首页 >
论文范文 >
工程工业论文 >
核工业论文 >
热核反应论文 >
核电厂电气布置的应用技术现状及对策分析
摘要：本文通过介绍当前核电厂电气布置应用技术的现状和存在的问题，分析并思考其解决的思路，为核电厂电气布置设计应用技术的未来发展方向提供具有参考价值的意见。
加入收藏
核电厂电气布置主要包括电气设备的布置，以及为电气、仪控系统动力、信号的连通而进行的电缆通道的设计以及具体的电缆路径的敷设，以保证电气、仪控系统动力、信号网络的形成，其功能相当于核电厂的神经系统的载体。核电厂电气布置是核电厂施工图设计阶段非常重要的环节之一。
1、核电厂电气布置设计现状
1.1 国内核电厂电气设备布置与桥架设计应用现状
在过去传统的工程设计领域，设计手段从最初的手工机械制图到电脑辅助二维机械制图，到后来信息技术和互联网技术的迅速发展，很多行业开始采用三维技术开展设计，如机械制造、建筑、化工等行业，早已进入了三维时代，但由于核电厂专业类别、物项、空间以及设计方式的复杂性和特殊性，三维化的进度较为缓慢，因此一直存在专业间协作困难、设计验证复杂，特别是施工图纸的工作量大、效率低等一系列问题。为了尽快将核电设计与现代科技接轨，国内核电行业一直在积极推进三维设计手段在核电厂布置设计的工作，核电厂电气设备与桥架设计的也在跟随同步推进。
最早在秦山核电二期工程中，应用PDL软件平台进行反应堆厂房的三维模型设计。
在岭澳二期常规岛的设计中，则引进了基于microstation平台的三维设计软件，完成了常规岛的三维化设计。
在华龙一号的设计上，采用了PDMS软件实现了三维设计较全面的应用。
三维化设计的应用，已在核电行业得到了较大的普及，特别是电气设备布置与桥架的三维化设计更将是一个大的趋势。
1.2 国内核电厂电缆路径敷设应用现状
在秦山核电二期、秦山核电二期扩建、岭澳核电二期等工程中，采用了PERICLES2、PERICLES3等系列电缆敷设软件完成了相关的设计工作。
在海阳核电一期工程中，采用了核岛设计方提供的电缆管理软件“Shaw+Cable+Manager”进行电缆和电缆通道的设计。
在华龙一号的设计过程中，则采用了自主研发的计算速度更快、工作效率更高的CDMS作为电缆敷设软件。
电缆敷设工具的多平台融合、智能化设计也在核电领域逐步推进。
2、核电厂电气布置设计目前存在的问题
2.1 目前核电厂电缆桥架设计存在的问题
桥架设计规划需要根据全厂电缆清单进行分析，根据电缆敷设准则制定合理的电缆通道，并根据电缆通道在PDMS中进行电缆桥架的细化设计，目前存在以下的问题。
(1）电缆清单的分析、电缆通道的规划全部采用人工完成，需要计算通道的电缆数量、电缆承载截面，由于全厂的电缆数量大约3万多根，其工作量大、耗时长、且验证和修正困难。
(2）电缆通道的规划都是在平面的图纸上进行，不利于垂直空间上的规划。并且无法评估其通道对空间的占用是否足够，亦无法预判与其他专业物项是否存在碰撞。
(3）电缆通道的规划需考虑防火分区、辐射分区、水淹分区等空间特性，都需要规划时人工验证。
(4）土建、结构的提资只能在平面图纸上完成，由于前期缺乏实际的桥架设计方案支撑，提资预估困难，提资准确性、后续扩展性较低。
(5）在PDMS中进行桥架细化设计，需要充分考虑不同桥架类型、不同安全列的桥架之间的空间隔离问题，将规划好的电缆通道细化为具体的电缆桥架模型，其模型均为人工建立，其工作量相当巨大，耗时耗力。
(6）在PDMS桥架建模的过程中，需要边建模边进行模型校验，通过碰撞检查工具来核对是否存在与其他物项的碰撞，如果有碰撞则需要反复修改和检查，这个过程也会耗费很大的工作量。
(7）桥架后续的修改和维护动则影响一系列的模型，导致模型维护起来困难。
2.2 目前核电厂电缆路径敷设存在的问题
在使用独立的电缆敷设软件进行电缆路径敷设时，需要先将设计的电缆桥架进行网络化描述，形成拓扑数据后导入进敷设软件作为电缆桥架的网络化数据库，另外电气设备的空间也需要进行数据描述后导入到敷设软件中，建立数据网络后再开展电缆路径敷设工作。
2.2.1 电缆桥架建立数据网络存在的问题
在电缆桥架建立数据网络时，需要在电缆桥架的平面布置图纸上针对电缆桥架选取一定的节点，逐一量出节点的坐标，建立电缆桥架的数据描述，并对描述的电缆桥架进行逻辑上连接描述，形成电缆桥架的数据网络，其存在的问题有。
(1）电缆桥架节点的描述工作烦琐，节点数量庞大，耗费很大的工作量。
