热力发电厂课程设计

1、1000 MW凝汽式发电机组全厂原则性热力系统的设计学 院： 交通学院 专 业： 热能与动力工程姓 名： 高广胜 学 号： 1214010004指导教师： 李生山 2015年 12月 1000MW热力发电厂课程设计任务书1.2设计原始资料 1.2.1汽轮机形式及参数 机组型式:N1000-26.25/600/600（TC4F） 超超临界、一次中间再热、四缸四排气、单轴凝汽式、双背压 额定功率：Pe=1000MW 主蒸汽参数：P0=26.25MPa，t0=600 高压缸排气：Prh。i=6.393MPa，trh。I=377.8 再热器及管道阻力损失为高压缸排气压力的8%左右。 中压缸进气参数：p

2、rh=5.746MPa，trh=600 汽轮机排气压力：Pc=0.0049MPa 给水温度：tfw=252 给水泵为汽动式，小汽轮机汽源采用第四段抽汽，排气进入主凝汽器；补充水经软化处理后引入主凝汽器。 1.2.2锅炉型式及参数 锅炉型式：HG2953/27.46YM1型变压运行直流燃煤锅炉 过热蒸汽参数：pb=27.56MPa，tb=605 汽包压力：Pdrum=15.69MPa 额定蒸发量：Db=2909.03t/h 再热蒸汽出口温度： 锅炉效率： 1.2.3回热系统 本热力系统共有八级抽汽，其中第一、二、三级抽汽分别供给三台高压加热器，第五、六、七、八级分别供给四台低压加热器，第四级抽汽

3、作为高压除氧器的气源。七级回热加热器均设置了疏水冷却器，以充分利用本机疏水热量来加热本级主凝结水。三级高压加热器和低压加热器H5分别都设置内置式蒸汽冷却器，为保证安全性三台高压加热器的疏水均采用逐级自流至除氧器，四台低压加热器是疏水逐级自流至凝汽器。 汽轮机的主凝结水经凝结水泵送出，依次流过轴封加热器、四台低压加热器、除氧器，然后由汽动给水泵升压，在经过三级加热器加热，最终给水温度为252。 1.2.4其它小汽水流量参数 高压轴封漏气量：0.01D0，送到除氧器； 中压轴封漏气量：0.003D0,送到第七级加热器； 低压轴封漏气量：0.0014D0，送到轴封加热器； 锅炉连续排污量：0.005

4、Db。 其它数据参考教材或其它同等级汽轮机参数选取。1.3设计说明书中所包括的内容 1.原则性热力系统的拟定及热力计算； 2.全面性热力系统设计过程中局部热力系统的设计图及其说明； 3.全面性热力系统过程中管道的压力、工质的压力、温度、管道的大小、壁厚的计算； 4.全面性热力系统的总体说明。目录1. 引言11.1设计目的11.2设计原始资料11.2.1汽轮机形式及参数11.2.2锅炉型式及参数11.2.3回热系统21.2.4其它小汽水流量参数21.3设计说明书中所包括的内容22.原则性热力系统22.1发电厂原则性热力系统的组成22.2 发电厂原则性热力系统的拟定内容32.3发电厂的型式及规划容

5、量的确定32.4 主机的选择32.4.1 汽轮机的选择32.4.2锅炉的选择32.5辅助热力系统32.5.1厂用辅助热力系统32.5.2废热及工质的回收利用3（2）除氧器的排汽的利用系统：直接排到大气或者进入到凝汽器32.5.3补水问题32.6发电厂原则性热力系统的拟定33全厂原则性热力系统的计算53.1计算原始数据53.1.1汽轮机型式及参数53.1.2锅炉型式及参数53.1.3回热系统及其参数53.2热力计算过程73.2.1整理原始数据73.2.2计算汽轮机各级抽汽系数和凝汽系数103.2.3 汽轮机汽耗的计算及流量校核123.2.4 热经济性指标计算143.2.5.110%工况经济指标1

6、64.管道计算174.1 管道类别和材料174.1.1主蒸汽管道设计压力及温度174.1.2 主蒸汽管道材料及应力计算174.1.3 其它管道材料和应力计算184.2 管道规范184.2.1 公称直径194.2.2其他管道的公称直径及实际流速194.3壁厚的计算194.3.1直管壁厚计算194.3.2弯管壁厚计算204.4阀门225.局部热力系统设计说明235.1主蒸汽、再热蒸汽系统235.1.1 主蒸汽系统的选择235.1.2主蒸汽、再热蒸汽（一、二次汽）系统的温差偏差、压损及管径的优化245.2旁路系统255.3 给水系统265.3.1 给水泵的选择265.3.2 给水系统的全面性热力系统

