核電廠排水管材比選分析研究

劉揚+饒碧華+夏愈卓

摘 要： 排水管道種類繁多，新型管材又層出不窮，本文詳細的介紹了排水管道的種類，以及不同種給排水管材優缺點分析，便于設計人員在選取給排水管材時，注意到各管材的優缺點，選取滿足核電設計要求的管材。

關鍵詞： 核電廠;排水管材;優缺點分析

一、引言

排水管道種類繁多，新型管材又層出不窮。金屬管材包括鋼管、球墨鑄鐵管等;塑料管包括硬聚氯乙烯管（PVC-U）、聚乙烯纏繞結構壁管A型、聚乙烯纏繞結構壁管B型等;通常設計人員在選取管材時，均需要翻閱很多資料來比較，最終選擇一個合適的管材，為了節約設計人員的時間，本文主要針對CPR1000項目的排水系統，通過詳細介紹各種排水管道的優缺點，推薦適宜各個系統的管材。

二、排水管材分類及選取

（一）排水管道

排水管道包括生活污水管道、生產廢水管道和雨水排水管道。

排水管材應根據排水的性質、成分、溫度、地下水侵蝕性、外部荷載、土壤情況和施工條件等因素因地制宜就地取材，條件許可的情況下應優先考慮埋地排水塑料管，主要是防止管道滲漏，污水滲入地層，污染地下水。當穿越管溝、過河等特殊地段或承壓的地段可采用鋼管和鑄鐵管，壓力流排水管可選用耐壓塑料管，金屬管或鋼塑復合管。

排水常用的管材：

1.鋼管

鋼管是由鋼板卷焊而成的圓管的統稱。

鋼管的優點：強度高，韌性較好，抗壓耐沖擊性能好;焊接連接，管道整體性好，抗震性能好;安裝較方便;

鋼管的缺點：管道耐腐蝕性能差，需現場制作防腐，防腐質量控制直接影響管道使用壽命;使用壽命短，一般在5～20年;工程造價較高。

2.球墨鑄鐵管

球墨鑄鐵管的優點：強度高，韌性較好，抗壓耐沖擊性能好;大小口徑均有應用，應用范圍較廣，由于造價高一般多應用于壓力管道;管道耐腐蝕性能較好，優于混凝土管、鋼管，管道防腐由廠家制作完成，易于控制質量;膠圈承插柔性連接，抗震性能好;使用壽命長，管材壽命一般≥50年。

球墨鑄鐵管的缺點：安裝較為不便，管道自重較大，需敷設砂石基礎; 工程造價高。

3.鋼筋混凝土管

鋼筋混凝土管，用配有環筋和縱筋的混凝土制作的圓管。

鋼筋混凝土管的優點： 強度較高; ?工程造價低。

鋼筋混凝土管的缺點： 韌性差，抗壓耐沖擊性能差; 管道耐腐蝕性能較差; 安裝不便，自重大，剛性連接時宜做混凝土基礎;壽命較短，一般為20年，當采用剛性連接產生不均勻沉降時易滲漏。

4.塑料管

目前在建筑內使用的排水塑料管主要有硬聚氯乙烯管PVC-U、聚乙烯管PE。

（A） 硬聚氯乙烯管PVC-U

硬聚氯乙烯管PVC-U的優點： 重量輕，不結垢，不腐蝕，外壁光滑，容易切割，便于安裝，可制成各種顏色，投資省和節能的特點。

硬聚氯乙烯管PVC-U的缺點：強度低，耐溫差差，立管產生噪聲，暴露于陽光下容易老化，防火性能差。

目前在核電廠應用的PE塑料管有：PE纏繞結構壁管A型、PE纏繞結構壁管B型、鋼帶增強PE螺旋波紋管。

（B ）聚乙烯纏繞結構壁管A型

聚乙烯纏繞結構壁管A型，以聚乙烯樹脂為主要原料，制成中空型材，采用纏繞成型工藝制成的管道，內外壁平整，管壁中具有螺旋中空結構，承插彈性密封圈連接。

聚乙烯纏繞結構壁管A型優點：強度低，韌性好，抗壓耐沖擊性能較好，應用范圍廣，管道耐腐蝕性能好，安裝方便，自重小;壽命長，管材壽命一般≥50年。

聚乙烯纏繞結構壁管A型缺點：工程造價較高。

（C） 聚乙烯纏繞結構壁管B型

聚乙烯纏繞結構壁管B型，以聚乙烯樹脂為主要原料，擠出聚乙烯帶包覆軟管，采用纏繞成型工藝制成的管道，內壁平整，外壁為由軟管作為輔助支撐的中空螺旋形肋，電熔連接。

聚乙烯纏繞結構壁管B型優點：強度低，韌性好，抗壓耐沖擊性能較好，管道耐腐蝕性能好，應用范圍廣，整體性較好，安裝方便，自重小;壽命長，一般≥50年。

聚乙烯纏繞結構壁管B型缺點： 工程造價較高。

（D）鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管

鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管，以高密度聚乙烯樹脂為主要原料，用波形鋼帶作為主要支撐結構，采用纏繞成型工藝制成的內壁平整，外壁為包覆有增強鋼帶的中空波紋肋的管道，電熱熔帶連接。

鋼帶增強聚乙烯螺旋波紋管優點： 強度低，韌性好，抗壓耐沖擊性能較好，管道耐腐蝕性能好，應用范圍廣，安裝較為方便，管道自重小;使用壽命長，管材壽命一般≥50年;工程造價較低。

下面是對上面介紹管材的性能比較：

序號 管材 耐沖擊 耐腐 自重 安裝 造價 壽命

1 鋼管 好 差 較大 較易 較高 短

2 球墨鑄鐵管 好 較好 較大 較易 高 長

3 鋼筋混凝土管 差 較差 大 難 低 較短

4 PVC-U管 較差 好 小 容易 低 短

5 PE纏繞結構壁管A型 較好 好 小 較易 較高 長

6 PE纏繞結構壁管B型 較好 好 小 較易 高 長

7 鋼帶增強PE螺旋波紋管 較好 好 小 較易 較低 較長

（二）生活污水管道

室外生活污水管道從壽命及經濟性考慮，推薦選擇鋼帶增強PE螺旋波紋管，SEO1系統末端，為防止管道老化，采用鋼筋混凝土管道。

核島內的室內生活污水管道對運行的安全性要求高，推薦選擇碳鋼，其他室內生活污水管道和室內生產廢水管道推薦選擇PVC-U管。

（三）生產廢水管道

生產廢水管道包括廢油和非放射性水排放系統SHE管道和常規島廢液收集系統SEK管道，由于排放介質溫度較高，不推薦選擇塑料管，鋼筋混凝土管抗滲性又很差，故推薦選擇球墨鑄鐵管，架空時采用無縫鋼管。

（四）雨水排水管道

核電廠雨水系統SEO2主要排放廠區雨水及廠房內集水坑、地漏等排水。從壽命及經濟性考慮，鋼帶增強PE螺旋波紋管，SEO2系統末端，為防止管道老化，采用鋼筋混凝土管道，通過道路的需外加鋼筋混凝土套管。