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核电站热力系统管道设计选型


核电站热力系统管道 设计选型


一、概述



二、热力系统管道选型因素和要求 三、管道选型 四、管件 五、法兰

一、概述
1. 热 系统 构 系统 ? 动力设备:如泵、风机、汽轮机、喷射器等 动力设备:如泵、风机、汽轮机、 ? 储存、缓冲设备:箱罐、蓄能器 储存、缓冲设备:箱罐、 ? 交换设备:热交换器等 交换设备: ? 管道和管件:管道、弯头、三通、节流孔板、过滤器等 管道和管件:管道、弯头、三通、节流孔板、 ? 阀门类 ? 测量装置和仪表

一、概述
2.核电站热力系统管道设计 (1) 根据美国AE公司的规定,核级管道按ASME BPV-Ⅲ设计, 根据美国 公司的规定,核级管道按 Ⅲ设计, 公司的规定 非核级管道按ASME B31.1设计。我国核电站管道标准: 设计。 非核级管道按 设计 我国核电站管道标准: GB24512.1~20核电站用无缝钢管 核电站用无缝钢管 (2) DL/T5366-2006 火力发电厂汽水管道应力计算技术规程 火力发电厂汽水管道应力计算技术规程: a. “管规”中没有涉及核电站常规岛部分管道设计的规定,在 管规”中没有涉及核电站常规岛部分管道设计的规定, 有关核电站常规岛的设计规定(包括管道设计等规定) 有关核电站常规岛的设计规定(包括管道设计等规定)出台 核电站非核级管道的应力计算可参照此规定。 前,核电站非核级管道的应力计算可参照此规定。 b. 奥氏体管道应力计算不采用该规程

二、热力系统管道选型因素及要求
考虑工作条件因素

? 介质:适合工作介质环境 介质: ? 温度:满足最高可能温度下材质要求 温度: ? 压力:满足最高可能压力下的应力要求 压力: ? 流量:内部流速符合设计规范要求 流量:

二、热力系统管道选型因素及要求
1、设计温度的选取
设计温度系指管道运行中内部介质的最高工作温度
主蒸汽管道:取用锅炉过热器出口蒸汽额定工作温度加上锅炉正常运行时允许的温度偏差值。 主蒸汽管道: 取用锅炉过热器出口蒸汽额定工作温度加上锅炉正常运行时允许的温度偏差值。 温度偏差值可取用5 温度偏差值可取用5℃。高温堆设计温度取蒸发器出口额定温度加5℃ 高温堆设计温度取蒸发器出口额定温度加5 ? 与汽水分离器连接的汽水管道取分离器各种运行工况中管道可能出现的汽水最高工作温度。 与汽水分离器连接的汽水管道取分离器各种运行工况中管道可能出现的汽水最高工作温度。 ? 汽轮机抽汽管道:取用汽轮机最大计算出力工况下抽汽参数,等熵求取管道设计压力下的相 汽轮机抽汽管道:取用汽轮机最大计算出力工况下抽汽参数, 应温度。 应温度。 ? 高压给水管道:取用高压加热器后高压给水的最高工作温度。 高压给水管道:取用高压加热器后高压给水的最高工作温度。 ? 低压给水管道取用汽轮机最大计算出力工况下1.1倍除氧器加热抽汽压力对应的饱和温度。 低压给水管道取用汽轮机最大计算出力工况下1.1倍除氧器加热抽汽压力对应的饱和温度。 1.1倍除氧器加热抽汽压力对应的饱和温度 ? 凝结水管道取用低压加热器后凝结水的最高工作温度。 凝结水管道取用低压加热器后凝结水的最高工作温度。 ? 加热器疏水管道取用该加热器抽汽管道设计压力对应的饱和温度。 加热器疏水管道取用该加热器抽汽管道设计压力对应的饱和温度。