7、265.3.3 给水系统的运行275.4 回热抽汽系统285.5 除氧系统285.6加热器疏水系统295.7主凝结水系统295.8 全厂公用汽水系统295.9 主厂房内的冷却系统305.9.1发电机的冷却系统305.9.2汽轮机车间内的循环系统305.9.3工业水系统305.9.4全厂的疏水放水系统30总结32参考文献331000MW热力发电厂课程设计1. 引言 1.1设计目的 1.掌握整个热力发电厂的原则性热力系统的热力计算（热经济指标的计算方法） 2.熟悉热力发电厂的全面性热力系统图主要内容及设计要求； 3.在已知数据的基础上设计并绘制发电厂原则性热力系统图； 4.计算原则性热力系统： 要

8、求额定工况的下热力计算，计算额定工况下的热经济指标，各处的汽水流量、抽气量、疏水量、凝结水量的大小。 5.设计热力发电厂的全面性热力系统 1)对部分局部热力系统分析说明 A.主蒸汽及旁路系统，再热蒸汽及旁路系统； B.给水系统； C.高压、低压回热抽汽及除氧系统的说明； D.主凝结水系统； E.抽真空系统； F.锅炉的排污系统； G.厂用汽系统； H.全厂的疏、放水系统； I.发电机的冷却水系统； 2） 设计及绘制发电厂的全面性热力系统 3）完成全面性热力系统的答辩； 6. 编制热力发电厂课程设计说明书。 1.2设计原始资料 1.2.1汽轮机形式及参数 机组型式:N1000-26.25/600

9、/600（TC4F） 超超临界、一次中间再热、四缸四排气、单轴凝汽式、双背压 额定功率：Pe=1000MW 主蒸汽参数：P0=26.25MPa，t0=600 高压缸排气：Prh。i=6.393MPa，trh。I=377.8 再热器及管道阻力损失为高压缸排气压力的8%左右。 中压缸进气参数：prh=5.746MPa，trh=600 汽轮机排气压力：Pc=0.0049MPa 给水温度：tfw=252 给水泵为汽动式，小汽轮机汽源采用第四段抽汽，排气进入主凝汽器；补充水经软化处理后引入主凝汽器。 1.2.2锅炉型式及参数 锅炉型式：HG2953/27.46YM1型变压运行直流燃煤锅炉 过热蒸汽参数：

10、pb=27.56MPa，tb=605 汽包压力：Pdrum=15.69MPa 额定蒸发量：Db=2909.03t/h 再热蒸汽出口温度： 锅炉效率： 1.2.3回热系统 本热力系统共有八级抽汽，其中第一、二、三级抽汽分别供给三台高压加热器，第五、六、七、八级分别供给四台低压加热器，第四级抽汽作为高压除氧器的气源。七级回热加热器均设置了疏水冷却器，以充分利用本机疏水热量来加热本级主凝结水。三级高压加热器和低压加热器H5分别都设置内置式蒸汽冷却器，为保证安全性三台高压加热器的疏水均采用逐级自流至除氧器，四台低压加热器是疏水逐级自流至凝汽器。 汽轮机的主凝结水经凝结水泵送出，依次流过轴封加热器、四台

11、低压加热器、除氧器，然后由汽动给水泵升压，在经过三级加热器加热，最终给水温度为252。 1.2.4其它小汽水流量参数 高压轴封漏气量：0.01D0，送到除氧器； 中压轴封漏气量：0.003D0,送到第七级加热器； 低压轴封漏气量：0.0014D0，送到轴封加热器； 锅炉连续排污量：0.005Db。 其它数据参考教材或其它同等级汽轮机参数选取。1.3设计说明书中所包括的内容 1.原则性热力系统的拟定及热力计算； 2.全面性热力系统设计过程中局部热力系统的设计图及其说明； 3.全面性热力系统过程中管道的压力、工质的压力、温度、管道的大小、壁厚的计算； 4.全面性热力系统的总体说明。2.原则性热力系

12、统 2.1发电厂原则性热力系统的组成 凝气式发电厂的热力系统有锅炉本体汽水系统、汽轮机本体热水系统、机炉间的连接管道系统和全厂公用汽水系统四部分组成。锅炉本体汽水系统主要包括锅炉本体的汽水循环系统，主蒸汽及再热蒸汽（一、二次蒸汽）的减温水系统、给水调节控制回路，及锅炉排水和疏水排放系统等。汽轮机本体热力系统主要包括汽轮机面式回热器（不含除氧器）系统、凝气系统、汽封系统、本体疏放水系统。机炉间的连接系统主要包括主蒸汽系统，低、高温再热蒸汽系统和给水系统（包括除氧器）等。再热式机组还有旁路系统。全场公用汽水系统主要包括机炉特殊需要的用汽、启动用汽、燃油加热、采暖供汽、生水和软化加热系统、烟气脱硫的

