言
核电站穹顶喷淋管道是属于安全壳喷淋系统（CSP），其主要功能是在事故工况下（LOCA或安全壳内蒸汽管道破裂），当安全壳内的压力和温度升高到一定值时，系统将安全壳内的压力和温度降低至可接受水平，保持安全壳的完整性。
本核电机组穹顶喷淋管道根据实际施工环境进行方法和工艺的改进，如环管的组对、拼装，连通管的组对焊接等，使穹顶喷淋管道的预制和安装更加规范化、合理化、效率化，并为后续项目穹顶喷淋管道的施工提供借鉴经验。
1、工程概况
本核电穹顶喷淋管道是根据内穹顶钢衬里下边缘位置，将位于反应堆厂房内+45.130m 标高以上的喷淋系统管道，穹顶喷淋管道主要由四个沿反应堆厂房中心线分布的环管及与这些环管相连的直管段组成，并固定在穹顶上。
2、难点分析及控制
2.1管道预制难点分析及控制
2.1.1弯管管段分界点的确认
由于穹顶喷淋管道的弯管工序是由厂家直接预制完成，且管段长度较长，故在预制时，需对已到货的成品弯管，按照管道图纸要求进行切割。而在到货的管段上厂家并未标注出切割点，仅标注出弯管的起弯点和终弯点，而如果在起弯或终弯点进行管段切割，将会造成在后续进行管段拼装时，在管段与管段的连接处不是弯曲圆滑过渡而是直管状态，导致较大的误差出现。
因此在弯管切割时，为便于测量，首先根据图纸上标注的弯管中心弧长，通过弯管管径计算出外弧长和外弧弦长，再通过这两个参数去截取整根弯管上的管段，即能确定所截取弯管的尺寸和弯曲半径符合图纸要求，在保证弯管尺寸后，选择弯管起弯点后大约100mm弯曲圆滑处作为切割点进行切割；
2.1.2弯管喷头放线定位
穹顶喷淋环管上共有508根连通管（含排气管和放水管），故需钻孔508个，平均每根弯管上需钻孔8.5个，由于管道为弯管，钻孔密集，且钻孔操作为不可逆操作，如果钻错一个孔，整根管道就会报废，这就对孔的位置划线定位操作提出更高的要求。
穹顶环管喷头类型共有13种，分别部署在环管上面的不同位置，因此对于孔的定位需考虑两个方面，一是孔的周向位置，二是孔在周向截面圆位置。
孔在弯管上的周向定位时，为避免累计误差，可选择每段弯管的一端作为基点，通过计算得出各孔相对于基点的位置尺寸，即可确定孔的位置，其施工要点主要有以下几点：
a）弯管段基准点的选择；
在弯管段上选择一端末端作为基点时，应选择端部无管件且未预留余长的一端，以便于能够准确确定基准点的角度尺寸。
b）各孔位置相对于基准点外弧长的计算；
确定基准点后，根据图纸上各喷头的角度尺寸，计算出各喷头相对于基准点的角度尺寸，在根据环管外径，计算出各喷头相对于基准点的外弧长，同时形成表格以便于施工和检验，表格可包含管段号、弯曲外径、基准点焊缝、基准点焊缝角度、喷头位置角度等。
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c）孔在环管周向位置的确定
通过卷尺或皮尺从弯管的基准点开始，沿着弯管外径拉至管段终点，调整皮尺在管壁上的位置，使皮尺完全仅靠管道外壁，（为防止皮尺滑落，可用对不锈钢材质专用胶带进行固定）后根据表格中各喷头距离管段起点的外弧长数据，用铅笔或记号笔在管壁上按照皮尺刻度做好标记，从而确定出喷头在圆周上的定位。
d）孔在弯管圆周截面圆上定位
将孔周向位置确定后，还需要根据图纸上喷头的类型，来确定孔在周向位置截面圆上的位置。
2.1.3弯管钻孔施工
穹顶弯管上连通的规格为φ33.4×3.38mm，故弯管上钻孔的大小为φ26.6mm，钻孔机具采用磁力电钻进行。由于被钻孔的管道为弯管，且直径较小，管壁较薄，钻孔过程极易出现钻头打滑、晃动扩口等情况，造成管段的损伤报废，因此在管道钻孔时，施工要点主要有以下几点：
