核电站室外埋地管线设计管理与改进建议

2021-11-23 22:46唐丹
商品与质量 2021年5期
关键词:构筑物厂区核电站

唐丹

中核集团三门核电有限公司 浙江三门 317112

核电站室外埋地管线是一个复杂、庞大和重要的系统工程,同时也是组成水、电、气完整系统的重要组成部分。室外管线综合设计根据总平面布置、管线性质、管内介质、布置要求和施工维修等因素确定,除考虑管线本身的布置要求外,还应妥善处理好管线与其他建/构筑物和设施的平面和竖向碰撞关系,使管线在平面与竖向上的布置设计更加安全、合理、协调。

在设计过程中,各厂房首先明确接口需求和接口位置等信息,工艺、给排水、电气、通信等专业根据这些需求,结合电厂总平面布置,开展相应配套管线和管沟的布置设计,总图专业人员最终汇总室外管线设计资料,牵头处理平面和竖向冲突问题后,确定厂区管线综合布置方案。

核电站室外埋地管线极为复杂,需要在有限的空间内合理布置管线走向和埋深,为电厂系统的安全运行提供可靠保证,这就要求重视核电站室外埋地管线的设计管理工作,提前介入并做好过程控制。另外核电站室外管线施工周期长,应适当延伸设计管理工作范围,加强与施工管理部门沟通和配合,确保现场按照设计意图实施。

1 核电站室外埋地管线介绍

1.1 埋地管线布置设计原则

厂区管线综合布置应结合总平面布置、管线特性和施工维修等要求统一规划,使管线之间、管线与建/构筑物之间在平面与竖向布置上协调紧凑。厂区主要管沟布置短捷、顺直,与建/构筑物尽量平行布置。

在确定各管线敷设方式时,应考虑厂容的要求,采用埋地敷设、集中布置和共沟敷设。管线不应布置在建筑物、构筑物及预留发展用地范围内,同时应考虑管线施工和检修开挖对建/构筑物的影响。

1.2 核电站室外埋地管线种类

三门核电一期工程按照管线尽量地下布置的原则进行设计,采用直埋、可通行管廊和管沟等敷设方式,主要管线种类如下:

埋深较深或重力式管线(沟)包括:循环水泵房至汽机房、汽机房至排水口的循环水进水和排水管道/管沟,敷设管道和电缆的综合管廊,靠重力流的雨水排放管线和污水排放管线。

水系统相关工艺管线在厂区布置范围最广,主要包括:生活水、生产水、消防水等给水管线,主厂房生产废水和含油废水管线,放射性废液排放管线,硼酸和除盐水管线,海水淡化原水管线,反渗透浓水排放管线,加氯系统的海水进水管线和次氯酸钠管线等。

气体系统相关工艺管线包括:低压氢气、低压氮气、高压氮气、二氧化碳和压缩空气管线,以及辅助蒸汽管沟和管线等。

厂区电气和通信管线主要包括220kV 电缆沟、500kV 气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)沟道、柴油机燃油系统应急泄油管线、过道路段的电缆排管、道路照明与接地,以及通信系统、实物保护系统、火灾探测及报警系统相关的室外预埋管等。

2 三门核电室外埋地管线问题处理

为满足现场施工进度和保证厂区埋地管线图纸的完整性,三门核电业主开展图纸清单的清理和跟踪工作,及时掌握图纸状态,并对主要接口坐标等信息进行审查,有效保障施工进度。在建安过程中仍然遇到了几类问题,具体如下:

2.1 设计接口问题导致管线与构筑物冲突

三门核电一期工程室外埋地管线由多家设计院负责,在施工过程中发现由于设计接口信息交换不充分,导致埋地管线与构筑物在平面或竖向布置上存在冲突:雨排管线与辅助锅炉房基础承台在平面布置上存在冲突;给水管道与220kV 电缆沟结构位于同一标高,管道无法交叉穿过。最终调整雨排管线布置避开基础承台,调整给水管道标高改从电缆沟下部穿过[1]。

