《电厂动力管道设计规范 GB 50764-2012》

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《电厂动力管道设计规范 GB 50764-2012》

中华人民共和国国家标准

电厂动力管道设计规范

Design code of power piping for power plant

GB 50764-2012


主编部门：中国电力企业联合会

批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部

实施日期：2012年10月1日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第1396号

关于发布国家标准《电厂动力管道设计规范》的公告     现批准《电厂动力管道设计规范》为国家标准，编号为GB 50764-2012，自2012年10月1日起实施。其中，第8．2．5(6)、8．3．1(7)、8．4．1(5)条(款)为强制性条文，必须严格执行。

    本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。


中华人民共和国住房和城乡建设部
二〇一二年五月二十八日
前言    本规范是根据原建设部《关于印发<2006年工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)>的通知》(建标[2006]136号)的要求，由中国电力工程顾问集团东北电力设计院会同有关单位编制完成的。

    本规范在编制过程中，总结和吸收了我国多年积累的成熟有效经验和科技成果，在广泛征求意见的基础上，最后经审查定稿。

    本规范共分14章和6个附录，具体技术内容包括：总则，术语和符号，设计条件和设计基准，材料，管道组成件的选用，管道组成件的强度，管径选择及水力计算，管道布置，管道的应力分析计算，管道支吊架，管道的焊接，管道的检验和试验，保温、隔声、防腐和油漆，管道系统的超压保护。

    本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。

    本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，中国电力企业联合会负责日常管理，中国电力工程顾问集团东北电力设计院负责具体技术内容的解释。在执行过程中，请各单位结合工程或工作实践，认真总结经验，及时将意见和建议反馈中国电力工程顾问集团东北电力设计院(地址：吉林省长春市人民大街4368号，邮政编码：130021，传真：0431-85643157，电子信箱：gbdlgd@nepdi．net)。

    本规范主编单位、参编单位、参加单位、主要起草人和主要审查人：

   
主编单位：中国电力工程顾问集团东北电力设计院

   
参编单位：西安热工研究院

   
参加单位：天津金鼎管道有限公司

              渤海重工管道有限公司

   
主要起草人：郭晓克 黄 涛 叶 菲 裴育峰 陈继红 姚宇飞 方 联 石志奎 刘树涛 李太江 曹剑峰 常爱国 朱 焱 王 钟 石 磊 于 畅 李佩举

   
主要审查人：杨祖华 许玉新 林 磊 文启鼎 林其略 翁燕珠 王旭东 马欣强 刘 利 邓成刚 阎占良 孙即红 张乐川 王志斌 祝洪青 胡友情

1 总 则

1 总 则

1．0．1 为在设计中贯彻国家技术经济政策，统一设计标准，提高设计质量，推动技术进步，做到充分利用资源，确保安全生产、环保节能和经济合理，制定本规范。

1．0．2 本规范适用于火力发电厂范围内输送蒸汽、水、气和易燃易爆、有毒及腐蚀性液体或气体等介质的管道设计。不适用于下列管道设计：

    1 制造厂成套设计的设备或机器所属的管道；

    2 锅炉烟风煤粉系统管道；

    3 采暖通风与空气调节的管道及非圆形截面的管道；

    4 地下或室内给排水及消防给水管道；

    5 泡沫、二氧化碳及其他灭火系统的管道；

    6 各种塔、建筑构架、贮罐、机械设备和基础用的管道；

    7 核电站管道。

1．0．3 本规范设计压力均为表压。

1．0．4 电厂动力管道设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

 

2 术语和符号

.

2．1 术 语

2 术语和符号

2．1 术 语

2．1．1 管道 piping

    由管道组成件和管道支吊装置等组成，用以输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动。

2．1．2 管道系统 piping system

    按流体与设计条件划分的多根管道连接成的一组管道，简称管系。

2．1．3 管道组成件 piping components

    用于连接或装配成管道的元件，包括管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门、滤网及补偿器等。

2．1．4 管子 pipe or tube

    用于输送流体的横截面为圆形的管道组成件。

2．1．5 管件 pipe fittings

    管道组成件的一个类别，包括弯管或弯头、三通、接管座、异径管和封头等。

2．1．6 异径管 reducers

    用于改变管道直径而不改变管道走向的管件。

2．1．7 弯头 elbows

    具有较小的弯曲半径，用于改变管道走向的管件。

2．1．8 弯管 bends

    具有较大的弯曲半径，用于改变管道走向的管件。

2．1．9 焊接弯头 miter elbows

    采用管子或钢板焊制成型的弯头，具有与管子纵轴线不相垂直的斜接焊缝的管段拼接而成。

2．1．10 支管连接 branch connections

    从主管引出支管的结构，包括整体加强的三通管件及不带加强的焊接结构的支管连接。

2．1．11 疏水收集器 liquid collecting pocket(drip leg)

    在气体或蒸汽管道的低位点设置收集冷凝水的装置。

2．1．12 管道支吊架 pipe supports and hangers

    用于承受管道荷载、约束管道位移和控制管道振动，并将荷载传递承载结构的各种组件或装置的总称，但不包括土建的结构。

2．1．13 固定支架 anchors

    将管系在支吊点处完全约束而不产生任何线位移和角位移的刚性装置。

2．1．14 滑动支架 sliding supports

    将管系支撑在滑动底板上，用以承受管道自重荷载并约束管系在支吊点处垂直位移的支架。

2．1．15 刚性吊架 rigid hangers

    用以承受管道自重荷载并约束管系在支吊点处垂直位移的吊架。

2．1．16 导向装置 guides

    用以引导管道沿预定方向位移而限制其他方向位移的装置。用于水平管道的导向装置也可承受管道的自重荷载。

2．1．17 限位装置 restraints

    用以约束或部分限制管系在支吊点处某一个(或几个)方向位移的装置。它通常不承受管道的自重荷载。

2．1．18 恒力支吊架 constant supports and hangers

    用以承受管道自重荷载，且其承载力不随支吊点处管道的垂直位移变化而变化，即荷载保持基本恒定的支吊架。

2．1．19 变力弹簧支吊架 variable spring supports and hangers

    用以承受管道自重荷载，但其承载力随着支吊点处管道垂直位移的变化而变化的弹性支吊架。

2．1．20 减振装置 sway brace

    用以控制管道低频高幅晃动或高频低幅振动，但对管系的热涨或冷缩有一定约束的装置。

2．1．21 阻尼装置 snubbers

    用以承受管道地震荷载或冲击荷载，控制管系高速振动位移，同时允许管系自由地热胀冷缩装置。

2．1．22 应力增加系数 stress intensification factor

    弯管、弯头、异经管和三通管件在弯矩的作用下，产生的最大弯曲应力与承受相同弯矩的直管产生的最大弯曲应力的比值。或弯管、弯头、异径管和三通管件的疲劳强度与在相同交变弯矩作用下直管的疲劳强度的比值。

