核电厂 厂区综合管线布置研究

文/刘海波

随着我国核电站建设项目的不断增加，核能发电的经济性也越来越受到关注。在保证安全的前提下，降低核电项目投资，提高核电站的经济性，增强核电站竞争力，是确保核电项目能够生存并得以发展壮大的必由之路。目前核电厂厂区综合管线基本上都采用综合管廊布置方案，而综合管廊存在投资高，管线施工安装和检修不便等问题。本文将结合某AP1000三代核电厂分别采用综合管架和综合管廊的方案进行研究，以此来降低核电厂厂区管线敷设费用，从而降低核电项目投资。

1. 前言

国家“十三五”电源发展的原则是大力发展新能源，安全稳步发展核电，推进沿海核电建设；有序发展天然气发电，大力推进分布式电站建设；严格发展煤电，加快煤电转型升级。总体上国家大力发展新能源,鼓励多元化能源利用，而核电是唯一能够大规模生产化的清洁能源。

截至2017年底我国已投入商业运行的核电机组已达37台，运行装机容量为3581万千瓦，约占全国电力装机的2.02%。随着我国核电站建设项目的不断增加,在保证安全的前提下，降低核电项目投资，提高核电站竞争力势在必行。

2. 综合管廊在核电厂中的 应用情况

2.1 综合管廊概述

国内核电厂均设置厂区综合管廊，综合管廊是厂区主要工艺管道和电缆的敷设通道，是连接核岛、常规岛及各辅助性设施的纽带。综合管廊内主要布置的管线有厂用水管、消防水管、生活水管、压缩空气管、生产排水管及电缆等。一般管廊断面较大，净尺寸为4.0m×4.0m左右。

2.2 综合管廊的特点

综合管廊的优点是：综合管廊布置在地下，厂区整体景观较好，节约用地，可以减少各种管线直埋的开挖工程量；缺点是：厂区地下综合管廊断面较大，而一般核电厂厂址区域地质情况较好，地下一般为基岩且埋深较浅，综合管廊施工时往往需要进行爆破，开挖难度及石方量较大，整体投资高，对设计和现场施工组织管理影响较大；厂区综合管廊系统比较复杂，需设置通风、消防、照明、监控及逃生通道等系统；管廊内管线施工安装及检修维护不便。

3. 综合管架在我国火电厂的应用情况

3.1 综合管架概述

图1 厂区综合管架

厂区综合管架技术发展成熟、应用较广，石化、冶金、化工、火电厂等行业一直采用综合管架。厂区管架结构一般为钢结构或钢筋混凝土等，跨越人行道时净空一般为2.5m以上，跨越道路时净空一般为5.0m，跨越铁路时净空一般为6.0m以上，综合管架详见图1。

3.2 综合管架的特点

综合管架的布置特点是用地节省、施工安装方便，检修维护条件好；施工挖方工程量小，受地下水的影响较小，有利于文明施工和缩短工期；管线交叉容易解决，与厂区综合管廊相比综合管架不仅可以减少投资，也便于管线的后期检修维护，同时可以减少综合管廊的通风、消防、照明、监控及应急逃生通道的系统设置。

3.3 《 核电厂总平面设计规范》中有关综合管架的说明

《核电厂总平面设计规范》GB/T 50294-2014 中的 7.1.3 的条文解释为：由于综合管架与综合管廊相比具有负挖工作量小、施工工期短、施工方便、便于检修、节约能耗、综合造价低、对厂区其他设施的施工影响小、易于敷设易燃易爆介质管线等优点，因此除了具有核安全功能和工艺要求必需地下敷设的管线外，建议在以后的核电厂建设过程中，可以根据核电厂的厂址条件，经技术、经济比较后，在BOP、常规岛区试用综合管架，逐步积累建设经验。根据该规范不难看出，国家目前也是在鼓励核电厂试用综合管架，并逐步积累建设经验。

4. 综合管廊与综合管架方案的技术经济比较

4.1 某核电厂采用综合管廊的布置方案

综合管廊主要布置的区域为：主厂房区域、循环水泵房及虹吸井区域，总长约2300m，布置详见图2。

图2 厂区综合管廊布置图

图3 厂区综合管廊标准断面图

图4 厂区综合管架布置图

综合管廊内主要布置的管线为厂用水管、消防水管、生活水管、压缩空气、生产排水管及电缆等。一般管廊断面尺寸（净尺寸）为4.0m×4.0m左右。管廊标准断面详见图3。

4.2 某核电厂采用综合管架的布置方案

4.2.1 厂区综合管架规划

综合管架主要布置的区域与综合管廊的布置区域大体一致，除循环水泵房区域和要害区不设综合管架外，其他区域布置均同综合管廊布置方案，综合管架总长约为2150m，布置详见图4。

综合管架方案考虑将原综合管廊内厂用水和消防水管直埋，电缆、压缩空气、除盐水、废水管等采用架空敷设，综合管架宽度为3.5m，净空为5m，管架标准断面详见图5。

厂区跨越实物保护设施的管线，初步考虑采用直埋或者沟道敷设，不设管架，以免管架跨越实物保护设施，如压缩空气、除盐水、废水管采用直埋敷设，电缆采用沟道敷设。

4.2.2 综合管架对核电厂安全运行和日常检修的影响

厂区综合管架一般净空为5m，检修通道附近的管架净空将按运输车辆需求局部抬高，满足日常消防和检修运输车辆的通行要求，同时管架结构在设计时考虑抗风和抗震要求，确保在设计基准内管架结构稳定，不影响核电厂消防安全和运行检修。

图5 厂区综合管架标准断面图

综合管架与综合管廊方案的技术经济比较情况表

4.3 两方案的技术经济比较

从技术上看，综合管架和综合管廊方案均可行，两方案的技术经济比较详见上表。

通过上表比较可以看出，综合管廊布置方案总投资为8510万元，综合管架布置方案总投资为3435万元，采用综合管架方案投资比采用综合管廊方案投资低约5075万，优势相对明显。

5. 结论

综上所述，综合管廊和综合管架两个方案在技术上均安全可行，从投资上看，采用综合管架方案比采用综合管廊方案低约5075万；从施工维护方面考虑，综合管架方案施工安装方便，检修维护条件好，施工工期短，所以综合管架方案优势比较明显，建议在以后的核电厂中试用综合管架，逐步积累建设经验，然后进行推广。

但由于目前国内还没有采用综合管架的核电厂，核电厂采用综合管架还存在哪些问题，需要与核岛院一起继续开展深入地研究及调研工作，适当时候还需组织核安全有关单位进行评审。