核电现场设计技术服务常见问题分析

肖赞+++李利娟

摘 要：文章结合秦山二期扩建工程核电现场的设计技术服务工作实际，分析了管道和支架安装过程中常见设计问题的处理方法和依据。

关键词：管道；支架；焊接

1 管道安装问题

管道修改在现场最为常见，现场设计应注意以下问题：

（1）在现场修改管道走向时，要避免管道修改后出现“U形”弯。

（2）切忌管道焊缝出现在需要封堵孔洞里，尤其是对于需要在役检查的管道。

（3）在修改介质温度高的管子，尽量不要减少拐弯的数量。在遇到介质压力高的管子，最好不要增弯。

（4）对于需要连续煨弯的情况，就要保证相邻两个弯管之间保留一段直管，且直管长度a应该满足以下要求，当Ф≤2"时，a≥160mm，当Ф≥2"时，a≥250mm。如果在相邻两个弯管之间不能保证以上最小直管段长度时，应在相邻弯管间加设焊缝。

（5）对于输送液体、气体的部分管道在布置时设计有一定坡度，坡度一般为0.5%，而对于输送放射性介质的管道和疏水管道其坡度一般不应小于1%，在对有坡度要求的管道进行修改的时候，一定要尽量保证修改后管道的坡度要求。

（6）由于修改管道走向直接会影响与之相连接管道以及支架等的变动，所以在修改管道的时候不能仅仅是处理眼前的一个问题，还要综合考虑到与之相连的管道和支架，考虑管道修改后对周围物项是不是有影响，最好是在一处做出修改后能够在另外一处把修改的长度补偿回来。

2 支架安装问题

在现场对支架问题的处理中，多是由于周围条件变化包括管道的修改、其他物项的干扰、无法生根等问题导致支架无法按设计要求进行安装，需做出修改。主要有以下几种情况：

（1）支架型式的修改。根据现场实际情况，如果支架无法生根或者由于周围的环境不能实现支架原设计型式的，我们通常是在保证支架的功能和强度不变的情况下，对支架的形式做出合理的修改。对于强度比原设计减弱的要采取加强措施，如在型钢上加焊加强板等措施。现场确无生根位置的支架可以考虑和附近的其他管道支架共架，但需要进行谨慎评估，必要时要对被共架支架进行加强。有时也可以根据现场情况，将组合支架拆分成一个个独立的支架。不得修改安全壳机械贯穿件前后第一个支吊架的功能和结构形式。对于设备出口的第一个支架和对于核安全级有抗震要求的支架的修改要交原设计进行力学核算。

（2）支架位置的改变。现场由于在支架原设计位置有其他物项干涉需要对支架位置进行变动时，要遵循支吊架设计参考原则，严格控制支架的移动距离，尽量避免将水平管段上的支架移动到竖直管段上（或反之）。在水平管道上的支吊架应控制一定的间距，以防止管道产生过大的弯曲应力、剪应力以及弯曲挠度；垂直管道上的支吊架也要控制间距，以防止管道因各种載荷组合产生的过应力；对于容易产生振动的管道也需控制间距，以调整管道的固有频率。除此之外，还要考虑厂房土建结构是否适合支吊架的生根，以及是否会给附近管道、设备、通道、和其他工种（通风管、电缆桥架钢平台立柱等）带来干扰、碰撞。

（3）支架的取消和增加。在现场安装过程中，有些非RCC-M规范级、非安全级和无抗震要求的管道支吊架在确实无安装空间的情况下，且前后不远处均有支架，可以考虑取消该支架。但核级支吊架原则上不能取消，如果由于管道走向的修改而确实无法安装需要取消支架，一般要提交设计院力学专业进行力学核算。

对于新增管线，则需要同时考虑增加支架。管道改动过大，管线上的支吊架已不满足支吊架设计参考原则，则也需要考虑增加支架。由于很多阀门在实现国产化的同时，大小和重量也有了很大变化，这时我们就要考虑增加支架来支撑阀门。

3 焊接问题

对焊接问题的处理要和焊接专业的设计人员多沟通，同时参考设计院相关技术要求：

（1）避免焊缝相互交叉。

（2）应尽量保证承压和非承压部件上的开孔和焊缝离主焊缝的距离大于下列两值中的小者：组焊部件中较厚部件壁厚的两倍；40mm。此距离指主焊缝边缘与开孔或焊缝边缘之间的距离。

（3）如果不满足上述两条规定，则应做出说明该设计原因及确保制造质量而采取措施的书面报告。所采取的措施不应影响原已规定的无损检验。

（4）两条对接焊缝间的距离，不应小于3倍焊件的厚度，需焊后热处理时，不宜小于6倍焊件的厚度。且应符合下列要求：公称直径小于50mm的管道，焊缝间距不宜小于50mm；公称直径大于或等于50mm的管道，焊缝间距不宜小于100mm。

（5）管道的环焊缝不宜在支架与管道之间的管托的范围内，需热处理的焊缝从外侧距支架边缘的净距易大于焊缝宽度的5倍，且不应小于100mm。

（6）焊缝应尽量远离几何形状不连续处。此外对于管道对接焊缝出现的“马蹄口”的问题要坚决杜绝。

4 材料代用问题

材料代用的问题要和材料专业的设计人员多沟通。原则上是允许以高级别材料代替低级别材料，如果以低级别的材料代替高级别的材料，则需要用高级别材料的标准进行复验。比如用Q235-B代替Q235-C，则需要用Q235-C的标准对Q235-B进行复验。如果是高级别的材料代替低级别的材料，则需由同壁厚的高一级别的材质代替低一级别，相同材质不小于原管道壁厚的无缝钢管代替有缝钢管。对于特别重要的管道和支架材料代用，可发回设计院，由原设计给出意见。

5 孔洞封堵问题

对于孔洞的封堵，一般是参照各厂房孔洞表文件，文件里包括孔洞或套管编号及相关的土建结构信息，穿过孔洞或套管的物相及相关信息，以及对孔洞或套管进行封堵的不同要求。但是在现场，也有部分孔洞的封堵形式在厂房空洞表文件里未被列入，这就需要我们依照核岛防火分区图、辐射分区图、防水淹分区图对在空洞表中没有编号的空洞现场确定封堵类型。个别孔洞无需封堵，可堵可不堵的孔洞最好封堵，封堵类型可以参照同一房间或同一面墙上其他孔洞的封堵类型。对于需要封堵的空洞里安装有支架的情况，可避开支架只对孔洞的一端进行封堵，但封堵厚度要满足封堵文件中规定的封堵效果的最低要求。而对于反应堆厂房特殊支架在孔洞内的情况，因为特殊支架只有在事故工况下才起作用，生物封堵不会影响支架功能的实现，所以可对孔洞进行完全生物封堵。

6 管道保温问题

管道的保温分两类，一类是热保温，主要是对在运行中表面温度高于50°C的管道进行保温，减少管道在运行中介质热损耗和防止介质凝结；一类是冷保温，主要为了防止或减少周围环境中热量传入低温管道内部，防止低温管道外壁表面凝露。工艺管道冷保温主要用于核岛冷水系统和电气厂房冷水系统。为了便于安装操作和适应现场条件，安装公司可现场解决保温适应性问题，因安装困难而发生保温相互干涉的情况下，保温厚度允许局部减薄，但所减薄区域必须限制在尽可能小的区域内，并且距离干涉位置每边不能超过100mm。

参考文献

[1]工程公司企业标准.管道等级表及管道分支要求[S].

[2]工程公司企业标准.管道焊接接头选用[S].

[3]工程公司企业标准.EM6保温预制和安装总体技术要求[S].