2．1．23 冷紧 cold spring

    在安装管道时预先施加于管道的弹性变形，以产生预期的初始位移和应力，达到降低初始热态应力和初始热态管端的作用力和力矩。

2．1．24 柔性 flexibility

    表示管道通过自身变形吸收热胀、冷缩和其他位移变形的能力。

2．1．25 超临界参数机组 supercritical parameter units

    主蒸汽压力为临界压力及以上，温度为600℃以下的机组。

2．1．26 超超临界参数机组 high efficiency supercritical parameter units

    主蒸汽压力为临界压力及以上，温度为600℃及以上的机组。

2．2 符 号

2．2 符 号

a——质量流速比；

A——管道截面积；

A
₁——截面1处管道截面积；

A
₂——截面2处管道截面积；

A
_b——补强范围内支管的补强面积；

A
_h——补强范围内主管的补强面积；

A
_i——断面i处的流通面积；

A
_i-1——i-1断面处的流通面积；

A
_p——受压面积；

A
_r——主管开孔需要补强的面积；

A
_σ——补强断面；

A
_w——补强范围内角焊缝面积；

B——蒸汽可压缩性的修正系数；

b——管道始端与终端压力比；

c——动静压比；

C——腐蚀、磨损和机械强度要求的附加厚度；

C
₁——管子壁厚负偏差的附加值；

C
₂——钢板厚度负偏差附加值；

D
_i——管子或管件内径；

D
_ib——支管内径；

D
_ih——主管内径；

D
_m——异径管平均直径；

DN——管子或管件的公称尺寸；

D
_o——管子或管件外径；

D
_ob——支管外径；

D
_oh——主管外径；

d——安全阀最小通流界面直径；

d
_g——垫圈内径；

dH——管道高度变化；

d
_k———孔板的孔径；

d
_m——离弯曲段L
_a处的平均直径，或取用小端连接管的平均直径；

d
_p——介质压力变化；

d
₁——主管上经加工的支管开孔的纵向中心线的尺寸；

d
₂——管道内径；

E
_c——铸件质量系数；

E
²⁰——钢材在20℃时的弹性模量；

E
^t——钢材在设计温度下的弹性模量；

E
_t——管子材料在设计温度下的弹性模量；

F——每个安全阀流通界面的最小断面积；

f——应力范围的减小系数；

F
^*
_k——临界流动时，节流孔板孔洞面积；

F
_i——断面i处的反力；

F
_ix——x向分力；

F
_iz——z向分力；

F
_k——亚临界流动时，节流孔板孔洞面积；

G——介质质量流量；

g——重力加速度；

G
_i——断面i处的介质流量；

H——管道始端与终端的高程差；

H
₁——垂直管段始端的标高；

H
₂——垂直管段末端的标高；

h——安全阀阀杆升程；

h
₁——介质始端焓；

h
₂——压力为p时的饱和水；

h
_f——沿程阻力损失；

h
_i——封头短轴半径；

h
_j——局部阻力损失；

h
_n——在压力p
_n下饱和水的焓；

h
_w——管道内总阻力损失；

I——弯管、弯头壁厚修正系数；

i——应力增加系数；

K——系数；

K＇——与封头结构有关的系数；

K″——系数；

K
_PN——公称压力换算系数；

K
_r——管件阻力系数；

k——绝热指数；

L——管道总展开长度；

L
_b——支管有效补强范围；

L
_cb——支管有效承载长度；

L
_ch——主管有效承载长度之半；

L
_e——阀门和管件的当量长度；

L
_h——主管有效补强范围宽度之半；

L
_w——焊缝高度；

∑L
_d——管道中的管件、阀门的当量长度之和；

M
_a——由于自重和其他持续外载作用在管子横截面上的合成力矩；

M
_b——安全阀或释放阀的反座推力、管道内流量和压力的瞬时变化及地震等产生的偶然荷载作用在管子横截面上的合成力矩；

M
_c——按全补偿值和钢材在20℃时的弹性模数计算的，热胀引起的合成力矩；

M
_j——合成力矩，其中j为注脚；

M
_xj、M
_yj、M
_zj——计算节点分别沿x、y、z坐标平面的力矩；

m——管子产品技术条件中规定的壁厚允许负偏差；

——介质的质量流速；

——局部变换后管道始端的质量流速；

N
_e
——计算热胀应力范围σ
_e时，用全温度变化△T
_e的交变次数；

n——并联装设的安全阀数量；

P——跨中集中荷载；

P
_t——在设计温度下的允许工作压力；

PN——公称压力；

p——设计压力；

p
₀——始端滞止压力；

p
_0k——孔板前的滞止压力；

p
₁——始端压力；

p
₂——终端压力；

P
_2k——节流孔板后的压力；

p
_Ⅰ——局部变换前管道末端静压力；

p
_Ⅱ——局部变换后管道始端静压力；

p
_a——当地大气压；

p
_at——大气压力；

p
_d——管内介质的动压力；

p
_d1——管道始端动压力；

P
_d2——管道终端动压力；

p
_dⅠ——局部变换前的末端压力；

P
_dⅡ——局部变换后的始端压力；

p
_c——临界压力；

p
_g——工作压力；

p
_n——各区间段介质压力；

P
_i——断面i处的介质压力；

p
_i-1——i-1断面处的介质压力；

p＇——末端空间压力；

p″——后段管子阻力和管子末端背压所形成的压头；

Q-——介质容积流量；

Q
_s——基准体积流量(在绝对压力101．3kPa，温度20℃状态下)；

q——管道单位长度自重；

q
_b——比流量；

q
_c——系数；

R——弯管、弯头弯曲半径；

R
_e——计算端点对管道的热胀作用力(或力矩)，按全补偿值和钢材在20℃时的弹性模量计算；

Re——雷诺数；

R
_n——气体常数；

R
²⁰
_m——钢材在20℃时的抗拉强度最小值；

R
^t
_eL——钢材在设计温度下的下屈服强度最小值；

R
^t
_p0.2——钢材在设计温度下0．2％规定非比例延伸强度最小值；

R
^t——管道运行初期在工作状态下对设备(或端点)的推力(或力矩)；

R
²⁰——管道运行初期在冷状态下对设备(或端点)的推力(或力矩)；

R
²⁰
_Ⅰ——管道应变自均衡后，在冷状态下对设备(或端点)的推力(或力矩)；

r
₂——压力为p
_c时的汽化潜热；

r＇
_mb——支管平均半径；

r
_n——在压力p
_n下饱和水的汽化潜热；

S——管子实测最小壁厚；

S
_b——三通支管的实际壁厚(实测)或按采购技术条件所允许的最小壁厚；

S
_b3——支管当量壁厚；

S
_c——管子的计算壁厚；

S
_h——三通主管的实际壁厚(实测)或按采购技术条件所允许的最小壁厚；

S
_k——雪荷载标准值；

S
_m——管子的最小壁厚；

S
_mb——支管所需的最小壁厚；

S
_mh——主管所需的最小壁厚；

S
_t——椭球型封头取用壁厚；

S
_vi——没有附加值的弯头内侧壁厚；

S
_vo——没有附加值的弯头外侧壁厚；

s＇——压力为p
_c
时饱和水的熵；

s″——压力为p
_c时饱和蒸汽的熵；

s＇
_△——压力为p[sub] c-[/sub] ^△p时饱和水的熵；

s″
_△——压力为p
_c-
^△p时饱和蒸汽的熵；

T——厚度；

T
_o——孔板前的滞止温度；

T
_pd——压力作用下的计算厚度；

t——工作温度；

t
_amb——计算安装温度；

W——管子截面抗弯矩；

w——蠕变条件下纵向焊缝钢管焊接强度降低系数；

x——蒸汽的干度；

x
_n——任一点压力下的计算干度；

Y——修正系数；

α——三通角度；

α
_c——临界压力比；

α
_t——钢材从20℃至工作温度下的线膨胀系数；

α＇——管道始端压力与末端压力空间压力比；

β——管道终端与始端介质比容比；

β
_c——介质的临界比容与始端比容之比；

σ
^t
_D——钢材在设计温度下10
⁵h持久强度平均值；

σ
_eq——内压折算应力；

σ
_e——热胀应力范围；

[σ] ^s——对应公称压力的基准应力，是指材料在指定某一温度下的许用应力；

[σ] ^t——钢材在设计温度许用应力；

σ
_eq——内压折算应力；

σ
₁——管道在工作状态下，由持续荷载，即内压、自重和其他持续外载产生的轴向应力之和；

σ
_max——水平直管最大弯曲应力；

δ
_max——最大弯曲挠度；

θ——异径管半锥角；

θ
_b——斜切角；

ω——管内介质流速；

ω
_c——临界流速；

ω
_i——断面i处的介质流速；

ω
_i-1——i-1断面处的介质流速；

ω
_m——管道平均流速；

Φ＇——与封头结构有关的系数；

Φ——气流与管道轴线的偏转角；

γ——介质运动黏度；

γ
_c——冷紧比；

η——许用应力的修正系数；

μ——介质动力黏度；

μ
₁、μ
₂——安全阀流量系数，应由试验确定或按制造厂资料取值；

μ
₁——流量系数；

μ
_r——管道顶面积雪分布系数，对矩形管道顶面应取μ
_r＝1，对圆形管道应取μ
_r＝0．4；

μ
_z——摩擦系数；

ν——介质的比容；

ν
₀——始端滞止比容；

ν
₁——始端比容；

ν
₂——终端比容；

ν
_c——临界比容；

ν
_n——任一点汽水混合物的比容；

ν″——压力为P
_c时饱和蒸汽的比容；

ν＇
_n——在压力p
_n下饱和水的比容；

ν″
_n——在压力p
_n下饱和蒸汽的比容；

ν
_Ⅱ——局部变换后管道始端的蒸汽比容；

ξ——局部阻力系数；

ξ
_m——相应于孔板前介质流速的阻力系数；

ξ
_t——管道总阻力系数；

ξ＇
_Ⅱ——相应于大端的异径管的阻力系数；

∑ξ
₁——管道局部阻力系数总和；

∑ξ——管道中各管件、阀门的局部阻力系数之和；

ε——管内壁等值粗糙度；

λ——管道摩擦系数；

λ
_y——沿程阻力系数；

ρ——介质密度；

ρ
₁——管道入口的介质密度；

ρ
₂——管道出口的介质密度；

ρ
_e——垂直管末端的介质密度；

ρ
_m——垂直管段中沸水的平均密度；

