主蒸汽管道设计压力取值分析

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1、3主蒸汽管道设计压力取值分析摘要：为了对单元机组超临界和超超临界机组主蒸汽压力设计有更清晰的认识，分析了主蒸汽管道设计压力取值以及国家标准,电力标准与ASMEB31.1的区别,得出了单元机组超临界和超超临界机组主蒸汽压力取值不同主要原因，对于机组的设计具有指导意义。结论是主汽门前设计压力就是最大运行工况下(VWO)的热平衡上的运行压力，GB50764同时参照ASME和IEC的规定得出的设计压力偏于保守。关键词：单元机组；主蒸汽压力；主汽门进口处设计压力；最大持续运行压力；安全系数；国标；ASMEWe

2、nPeng(Black&VeatchEngineeringCo.,Ltd.,Beijing100022,China)MainSteamPipeDesignPressureAnalysisAbstract:Aimingatunitsupercriticalandultrasupercriticalunitmainsteamdesignpressuretohaveaclearerunderstanding,analyzethemainsteamdesignpressureselectionandthed

3、ifferencebetweenGB,DLcodeandASMEB31.1.Educethemainreasonthatthemainsteamdesignpressureisdifferentforultra-supercriticalandsupercritical.Concludedthedesignthrottlepressureisthemaxoperatingpressure(VWOcase),soGBisconservativeforthedesignthrottlepressuret

4、ocomplywithIECcodeandASME.Keywords:unit;mainsteampressure;designpressureatthethrottleinlet;maximumsustainedoperatingpressure;safetyfactor;GB;ASME0引言主蒸汽压力取值是电厂设计的关键，由于各个国际以及各个标准的不统一，造成了国内工程师对于主蒸汽压力取值的不同认识，以至于各个设计院在设计压力的取值上经常出现不一致的情况，本文分析了主蒸汽管道设计压力取值以及国家

5、标准,电力标准与ASMEB31.1的区别,得出了单元机组超临界和超超临界机组主蒸汽压力取值不同主要原因。1国家标准与国外标准对比1.1主汽门进口处设计压力关于主蒸汽压力取值，文献[1~4]等标准都有比较详细的论述。文献[1]的设计压力规定如下：1，超临界及以下机组，主蒸汽管道设计压力应取用锅炉最大连续蒸发量时过热器出口的额定压力；2，超超临界参数机组，主蒸汽管道压力应取用下列两项的较大值，a)汽轮机主汽门进口处设计压力的105%；b)汽轮机主汽门进口处设计压力加主蒸汽管道压降。文献[4]中规定：对于

6、单元机组上装设能控制集箱蒸汽压力的自控燃烧设备的锅炉，蒸汽管道的设计压力应至少等于主汽门进口处的设计压力的105%，或不小于任何锅筒安全阀整定压力值下限值的85%，不小于管道系统任何部位预期的最大持续运行压力，取以上三者中的最大值。而所采用的材料的许用应力值不应大于过热器出口预期的蒸汽温度下的许用值。对于没有固定汽水分界线的强制流动蒸汽发生器，设计压力也不应小于预期的最大持续运行压力。在文献[1,4]的规定中，都提到了“主汽门进口处设计压力”，但是两个标准关于这个设计压力的理解是不同的,文献[4]对

7、于单元机组设计要求是一致的，而文献[1]关于超超临界机组是在文献[4]设计压力的基础上又增加了5%的裕量。文献[1～3]实际上是脱胎于文献[4]。文献[1]主蒸汽管道设计压力取值同时又结合了文献[5]的设计要求，文献[1]条文说明指出按照文献[5]“3汽轮机主汽门进口处的设计压力等于汽轮机主汽门前额定进汽压力的105％”。文献[5]指出为了维持平均压力，主汽门进口压力不能超过5%的额定压力，这就是文献[1]条文说明中增加5%设计压力的理论依据。按照文献[5]汽轮机允许有5%的超压运行工况，而超压5%

8、工况仅偶尔适用于电网高尖峰负荷时期[6]。但是自1997年以后，国内取消了引进机组5%超压运行工况，引进型锅炉的BMCR设计压力由5%超压改为额定压力[7]。所以此处国标引用文献[5]是不准确的。没有5%超压运行工况，主蒸汽压力当然不必在额定压力下增加5%。1.2最大持续运行压力文献[4]里面还有一个概念“最大持续运行压力”，管道内部设计压力不能低于最大持续运行压力。最大持续运行压力在ASME中没有明确的说明，也造成了国内工程师对于这个理解的偏差。根据国内火力发电厂运