摘要：配管设计是一项繁琐复杂的工作，需要把各相关专业的具体要求体现其中，设计水平对于设备的整体运行起着至关重要的作用。基于对核电常规岛管道生产过程中应用配管设计及工厂预制方面的了解，对配管设计当中常见的几点问题进行简述。
关键词：核电 配管设计 预制加工常见问题
管道是连接发站汽机以及各种辅机并使之构成系统的最重要的环节。为了使管道的安装满足设计要求，保证电厂的长期安全运行，一般将管道及其零部件尽可能多地在专业工厂里制作与组装，以加快施工速度和节省费用。被称之为工厂预配管。
核电是清洁能源，核电发展要面向国家战略需求。清洁、低碳、安全、高效是未来能源发展大方向和必然趋势。核电建设对安全的重视极高，涉核无小事，建造施工是核电安全的重要基础，所以对配管的要求更加精细，更加严格。因核电建设工程量是火电的数倍之多，所涉及的部门和管理体系也相应复杂，顾尽量避免设计中的错误，提高工程效率重中之重。
通常情况，电站管道的基本设计工作（如管道的布置、强度计算等）是在电力设计院进行的。配管生产图的设计部分，是依据设计院提供的管线布置图（ISO图）和技术要求，以及设备厂家提供的资料（包括支吊架厂家资料、热控仪表厂家资料，管件厂资料，各个设备接口资料），同时考虑实际到岸管材的规格和现场条件进行二次设计，最后形成供管道组合工厂使用的管件施工详图和各种技术文件。
本文在对相关的配管设计资料进行研究分析后，简述问题如下：
1、支吊架问题
管道支吊架则是管道系统设计中的重要组成部分，除支撑管道重量外，还可平衡管系作用力，限制管道位移和吸收震动。在管道系统设计时，正确选择和合理布置支吊架，是确保管道系统安全运行的关键。支吊架的选型由设计院根据管线的情况选择，具体支吊架结构的设计由支吊架厂家完成。而对于如有双向限位作用的管夹XD5类型来说，一般设计院只考虑把管夹的位置让出来大约距离支吊架中心300MM左右，可经过支吊架厂家选取卡块焊接后支吊架所占用管道的宽度达到600左右才能保证支吊架的安装，所以很多时候要工厂预制时才能发现，再去修改支吊架的形式，或者调整相关附件或焊口的位置，造成浪费且耽误工期。还有时会忽略弯头的焊缝位置，导致卡块焊接到了焊缝上，也是常见的问题。
2、多孔焊接问题
随着设计的优化，管线长度越来越小，设计方会把多个用于控制的管座布置在一段管道上，特别是热控的测点，美观且便于操作，间距较小，可实际这种布置在焊接的过程中很容易发生变形，因应力集中，造成母管的不直度超标，椭圆度超标，两端高，中间低。越是距离越近，母管壁厚越薄，变形越严重，且焊后很难调整。
3、温度套管的常规问题
同一系统管道一般压力和温度都是相同的，热控主设再依据热力系统图选用温度套管插深的时，一般都是选用同一规格同一材质的套管，避免混乱，方便采购。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆依照 DL/T5190.5一2012《电力建设施工技术规范》的要求，插入式热电偶和热电阻的套管，其插入被测介质的有效深度一般介质管道的外径不大于500mm时，插入深度宜为管道外径的1/2；外径大于500mm时，插入深度宜为300mm。但往往一个系统的管道主管和支管的外径相差比较多，按照主管道选择插入深度后，用于支管时插深过长以至于碰到管材的内壁无法安装，且不满足设计要求。顾需要重新订购套管，耽误工期。
4、管材管件错口问题
在实际配管中的对接焊口，如管件（弯头、大小头、三通）与管子、阀门与管子 经常会遇到错边量超标的问题，给工厂配管来诸多麻烦。造成这种问题的原因是管材的采购标准和管件的制造标准存在偏差，若管材的内径为上偏差，而管件的是下偏差就会在对口工序时存在错口问题。以某核电主汽管道OD1067×54/ A106B的钢管为例依照管材的制造标准ASME允许的外径偏差为±1%，壁厚偏差为+3.2mm/-12.5%，实际到货的管材内径为1068MM，实测壁厚为51MM，实测内径966MM。而与其对接的管件按照DL/ T 695- 1999《电站钢制对焊管件》要求外径偏差±0.59MM，壁厚偏差+3MM到0MM，实际到货管件内径959MM。而工厂组对焊接时，按照“DL /T 869一2004《火力发电厂焊接技术规程》4.3.2 焊件组对时一般应做到内壁（根部）齐平，如有错口，其错口值应符合对接单面焊的局部错口值不得超过壁厚的10%，且不大于lmm规定，此直管和管件存在单边3.5MM的错口。无法焊接，固只能联系返厂处理，在保证最小设计壁厚的前提下，修模管件。而这种错口问题也常常出现在管道与设备接口和阀门接口的对口中。
5、管道坡切引起的安装问题
在管道工程中，为了保证管道内的积水和积气能够顺利排出，要求管道具有一定的坡度。标准GB50764《电厂动力管道设计规范》和DL/T 5054《火力发电厂汽水管道设计规范》都对各种管道的坡度要求做了具体的规定。如在GB 50764-2012第8.2.3条6中规定“水平管道的安装坡度，应根据疏放水和防止汽机进水的要求确定，并计及管道冷、热态位移对坡度的影响，蒸汽管道的坡度方向宜与汽流方向一致”。并且在8.2.5条6中对可能造成汽轮机进水的管道疏水设计做出了规定[1，2]。这些规定说明设置正确的管道坡度对电站中蒸汽管道的正常运行十分重要，如果设置不当有可能造成严重的后果。在传统的工程设计中，对热力管道坡度的计算往往使用手算完成。而当管道数量大时工作量大用时较长，也容易出错。所以设计院一般应用三维软件PDS或者MicroStation V8自动生成坡度来简化设计，但在软件自动放坡后存在问题。管件与管道的端面都是和中心轴线垂直的，这样才可以焊接。在拐点处的坡切生成的角度是可以通过弯头角度来微调的。但在多支路相连接的三通处，且坡度较大时，因三通的制造工艺无法做出倾斜的端面吸收坡切所产生的角度，此时就需要人为调整与其对接管道的尺寸和斜口处理来满足设计要求。
目前，大型电站的配管设计工作量很大，设计配合时间长，为保证工程质量及工期的顺利进行，在以后的工作中避免此类问题，积累经验，努力建设安全工程、环保工程、精品工程。
参考文献：
[1]电力建设施工技术规范 DL/T5190.5-2012
[2]火力发电厂汽水管道设计规范 DL/T 5054-2016
[3]宋岢岢 压力管道设计及工程实例 北京：化学工业出版社 2007.7
[4]韩应斌 管道支吊架材料的选择 广东化工 2015 年第 20 期第42 卷总第310 期
论文作者:李想
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/3
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