ρ
_n——各区间段介质密度；

△P
₁——直管的摩擦压力损失；

△P
₂——管道的局部阻力损失；

△P——管道总的压力损失；

△p——管道终端压力p
₂(p
_c)与“水和水蒸气热力学性质图标”中最接近压力级的差值；

△p
_Ⅰ-Ⅱ——局部变换前后的蒸汽阻力；

△p
_f——直管的摩擦压力损失；

△p
_k——局部的摩擦压力损失；

△p
_m——孔板的压降；

△p
_t——管道总的摩擦阻力损失；

X
_a，Y
_a，Z
_a——计算管系的始端a的坐标值；

X
_b，Y
_b，Z
_b——计算管系的末端b的坐标值；

△X，△Y，△Z——计算管系沿坐标轴X、Y、Z的线位移全补偿值；

△X
²⁰，△Y
²⁰，△Z
²⁰——计算管系(或分支)沿坐标轴X、Y、Z的线位移冷补偿值；

△X
_a，△Y
_a，△Z
_a——计算管系的始端a沿坐标轴X、Y、Z的附加线位移；

△X
_b，△Y
_b，△Z
_b——计算管系的末端b沿坐标轴X、Y、Z的附加线位移；

△X
^cs
_ab、△Y
^cs
_ab、△Z
^cs
_ab——计算管系(或分支)ab沿坐标轴X、Y、Z的冷紧值；

△X
^t
_ab，△Y
^t
_ab，△Z
^t
_ab——计算管系ab沿坐标轴X、Y、Z的热伸长量；

△x——在等熵膨胀条件下蒸汽的干度变量；

△ν——在△p范围内按等熵膨胀所得的比容增量。

3 设计条件和设计基准

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3．1 设计条件

3 设计条件和设计基准

3．1 设计条件

3．1．1 管道设计应根据压力、温度及管内介质特性等工艺条件，并结合环境、荷载等综合条件进行。

3．1．2 管道组成件的设计压力不应低于运行中可能出现的最高持续压力。

3．1．3 对于特殊条件的管道组成件，其设计压力应符合下列规定：

    1 对于输送气化温度低的流体管道组成件，其设计压力不应小于阀被关闭或流体不流动时在最高环境温度下气化所能达到的最高压力。

    2 离心泵出口的管道组成件，对于定速泵，其设计压力不应小于泵额定工作特性曲线最高点对应的压力与泵吸入口压力之和；对于调速泵，其设计压力不应小于泵额定转速特性曲线最高点对应的压力与泵吸入口压力之和。

    3 减压装置后没有安全阀保护且流体可能被关断或堵塞的管道，管道组成件的设计压力不应低于减压装置前流体可能达到的最高压力。

    4 装有安全阀的管道，管道组成件的设计压力不应小于安全阀的最低整定压力。

3．1．4 电厂常用管道组成件的设计压力应符合下列规定：

    1 超临界及以下参数机组，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工作压力。

    2 超超临界参数机组，主蒸汽管道设计压力应取用下列两项的较大值：

        1)汽轮机主汽门进口处设计压力的105％。

        2)汽轮机主汽门进口处设计压力加主蒸汽管道压降。

    3 再热蒸汽管道设计压力应取用汽轮机调节汽门全开工况热平衡中高压缸排汽压力的1．15倍。

    4 汽轮机抽汽管道设计压力应符合下列规定：

        1)非调整抽汽管道，应取用汽轮机调节汽门全开工况下该抽汽压力的1．1倍，且不应小于0．1MPa。

        2)调整抽汽管道，应取其最高工作压力。

        3)背压式汽轮机排汽管道应取其最高工作压力，但不得小于0．1MPa。

    5 与直流锅炉启动分离器连接的汽水管道设计压力应取用分离器各种运行工况中可能出现的最高工作压力。

    6 高压给水管道设计压力应符合下列规定：

        1)非调速给水泵出口管道，从前置泵到主给水泵或从主给水泵至锅炉省煤器进口区段，应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。

        2)调速给水泵出口管道，从给水泵出口至第一个关断阀的管道，设计压力应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；从泵出口第一个关断阀至锅炉省煤器进口区段，应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。

        3)高压给水管道设计压力，应计入水泵进水温度对压力的修正。

    7 低压给水管道设计压力应符合下列规定：

        1)对于定压除氧系统，应取用除氧器额定压力与最高水位时水柱静压之和。

        2)对于滑压除氧系统，应取用汽轮机调节汽门全开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。

    8 凝结水管道设计压力应符合下列规定：

        1)凝结水泵进口侧管道，应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，且不应小于0．35MPa，此时凝汽器内按大气压力。

        2)凝结水泵出口侧管道，应取用泵出口阀关断情况下泵的提升压力与进水侧压力之和，水侧压力取凝汽器热井最高水位与泵吸入口中心线的水柱静压力。

    9 加热器疏水管道设计压力应取用汽轮机调节汽门全开工况下抽汽压力的1．1倍，且不应小于0．1MPa。当管道中疏水静压引起压力升高值大于抽汽压力的3％时，应计及静压的影响。

    10 锅炉排污管道设计压力应符合下列规定：

        1)锅炉排污阀前管道，对于定期排污管道，设计压力不应小于汽包上所有安全阀中的最低整定压力与汽包最高水位至管道最低点水柱静压之和；对于连续排污管道，设计压力不应小于汽包上所有安全阀的最低整定压力。

        2)锅炉排污阀后管道，当排污阀后的管道装有阀门或堵板等可能引起管内介质压力升高时，其设计压力应按排污阀前管道设计压力的选取原则确定；当锅炉排污阀后的管道上未装有阀门或堵板等不会引起管内介质压力升高时，定期排污和连续排污管道的设计压力应按表3．1．4选取。

表3．1．4 锅炉排污阀后管道设计压力(MPa)

锅炉压力	1.750～4.150	4.151～6.200	6.201～10.300	≥10.301
管道设计压力	1.750	2.750	4.150	6.200

    11 给水再循环管道设计压力应符合下列规定：

        1)当采用单元制系统时，进除氧器的最后一道关断阀及其以前的管道，应取用相应的高压给水管道的设计压力，最后一道关断阀后的管道，对于定压除氧系统，应取用除氧器额定压力；对于滑压除氧系统，应取用汽轮机调节汽门全开工况下除氧器加热抽汽压力的1．1倍。

        2)当采用母管制系统时，节流孔板及其以前的管道，应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出路上的阀门不可能关断时，应取用除氧器的额定压力。

    12 安全阀后排汽管道设计压力应根据排汽管道的水力计算结果确定。

3．1．5 管道组成件的设计温度不应低于管内介质持续运行的最高工作温度。

3．1．6 对于特殊条件管道，管道组成件的设计温度应符合下列规定：

    1 对于与锅炉、各类加热器等换热设备相连接管道的设计温度，应计入换热设备可能出现的温度偏差。

    2 对于非金属材料衬里的管道，衬里材料设计温度应取流体的最高工作温度，外层金属的设计温度可通过传热计算或试验确定。

3．1．7 电厂常用管道、管道组成件的设计温度应符合下列规定：

    1 主蒸汽管道设计温度应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值，当锅炉制造厂未提供温度偏差时，温度偏差值可取用5℃。

    2 再热蒸汽管道设计温度应符合下列规定：

        1)高温再热蒸汽管道应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，当锅炉制造厂未提供温度偏差时，温度偏差值可取用5℃。

        2)低温再热蒸汽管道应取用汽轮机调节汽门全开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 汽轮机抽汽管道设计温度应符合下列规定：

        1)非调整抽汽管道应取用汽轮机调节汽门全开工况下抽汽参数，等熵求取管道设计压力下的相应温度。

        2)调整抽汽管道应取用抽汽的最高工作温度。

        3)背压式汽轮机排汽管道应取用排汽的最高工作温度。

    4 减温装置后的蒸汽管道设计温度应取用减温装置出口蒸汽的最高工作温度。

    5 与直流锅炉启动分离器连接的汽水管道设计温度应取用分离器各种运行工况中管内介质可能出现的最高工作温度。

    6 高压给水管道设计温度应取用高压加热器后高压给水的最高工作温度。

    7 低压给水管道设计温度应符合下列规定：

        1)定压除氧器系统应取用除氧器额定压力对应的饱和温度。

        2)滑压除氧器系统应取用汽轮机调节汽门全开工况下1．1倍除氧器加热抽汽压力对应的饱和温度。

    8 凝结水管道设计温度应取用低压加热器后凝结水的最高工作温度。

    9 加热器疏水管道设计温度应取用该加热器抽汽管道设计压力对应的饱和温度。

    10 锅炉排污管道设计温度应符合下列规定：

        1)锅炉定期排污或连续排污阀前管道的设计温度，应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。

        2)锅炉排污阀后管道，当排污阀后管道装有阀门或堵板等可能引起管内介质压力升高时，定期排污或连续排污管道的设计温度应按锅炉排污阀前管道的选取原则确定；当排污阀后未装设阀门或堵板等不会引起管内介质压力升高时，定期排污或连续排污管道的设计温度可按表3．1．7选取。