13、烟气加热系统等。新建电厂还有启动锅炉向公用蒸汽部分供汽的系统。因此，发电厂原则性热力系统主要由锅炉、汽轮机和以下各局部热力系统组成：一、二次蒸汽系统，给水回热加热和除氧器系统，补充水引入系统，轴封汽及其他废热回收（汽包炉连排扩容回收，冷却发电机的热量回收）系统，辅助蒸发系统。 2.2 发电厂原则性热力系统的拟定内容 1、 确定发电厂的型式及规划容量； 2、 选择主机（汽轮机、锅炉）； 3、 确定正常工况下的辅助热力系统，绘制发电厂原则性热力系统图； 4、 进行全厂原则性热力系统计算，以获得额定工况下的全厂热经济指标； 5、 选择主要辅助热力设备（如给水泵、凝结水泵、除氧器及其水箱等）。 2.3

14、发电厂的型式及规划容量的确定 由设计任务书可知，该设计热力发电的型式为凝汽式。又由于本设计为1000MW凝汽式热力发电厂的设计，因此可将此电厂的规划容量看成是单机容量，既1000MW。 2.4 主机的选择 2.4.1 汽轮机的选择 （1）汽轮机的选择：（由课程设计任务书及电厂型式确定） 凝汽式机组 N1000-26.25/600/600（TC4F） （2）单机容量选择：1000MW 2.4.2锅炉的选择 （1）锅炉形式及容量：（根据锅炉是汽轮机匹配选择） HG2953/27.46YM1型变压运行直流燃煤锅炉额定蒸发量2909.03t/h （2）锅炉参数 锅炉过热器出口额定蒸汽压力宜为汽轮机额定

15、进气压力的105%，过热器出口额定蒸汽量温度宜比汽轮机进气温度高5.冷却再热器管道，再热器，热段再热蒸汽管道额定工况下的压力，分别为汽轮机额定工况高压缸排气压力的2%，4%，2%.再热器出口额定蒸汽温度宜比汽轮机中压缸额定进气温度高5。 2.5辅助热力系统 2.5.1厂用辅助热力系统（1）小汽轮机用汽；采用汽轮机第4级抽汽驱动汽动给水泵；（2）燃油加热、烟气脱硫的烟气蒸汽加热系统等 2.5.2废热及工质的回收利用 （1）锅炉的连续排污利用系统： 排污扩容回收工质，未回收的污水热量的回收； （2）除氧器的排汽的利用系统：直接排到大气或者进入到凝汽器 2.5.3补水问题 （1）由于热力系统中存在漏

16、气等工质损失，故需要对锅炉直行给水的补充，以弥补工质的损失，保证锅炉产汽平稳。 （2）补充水的补入原则：在满足主要的技术要求之上力求合理、经济效益最高。对什么地方补入及怎样补入有一定的要求，一般补水的温度和补入点的温度应该最小，因为换热温差最小，可用能损失越小。如补充水温度为20则应从凝汽器补入，若利用了排污加热，则从除氧器补入。 （3)补充水系统设计： 补入点：本课程设计中采用补充水经软化处理后从凝汽器补入；补充水温度为40左右；补充水量应与工质损失相等，本设计大致为0.015D0 2.6发电厂原则性热力系统的拟定 根据前面的各项设计内容可拟定出发电厂原则性热力系统。原则性热力系统如下35（

17、图一）原则性热力系统图该热力系统图中，发电厂机组型号为： N1000-26.25/600/600（TC4F）为上海汽轮机有限公司和德国西门子公司联合设计制造，锅炉HG2953/27.46YM1型变压运行直流燃煤锅炉及国产QSFN-300-2水-氢-氢冷发电机。机组汽轮机为单轴四缸四排气、一次中间再热、8级不调整抽汽。回热系统为“三高、四低、一除氧”，除氧器采用滑压式运行，七级回热加热器均设置了疏水冷却器，以充分利用本机疏水热量来加热本级主凝结水。三级高压加热器分别都设置内置式蒸汽冷却器。为保证安全性三台高压加热器的疏水自流至除氧器，四台低压加热器的疏水逐级自流至凝汽器。补充水从凝汽器补入，除氧

