压力管道设计审批人员培训考核班中国冶金建设协会2017年12月7日 GD类 动力管道 2012年12月7日 GD类管道 动力管道 压力容器压力管道设计许可规则 TSGR1001 2008附件B压力管道类别 级别 GD类 动力管道 火力发电厂用于输送蒸汽 汽水两相介质的管道 划分为GD1级 GD2级 GD1级设计压力大于等于6 3MPa 或者设计温度大于等于400 的管道 GD2级设计压力小于6 3MPa 且设计温度小于400 的管道 注 在钢铁厂中 自备电厂属于火力发电厂 其范围为自备电厂围墙以内 或划定界限范围内 输送蒸汽 汽水两相介质的管道属于GD类 自备电厂界限范围以外的输送蒸汽 汽水两相介质的管道属于GC类 对于CDQ 及汽动高炉鼓风机中的相关管道也可按GD来划分 火力发电厂汽水管道设计技术规定 DL T5054 1996适用于火力发电厂范围内主蒸气参数为27MPa 550 高温再热蒸汽可达565 及以下机组的汽水管道设计 注 设计压力上限 不超过亚临界 P 13 83MPa 发电厂内的热网管道和输送油 空气等介质管道的设计 可参照本规定执行 本规定不适用于燃油管道 燃气管道 氢气管道和地下直埋管道的设计 一 火力发电厂各类管道的设计压力 管道设计压力 表压 系指管道运行中内部介质最大工作压力 对于水管道 设计压力的取用 应包括水柱静压的影响 当其低于额定压力的3 时 可以不考虑 1 主蒸汽管道取用锅炉过热器出口额定工作压力或锅炉最大连续蒸发量下的工作压力 当锅炉和汽轮机准许超压5 运行时 应加上5 的超压值 2 再热蒸汽管道取最大计算出力工况下高压缸排汽压力的1 15倍 3 汽轮机抽汽管道非调整抽汽管道 取用汽轮机最大计算出力工况下该抽汽压力的1 1倍 且不小于0 1MPa 调整抽汽管道 取其最高工作压力 4 背压汽轮机排汽管道取其最高工作压力 5 减压装置后的蒸汽管道取其最高工作压力 6 与直流锅炉启动分离器连接的汽水管道取用分离器各种运行工况中可能出现的最高工作压力 7 安全阀后排汽管道应根据排汽管道的水力计算结果确定 一 火力发电厂各类管道的设计压力 8 高压给水管道 非调速给水泵出口管道 从前置泵至主给水泵或从主给水泵至锅炉省煤器进口区段 分别取用前置泵或主给水泵特性曲线最高点对应的压力与该泵进水侧压力之和 调速给水泵出口管道 从给水泵出口至关断阀的管道 设计压力取用泵在额定转速特性曲线最高点对应的压力与进水侧压力之和 从泵出口关断阀至锅炉省煤器进口区段 取用泵在额定转速及设计流量下泵提升压力的1 1倍与泵进水侧压力之和 9 低压给水管道 对于定压除氧系统 取用除氧器额定压力与最高水位时水柱静压之和 一 火力发电厂各类管道的设计压力 对于滑压除氧系统 取用汽轮机最大计算出力工况下除氧器加热抽汽压力的1 1倍与除氧器最高水位时水柱静压之和 10 凝结水管道 凝结水泵进口侧管道 取用泵吸入口中心线至汽轮机排汽缸接口平面处的水柱静压 此时凝汽器内按大气压力 且不小于0 35MPa 单级泵系统出口侧管道 取用泵出口阀关断情况下泵的扬程与进水侧压力之和 两级泵系统的凝结水泵出口侧管道 取用原则同单级泵系统泵出口侧管道 一 火力发电厂各类管道的设计压力 两级泵系统的凝结水升压泵出口侧管道 取用两台泵 凝结水泵和凝结水升压泵 出口阀关闭情况下泵的扬程之和 11 加热器疏水管道取用汽轮机最大计算出力工况下抽汽压力的1 1倍 且不小于0 1MPa 12 锅炉排污管道 锅炉排污阀前或者当排污阀后管道装有阀门或者堵板等可能引起管内压力升高时 对于定期排污管道 设计压力应不小于汽包上所有安全阀中最低整定压力与汽包最高水位至管道联结点水柱静压之和 对于连续排污管道 设计压力应不小于汽包上所有安全阀的最低整定压力 一 火力发电厂各类管道的设计压力 当锅炉排污阀后不会引起管内压力升高时 排污管道 定排或连排 的设计压力按下表选取 锅炉排污阀后管道设计压力 MPa g 13 给水再循环管道 采用单元制系统时 