燃煤电厂超超临界机组四大管道的设计选用解读.doc

燃煤电厂超超临界机组四大管道设计选用 中国水利电力物资有限企业目 录前 言错误！未定义书签。1 范围错误！未定义书签。2 规范性引用文献23 定义与术语24 符号、代号和缩略语35 设计参数36 管道材质规格选型3附录A（资料性附录）四大管道特性数据 7附录B（规范性附录）火力发电厂推荐四大管道材质和规格系列10燃煤电厂超超临界机组四大管道设计选用1 规范性引用文献下列文献对于本文献应用是必不可少。但凡注日期引用文献，仅注日期版本合用于本文献。但凡不注日期引用文献，其最新版本（包括所有修改单）合用于本文献。（1）ASTM A335 高温用铁素体无缝钢管原则规程（Standard Specification for Seamless Ferritic Alloy-Steel Pipe for High Temperature Service ）（2）ASTM/ASME A672中温高压条件下使用电熔焊管技术规范（Specification for Electric-Fusion-Welded Steel Pipe for High pressure Service at Moderate Temperature）（3）ASTM/ASME A691高温高压条件下电熔碳钢和合金钢技术规范（Specification for Carbon and Alloy Steel Pipe ,Electric-Fusion-Welded for High- pressure Service at High Temperature）（4）EN10216-2 承压用无缝钢管（Seamless Steel Tubes for Pressure Purposes Technical Delivery Condition. Part2:Non-alloy and alloy steel tubes with specified elevated temperature properties）（5）ASTM A999/ A999M 合金和不锈钢管道通用规范（Standard Specification for General Requirements for Alloy and Stainless Steel Pipe）（6）ASME B31.1 Power Piping (AN AMERICAN NATIONAL STANDARD)（7）DL/T5366 火力发电厂汽水管道应力计算技术规程（8）GB50764- 电厂动力管道设计规范 2 定义与术语2.1 管道piping由管道构成件和管道支吊装置等构成，用以输送、分派、混合、分离、排放、计量或控制流体流动。2.2 管道系统piping system按流体与设计条件划分多根管道连接成一组管道，简称管系。2.3 内径管inside diameter controlled pipe以控制内径尺寸为原则生产管道2.4 外径管outside diameter controlled pipe以控制外径尺寸为原则生产管道2.5 电熔焊管Electric-Fusion-Welded Pipe纵向对接焊缝采用人工或自动电弧焊熔接而成管道。2.6 最小壁厚minimum wall thickness考虑承压强度和腐蚀余量等计算厚度。2.7 公称壁厚normal wall thickness在最小壁厚基础上,按照管子原则规格取用壁厚，又称名义壁厚3 符号、代号和缩略语ID 管子内径，标识以内径为基准钢管OD 管子外径，标识以外径为基准钢管Sm 为直管最小壁厚。AWT 为直管平均壁厚4 设计参数4.1 主蒸汽管道设计压力可取用主汽门进口处设计压力105%（主汽门进口处设计压力为汽轮机额定进汽压力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管道压降，两者取大值。4.2 主蒸汽管道设计温度和其他管道设计参数按火力发电厂汽水管道应力计算技术规程（DLT 5366）执行。5 管道材质规格选型5.1 600MW、660MW、1000MW超超临界机组管道材料选择5.1.1 主蒸汽管道和再热热段蒸汽管道采用ASTM A335 P92材料；当热段蒸汽管道采用A335 P91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ASTM A672 B70 CL32材料，当设计温度415时，采用ASTM A691 1 Cr CL22材料（或性能相称其他管材）。5.1.3 高压给水管道高压给水管道采用EN 10216-2原则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5.2.1 A335P92材料许用应力推荐采用附表1中数据，附表1数值是根据EN10216-2：+A2:原则中X10CrMoVNb9-2规定强度数值（该强度值与ECCC-中数值相似）及火力发电厂汽水管道应力计算技术规程中安全系数确定。5.2.2 除A335P92材料以外，采用美国管材时，许用应力取用ASME B31.1-附录A许用应力值；德国管材按EN10216-2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安全系数确定许用应力。