a)钻孔前的再次核对,由于钻孔操作的不可逆性，因此在钻孔前再次核对图纸和表格内容复验孔位置尺寸的正确性，确认无误后方可操作。
b)在进行弯管钻孔时，为避免在钻孔过程中出现钻头打滑，可用一块较厚的钢板通过U性管卡固定在弯管上，将磁力电钻固定在钢板上进行钻孔，钻孔过程中，除了控制钻头开孔速度，还要尽量保证磁力电钻的稳定，减少电钻因为运行所产生的晃动，确保钻孔的圆度和直径符合要求，同时在钻孔过程中添加冷却剂，以保护钻头，钻孔达到一定数量后，要检查钻头尺寸，及时更换或修正钻头；
2.1.4连通管组对焊接
穹顶管道环管上连通管的组对、焊接过程中，因连通管管壁薄、尺寸短、数量多、要求高，造成该过程成为穹顶喷淋管道预制管件和重中之重，其主要分为了连通管的组对和连通管的焊接，该过程的施工要点主要有以下几点：
a)组对时，连通管相对于弯管的切线的垂直度的控制;
b)组对时，连通管与孔边错边量的控制;
穹顶环管上的连通管长度仅为62mm，且管径仅有1″，故在连通管组对时不好控制连通管的垂直度和连通管与孔边错边量，通过传统方法，来调整连通管的垂直度和错边量，会消耗大量人力物力。
因此，在进行连通管组对时，可采用长度较长，外径略小于连通管内径的钢管同时插入连通管和孔中，然后调整连通管的垂直度以及连通管和弯管的间距，如此既能轻易保证连通管的垂直度和错边量，又能增加工作效率，节约时间成本。
c)焊接时，连通管和弯管的变形量的控制
穹顶环管连通管总计508根，平均每根管段有8根连通管焊接，如此密集的组对焊接势必容易造成连通管和弯管的焊接变形，因此在进行连通管的焊接时，为控制焊接变形，可采用以下方式：
1、控制焊机电流的输出，保证电流大小在合理范围内；
2、采用对称分层焊接的方式；
3、通过翻转弯管，调整各种焊接位置利用重力抵消焊接应力；
4、利用工机具支撑管道，抵抗焊接变形。
3、优化分析
穹顶喷淋管道无论在预制和安装阶段均与其他管道不同，在预制时，喷淋环管直径大，钻孔多；安装阶段，整个穹顶不像其他房间管道布置那样横平竖直，而是成球形布置，安装要求更高，难度更大。因此在喷淋管道施工中，采取一系列的优化措施来控制施工质量显得尤为必要。
3.1制作工装提高工作效率
在喷淋管道预制和安装施工过程中，由于管道的质保等级为QA1级，施工要求高，因此合理制造和利用一些工装，不仅为管道施工节约大量人力成本和时间成本，而且还提高管道施工的合格率。比如在喷淋弯管中的连通管孔的定位工装、连通管与弯管组对工装、磁力电钻钻孔时的吸附平台工装、管道预制可升降台架工装、安装过程中管道端口矫正工装等，各类工装在管道施工过程中发挥着巨大作用。
3.2采取环管管段标高处组对较
在进行环管组对的过程中，采取将环管弯管逐根吊装到施工平台上，通过施工平台上面的横梁直接调整环管的标高使其符合图纸要求，再进行组对焊接。此方法相比于在地面标高组对，后整体吊装至标高处固定更具可操作性和安全性，同时更有利于调节、减少误差，并避免了整体吊装过程中可能造成的环管变形。同时在施工平台的标高处拼装也便于调整各管段上管道与支吊架的累计间隙、以及管道护板与支吊架支撑接触面，也便于环管上三通绝对位置确定和调整等。
4、总结
通过本工程穹顶喷淋管道施工中出现的各种问题，经过收集汇总、调查分析，并通过经验反馈等形式进行交流和探讨，包括出现的问题、解决问题的方法、如何杜绝此类问题等，为后续工程穹顶喷淋管道的施工提供宝贵经验，并避免类似问题的出现。
论文作者:谢林,王晶晶
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年8期
论文发表时间:2019/8/6
标签：连通管论文; 穹顶论文; 管道论文; 钻孔论文; 弯管论文; 喷淋论文; 基准点论文; 《建筑学研究前沿》2019年8期论文;