中国核电工程有限公司河北分公司 河北省 050000
摘要：本文分析了核电站改进项产生的原因及管道的设计过程，以某在建核电站反应堆换料水池和乏燃料水池冷却和处理系统（PTR）增设乏燃料水池应急补水管线设计实施方案为例，分析了核电站改进项中管道设计布置方案在工程现场施工困难的原因，并提出了核电站改进项中管道设计布置方案优化的方法，对今后核电站改进项中管道设计布置具有一定参考意义。
关键词：核电站；改进项；管道设计；布置方案
我国目前在建核电站主要采用引进的二代核电加改进技术和三代核电技术，为进一步提高机组的可靠性和运行性能，在消化吸收的基础上，对引进技术持续改进、自主创新、完成了从高起点引进到创新品牌的历史性跨越。工艺管道系统的设计作为核电站设计的重要组成部分，包括管线的设计和布置，以及对管线进行支撑约束的支吊架布置设计，其具有系统繁多、布置复杂、设计要求高、施工难度大等特点。
1 核电站改进项产生的主要原因
在建造核电项目的过程中，主要是受到设计以及采购等方面因素的影响，导致出现改进项，具体可以将其划分为以下几种情况，分别是：首先，由于设计原因所产生的改进项，具体包括以下几点内容，如，第一，作为设计参考电站，已经改进以及修改技术；第二，通过总结运行电站的丰富的经验可以得知，原有设计之中存在明显的不足与错误；第三，在经过安全评审之后，提出需要进行设计的改进；第四，设计输入如业主要求、互提资料、规范标准以及核安全法规等出现变动；第五，在经过设计验证之后得知，系统、构筑物以及部件等无法满足功能的要求；第六，通过内外的监查之后，从中发现设计纠正的各项措施。其次，在采购过程之中，导致出现改进项的原因主要包括以下几点内容，分别是，第一，由于设备的供货单位以及设计的参考电站存在不同，致使设备的各个参数发生重大变化；第二，由于是国产化的设计所引发的重大变化。
2 管道的设计过程
通常情况下，管道的过程主要包括以下两个方面内容，分别是：第一，初步设计；第二，详细设计。其中，初步设计主要包括以下流程，分别是：首先，按照管道系统的具体要求，对管道等级、流程图、设计参数以及设备数据进行确定；其次，结合布置的具体要求以及主设备的具体位置，从而明确管道的布置方案，而后进一步地确定好使用的初步材料以及设备清单等。
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此外，详细的设计主要包括以下流程，分别是：首先，结合相关技术的规范要求，根据管道的布置方案、参考初步材料以及设备清单以及考虑支架的位置以及功能等，应力计算出管道，对于无法满足于管道的应力要求，则应当对等轴图以及支架位置进行重新优化，直到其能够满足于应力的要求。在经过管道的应力计算之后，则可以由此得到支架载荷以及功能等，不仅可以设计支架图，而且可以开展力学校核，从而将支架形式确定好，以此满足支架的载荷与功能的要求，并且最终将材料设备清单确定好。
在进行设计的过程之中，根据上游输入，包括管线清单、流程图、设备就位图、设备图纸、土建模板图、管道等级表、支架标准等，结合其他部门科室已经固化的模型，开展管道模型布置，在模型碰撞检查无误后可抽取施工图纸，施工图纸包括管道 ISO 图纸与支架SUP 图纸，施工图纸会进行一次内部校核后经过力学进行验算，根据力学反馈的意见单进行二次修改，再进行一次编审批流程生成正式文件，由设计单位下发工程公司，最总再到施工部门进行施工。根据系统所提供的管线清单，可以明确管道相关参数，包括管道尺寸、壁厚等级、管道等级、保温伴热情况、设计温度、设计压力、管道清洁度要求，质保等级、规范等级、安全等级等；根据管道等级表，可以明确此管道等级下的管道材料与规范标准要求；根据流程图可以明确管道的设计意图与逻辑关系；由于国内核电站管道设计与安装的逐渐完备，各设计与施工单位已自行建立了一套完备的大宗材料手册，根据管道等级表与管线清单的参数要求，可以确定管道的材料选择。
3 优化改进项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艺两方面因素的影响，同时在进行管道方案布置的过程之中，除了要考虑管道布置的合理美观、核电工程的所需要的成本以及对工程进度造成直接的影响，主要还要考虑工程建设的安全与质量，这是区别于常规建筑的重点。在施工现场之中，改进项之中管道布置方案之所以存在的困难主要受到以下几个方面因素的影响，分别是：首先，设计之中存在不足以及错误；其次，由于施工错误以及累计偏差的影响，导致空间不足引起施工困难；最后，一方面受到核岛空间的限制，另一方面需要系统繁多的工艺管道，不仅布置复杂，而且对设计提出较高要求。与此同时，在进行施工的过程之中，由于各个专业的错误以及累计偏差的影响，导致在新增的改进项的管道布置方案存在确定的困难。
针对于还处于未施工阶段的新增的项目改进项来说，可以统筹设计其管道布置，由此避免在施工的过程之中，出现安装空间不足所导致的施工困难问题。此外，针对于处于施工阶段的新增项目的改进项，由于受到安装空间不足的影响，导致出现突出的施工困难问题。此外，在工程不断地深入的状况下，会逐渐加大新增管线布置方案的设计困难。
因此，可以采用以下两种方式进行管道布置方案的设计，分别是：首先，通过三维设计软件的 PDMS 的应用，进行管道布置方案的设计以及优化，其中 PDMS 作为布置设计数据库的平台集合多种专业，主要用于围绕着管道详细设计的工厂设计，主要包括以下几种专业详细设计：分别是，第一，设备；第二，土建结构；第三，暖通；第四，电缆桥架等，能够充分地联动各个专业，在统一平台实施操作，该软件具有多种优势，分别是：第一，功能性；第二，易用性；第三，先进性；第四，开放性；第五，协同性；第六，普及性等，该方式不仅可以优化未施工阶段的改进项管理布置方案，而且可以进行整体布置的调整，一方面能够满足工艺要求，另一方面实现多专业的协同设计，兼具美观性以及经济性要求。
其次，从现场的实际的现场施工情况来看，对管道布置方案进行设计，三维设计软件 PDMS 无法反映出处于施工阶段之中核电项目存在的施工错误以及累计偏差等。因此，针对于处于施工阶段的核电项目，应当结合施工现场的实际情况，确定好管道布置方案。施工单位以及设计代表，在满足改进项的设计要求，以及在施工条件的允许之下，可以结合现场的实际安装情况，在进行实地放线的过程中，可以具体地提出管道以及支架布置方案，并将其反馈至设计单位，一方面可以计算出后续管道应力，另一方面可以确定好支架形式。
4 结束语
综上所述，通过对核电站的改进项的产生原因以及管道设计过程进行分析，同时对核电站改进项之中的管道布置方案的实施困难的原因进行分析，由此提出优化核电站管道设计布置方案，也就是通过 PDMS 的软件的应用，从现场的实际情况出发，由此确定好管道布置方案的方式，同时说明了两种方式的适用情况，为日后的核电站的改进项之中的管道设计布置提供必要的参考与借鉴。
参考文献
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论文作者:眭洪涛,王建强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第12期
论文发表时间:2017/10/12
标签：管道论文; 进项论文; 核电站论文; 方案论文; 支架论文; 核电论文; 管线论文; 《建筑学研究前沿》2017年第12期论文;