18、器采用第4段抽汽。给水泵设有两台汽动式调整泵，一台电动式备用泵；汽动式给水泵由凝汽式小汽轮机带动，其汽源来自4段抽汽，排气进入主凝汽器。为保证锅炉的汽水品质，对凝结水需全部过程进过处理，故设有凝结水除盐装置，及相应的升压泵。3.全厂原则性热力系统的计算 3.1计算原始数据 3.1.1汽轮机型式及参数 机组型式： N1000-26.25/600/600（TC4F）， 超超临界、一次中间再热、四缸四排气、单轴凝汽式、双背压； 额定功率： 主蒸汽参数（主气阀前）： 高压缸排气：Prh。i=6.393MPa，trh。I=377.8 再热蒸汽参数： 汽轮机排汽压力： 排汽比焓：2325.9KJ/Kg 3

19、.1.2锅炉型式及参数 锅炉型式：HG2953/27.46YM1型变压运行直流燃煤锅炉 过热蒸汽参数： 气饱压力： 额定蒸发量：Db=2909.03t/h 再热蒸汽参数： 再热器进口参数：， 再热器出口参数：， 锅炉效率： 3.1.3回热系统及其参数 该机组设有S级回热抽气，即：“三高四低一除氧”。结合原则性热力系统图选定额定工况时各抽气参数如表1所示： 表1：各级回热抽气参数项目单位H1H2H3H4H5H6H7H8抽气压力MPa8.3916.3932.4191.1900.6590.2580.0670.025抽气温度417378465364285185X=0.98X=0.94抽气焓KJ/Kg3

20、170.13115.83390.13190.03035.22840.22615.82480.8加热器上端差220-2444加热器下端差555-5666水侧压力MPa20.420.7210.7051.11.31.51.7抽气管道压损%55555555最终给水水温度：前置泵和给水泵均由驱动汽轮机（小汽轮机）带动，其汽源取自主机第4段抽汽，排汽进入主凝汽器。给水泵出口压力：，给水泵效率：0.85；除氧器至给水泵高差：H=21m。 小汽轮机进气压力： 进汽比焓： 小汽轮机排汽压力： 排汽比焓：其他小汽水流量参数高压轴封漏气量:送至除氧器，比焓：中压轴封漏气量:送至7号加热器，比焓：低压轴封漏气量:送至

21、轴封加热器，比焓：锅炉连续排污量：工质渗漏量：集中在第四级抽汽管路上。补水量：其他数据的选取各抽汽管压损为：5%,补充水经软化处理引入主凝汽器，其水温为。主机的机械效率，发电机效率：，小汽轮机的机械效率，给水泵效率。汽轮机高压缸进汽节流损失：，中压缸进汽节流损失：，中低压缸连通管损失：；各加热器的效率见具体计算。厂用电率，忽略加热器和抽气管路上的散热损失，忽略凝结水泵的工质比焓升。 3.2热力计算过程 3.2.1整理原始数据 1.主蒸汽参数由主气门前压力温度，查水蒸汽性质表，得到主蒸汽的比焓值。主气门后压力，取新汽压损，故，由，查水蒸气性质表得到主气门后气温。 2.再热蒸汽参数再热蒸汽进入中压

22、缸的压力为：，由此查水蒸汽汽参数表得：中压气门后压力，由，查水蒸汽热力性质表，得到中压气门后再热蒸汽温度。中压缸排汽至低压连通管压损为：1%进入低压缸时的压力：。排汽压力0.006MPa，排汽干度。在焓熵图上作该机组的汽态线（见图2）。改机组各计算点的汽水参数如下表2所示： （图2）N1000-26.25/600/600（TC4F）机组气态线表2 机组各计算点的汽水参数 计算点设备 抽汽口 加热汽侧 被加热水侧 压力温度 焓h压力饱和水温度饱和水焓疏水放热量出口温度压力出口焓端差焓升单位MPaKJ/KgMPaKJ/KgKJ/KgKJ/KgMPaKJ/KgKJ/Kg 0 -26.25 60034

23、90.1 0 -24.502 5983490.1 1 H18.3914173165.77.991295.01316.11272.11893.6293.020.41305.3 297.3 2 H26.393 3783115.86.089276.61218.31038.12077.7274.620.71208.0 2266.4 2 - 3.294 5383538.2 3 H32.419 4653390.12.304219.6941.8838.62551.5219.621941.62 0171.8 4 H41.190 3643190.91.038181.5770.0181.50.705769.84

24、0100.3 5 H50.659 2853035.20.628160.6677.4570.52464.7158.61.1669.53 2153.4 6 H60.258 1852840.20.246126.9533.2431.62408.6122.91.3516.10 4166.1 7 H70.067x=0.96 2615.80.06487.6366.9267.82348.083.61.5350.04 498.5 8 H80.025x=0.942480.80.02464.1268.14153.12327.760.11.7251.57 4100.1 c c0.005x=0.92420.036.18

