燃煤电厂超超临界机组四大管道的设计选用解读知识讲解Word下载.docx
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按流体与设计条件划分的多根管道连接成的一组管道,简称管系。
2.3内径管insidediametercontrolledpipe
以控制内径尺寸为标准生产的管道
2.4外径管outsidediametercontrolledpipe
以控制外径尺寸为标准生产的管道
2.5电熔焊管Electric-Fusion-WeldedPipe
纵向对接焊缝采用人工或自动电弧焊熔接而成的管道。
2.6最小壁厚minimumwallthickness
考虑承压强度和腐蚀余量等的计算厚度。
2.7公称壁厚normalwallthickness
在最小壁厚的基础上,按照管子标准规格取用的壁厚,又称名义壁厚
3符号、代号和缩略语
ID管子内径,标识以内径为基准的钢管
OD管子外径,标识以外径为基准的钢管
Sm为直管的最小壁厚。
AWT为直管的平均壁厚
4设计参数
4.1主蒸汽管道的设计压力可取用主汽门进口处设计压力的105%(主汽门进口处设计压力为汽轮机额定进汽压力的105%),或取用主汽门进口处设计压力加锅炉过热器出口至主汽门的管道压降,二者取大值。
4.2主蒸汽管道的设计温度和其它管道的设计参数按《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》(DL/T5366-2006)执行。
5管道材质规格选型
5.1600MW、660MW、1000MW超超临界机组管道材料的选择
5.1.1主蒸汽管道和再热热段蒸汽管道
采用ASTMA335P92材料;
当热段蒸汽管道采用A335P91材料时,应在运行中加强金属监督。
5.1.2再热冷段蒸汽管道
当设计温度≤415℃时,采用ASTMA672B70CL32材料,当设计温度>
415℃时,采用ASTMA6911¼
CrCL22材料(或性能相当的其他管材)。
5.1.3高压给水管道
高压给水管道采用EN10216-2标准的15NiCuMoNb5-6-4材料。
5.1.4四大管道材料特性数据见附表1。
5.2许用应力
5.2.1A335P92材料的许用应力推荐采用附表1中的数据,附表1的数值是根据EN10216-2:
2002+A2:
2007标准中X10CrMoVNb9-2规定的强度数值(该强度值与ECCC-2005中的数值相同)及《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》中的安全系数确定。
5.2.2除A335P92材料以外,采用美国管材时,许用应力取用ASMEB31.1-2007附录A的许用应力值;
德国管材按EN10216-2的强度指标和《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》中规定的安全系数确定许用应力。
5.2.3A672B70CL32、A6911¼
CrCL22、A335P91、A335P22材料的许用应力采用ASMEB31.1-2007规定的数值(见附表1)。
5.3管道尺寸和重量公差
表1内径管
内径偏差(mm)
壁厚偏差(mm)
重量偏差(kg)
圆度(%)
直度(mm)
美国WG管道
152.4<ID≤304.8:
2.362/0
304.8<ID≤558.8:
3.175/0
558.8<ID≤762:
3.962/0
ID>762:
4.750/0
保证最小壁厚不小于公称壁厚
+6%/-6%给定重量(也可按照+16%/0%公称重量)
距管道两端头150mm以外的圆度:
OD/AWT≤15:
≤1.5%
15<OD/AWT≤18:
≤2%
OD/AWT>18:
≤2.5%
距管道两端头150mm以内的圆度:
≤1.5%
主蒸汽管道3048mm毫米范围内直度不大于3.2mm,整管不大于6.35mm;
再热热段管道3048mm毫米范围内直度不大于6.35mm,整管不大于12.7mm;
法国瓦卢瑞克管道
同上
+3/-0
/
≤1%
3048mm毫米范围内直度不大于3.2mm,整管不大于6.35mm