5.2.3 A672 B70 CL32、A691 1 Cr CL22、A335P91、A335P22材料许用应力采用ASME B31.1-规定数值（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152.4ID304.8：2.362/0304.8ID558.8：3.175/0558.8ID762：3.962/0ID762：4.750/0保证最小壁厚不不不小于公称壁厚+6%/-6%给定重量（也可按照+16%/0%公称重量）距管道两端头150mm 以外圆度：OD/AWT15：1.5% 15OD/AWT18：2% OD/AWT18：2.5% 距管道两端头150mm 以内圆度：1.5%主蒸汽管道3048mm毫米范围内直度不不小于3.2mm，整管不不小于6.35 mm；再热热段管道3048mm毫米范围内直度不不小于6.35mm，整管不不小于12.7 mm；法国瓦卢瑞克管道同上+3/-0/1%3048mm毫米范围内直度不不小于3.2mm，整管不不小于6.35 mm阐明：管道支吊架应考虑管道内径和壁厚正偏差，一般状况下应根据管道实际外径调整管道支吊架管部尺寸。表2 外径管直径范围外径偏差不一样壁厚/外径条件下壁厚偏差0.0250.0250.050.050.10.1219.11%或0.5mm(取大值)12.5%或0.4mm（(取大值)219.1355.620%15%12.5%10%355.620%15%12.5%+15%/-10%表3 电熔焊管外径偏差(mm)壁厚偏差(mm)圆度(%)直度(mm)所有厂商0.5%OD+原则/-0.31%3048mm毫米范围内直度不不小于3.2mm，整管不不小于6.35 mm阐明：电熔焊管壁厚正偏差应不不小于外径管对应壁厚正偏差。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规定加厚管道壁厚，即：表4 弯管推荐壁厚表弯曲半径推荐弯管最小壁厚6倍管子外径1.06Sm5倍管子外径1.08Sm4倍管子外径1.14Sm3倍管子外径1.25Sm5.4.2 使用附录B阐明a）应注意查对详细工程四大管道设计参数，以及所采用材料原则、管径和壁厚偏差进行核算。b）对于设计温度在600及以上主蒸汽、再热热段管道壁厚计算可合适考虑氧化腐蚀裕度。提议取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-）求取计算壁厚,为满足焊接对口规定，取用壁厚在计算壁厚基础上加2.5Smm左右后靠原则壁厚系 ，安装时应保证对口处管道壁厚不不不小于最小壁厚。e）对于电熔焊管（再热冷段），口径较大，增长壁厚有助于增长管道刚度，对口裕量较外径无缝管合适加大。f）高压旁路入口管道提议尽量选用与主蒸汽管道支管相似材质和规格。g）低压旁路入口管道提议尽量选用与再热热段管道支管相似材质和规格。h）高压旁路出口管道提议尽量选用与再热冷段管道支管相似材质和规格。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项目，常规大部分选用单管设计。首先，单管设计在管道布置上更灵活，空间占用相对来说少某些；另首先，大体上来说，采用单管设计较双管设计，经济性要好某些。近几年，我们参与双管设计项目，以银星两台机为例，内径管大概需要资金5300万元左右，而单管神华焦作、鹤壁鹤淇项目两台机内径管资金大概在45004700万元左右。当然，上述结论对某个详细项目也并不是绝对。对于参数较高超超临界机组，由于参数较高，若采用单管设计，则壁厚会靠近甚至超过110MM，而既有资料中，均查不到对应壁厚许用应力值，并且，伴随壁厚增长，推力变大，有也许计算不过去，等等，因而，这种状况下，提议采用双管设计。附录A(资料性附录)四大管道材料特性数据表A.1 A335P22（ASME B31.1）温度许用应力温度弹性模量温度平均线胀系数(Mpa)(kN/mm2)(10-6/oC)20117.9202112011.6343114.5502105011.8371114.510020710012.1399114.515020315012.4427114.520019920012.748293.825019525013.051074.530019130013.353855.235018735013.656639.340018240013.859326.245017545014.1-50016550014.3-55015355014.6-60013760014.8表A.2 A335P91（ASME B31.1）温度许用应力温度弹性模量温度平均线胀系数(Mpa)(kN/mm2)(10-6/)20167.5202132010.4260166.2502125010.6316163.410020910010.8343161.315020515011.1371157.920020120011.3399153.125019725011.5427146.930019330011.7454140.035018935011.8482131.740018540012.0510122.745018145012.2538112.450017650012.356696.5(S3”)88.9(S3”)55017155012.559371.0(S3”)66.2(S3”)60016460012.662148.365015665012.864929.6-表A.3 A335P92（EN10216-2：+A2:）温度许用应力温度弹性模量温度平均线胀系数(Mpa)(kN/mm2)(10-6/)20206.7202175010.6510206.710021410010.7520156.715021115010.9530145.320020720011.1540134.725020425011.2550124.730020030011.4560114.735019835011.5570104.740019140011.758094.745018745011.959084.750018250012.060075.355017655012.261066.760017060012.362058.065016465012.563050.0-表A.4 A672B70CL32（ASME