进除氧器的最后一道关断阀及其以前的管道 取用相应的高压给水管道的设计压力 其后的管道 对于定压除氧系统 取用除氧器额定压力 对于滑压除氧系统 取用汽轮机最大计算出力工况下除氧器加热抽汽压力的1 1倍 采用母管制系统时 节流孔板及其以前的管道 取用相应的高压给水管道的设计压力 节流孔板后的管道 当未装设阀门或介质双出路上的阀门不可能同时关断时 取用除氧器的额定压力 一 火力发电厂各类管道的设计压力 二 火力发电厂各类管道的设计温度 设计温度系指管道运行中内部介质的最高工作温度 1 主蒸汽管道取用锅炉过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 2 再热蒸汽管道 高温再热蒸汽管道 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 低温再热蒸汽管道 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 3 汽轮机抽汽管道 非调整抽汽管道 取用汽轮机最大计算出力工况下抽汽参数 等熵求取管道在设计压力下的相应温度 调整抽汽管道 取用抽汽的最高工作温度 4 背压汽轮机排汽管道取用排汽的最高工作温度 5 减温装置后的蒸汽管道取用减温装置出口蒸汽的最高工作温度 6 与直流锅炉启动分离器连接的汽水管道取用分离器各种运行工况中管道可能出现的汽水最高工作温度 二 火力发电厂各类管道的设计温度 7 安全阀排汽管道排汽管道的设计温度 应根据排汽管道水力计算中相应数据选取 8 高压给水管道取用高压加热器后高压给水的最高工作温度 9 低压给水管道 对于定压除氧器系统 取用除氧器额定压力对应的饱和温度 对于滑压除氧器系统 取用汽轮机最大计算出力工况下1 1倍除氧器加热抽汽压力对应的饱和温度 二 火力发电厂各类管道的设计温度 10 凝结水管道取用低压加热器后凝结水的最高工作温度 11 加热器疏水管道取用该加热器抽汽管道设计压力对应的饱和温度 12 锅炉排污管道 锅炉排污阀前或者当排污阀后管道装有阀门或者堵板等可能引起管内压力升高时 排污管道 定排或连排 的设计温度 取用汽包上所有安全阀中的最低整定压力对应的饱和温度 锅炉排污阀后不会引起管内压力升高时 排污管道的设计温度见下表 二 火力发电厂各类管道的设计温度 锅炉排污阀后管道设计温度13 给水再循环管道 对于定压除氧系统 取用除氧器额定压力对应的饱和温度 对于滑压除氧系统 取用汽轮机最大计算出力工况下1 1倍除氧器加热抽汽压力对应的饱和温度 14 设计安装温度可取用20 二 火力发电厂各类管道的设计温度 三 火力发电厂管道强度试验压力和严密性试验压力 1 强度试验压力管子和附件强度试验压力 表压 按下式确定 取两者中的较大者 式中pT 试验压力 MPa p 设计压力 MPa T 试验温度下材料的许用应力 MPa t 钢材在设计温度下的许用应力 MPa 2 严密性试验压力水压试验的压力 表压 应不小于1 5倍设计压力 且不得小于0 2MPa 四 常用国产钢材及其推荐使用温度 五 常用国产钢材所选用的焊条及焊丝 五 常用国产钢材所选用的焊条及焊丝 六 管道零件及部件的计算 6 1承受内压直管的最小壁厚 计算壁厚及取用壁厚计算 6 2弯管 弯头 壁厚计算 6 3承受内压异径管壁厚计算 6 4主管上未加强孔最大允许直径计算 6 5接管座 锻制三通壁厚计算 6 6椭圆封头 球形封头及锥形封头壁厚计算 6 7平焊堵头 带加强筋堵头壁厚计算 6 8节流孔板孔径计算 6 9安全阀选择计算 详见附录C8 6 1承受内压直管的最小壁厚 计算壁厚及取用壁厚计算 1 直管的最小壁厚 D0 Di 1 7 按直管外径确定时 按直管内径确定时 式中Sm 直管的最小壁厚 mm Do 管子外径 取用公称外径 mm Di 管子内径 取用最大内径 mm Y 温度对计算管子壁厚公式的修正系数 许用应力的修正系数 考虑腐蚀 磨损和机械强度要求的附加厚度 