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1、作者：梁慧茹 石玉博 来源：科技视界 2014年第12期梁慧茹1 石玉博2（1.中国核电工程有限公司，中国 北京 100840；2.湖南核电有限公司，湖南 岳阳 414000）【摘 要】管道支吊架的设置是核电厂管道设计重要组成部分，它对管道起支承、限位和 固定作用，控制管系的受力及设备的受力，保证管道和设备长期安全运行。【关键词】支架；承受；荷载1 支架型式的确定支架功能是：承受管道荷载、限制管道位移和控制管道振动。主要类型有：恒力支吊架、 弹簧支吊架、刚性支架、滑动支架、导向支架、限位支架、固定支架、限制件、阻尼器及特殊 支吊架等。滑动支架：如果允许管道有较大的水平位移，应选择滑动支架，其功
2、能是承受垂直荷 载和限制管道向下的位移。导向支架：需要引导管道按预定方向位移，而限制其它方向位移时可设置导向支架。 导向支架又分为轴向导向和横向导向。轴向导向管道的轴向方向是自由的，而在横向和竖直方 向受到约束；横向导向管道的横向方向是自由的，而在轴向和竖直方向受到约束。限位支架：为限制管道某一个或几个方向的线位移或角位移。限位支架的结构形式随 所要求的限位功能和装设处的空间条件等情况变化而变化，就限位功能来说，对于水平走向的 管道有轴向限位、横向限位和竖直限位；对于垂直走向的管道有X向限位、Y向限位和Z向限 位。固定支架：为了限制管道在支撑点处任何方向的线位移和角位移，可设置固定支架， 这种
3、支架用以阻止来自管道任何方向上的力和力矩。弹簧支吊架：支撑管道重量，允许管道自由移动特别是在管道有热位移时，支撑管道 重量。刚性支吊架：它是将管道载荷传递到承载结构上的最经济、最简单的管道支吊架。又 分为刚性支架和刚性吊架。恒力支吊架：管道可以自由位移，当管道热位移量较大时采用恒力支吊架。恒力支吊 架是管道在运动过程中，热位移可能有所不同，但其受力不变。可分为恒力支架和恒力吊架。阻尼器：应用于有抗震要求的管道上。在反应堆正常运行工况下，阻尼器不限制管道 的热位移，对管道不施加外力。而当发生突变振动（如地震）、冲击载荷时，阻尼器在瞬间变 成一个刚度很大的支撑杆，从而起到抗震作用。因为阻尼器属精密
4、机械，安装要求较高，应为 阻尼器安装留出足够空间。特殊支吊架：对于有些高能管道，为防止在其破裂时危及其它安全级设备或管道，因 此需要设置一些特殊支架。在发生管道破裂时，特殊支吊架除承担一般支吊架的功能外，还能 限制和缓冲管道的甩击，从而起到保护其它物项的作用。甩击限制件是比较典型的特殊支吊架。 甩击限制件的基本原理就是通过防甩件的塑性变形来吸收管道甩动的能量，限制管道对其它重 要的安全部件及构筑物的损坏。设计甩击限制件时，首先要对管道系统进行分析以确定管道可 能出现破口的位置，然后根据系统功能以及部件和构筑物的具体布置情况，通过力学分析确定 是否应设置甩击限制件和结构型式。甩击限制件的结构型式
5、一般分为两类，即拉伸式甩击限制 件（U型）和压扁式甩击限制件（H型）两种。2支架位置的确定管道支吊架的设置，一般应根据管径、管道走向、阀门和管件位置，以及可生根的部位等 因素综合确定，设置时应考虑下述要求。2.1 支架间距要求根据管道的技术参数（如管道管径、介质等）确定支吊架间最大间距。在水平管道上的支吊架应控制一定的间距，以防止管道产生过大的弯曲应力、剪应力以及 弯曲挠度；垂直管道上的支吊架也要控制间距，以防止管道因各种载荷组合产生的过应力；对 于容易产生振动的管道也需控制间距，以调整管道的固有频率。最终间距必须以力学计算结果 为准。表1给出了管道上支架的最大间距值推荐。*5迥食在闭1. A
6、.b-1：申itmiram2533.72.K竺44 k3-b3uIE154liu232CK!2iQ.72SJ-VXr-IlM.-l10.5rl54IH1 2AfiEllhl4li.5ft?和*挥曲枚丽遗川町jR屆七节.鼻庫禽屮3立 it*张* .in匸良片世事他* .11.|L 4*卑& 出 fi 任眄. a. *-H 赳th寸別山斗池廿貯.注：1）所推荐的最大间距适用的最高运行温度为400C；2）在支承件之间有集中载荷时（如法兰、阀门等）时，本表的值不适用；3）表中未给出直径的管道，其支承件间距可用内插法计算.2.2 支架生根条件支架设置一般不得超越推荐的最大间距，另外还要充分考虑厂房土建结
7、构是否适合支吊架 生根，以及是否会给附近管道、设备、通道、和其它工种（通风管、电缆桥架钢平台立柱等） 带来干扰、碰撞。当条件限制时，可适当调整间距，最终均以力学计算结果为准。小管道的支 架生根通常优先考虑借助大支架，即与大管道支架共架的方式，或者考虑生根在土建结构墙、 楼板、钢结构。在考虑支吊架的生根条件时，应注意以下几点:1）受力较大的支架生根，其受力必须向土建工种提出载荷要求，以免对承载的墙、钢梁 等构筑物产生扭曲变形；2）支吊架及其根部辅助钢结构应不得与土建、通风、电缆、设备或邻近管道相碰撞；3）在管道密集处，可对成排、成列管道统筹考虑支架共架；4）设置吊架，要考虑吊杆长度所需空间；5）
8、设置阻尼器，要考虑阻尼器安装长度。2.3确定支吊架位置的一般方法1）在满足管道最大允许支吊架间距的基础上初步确定支吊架的位置。2）在有集中荷载时，支架要布置在靠近荷载的地方，以减少偏心荷载和弯曲应力。3）在敏感设备（泵、压缩机等）附近，应设置支架，以防止管道荷载反作用于设备管嘴4）承重支架应安装在靠近设备管嘴处，以减少管嘴受力。5）除振动管道外，应尽可能利用构筑物的墙、钢梁及柱作为支架的生根点，且应考虑生 根点所能承受的荷载。生根点的面积和形状应满足生根构件的要求，必要时应减少跨距以降低 生根点的荷载。6）支架生根尽量采用预埋件，如预埋件条件不成熟时，可采用膨胀螺栓解决支架生根， 膨胀螺栓的选用必须按厂家文件执行。对于复杂的核级管系，支架设置一般是先确定固定支架位置，将复杂管系分为几个简单管 系，再根据以上要求初步确定其余支架位置与型式，向力学专业提供力学条件，力学专业对系 统管道进行力学计算，验证其是否符合力学要求。如果满足力学要求，就确定了支吊架的位置 与类型；否则，要同力学专业有关人员协商，对管道支吊架进行修改：修改支架位置、变换支 架型式或增加、减少支架等。再对修改后的布置进行计算、再修改、再计算直到满足力学 要求，这才最终得到管道支承的最佳布置。3 结论支架设置设计中，综合考虑的因素较多，支架设置设计是一个不断反复、优化的过程。责任编辑：丁艳
核电厂支架设置简介
