摘要：随着能源建设不断发展，各种技术全面创新，在新能源项目开发建设中，核电站建设非常重要，只有全面保证核电站建设安全，才能避免出现泄漏问题，确保周边人员与环境安全。文章对某核电站管道支吊架的布置原则进行了初步介绍，并对支吊架的选型进行了系统的分析。
关键词：核电站；管道支吊架；布置；设计
引言：在核电站管道设计中，支吊架的布置和选型是其中重要的环节。支承的位置、形式、数量直接影响管道应力分布、管道的制造和安装成本。合理的支吊架布置和选择适当的型式，能使管道应力大为改善，保证管道的安全；给施工带来方便，缩短工期，降低成本；同时使得支吊架与整个厂区的建筑物协调一致，整洁美观。
1 管道支吊架形式
1.1 功能划分
核电站管道支吊架有多种形式，不同的形式安装方法不同，成本投资不同，根据管道的基本功能，主要分为承受管道载荷、限制管道位移、控制管道振动等三种形式。
1.2 目的划分
管道设计的目的不同，其功能也就不同，以承受管道载荷为目的的支吊架类型划分为刚性支吊架、滑动支架、恒力吊架、弹簧支吊架及阻尼装置等多种形式，不同的形式建造工期、技术有严格的差别。
1.3 位移划分
支架种类多种多样，以限制管道位移为目的的支吊架类型有：导向支架、限位支架及固定支架等多种形式。
1.4 振动划分
管道传输的物质不同，其振动情况也存在差异，根据控制管道振动支吊架的功能不同，其类型主要有减振装置、阻尼装置等，便于管道快速安全的物质输送。
2 管道支吊架布置
2.1 设备支撑
管道支吊架布置非常重要，要根据不同的作用，合理进行功能性划分，确保支架造价成本得到良好控制，支吊架系统应合理承受管道及在线设备动荷载、静荷载和偶然荷载，保持管道的稳定性，要确保管道不能随意位移，使管道能够在合理的应力允许范围内运行。要充分保证管道与设备对接口力矩推力要求，避免出现管道传输时的振动，要合理设计好管线，使管理设计和周围环境相融合，形成整体性，为了全面保证管道安全稳定，实现合理的支架设计，需要全面考虑管系设备、阀门、仪表、节流装置等产生的重量载荷，这些附件容易对管道造成压力，影响管道的作业安全，为了全面保证稳定结构，避免在线设备和部件变形，需要合理增加单独的支架点，保证支撑达到预计重量要求。
2.2 功能要求
根据不同的管道功能，合理设计好管道的支吊架，支架功能随着管道功能的变化而变化，一般需要遵循如下原则。一是管道不允许有任何方向的线位移和角位移支承点的时候，需要选用固定支架进行处理；二是管道不允许有竖直向下位移支吊点的时候，需要选用滑动支架；三是管道不允许有竖直位移支吊点的时候，需要选用刚性吊架；四是管道上径向或轴向有较大竖直位移支吊点的时候，需要采用弹簧支吊架进行处理。管道需防止振动的方位，一定要做好减震装置，充分考虑到管道热胀冷缩的影响。要全面保证管道能够承受地震荷载、冲击荷载或控制管系高速振动位移，合理选取阻尼装置是最佳的处理方式，这种情况下，对管道热胀冷缩并不产生任何影响，有效保证了管道的功能发挥。
2.3 管道柔性要求
一些传输的物质会对管道产生影响，比如工作期间会产生热胀，此时需要对管道进行热处理，提高管道的承载能力，同时，还要充分利用好自然环境，做好自然补偿。为了保证管道的运行安全，需要全盘做好热膨胀延伸处置，避免出现阻碍管道正常运行的问题。
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2.4 满足应力分析要求
核电管道质量关系到传输物质的安全，任何管系的支架，一定要保证稳定性，不论是支吊架位置、数量、型式等均需要满足标准要求，实现稳定安全的运行，应力分析非常重要，管系设计需要保证满足静应力分析要求，实现管系自身强度基本要求，确保管道运行后的稳定性，避免出现位移。要全面做好管系动应力分析，使管道机械振动、水锤、喷放反力、地震、风载等载荷达到最优化，不受各种作用影响，满足力学基本要求。
3 管道支吊架结构设计
3.1 核电站用管道支吊架部件
核电站管道支吊架是重要的内容，进行设计建设时会使用到大量的材料，为了保证结构稳定、功能实用，会通过整体部件整体建设，一般使用到的部件是管部、功能件、连接件、根部结构件及附属件等。不同部件有不同的内容，具体来讲，包括管夹、管卡、吊耳、衬套、铰接杆、阻尼器、吊板、弹簧组件、恒力吊架组件、拉杆、悬臂梁、三角架、基板和机械锚栓等部件，根据不同的施工部位会选择不同的部件，确保支架连接稳定。
3.2 各结构部件确定
不同的结构有不同的部件，要根据结构转折的角度，做好部件选择，全面发挥好部件作用，提高管道利用率，减少施工建设成本。选择支吊架部件的时候，还需要根据支吊架功能、管道材质及是否保温等相关参数选取。不锈钢管道连接应选用不锈钢材质支吊架部件，避免出现腐蚀问题。此外，支吊架根部结构件要综合考虑支吊架位置生根条件和附近布置空间，以方便安装和后期维护的拆装。
4 支吊架布置和设计要点
4.1 选用标准支吊架
设计人员进行支吊架部件选择时，尽量采用标准支吊架。标准支吊架一般由工厂直接加工，形成整体结构，再运输到现场进行安装。标准支吊架出厂前均会进行应力分析、强度评定、样件鉴定、样本实验等，质量能够得到保证。现场施工时能减少施工步骤，在保证质量前提下，提高建设速度、缩短施工周期。
4.2 考虑生根部位
管道运行时，内部介质会产生较大的重量，同时也会出现一定的振动，为了保证管道稳定，需要对支吊架生根位置进行选择，这对于管道后期运行非常重要。通常情况下，支吊架应生根部位主要是混凝土板柱，在此生根能够保证管道的稳定性，且方便支吊架安装，减少机械锚栓的使用。需要选择机械锚栓时，应避免出现混凝土墙或楼板厚度不够，造成的打孔穿透问题。
4.3 避免碰撞
要事先做好结构设计，避免出现大量修改，增加施工成本，影响管道效果。支吊架设计时一定要充分对平面和空间进行考虑，不能出现支吊架结构与其他物体产生碰撞的情况。随着现代技术发展，设计人员开始采用 PDMS等设计软件进行三维设计，对管道及支吊架进行立体设计，能够看到后期的效果，减少投入、避免返工。
4.4 减少阻尼器注重力学分析
管道支吊架要通过合理设计，保证满足力学等要求，施工时，尽量减少阻尼器数量。因为阻尼器是精密机械，安装维护成本高。如果质量出现问题，不但不能起到应有效果，还会阻碍管系热膨胀。要不断优化管线设计，从结构上满足力学要求，确保施工工艺合理、科学，保证管道支架设计符合要求。
5 结束语
核电站管道安装至关重要，只有全面提高管道支吊架设计质量，才能设计出满足管道走向和管道功能要求的支架，缩短施工周期、减少施工成本，确保施工质量，从而提高整个核电厂经济效益。
参考文献
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[3]张晓玲，张伟江.管道支吊架异常原因分析及安装调整[J].广西电气，2010（10）.
论文作者:万忠义
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/7
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