核电厂工艺系统调试用临时排水系统设计装置及设计方法与流程

本发明涉及核电站调试工作，具体涉及一种核电厂工艺系统调试用临时排水系统设计装置及设计方法。

背景技术：

核电厂各工艺系统完成安装后，需要开展各系统的功能试验，各系统调试合格后方可开展后续装料、移交发电等重要工作。在各系统调试期间，不同系统以及同一个系统在不同阶段在不同位置都会有排水需求，特别是在冲洗试验及功能验证试验工作中还会有反复、大量排水的需求。

核电站工程建设中普遍采用调试与安装并行施工的措施，即分区域安装-移交-调试。而电厂正常运行期间排水系统属于全区域系统，一般要到全场安装完毕才能开始调试。因此电厂正常运行期间排水系统的安装调试远远落后于其他工艺系统，在时间进度上无法满足调试期间的排水要求。

此外，调试期间的排水容量要求往往大大高于电厂正常运转时各系统的需求。因此为保证电厂正常运行期间排水需求而设计的排水系统在容量上远远不能满足相调试期间的排水要求。

目前核电厂没有可靠有效的办法解决该问题，一般由调试人员根据实际工作需要和现场实际情况临时制定方案解决。但这种做法工作效率低、安全隐患大，排水效果不好，进一步导致调试工时变长、施工现场安全风险变大等问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种核电厂工艺系统调试用临时排水系统设计装置及设计方法，其可以对核电厂工艺系统调试排水系统进行提前规划、集中施工，解决随意铺设、反复施工带来的人力和材料的浪费并缩短调试工作等待时间。同时对整个调试期间多系统、多区域的排水需求开展集约设计，简化管道，解决排水管道占用过多现场施工空间的问题。

本发明解决上述技术问题所提供的方案如下：

一方面，提供一种核电厂工艺系统调试用临时排水系统设计装置，其包括：

排水设计模块，其用于根据核电厂工艺系统调试排水需求，设计临时排水系统；

排水管道分布模块，其与所述排水设计模块连接，用于根据所述临时排水系统的设计数据，产生排水管道的分布状态数据；

以及排水管道安装模块，其连接所述排水管道分布模块，用于接收所述排水管道的分布状态数据，并根据所述排水管道的分布状态数据执行排水管道的安装。

优选的，所述排水设计模块还包括：

排水容量设计模块，其用于根据核电厂工艺系统调试排水需求设计排水容量；

排水压力设计模块，其用于根据上游工艺系统与下游工艺系统的压差确定排水压力；

以及排水点设计模块，其用于选取上游工艺系统在调试期间的上游排水点，和/或，选取下游工艺系统在调试期间的下游排水点。

优选的，所述排水管道分布模块包括：上游排水点集成模块，其连接所述排水点设计模块，用于根据所述上游排水点的分布情况，划分集成区域，并对同一集成区域内的所述上游排水点进行集成，使得同一集成区域内的上游排水点共用一根排水管；

阀门设计模块，用于根据所述排水管道的分布状态数据，在每一所述上游排水点和/或每一下游排水点设置至少一组阀门组件。

以及排水路径设计模块，其连接所述上游排水点集成模块，用于将所述同一集成区域内的所有排水管连接到同一水平排水母管，且使得每一所述排水母管均与竖直排水母管连通，由此形成排水管道的分布状态数据。

优选的，所述排水路径设计模块还用于在低位设置至少一个集水装置，且将所述集水装置与所述竖直排水母管连接，使得所述竖直排水母管中的液流通过重力作用进入到所述集水装置中。

优选的，所述排水设计模块还包括：排水管道选取模块，其连接所述排水路径设计模块，用于接收所述排水管道的分布状态数据，并根据所述分布状态数据确定所需管道的设计参数；

以及排水管道连接设计模块，其连接所述排水路径设计模块以及排水管道选取模块，用于根据所述排水管道的分布状态数据以及所述所需管道的设计参数设计所述所需管道之间以及上游排水接口的连接方式。