25、0.006151.5 3.2.2计算汽轮机各级抽汽系数和凝汽系数由于保温比较好，故加热器的热效率近似为：100%。 1.高压加热组的计算 （1）高压加热器H1的热平衡计算： H1的疏水系数： (2)由高压加热器H2的热平衡计算： H2的疏水系数： （3）由高压加热器的热平衡计算： 本级计算时，高压加热器额进水焓为未知，故先计算给水泵的介质比焓升。如图（3）所示，泵入口静压： 给水泵内介质的平均压力给水泵内介质的品均比焓，取根据查的给水泵的介质平均比容 给水泵內焓升给水泵出口焓因此，高压加热器水侧焓升高压加热器抽气系数的疏水系数：2. 除氧器的计算 除氧器物质平衡： 即： 于是： 除氧器热平衡：

26、即：联立解得：.由于第级抽气还供小汽机用汽，已知水泵效率小汽轮机机械效率，于是小汽轮机汽耗系数为：所以故第4级抽气系数为：3. 低压加热组抽气系数：（1） 由低压加热器的热平衡计算：的疏水系数：（2） 由低压加热器的计算： 的热平衡： 的疏水系数：（3） 低压加热器的热平衡计算：的疏水系数： (4）低压加热器的热平衡计算：（5）由于进入低压加热器的进水焓为未知，故需先计算轴封加热器SG，参考同类机组取疏水加热器工作压力为 ，疏水比焓为、由轴封的热平衡得：轴封系数加热器出水比焓低压加热器的热平衡计算的疏水系数4. 汽轮机凝气系数的计算及检验（1） 由凝汽器的质量平衡给计算（2） 由汽轮机汽侧平衡

27、校验该值与由凝汽器质量平衡计算得到的相等，所以凝汽系数计算正确。 3.2.3 汽轮机汽耗的计算及流量校核 （1）估算汽轮机纯凝气运行时的汽耗，锅炉热负荷及煤耗量 取由于回热而增大的汽耗子系数：，则汽轮机汽耗： （2）汽轮机的计算如下表3所示：表3：计算 气 缸 气态 线段 高 压 缸 0-1321.16 1-246.83中压缸 2-3220.81 3-4157.69 4-5104.82 5-6121.80低压缸 6-7132.58 7-873.45 8-c32.08整机由功率平衡式求汽耗： 误差： ，是允许的。气耗率： 。以为基准，计算各项汽水流量如下表4所示： 表4： 各项汽水流量项目kg/

28、h项目kg/h第一级抽汽91015.5第七级抽汽84385.2第二级抽汽248635.0第八级抽汽109098.0第三级抽汽126879.2凝汽量 1862803.5H4汽耗 71124.7锅炉蒸发量 3013757.45小汽轮机汽耗 139838.3给水流量 3028826.2第五级抽汽104878.8再热蒸汽流量 2643969.4第六级抽汽101563.6补充水量 45206.43.2.4 热经济性指标计算（1） 汽轮机组热耗、汽轮机比热耗、汽轮机绝对内效率 （2） 汽动给水泵功率： （3） 汽轮机产电功率、热耗率、热效率、汽轮发电机组绝对电效率 （4） 锅炉热负荷 (5) 管道效率 （

29、6） 全厂（单元）热耗、热耗率、净热效率、全厂（单元）毛效率、净效率 全厂（单元）毛效率： （7）全厂煤耗、全厂发电标准煤耗，全厂供电标准煤耗率全厂标准煤耗量：（注：取中国标准煤发热量qs=29270kJ/kg）全厂原煤耗量：（注：取燃煤低位发热量q1=15660kJ/kg） 全厂发电标煤耗率：净供电煤耗率： 3.2.5.110%工况经济指标 机组的最大工况即110%工况，此时机组的进气压力和温度都不变，只是进气量有所增加；因此汽轮机每级后蒸汽参数也不变，抽汽参数也与额定工况相同。 （1）功率平衡式求汽耗率汽耗率：以为基准，计算各项汽水流量如下表5所示表5：各项汽水流量项目Kg/h项目Kg/h

30、第一级抽汽100117.0第七级抽汽92823.7第二级抽汽273498.5第八级抽汽120007.8第三级抽汽139567.1凝气量2049083.8H4汽耗78237.1锅炉蒸发量3315133.2小汽轮机汽耗153822.2给水流量3331708.9第五级抽汽115366.6再热蒸汽流量2908366.4第六级抽汽111720.0补充水量49727.0 （2） 汽轮机组热耗、汽耗机比热耗，汽轮机绝对内效率 （3） 汽动给水泵功率： （4） 汽轮机产电功率、热耗率、热效率、汽轮机发电机组绝对电效率 （5） 锅炉热负荷 （6） 全厂（单元）热耗 （7） 全厂煤耗全厂标准煤耗量：（注：取中国标