表3．1．7 锅炉排污阀后管道设计温度

锅炉压力（MPa）	1.750～4.150	4.151～6.200	6.201～10.300	≥10.301
管道设计温度（℃）	210	230	255	280

    11 给水再循环管道设计温度应符合下列规定：

        1)对于定压除氧系统，应取用除氧器额定压力对应的饱和温度。

        2)对于滑压除氧系统，应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。

    12 安全阀后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。

 

3．2 设计基准

3．2 设计基准

3．2．1 管道组成件的压力-温度等级除用设计压力和设计温度表示外，还可用公称压力表示。

3．2．2 管道组成件公称压力的选用应符合现行国家标准《管道元件PN(公称压力)的定义和选用》GB／T 1048的有关规定。

3．2．3 对于只标明公称压力的管件，除另有规定外，在设计温度下的许用压力应按下式进行计算：

    式中：P
_t——在设计温度下的允许工作压力(MPa)；

          K
_PN——公称压力换算系数，K
_PN＝0．1MPa；

          PN——公称压力；

          [σ] ^t——在设计温度下材料的许用应力(MPa)；

          [σ] ^s——公称压力对应的基准应力，是指材料在指定某一温度下的许用应力(MPa)。

3．2．4 管子及管件用钢材的许用应力，应根据钢材的强度特性取下列三项中的最小值：

    式中：R
²⁰
_m——钢材在20℃时的抗拉强度最小值(MPa)；

          R
^t
_e1——钢材在设计温度下的下屈服强度最小值(MPa)；

          R
^t
_p0.2——钢材在设计温度下0．2％规定非比例延伸强度最小值(MPa)；

          σ
^t
_D——钢材在设计温度下10
⁵h持久强度平均值(MPa)。

 

4 材 料

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4．1 一般规定

4 材 料

4．1 一般规定

4．1．1 管道材料选用应依据管道的设计压力、设计温度、工作介质类别等使用条件、经济性、材料的焊接及加工等性能综合确定，同时选用的材料应具有化学性能、物理性能、抗疲劳性能和组织等稳定性，并应符合本规范关于材料的其他规定。

4．1．2 用于管道的材料，其规格与性能应符合国家现行有关标准的规定。

4．1．3 使用本规范未列出的材料，应符合国家现行的相应材料标准，包括化学成分、物理和力学特性、制造工艺方法、热处理、检验等方面的规定。

 

4．2 金属材料的使用温度

4．2 金属材料的使用温度

4．2．1 材料使用温度，除应符合本规范附录A的规定外，还需依据工作介质对材料性能的影响等确定。

4．2．2 材料的使用温度应符合下列规定：

    1 在使用温度范围内应保证材料的适用性和安全性。

    2 在使用温度范围内，材料应具有对流体及外界环境影响的抵抗力。

 

4．3 金属材料的许用应力

4．3 金属材料的许用应力


4．3．1 金属材料的许用应力是指钢材许用拉应力，许用应力取值应符合本规范第3．2．4条的规定。

4．3．2 常用钢材的许用应力数据应按本规范附录A选取。

4．3．3 对于焊接钢管的管子及管件用材料采用本规范附录A的许用应力时，应另外按本规范第6．2．1条的要求计入许用应力修正系数和蠕变条件下焊接强度降低系数。

4．3．4 对于铸造管道，管子及管件用材料采用本规范附录A的许用应力时，应计入铸件质量系数，普通铸件质量系数应取0．8，当对铸件进行补充检测时，质量系数可提高至表4．3．4的数值，但在任何情况下，质量系数不应超过1．00。

表4．3．4 铸件增加检测后的质量系数

4．3．5 许用剪切应力应为本规范附录A许用应力的0．8倍；支承面的许用压应力应为许用应力的1．6倍。

4．4 金属材料的使用要求

4．4 金属材料的使用要求

4．4．1 材料选择应根据其使用性能、工艺性能和经济性综合确定。

4．4．2 材料的使用性能应根据部件的设计工作温度、受力状况、介质特性及工作的长期性和安全性确定。

4．4．3 材料的工艺性能应根据部件的几何形状、尺寸、制造工艺以及部件失效后的修复方法来确定。

4．4．4 材料选用应符合国家现行有关标准的规定。材料制造单位必须保证材料质量，并提供产品合格证及质量证明书，其内容应包括材料牌号、化学成分、力学性能、热处理工艺及其必要的性能检验结果等资料。

4．4．5 高温蒸汽管道用材料应符合下列规定：

    1 应具有足够高的蠕变极限、持久强度、持久塑性和抗氧化性能。蒸汽管道应以1×10
⁵h或2×10
⁵h的高温持久强度作为强度设计的主要依据，再用蠕变极限进行校核。对于低合金耐热钢，在整个运行期内累积的相对蠕变变形量不应超过1．5％；持久强度和蠕变极限的分散范围不应超过±20％；持久塑性的延伸率不应超出3％～5％。

    2 在高温下长期运行过程中，材料的组织性能应稳定。

    3 材料应有好的工艺性能，特别是焊接性能。

    4 导热性能应好，热膨胀系数应低。

4．4．6 非高温蒸汽的其他介质管道用材料应符合下列规定：

    1 应具有较高的室温和高温强度，这些管道通常以钢材的屈服极限和抗拉强度作为强度设计的依据。

    2 对所输送流体应具有抗腐蚀能力。

    3 应有好的韧性。

    4 应具有较小的应变时效敏感性。

    5 应具有好的工艺性能，特别是焊接性能。

 

5 管道组成件的选用

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5．1 一般规定

5 管道组成件的选用

5．1 一般规定

5．1．1 管道组成件应符合本规范承压设计规定，并应符合国家现行有关标准的规定。

5．1．2 管道组成件间的连接，除需经常拆卸的以外，宜采用焊接连接。

5．1．3 管道组成件的检验应符合本规范第12章的规定。

5．1．4 管道组成件用材料应符合本规范第4章的规定。

5．1．5 弯管、弯头、三通和异径管等管道附件的通流面积不应小于相连接管道通流面积的95％。

5．1．6 螺纹连接方式可用于设计压力小于或等于1．6MPa、设计温度小于或等于200℃的输送低压流体用的管道上。

 

5．2 管 子

5．2 管 子

5．2．1 管子直径选择应符合本规范第7．2节的规定。

5．2．2 管子强度应符合本规范第6．2．1条的规定。

5．2．3 存在汽水两相流的疏水和再循环管道，阀后管道宜采用CrMo合金钢材料，且壁厚宜加厚一级。

5．2．4 符合现行国家标准《输送流体用无缝钢管》GB／T 8163的无缝钢管，可用于设计压力小于或等于1．6MPa的管道；符合现行国家标准《低中压锅炉用无缝钢管》GB 3087的无缝钢管，可用于设计压力小于或等于5．3MPa的管道；符合现行国家标准《高压锅炉用无缝钢管》GB 5310的无缝钢管，可用于设计压力大于5．3MPa的管道。

5．2．5 中温高压或高温高压用直缝电熔焊钢管与管件可用于设计压力小于或等于10MPa，且设计温度不在蠕变范围之内的管道；低压流体用电熔焊钢管可用于设计压力小于或等于1．6MPa且设计温度小于或等于300℃的管道。

5．2．6 低压给水管道不宜采用焊接钢管。

 

5．3 弯管和弯头

5．3 弯管和弯头

5．3．1 弯管弯头的强度应符合本规范第6．3．1条的规定。

5．3．2 对于主蒸汽、再热蒸汽和高压给水等主要管道，宜采用较大弯曲半径的弯管，弯管弯曲半径宜为管子外径的3倍～5倍。

5．3．3 设计压力为6．3MPa及以上或设计温度为400℃及以上的管道，当采用弯头时，弯头宜带直段。

5．3．4 低温再热蒸汽管道采用电熔焊钢管时，其弯头宜采用同质量的电熔焊钢管进行热加工成型。

 