mm 2 直管的计算壁厚式中Sc 直管的计算壁厚 mm C 直管壁厚负偏差的附加值 mm 3 直管的取用壁厚 对于以外径 壁厚标示的管子 应根据直管的计算壁厚 按管子产品规格中公称壁厚系列选取 对于以最小内径 最小壁厚标示的管子 应根据直管的计算壁厚 遵照制造厂产品技术条件中有关规定 按管子壁厚系列选取 任何情况下 管子的取用壁厚均不得小于管子的计算壁厚 6 1承受内压直管的最小壁厚 计算壁厚及取用壁厚计算 6 2弯管壁厚计算 1 弯管壁厚计算 弯管 弯头 外弧最小壁厚Sm按下式计算 弯管 弯头 内弧最小壁厚Sm按下式计算 式中R 弯管 弯头 弯曲半径 mm 许用应力的修正系数 p 设计压力 MPa Do 管子外径 mm t 钢材在设计温度下的许用应力 MPa Y 温度对计算管子壁厚公式的修正系数 考虑腐蚀的附加厚度 mm 可取0 5mm 对某些腐蚀较重的管道还要适当增加 弯管任何一点的实测最小壁厚不得小于弯管相应点的计算壁厚 且外侧壁厚不得小于相连直管允许的最小壁厚 6 2弯管壁厚计算 6 3承受内压异径管壁厚计算 异径管 大端 最小壁厚Sm按下式计算 或二者取较大值 式中Dm 异径管的平均直径 应为距大端l处的圆锥端平均直径 半锥角 应小于15 考虑腐蚀的壁厚附加值 6 4主管上未加强孔最大允许直径计算 当开孔直径大于最大允许直径时 应按规定进行补强 主管上未加强孔最大允许直径计算如下 计算式中K 最小壁厚与有效壁厚之比 说明管壁的富裕系数 Di 主管内径 mm Se 主管有效壁厚 mm Se S C K 0 4 主管无需补强K 0 4 从附录C图中查取允许开孔d值 6 5接管座 锻制三通壁厚计算 接管座 锻制三通的壁厚计算按面积补强法进行 即主管上开孔挖去的在纵断面上的金属面积 应由主 支管在有效补强区内补强的金属面积及焊缝金属断面积之和来补偿 其条件式为 式中F 在通过主 支管中心线的纵断面上开孔挖去的金属面积 mm2 F1 在通过主 支管中心线的纵断面上的主管补强面积 mm2 F2 在通过主 支管中心线的纵断面上的支管补强面积 mm2 F3 在通过主 支管中心向的纵断面上的焊缝金属断面积 mm2 6 6椭圆封头 球形封头及锥形封头壁厚计算 1 椭球形封头壁厚计算取两者中的较大者 式中Sm 封头最小壁厚 mm K p t比值有关的校正系数 许用应力的修正系数 考虑工艺减薄量的附加厚度 工艺减薄量与制造长的工艺过程和操作技术有关 可通过试验或与制造厂协商确定 或 2 球形封头壁厚计算取两者中的较大者 对于无腐蚀汽水管道上所用的球形封头 可取 0 15Sm 3 锥形封头壁厚计算 锥形封头壁厚计算与异径管壁厚计算相同 锥形封头的半锥顶角很大 60 所以 与管道连接处应局部补强 6 6椭圆封头 球形封头及锥形封头壁厚计算 或 6 7平焊堵头 带加强筋堵头壁厚计算 1 平堵头壁厚计算式中p 设计压力MPa t 钢材在设计温度下的许用应力MPa Sc 平堵头计算壁厚mm K 与堵头结构有关的系数 按附录中表C5 4选取 2 带加强筋堵头壁厚计算式中符号同上 带加强筋堵头可用于DN 400的低压管道上 为使堵板有足够的稳定性和承载能力 板厚取用值可比值Sc适当加厚 一般不小于20mm 6 7平焊堵头 带加强筋堵头壁厚计算 1 水管道上的节流孔板可按下式计算 式中dk 节流孔板的孔径 mm G 通过孔板的流量 t h 水的密度 kg m3 p 孔板前后压差 MPa 6 8节流孔板孔径计算 2 蒸汽管道上的节流孔板 蒸汽临界流动时 节流孔板孔洞面积可按下式计算 式中F k 临界流动时 节流孔板孔洞面积 mm2 G 通过孔板的流量 t h p0 T0 孔板前的滞止压力和滞止温度 MPa及K g 重力加速度 取为9 81m s2 R 气体常数 对于水蒸汽取47 K 系数 可按绝热指数k值计算或查附录表C7 2 1 流量系数 应根据孔形和压差试验确定 查附录表C7 2 2 6 8节流孔板孔径计算 蒸汽亚临界流。