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摘要：设备接管的布置设计是整个工艺管道布置设计中尤为重要的一环，是其他工艺管道布置设计的前提和基础。本文针对国内具有自主知识产权的先进核电站工艺管道布置设计，首先对核岛工艺管道布置设计要求进行说明，再根据工艺管道布置设计要求对某系统除盐器接管0011做初步布置设计，力学计算分析，确定除盐器接管的设计修改方案，最终完成除盐器接管0011的布置设计。归纳总结出适用工艺设备接管布置设计方案及处理方法
关键词： 核电厂 工艺设备 接管 力学分析 设计
引言
核电厂工艺管道布置设计应能满足所有运行工况下的工艺要求和安全要求，也要满足安装、维修、在役检查和环境条件的要求;核岛工艺管道布置设计应统筹规划尽可能做到安全、经济并且便于施工、操作维修;核岛工艺管道布置设计应符合相关法规、标准规范及相关技术规定。
1.核电厂工艺设备接管布置设计基本要求
1.1核岛工艺管道布置设计优先布置安全级管道，在布置设计中应将抗震管道布置在非抗震管道上方，同时应保证管道布置整齐有序，并考虑支撑的可能性及合理性;
1.2管道穿墙、楼板时，开洞的大小应不小于管道管径或者保温层外壁加50mm，当穿孔等的管道有热位移，开洞的孔径应该适当增大，管道焊缝不能设置在孔洞内。
1.3核岛工艺管道布置设计应尽量减少高低点，弱布置中存在高低点，应考虑在管道上设置排水和放气点，当管道中的介质是有害、腐蚀或者危险流体时，其管道不应布置在排管的最上层，以避免事故情况下有害物质侵蚀下面的管道。
1.4管路系统中应防止出现由于刚度较大或者应力较低部分的弹性转移而产生局部区域的应力集中，管道布置设计中应尽可能避免小管道与大管道连接或者与刚度较大的管道连接，而此小管具有较高的应力;局部缩小截面尺寸的管道或者局部采用性能较差的材料。如果上述情况不能避免，应该采用合理的限位装置或者相应措施，以缓和弹性转移现象。
1.5应尽量将高能管道布置在远离安全设备的区域。高能管道应设置防甩击限制器或特殊支架以保护周围其它物项。
1.6抗震管道宜集中布置，抗震管道与非抗震管道应尽量分隔布置、避免交叉;抗震管道上方不应布置非抗震管道;抗震管道不应布置在非抗震的壁面、钢结构区域.
2核电厂工艺设备接管布置设计中的辐射防护
2.1当管道必须从低放射区域穿墙高放射区域，应尽可能将管道窗墙位置设置在距离地面不低于2.2m处，以实现对工作人员的辐射防护，如果必须低于2.2m的高度穿墙，穿墙孔洞必须考虑生物封堵，并且合理布置穿墙孔洞的位置，使得高放射区的源项不能通过孔洞对低放射区的人员形成直线照射。
2.2根据压水堆核电厂核供汽系统布置准则（EJ/T 336），对于输送液体、气体的管道，管道布置设计过程中应考虑一定的坡度，坡度约为0.5%;对于输送带有放射性的介质的管道和疏水管道其坡度应为1%;输送放射性介质的管道应尽可能布置在控制区内并远离人员通道，若无特殊要求尽量缩短管道长度，避免高放射性物质或者颗粒物的聚集，并与非放射性管道分开布置。
2.3对于传输放射性水平较高液体的放射性管道与阀门，布置中应尽量减少管道的长度，控制弯管与阀门的数量，设计中避免出现由于长距离传输、直角弯管、大小接头，或者死管段，承插焊等易于放射性物质沉积并难于去污的连接方式。
3. 某除盐器接管0011布置设计修改方案及验证
3.1某除盐器设备接管0011设计，0011管线相关管线参数，具体参数见表1，
3.2某除盐器接管00111布置修改后模型，详见图1
3.3某除盐器接管0011布置设计修改方案
经过某除盐器接管0011管道应力分析，管道节点688处（支架547.002）热涨过大，且支架功能为GL导向支架，管道热位移无法释放，导致设备接管处载荷超过设备允许载荷，依次尝试了以下4种管道布置设计修改方案：
3.3.1移動支架547.002位置远离设备接口，沿流向移动800mm，修改支架功能为 PL（滑动支架起承重作用），通过移动支架位置及支架功能达到释放管节点688处的热涨;
3.3.2取消支架547.002，通过取消支架是最为彻底的释放管道热涨的一种手段;
3.3.3在管线0011上增加阻尼器或者弹簧支架，利用阻尼器及弹簧支吊架自身的力学性能，满足管道的系统应力要求;
3.3.修改管线0011管道布置设计，在有限的空间内增加管道行程（增加π型弯、Z字型弯），通过增加管道行程释放管道688节点热涨
3.4某除盐器接管0011布置设计修改方案验证
根据3.3节4种管道布置设计修改方案，进行力学分析计算及评价，对某除盐器接管0011布置设计修改方案验证，最终得出结论如下所述：
3.4.1沿流向移动支架547.002（节点688）800mm及修改支架功能为PL，节点688热涨释放了不少，但仍无法满足系统应力要求（设备接管不够长，支架移动距离有限），设备接口载荷变化不大，此方案不满足要求;
3.4.2取消支架547.002，设备接管热涨可以释放，但是管道地震位移过大（管线0011为核级管线），导致设备接管载荷又有明显增加，无法满足设备接管允许载荷;此方案也不满足要求;
3.4.3通过在管道0011上增加阻尼器或者弹簧支吊架，经力学验证设备接管载荷满足系统应力要求，但是阻尼器及弹簧支吊架自身体积较大，受到除盐器设备间空间及周围管道布置环境影响，支架无法完成安装，此方案也无法实现;
3.4.4通过修改管道0011管道布置，在管道布置路径上增加了Z字型弯，在有限空间增加管道行程（如图1所示），进行力学计算分析，设备接管节点1、88、101、208处的载荷值均在设备接管允许载荷值范围之内，管线0011的系统应力满足设计要求，此方案可行。
通过对上述提出的4种管道布置设计修改方案的力学分析及对比，选择方案4为管线0011设计修改的最佳方案.