2.2 设计需求问题导致设计文件提交滞后

核岛厂房新增生活水的用水需求后,需要从常规岛侧管廊内引出生活水管道至核岛厂房,而当时该区域地面设施已施工完成,并回填至厂区地坪标高,最终采取在地面增设支墩,管道外加保温后明装的方式;重件道路区域面积较大,下雨天容易产生积水,而雨排管线施工图纸提交时,重件道路已经竣工,最终通过调整雨排管道埋深,适当减少了混凝土的凿除工程量[2]。

2.3 管线设计信息不一致或不完善

一期工程管线设计图纸覆盖的范围没有进行划分,两张设计图纸中均有废水处理厂房北侧的雨排管线布置设计,但雨水管的管径要求不一致,给现场施工带来困惑,后协调设计院予以澄清并修改图纸。另外在主厂区雨水管线布置图中,未提供实体保卫集水坑的尺寸、排水管的材质和坡度等详细信息,后协调设计院补充提供。

2.4 施工组织原因导致无法按图施工

1 号机组西侧生活、生产、消防水管道原设计从综合管廊底部穿过,因现场施工组织不善,综合管廊施工时未能梳理出该区域管线并提前施工,导致给水管道无法按图施工,后通过调整给水管道的布置绕过综合管廊。

3 室外埋地管线设计管理改进建议

3.1 加强对设计方的监督和检查

核电站设计通常由多家设计院共同完成,管线设计前应完成所有接口信息的交换和确认,以避免管线布置冲突。因此,需要加强接口文件的审查,定期组织设计联络会,协调解决接口提资和布置问题,并对接口信息交换质量进行监督检查。设计文件提交后,重点审查接口坐标是否准确,以及交叉段标高是否冲突等,对审查发现的问题及时反馈给设计院。

3.2 优化管线设计管理的方式和方法

由于核电站室外埋地管线涉及土建、工艺、电气和仪控等多个专业,建议安排统筹和牵头的专业人员,对全厂各专业主要埋地管线有总体的掌握,有利于在问题处理中考虑更加全面,使管线布置方案更加合理[3]。

对于管线密集区域可考虑采用分区、分段设计,能够方便设计图纸的查找和使用,现场施工时也不容易遗漏。另外应加强与各方的沟通、及时整理和更新图纸清单、协调提供管线综合布置图、做好施工前的设计交底工作,使施工人员真正理解设计意图和相关区域的管线详细布置情况。施工过程中配合处理现场问题,对于施工单位发起的不符合项等应严格审查和控制,确保工程质量。

3.3 优化和完善室外埋地管线(沟)设计

在管沟设计时应充分考虑运行和维修的使用需求,对于人员频繁进入的管沟,应合理选择盖板材质便于人员开启;管沟内还应考虑在底部设置坡度和集水井等排水措施,及时将雨水排出。对于较为封闭的管沟,还应考虑设计机械通风或设置足够的人孔/通风井。

核电站对系统运行的可靠性要求较高,应合理选择室外埋地管道的材质,埋地管道应采取可靠的连接方式。放射性废液直埋管线出现破损后影响大且查找泄漏点困难,建议条件允许的区域设置沟道再敷设管线。

3.4 提前规划后续机组的管线布置和接口

核电厂址通常布置有多个机组,分批建设,而部分厂房为全厂共用,因此在前期机组的埋地管线设计时应充分考虑后续机组的需求。总平面规划预留后续机组管线的布置空间,预留的接口位置应方便后续机组的接入,相应管沟等构筑物适当向后续机组延伸,避免距离过近,开挖施工对已运行的机组造成影响。

3.5 合理安排埋地管线施工顺序

埋深较深的管线/管沟和吊装场地通常会较早安排开展施工,为满足施工需求和避免重复开挖,该区域的所有地下管线设计应提前完成。现场施工管理者应该从全局出发,分析该区域的埋地管线布置和标高情况,合理安排施工顺序。

4 结语

核电站室外埋地管线是电厂总体设计的重要组成部分,也是电厂安全、稳定运行不可或缺的一部分。室外埋地管线设计与机组堆型、厂址条件、总平面布置、工艺方案等密切相关,合理的管线综合设计方案需要充分考虑多方面的因素。

设计方提供高质量的管线综合设计,施工单位充分理解设计意图并合理安排施工顺序,业主方全过程参与审查、监督和协调解决问题,各方共同参与和密切配合,才能将核电站室外埋地管线工程真正做好。

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