核電站主泵改型核輔助系統(tǒng)的支吊架布置設(shè)計(jì)研究

摘 要：本文的研究以某工程為背景，這項(xiàng)工程因?yàn)橹鞅酶男褪沟煤溯o助系統(tǒng)支吊架需要新增和修改，文章的闡述與分析與該工程實(shí)例相結(jié)合，以相關(guān)設(shè)計(jì)條件和規(guī)范為基礎(chǔ)，提出了對(duì)支吊架進(jìn)行布置和設(shè)計(jì)的原則，并對(duì)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問(wèn)題展開(kāi)討論，完善支吊架設(shè)計(jì)方案，希望本文的研究可以為以后的核級(jí)管道設(shè)計(jì)和布置提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：核電站主泵；核輔助系統(tǒng)；支吊架；布置

中圖分類號(hào)： TL374 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）04（a）-0000-00

在核電廠管道設(shè)計(jì)中，管道支吊架是其中的重要組成部分，對(duì)于管道來(lái)說(shuō)，它起到了支承和固定的作用，對(duì)管系和設(shè)備的受力進(jìn)行控制，從而有效保證設(shè)備與管道的安全運(yùn)行。某工程使用的主泵是由德國(guó)KSB公司供貨，與參考電站相比，核輔助系統(tǒng)管道的主泵上的管口方位存在較大差異，所以管道在設(shè)置過(guò)程中的改動(dòng)會(huì)比較大，需要對(duì)相關(guān)支吊架進(jìn)行重新的設(shè)計(jì)，進(jìn)而使實(shí)際要求得到滿足。文章基于以上背景，加上與工程實(shí)例相結(jié)合，對(duì)核電站主泵改進(jìn)核輔助系統(tǒng)的支吊架布置與設(shè)計(jì)展開(kāi)進(jìn)一步的分析與研究，下面就讓我們一同進(jìn)入本文的分析與探討之中。

1主泵改進(jìn)新增支吊架

本工程使用的主泵由德國(guó)KSB公司供貨，其主泵方案設(shè)計(jì)與原有電站中使用的主泵設(shè)計(jì)方案存在很大的變化，所以在管道設(shè)計(jì)中也會(huì)相應(yīng)的出現(xiàn)一系列的變化，同時(shí)新增200多個(gè)管道支吊架。

2主泵新增改進(jìn)支吊架位置設(shè)計(jì)

在確定管道支吊架位置時(shí)應(yīng)該堅(jiān)持以下原則：

2.1保證最大間距

管道承重架不能比支吊架最大間距大。這里所指的支吊架最大間距是以剛度和強(qiáng)度等條件來(lái)決定的。

2.2考慮熱脹應(yīng)力

對(duì)熱脹應(yīng)力產(chǎn)生的影響進(jìn)行綜合考慮，使設(shè)備管口的受力得到減小，同時(shí)支吊架要保證與設(shè)備管口之間的距離。德國(guó)KSB公司提供的主泵軸封注入由RCV系統(tǒng)來(lái)完成，RCV管道與主泵管口連接，要同時(shí)考慮兩方面的條件，首先要考慮柔性要使熱脹應(yīng)力得到滿足，其次要使剛度滿足工況的實(shí)際需求。如果RCV同時(shí)具有足夠的柔性，那么便可以對(duì)其進(jìn)行π形布置，如果在布置的過(guò)程中獎(jiǎng)管道從主泵管口水平接出，那么泵體本身會(huì)因?yàn)闊釢q而發(fā)生位移，管口因?yàn)槭艿綗崦洃?yīng)力不能通過(guò)，只有對(duì)承重支吊架位置進(jìn)行確定，才能使設(shè)計(jì)過(guò)程得到順利進(jìn)行，另外因?yàn)槭艿搅吮每诮庸芎奢d的限制，承重架位置不要與管口之間距離過(guò)近。2.3考慮事故工況

對(duì)事故工況的影響進(jìn)行充分考慮，使設(shè)備管口受力得到減小，在角度設(shè)置時(shí)對(duì)減振支吊架進(jìn)行必要的設(shè)置。

