摘要：核电站是一个综合而复杂的结构，其各项工艺系统主要包括设备、管道两部分，并且为各类流体的输送提供了途径，因此管道是核电站安全、稳定运营的重要环节。核电站管道设计需要根据工艺系统的运营需求、空间布局、热膨胀效应等因素进行综合设计，在这个过程中难以避免管道走向改变的设计工艺，传统的设计理念中应用弯头实现管道弯曲，随着技术的不断完善，弯管工艺得到开发和应用。弯管工艺能够应用在核电站中相对重要，但空间有限的管线设计中，减少管线在役检查焊接工作量，有利于提高核电站管道设计的综合效益。
关键词：弯管工艺；核电站；管道设计
1.核电站管道设计及弯管工艺
1.1管道设计
为了全面保证核电站管道设计周密详细，需要通过两个环节进行有效设计，第一是初步设计，第二是详细设计，通过两个方面的设计，全面实现科学合理的管道布局。初步设计是从大方面进行设计，根据管道系统建设的总体目标要求，从大的方面对管道布设等级、相关技术参数、安装流程与方法、走向等进行大体的设计和确定，根据总体设计走向，对个别管理方向进行设计，对应用的管道材料和设备进行初步敲定，为下一步深入施工做好充分准备；详细设计是对最初方案的进一步深入明确，需按照管道安装的相关技术规范和标准，有效结合管道布置方案，对支架、排列、方向等具体位置、应力等做出科学的计算，要通过图纸对比，保证设计优化，解决好运行存在的问题，确保应力要求符合运行标准。对管道应力计算后，需对管道支架载荷和功能做好有效的确定，以支架图为基础进行力学校核，满足支架载荷和功能需要。在这一过程中，需要全面对管道直径、管壁厚度、管道伴热、管道压力进行系统设计，确保施工过程更加规范、安全。
1.2弯管工艺
管道设计施工过程中，会应用到管道弯管工艺，通过热管弯管和冷管弯管两种工艺，全面实现科学的管道布局，实现电能的安全传输。管道进行加热的时候，需要全面把握好温度标准，一般情况下，温度参照t=（tC－56）℃的标准温度，其中，tC指管道材料下临界温度，如果加热温度高出t的时候，弯管工艺则是热弯弯管工艺；温度小于标准温度t的时候，就是冷弯弯管工艺。在实际操作中，需要根据不同的施工情况做好工艺选择，全面实现管道布设目标。
当前，我国主要使用的是感应加热弯管工艺，其技术原理较为复杂，主要是根据高频电源对管道圆周方向狭窄区做部分加热，达到一定的温度，通过弯矩作用使管道能根据预先设定角度调整弯曲程度，达到设计好的曲率半径，确保管道方向符合设计标准需求。冷弯弯管施工工艺也是施工中多见的一种形式，在实际施工过程中，主要是事先设计好胎具，根据不同的形状对管道进行物理拖拽、旋转，确保弯管角度符合现场走向需要。
2.弯管工艺在核电站管道设计中的应用
2.1应用现状
一般情况下，进行核电站现场管道设计的时候，需要对现场进行充分的调查研究，在相等条件下，能使用弯管的不能使用弯头，通过管道平滑作用，减少对物质的流动阻碍，同时，也能够有效减少焊接数量，保证密封性、安全性。在实际应用过程中，往往要根据现场情况做好工艺选择。对那些直径低于60.3mm
的管道必须要应用弯管工艺，确保设计科学合理，满足实际应用效果，提高传输效率。
为了实现更好的传输效果，还需要对45度或90度弯曲角度的管道进行设计，这种设计可以是标准弯头，也可以使用弯管，要看现场整体传输情况而确定，满足生产需求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了全面提高施工质量，我国较早就对核电站布置标准进行了设计，弯管施工工艺相关规定中表明，弯管弯曲半径达到5.0D（D为管道外径）以上，弯头的弯曲半径则为1.0D到1.5D。要根据核电站使用面积情况做好设计，一般情况主要是受到核电站空间环境的影响，管道设计和安装需要充分对核岛内置空间进行考虑，这时，一般多是使用弯头。随着现代技术全面创新发展，大口径弯管弯曲半径在3D以上，能够全面满足各种管道安装需要，在现代核电技术应用中，弯管应用条件不断放宽，技术全面成熟，实际应用质量也越发明显，全面保证了管道安装整体效果。