(2）电缆桥架的数据网络化也依靠人工逐一建立，容易出现错误且不易校验出来，后期电缆路径敷设时再进行修改存在困难。
(3）电缆路径一旦敷设到软件中后，如果需要修改桥架网络数据则需要将涉及的电缆路径全部退出，待数据修改后再重新敷设，耗费人力且对项目管理造成困难。
(4）如果电缆桥架的布置出现修改，则需要相应地修改敷设软件中的桥架网络数据，才能保证模型与数据网络的一致性。
2.2.2 电缆路径敷设存在的问题
电缆路径敷设需要将电缆清单按照一定的格式导入到电缆敷设软件中，再逐一对每根电缆进行电缆路径的选取，为其提供详细的电缆路径描述。
(1）电缆路径需要逐一进行敷设，敷设的过程中软件需要同时进行桥架资源的查询和校验，需要耗费很大的人力物力。
(2）电缆桥架一旦出现满载的情况，无法对电缆路径进行优化，需要人为进行调整和分配桥架资源。
(3）电缆桥架布置方案和电缆桥架网络数据一旦出现调整和修改，敷设到桥架中的电缆都需要退出并进行重新敷设，其工作烦琐且耗时。
(4）电缆桥架的桥架资源查询不直观，在选取路径的过程中对于有空闲资源的桥架选取存在困难，需要在不断地尝试过程中去寻找可用的桥架资源。
2.3 目前电气布置的施工文件编制存在的问题
电气布置施工文件主要包括电缆桥架布置图和电缆路径清单，电缆路径清单通过电缆敷设软件可以实现较好的文本导出和施工文件出版定制，电缆桥架布置图则在PDMS中根据电缆桥架及设备布置模型实现出图定制，但尚存在以下问题。
(1)PDMS中根据模型抽出的平面图线条均为拟合而成，图层杂乱，需要进行二次加工，与传统人工制图相比，并没有起到省时省力的效果。
(2)PDMS导出的图纸图面标注达不到整洁、美观的效果，需要进行二次加工。
3、核电厂电气布置设计的技术需求与发展方向探讨
针对核电厂电气布置设计目前存在的以上问题，在设计工具和设计手段上亟须解决的问题主要在以下几个方面。
3.1 核电厂电缆桥架设计需要解决的技术要点
(1）将电缆清单的分析、电缆通道的规划纳入三维设计平台中去，利用大数据计算实现三维中的可视化智能电缆通道规划。
(2）在三维平台中实现土建、结构的提资，实现多专业的同平台协作设计。
(3）在三维平台中根据规划的电缆通道，实现电缆桥架的智能自动化建模，并且能自动进行碰撞检查和避让其他物项，尽量减少人工干预的情况下能达到模型的自动优化，使得生成的桥架模型在空间、距离上的优化。
(4）三维平台在建立电缆桥架模型的过程中能充分考虑电气隔离准则、电缆敷设准则，并能进行防火共模分析，实现电缆桥架防火保护的智能设计。
(5）三维平台在建立电缆桥架模型的过程中能根据辐射分区、防火分区、水淹分区等，遵循电气孔洞的封堵原则进行电气孔洞封堵的智能设计。
3.2 核电厂电缆路径设计需要解决的技术要点
(1）在三维平台中，直接利用现有的电缆桥架模型实现可视化智能电缆路径自动敷设，搭建大的平台并进行功能整合。
(2）在三维智能化电缆路径敷设的基础上，实现电缆、桥架资源的可视化查询。
3.3 核电厂电气布置的施工文件编制需要解决的技术要点
在三维平台中实现自由度更高、出图效果更好的施工文件出图定制。
4、核电厂电气布置设计技术未来发展趋势展望
根据当前的核电厂电气布置情况和需求分析，结合当前的开发技术和三维平台，完全具备实现以下目标的可行性。
(1）基于现有的三维PDMS（或E3D）平台，实现更多的设计功能，如电缆桥架的自动规划、建模，电缆桥架支撑的自动建模，电缆路径的自动敷设等。
(2）结合当前的网络技术，开展互联网+的大平台搭建，实现设计管理、项目管理、施工管理等的整合，达到核电工程从初设、三维建模、施工图设计、施工管理、竣工图设计的融合和多方协同合作的目的。
(3）利用VR技术，实现三维的沉浸式的演示、浏览，更进一步地，实现沉浸式的VR设计，使得三维设计的模型更直观、更逼真、更准确、更快捷。
(4）利用VR技术，实现施工现场的可视化投影，提高施工放线、定位的直观性、准确性，更有助于施工方对于设计方案更直接的识别和理解。
5、小结
在充分解决好当前核电厂电气布置设计中所面临的技术问题时，可以使设计方法更智能化、人性化，并将很好地提高设计质量和效率，为更安全、更好、更便捷的核电设计提供平台。而未来设计技术的发展，将使得自主核电的设计更具有科技感、信息化、智能化，为我国核电技术走向更成熟、更安全的发展提供保障。
陶亚刚,李雯佳,王维青,岳小平,马宇.关于核电厂电气布置的应用技术现状与展望[J].科技视界,2020(24):124-125.