31、准煤发热量qs=29270kJ/kg）全厂原煤耗量：（注：取燃煤低位发热量q1=15660kJ/kg）4.管道计算 4.1 管道类别和材料 发电厂高压管道均采用无缝钢管，低压管道采用直缝管道。 4.1.1主蒸汽管道设计压力及温度锅炉过热器出口额定工作压力，过热器温度。所以，为保留一定裕度，设计压力，设计为温度。 4.1.2 主蒸汽管道材料及应力计算根据管道的设计压力及设计温度可以确定，主蒸汽管道采用12CrlMoV号钢。查询资料可得，主蒸汽管道材料的各项应力是：，,所以，按照第三强度理论可知道，钢材的许用应力 4.1.3 其它管道材料和应力计算根据各管道的设计压力及设计温度选取各管道材料如下表

32、6： 表6：各管道材料选择及相应强度管道材料管道种类材料强度（MPa）抗拉强度屈服强度持久强度许用应力主蒸汽管12Cr1MoV无缝钢管YB529-70470.736254.982104.44569.63再热蒸汽管12Cr1MoV无缝钢管YB529-70470.736254.982100.03569.63旁路蒸汽管12Cr1MoV无缝钢管YB529-70470.736254.982104.44569.63主给水管Q235-A无缝钢管YB231-70372.66225.561164.022109.348凝结水管Q235-A.F无缝钢管YB234-63372.66225.561223.658124.

33、222抽汽管120钢无缝钢管YB529-70402.087215.754141.07494.0493抽汽管220钢无缝钢管YB529-71402.087215.754152.4101.6抽汽管320钢无缝钢管YB529-72402.087215.75494.88363.2553抽汽管420钢无缝钢管YB529-73402.087215.754156.961104.641抽汽管520钢无缝钢管YB529-74402.087215.754177.997118.665抽汽管6Q235-A无缝钢管YB231-70372.666225.561173.583115.722抽汽管7Q235-A.F电焊钢管Y

34、B234-63372.666225.561193.562124.222抽汽管8Q235-A.F电焊钢管YB234-63372.666225.561213.257124.2224.2 管道规范为了实现管道制造和使用上的标准化，国家对管道及其附件制订了规范公称直径，作为管道计算直径等级。公称直径只是名义上的计算内径。在进行管道设计、制造及管道连接时都采用公称直径作为管道的基本尺寸。 4.2.1 公称直径例如：由于主蒸汽采用双管单管双管系统，所以对于单向流体的管道，初选主蒸汽的流速为w=50m/s,根据连续方程式其内径：再按照工程设计规定的管子公称直径系列选取；所以管内蒸汽流速为式中G介质的质量流量

35、，t/h;v介质的比容， W-介质的流速，m/s 4.2.2其他管道的公称直径及实际流速 经过上面的分析，把原则性热力系统计算得来的数据带入以上的公式就可以得到本设计参数下的相应的管径，所得的数据列入表7中：表7：各管道内径计算值管道管径计算参数计算结果圆整介质流量比容流速管道内径公称直径实际速度（t/h）(m3/kg)(m/s)(mm)(mm)(m/s)主蒸汽管869.700.020650.00355.9835051.7再热蒸汽管763.000.0701/0.0832740/60687.73/611.98700/60038.6/62.4旁路蒸汽管139.170.0201/0.109540/4

36、0157.27/367.066150/35044/44主给水管874.070.00113.00336.673003.78凝结水管537.580.00101.00438.214001.2抽汽管126.270.060245.00111.4510055.9抽汽管271.750.070145.00198.8420044.5抽汽管336.620.207845.00244.5625043.1抽汽管460.880.369545.00420.4940049.7抽汽管530.270.560045.00364.9840037.5抽汽管629.311.007940.00511.0650041.8抽汽管724.351

37、.956240.0064965039.9抽汽管831.484.715640.001145.73120036.54.3壁厚的计算 承受内压的管道壁厚计算分为直管和弯管两类。直管壁厚计算包括直管最小壁厚Sm、直管计算壁厚Sc和直管公称壁厚Sn部分。 4.3.1直管壁厚计算 对于D0/Di1.7承受内压力的汽水管道，直管的最小壁厚Sm应按下列规定计算 (1) 直管最小壁厚 按直管内径确定时： 式中: 设计压力， 管子内径，取用最大内径，； 温度对计算管子壁厚的修正系数，所有高温管子均采用奥氏体钢，因此取0.4，所有低温管子均采用铁素体钢材，0.4; 许用应力修正系数，对于无缝钢管，取1.0，其余管子