二、热力系统管道选型因素及要求
2、设计压力的选取
管道设计压力(表压)系指管道运行中内部介质最大工作压力。 管道设计压力(表压)系指管道运行中内部介质最大工作压力。对于水管道应包括水柱静压 的影响,当其低于额定压力的3 的影响,当其低于额定压力的3%时,可不考虑。 可不考虑。 ? 主蒸汽管道的设计压力至少等于主汽门进口处设计压力的105%,或不小于任何汽包安全阀整 主蒸汽管道的设计压力至少等于主汽门进口处设计压力的105% 105 定压力下限值的85 85% 或不小于管道系统任何部位预期的最大持续运行压力, 定压力下限值的 85% , 或不小于管道系统任何部位预期的最大持续运行压力 , 取上述三者中的 最大值。高温堆设计压力为蒸发器出口额定压力的1.05倍。 最大值。高温堆设计压力为蒸发器出口额定压力的1 05倍 ? 汽轮机抽汽管道取用汽轮机最大计算出力工况下(通常为VWO工况)该抽汽压力的1.1倍,且不 汽轮机抽汽管道取用汽轮机最大计算出力工况下(通常为VWO工况)该抽汽压力的1 VWO工况 小于0 MPa。 小于0.1MPa。 ? 调速给水泵出口管道,从给水泵出口至第一个关断阀间的管道,设计压力取用泵在额定转速 调速给水泵出口管道,从给水泵出口至第一个关断阀间的管道, 特性曲线最高点对应的压力与进水侧压力之和;从泵出口第一个关断阀至锅炉省煤器进口区段, 特性曲线最高点对应的压力与进水侧压力之和;从泵出口第一个关断阀至锅炉省煤器进口区段, 取用泵在额定转速及设计流量下泵提升压力的1 倍与泵进水侧压力之和。 取用泵在额定转速及设计流量下泵提升压力的 1.1 倍与泵进水侧压力之和 。 考虑水泵进水温度 对压力的修正。主给水管道有时选用给水泵关闭压头。 对压力的修正。主给水管道有时选用给水泵关闭压头。 ? 低压给水管道取用除氧器额定压力与最高水位时水柱静压之和 ? 凝结水管道取用泵出口阀关断情况下泵的扬程与进水侧压力之和 ,或凝泵关闭压头(334m) 或凝泵关闭压头( 或凝泵关闭压头 334m

二、热力系统管道选型因素及要求
3.材质的选取
? 介质:适合工作介质环境 介质: ? 温度:满足最高可能温度下应力要求 温度: ? 压力:满足最高可能压力下的应力要求 压力: ? 其它:内部介质状态,两相流、汽蚀等 其它:内部介质状态,两相流、

二、热力系统管道选型因素及要求
4.管道尺寸的选取
DL/T5054-1996 火力发电厂汽水管道设计技术规定:流速 火力发电厂汽水管道设计技术规定: 推荐的管道介质流速(m/s) 表 3-1 推荐的管道介质流速
介质类别 管 道 名 称 推荐流速(m/s) 40~60 50~65 30~45 35~60 30~50 20~35 60~90 2~6

主蒸汽 中间再热蒸汽

主蒸汽管道 高温再热蒸汽管道 低温再热蒸汽管道 抽汽或辅助蒸汽管道:过热汽 饱和汽 湿蒸汽 去减压减温器蒸汽管道

其他蒸汽

给水

高压给水管道

二、热力系统管道选型因素及要求
4.管道尺寸的选取: 管道尺寸的选取:
考虑所选用的管道尺寸序列为通用序列尺寸(内径、外径、壁厚) 考虑所选用的管道尺寸序列为通用序列尺寸(内径、外径、壁厚) 通用序列尺寸 (1) ASME标准 标准 ? ASME B36.10M-2010 ? ASME B16.9-2007 Factory-Made Wrought Buttwelding Fittings (2) 国标(GB) 国标 GB 3087-2008 低中压锅炉用无缝钢管 GB 5310-2008 高压锅炉用无缝钢管 GB/T 17395-2008 无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差 无缝钢管尺寸、外形、 火力发电厂汽水管道零件典型设计2000版(典管 版 典管2000) 火力发电厂汽水管道零件典型设计 ) 火力发电厂汽水管道零件典型设计1987版(典管87) 火力发电厂汽水管道零件典型设计 版 典管 )

三、管道选型
作为使用者(用户) 作为使用者(用户),主要工作是核对设计方提交的管道设 计,考虑一下因素: 考虑一下因素: (1)符合其使用的压力、温度、介质条件; )符合其使用的压力、温度、介质条件; (2)管内流速符合规程,运行中不发生振动; )管内流速符合规程,运行中不发生振动; (3)考虑经济性; )考虑经济性; (4)易于采购 )

三、管道选型

三、管道选型

国标尺寸系列) 三、管道选型 (国标尺寸系列)

B36.10M尺寸系列 尺寸系列) 三、管道选型 (ASME B36.10M尺寸系列)

ASME_B16.9-2007 Factory 2007 Factory-Made Wrought Buttwelding Fittings Wrought Buttwelding Fittings GB/T 12459-2005 钢制对焊无缝管件 GB/T 14301-2005 钢板制对焊管件(DN150~800)

四、管件选型

四、管件选型

弯头尺寸

四、管件选型

三通四通

四、管件选型

翻边短节

四、管件选型

管帽

四、管件选型

大小头

四、管件选型
GB/T 17185-1997 钢制法兰管件

钢制法兰管件

四、管件选型

钢制法兰管件

ASME B16.5 -2003 管法兰及法兰管件

五、法兰

平焊法兰适用于4MPa及以下 平焊法兰适用于4MPa及以下

五、法兰

带颈平焊钢制法兰PN6~PN100 带颈平焊钢制法兰PN6~PN100

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