石墨是一种综合性能最好的中子固态慢化剂，某堆是以石墨为慢化剂和反射层的生产堆，国家已经批准退役，退役废石墨的处理处置目前还没有成功实施的成熟工艺。根据现有反应堆情况，拆解、回取堆芯石墨要承受较大的辐射危害，面临诸多不确定。石墨回取方法、配套工器具及其安全保障系统是否有效，直接在反应堆上进行检验。
2024-06-04
安全壳是核电站反应堆的重要组成部分，由预应力混凝土制成，其功能是保护堆芯不受外界作用的影响，防止核燃料熔毁工况下放射性的泄漏。自20世纪70年代以来，核电站建设单位不断升级安全壳设计，采用更加坚固的结构以降低安全壳失效概率，实现核电厂安全性的提升。
2024-01-26
再热主汽阀安装在汽水分离再热器和再热截止阀之间的蒸汽管道上，作用是提供一个安全的附加措施，当超速跳闸机构动作而再热截止阀关闭不上时，防止汽机超速。再热截止阀安装在再热主汽阀后、低压缸进气管前的蒸汽管道上，作用是当汽机甩负荷后，限制从汽水分离再热器到低压缸的蒸汽流量。
2020-08-28
AP1000压水堆核电厂中,核岛关键部件蒸汽发生器(SG)与主泵由一条焊缝直接对接,该焊缝承受高温、高压、高强度振动等恶劣工况。主泵的运行可能导致焊缝产生危险性缺陷,需定期对焊缝进行检测,避免危险状况的产生[1]。针对这种工况,开发了一套特种检测设备以满足需求,并对其进行运动学分析。
2020-08-28
高放废物的安全处置是关系到核工业可持续发展和保护环境、保护公众健康的重大问题。目前世界上公认的安全可靠、技术可行的方法为深地质处置方法。高放废物深地质处置采用多重屏障体系，缓冲材料在放射性废物衰变热、地下水和围岩应力等作用下要产生非常复杂的“热-水-力”耦合现象[1]。
2020-08-28
由于中子既有磁矩又有很强的穿透性,因此非常适合观察封闭在强磁场环境的超导磁体内的小样品[1]。利用超导磁体为中子散射样品提供强磁场环境,已变得非常普遍[2]。中子源的产生和中子探测的特点使得中子散射装置结构庞大,中子散射装置样品位置附近包含样品台、样品腔、底部支撑、和上部操作台等[3,4,5],这些构件因为力学强度需要,常会使用高强度钢材。
2020-08-28
汽轮机非核蒸汽冲转试验就是在热态功能试验的NOT/NOP平台，利用反应堆一回路主冷却剂泵和稳压器底部电加热器运行所提供的能量使一回路系统升温、升压，在蒸汽发生器二次侧产生饱和蒸汽并冲转汽轮发电机组至额定转速。AP1000核电厂是第三代先进非能动型压水堆核电厂，核岛采用美国西屋公司的AP1000先进型压水堆。
2020-08-28
发展低碳清洁能源是中国能源改革的主要方向之一，核电作为低碳能源，具有“近零排放”“低污染”等特点，而安全高效是发展核电的基本要求。沸水堆中失水事故时的抑压池、压水堆中泄压罐、先进非能动压水堆的补水箱等场合均有汽水直接接触凝结现象，这些过程多涉及多孔喷嘴射流凝结。因此，对多孔喷嘴射流凝结过程的研究具有重要意义。
2020-08-28
核电厂电气布置主要包括电气设备的布置，以及为电气、仪控系统动力、信号的连通而进行的电缆通道的设计以及具体的电缆路径的敷设，以保证电气、仪控系统动力、信号网络的形成，其功能相当于核电厂的神经系统的载体。核电厂电气布置是核电厂施工图设计阶段非常重要的环节之一。
2020-08-28
三门核电一回路包含60个PT100热电阻用于冷却剂温度测量，所有的热电阻为双支热电阻，反应堆冷却剂温度作为压水堆核电站保护系统输入的重要关键参数，用于停堆、专设驱动和电站控制。为尽可能地保证信号测量的一致性和相对准确性，需定期对热电阻进行校准。交叉校准技术的采用可以实现热电阻在线校准，免除热电阻的反复拆装，可以简化热电阻的校准。
2020-07-06我要评论
期刊名称：核动力工程
期刊人气：3192
主管单位：中国核工业集团公司
主办单位：中国核动力研究设计院
出版地方：四川
专业分类：科技
国际刊号：0258-0926
国内刊号：51-1158/TL
邮发代号：62-178
创刊时间：1980年
发行周期：双月刊
期刊开本：大16开
见刊时间：一年半以上
影响因子：0.000
影响因子：0.505
影响因子：0.359
影响因子：0.033
影响因子：0.000
科普杂志阅读、期刊信息查询、论文下载、文献查询、原创文章检测等多项服务。
服务热线
您的论文已提交，我们会尽快联系您，请耐心等待！
你的密码已发送到您的邮箱，请查看！
2020-08-28
470
上传者：管理员
