热力发电厂课程设计.doc

(完整word版)热力发电厂课程设计

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：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：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。

目录

1. 引言 1
1.1设计目的 1
1.2设计原始资料 1
1.2.1汽轮机形式及参数 1
1.2.2锅炉型式及参数 1
1.2.3回热系统 2
1.2.4其它小汽水流量参数 2
1.3设计说明书中所包括的内容 2
2.原则性热力系统 2
2.1发电厂原则性热力系统的组成 2
2.2 发电厂原则性热力系统的拟定内容 3
2.3发电厂的型式及规划容量的确定 3
2.4 主机的选择 3
2.4.1 汽轮机的选择 3
2.4.2锅炉的选择 3
2.5辅助热力系统 3
2.5.1厂用辅助热力系统 3
2.5.2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 3
2.5.3补水问题 3
2.6发电厂原则性热力系统的拟定 3
3全厂原则性热力系统的计算 5
3.1计算原始数据 5
3.1.1汽轮机型式及参数 5
3.1.2锅炉型式及参数 5
3.1.3回热系统及其参数 5
3.2热力计算过程 7
3.2.1整理原始数据 7
3.2.2计算汽轮机各级抽汽系数和凝汽系数 10
3.2.3 汽轮机汽耗的计算及流量校核 12
3.2.4 热经济性指标计算 14
3.2.5.110%工况经济指标 16
4.管道计算 17
4.1 管道类别和材料 17
4.1.1主蒸汽管道设计压力及温度 17
4.1.2 主蒸汽管道材料及应力计算 17
4.1.3 其它管道材料和应力计算 18
4.2 管道规范 18
4.2.1 公称直径 19
4.2.2其他管道的公称直径及实际流速 19
4.3壁厚的计算 19
4.3.1直管壁厚计算 19
4.3.2弯管壁厚计算 20
4.4阀门 22
5.局部热力系统设计说明 23
5.1主蒸汽、再热蒸汽系统 23
5.1.1 主蒸汽系统的选择 23
5.1.2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 24
5.2旁路系统 25
5.3 给水系统 26
5.3.1 给水泵的选择 26
5.3.2 给水系统的全面性热力系统 26
5.3.3 给水系统的运行 27
5.4 回热抽汽系统 28
5.5 除氧系统 28
5.6加热器疏水系统 29
5.7主凝结水系统 29
5.8 全厂公用汽水系统 29
5.9 主厂房内的冷却系统 30
5.9.1发电机的冷却系统 30
5.9.2汽轮机车间内的循环系统 30
5.9.3工业水系统 30
5.9.4全厂的疏水放水系统 30
总结 32
参考文献 33

1000MW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:N1000-26.25/600/600（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：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

38

（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
3.1.2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
H1
H2
H3
H4
H5
H6
H7
H8
抽气压力
MPa
8.391
6.393
2.419
1.190
0.659
0.258
0.067
0.025
抽气温度

417
378
465
364
285
185
X=0.98
X=0.94
抽气焓
KJ/Kg
3170.1
3115.8
3390.1
3190.0
3035.2
2840.2
2615.8
2480.8
加热器上端差

2
2
0
-
2
4
4
4
加热器下端差

5
5
5
-
5
6
6
6
水侧压力
MPa
20.4
20.7
21
0.705
1.1
1.3
1.5
1.7
抽气管道压损
%
5
5
5
5
5
5
5
5
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
MPa

KJ/Kg
MPa

KJ/Kg
KJ/Kg
KJ/Kg

MPa
KJ/Kg

KJ/Kg
0
-
26.25
600
3490.1

0‘
-
24.502
598
3490.1

1
H1
8.391
417
3165.7
7.991
295.0
1316.1
1272.1
1893.6
293.0
20.4
1305.3
2
97.3
2
H2
6.393
378
3115.8
6.089
276.6
1218.3
1038.1
2077.7
274.6
20.7
1208.0
2
266.4
2
-
3.294
538
3538.2

3
H3
2.419
465
3390.1
2.304
219.6
941.8
838.6
2551.5
219.6
21
941.62
0
171.8
4
H4
1.190
364
3190.9
1.038
181.5
770.0

181.5
0.705
769.84
0
100.3
5
H5
0.659
285
3035.2
0.628
160.6
677.4
570.5
2464.7
158.6
1.1
669.53
2
153.4
6
H6
0.258
185
2840.2
0.246
126.9
533.2
431.6
2408.6
122.9
1.3
516.10
4
166.1
7
H7
0.067
x=0.96
2615.8
0.064
87.6
366.9
267.8
2348.0
83.6
1.5
350.04
4
98.5
8
H8
0.025
x=0.94
2480.8
0.024
64.1
268.14
153.1
2327.7
60.1
1.7
251.57
4
100.1
c
c
0.005
x=0.9
2420.0

36.18
0.006
151.5

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：

即：‚
联立‚解得：.
由于第４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
0-1

321.16
1-2

46.83
中
压
缸
2‘-3

220.81
3-4

157.69
4’-5

104.82
5-6

121.80
低压缸
6-7

132.58
7-8

73.45
8-c

32.08
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/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
1862803.5
H4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

45206.4
3.2.4 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

（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
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
2049083.8
H4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YB529-70
470.736
254.982
104.445
69.63
再热蒸汽管
12Cr1MoV
无缝钢管YB529-70
470.736
254.982
100.035
69.63
旁路蒸汽管
12Cr1MoV
无缝钢管YB529-70
470.736
254.982
104.445
69.63
主给水管
Q235-A
无缝钢管YB231-70
372.66
225.561
164.022
109.348
凝结水管
Q235-A.F
无缝钢管YB234-63
372.66
225.561
223.658
124.222
抽汽管1
20钢
无缝钢管YB529-70
402.087
215.754
141.074
94.0493
抽汽管2
20钢
无缝钢管YB529-71
402.087
215.754
152.4
101.6
抽汽管3
20钢
无缝钢管YB529-72
402.087
215.754
94.883
63.2553
抽汽管4
20钢
无缝钢管YB529-73
402.087
215.754
156.961
104.641
抽汽管5
20钢
无缝钢管YB529-74
402.087
215.754
177.997
118.665
抽汽管6
Q235-A
无缝钢管YB231-70
372.666
225.561
173.583
115.722
抽汽管7
Q235-A.F
电焊钢管YB234-63
372.666
225.561
193.562
124.222
抽汽管8
Q235-A.F
电焊钢管YB234-63
372.666
225.561
213.257
124.222
4.2 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，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
869.70
0.0206
50.00
355.98
350
51.7
再热蒸汽管
763.00
0.0701/0.08327
40/60
687.73/611.98
700/600
38.6/62.4
旁路蒸汽管
139.17
0.0201/0.1095
40/40
157.27/367.066
150/350
44/44
主给水管
874.07
0.0011
3.00
336.67
300
3.78
凝结水管
537.58
0.0010
1.00
438.21
400
1.2
抽汽管1
26.27
0.0602
45.00
111.45
100
55.9
抽汽管2
71.75
0.0701
45.00
198.84
200
44.5
抽汽管3
36.62
0.2078
45.00
244.56
250
43.1
抽汽管4
60.88
0.3695
45.00
420.49
400
49.7
抽汽管5
30.27
0.5600
45.00
364.98
400
37.5
抽汽管6
29.31
1.0079
40.00
511.06
500
41.8
抽汽管7
24.35
1.9562
40.00
649
650
39.9
抽汽管8
31.48
4.7156
40.00
1145.73
1200
36.5
4.3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/Di≤1.7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4～5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
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