说明:
管道支吊架应考虑管道内径和壁厚的正偏差,一般情况下应根据管道的实际外径调整管道支吊架的管部尺寸。
表2外径管
直径范围
外径偏差
不同壁厚/外径条件下壁厚偏差
≤0.025
0.025~0.05
0.05~0.1
>0.1
≤219.1
±
1%或±
0.5mm(取大值)
12.5%或±
0.4mm((取大值)
219.1~355.6
20%
15%
12.5%
10%
≥355.6
+15%/-10%
表3电熔焊管
外径偏差(mm)
所有厂商
0.5%OD
+标准/-0.3
电熔焊管的壁厚正偏差应不大于外径管对应的壁厚正偏差。
5.4四大管道(直管)规格
5.4.1四大管道(非弯管用直管)推荐规格
根据上述原则,四大管道(非弯管用直管)推荐规格见附录B。
对于弯管材料,应按照《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》的要求加厚管道壁厚,即:
表4弯管推荐壁厚表
弯曲半径
推荐的弯管最小壁厚
≥6倍管子外径
1.06Sm
5倍管子外径
1.08Sm
4倍管子外径
1.14Sm
3倍管子外径
1.25Sm
5.4.2使用附录B的说明
a)应注意核对具体工程四大管道的设计参数,以及所采用的材料标准、管径和壁厚偏差进行核算。
b)对于设计温度在600℃及以上的主蒸汽、再热热段管道壁厚计算可适当考虑氧化腐蚀裕度。
建议取1.6mm。
c)对于内径控制无缝管(主汽、再热热段),考虑焊接C值的对口裕量,壁厚按:
最小壁厚+0.5×
(内径偏差+0.25)。
d)对于外径无缝管(给水),按《火力发电厂汽水管道应力计算技术规程》(DLITDL/5366-2006)求取计算壁厚,为满足焊接对口要求,取用壁厚在计算壁厚基础上加2.5Smm左右后靠标准壁厚系,安装时应保证对口处管道壁厚不小于最小壁厚。
e)对于电熔焊管(再热冷段),口径较大,增加壁厚有利于增加管道刚度,对口裕量较外径无缝管适当加大。
f)高压旁路入口管道建议尽可能选用与主蒸汽管道支管相同的材质和规格。
g)低压旁路入口管道建议尽可能选用与再热热段管道支管相同的材质和规格。
h)高压旁路出口管道建议尽可能选用与再热冷段管道支管相同的材质和规格。
5.5单管设计与双管设计
对于600MW及660MW超超临界机组,根据我们近些年参与的项目,常规的大部分选用单管设计。
一方面,单管设计在管道的布置上更灵活,空间占用相对来说少一些;
另一方面,大体上来说,采用单管设计较双管设计,经济性要好一些。
近几年,我们参与的双管设计的项目,以银星两台机为例,内径管大约需要资金5300万元左右,而单管神华焦作、鹤壁鹤淇项目两台机的内径管资金大约在4500~4700万元左右。
当然,上述结论对某个具体项目也并不是绝对的。
对于参数较高的超超临界机组,由于参数较高,若采用单管设计,则壁厚会接近甚至超过110MM,而现有的资料中,均查不到相应壁厚的许用应力值,并且,随着壁厚的增加,推力变大,有可能计算不过去,等等,因而,这种情况下,建议采用双管设计。
附录A
(资料性附录)
四大管道材料特性数据
表A.1A335P22(ASMEB31.1)
温度℃
许用应力
弹性模量
平均线胀系数
(Mpa)
(kN/mm2)
(10-6/oC)
20
117.9
211
11.6
343
114.5
50
210
11.8
371
100
207
12.1
399
150
203
12.4
427
200
199
12.7
482
93.8
250
195
13.0
510
74.5
300
191
13.3
538
55.2
350
187
13.6
566
39.3
400
182
13.8
593
26.2
450
175
14.1
-
500
165
14.3
550
153
14.6
600
137
14.8
表A.2A335P91(ASMEB31.1)
(10-6/℃)
167.5
213
10.4
260
166.2
212
10.6
316
163.4
209
10.8
161.3
15
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