4核电厂工艺设备接管布置设计修改方案总结
通过对某除盐器接管0011的布置设计修改，可根据上述描述归纳几点设计修改方案用在工艺管道布置设计中去，具体设计修改方案如下：
4.1在工艺管道布置设计中，设备接管上的靠近设备口的支架添加导向支架（承重）、滑动支架（承重）、弹簧支吊架即可;
4.2在工艺管道布置设计中，连接设备的管道布置最好出现π型弯、Z字型弯（设备接管允许载荷特别小、管道温度高或者管道级别高的管线）;
4.3在工艺管道布置设计中，对于管道温度特别高的管道可以考虑在支架布置中增加弹簧支架或者阻尼器（一般情况下不建议使用）。
5结束语
对某除盐器设备接管0011的布置、力学性能分析，并对提出的管道布置设计修改方案分析及评价，选择出了最适合除盐器接管0011的布置设计方案，使得除盐器接管0011在设计修改后系统应力得到了明显的改善，满足管线系统应力要求。希望通过本文的阐述对日后设计工作的开展具有一定的指导性和实用性。对日后核电厂工艺管道阻尼器设计工作的开展具有一定的指导性和实用性。
参考文献
1.RCC-M（2007年版） 压水堆核岛机械设备设计和建造规则
2.HAD102/01核电厂设计总的安全原则
3.福建福清核电厂一期工程标准支吊架手册
4.唐永进.管道力学分析[M].北京：中国石化出版社.2003
关键词： 核电厂 工艺设备 接管 力学分析 设计
引言
核电厂工艺管道布置设计应能满足所有运行工况下的工艺要求和安全要求，也要满足安装、维修、在役检查和环境条件的要求;核岛工艺管道布置设计应统筹规划尽可能做到安全、经济并且便于施工、操作维修;核岛工艺管道布置设计应符合相关法规、标准规范及相关技术规定。
1.核电厂工艺设备接管布置设计基本要求
1.1核岛工艺管道布置设计优先布置安全级管道，在布置设计中应将抗震管道布置在非抗震管道上方，同时应保证管道布置整齐有序，并考虑支撑的可能性及合理性;
1.2管道穿墙、楼板时，开洞的大小应不小于管道管径或者保温层外壁加50mm，当穿孔等的管道有热位移，开洞的孔径应该适当增大，管道焊缝不能设置在孔洞内。
1.3核岛工艺管道布置设计应尽量减少高低点，弱布置中存在高低点，应考虑在管道上设置排水和放气点，当管道中的介质是有害、腐蚀或者危险流体时，其管道不应布置在排管的最上层，以避免事故情况下有害物质侵蚀下面的管道。
1.4管路系统中应防止出现由于刚度较大或者应力较低部分的弹性转移而产生局部区域的应力集中，管道布置设计中应尽可能避免小管道与大管道连接或者与刚度较大的管道连接，而此小管具有较高的应力;局部缩小截面尺寸的管道或者局部采用性能较差的材料。如果上述情况不能避免，应该采用合理的限位装置或者相应措施，以缓和弹性转移现象。
1.5应尽量将高能管道布置在远离安全设备的区域。高能管道应设置防甩击限制器或特殊支架以保护周围其它物项。
1.6抗震管道宜集中布置，抗震管道与非抗震管道应尽量分隔布置、避免交叉;抗震管道上方不应布置非抗震管道;抗震管道不应布置在非抗震的壁面、钢结构区域.