B31.1）温度许用应力温度弹性模量温度平均线胀系数(Mpa)(kN/mm2)(10-6/oC)20137.9202022011.6260137.9502005011.8316133.810019710012.1343129.615019415012.4371124.820019020012.7399102.025018825013.042782.730018430013.3-35017835013.6-40017140013.8-45016145014.1表A.5 A6911CrCL22 （ASME B31.1）(A387Class1)温度许用应力温度弹性模量温度平均线胀系数(10-6/oC)(Mpa)(kN/mm2)20117.9202052011.6343117.9502045011.8371117.910020110012.1399117.915019715012.4427115.820019320012.7温度许用应力温度弹性模量温度平均线胀系数(10-6/oC)(Mpa)(kN/mm2)454113.125019025013.048294.530018630013.351064.135018135013.653843.440017640013.856629.045017045014.1-50016050014.3-55014855014.6表A.6 15NiCuMoNb5-6-4(WB36)壁厚不不小于80mm（EN 102162）温度许用应力温度弹性模量温度平均线胀系数(Mpa)(kN/mm2)(10-6/)20203.32021110012.2200203.310020620012.9250203.320020030013.4300203.330019240014.0350203.340018450014.3400203.3500175-410203.3-420203.3-430200.0-440182.0-450163.3-460140.0-470116.7-48092.7-49069.3-50046.0-附录B（规范性附录）火力发电厂推荐四大管道材质和规格系列表B.1 660MW超超临界机组(主蒸汽管道设计温度610，压力27.46MPa;再热热段管道设计温度608,压力5.773MPa;)序号名称规格材质一主蒸汽管道系统1主蒸汽主管ID425103A335P922主蒸汽支管ID29273A335P92二再热热段管道系统1再热热段主管ID90844A335P922再热热段支管ID64132A335P92三再热冷段管道系统1再热冷段主管（阀前）OD101638A672B70CL322再热冷段支管（阀前）OD71128A672B70CL323再热冷段主管(阀后)101635A691Gr.11/4CrCL224再热冷段支管(阀后)71125A691Gr.11/4CrCL22四高压给水管道系统1给水主管OD5085515NiCuMoNb5-6-42给水汽泵出口管OD355.64015NiCuMoNb5-6-43给水电泵出口管OD2732815NiCuMoNb5-6-4表B.2 1000MW超超临界机组（上海电气）(主蒸汽管道设计温度610，再热热段管道设计温度608)序号名称规格材质一主蒸汽管道系统1主蒸汽主管（1/2）ID35694A335P922主蒸汽支管（1/4）ID25468A335P92二再热热段管道系统1再热热段主管(1/2)ID69943A335P922再热热段支管(1/4)ID49531A335P92三再热冷段管道系统1再热冷段主管OD116842A691 1 Cr CL222再热冷段支管OD81330A691 1 Cr CL22四高压给水管道系统1给水主管OD6106515NiCuMoNb5-6-42给水支管（阀后）OD4575015NiCuMoNb5-6-43给水支管（阀前）OD4576015NiCuMoNb5-6-4表B.3 1000MW超超临界机组（东方、哈尔滨）(主蒸汽管道设计温度610，再热热段管道设计温度608)序号名称规格材质一主蒸汽管道系统1主蒸汽主管（1/2）ID36892A335P922主蒸汽支管（1/4）ID26066A335P92二再热热段管道系统1再热热段主管（1/2）ID74938A335P922再热热段支管（1/4）ID52728A335P92三再热冷段管道系统1再热冷段主管OD121942A672B70CL322再热冷段支管OD863.630A672B70CL32四高压给水管道系统1给水主管OD6606515NiCuMoNb5-6-42给水支管OD4575015NiCuMoNb5-6-43给水支管OD355.64015NiCuMoNb5-6-4 读书好处1、行万里路，读万卷书。2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。3、读书破万卷，下笔如有神。4、我所学到任何有价值知识都是由自学中得来。达尔文5、少壮不努力，老大徒悲伤。6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。颜真卿7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。8、读书要三到：心到、眼到、口到9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。10、一日无书，百事荒废。陈寿11、书是人类进步阶梯。12、一日不读口生，一日不写手生。13、我扑在书上，就像饥饿人扑在面包上。高尔基14、书到用时方恨少、事非通过不知难。陆游15、读一本好书，就如同和一种崇高人在交谈歌德16、读一切好书，就是和许多崇高人谈话。笛卡儿17、学习永远不晚。高尔基18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。刘向19、学而不思则惘，思而不学则殆。孔子20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才能。培根