管道弯管工艺在核电站的应用分析.pdf

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1、第37卷第9期华电技术Vo1．37No．92015年9月HuadianTechnologySep．2015管道弯管工艺在核电站的应用分析王磊，王增琛，程超，黄文强(深圳中广核工程设计有限公司，广东深圳518000)摘要：介绍了弯管的主要工艺和其在核电站的应用现状，分析了弯管相对于弯头的优点，在布置空间满足的情况下，推荐优先采用弯管。通过对RCC—M和ASME中弯管设计和验收要求的对比，得出RCC—M的相关要求更为全面和具体的结论，推荐优先采用。关键词：核电站；管道；弯管；弯头；RCC—M；ASME中图分类号：TG386．31文献标志码：B文章编号：1674—1951(2015)09—007

2、5—02的情况下，设计上应优先选用弯管来代替弯头；同时O引言要求，DN≤60．3mm的管道必须采用弯管形式(除核电站各工艺系统主要由设备和管道组成，各弯曲角度45。和9O。外)，弯曲角度为45。和90。的可种流体输送均需要通过管道实现，因此，管道在维持选用弯管或标准弯头。核电站安全中起着不可替代的作用。管道布置设计早前核电站布置设计文件中对弯管的要求为弯过程中，由于系统需要、空间布局以及热膨胀、柔性曲半径I>5．OD(D为管子名义直径，mm)，弯头的弯设计等原因，经常需要改变管道的走向，具体可通过曲半径可达到1．5D(长半径)或1．0D(短半径)，由采用弯头或弯管实现。弯管是管道制作加工过

3、程中于核电站核岛内空间狭小，受限于布置空间，大部分的一种常见工艺，与弯头相比，具有减少管道总焊情况下只能采用弯头。经统计，CPR1000核电厂中，缝、降低振动、流阻小等优点，有利于保证施工质量，双机组核岛DN100mm及以上的管道中使用弯头的降低施工成本，提高核电站的安全性和经济性。数量约6500个，使用弯管仅150个，弯管使用量仅1弯管工艺概述占2．3％。随着弯管技术的发展，大口径弯管的最小弯曲管道弯管分为热弯弯管和冷弯弯管，热弯弯管半径可以达到3D，并已成功在火电厂四大管道中应是指在加热温度t≥(t一56)℃的条件下弯制的弯用』。目前AP1000，EPR，华龙1号等主流三代核管，冷弯弯

4、管指在加热温度t<(t一56)℃的条件下电技术，核岛空间较CPR1000核电厂均有所增加，弯制的弯管]，式中：t为管子材料的下临界温其对弯管的要求为弯曲半径≥3D，为弯管技术的应度，℃。用提供了条件。目前，国内应用的热弯弯管主要为感应加热弯2．2弯管代替弯头的优点管，其工作原理是利用中高频电源对管子圆周方向(1)每个弯头的两端均需设置焊缝，并在施工狭窄带进行加热，直到弯管所需的温度，同时将管子现场施焊，使用弯管可以有效减少焊缝总数量，一般匀速推进，弯矩作用到管子的加热区域使管子沿预采用1条弯管可减少1条焊缝，有利于减少现场焊设的轨道弯曲，从而形成具有一定曲率半径和角度接及无损检测工作量，降

5、低建造成本。同时，管道焊的弯管。缝区域往往是缺陷易发区，焊缝总数量的减少有利冷弯的工作原理是将管子沿胎具旋转拖拽，从于确保管道的质量和安全，提高核电站的安全性。而形成具有一定曲率半径和角度的弯管，不需要对管子进行加热，不改变管子材料金相组织，具有节(2)弯管的弯曲半径大，不仅降低了流体由于能、高效等优点。流向变化对管线的冲击，降低管道振动，而且由于弯曲部分的应力增加系数与1／R(为弯曲半径)成2核电站弯管应用正比，大弯曲半径的弯管较弯头应力增加系数2．1核电站弯管应用现状小，使管道系统的应力分布更均匀，受力更合理。(3)弯管的局部阻力小，可以降低管道阻力，提CPRIO00核电站管道设计文件

6、中规定：在可能高核电厂经济性。根据DL／T5054-1996《火力发收稿日期：2015—03—26；修回日期：2015—07—10电厂汽水管道设计技术规定》H可知，采用90。弯管·76·华电技术第37卷和弯头的局部阻力系数分别为0．20和0．25，可见，和ASME针对弯管成形均提出了额外验收要求。不计内径的变化和沿程阻力损失，仅局部阻力系数ASME仅对成形后的椭圆度和最小壁厚提出了尺寸不同引起的局部阻力就相差25％。检查的要求，而RCC—M不仅对弯管成形后的尺寸(4)按照核安全相关法规要求，核电站运行期检查提出要求，而且对不同RCC—M等级的管子成问需要定期(一般10年1次)开展在役检查，

7、管道形前和成形后均提出了相应的无损检测要求，更为焊缝的无损检测是在役检查的主要工作，采用弯管细致、具体和全面，推荐设计者优先选用。后管道焊缝的减少有利于减少在役检查无损检测工4结束语作量，降低核电站运行成本。因此，核电站中应用弯管工艺，不仅可以有效减随着弯管技术的发展，大口径弯管的最小弯曲嘶少焊缝总数量，降低施工成本，缩短施工周期，而且半径可以达到3D，并已在火电行业中广泛应用。核nn焊缝数量的减少可以降低核电站运行期间