38、的0.9 考虑腐蚀、磨损和机械强度要求的附加厚度，对于一般蒸汽管道和水管道，可以不考虑腐蚀和磨损的影响；对于高压加热器疏水管道，腐蚀和磨损裕度可以取为2 (2）直管计算壁厚： mm mm；式中 直管壁厚负偏差的附加值，mm，对于以最小内径最小壁厚标示的无缝管子，其厚度负偏差值等于零； 直管壁厚负偏差系数，其选取见“管道规定”。 (3)直管的取用壁厚，以公称壁厚表示。 对于以外径壁厚标示的管子，应根据直管的计算壁厚。规格中公称壁厚系列选取；对于以最小内径最小壁厚指示的管子，应根据直管的计算壁厚，按照制造厂的产品技术条件中有关规定确定壁厚。任何情况下，管子的取用壁厚均不得小于管子的计算壁厚。根据直

39、管的计算壁厚，确定直管的取用壁厚。管径和壁厚计算结果数据列入表8中。 4.3.2弯管壁厚计算 用作弯管的直管。其最小管壁随弯曲半径而异。如五倍管子外径的弯曲半径，弯管前采用直管的最小壁厚为1.08；若是大于六倍，则弯管前所采用直管的最小壁厚为1.06，而且弯管后任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。 当采用以最小内径弯制弯最小壁厚标示的直管弯制弯管时，宜采用加大直管壁厚的管子。当采用以外径壁厚标示的直管弯制弯管时，宜采用挑选正偏差壁厚的管子进行弯制。弯制的弯曲半径宜为外径的45倍。 表8 各管壁厚计算值管道 设计参数壁厚计算参数计算结果圆整

40、设计压力MPa许用应力设计温度管道内径温度修正系数应力修正系数附加厚度mm直管负偏差系数A直管最小壁厚Sm直管计算壁厚Sc取用厚壁主蒸汽管17.503569.635553500.410052.9824852.9824860再热蒸汽管3.533566.695556000.410017.4487217.4487220冷再热蒸汽3.75966.694007000.410021.4533821.4533825旁路蒸汽管17.503569.635551500.410023.379723.379725低压旁路管3.75969.634003500.410010.7971710.7971715主给水管22.2

41、6109.3482653000.410035.9232935.9232940凝气水管1.995124.2221504000.40.920.1116.6327567.36899210抽气管14.542394.04934001000.41003.516763.516765抽气管23.759101.63302000.41004.8065024.8065028抽气管31.610763.25534502500.41004.2478344.2478348抽气管40.7791104.6413504000.41002.5002612.5002615抽气管50.462118.6653004000.41001.7

42、828271.7828274抽气管60.2205115.7222005000.41001.4780471.4780474抽气管70.09376124.2221506500.40.920.113.2738853.6372865抽气管80.03517124.22210012000.40.920.113.1892513.5432585 4.4阀门由于机组的新蒸汽参数高，流量大，所以在主蒸汽管道上配置两个自动主汽门，四个高压调速汽门。对阀门的要求：应根据系统的要求，按公称直径、设计参数、介质种类、泄漏等级、启闭时间来选择阀门，以满足汽水系统关断、调节、保护等不同的要求和布置设计的需要，对阀门的主要要求

43、是：有足够的强度，关闭严密性好，流动阻力小，阀门结构简单，质轻体小，部件的互换性好，便于操作维修。 表9：各管道阀门的选择 主蒸汽管道由于机组的新蒸汽参数高，流量大，在主蒸汽管道上配置两个自动主汽门，四个高压调速汽门。再热蒸汽管 再热后压力不高，但温度高，蒸汽容积流量大，配置两个中压联合汽门。旁路蒸汽管道 管道上设置调节阀门，切断阀门，逆止阀。主给水管 前置泵的进水管道上装有闸阀、泄压阀，主给水泵出口管装有逆止阀、再循环阀、电动闸阀：主给水泵出口管装有逆止阀、再循环阀、电动闸阀。凝结水管 凝结水管道上设置逆止阀、再循环阀、电动闸阀。抽汽管1 为防止水汽倒流入汽轮机，管道上设置启动逆止阀：为防止

