核電廠給水管材比選分析研究

劉揚(yáng)+夏愈卓+饒碧華

摘 要： 給水管道種類繁多，新型管材又層出不窮，本文詳細(xì)的介紹了給水管道的種類，以及不同種給水管材優(yōu)缺點(diǎn)分析，便于設(shè)計(jì)人員在選取給水管材時(shí)，注意到各管材的優(yōu)缺點(diǎn)，選取滿足核電設(shè)計(jì)要求的管材。

關(guān)鍵詞：核電廠;給水管材;優(yōu)缺點(diǎn)分析

一、引言

給水管道種類繁多，新型管材又層出不窮。以建筑給水管道為例，通常設(shè)計(jì)人員在選取管材時(shí)，均需要翻閱很多資料來比較，最終選擇一個(gè)合適的管材，為了節(jié)約設(shè)計(jì)人員的時(shí)間，本文主要針對(duì)CPR1000項(xiàng)目的給水系統(tǒng)，通過詳細(xì)介紹各種給水管道的優(yōu)缺點(diǎn)，推薦適宜各個(gè)系統(tǒng)的管材。

二、給水管材分類及選取

（一）給水管道

核電廠給水管道可以分為生活給水管道和生產(chǎn)給水管道。

下面介紹了一些常用的給水管材：

1.鍍鋅鋼管

鍍鋅鋼管的優(yōu)點(diǎn)： 鍍鋅鋼管質(zhì)地堅(jiān)硬，剛度大;施工經(jīng)驗(yàn)成熟?？傮w價(jià)格便宜。

鍍鋅鋼管的缺點(diǎn)：易銹蝕;滋生細(xì)菌;使用壽命為8–12年，實(shí)際使用時(shí)間往往更短。

2.不銹鋼管

不銹鋼管的優(yōu)點(diǎn)：抗腐蝕性強(qiáng)，壽命長(zhǎng)達(dá)50年以上;衛(wèi)生性好;抗沖擊性強(qiáng);接頭強(qiáng)度高;熱傳導(dǎo)率低;節(jié)約材料; 施工簡(jiǎn)單;產(chǎn)品外觀漂亮。

不銹鋼管的缺點(diǎn)： 加工難度大;價(jià)格貴;內(nèi)壁光滑度不及塑料管。

3.銅管

銅管的優(yōu)點(diǎn)：衛(wèi)生、健康;經(jīng)久耐用、安全可靠;適配性強(qiáng)、安裝方便;物有所值、綠色環(huán)保;機(jī)械性能好，耐壓強(qiáng)度高，同時(shí)韌性好，延展性也高，具有優(yōu)良的抗振、抗沖擊性能。

銅管的缺點(diǎn)：價(jià)格貴;焊接比較麻煩，散熱快;內(nèi)壁光滑度不及塑料管。

4.硬聚氯乙烯管PVC-U

PVC-U管的優(yōu)點(diǎn)：耐腐蝕性好，抗衰老性強(qiáng);粘接方便。價(jià)格低，產(chǎn)品規(guī)格全。;質(zhì)地堅(jiān)硬，符合輸送純凈飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

PVC-U管的缺點(diǎn)：維修麻煩，無韌性;環(huán)境溫度低于5℃時(shí)脆化，高于45℃時(shí)軟化;長(zhǎng)期使用有PVC-U單體和添加劑滲出。

5.聚乙烯管（PE）

PE管的優(yōu)點(diǎn)： 衛(wèi)生條件好，PE管無毒，不含重金屬添加劑，不結(jié)垢，不滋生細(xì)菌;柔韌性好，抗沖擊強(qiáng)度高，耐強(qiáng)震、扭曲;獨(dú)特的電熔焊接和熱熔對(duì)接技術(shù)使接口強(qiáng)度高于管材本體，保征了接口的安全可靠。

6.交聯(lián)聚乙烯管（PEX）

PEX管的優(yōu)點(diǎn)：衛(wèi)生條件好;柔韌性好，抗沖擊強(qiáng)度高，抗老化;壽命長(zhǎng)，適用壽命達(dá)50年以上;溫度適應(yīng)范圍廣;安裝維修方便;價(jià)格適中。

PEX管的缺點(diǎn)：管材很難重復(fù)利用。

7.改性聚丙烯管（PPR）

PPR管的優(yōu)點(diǎn)：無毒、衛(wèi)生;使用壽命長(zhǎng)。PP-R管在工作溫度20℃，使用壽命可達(dá)50年。管道連接透漏率極低，;質(zhì)量輕;耐熱性能好;導(dǎo)熱性低;彈性模量較小;管道阻力小;管道的可修補(bǔ)性能好。