优选的，所述排水管道安装模块包括：日常管理模块，其用于供人员输入所述临时排水系统的安装时间、日常使用管理流程以及拆除时间。

另一方面，还提供一种核电厂工艺系统调试用临时排水设计方法，其包括如下步骤：

s1、设计临时排水系统；

s2、根据所述临时排水系统的设计数据产生排水管道的分布状态数据，设计临时排水管道系统；

s3、根据所述临时排水管道系统执行所述临时管道系统的实际安装；

s4、对所述临时排水管道系统进行维护和使用；

以及s5、拆除所述临时排水管道系统。

优选的，所述步骤s1中包括：

s11、根据核电厂工艺系统调试排水需求设计排水容量；

s12、根据上游工艺系统与下游工艺系统的压差确定排水压力；

s13、选取上游工艺系统在调试期间的上游排水点，和/或，选取下游工艺系统在调试期间的下游排水点。

优选的，所述步骤s2中包括：

s21、根据所述上游排水点的分布情况，划分集成区域，并对同一集成区域内的所述上游排水点进行集成，使得同一集成区域内的上游排水点共用一根排水管；

s22、将所述同一集成区域内的所有排水管连接到同一水平排水母管，且使得每一所述排水母管均与竖直排水母管连通，由此形成排水管道的分布状态数据，形成所述临时排水管道系统。

优选的，所述步骤s2中还包括：

s23、根据所述分布状态数据确定所需管道的设计参数；

s24、根据所述排水管道的分布状态数据以及所述所需管道的设计参数设计所述所需管道之间以及上游排水接口的连接方式；

以及s25、在每一所述上游排水点和/或每一下游排水点设置至少一组阀门组件。

本发明技术方案所带来的效果：

1)本发明对整个调试期间多系统、多区域的排水需求开展集约设计，在满足排水需求的基础上，减少了排水管道对现场空间的占用，改善了现场作业环境。

2)本发明采用成熟的高强度管道设计，避免了现场作业活动对排水活动的负面影响，充分保证了排水功能；避免了排水过程中的跑冒滴漏问题，大大提高了排水的安全性并降低了工程现场风险。

3)本发明通过集中设计、集中施工、集中管理、集中拆除的方式，实现了一次施工、多系统共用，降低了交叉施工工作量，缩短了调试准备时间，提高了核电厂整体工程效率。

附图说明

图1是实施例一中核电厂工艺系统调试用临时排水系统设计装置的结构示意图；

图2是实施例一中排水设计模块的结构示意图；

图3是实施例一中排水管道分布模块的结构示意图；

图4a是实施例一中水平排水母管及竖直排水母管设置的正视图；

图4b是实施例一中水平排水母管及竖直排水母管设置的侧视图；

图5是实施例二中核电厂工艺系统调试用临时排水系统设计方法的步骤流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

图1示出了本发明中的核电厂工艺系统调试用临时排水系统设计装置，其包括：

排水设计模块1，其用于根据核电厂工艺系统调试排水需求，设计临时排水系统；由于临时排水系统属于调试期间临时系统，不对电厂正常运转期间功能造成影响，因此，所述临时排水系统设计为非抗震、非安全相关系统；

排水管道分布模块2，其与所述排水设计模块1连接，用于根据所述临时排水系统的设计数据，产生排水管道的分布状态数据；

排水管道安装模块3，其连接所述排水管道分布模块2，用于接收所述排水管道的分布状态数据，并根据所述排水管道的分布状态数据执行排水管道的安装。

通过上述设计核电厂工艺系统调试排水系统设计装置，可对核电厂工艺系统调试用临时排水系统，提前规划、集中施工，解决随意铺设、反复施工带来的人力和材料的浪费并缩短调试工作等待时间。