2.4有效減振

使用金屬軟管對(duì)振動(dòng)的傳遞進(jìn)行阻止或者消弱，最終達(dá)到有效減振的作用。

2.5設(shè)置管道組成件

在管道組成件（集中荷載比較大的）附近對(duì)承重架進(jìn)行必要的設(shè)置。

2.6設(shè)置承重架

承重架在垂直段中心以上或者垂直彎頭附近設(shè)置，如果垂直段太長(zhǎng)可以對(duì)導(dǎo)向架進(jìn)行增設(shè)。

2.7考慮支撐點(diǎn)位置

對(duì)支撐點(diǎn)位置進(jìn)行優(yōu)先考慮，管道是對(duì)支撐點(diǎn)的優(yōu)先選擇位置，在維修過(guò)程中不能將其拆卸到直管上。

3新增管道支吊架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

首先，應(yīng)該結(jié)合支吊架的荷載、位移等情況對(duì)支吊架結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定；其次，要對(duì)主要受力部件進(jìn)行確定，從荷載和剛度等方面對(duì)主要受力部件是否可以使要求得到滿足進(jìn)行核查；最后，結(jié)合支吊架荷載的實(shí)際情況對(duì)應(yīng)力限值進(jìn)行計(jì)算和判定。

3.2通過(guò)O、A、B級(jí)準(zhǔn)則對(duì)載荷進(jìn)行設(shè)計(jì)

一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)力在判斷時(shí)是比較保守的，采用O、A、B級(jí)準(zhǔn)則對(duì)應(yīng)力進(jìn)行判定。首先，線性支撐件的剪切與拉伸應(yīng)在許用值范圍內(nèi)；其次，板殼型支撐件薄膜和彎曲應(yīng)力應(yīng)在許用值范圍之內(nèi)；第三，螺栓緊固件應(yīng)力應(yīng)在許用值范圍之內(nèi)；第四，與焊縫應(yīng)力系數(shù)相比，支吊架支撐件的應(yīng)力（最大情況）應(yīng)小一些。

為了對(duì)支吊架計(jì)算過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化，通常情況下需要對(duì)荷載進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)采用D級(jí)準(zhǔn)則對(duì)其進(jìn)行評(píng)定；如果不能通過(guò)該項(xiàng)準(zhǔn)則，則需要再結(jié)合異常情況對(duì)荷載進(jìn)行計(jì)算，然后通過(guò)B級(jí)準(zhǔn)則對(duì)其進(jìn)行評(píng)定；對(duì)事故工況載荷進(jìn)行仔細(xì)計(jì)算，然后通過(guò)D級(jí)準(zhǔn)則對(duì)其進(jìn)行評(píng)定。

3.3具體結(jié)構(gòu)優(yōu)化實(shí)例

在設(shè)計(jì)支撐方式的時(shí)候應(yīng)該使生根部力矩得到減少，并對(duì)其進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。一些特殊支吊架在安裝時(shí)應(yīng)該結(jié)合安裝的具體要求進(jìn)行操作，如果阻尼器傾斜生根的夾角（最?。┦?5°，那么應(yīng)該使阻尼器與墻之間的距離得到相應(yīng)的加大。

4結(jié)語(yǔ)：

本文結(jié)合核電站主泵改進(jìn)輔助系統(tǒng)支吊架修改及新增實(shí)例，針對(duì)管道支吊架具體結(jié)構(gòu)以及實(shí)際設(shè)置等問(wèn)題展開(kāi)了總結(jié)，本次研究過(guò)程中管道布置和管道支吊架設(shè)置都是通過(guò)力學(xué)原理進(jìn)行計(jì)算的，由此來(lái)看可以說(shuō)明其布置過(guò)程存在一定的合理性，與此同時(shí)，新增和修改支吊架的所有涉及均滿足RCCM設(shè)計(jì)要求，加上支吊架本身結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，所以需要通過(guò)ANSYS復(fù)核及計(jì)算，并與RCCM相結(jié)合對(duì)其進(jìn)行判定，希望本文的研究可以為未來(lái)的管道布置與設(shè)計(jì)提供一定的借鑒。

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