5．4 支管连接

5．4 支管连接

5．4．1 公称压力PN25及以下压力参数，在满足补强要求的前提下可采用直接连接，公称压力大于PN25的支管连接应采用成型三通连接。

5．4．2 三通不宜采用带加强环、加强板及加强筋等辅助加强型式。

5．4．3 主要管道的三通型式可按表5．4．3选用。

表5．4．3 主要管道三通型式

5．4．4 三通的强度应符合本规范第6．4节的补强规定，接管座、锻制三通和焊制三通强度计算宜采用面积补偿法，热挤压三通强度计算宜采用压力面积法。

5．4．5 亚临界及以上参数机组的主蒸汽、再热蒸汽管道的合流或分流三通宜采用斜三通或“Y”形三通。

 

5．5 法 兰

5．5 法 兰

5．5．1 法兰型式的选用应计及法兰的刚度对法兰接头密封性能的影响，并应符合下列规定：

    1 法兰的适用压力和温度应符合现行国家标准《钢制管法兰 技术条件》GB／T 9124中关于压力-温度等级的规定。

    2 不同压力等级的法兰相连接时，较低等级的法兰应满足使用条件的要求。

5．5．2 管道法兰型式的选择除应符合现行国家标准《对焊钢制管法兰》GB／T 9115的规定外，还应符合下列规定：

    1 设计温度大于300℃或公称压力大于或等于PN40的管道，应选用对焊法兰。设计温度在300℃及以下且公称压力小于或等于PN25的管道，宜选用带颈平焊法兰。

    2 管道系统中不应采用板式平焊法兰、承插焊法兰、松套法兰和螺纹法兰。

5．5．3 法兰连接面型式应采用凹凸面和突面，具体选用应符合下列规定：

    1 对焊法兰宜采用凸凹面(MF)和突面(RF)型式。

    2 平焊法兰应采用突面(RF)型式。

5．5．4 当需要选配特殊法兰时，除应核对法兰接口的尺寸外，还必须进行耐压强度计算，保证所选用的法兰厚度大于或等于连接管道公称压力下国家标准法兰的厚度。法兰及法兰连接计算应符合本规范第6．6节的规定。

5．6 垫 片

5．6 垫 片

5．6．1 垫片的选用应根据流体性质、使用温度、压力以及法兰密封面等因素综合确定。垫片的密封荷载应与法兰的设计压力、设计温度、密封面型式、表面粗糙度、法兰强度和紧固件相适应。垫片的选用应符合现行国家标准《缠绕式垫片 技术条件》GB／T 4622．3等相关标准的规定。

5．6．2 垫片的材料选用应符合本规范所列标准中规定的温度范围，并应采用介质或温度不会引起有害作用的材料制成。

5．6．3 垫片的选用应符合下列规定：

    1 管道法兰垫片宜采用柔性石墨金属缠绕式。对公称压力小于或等于PN10，设计温度小于150℃的情况也可采用非金属垫片。缠绕式垫片内环材料应满足流体介质和管道设计温度的要求，外环材料应满足管道设计温度的要求。

    2 对于突面法兰(RF)，宜采用带定位环或带内环和定位环型，不应采用基本型或仅带内环型。

    3 对凹凸面法兰(MF)，应采用带内环型缠绕式垫片；用在突面(RF)型法兰上时宜带外定位环。

    4 非金属垫片的外径可超过突面(RF)型法兰密封面的外径，制成“自对中”式的垫片。

5．6．4 用于不锈钢法兰的非金属垫片，其氯离子的含量不得超过200mg／L。

5．7 紧 固 件

5．7 紧 固 件

5．7．1 紧固件应包括六角头螺栓、等长双头螺柱、螺母和垫圈等，紧固件的选用应符合现行国家标准《管法兰连接用紧固件》GB／T 9125等相关标准的规定。

5．7．2 法兰紧固件选用应符合下列规定：

    1 紧固件应符合预紧及运行参数下垫片的密封要求。

    2 高温条件下使用的紧固件应与法兰材料具有相近的热膨胀系数。

    3 公称压力小于或等于PN25，工作温度t小于或等于250℃，配用非金属垫片的法兰连接处可采用现行国家标准《等长双头螺柱 B级》GB／T 901或《六角头螺栓 细牙》GB／T 5785规定的六角头螺栓，对应的螺母可采用现行国家标准《Ⅰ型六角螺母》GB／T 6170或《Ⅰ型六角螺母 细牙》GB／T 6171规定的Ⅰ型六角螺母。

    4 公称压力小于或等于PN40，工作温度t小于或等于250℃的法兰连接处宜采用现行国家标准《等长双头螺柱 B级》GB／T 901或《六角头螺栓 细牙》GB／T 5785规定的双头螺柱，对应的螺母宜采用现行国家标准《Ⅰ型六角螺母》GB／T 6170或《Ⅰ型六角螺母 细牙》GB／T 6171规定的Ⅰ型六角螺母。

    5 除上述第3款和第4款外，公称压力小于或等于PN100，工作温度t小于或等于500℃的法兰螺栓应采用现行国家标准《管法兰连接用紧固件》GB／T 9125规定的专用双头螺柱，螺母应采用《管法兰连接用紧固件》GB／T 9125规定的六角螺母。

    6 配套使用的螺栓、螺母，其螺母的硬度应比螺栓的硬度低。

5．8 异 径 管

5．8 异 径 管

5．8．1 钢板焊制异径管宜用于公称压力小于或等于PN25的管道上。

5．8．2 钢管模压异径管可用于各种压力等级的管道上。

5．8．3 异径管的强度计算应符合本规范第6．5节的规定。

5．9 封 头

5．9 封 头

5．9．1 封头宜采用椭球形封头或球形封头，也可采用对焊平封头。

5．9．2 公称压力小于或等于PN25的管道可采用平焊封头、带加强筋焊接封头或锥形封头。

5．9．3 封头的强度计算应符合本规范第6．7节的规定。

5．10 阀 门

5．10 阀 门

5．10．1 阀门应根据系统的参数、通径、泄漏等级、启闭时间选择，满足系统关断、调节、控制连锁要求和布置设计的需要。阀门的型式、操作方式，应根据阀门的结构、制造特点和安装、运行、检修的要求来选择。

5．10．2 与高压除氧器和给水箱直接相连管道的阀门及给水泵进口阀门，应选用钢制阀门；用于油系统阀门应采用钢制阀门。

5．10．3 易燃或可燃气体的阀门应采用燃气专用阀门，不得采用输送普通流体的阀门代替。

5．10．4 有毒介质管道的阀门应采用严密型的钢制阀门，阀门本体的密封应有可靠的防泄漏的措施。

5．10．5 阀门的选择及布置应符合下列规定：

    1 双闸板闸阀宜装于水平管道上，阀杆垂直向上；单闸板闸阀可装于任意位置的管道上。

    2 当要求严密性较高时，宜选用截止阀，可装于任意位置的管道上。

    3 当要求迅速关断或开启时，可选用球阀，可装于任意位置的管道上，但带传动机构的球阀应使阀杆垂直向上。

    4 调节阀应根据使用目的、调节方式和调节范围选用；调节阀不宜作关断阀使用；选择调节阀时应有控制噪声、防止汽蚀的措施。

    5 当调节阀的调节幅度较小且不需要经常调节时，在下列管道上可用截止阀或闸阀兼作关断和调节用：

        1)设计压力小于或等于1．6MPa的水管道。

        2)设计压力小于或等于1．0MPa的蒸汽管道。

    6 止回阀的布置应符合下列规定：

        1)立式升降止回阀应装在垂直管道上。

        2)直通式升降止回阀应装在水平管道上。

        3)水平瓣止回阀应装在水平管道上。

        4)旋启式止回阀宜安装于水平管道上，当安装在垂直管道上时，管内介质流向应为由下向上。

        5)底阀应装在水泵的垂直吸入管端。

    7 疏水阀根据疏水系统的具体要求，可采用自动控制的疏水阀、双金属式疏水阀和浮球式疏水阀等。疏水阀应按疏水量、选用倍率和制造厂提供的不同压差下的最大连续排水量进行选择。单阀容量不足时，可两阀并联使用。疏水阀宜水平安装。

    8 蝶阀宜用于全开、全关场合，也可作调节用。

    9 安全阀的规格和数量，应根据排放介质的流量和参数，按本规范第7章的方法或制造厂资料进行选择；应根据系统功能和排放量的要求选用全启式或微启式安全阀。压力式除氧器上的安全阀应采用全启式安全阀。布置安全阀时，必须使阀杆垂直向上。

