核电站常规岛主要汽水管道材质选择和规格计算

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1、2012年lO月Oct．2012第4O卷第5期(总第222期)Vo1．40No．5(Ser．No．222)核电站常规岛主要汽水管道材质选择和规格计算MaterialsandSpecificationDesignforMainSteam—waterPipeinNuclearPowerStationConventionalIsland粘志宇(东北电力设计院，长春130021)摘要：针对核电站常规岛管道材料比常规火电站要求的参数低、流动加速腐蚀的特点，结合田湾核电站5、6号机组工程的核电站常规岛管道材料的选用，提出了

2、核电站常规岛管道计算原则，指出核电站常规岛管道规格计算主要考虑计算工况、设计参数、介质流速等7方面。关键词：核电站；常规岛；管道材质；规格计算中图分类号：TM623文献标志码：B文章编号：1009—5306(2012)05—0009—03按照国家关于自主研发第三代和第四代核反应水参数要低出很多。此工作条件下，管道不会发生蠕堆技术，加快国产化进程的要求，国内规划和在建核变，且给水介质保持在碱性状态，其他类介质也没有电站主要设备及材料正逐步实现国产化。目前，由于很强的腐蚀性，因此，常规岛二回路所用管道对耐国内没有专

3、门用来指导核电站常规岛汽水管道设计温、耐压和耐酸腐蚀的要求不是很高。核电站主蒸汽的技术规范，各在建核电工程常规岛汽水管道的自参数另一大特点是主蒸汽为非过热蒸汽，而是带有主化设计均参照DL／T5054—1996《火力发电厂汽一定湿度的饱和蒸汽，高压加热器抽汽也为饱和蒸水管道设计技术规定》，难以达到核电站设计全面指汽，低压加热器抽汽为微过热蒸汽。1．2流动加速腐蚀导作用。．核电站给水、凝结水及疏水(阀前)管道主要采用碳钢管材。由于管道输送介质为高速液态流体，长1核电站常规岛管道材料的特点期受高速液态流体冲刷，在管道

4、处于紊流状态下，因流体流速、温度和化学环境的相互影响，加速了碳钢火电厂设计中管道材料的选取，主要与管道内表面起保护作用的氧化膜的溶解，即流动加速腐蚀。介质及其参数有关。温度越高，管道材料要求越高。美国萨里核电站和13本美滨核电站均发生过因腐蚀对于高温管道(温度不低于450C)，要求采用具有破坏导致的管道破裂事故，流动加速腐蚀问题已成较好高温强度和抗蠕变性能的耐热钢。根据介质不为核电汽水管道设计时关注的重点。同，管材的选用区别主要有碳钢、不锈钢和合金钢。流动加速腐蚀问题只发生在碳钢管道中。选用相对于常规火电站，核

5、电站常规岛管道材料的选择合金钢或不锈钢能从根本上解决问题，但会大幅度需注意以下特点。增加投资。如选用碳钢管材，则需要通过控制碳钢管1．1参数低材的合金元素含量控制管道的流动加速腐蚀速率。田湾工程采用二代核电技术，主蒸汽温度根据国外对“相对减薄率一钢中Cr质量分数关系”280．1℃(压力6．43MPa)，主给水压力12．3MPa的研究结果，碳素无缝钢管中Cr是影响流动加速腐(226C)。新开发的三代压水堆核电技术(EPR或蚀的主要合金元素。随着钢中Cr含量的增加，相对AP1000)的蒸汽温度和压力参数与二代比较，

6、也无减薄率降低，当Cr质量分数接近0．29／5时，相对减大的差别。可见与常规火电相比，核电主蒸汽和主给薄率可下降到0．1。针对核电机组寿命期长、安全收稿日期：2012—08—10作者简介：粘志宇(1980一)，男，工程师，从事发电厂热能与动力工程设计工作。·9’2012年1O月Oct．2012第40卷第5期(总第222期)Vo1．40No．5(Ser．No．222)性要求高等特点，采用控Cr碳钢管材是提高管道抗系统用P280GH钢材质的要求。A335P]1为低合金流动加速腐蚀能力的有效办法之一。钢，在4种材料中

7、屈服极限和抗拉强度最低，但耐冲刷腐蚀性能较碳钢好，常用于高温管道。对于工作温2常规岛主要汽水管道材质的选用原则度低于300C的核电站主蒸汽、主给水管道而言，其耐高温特性无法体现。300C时，A335P11管材的许管道材料的选用必须依据管道的使用条件(设用应力约为WB36CN1的1／2，在管道选型上，壁厚计压力、设计温度、工作介质类别)、经济性、材料的更大，不利于管道布置。焊接及加工等性能，同时选用的材料应具有足够的通过上述分析，主蒸汽(包括旁路)、主给水管道稳定性(包括化学性能、物理性能、抗疲劳性能和组推荐采用

8、WB36CN1或P280GH管材。田湾工程采织稳定性等)。根据核电常规岛技术特点及相似核电用法国M310加改进堆型。主蒸汽、主给水管道采用站情况，确定田湾工程主要汽水管道材料初选原则。P28OGH管材。a．长期受水冲刷的给水、凝结水管道。采用Cr2．2抽汽管道材料的选择质量分数为0．2～o．3的碳钢材料。目前国内核电机组抽汽管道可用管材主要为b．主蒸汽是带有一定湿度的饱和蒸汽，温度参2