PPR管的缺點(diǎn)：造價(jià)較高; 管材規(guī)格少;剛性和抗沖擊性能比金屬管道差;線膨脹系數(shù)較大，明敷或架空敷設(shè)所需管道支吊架較多，影響美觀;施工設(shè)備先進(jìn)復(fù)雜;抗紫外線能力差。PP-R管屬于可燃性材料，所以不得用于消防給水系統(tǒng)。

8.聚丁烯管（PB）

PB管的優(yōu)點(diǎn)：耐磨，耐熱，抗凍;無毒無害，耐久性好;重量輕。

PB管的缺點(diǎn)： PB材料屬于易燃材料;價(jià)格貴;剛性、抗沖擊性不足。線性膨脹系數(shù)太大，不適于明裝;管道本身受外力易產(chǎn)生滲漏，抗紫外線能力差、易老化。

9.鋁塑復(fù)合管

鋁塑復(fù)合管優(yōu)點(diǎn)： 使用年限長(zhǎng)，50年;機(jī)械性能優(yōu)越，耐壓較高;耐溫較高;抗氣體的滲透;熱膨脹系數(shù)低等。

鋁塑復(fù)合管缺點(diǎn)：鋁塑復(fù)合管的連接不能用熔接和粘接，必須使用專用的金屬管件（國(guó)外要求用高強(qiáng)度黃銅鍍鎳），把鋁塑復(fù)合管套入管件后徑向加壓鎖住;鋁塑復(fù)合管不能回收重做;鋁塑復(fù)合管的直徑范圍限于較小的范圍;鋁塑復(fù)合管生產(chǎn)的工藝和設(shè)備比較復(fù)雜;成本高;鋁塑復(fù)合管由于鋁和塑料熱膨脹系數(shù)不一致，會(huì)差生錯(cuò)層脫落現(xiàn)象。

10.孔網(wǎng)鋼帶聚乙烯塑料復(fù)合管

孔網(wǎng)鋼帶聚乙烯塑料復(fù)合管優(yōu)點(diǎn)： 具有較高的耐壓強(qiáng)度和抗蠕變性能;良好的環(huán)剛度和抗沖擊性;低的線膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)。;重量輕、運(yùn)輸及施工方便; 良好的衛(wèi)生性;內(nèi)壁光潔，不結(jié)垢，水頭損失比鋼管低30%。

由于CPR1000核電機(jī)組的壽期為40年，因此盡量選用管材也需要選用壽命長(zhǎng)的管材。

（二）生活給水管道

核電廠生活給水系統(tǒng)為SEP系統(tǒng)，生活給水應(yīng)滿足《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB 5749-2006中的規(guī)定。SEP系統(tǒng)通過在核電廠廠區(qū)形成生活供水管網(wǎng)向核島、常規(guī)島及廠區(qū)各個(gè)廠房供水，故將核電廠生活給水管道分為室內(nèi)生活給水管道和室外生活給水管道。SEP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力為0.6MPa。

1.室內(nèi)生活給水管道

室內(nèi)給水管道應(yīng)選用耐腐蝕和安裝連接方便可靠，且不易漏水的管材。

核電廠的SEP系統(tǒng)室內(nèi)部分主要分在核島、常規(guī)島和BOP廠房?jī)?nèi)，核島廠對(duì)系統(tǒng)的可靠性要求高，所以推薦選擇不銹鋼管材，具體可根據(jù)核島管道分級(jí)表;而其他的廠房暗敷的管材不得有卡套式或卡環(huán)式接口，則可選取PPR，明敷則需考慮管道的抗彎性、強(qiáng)度及經(jīng)濟(jì)性，推薦考慮鋼塑復(fù)合管。

2.室外生活給水管道

核電廠室外生活給水管道主要布置在室外埋地部分和廊道內(nèi)。埋地管道的管材應(yīng)具有耐腐蝕性和能承受相應(yīng)地面荷載的能力。室外直埋生活給水管道選擇PE管就可以滿足基本要求，也符合經(jīng)濟(jì)性。廊道內(nèi)的管道也多而繁雜，空間狹窄，故要選取檢修方便及抗彎性能好的管材，同時(shí)還要考慮經(jīng)濟(jì)性，廊道內(nèi)的生活給水管推薦鋼塑復(fù)合管或孔網(wǎng)鋼帶聚乙烯塑料復(fù)合管。

（三）生產(chǎn)給水管道

核電廠的生產(chǎn)給水系統(tǒng)為SEI系統(tǒng)，SEI系統(tǒng)是為常規(guī)島和BOP廠房供應(yīng)生產(chǎn)用水。故核電廠生產(chǎn)給水管道分為室內(nèi)生產(chǎn)給水管道和室外生產(chǎn)給水管道。