摘要：核电站建设工艺复杂，安全性要求高，只有全面做好各种控制，应用先进技术工艺，才能建设优质项目工程。管道安装建设是重要的一环，更是核电建设的重要内容，弯管工艺广泛应用到管道设计各个环节中。弯管工艺主要是通过管道形状的改变，实现管道的伸缩性、耐压性，有效提高管道阻力，发挥良好应用优势。文章主要通过对核电站管道设计内容的概述，进一步探讨了弯管工艺在核电站管道设计中的应用。
关键词：弯管工艺；核电站；管道设计
引言
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。
1弯管工艺概述
管道弯管分为热弯弯管和冷弯弯管，热弯弯管是指在加热温度t≥（tC－56）℃的条件下弯制的弯管，冷弯弯管指在加热温度t＜（tC－56）℃的条件下弯制的弯管，式中：tC为管子材料的下临界温度，℃。目前，国内应用的热弯弯管主要为感应加热弯管，其工作原理是利用中高频电源对管子圆周方向狭窄带进行加热，直到弯管所需的温度，同时将管子匀速推进，弯矩作用到管子的加热区域使管子沿预设的轨道弯曲，从而形成具有一定曲率半径和角度的弯管。冷弯的工作原理是将管子沿胎具旋转拖拽，从而形成具有一定曲率半径和角度的弯管，不需要对管子进行加热，不改变管子材料金相组织，具有节能、高效等优点。
2核电站管道设计及弯管应用优势
2.1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，对个别管道方向进行设计，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。
2.2 弯管应用优势
核电站施工现场较为复杂，为了保证施工顺利进行，需要提前进行管道设计，拿出合理的设计方案，通过方案引领，实现管道合理布局，满足核电传输需求。当前，在技术条件允许的情况下，尽可能的会使用到弯管施工，确保了安全稳定。弯管在实际应用中的效果较为明显，与弯头施工结构相比，弯管工艺有着明显的优势，其在实际中的应用越来越广泛，优势主要体现如下：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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆弯管结构曲率更大，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，同时，充分为后期使用创造优质运行条件。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。
3弯管工艺在核电站管道设计中的应用
3.1应用现状
核电站施工中需要大量的管道设计，通过管道对物质进行传输，满足生产生活基本需要。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的管道要求应用弯管工艺，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。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。
3.2弯管设计
在核电站施工中，我们全面引进先进理念，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。
结语
随着弯管技术的发展，大口径弯管的最小弯曲半径可以达到3D，并已在火电行业中广泛应用。核电站中使用弯管，可以有效减少管道焊缝总数量，减少现场施焊工作量，缩短建造周期，降低建造成本，焊缝数量的减少有利于提高核电站运行的安全性和经济性，减少核电站在役检查的工作量，因此，在满足布置空间要求的前提下，设计者应优先采用弯管。通过对比ＲCC－M和ASME针对弯管的设计和验收要求，可以得出ＲCC－M的规定更为全面、细致和具体，在实际工作中，推荐设计者优先采用ＲCC－M进行弯管的设计和验收。
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]王磊，王增琛，程超，等.管道弯管工艺在核电站的应用分析[J].华电技术，2015，37（09）：75-76，80.
［3］张洪元，吕道华，闫平，等．火电厂四大管道系统弯管弯头设计对比分析［J］．华电技术，2009，31（10）：27－35．
［4］DL/T5054—1996火力发电厂汽水管道设计技术规定［S］
论文作者:陆大荣,谢艳琴
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年8期
论文发表时间:2019/8/1
标签：管道论文; 弯管论文; 核电站论文; 工艺论文; 弯头论文; 弯曲论文; 阻力论文; 《建筑学研究前沿》2019年8期论文;