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核电厂排水管材比选分析研究

刘扬+饶碧华+夏愈卓

摘 要： 排水管道种类繁多，新型管材又层出不穷，本文详细的介绍了排水管道的种类，以及不同种给排水管材优缺点分析，便于设计人员在选取给排水管材时，注意到各管材的优缺点，选取满足核电设计要求的管材。
关键词： 核电厂;排水管材;优缺点分析
一、引言
排水管道种类繁多，新型管材又层出不穷。金属管材包括钢管、球墨铸铁管等;塑料管包括硬聚氯乙烯管（PVC-U）、聚乙烯缠绕结构壁管A型、聚乙烯缠绕结构壁管B型等;通常设计人员在选取管材时，均需要翻阅很多资料来比较，最终选择一个合适的管材，为了节约设计人员的时间，本文主要针对CPR1000项目的排水系统，通过详细介绍各种排水管道的优缺点，推荐适宜各个系统的管材。
二、排水管材分类及选取
（一）排水管道
排水管道包括生活污水管道、生产废水管道和雨水排水管道。
排水管材应根据排水的性质、成分、温度、地下水侵蚀性、外部荷载、土壤情况和施工条件等因素因地制宜就地取材，条件许可的情况下应优先考虑埋地排水塑料管，主要是防止管道渗漏，污水渗入地层，污染地下水。当穿越管沟、过河等特殊地段或承压的地段可采用钢管和铸铁管，压力流排水管可选用耐压塑料管，金属管或钢塑复合管。
排水常用的管材：
1.钢管
钢管是由钢板卷焊而成的圆管的统称。
钢管的优点：强度高，韧性较好，抗压耐冲击性能好;焊接连接，管道整体性好，抗震性能好;安装较方便;
钢管的缺点：管道耐腐蚀性能差，需现场制作防腐，防腐质量控制直接影响管道使用寿命;使用寿命短，一般在5～20年;工程造价较高。
2.球墨铸铁管
球墨铸铁管的优点：强度高，韧性较好，抗压耐冲击性能好;大小口径均有应用，应用范围较广，由于造价高一般多应用于压力管道;管道耐腐蚀性能较好，优于混凝土管、钢管，管道防腐由厂家制作完成，易于控制质量;胶圈承插柔性连接，抗震性能好;使用寿命长，管材寿命一般≥50年。
球墨铸铁管的缺点：安装较为不便，管道自重较大，需敷设砂石基础; 工程造价高。
3.钢筋混凝土管
钢筋混凝土管，用配有环筋和纵筋的混凝土制作的圆管。
钢筋混凝土管的优点： 强度较高;  工程造价低。
钢筋混凝土管的缺点： 韧性差，抗压耐冲击性能差; 管道耐腐蚀性能较差; 安装不便，自重大，刚性连接时宜做混凝土基础;寿命较短，一般为20年，当采用刚性连接产生不均匀沉降时易渗漏。
4.塑料管
目前在建筑内使用的排水塑料管主要有硬聚氯乙烯管PVC-U、聚乙烯管PE。
（A） 硬聚氯乙烯管PVC-U
硬聚氯乙烯管PVC-U的优点： 重量轻，不结垢，不腐蚀，外壁光滑，容易切割，便于安装，可制成各种颜色，投资省和节能的特点。
硬聚氯乙烯管PVC-U的缺点：强度低，耐温差差，立管产生噪声，暴露于阳光下容易老化，防火性能差。
目前在核电厂应用的PE塑料管有：PE缠绕结构壁管A型、PE缠绕结构壁管B型、钢带增强PE螺旋波纹管。
（B ）聚乙烯缠绕结构壁管A型
聚乙烯缠绕结构壁管A型，以聚乙烯树脂为主要原料，制成中空型材，采用缠绕成型工艺制成的管道，内外壁平整，管壁中具有螺旋中空结构，承插弹性密封圈连接。
聚乙烯缠绕结构壁管A型优点：强度低，韧性好，抗压耐冲击性能较好，应用范围广，管道耐腐蚀性能好，安装方便，自重小;寿命长，管材寿命一般≥50年。
聚乙烯缠绕结构壁管A型缺点：工程造价较高。
（C） 聚乙烯缠绕结构壁管B型
聚乙烯缠绕结构壁管B型，以聚乙烯树脂为主要原料，挤出聚乙烯带包覆软管，采用缠绕成型工艺制成的管道，内壁平整，外壁为由软管作为辅助支撑的中空螺旋形肋，电熔连接。
聚乙烯缠绕结构壁管B型优点：强度低，韧性好，抗压耐冲击性能较好，管道耐腐蚀性能好，应用范围广，整体性较好，安装方便，自重小;寿命长，一般≥50年。
聚乙烯缠绕结构壁管B型缺点： 工程造价较高。
（D）钢带增强聚乙烯螺旋波纹管
钢带增强聚乙烯螺旋波纹管，以高密度聚乙烯树脂为主要原料，用波形钢带作为主要支撑结构，采用缠绕成型工艺制成的内壁平整，外壁为包覆有增强钢带的中空波纹肋的管道，电热熔带连接。
钢带增强聚乙烯螺旋波纹管优点： 强度低，韧性好，抗压耐冲击性能较好，管道耐腐蚀性能好，应用范围广，安装较为方便，管道自重小;使用寿命长，管材寿命一般≥50年;工程造价较低。
下面是对上面介绍管材的性能比较：
序号 管材 耐冲击 耐腐 自重 安装 造价 寿命
1 钢管 好 差 较大 较易 较高 短
2 球墨铸铁管 好 较好 较大 较易 高 长
3 钢筋混凝土管 差 较差 大 难 低 较短
4 PVC-U管 较差 好 小 容易 低 短
5 PE缠绕结构壁管A型 较好 好 小 较易 较高 长
6 PE缠绕结构壁管B型 较好 好 小 较易 高 长
7 钢带增强PE螺旋波纹管 较好 好 小 较易 较低 较长
（二）生活污水管道
室外生活污水管道从寿命及经济性考虑，推荐选择钢带增强PE螺旋波纹管，SEO1系统末端，为防止管道老化，采用钢筋混凝土管道。
核岛内的室内生活污水管道对运行的安全性要求高，推荐选择碳钢，其他室内生活污水管道和室内生产废水管道推荐选择PVC-U管。
（三）生产废水管道
生产废水管道包括废油和非放射性水排放系统SHE管道和常规岛废液收集系统SEK管道，由于排放介质温度较高，不推荐选择塑料管，钢筋混凝土管抗渗性又很差，故推荐选择球墨铸铁管，架空时采用无缝钢管。
（四）雨水排水管道
核电厂雨水系统SEO2主要排放厂区雨水及厂房内集水坑、地漏等排水。从寿命及经济性考虑，钢带增强PE螺旋波纹管，SEO2系统末端，为防止管道老化，采用钢筋混凝土管道，通过道路的需外加钢筋混凝土套管。

-全文完-