발전소 배관 개요
발전소에는 산업계에서 가장 까다로운 조건에서 작동하는 광범위한 배관 시스템이 포함되어 있습니다. 증기-물 순환에는 주변 온도에서 620도 이상까지의 온도와 대기압 이하(응축기)에서 300bar 이상(초{5}}초임계 보일러)까지의 압력에서 물, 포화 증기, 과열 증기 및 재가열 증기를 운반하는 파이프가 포함됩니다. 이러한 배관 시스템의 설계에서는 크리프(고온에서 시간-에 따른 변형), 시동/정지 주기로 인한 열 피로, 증기 산화(내부 표면의 스케일 형성), 부식 및 침전물 형성을 방지하기 위한 수질 화학 제어를 고려해야 합니다.
발전소 배관의 기본 설계 코드는 보일러 튜브 및 보일러 외부 배관에 대한 ASME 섹션 I(동력 보일러 건설 규칙)과 보일러 외부 배관 시스템에 대한 ASME B31.1(동력 배관)입니다. 이러한 코드는 각 서비스 조건에 대한 허용 응력, 최소 벽 두께, 설계 요소, 재료 제한 및 테스트 요구 사항을 지정합니다. 적절한 자재를 선택하는 것이 중요합니다. - 발전소 주 증기관의 고장은 치명적인 피해, 하루 수백만 달러의 손실을 초래하는 정전 연장 및 잠재적인 인명 손실을 초래할 수 있습니다.
보일러 튜브
보일러 튜브는 물을 증기로 변환하는 열 전달 표면을 형성합니다. 물 벽 튜브는 물이 포화 온도까지 가열되는 용광로를 따라 늘어서 있습니다(증발기 섹션). 이러한 튜브는 높은 열유속에서 작동하며 내부 압력과 외부 화염/재 접촉을 견뎌야 합니다. 일반적인 사양에는 ASTM A178(용접 탄소강), A210(이음매 없는 탄소강) 및 A192(고압 서비스용 이음매 없는 탄소강)가-있습니다. 일반적인 크기는 1.5-3" OD이고 벽 두께는 3-8mm입니다.
과열기 튜브는 드럼에서 포화 증기를 운반하여 이를 필요한 출구 온도(현대 공장의 경우 일반적으로 540{2}}620도)까지 가열합니다. 이 튜브는 보일러의 가장 높은 온도에서 작동하며 높은-크리프-강도 합금강이 필요합니다. ASTM A213 T11(1.25Cr-0.5Mo), T22(2.25Cr-1Mo) 및 T91(9Cr-1Mo-V)이 표준 재료입니다. T91은 우수한 크리프 강도와 증기 산화 저항성으로 인해 최고 온도 과열기 섹션에 선호되는 소재입니다.
재가열기 튜브는 재가열을 위해 고압 터빈의 배출 증기를 보일러로 다시 운반한 후 중압-및 저압-터빈으로 되돌립니다. 조건은 과열기와 유사하지만 압력이 약간 낮습니다. 이코노마이저 튜브는 급수가 보일러 드럼에 들어가기 전에 예열하여 고압이지만 적당한 온도(300-400도)에서 작동합니다. 표준 재료에는 A178 및 A210 탄소강이 포함됩니다. 보일러 튜브 치수는 제조업체와 설계에 따라 다르지만 일반적인 OD 범위는 25-89mm이고 벽 두께는 3-12mm입니다.
주 증기 및 고온-배관
주 증기 파이프는 과열 증기를 보일러 출구에서 고압 터빈으로 운반합니다.- 아임계 플랜트(증기 조건 ~540도, 170bar)의 경우 표준 재료는 A335 P22(2.25Cr-1Mo)입니다. 초임계 플랜트(~566도, 250bar)의 경우 P91(9Cr-1Mo-V)이 표준 재료입니다. 초-초임계 플랜트(600-620도, 300+ bar)의 경우 P92(9Cr-0.5Mo-W-V) 및 니켈{35}}기반 합금(합금 617, 합금 625)도 최고-온도 구간에 필요합니다. 뜨거운 재열 파이프는 보일러 과열기에서 중간압 터빈으로 540~620도(온도에 따라 P22 또는 P91)로 복귀합니다. 저온 재열 파이프는 설계 요구 사항에 따라 고압 터빈 출구에서 300~400도(A106 Gr.B 또는 P22)의 보일러 재열기로 복귀합니다.