44、事故扩大和及时检修，设置切断阀：为在超压时保护设备，设置安全阀。抽汽管2 为防止水汽倒流入汽轮机，管道上设置启动逆止阀：为防止事故扩大和及时检修，设置切断阀：为在超压时保护设备，设置安全阀。抽汽管3 为防止水汽倒流入汽轮机，管道上设置启动逆止阀：为防止事故扩大和及时检修，设置切断阀：为在超压时保护设备，设置安全阀。抽汽管4 为防止水汽倒流入汽轮机，管道上设置启动逆止阀：为防止事故扩大和及时检修，设置切断阀：为在超压时保护设备，设置安全阀。抽汽管5 为防止水汽倒流入汽轮机，管道上设置启动逆止阀：为防止事故扩大和及时检修，设置切断阀：为在超压时保护设备，设置安全阀。抽汽管6 为防止水汽倒流入汽轮机

45、，管道上设置启动逆止阀：为防止事故扩大和及时检修，设置切断阀：为在超压时保护设备，设置安全阀。抽汽管7 为防止水汽倒流入汽轮机，管道上设置启动逆止阀：为防止事故扩大和及时检修，设置切断阀：为在超压时保护设备，设置安全阀。抽汽管8 为防止事故扩大和及时检修，设置切断阀：为在超压时保护设备，设置安全阀：为节约成本，该级抽泣管道上不设置逆止阀。5.局部热力系统设计说明 5.1主蒸汽、再热蒸汽系统 主蒸汽系统包括从锅炉过热器出口至汽轮机进口的主蒸汽管道，和通往各用新蒸汽的支管。对于中间再热式机组还包括再热蒸汽系统，即从汽轮机高压缸排汽至锅炉再热器入口的冷再热管道，和从再热器出口至汽轮机中压缸进口的热再

46、热蒸汽管道。 5.1.1 主蒸汽系统的选择 主蒸汽系统型式主要是从可靠性、灵活性、经济性、方便性四个方面来进行分析比较。（1） 可靠性 单母管系统，与母管相连的任一阀门事故，全厂即要停运，可靠性最差。为提高其可靠性，通常以串联两个关断阀门将母管分段，以确保隔离，使事故局部化，并便于分段阀门本身的检修。正常运行时，分段阀门处于开启状态。切换母管制系统，为便于母管的检修，扩建时不致影响原有机炉的运行，也可用两个串联的关断阀门将母管分段。而单元制系统，既无母管又无切换阀门，系统最简单，系统本身的可靠性最好。但是，与单元内主汽管相连的任一设备或阀门发生事故，整个单元即被迫停运，又影响其可靠性。（2）

47、灵活性 灵活性指的是在不同工况下能保证汽轮机正常运行的适应性，切换母管制系统的灵活性最好，单母管制系统次之，单元制系统最差，它没有灵活性。 （3）经济性 经济性包括投资和运行费用两个方面。单元制系统既无母管，管线又短，阀门数量最少，不仅管道和阀门的投资费最少，而且相应的保温、支吊架的费用也减少。管线短，压损小，热损失小，检修工作量减少，因而运行费用也相应减少。 （4）方便性 要便于安装检修和扩建。单元制系统没有母管，便于布置，并有助于采用煤仓间和除氧间合并的主厂房布置形式，使主厂房的土建等费用减少。 上述四个方面，互相影响，须结合具体工程通过综合技术经济比较来确定。 基于上述四个方面，1000

48、MW的蒸汽中间再热式机组都是大容量机组，其工作参数搞的大直径新蒸汽管和热再热蒸汽管均为耐热合金钢管，价格昂贵，有的还要耗用大量外汇来进口，此时单元制主蒸汽系统的管线短、阀门少、投资省等优点显得很重要。单元式机组的控制系统是按单元设计制造的，各单元的情况不尽相同，而且同容量的相同蒸汽初参数的再热式机组的再热参数却相互间有差异，所以再热凝汽式机组应采用单元制主蒸汽系统。 主蒸汽管道接线法采用常规的“双管-单管-双管”系统，整个管系不设电动主气阀，以减少运行压缩。但是炉侧总管上装有永久性供锅炉水压实验用的可卸的堵板阀。为保证主蒸汽管系不超压，在主蒸汽管道锅炉侧设置了弹簧式安全阀和压力控制式释放阀。再热式蒸汽管道分为热段和冷段两部分，都采用“双-单-双”制接法，在靠锅炉侧都设置永久性的供锅炉水压实验用的可卸阀芯式堵板阀。 本电厂设计的1000MW汽轮机主蒸汽管道系统是从锅炉过热器出口联箱两侧各有一根引出管，经斜三通后汇集成单管；到汽轮机处再经斜三通分成两根支管，分别接到汽轮机两侧主汽