摘要：文章介绍了核电厂常规岛管道支吊架的设计问题。文章从运行和支架设计方面，分析了除氧器平台支架设计问题，并提出了相应的整改措施。本文提及的问题和改进措施对后续机组相关支吊架设计有一定的借鉴意义。
关键词：除氧器；支吊架设计
1 管道支吊架简介
管道支吊架是管道系统中的重要组成部分，主要功能是承受载荷、限制位移和控制震动。按照其主要功能的不同，支吊架可以划分为三类[1]：1）承重支吊架，如恒力弹簧支吊架、刚性支吊架等；2）限位支吊架，如导向支吊架、滑动支吊架、固定支吊架等；3）振动控制装置，如阻尼器。
支吊架是保持管道空间布置的，但支吊架状态也可能出现异常，如承重支架脱载会使管道失去支撑，使管道产生局部变形；限位支架失效会无法保证管道的热位移，使管道长时间受到应力影响；缺少支架的辅助，长时间的管道振动可能导致疲劳失效等等。因此，对管道支吊架出现的异常状态应及时处理，防止产生安全隐患。
2 除氧器平台支架问题
在常规岛厂房+20m除氧器楼层，APA系统的6条管道及APD系统的1条管道与除氧器相连，且在管道与除氧器连接口上方设置了管道的垂直导向支架（X=0，Y=0），由于支架结构设计不合理，导致管道与支架相互挤压，在运行过程中，部分支架已损坏。
2.1 原因分析
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图1
除氧器、除氧器平台及相关管道的空间布置示意图如图1所示，除氧器平台安装在除氧器上方，其生根结构位于除氧器罐体，管道支架的生根结构位于除氧器平台。
根据管道支架与除氧器之间的位置关系，可以初步分析导致支架损坏的原因是：除氧器平台是型钢整体焊接而成，无间隙的框架结构，管道的接口位于除氧器顶部，管道支架生根于平台，即与除氧器平台合为一体。但是除氧器本体存在轴向上的热膨胀，而除氧器平台整体无法随除氧器膨胀而移动，这就造成了管道随除氧器移动，垂直导向支架成为管道位移的阻碍，管道与支架之间相互挤压作用，最终由于支架焊缝强度不足，支架开裂损坏。
2.2 存在问题
根据上述分析，这种除氧器平台及支架的结构设计不合理，主要体现在两个方面：
1)支架连接不同热膨胀量的实体，一方面，支架生根于除氧器平台，由于该平台的特性，支架是静止无位移的，另一方面，支架限制了管道位移，而管道是随着除氧器热膨胀一起移动的；
2)约束设置不合理，支架没有考虑管道在X方向的位移量，而约束管道在X方向的位移量为0。
同时，这种不合理的结构会存在多个安全隐患：
1)管道变形：由于管道支架限制了管道移动，管道与管道支架之间存在相互作用力，若管道支架强度足够高，则管道会被挤压变形，有破口风险；若管道支架损坏，则管道失去导向支架，在自身的热膨胀作用下，管道发生变形，寿命下降；
2)管道接口焊缝开裂：若管道支架限制了移动管道移动，而除氧器本体又在热膨胀，管道与除氧器连接的接口焊缝会受到较高拉应力，存在开裂的风险；
3)除氧器平台根部变形：除氧器平台生根部位在除氧器，当除氧器本体在热膨胀，而除氧器平台既不变形也不产生位移，此时由除氧器平台的根部吸收双方之间的位移差，根部结构发生变形，平台稳定性降低。
2.3 设计修改
上述分析得出的问题是，管道会随除氧器罐体热膨胀而产生X方向的位移，而支架限制了该管道的位移。现有两种解决方案：
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考虑实际情况，结合方案的可行性和经济性，选择方案2作为正式方案，实际通过对管道支架进行相应修改后，管道相对管道支架出现一定的位移，管道支架状态保持良好，验证了上述原因分析的准确性。
3 结论
管道支吊架是核电厂管道系统中的重要部件，管道支吊架的设计在一定程度上直接决定了管道的安全状态和使用寿命。本文通过对核电厂实际出现的管道支吊架设计缺陷进行分析，得出该缺陷产生的原因，并提出相应的处理方案，结合现场实际施工改造，最终验证了该设计问题。
从此问题的分析来看，支吊架设计中的一个关键步骤，就是要先考虑管道本身的运行状况，再根据情况选用支吊架。设计者必须清楚管道在调试、运行或检修中是否会产生位移、出现振动、发生歪斜等状况，再根据情况合理设置支吊架。
参考文献
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[4]莫建益, 邓广发. 汽水管道支吊架调整中几个值得注意的问题[J]. 华东电力, 2006, 34(10):72-73.
论文作者:张融1,戴贤源2,赵贺3
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/12
标签：管道论文; 吊架论文; 支架论文; 除氧器论文; 位移论文; 热膨胀论文; 平台论文; 《电力设备》2018年第22期论文;