2核电厂工艺设备接管布置设计中的辐射防护
2.1当管道必须从低放射区域穿墙高放射区域，应尽可能将管道窗墙位置设置在距离地面不低于2.2m处，以实现对工作人员的辐射防护，如果必须低于2.2m的高度穿墙，穿墙孔洞必须考虑生物封堵，并且合理布置穿墙孔洞的位置，使得高放射区的源项不能通过孔洞对低放射区的人员形成直线照射。
2.2根据压水堆核电厂核供汽系统布置准则（EJ/T 336），对于输送液体、气体的管道，管道布置设计过程中应考虑一定的坡度，坡度约为0.5%;对于输送带有放射性的介质的管道和疏水管道其坡度应为1%;输送放射性介质的管道应尽可能布置在控制区内并远离人员通道，若无特殊要求尽量缩短管道长度，避免高放射性物质或者颗粒物的聚集，并与非放射性管道分开布置。
2.3对于传输放射性水平较高液体的放射性管道与阀门，布置中应尽量减少管道的长度，控制弯管与阀门的数量，设计中避免出现由于长距离传输、直角弯管、大小接头，或者死管段，承插焊等易于放射性物质沉积并难于去污的连接方式。
3. 某除盐器接管0011布置设计修改方案及验证
3.1某除盐器设备接管0011设计，0011管线相关管线参数，具体参数见表1，
3.2某除盐器接管00111布置修改后模型，详见图1
3.3某除盐器接管0011布置设计修改方案
经过某除盐器接管0011管道应力分析，管道节点688处（支架547.002）热涨过大，且支架功能为GL导向支架，管道热位移无法释放，导致设备接管处载荷超过设备允许载荷，依次尝试了以下4种管道布置设计修改方案：
3.3.1移動支架547.002位置远离设备接口，沿流向移动800mm，修改支架功能为 PL（滑动支架起承重作用），通过移动支架位置及支架功能达到释放管节点688处的热涨;
3.3.2取消支架547.002，通过取消支架是最为彻底的释放管道热涨的一种手段;
3.3.3在管线0011上增加阻尼器或者弹簧支架，利用阻尼器及弹簧支吊架自身的力学性能，满足管道的系统应力要求;
3.3.修改管线0011管道布置设计，在有限的空间内增加管道行程（增加π型弯、Z字型弯），通过增加管道行程释放管道688节点热涨
3.4某除盐器接管0011布置设计修改方案验证
根据3.3节4种管道布置设计修改方案，进行力学分析计算及评价，对某除盐器接管0011布置设计修改方案验证，最终得出结论如下所述：
3.4.1沿流向移动支架547.002（节点688）800mm及修改支架功能为PL，节点688热涨释放了不少，但仍无法满足系统应力要求（设备接管不够长，支架移动距离有限），设备接口载荷变化不大，此方案不满足要求;
3.4.2取消支架547.002，设备接管热涨可以释放，但是管道地震位移过大（管线0011为核级管线），导致设备接管载荷又有明显增加，无法满足设备接管允许载荷;此方案也不满足要求;
3.4.3通过在管道0011上增加阻尼器或者弹簧支吊架，经力学验证设备接管载荷满足系统应力要求，但是阻尼器及弹簧支吊架自身体积较大，受到除盐器设备间空间及周围管道布置环境影响，支架无法完成安装，此方案也无法实现;
3.4.4通过修改管道0011管道布置，在管道布置路径上增加了Z字型弯，在有限空间增加管道行程（如图1所示），进行力学计算分析，设备接管节点1、88、101、208处的载荷值均在设备接管允许载荷值范围之内，管线0011的系统应力满足设计要求，此方案可行。
通过对上述提出的4种管道布置设计修改方案的力学分析及对比，选择方案4为管线0011设计修改的最佳方案.
4核电厂工艺设备接管布置设计修改方案总结
通过对某除盐器接管0011的布置设计修改，可根据上述描述归纳几点设计修改方案用在工艺管道布置设计中去，具体设计修改方案如下：
4.1在工艺管道布置设计中，设备接管上的靠近设备口的支架添加导向支架（承重）、滑动支架（承重）、弹簧支吊架即可;
4.2在工艺管道布置设计中，连接设备的管道布置最好出现π型弯、Z字型弯（设备接管允许载荷特别小、管道温度高或者管道级别高的管线）;
4.3在工艺管道布置设计中，对于管道温度特别高的管道可以考虑在支架布置中增加弹簧支架或者阻尼器（一般情况下不建议使用）。
5结束语
对某除盐器设备接管0011的布置、力学性能分析，并对提出的管道布置设计修改方案分析及评价，选择出了最适合除盐器接管0011的布置设计方案，使得除盐器接管0011在设计修改后系统应力得到了明显的改善，满足管线系统应力要求。希望通过本文的阐述对日后设计工作的开展具有一定的指导性和实用性。对日后核电厂工艺管道阻尼器设计工作的开展具有一定的指导性和实用性。
参考文献
1.RCC-M（2007年版） 压水堆核岛机械设备设计和建造规则
2.HAD102/01核电厂设计总的安全原则
3.福建福清核电厂一期工程标准支吊架手册
4.唐永进.管道力学分析[M].北京：中国石化出版社.2003