具体的，如图2所示，所述排水设计模块1包括：排水容量设计模块11、排水压力设计模块12、排水点设计模块13、排水管道选取模块14以及排水管道连接设计模块15。

所述临时排水系统的建立中，需梳理各工艺系统调试中系统冲洗试验、单系统功能试验中的排水需求(包括排水量及排水频率等)，所述排水需求可能是一次性的大量排水，也可以是单次水量较小的排水，也可以是一定时间内反复多次排水。当核电厂工艺系统调试中排水需求高于一定量时(需要根据各工艺系统需求和整体要求合理设定标准)，就需要将所述排水需求纳入临时排水系统的设计要求中。由此，排水容量设计模块11用于根据核电厂工艺系统调试排水需求设计排水容量，所述排水需求包括：单一系统的局部试验排水量和/或排水频率、单一系统整体试验的排水量和/或排水频率以及多系统联合调试的排水量和/或排水频率；

排水压力设计模块12用于根据上游工艺系统与下游工艺系统的压差确定排水压力；具体的，调试期间上游工艺系统通过临时排水系统进行重力排水，不同的布置情况下上游工艺系统静压头也不同；所述排水压力设计模块可根据上游工艺系统的最高排水点和下游工艺系统的厂外明渠之间的压差确定临时排水系统的设计压力，确保排水的正常实现；

排水点设计模块13则用于选取上游工艺系统在调试期间的上游排水点，和/或，选取下游工艺系统在调试期间的下游排水点；具体的，所述排水点设计模块根据选取因素选取上游工艺系统在调试期间的上游排水点，所述选取因素包括：所述上游工艺系统调试排水需求、与水源的距离以及布置空间的充裕程度；所述排水点设计模块还根据厂区布置情况及总体要求(考虑到下游接口一般暴漏在自然环境，需要综合不考虑不同厂址的特殊要求，如寒冷厂址的保温需求、盐雾环境的防锈处理等)选取下游工艺系统在调试期间的下游排水点，本实施例中，优选直通自然水体或水处理站的排水明渠暗沟作为下游工艺系统在调试期间的下游排水点，且可不做特殊要求，直接裸管设计即可；

排水管道选取模块14连接所述排水路径设计模块22，用于接收所述排水管道的分布状态数据，并根据所述分布状态数据确定所需管道的设计参数，优选的，所述所需管道包括：排水管和/或水平排水母管和/或竖直排水母管，所述设计参数包括：管径、材料、长度以及连接方式；

具体的，确定排水管径时，需要综合考虑最大排水需求，排水时间要求，厂区环境等因素；由于排水管和/或水平排水母管和/或竖直排水母管的功能是排水，对水质无要求，同时调试排水主要是重力流，流速慢，压力不高，因此，排水管和/或水平排水母管和/或竖直排水母管可优选碳钢管道即可满足要求，由此简化结构，降低成本。特别的，如对排水水质有要求，所述排水管和/或水平排水母管和/或竖直排水母管也可优选不锈钢管道等其他高强度材质管道进行替换；且所述排水管和/或水平排水母管和/或竖直排水母管的管道长度作适当限制，如，可优选为5-12m(特别优选为8m)，由此控制管道重量，便于施工拆卸；通过用成熟高强度管道设计(如碳钢管道)，可解决排水管道受现场施工作业负面影响，并降低排水管道跑冒滴漏的风险，保证排水系统功能实现和提高施工现场的安全性；至于管径，则根据重力排水系统的具体要求而定，在此不作具体限定；

排水管道连接设计模块15，其连接所述排水路径设计模块22以及排水管道选取模块23，用于根据所述排水管道的分布状态数据以及所述所需管道的设计参数设计所述所需管道之间以及上游排水接口的连接方式；优选的，为便于施工拆卸，所述所需管道间和/或上游排水接口通过法兰连接，特别的，部分与上游排水点连接的管道无法采用碳钢管道的，可以使用带法兰的金属软管连接；由此可实现管道的多次利用，减少废弃管道的产生，并实现所述管道同厂址多机组的重复利用，调试完成后，电站正式运行期间，所述上游排水接口用法兰盲板封死或焊死。

如图3，4a-4b所示，所述排水管道分布模块2包括：上游排水点集成模块21、排水路径设计模块22、阀门设计模块23。通过上述排水管道分布模块2可对整个调试期间多系统、多区域的排水需求开展集约设计，简化管道，解决排水管道占用过多现场施工空间的问题。

