核电设备制造中的管道预制

摘要：三代核电工程模块化建造技术，形成了核电设备模块的工厂化预制能力。核电管道工厂化预制，是核电管道生产的主要模式。核电设备制造工程项目是模块化预制厂的典型代表.其中管道焊接车间主要负责核电管道的工厂化预制。 关键词：核电设备制造；管道预制

1、前言

自从20世纪50年代民用核反应堆诞生以来，世界上的核电反应堆经历了很大的发展和变化。第一代反应堆集中了世界上建造的首批原型堆。目前正在运行的是第二代反应堆，主要有美国、欧洲、日本的压水堆(PWR)和沸水堆;俄罗斯设计的轻水堆(VVER);东欧国家的压力管式沸水堆(RBMI)，以及加拿大和印度的坎杜重水堆（CANDU)。第三代反应堆已做好建造的准备，根据需要和各国的情况，2010-2015年期间，第三代反应堆将替代正在运行的第二代。 2、管道预制

第三代反应堆主要目标是要提高现有反应堆的安全性，派生于目前运行中的反应堆。设计基于同样的原理，并在技术上汲取了这些反应堆几十年的运行经验。第三代反应堆的主要优点在于安全性大幅提高，造价降低，寿命长，废物量降低，竞争力提高。

在1992年开始的欧洲压水堆EPIC的研究和设计工作中，安全被作为首要参考因素。加强安全主要表现在，为了进一步降低事故发生概率，增加了安全装置的冗余度，而且非能动安全设计可确保机组在发生事故时仍能正常运行。美国计划2010年建造水冷或气冷堆，中国也有同样的计划。

目前我国在运行核电的装机容量占总装机容量的1.6%左右，根据国家《核电中长期发展规划(2005年-2020年)》，到2020年，这一比例将达到4%。这意味着我国还需要新增约千瓦的装机容量，相当于建造20台千瓦级的核电机组。 AP 1000属第三代革新型先进PWR反应堆。是西屋公司在已开发的非能动先进压水堆AP600的基础上开发研制出来的。AP 1000采用成熟的技术，通过系统简化、减少设备以及采用非能动专设安全设施，显著提升了电厂安全、经济性。其主要特点:

(1)主回路系统和设备设计采用成熟电站设计; (2)简化的非能动设计提高安全性和经济性; (3)建造中大量采用模块化建造技术；

模块化生产是一种运用模块方式使安装工作简易化的施工技术，其优点:缩短安装周期、减少现场工人数量、改进施工的安全性和质量、降低工程费用。实质上就是在核电站设计的时候把建造因素考虑进去，以提高核电站的整体施工建设水平。 AP 1000反应堆核电站内部的很多系统是由完整的模块构成，结构设计独特。每个单堆有178个模块，包含管道系统和其他机械和电气元件，另外还包括大约230个管道装配，所有主管道区域都是模块化构造。在安全壳系统大模块中包括了安全壳系统90%的管道、阀门和仪表，安全壳系统里面所有管道65%是在车间预制好并以模块的形式运输至安装现场。各类管道和支架的预制工作在核电设备预制厂内的管道焊接车间完成。

核电设备制造厂作为核电设备预制生产基地，用来生产第三代反应堆AP 1000

安全壳压力容器、设备模块和结构模块、核电管道及其它核能设施的配套设备，以满足国内大规模核电建设的发展和需求。

核电管道预制车间内年预制反应堆各类碳钢管道20574根，总重1408t;不锈钢管道16052根，总重1 000t;各类管道支吊架1870架，长12m，单根管子最重450kg。

支吊架产品:支吊架产品最大件,单件最重1000吨。

主要工艺说明。各类管道产品预制采用按工序组织生产的柔性生产线，各工序之间通过输送辊道联接。支吊架产品设置焊接平台。管材下料在生产线上完成。车间总面积为12 964.5m2，其中生产面积9 838.5m2，办公生活面积1 004.m2.碳钢管材下料采用带锯床或数控火焰切割机两种方式，不锈钢管材下料只采用带锯床加工;碳钢管道坡口制作采用火焰切割机或坡口机两种方式，不锈钢管道的坡口制作采用坡口机加工;厚壁预制管道组对焊接采用埋弧焊方式，其他采用氢弧焊方式(采用的焊接手段应满足相关技术标准或规范要求)，并配备操作机和管道托辊

等自动焊设备，提高焊接水平和质量;碳钢管道热处理采用电加热局部热处理方式。 生产中使用的各种气体均采用管道输送至各工位。车间内起重运输采用桥式起重机方式，各生产线上的起重运输方式为柱式悬臂起重机和管道输送辊道方式，各工部之间过跨运输和产品运往酸洗车间采用电动平车的方式进行。在组对焊接区各工位配柱式旋臂起重机，操作灵活方便，同时还可以节省能源。车间外设射线探伤室用于管道射线检测。主要生产工艺流程: C1)碳钢管道预制:管材原材料、管材下料、坡口制作、组对焊接、焊缝热处理、检验探伤、成品 C2)不锈钢管道预制:管材原材料、管材下料、坡口制作、组对焊接、检验探伤、酸洗、成品 C3)支吊架产品:型材半成品、坡口制作、组对焊接、检验、成品。主要生产设备。车间内设有两条碳钢管道预制生产线，一条不锈钢管道预制生产线。核电管道产品，生产加工精度高、批量大，工艺设计大量采用机械化、自动焊接等生产加工手段，同时根据产品规格分别设置不锈钢管道和碳钢管道生产线，保证产品加工和焊接质量。由于核电管道中不锈钢管道批量大，在工艺设计中大量采用氢弧焊接工艺。 3、核电管道工厂化预制应釆用什么样的质量管理体系模式

自从建设我国大陆第一座核电厂（即秦山核电厂）开始，在很长时间内我国核电建设的质量管理一直都是以《核电厂质量保证安全规定》为依据建立的核电质量保证体系。

随着时代的发展，新的核安全法规规定，对于直径大于的核级管道预制将作为设备制造的延伸，必须纳入核安全设备制造许可的范围，该规定对管道预制厂的质量管理体系作了以下要求：

申请单位必须取得或质量管理体系认证证书。申请单位应根据《核电厂质量保证安全规定》及其导则的要求，结合所申请活动的技术和管理特点以及自身的实际情况，建立完善的核质保体系。该体系应得到有效实施。 4、结束语

核电工艺管道的预制日趋走向工厂化，管道预制加工厂应运而生，以满足市场需求，促进企业发展。如今在核电管道安装建设过程中，实施管道的工厂化预制是一项重要的工艺进步，也是核电建设企业管道安装工艺的发展方向。工厂化预制出来的管段成品焊接成形美观、合格率高、预制深度大、整体预制工效高，核电管道工厂化预制的优势不仅在于其高水平的生产效率可大大缩短项目施工工期，更在于其完善的过程控制可大幅度提高项目的工程质量。因此，管道预制工艺具有良好的发展前景。而且贴近建设地点建设管道预制工厂，比在同一地点建

设大规模生产线突破了运输半径的限制更有利于降低成本和提高效率，从而达到模块化生产，扩大管道预制的服务半径。

这是对核电管道工厂化预制的灵活创新和应用发展，更适应核电建设行业的特点，具有更强的针对性和更灵活的适应性，可以更好地满足业主对工期和质量的需求。与此同时管道预制技术不仅在核电领域，而且在石油、化工等其他行业领域内也得到不断发展。管道预制技术将是管道安装制造的重要发展方向。 参考文献

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