    10 制造厂不带旁通阀时，具有下列情况之一的关断阀，宜装设旁通阀：

        1)蒸汽管道启动暖管需要先开旁通阀预热时。

        2)汽轮机自动主汽阀前的电动主闸阀。

        3)对于截止阀，介质作用在阀座上的力超过50kN时。

        4)公称压力小于或等于PN10，工程尺寸大于或等于DN600手动闸阀。

        5)公称压力等于PN16，工程尺寸大于或等于DN450手动闸阀。

        6)公称压力等于PN25，工程尺寸大于或等于DN350手动闸阀。

        7)公称压力等于PN40，工程尺寸大于或等于DN250手动闸阀。

        8)公称压力等于PN63，工程尺寸大于或等于DN200手动闸阀。

        9)公称压力等于PN100，工程尺寸大于或等于DN150手动闸阀。

        10)公称压力大于或等于PN200，工程尺寸大于或等于DN100手动闸阀。

    11 关断阀的旁通阀公称尺寸，可按表5．10．5选用。

表5．10．5 旁通阀公称尺寸选用表

关断阀公称尺寸DN	100～250	300及以上
旁通阀公称尺寸DN	20～25	25～50

    12 汽轮机电动主闸阀的旁通阀通径，应根据汽轮机启动或试验要求选用。

    13 在下列情况下工作的阀门，需装设动力驱动装置：

        1)工艺系统有控制连锁要求。

        2)需要频繁启闭或远方操作。

        3)阀门装设在手动操作难以实现的地方，或不得不在两个及以上的地方操作。

        4)扭转力矩较大，或开关阀门时间较长。

    14 电动或气动驱动方式的选用，应根据系统需要、安装地点、环境条件、热工控制和制造厂要求，以及驱动装置特点进行选择。对于驱动装置失去动力时阀门有“开”或“关”位置要求时，应采用气动驱动装置。

    15 电动驱动装置用于有爆炸性气体或物料积聚及高温潮湿雨淋的场所时，应选用相应防护等级的电动驱动装置。采用气动驱动装置时应有可靠的供气系统及气源条件。

 

5．11 管道特殊件

5．11 管道特殊件

5．11．1 波纹膨胀节应按其各种形式的性能合理选用。设计中应计及其使用寿命和反力；有冷拉时，应在设计文件中指明；布置上应计及环境温度降低时流体可能冷凝及结冰的影响；波纹膨胀节和金属软管不得用于受扭转的场合。

5．11．2 泵入口管道上应设置永久过滤器，仅在启动期间对转动设备进行安全防护时，可在其入口管道内设置临时过滤器，过滤器筛网的网目应根据工艺要求确定。

5．12 非金属衬里的管道组成件

5．12 非金属衬里的管道组成件

5．12．1 用于防腐的非金属衬里管道组成件的端部连接结构，应采用金属法兰连接，应使衬里延伸覆盖整个法兰密封面上，且应牢固结合、平整。

5．12．2 所有组管道成件的基层金属部分的选用要求，应符合本规范第4章的规定。

6 管道组成件的强度

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6．1 一般规定

6 管道组成件的强度

6．1 一般规定

6．1．1 本章所列的计算方法应是内压下的强度计算。

6．1．2 管道组成件的取用厚度不得小于直管最小壁厚。

6．2 管子的强度

6．2 管子的强度


6．2．1 当

≤1．7时，承受内压的直管最小壁厚计算应符合下列规定：

    1 在设计压力和设计温度下所需的最小壁厚S
_m应按下列公式计算：

    2 管子的设计压力不应超过公式6．2．1-3和公式6．2．1-4的规定：

    3 在蠕变温度下焊接钢管的直管最小壁厚应按下式计算：

    式中：S
_m——管子最小壁厚(mm)；

          D
_o——管子外径(mm)，取用包括管径正偏差的最大外径；

          D
_i——管子内径(mm)，取用包括管径正偏差和加工过盈偏差的最大内径，加工过盈偏差取0．25mm；

          Y——修正系数，Y值可按表6．2．1-1取用；

          η——许用应力的修正系数，对于无缝钢管η＝1．0；对于纵缝焊接钢管，按有关制造技术条件检验合格者，其η值可按表6．2．1-2取用；对于螺旋焊缝钢管，按现行国家标准《低压流体输送用焊接钢管》GB 3091制造和无损检验合格者，η＝0．9；对于进口焊接钢管，其许用应力的修正系数按相应的管子产品技术条件中规定的数据选取；

          w——蠕变条件下纵向焊缝钢管焊接强度降低系数，其值可按表6．2．1-3选取；

          C——腐蚀、磨损和机械强度要求的附加厚度；对于存在汽水两相流介质管道及超超临界参数机组的主蒸汽管道和高温再热蒸汽管道，可取1．6mm～2mm；对于腐蚀性介质管道，根据介质的腐蚀特性确定；离心浇铸件C＝3．56mm，静态浇铸件C＝4．57mm。

表6．2．1-1 修正系数Y值

材料	温度（℃）
	≤482	510	538	566	593	621
铁素体钢	0.4	0.5	0.7
奥氏体钢	0.4				0.5	0.7

    注：1 介于表列中间温度的Y值可用内插法计算。

        2 当管子的D
_o／S
_m＜6时，对于设计温度小于或等于480℃的铁素体和奥氏体钢，其Y值应按

进行计算。


表6．2．1-2 纵缝焊接钢管许用应力修正系数

    注 1 电阻焊纵缝钢管管子和管件不允许通过增加无损检验提高纵向焊缝系数。

       2 射线检验和超声检验应符合本规范第12章或相应的材料标准要求。

表6．2．1-3 蠕变条件下纵向焊缝钢管焊接强度降低系数

    注：1 NP表示不允许。

        2 蠕变范围的起始温度为附录A的许用应力表中粗线右边的温度。

        3 非表中所列材料的纵向焊缝管子不应在蠕变范围内使用。应用此表时，蠕变范围的起始温度是强制性附录A的许用应力表中粗线右边的温度。

        4 此表中的CrMo钢和蠕变强化铁素体钢焊缝金属碳含量不低于0．05％，奥氏体钢的焊缝金属碳含量不低于0．04％。

        5 CrMo钢和蠕变强化铁素体钢的纵向焊缝应经过100％的射线或超声检测合格。其余材料如未100％射线或超声检测，同时应按表6．2．1-2计算焊缝系数。

        6 纵缝焊接CrMo钢管子和管件不得在蠕变范围内使用。

            ①埋弧焊焊剂的碱度不小于1．0。

            ②CrMo钢包括0．5Cr0．5Mo、1Cr0．5Mo、1．25Cr0．5MoSi、2．25Cr1Mo、3Cr1Mo以及5Cr1Mo。焊缝必须经过正火、正火+回火或者适当的回火热处理。

            ③蠕变强化铁素体钢包括10Cr9Mo1VNbN、10Cr9MoW2VNbBN、10Cr11Mo-W2VNbCu1BN、11Cr9Mo1W1VNbBN、07Cr2MoW2VNbB、08Cr2Mo1VTiB等。

6．2．2 管子的计算壁厚按下式进行计算：

    式中：S
_c——管子的计算壁厚(mm)；

          C
₁——管子壁厚负偏差的附加值(mm)。

6．2．3 管子壁厚负偏差附加值应符合下列规定：

    1 对于管子规格以外径×壁厚标识的钢管，可按下式确定。

    式中：m——管子产品技术条件中规定的壁厚允许负偏差，取百分数。

    2 对于管子规格以最小内径乘以最小壁厚标识的钢管，壁厚负偏差值应等于零。

6．2．4 管子的取用壁厚，对于以外径乘以壁厚标识的管子，应根据管子的计算壁厚，按管子产品规格中公称壁厚系列选取；对于以最小内径乘以最小壁厚标识的管子，应根据管子的计算壁厚，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。管子的取用壁厚应计入对口加工裕量，计入对口加工裕量的取用壁厚应符合下列规定：

    1 对于以最小内径乘以最小壁厚标识的管子，取用壁厚不宜小于计算壁厚加0．5倍(0．25加上内径正偏差值)。

    2 对于以外径乘以壁厚标识的管子，宜取用壁厚大于或等于计算壁厚加0．5倍外径正偏差值。

6．2．5 管子的管径偏差应取用相应的管子产品技术条件规定值。对于管子规格以最小内径乘以最小壁厚标识的无缝钢管，管径负偏差为零。

 

6．3 弯管弯头的强度

6．3 弯管弯头的强度

6．3．1 弯管和弯头的最小壁厚计算应符合下列规定：

    1 弯管、弯头加工完成后的最小壁厚S
_m应按下列公式进行计算：

    2 蠕变条件下，纵缝焊接弯管、弯头的最小壁厚应按下列公式进行计算：

    式中：I——弯管、弯头壁厚修正系数，侧壁弯曲中性线I＝1；

          R——弯管、弯头弯曲半径(mm)。

6．3．2 已成形的弯管和弯头任何一点的实测壁厚，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管子允许的最小壁厚S
_m。