具体的，所述上游排水点集成模块21连接所述排水点设计模块13，用于根据所述上游排水点的分布情况，划分集成区域，并对同一集成区域内的所述上游排水点进行集成，使得同一集成区域内、相互距离较近、排水时间相互错开的上游排水点共用一根排水管，由此来减少排水管的数量，简化结构以及降低成本；

排水路径设计模块22则连接所述上游排水点集成模块21，用于将所述同一集成区域内的所有排水管连接到同一水平排水母管，且使得每一所述排水母管均与竖直排水母管连通，由此形成排水管道的分布状态数据；具体的，例如图4a-4b中，同一集成区域内的上游排水点100，200，300，400…m，n的所有排水管分别对应连接到同一水平排水母管101，201，301，401…m1，n1，且水平排水母管101，201，301，401…m1，n1均与竖直排水母管500连通。

受限于各个厂房的物理边界，一般每个独立厂房一个临时排水子系统，互相独立，因此，本实施例中，处于不同高度位置的、各层的排水管道路径可以考虑沿着人员、物流通道设置，并综合现场实际环境进行调整，各上游排水点集成区域引出的排水管统一汇总到各层的水平排水母管，进一步的，各层水平排水母管101，201，301，401…m1，n1通过贯穿各层的楼梯或其他通道的竖直排水母管500相连接，并最终排出厂外；上述排水路径的设置对现场环境影响小、能保证布置空间充裕，且便于施工人员到达并开展操作和巡检。

此外，在部分因厂房设计原因无法通过重力排水到场外排水点时，如图4b所示，所述排水路径设计模块22还用于在低位、空间允许区域设置集水装置600(如集水罐等)，且将所述集水装置600与所述竖直排水母管500连接，使得所述竖直排水母管500中的液流通过重力作用进入到所述集水装置600中，再通过设置在所述集水装置600中的潜水泵将液流输出至厂房外。集水罐容量及潜水泵流量需与上游重力流排水量一起综合考虑，在此不做具体限定；

阀门设计模块23连接所述排水路径设计模块22，用于根据所述排水管道的分布状态数据，在每一所述上游排水点和/或每一下游排水点设置至少一组阀门组件，防止同时排水时不同系统串水。优选的，所述阀门组件包括：至少一个截止阀以及至少一个逆止阀。

所述排水管道安装模块3则包括日常管理模块，其用于供人员输入所述临时排水系统的安装时间、日常使用管理流程以及拆除时间。所述临时排水系统的安装时间不宜过早或过晚，主要考虑两个因素：要求在厂房内所有重要设备完成引入安装，物流通道不再通过大型设备后；各工艺系统的需要完成基本安装移交调试，开始开展系统调试工作，否则没有排水需求，白白占用现场安装环境。因此，所述临时排水系统需与工艺系统一起排入安装进度，集中安装，并与最早一批工艺系统一起移交调试；所述临时排水系统安装完成后移交给调试部门使用及管理，调试部门对临时排水系统使用实体隔离等各类手段降低现场施工等活动带来的影响，并定期进行维护和检查，且其他部门不得擅自拆除、修改、变动临时排水系统；所述临时排水系统的拆除时间可以根据实际情况灵活调节，在主要工艺系统完成单系统试验，排水需求不再存在后即可考虑拆除。调试在完成调试工作，确认临时排水系统可以拆除后移交安装部门执行拆除作业，且安装部门综合考虑工程整体施工进度，集中拆除。

