郑德明
广州天丰电力设计工程有限公司 广东广州 510000
摘要：综合管廊收纳核电厂主厂区复杂管线，具有显著的优势。综合分析了综合管廊内给排水相关的厂用水、生产生活水、消防水系统管道的空间布置、管材与管配件的选用、管道的热补偿及管廊内排水等设计要素，并根据规范要求同时考虑国内外工程实例对综合管廊内消防系统的设计进行研究和讨论。本次设计采用ＰＤＳ三维建模软件作为主要设计工具，为综合管廊的设计工作提供了有效的技术支持。
关键词：核电厂；给排水管道；布置设计；施工技术
1工程概况
综合管廊又称综合管沟、共同沟，相比传统埋地管道布置工艺，将管线设置在综合管廊内可以有效地避免为敷设和维修管线而导致的重复开挖，同时由于管线不接触土壤和地下水，避免土壤对管线的腐蚀，延长了管线的使用寿命，因此对于工艺管线复杂、供水供电可靠性要求高、设计寿期长的核电厂，将核心区域（主厂区）的管线采用集约化的方式容纳在综合管廊中，体现了其特定的优势。本工程为沿海某百万千瓦级核电厂的主厂区综合管廊，主要承担２个百万千瓦级机组的包括冷却水、除盐水、循环水等工艺用水和工艺用压缩空气，日常生活用水、消防用水等公共用水，以及部分工艺废水的排放，主厂区电气通信电缆的传输等功能。综合管廊整体呈“日”字形双环状结构，全长约１ ５００ｍ。参考国内外相关工程经验，本次设计中综合管廊断面采用矩形断面，采用这种断面的优势在于施工方便，内部空间利用更为充分。根据不同区域的功能和所敷设的管线的数量和种类不同，综合管廊断面布置有所差异，宽度和高度分别为３．３～５．７ｍ和３．１～６．７ｍ，覆土为０．９～４．０ｍ，其中为了避让雨水管等重力流管线，局部地区埋深加深。综合管廊上部敷设电缆，其他管线分层敷设于管廊两侧，中间为人行通道。典型的断面如图１所示。本次设计主要针对给排水相关的厂用水、生活／生产水、消防水管道。
图１综合管廊典型断面
2管线布置
2.1管线的分类与布置
本工程综合管廊中给排水相关管线，主要包括生活水、生产水、消防水和厂用水系统。根据用水量不同，主管管径在ＤＮ１００～７５０。厂用水系统管线在供水点和用水点之间呈线状布置，大管道敷设在管廊的底部；小管道与其他中等管径管道敷设在管道侧壁。消防水系统管线根据ＧＢ ５００１６—２０１４及ＮＦＰＡ ２４要求，选择单机组单环路的布置方式，以提高供水可靠性，同时根据其管道沿线消防供水密度的差异，选择不同的消防主管管径；生活水和生产水系统由于用水点分布较广，同时兼顾供水的可靠性，因此也采用了环状供水方式。
2.2支管的布置
除了敷设在管廊内部的输配水主管外，主管与用水点之间需要采用支管进行连接。管廊中的支管主要采用两种方式接出管廊，分别为管廊顶部接出和管廊侧壁接出。一般采用顶部接出的方式，这种方式可以减少开挖面积，降低施工难度。当主管位于管廊最外侧，且管廊内空间不适合支管从管廊顶部接出或该区域管廊顶部有障碍物时，则考虑采用侧壁接出方式。支管与主管的连接方式，一般考虑采用在主管的斜上侧开叉，角度根据管廊内空间布置要求确定，一般采用４５°为宜。斜向上开叉后再以乙字形向上接出。采用本连接方式不仅可以减少对上层电缆敷设空间的影响，而且可以为管道安装施工留有一定的施工误差余量，减少施工难度。同时也有研究认为，这种连接方式可以减少水锤的影响，提高管道运行的安全性。
2.3管材与配件的选用与布置
2.3.1管材与管件的选用
管廊内供水管道的管材需能经受一定的震动冲击、水锤、热胀冷缩、耐腐蚀等要求的考验，而且需要经济性方面有优势。鉴于上述要求，本工程中的管材选择如下：生产水和生活水系统：选用３０４Ｌ不锈钢，焊接连接。首先不锈钢作为生产、生活系统供水管材，符合该系统对卫生的特殊要求。其次，由于管廊内空间有限，不锈钢管件具有现场制作容易，便于加工的特点，非标弯头等管配件加工相对简易，现场施工也较为简单。再次，不锈钢管材的防腐性能较好，尽管有研究表明，沿海地区水体中氯离子含量较高，当氯离子含量高于一定程度时，对不锈钢管道腐蚀明显。但经过当地检测部门的检测，本工程供水中氯离子的含量低于这一标准，因此使用不锈钢管材是安全可靠的。消防水系统：选用符合ＡＳＴＭ Ａ－１０６要求的碳钢管材，焊接连接。采用上述管材一方面是为了与消防系统其他区域的管材相匹配，保持了系统的一致性。另一方面碳钢具有强度高，耐振动，加工接口方便等优点，因此最终选择碳钢作为消防系统管道管材。厂用水系统：选用高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）双壁缠绕波纹管。由于厂用水管道输送介质为海水，腐蚀性较强，而且需要承受一定的供水压力，因此选用符合工艺要求的ＨＤＰＥ双壁缠绕波纹管作为本系统管道管材。
2.3.2阀门的选用与布置
2.3.2.1隔离阀的选用与布置
综合管廊中的管线需要设置隔离阀，用于管道的检修。根据国内外众多综合管廊的建设经验，管廊内的隔离阀可以选择闸阀或者蝶阀。但考虑到本项目综合管廊的空间限制，最终选用蝶阀作为给排水系统管道的隔离阀。其中消防系统选用带阀位监控开关的凸耳式蝶阀，材料为球墨铸铁。阀门动作时，信号将传至主消防控制盘。生产、生活系统选用对夹式蝶阀，材料为３０４Ｌ不锈钢。
2.3.2.2排气排水阀的选用与布置
根据ＧＢ ５００１５—２００３的要求，管廊内管道起伏段的最高点，需要设置自动排气阀。管廊内排气阀设置过程中需要注意是否会与上层管道或者电缆桥架碰撞。管道在维护或者检修过程中需要局部放水，因此在管道的最低点需要设置排水阀门。排水阀门宜设置在每个管线坡度段的最低点且接近管廊集水井处。若该处的空间限制了排水阀门的直立安装，可以采用排水管线Ｌ型，排水阀水平安装的形式。
2.4综合管廊的排水
由于排水需要，管廊需设置集水坑。本项目中管廊底部设置约０．３％的纵坡，两侧向中间坡度约为０．７％，在最低点设置集水坑，管网渗漏积水或者放空排水汇集于此，最后通过移动式潜水泵或者自吸泵将水排至管廊外。集水坑设置于人孔下方或者附近，方便小型潜水泵或自吸泵抽水的搬移。
3结语
核电厂主厂区管线复杂，系统可靠性要求高，因此采用集约化的方式将大量管线容纳在综合管廊中，具有明显的优势。综合管廊中给排水专业相关的管道主要有厂用水系统管道、生产生活水管道、消防水系统管道。设计中综合考虑了以上系统管道主管和支管的空间布置、管材与管配件的选用与布置、管道的热补偿、综合管廊内排水等因素，并就综合管廊内消防系统的设计进行了分析。本次设计采用ＰＤＳ三维建模软件作为主要设计工具，有效协调各专业的设计，更直观地解决存在的管道碰撞问题，是一次有效的设计尝试。
参考文献：
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论文作者:郑德明
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/25
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