6．3．3 为补偿弯制过程中弯管外侧受拉的减薄量，感应加热弯制弯管用的管子壁厚可按表6．3．3推荐的壁厚。

表6．3．3 感应加热弯管弯制前推荐的直管最小壁厚

    注：1 介于上述弯曲半径间的弯头，允许用内插法计算。

        2 S
_m为公式6．2．1-1和6．2．1-2中计算的直管最小壁厚。

6．3．4 弯管的弯曲半径宜为外径的3倍～5倍，热压弯管的圆度不应大于7％，冷弯弯管的圆度不应大于8％；对于主蒸汽管道、再热蒸汽管道及设计压力大于8MPa的管道弯管圆度不应大于5％。

 

6．4 支管连接的补强

6．4 支管连接的补强

6．4．1 支管连接的面积补强法按图6．4．1计算时，应符合下列规定

    1 面积补强法适用于支管轴线与主管轴线夹角为45°～90°，承受持续内压荷载的补强计算，其补偿条件应按下式进行计算：

    式中：A
_r——主管开孔需要补强的面积(mm²)；

          A
_h——补强范围内主管的补强面积(mm²)；

          A
_b——补强范围内支管的补强面积(mm²)；

          A
_w——补强范围内角焊缝面积(mm²)。

图6．4．1 面积补强法计算图

    2 主管开孔需补强的面积A
_r应按下式进行计算：

    3 主、支管补强面积应按下列公式进行计算：

    式中：d
₁——主管上经加工的支管开孔沿纵向中心线的尺寸(mm)；取[[D
_ob—2(S
_b—C)]]／sinα；

          L
_h——主管有效补强范围宽度之半(mm)；L
_h取d
₁或(S
_b—C)+(S
_h—C)+d
₁/2两者中的较大者，但任何情况下不大于D
_oh；

          L
_b——支管有效补强范围(mm)；L
_h取2．5(S
_b—C)或2．5(S
_h—C)两者中的较小值；

          D
_oh、D
_ob——主、支管外径(mm)；

          S
_h、S
_b——主、支管的实际壁厚(mm)；

          S
_mh、S
_mb——主、支管的最小壁厚(mm)。

    4 补强面积的某些部分可由与主管材料不同的材料组成，但如果补强材料的许用应力小于主管材料的许用应力，则由补强材料提供的补强面积应按材料许用应力之比折算予以相应折减，对于使用高于主管许用应力的材料，不应计及其增强作用。

    5 对于焊接的支管连接，除焊接材料外，不宜采用其他辅助材料进行补强。

    6 用公式6．4．1-3和6．4．1-4计算主、支管的补强面积时，不得超出主管的有效补强宽度和支管的有效补强高度。

6．4．2 主管上多开孔的补强应符合下列规定：

    1 多个支管的开孔最好布置成使其有效补强范围不相互重叠，开孔应按本规范第6．4．1条的规定进行补强；当必须按图6．4．2紧密布置时，应符合本条第2款至第4款的规定。

    2 开孔应按本规范第6．4．1条的规定进行组合补强，其补强面积应等于单个开孔所需补强面积的总和。

    3 在计算补强面积时，任何重叠部分面积不得重复计入。

    4 多个相邻开孔采用组合补强时，这些开孔中的任意两个开孔中心间最小距离不应小于1．5倍的平均直径，且在两孔间的补强面积不应小于这两个开孔所需补强总面积的50％。

图6．4．2 多个开孔的补强

6．4．3 支管连接的压力面积法应符合下列规定：

    1 压力面积法宜用于支管轴线与主管轴线夹角为90°，承受持续内压荷载，且采用挤压型式的支管连接的补强，以A
_p为受压面积，A
_σ为承载面积。按图6．4．3计算，计算时应符合下列规定：

图6．4．3 压力面积法计算图

    L
_cb-支管有效承载长度；L
_ch-主管有效承载长度之半         1)强度条件应符合下式规定：

        2)有效承载长度应按下列公式进行计算：

        对于主管：

        对于支管：

    式中：D
_ih——主管内径(mm)；

          D
_ib——支管内径(mm)；

          S
_mh——主管所需的最小壁厚(mm)；

          S
_mb——支管所需的最小壁厚(mm)。

    2 在计算承载面积A
_σ时，应计入通用的成型方式造成的面积计算误差，取0．9的修正系数。

 

6．5 异 径 管

6．5 异 径 管

6．5．1 异径管成型件允许的最小壁厚S
_m按图6．5．1计算时应取公式6．5．1-1和6．5．1-2的较大值：

    式中：D
_m——异径管平均直径(mm)；为距大端l处的圆锥端平均直径，计算中可取D
_m＝D
_o—S，

，二者取小值；

          θ——异径管半锥角(°)，计算中取15°；

          C——壁厚的附加值，可按本规范6．2．1条的规定选取。

图6．5．1 异径管壁厚计算图

6．5．2 异径管与管道连接处的强度应按下列原则核算：

    1 当曲率半径r不小于0．1D
_o，大端壁厚满足公式6．5．1-1和6．5．1-2时，大端强度不需核算。

    2 小端强度应根据图6．5．2，按公式6．5．2-1～6．5．2-3进行强度核算。

    式中：p——设计压力(MPa)；

          [σ] ^t——设计温度下材料的许用应力(MPa)；

          A
_p——内压承受面积(mm²)；

          A
_σ——应力承受面积(mm²)；

          d
_m——离弯曲段L
_a处的平均直径，或取用小端连接管的平均直径(mm)；

          D＇
_m——离弯曲段L
_g处的平均直径，计算时可近似用大端连接管道平均直径D
_m来代替(mm)。

异径管中心线


图6．5．2 异径管补强示意图

6．5．3 异径管锥顶角不宜大于30°，外侧曲率半径不宜小于0．1D
_o。

 

6．6 法兰及法兰附件

6．6 法兰及法兰附件

6．6．1 法兰强度应分别按运行工况及螺栓预紧力进行计算，并计及流体静压力及垫片的压紧力。

6．6．2 螺栓法兰连接计算应包括下列各项：

    1 垫片材料，型式及尺寸。

    2 螺栓材料，规格及数量。

    3 法兰材料，密封面型式及结构尺寸。

    4 进行应力校核，计算中所有尺寸均不包括腐蚀裕量。

6．6．3 在确定法兰结构及尺寸时，应符合现行国家标准有关的规定，并与所连接阀门及设备接口相一致。

6．6．4 法兰及法兰连接计算应按现行国家标准《钢制管法兰连接强度计算方法》GB／T 17186或《钢制压力容器》GB 150的有关规定计算。

6．6．5 法兰盲板所需的厚度应按下列公式进行计算。

    式中：T
_pd——压力作用下的计算厚度(mm)；

          d
_g——垫圈内径(mm)；

          S
_m——计入腐蚀余量的最小厚度(mm)。

 

6．7 封头及节流孔板

6．7 封头及节流孔板

6．7．1 椭球型封头壁厚计算应符合下列规定：

    1 最小壁厚S
_m应按下列公式进行计算，取两者中的较大值。

    式中：D
_i——封头内径(mm)；

          K＇——与p/[σ] ^t比值有关的修正系数，当椭球形封头的椭圆形状系数D
_o／2h
_i＝2时，K＇值可按图6．7．1查取，h
_i为椭圆短半径；

          η—许用应力修正系数，封头无拼接时，η＝1．0；有拼接时，η值按第6．2．1条取值；当设计温度在所用钢材的蠕变温度以上时，η＝0．7；

          [σ] ^t——设计温度下材料许用应力(MPa)；

          p——设计压力(MPa)；

          C——腐蚀裕量附加厚度(mm)。

图6．7．1 椭圆形状系数D_o／2h_i＝2时的椭球形封头K＇值

    2 椭球型封头取用壁厚应按下式进行计算。

S
_t＝S
_m+C
₂                  (6．7．1-3)

    式中：S
_t——椭球型封头取用壁厚(mm)；

          C
₂——钢板厚度负偏差附加值(mm)，按照钢板产品技术条件中规定的板厚负偏差百分数确定。

6．7．2 平封头壁厚应按下式进行计算：

    式中：D
i——封头内径(mm)，取相连管道的最大内径；

          K＇、Φ＇——与封头结构有关的系数，可按表6．7．2选取；

          [σ] ^t——设计温度下材料许用应力(MPa)；

          p——设计压力(MPa)。

表6．7．2 封头结构形式系数

6．7．3 夹在两法兰之间的节流孔板，以及中间堵板、回转堵板的厚度计算，可按平封头的厚度计算公式计算，其K＇值取0．45，焊接式节流孔板厚度可按平封头厚度计算公式，其K＇值取0．6。

