主要汽水管道系统的设计压力和温度教案资料

主要汽水管道系统的设计压力和温度

1 范围

本导则依据《火力发电厂汽水管道设计技术规定》DL/T5054－1996的规定，提出了确定火力发电厂有关系统的设计压力和温度的原则和方法。同时参考了《动力管道》ASME B31.1的原则。

每一管道系统的设计压力（表压）和温度应根据其预期的最高运行内压和温度来确定，同时还应包括适当的裕度，以应付运行中出现的瞬态工况、偏离预定的运行特性和/或控制变量（即压力和温度）的仪表测量容差。

3 主要设计准则

3.1 主蒸汽管道

（1）定义

主蒸汽是锅炉里产生的新蒸汽。主蒸汽系统的管道主要包括从锅炉出口到汽轮机主汽门接口的管道、到其他设备如锅炉给水泵驱动汽轮机（若配备有高压蒸汽进汽阀）和汽机轴封系统的支管、以及直到和包括最后一只截止阀/关断阀在内的仪表管、放气管和疏水管。当施工图设计中，锅炉给水泵驱动汽轮机主蒸汽进汽管道等主蒸汽系统支接的管道划作单独的卷册设计时，截止阀/关断阀及以前的管道设计压力、温度仍应按主蒸汽系统规定取用。

（2）设计压力

管道设计压力系管道设计压力系指管道运行中内部介质工作压力与温度耦合时最严重条件下的压力。最严重条件应为管子强度计算需要最大厚度及最高公称压力时的参数。主蒸汽管道的设计压力可按以下规定选取：

亚临界和超临界机组，主蒸汽管道的设计压力可取用锅炉最大连续蒸发量下过热器出口的工作压力。

超超临界机组，主蒸汽管道的设计压力可取用主汽门进口处设计压力的105％（主汽门入口处设计压力为汽轮机额定进汽压力的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的管道压降，二者取大值。

符合IEC标准(60045-1，1991，MOD)的汽轮机，只要保持12个月平均值不超过额定值，就允许主蒸汽系统超压5％运行，使汽机处于最大连续出力时可保持调节汽门全开（VWO），主汽调门无节流损失经济性最佳。但由于提高了最大工作压力，使锅炉、汽机及主汽系统设计压力提高，增加了投资，这种做法现已不取。当存在（VWO＋5％

OP）的情况时，以下VWO处可代以（VWO＋5％OP）。

（3）设计温度

设计温度系指管道运行中内部介质的最高工作温度。取用锅炉过热器或再热器出口蒸汽额定工作温度加上锅炉正常运行时允许的温度偏差。温度偏差值可取用5℃。

（4）补充说明

a. 主蒸汽管道的设计压力应不大于锅炉制造厂的过热器出口联箱设计压力。

b. 以上规定不适用于燃机电厂，燃机电厂主蒸汽设计压力和温度的规定与常规火电机组不同，既要满足B31.1的要求又要满足制造厂的要求。B&V设计的金陵燃机电厂主蒸汽设计压力和温度取值实例：根据ASME B31.1规程规定，该系统管道的设计（最大）压力为热平衡中最高主汽工作压力(保证工况100%负荷)加172kPa圆整后得出，设计温度为最高主汽工作温度(保证工况75%负荷)加5.6℃圆整后得出。根据GE规程规定,该系统管道的设计（最大）压力为热平衡中最高主汽工作压力的1.07 倍。设计（最大）温度为热平衡中最高主汽工作温度加8.3℃。根据ASME B31.1计算出的设计压力为10.20 Mpa(a)，设计温度为574℃，小于GE公司提供的设计压力10.695Mpa(a)和设计温度574.9℃，因此设计参数取用：设计压力10.695Mpa(a)和设计温度574.9℃。

3.2 再热蒸汽管道系统

（1）定义

高温再热蒸汽是指再热器出口的高温蒸汽（它来自汽机高压缸排汽或第一级再热汽机），其压力接近于汽机高压缸（或第一级再热汽机）的排汽压力减去低温再热管道和再热器的压降。高温再热蒸汽系统包括再热器出口至再热汽轮机主汽门的全部管道，并包括支管（如有的话）和到最后一只截止阀为止的放气管、疏水管和仪表接管。

低温再热蒸汽是汽轮机高压缸的排汽或是两次再热汽轮机的第一级再热汽轮机的排汽，其在锅炉的再热器中再热后回到再热汽轮机中进一步膨胀，从而改善电厂的热力循环效率。

低温再热蒸汽系统包括内部处于或接近于汽轮机排汽参数的低温再热蒸汽的全部管道，包括从汽轮机排汽接口到锅炉再热器进口的全部管道和全部支管，但不包括供汽到给水加热器的支管，该支管应按后面所论述的抽汽系统的设计导则进行设计。

当施工图设计中低温再热汽管支接向辅助蒸汽系统供汽时，截止阀/关断阀及以前的管道设计压力、温度仍应按低温再热蒸汽系统规定取用。

（2）设计压力

取用汽轮机最大计算出力工况下高压缸排汽压力的1.15倍。高温再热蒸汽管道，

可减至再热器出口安全阀动作的最低整定压力。汽轮机最大计算出力工况，系指调节汽门全开（简称VWO）工况。

（3）高温再热蒸汽管道设计温度

取用锅炉再热器出口蒸汽额定工作温度加上锅炉正常运行时允许的温度偏差。温度偏差值可取用5℃。

（4）低温再热蒸汽管道设计温度

a) 取用汽轮机最大计算出力工况下高压缸排汽参数，等熵求取在管道设计压力下的相应温度，一般适用于日本、美国技术机型。

b) 如制造厂有特殊要求时，该设计温度应取用可能出现的最高工作温度，一般适用于Siemens和ALSTOM高压缸有特殊设计特点的欧洲机型。

c) 当机组采用100%容量并带安全阀功能的高压旁路系统时，且锅炉过热器出口不再设安全阀和PCV阀时，低温再热蒸汽管道从高旁出口至低温再热器入口管道的设计温度应考虑锅炉给水泵跳闸，100%高压旁路无减温水时的工况。

(5) 补充说明

如所购锅炉的再热器进口设计工况高于按设计准则确定的工况，则设计低温再热管道时应采用锅炉制造厂的再热器进口设计工况，除非采用确定的较低的设计工况能选用较薄的管壁。在这种较低的设计工况下，再热器的安全门应重新整定以保护低温再热管道和/或改变再热器的设计工况，使之与低温再热管道的设计相配合并有可能降低锅炉的价格。

如所购锅炉的再热器的设计工况低于按设计准则确定的工况，且不具备应付运行瞬态工况和性能容差所需的最小设计裕度的话，则应把再热器的设计工况提高，如实际的再热器设计工况仍是可接受的，则采用该工况来设计低温再热系统。

如同低温再热管道设计工况的情况一样，假定再热器的出口设计工况是按照设计准则确定的。如不符合，则在确定高温再热管道的设计工况时，可应用确定低温再热管道设计工况时的类似规定。

3.3 高压给水管道（含中压给水管道）

（1）定义

锅炉给水是被给水泵升压至最终压力的汽水循环中的凝结水，该最终压力是供水给处于额定运行工况的锅炉装置所必须的。高压给水系统包括承受给水泵出口压力（减去沿给水流程中的管道阻力损失和设备压降）的全部管道。它包括从给水泵出口到锅炉进