| 식물의 종류 | 증기 조건 | 재료 | 파이프 일정 |
|---|---|---|---|
| 아임계 | 540도 / 170바 | P22(2.25Cr-1Mo) | SCH 80-160 |
| 초임계 | 566도 / 250바 | P91(9Cr-1Mo-V) | SCH 100-160 |
| 초-초임계 | 600-620도 / 300+ 바 | P92, 합금 617 | 맞춤형 무거운 벽 |
발전소용 자재 선택
발전소 기술의 발전은 점점 더 정교한 재료의 개발을 주도해 왔습니다. 540도에서 작동하는 미임계 장치는 이 온도까지 적절한 크리프 강도와 내산화성을 제공하는 P22를 사용합니다. 566도에서 작동하는 초임계 장치에는 P91이 필요합니다. P91은 이 온도에서 P22에 비해 크리프 파단 강도가 약 3배 더 뛰어나 시동 시 열 응력을 줄이고 플랜트 유연성을 향상시키는 더 얇은 벽을 가능하게 합니다. 초-초임계 장치에는 가장 높은- 성능의 재료가 필요합니다. 가장 뜨거운 부분에는 P92(텅스텐 첨가로 P91보다 15-20% 더 높은 크리프 강도 제공), 최고 온도 헤더 및 배관에는 합금 617(인코넬 617)과 같은 합금 617(인코넬 617)과 같은 니켈 기반 합금이 필요합니다. 여기서 증기 온도는 620도를 초과하고 크리프 강도 요구 사항은 이러한 재료로만 충족될 수 있습니다. 고급 재료.
각 재료의 온도 및 압력 한계는 ASME 섹션 II 파트 D 허용 응력 표에 정의되어 있습니다. P22의 최대 허용 온도는 593도, P91의 경우 649도, P92의 최대 허용 온도는 649도입니다. 그러나 증기 산화 저항은 재료의 크리프 강도가 적절하더라도 600도 이상에서 제한 요인이 됩니다-. 내부 표면에 두꺼운 박리 산화물 스케일이 형성되면 튜브 막힘과 터빈 침식이 발생할 수 있습니다. 이러한 이유로 580도 이상의 온도에서는 더 높은 크롬 함량(P91/P92에서 9%)이 낮은 크롬(P22에서 2.25%)보다 선호됩니다.
원자력 발전소 배관
원자력 발전소 배관은 ASME 섹션 III(원자력 시설 구성품 건설 규칙)에 따라 안전 등급으로 분류됩니다. 클래스 1(안전{2}}중요) 배관은 가장 심각한 설계 기준 사고를 고장 없이 견뎌야 합니다. 클래스 2 및 3 배관의 요구 사항은 덜 엄격합니다. 원자력 등급 파이프 재료에는 A106 Gr.B(보조 시스템용 탄소강), A312 TP304/316(원자로 냉각수 및 안전 주입 시스템용 스테인레스강), A358(대직경 시스템용 용접 스테인레스강)이 포함됩니다.{13}} 원자력 파이프에는 강화된 청결도(초청정 제조, 탈지 및 포장), NQA-1(원자력 품질 보증) 문서를 통한 완전한 재료 추적성, 발전소 설계 수명(일반적으로 40~60년) 동안 기록을 유지하는 100% NDT가 필요합니다.
발전소 배관의 NDT
발전소 배관에 대한 NDT 요구 사항은 광범위합니다. 보일러 튜브는 제조 후 내부 및 외부 결함 감지를 위해 100% UT 또는 ECT가 필요하며,-절연재 하부 부식 감지(CUI)를 위해 유도파 UT를 사용한 사용 중 검사가 필요합니다. 고온-온도 파이프에는 주기적인 UT 벽 두께 측정과 복제 금속학을 사용한 크리프 손상 감지가 필요합니다. 여기서 미세 구조의 표면 복제가 실험실에서 만들어지고 3차 크리프의 시작을 나타내는 캐비테이션 손상에 대해 분석됩니다. 사용 중 검사 간격은 작동 시간, 온도 및 벽 두께 데이터에서 계산된 잔여 수명 평가에 따라 결정됩니다. 자세한 NDT 방법은 다음을 참조하세요.파이프 NDT 가이드.
발전소 파이프 용접
고온-발전소 파이프 용접에는 엄격한 절차 자격이 필요합니다. P91 및 P92 용접에는 200-250도의 예열, 엄격한 패스간 온도 제어(최대 300도), 저-수소 용접 소모품 사용(확산성 수소 < 5ml/100g), P91의 경우 730-760도, P91의 경우 740-760도에서 즉시 후처리가 필요합니다. P92. P22와 P91 사이의 이종 금속 용접(DMW)은 발전소에서 일반적이며 두 재료 간의 차등 열팽창을 수용하기 위해 신중한 필러 금속 선택(일반적으로 니켈 기반 합금 82/182)이 필요합니다. DMW의 PWHT는 두 재료의 템퍼링 요구 사항의 균형을 맞춰야 합니다. 용접 접합 크리프 파손은 고온 발전소 배관, 특히 저합금강에서 용접 금속으로의 탄소 이동으로 인해 크리프 조건에서 파손될 수 있는 연화된 탈탄 영역이 생성되는 DMW에서 알려진 파손 메커니즘입니다.
우리의 발전소 파이프 능력
ManufacturerPipe는 ASME 섹션 I, B31.1 및 섹션 III 표준에 맞는 보일러 튜브와 발전소 배관을 공급합니다. 우리는 A213 T11/T22/T91 보일러 튜브, A335 P22/P91/P92 주 증기 및 재가열 파이프, A106/A333 보조 시스템 파이프를 제공합니다. 모든 파이프에는 완전한 MTC, 열처리 기록 및 NDT 보고서가 제공됩니다. 우리는 원자력 및 국제 전력 프로젝트에 대한 제3자 검사를 주선해 드릴 수 있습니다.-
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