 

7 管径选择及水力计算

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7．1 一般规定

7 管径选择及水力计算

7．1 一般规定

7．1．1 管径的选择应根据运行中可能出现的最大流量和允许的最大压力损失来计算。

7．1．2 管道的压力损失应根据已确定的管径和介质流量进行计算。

7．1．3 疏水阀后的疏水管道，应按汽水混合物状态计算，选用管径初压不宜大于疏水阀前蒸汽压力的40％。

7．1．4 管道压力损失计算时，应留有5％～10％的裕量。

7．2 管径的选择

7．2 管径的选择

7．2．1 管径的选择应根据流体的性质、流量、流速及管道允许的压力损失等因素确定。

7．2．2 汽水管道管径计算应符合下列规定：

    1 主蒸汽管道、再热蒸汽管道和高压给水管道等重要管道管径，宜通过优化计算确定。

    2 单相流体的管道，应根据推荐的介质流速按下列公式进行计算。

   式中：D
_i
——管道内径(mm)；


          G——介质质量流量(t／h)；


          ν——介质比容([size=14.6667px]m³
／kg)；


          ω——介质流速(m／s)；


          Q——介质容积流量(m³／h)。


    3 对于汽水两相流体(如加热器疏水和锅炉排污等)的管道，应按本规范第7．4节两相流体管道的计算方法，求取管径或核算管道的通流能力。

7．2．3 油管道管径计算应符合下列规定：

    1 短距离输油管道应按下列公式计算：

    式中：D
_i
——管道内径(mm)；

          Q——体积流量([size=14.6667px]m³
／h)；


          G——介质质量流量(t／h)；


          ρ——介质密度(t／[size=14.6667px]m³
)；


          ω——介质流速(m／s)；


          λ_y——沿程阻力系数；


          L——管道总展开长度(m)；


          H——管道始端与终端的高程差(m)。

    2 压缩空气管道管径应按公式7．2．2-2计算，其中Q按公式7．2．3-3计算：

    式中：Q——工作状态下介质容积流量([size=14.6667px]m³
／h)；


          Q_s——在绝对压力101．3kPa，温度20℃状态下的基准容积流量([size=14.6667px]m³
／h)；


          p_g——工作压力(MPa)；


          p_a——大气压力，取101．3kPa；

          t——工作温度(℃)。

7．2．4 各类介质流速应符合下列规定：


    1 汽水管道介质流速应按表7．2．4-1选取。

表7．2．4-1 推荐的汽水管道介质流速

注：对于低压旁路阀出口管道，蒸汽流速可适当提高。

    2 油管道介质流速应符合下列规定：

        1)润滑油管道的介质流速应满足汽轮机和发电机的要求，可按表7．2．4-2选取。

表7．2．4-2 推荐的汽轮机和发电机的润滑油管道介质流速

介质类别	管道名称	推荐流速（m/s）
润滑油	汽轮机和发电机的润滑油供油管道	1.5～2.0
润滑油	汽轮机和发电机的润滑油回油管道	0.5～1.5

        2)锅炉的燃料油管道的介质流速应根据燃油黏度来确定，且最低流速不得小于0．5m／s，其推荐流速可按表7．2．4-3选取。

表7．2．4-3 推荐的燃料油管道介质流速

    3 压缩空气管道的介质流速应根据工作压力、管道允许压力降和工作场所确定，其推荐流速可按表7．2．4-4选取。

表7．2．4-4 推荐的压缩空气管道的介质流速

介质工作场所	管道名称	推荐流速（m/s）
主厂房、车间	热工控制用压缩空气管道	10～15
	检修用压缩空气管道	8～15
厂区	热工控制用压缩空气管道	10～12
	检修用压缩空气管道	8～10

 

7．3 单相流体管道系统压力损失

7．3 单相流体管道系统压力损失

7．3．1 管道系统的压力损失应根据给定的管道布置、管径、介质流量及参数进行计算。

7．3．2 管道系统的压力损失应包括直管的沿程阻力损失和管道组成件的局部阻力损失。对于液体管道的压力损失，应计及终端和始端的高度差引起的压力损失，并应符合下列规定：

    1 在两条阻力不同而管径相同的并联管道中，介质流量的分配应按下列公式进行计算。

    式中：ξ
_t1、ξ
_t2——1、2管道的总阻力系数。

    2 对于图7．3．2-1的并联管道，已知总流量q
_v，求各分管道中的流量可采取下列方法进行计算：

图7．3．2-1 并联管道

        1)根据管径、长度和管道粗糙度假设通过管路1的流量q＇
_v1。

        2)由q＇
_v1求出管路1的损失h＇
_w1。

        3)由h＇
_w1求通过管路2及管路3的流量q＇
_v2和q＇
_v3。

        4)假设总量流量q
_v按q＇
_v1、q＇
_v2与q＇
_v3的比例分配给各分管道，则各分管道的计算流量应按下列公式计算：

        5)用计算流量q
_v1、q
_v2、q
_v3求取h
_f1、h
_f2、h
_f3以核对流量分配的正确性。计算结果应使各分管道的损失差别在允许的误差范围内。

    3 对于图7．3．2-2先并联后串联管道的总阻力系数，应按以下公式计算，三通的局部阻力系数按附录C计算：

    式中：ξ
₁₃——1～3段管道总阻力系数；

          ξ
₂₃——2～3段管道总阻力系数；

          ξ
₃——3点处的阻力系数；

          ξ
₃₄——3～4段管道总阻力系数。

    4 先串联后并联的管道总阻力系数应按公式7．3．2-5计算，三通的局部阻力的阻力系数按附录C计算。

    5 当管径不同时，应采用公式7．3．2-6折算到计算管径D
_i1下的阻力系数后才可使用公式7．3．2-1和7．3．2-5计算：

7．3．3 管子摩擦系数λ可按雷诺数及管壁相对粗糙度ε/D
_i可由图7．3．3查取，也可按下列方法计算：

图7．3．3 管子摩擦系数

 

7．4 两相流体管道系统压力损失

7．4 两相流体管道系统压力损失

7．5 节流孔板孔径计算

7．5 节流孔板孔径计算

7．6 安全阀的选择计算

7．6 安全阀的选择计算

8 管道布置

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8．1 一般规定

8 管道布置

8．1 一般规定

8．2 汽水管道

8．2 汽水管道

 

8．3 易燃或可燃介质管道

8．3 易燃或可燃介质管道

 

8．4 有毒气体或液体管道

8．4 有毒气体或液体管道

 

8．5 腐蚀性介质管道

8．5 腐蚀性介质管道

 

8．6 其他气体管道

8．6 其他气体管道

8．7 厂区管道的布置

8．7 厂区管道的布置

9 管道的应力分析计算

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9．1 一般规定

9 管道的应力分析计算

9．1 一般规定

9．2 管道应力分析计算的范围及方法

9．2 管道应力分析计算的范围及方法

9．3 管道应力分析计算的基本要求

9．3 管道应力分析计算的基本要求

9．4 管道应力验算

9．4 管道应力验算

 

9．5 管系补偿值计算及冷紧

9．5 管系补偿值计算及冷紧

 

9．6 管道对设备或端点的作用力

9．6 管道对设备或端点的作用力

 

10 管道支吊架

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10．1 一般规定

10 管道支吊架

10．1 一般规定

 

10．2 支吊架间距

10．2 支吊架间距

10．3 支吊架荷载

10．3 支吊架荷载

10．4 支吊架型式选择

10．4 支吊架型式选择

10．5 支吊架的材料选择

10．5 支吊架的材料选择

10．6 支吊架结构设计及强度计算

10．6 支吊架结构设计及强度计算

11 管道的焊接

11 管道的焊接

 

12 管道的检验和试验

12 管道的检验和试验

 

13 保温、隔声、防腐和油漆

13 保温、隔声、防腐和油漆

14 管道系统的超压保护

14 管道系统的超压保护

附录A 常用材料性能

附录A 常用材料性能

 

附录B 管道的无损检验

附录B 管道的无损检验

附录C 水力计算

附录C 水力计算

 

附录D 柔性系数和应力增加系数

附录D 柔性系数和应力增加系数

附录E 风荷载和地震荷载的计算

附录E 风荷载和地震荷载的计算

附录F 焊接结构及焊接材料

附录F 焊接结构及焊接材料

本规范用词说明

本规范用词说明

引用标准名录

引用标准名录

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