台山EPR(欧洲压水堆)核岛辅助设备设计流程简介与分析

摘要：主要介绍第三代EPR（欧洲压水堆）台山核岛辅助设备的初步设计及设计审查过程，包括设计输入及接口、设计文件输出、设备详细设计及审查

关键词：核岛辅助设备 初步设计 接口 详细设计 设计审查

1. 设计输入及相关接口

在EPR项目里核岛辅助设备设计的首要任务就是确定设备设计的初始条件和要求，同时也需要在其他专业和部门的协调下共同完成任务，以下介绍具体的执行步骤。

1.1 “Work Order” 的填写

设计输入的第一步就根据有关要求和规定，填写一个“Work Order”表格，此表格就是一个工作指令，表明设备的初步设计工作正式开始。将填完后的“Work Order”发给信息文档管理部门，该部门将会在 “Documentum” 文件系统里创建一个叫“Data Sheet”和“Requisition File”文件模板，由此开始设备初步设计的流程。

1.2设备初步设计和所涉及的接口部门

设备专业在完成上述第一步工作后，在接下来的流程中要涉及到其他一些部门，并与之协作，同时以设备专业为主共同完成“Data Sheet” 和“Requisition File”的编制任务，涉及的接口部门如下：

系统专业;

布置专业;

管道专业;

力学专业。

设备专业主要依据上述各接口部门提供的信息完成“Data Sheet”第二部分的内容，“Requisition File”内容基本上由设备专业完成。

各接口部门的主要任务如下：

系统专业：

为设备专业提供设备初步设计所需要的各类原始条件和要求，以便设备专业为设备下一步的详细设计提供依据和要求，主要完成“Data Sheet”中第一部分的内容，具体如下：

设备分级（功能、机械、质量、地震及清洁度级别）;

总的设计要求（极限工作压力、极限工作温度、材料类型等）;

操作条件（介质、极限操作压力、极限操作温度、最大填充容积等）;

系统特别功能的描述;

管口表;

外部和内部危害引起的载荷状况（设计地震、空袭、地震等工况）;

各种工况下的载荷情况、应力水平以及有关要求;

特别要求（除盐）;

布置专业：

该专业根据设备所在房间的大小为设备部门提供设备的外形极限尺寸、设备主要接口位置等要求。

管道专业：

管道专业主要负责校核与设备接管相连接管道的参数，具体内容如下：

管道尺寸（外径，壁厚）;

管道材料。

力学专业：

主要负责提供设备管嘴的接管载荷（即管道在各个工况下施加给设备接管管嘴的作用载荷），当接管载荷在管道分析工程师和设备分析工程师之间取得一致时，接管载荷可以作为管道力学计算的许用载荷和设备力学分析的设计载荷使用。

2.设计文件输出

设计文件的输出主要是“Data Sheet”和“Requisition File”这两个文件，但是两者针对性不同。

其中“Data Sheet”是由系统专业和设备专业提供设备详细设计的初始条件和要求，如系统参数、设备初始外形尺寸、接管载荷和楼层反应谱等。“Data Sheet”主要分为两部分，其中第一部分由系统工程师填写，主要包括设备在系统中的作用、设备运行的外部条件（所在房间、温度、压力、湿度等）、设备与系统接口（接管表）以及設备的载荷状况和应力等级等。第二部分是由设备工程师填写，主要包括设备基本外形尺寸、设备材料（推荐）、设备外形图和设备接管载荷等。

而“Requisition File”作为设备规格书的补充，主要针对某一类设备（结构、材料或功能具有相似性）的采购和制造的。“Requisition File”从质保体系、供货范围、文件体系、设备的设计、制造、检验和验收、供应商提交文件等方面作了详细规定。

3.设备详细设计

3.1 设计方案的确定

设备的详细设计者主要依据 “Data Sheet”和“Requisition File”和相应的“Specification”以及所采用的标准规范从设备的结构、材料、制造工艺、检验、验收及包装运输等方面确定设计方案，待方案确定后再进一步开展深入设计。

3.2设备工艺计算

一般情况下设备的工艺计算主要指换热器的热工水力计算，是设备能否满足所规定功能要求的基本保障。由于工艺计算没有统一的强制标准，因此各设计者可依照公认的计算公式和理论进行计算，也可按照合同推荐的方法进行计算。通过热工水力计算能够初步确定设备的主要几何结构和相应尺寸参数，为后续强度计算提供必要的基础数据。

3.3设备强度计算

设备强度计算是设备设计工程中一个非常重要的环节，是设备是否能满足核电站安全要求的基本保证。设计者主要以 “Data Sheet”和“Requisition File”中所含设计要求部分作为基本输入条件，对设备进行强度计算。强度计算一般分两个步骤，首先是按“Specification”和适用标准规范进行初步强度计算以确定设备的几何参数，然后依据此参数和设备的其他已知条件开展详细的应力分析计算，由此判断设备是否满足安全要求并最终确定设备所有结构和尺寸参数。

3.4设备设计外部审查和批准

从设备的详细设计开始到最终批准要经过几个阶段：设计图纸、计算书和相关配套技术文件的审查、技术问题的澄清、审查意见回复和澄清、技术文件的修改和升版、修改后的再审查及设计文件的最终批准。

3.5 设计审查范围

设备图纸

工艺计算书（如果有）

强度计算书（含应力分析报告）

配套的其他技术文件

其他相关专业审查

3.6 设计审查的基本内容

审查人员应从以下几个关键方面去审查，这样才能抓住重点，确保设计质量。以下主要从设计图纸和强度计算书两个方面简述审查内容：

设备设计采用标准是否符合数据表和设备规格书要求;

设备分级和技术特性参数是否满足数据表的要求;

设备主要材料是否满足数据表和设备规格书要求;

设备强度计算说采用的方法和公式是否满足标准规定的条件，计算是否全面，所选用的参数是否合理，计算结果是否正确;

设备各接口布置是否满足数据表的要求;

设备总图外形尺寸及结构是否满足数据表要求;

设备的详细结构设计是否合理，是否满足功能需求;

设备上筒体和封头的拼接焊缝数量和位置设置是否合理;

接管端部焊接连接坡口型式和尺寸是否满足相关规程要求;

主要焊接接头型式是否满足设备规格书的要求;

技术要求是否满足相关标准规范和规格书的要求，是否合理和正确;

明细表中零件和部件数量与图示是否一致;

图纸的版本和状态是否正确;

设备编码及名称是否正确;

设备是否完整，满足供货范围要求。

4.结论

通过以上描述，仅就核岛辅助设备，可以大概了解到设备设计前期是如何开展准备工作，如何在通用性标准的基础上根据项目要求编制更为具体明确，更具可操作性的相关技术文件，将标准规范和项目、设备设计有机的结合;也了解到设备初步设计与各接口之间的相互联系，如何根据各接口提供的信息完成设备初步设计，如何审查详细设计文件。对核岛辅助设备设计工作具有指导意义。

作者简介：李萌，女，高级工程师。1994年毕业于四川轻化工大学，工学学士。现从事核岛设备研制工作