实施例二：

如图5所示，本发明还提供了一种核电厂工艺系统调试用临时排水设计方法，其包括如下步骤：

s1、设计临时排水系统；

s2、根据所述临时排水系统的设计数据产生排水管道的分布状态数据，设计临时排水管道系统；

s3、根据所述临时排水管道系统执行所述临时管道系统的实际安装；

s4、对所述临时排水管道系统进行维护和使用；

s5、拆除所述临时排水管道系统。

具体的，所述步骤s1中包括：

s11、根据核电厂工艺系统调试排水需求设计排水容量；

s12、根据上游工艺系统与下游工艺系统的压差确定排水压力；

s13、选取上游工艺系统在调试期间的上游排水点，和/或，选取下游工艺系统在调试期间的下游排水点。

所述步骤s2包括：

s21、根据所述上游排水点的分布情况，划分集成区域，并对同一集成区域内的所述上游排水点进行集成，使得同一集成区域内、相互距离较近、排水时间相互错开的上游排水点共用一根排水管；

s22、将所述同一集成区域内的所有排水管连接到同一水平排水母管，且使得每一所述排水母管均与竖直排水母管连通，由此形成排水管道的分布状态数据，形成所述临时排水管道系统；

优选的，在部分因厂房设计原因无法通过重力系统排水到场外排水点时，如图4b所示，步骤s22中还包括：在低位、空间允许区域设置集水装置600(如集水罐等)，且将所述集水装置600与所述竖直排水母管500连接，使得所述竖直排水母管500中的液流通过重力作用进入到所述集水装置600中，再通过设置在所述集水装置600中的潜水泵将液流输出至厂房外；

优选的，步骤s2还包括：

s23、根据所述分布状态数据确定所需管道的设计参数；

s24、根据所述排水管道的分布状态数据以及所述所需管道的设计参数设计所述所需管道之间以及上游排水接口的连接方式；优选的，为便于施工拆卸，所述所需管道间和/或上游排水接口通过法兰连接，特别的，部分与上游排水点连接的管道无法采用碳钢管道的，可以使用带法兰的金属软管连接；调试完成后，电站正式运行期间，所述上游排水接口用法兰盲板封死或焊死；下游接口一般为厂外明渠等开放环境，可不做特殊要求，直接裸管设计即可；此外考虑到下游接口一般暴漏在自然环境，需要综合不考虑不同厂址的特殊要求，如寒冷厂址的保温需求、盐雾环境的防锈处理等；

以及s25、在每一所述上游排水点和/或每一下游排水点设置至少一组阀门组件，防止同时排水时不同系统串水。

此外，步骤s3中，所述临时管道系统的实际安装不宜过早或过晚，主要考虑两个因素：要求在厂房内所有重要设备完成引入安装，物流通道不再通过大型设备后；各工艺系统的需要完成基本安装移交调试，开始开展系统调试工作，否则没有排水需求，白白占用现场安装环境，因此，本实施例中，所述临时排水管道系统与所述上游工艺系统和下游工艺系统一起排入安装进度，集中安装，并与最早一批工艺系统一起移交调试。

步骤s4中，临时排水系统安装完成后移交给调试部门使用及管理。调试部门对所述临时排水管道系统使用实体隔离等各类手段降低现场施工等活动带来的影响，对所述临时排水管道系统进行调试，并定期进行维护和检查。

步骤s5中，完成调试后，所述临时排水管道系统的拆除可以根据实际情况灵活调节，在主要工艺系统完成单系统试验，排水需求不再存在后即可考虑拆除。调试在完成调试工作，确认临时排水管道系统可以拆除后移交安装部门执行拆除作业，进一步的，安装部门综合考虑工程整体施工进度，集中拆除。

需要说明的是，上述实施例一、二中的技术特征可进行随意组合，且组合而成的技术方案均属于本发明的保护范围。

综上所述，本发明的对整个调试期间多系统、多区域的排水需求开展集约设计，在满足排水需求的基础上，减少了排水管道对现场空间的占用，改善了现场作业环境；本发明采用成熟的高强度管道设计，避免了现场作业活动对排水活动的负面影响，充分保证了排水功能；避免了排水过程中的跑冒滴漏问题，大大提高了排水的安全性并降低了工程现场风险；本发明通过集中设计、集中施工、集中管理、集中拆除的方式，实现了一次施工、多系统共用，降低了交叉施工工作量，缩短了调试准备时间，提高了核电厂整体工程效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。