复杂管道应力分析中的支吊架布置方法陈敏。张周红(中广核工程设计有限公司，广东深圳518O45)摘要：针对核电厂复杂管道系统应力分析中支吊架布置设计，基于有限元分析，以管道应力分析的专业计算软件为平台，对其进行了大量的数值模拟计算。总结了管道应力分析中支吊架布置过程和方法，并以设计实例验证了该方法的可靠性和有效性。关键词：核电厂；复杂管道；应力分析；支吊架；布置方法中图分类号：TL48文献标识码：A文章编号：1o01—4837(2009)o3—0o21一O5doi：10．3969／i．issn．10o1—4837．2009．O3．O05Study0nSupp0rtandHangerLay0ut0fC0mplexPipingStressAnalysisCHENMin，ZHANGZhOu—hong(ChinaNuclearPowerDesignC0mpany，Shenzhen5l8045，China)Abstract：Thefinite—elementmeth0disad0ptedinpipingsystemnumericalcalculationwithspecialsoft—ware0fpipingstressanalysis．Usingthismeth0d，thesupportandhangerlayoutisdesignedincomplexpipingstressanalysis．ThepI．0cessandmethodaIlegeneralized．Finally，anexampleofthesupp0rtandhangerlayoutdes培nisgivent0verifythemeth0dfeasibilityandValidity．1(eywords：nuelearpowerplant；c0mp1expiping；stI．essanalysis；supportandhanger；layoutmethod近年来，我国核电事业的高速发展，对核电厂安全可靠性要求越来越高，管道系统在核电厂中被大量使用。工程实际中，管道应力分析是证明管道在承受与每类工况相关的载荷时，均不发生某种形式失效的主要途径之一⋯。管道系统一般由主管线和支管线组成，因而管道的空间走向和受载情况十分复杂，致使管道应力分析十分复杂J。管道支吊架是管道系统中的一个重要组成部分，它对管道起着承受荷载、限制位移和控制振动等作用J。设计中，合理布置和正确选择支吊架功能，是减小管道应力和支吊架载荷的有效途径。管道系统的支吊架布置常分为两种情况：对于较简单、较规则的管道系统，常按照“管道布置导则”直接进行布置设计，就可以达到设计要求；但对于复杂管道系统则需要基于数值模拟计算，并不断地修改支吊架设计才能满足设计要求。针对核电厂复杂管道应力分析中支吊架位置的调整和功能选择，以有限元分析为基础，采用专业的核电厂管道应力分析软件进行了大量的数值模拟计算，对支吊架进行了布置设计。总结了管道应力分析中支吊架布置设计的过程与方法，并以设计实例分析了复杂管道应力分析中的支吊架布置设计，验证了该方法的可靠性和有效性。l管道应力分析概述复杂管道应力分析中的支吊架布置方法Vol26．N032oo9管道系统设计的基本过程是：按照系统功能和流程图的要求，利用管道和管件将各个设备连接起来。在核电厂管道系统设计过程中，除了满足管道和设备的空间布置要求外，还应使管道系统的设计既安全可靠又经济合理，通过管道应力分析可以有效地实现这一目标。1．1管道应力分析的任务管道产生应力的因素是多方面的，主要有重力、压力、压力脉动、地震、冲击和热膨胀等因素。其中，热膨胀和地震载荷引起的管道应力是管道应力分析所要解决的最主要问题。管道应力分析的目的是为了证明管道在承受与每类工况相关的载荷时，均不发生某种形式的失效。为了满足这一要求，对于每一种载荷工况，应遵守规定的准则级别。1．1．1管道静力分析的任务(1)计算管道的应力并使其满足规范的要求，保证管道的自身安全；(2)计算管道对与其相连的设备、仪器的作用力，并使之满足标准、规范的要求，保证设备、仪器的安全；(3)计算管道对支吊架和土建结构的作用力，为支吊架和土建结构的设计提供依据，保证支吊架和土建结构的安全；(4)计算管道位移，防止位移过大造成支吊架脱落或管道碰撞，并为弹簧吊架的选用提供依据。1．1．2管道动力分析的任务(1)管道的地震分析，防止管道在地震中发生破坏；(2)管道的撞机事件分析，防止管道在撞机事件中发生破坏；(3)风雪冲击和流体冲击分析，防止管道在风雪和流体冲击载荷作用下发生破坏。1．2管道载荷的分类复杂管道系统的应力分析就是要证明管系在承受与各类工况相关的载荷时，均不发生某种形式的失效。因此，正确地施加各类工况的载荷是关键一...