第一，保证安全性。进行核电站管道设计的时候，需要对施工现场进行全面设计，根据管道情况合理设计好弯管和弯头的数量。施工中，如果使用弯头，则要对两端进行焊接，确保安全避免泄漏。如果使用弯管设计则全面减少了焊缝的数量，不但减少了施工成本，节省了人力资源，更能够在安全性上增加等级，确保传输的稳定性。焊缝区域在长期使用中往往会受自然条件、人为因素的影响出现裂痕，所以说，利用弯管工艺也是全面减少焊缝裂缝的重要方式；
第二，减少流动阻力。弯管结构曲率更大，通过使用弯管，保证了管道内部流体快速的流动，全面提高流动速度，提高了传输效率，另外，根据液体性质不同，还能够减少流体方向对管道内壁的不断冲击，有效避免出现液体冲击力过大，对部分松动管道产生的振动，实现了稳定传输，快速传导，另外，根据管道弯曲部分与弯曲半径应力系数关系，我们看到它们的关系是正比的。管道弯管施工的最主要目的就是在阻力较少的情况下，对液体进行快速稳定传输，不同的液体有不同的自身重力与压强，为了全面减少阻力，则需要使用弯管设计，这样，管道内部液体就会在匀速状态下流动，管道阻力会减少，所产生的阻力不用计算在内，弯管工艺有利于核电站运营整体效益。通过实践证明，施工过程中的参考值为，
90度弯头局部阻力系数为0.25，而90度弯管局部阻力为0.20，更加有利于管道弯曲结构阻力的降低。
第三，降低了施工成本。核电站是当前应用最广泛的电站形式，在施工中需要全面保证安全，在进行施工运行安全检查时，需要重点加强对管道焊缝的检测，在后期使用与维护中，弯管工艺大大减少了管道焊缝数量，使检测与维修成本下降，特别是在检验过程中的管道无损检测工作量全面减少了，在同样成本条件下，实现了更大的运营价值。
2.3弯管设计
当前，我国核电站管道设计理念是法国和美国核岛设计理念，通过现代的设计思想，实现了优质的施工目标。两国设计技术较为先进，在当前国际社会中占据重要比例，通过法国设计的RCC-M和美国设计的ASME两项标准，全面实现了我国高标准设计，确保了核电运行安全与稳定。RCC-M设计标准较为严格，要求从内外最小壁厚、椭圆度、壁厚减薄量等方面进行技术操作，满足相关的国际标准；ASME对最小厚壁及椭圆度进行了系统规定，两种标准均有不同的技术规范，从数据上看，RCC-M比ASME更全面、更具体，更符合操作规范，所以说，核电站管道设计需要根据现场情况做好标准选择。RCC-M和ASME两项标准均实现了技术常态化，都对管道弯曲前最小壁厚提供了参考值，二者标准基本一致。管道验收能够全面满足弯管供货标准，ASME与RCC-M均对弯管有统一的验收标准要求。
结束语
核电站的运行关系到国计民生，弯管工艺更是不可缺少的重要技术内容，通过管道标准设计，减少弯头使用量，使管道焊缝数量不断减少，避免出现大的管道振动，提升管道内部传输速度，从根本上提升核电站运行的安全性和经济性。
参考文献
[1]金敬飞,张培宝.核电站弯管工艺介绍[J].硅谷,2011(21):159+149.
[2]朱建北,梅云辉,王磊,陈刚,陈旭.核电站管道棘轮特性的试验模拟研究[J].化工设备与管道,2011,48(06):44-47.
论文作者:曲彦泽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/17
标签：管道论文; 核电站论文; 弯管论文; 工艺论文; 标准论文; 弯头论文; 弯曲论文; 《基层建设》2019年第12期论文;