核電廠給水管材比選分析研究

劉揚+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，本文詳細的介紹了給水管道的種類，以及不同種給水管材優缺點分析，便于設計人員在選取給水管材時，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;給水管材;優缺點分析

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項目的給水系統，通過詳細介紹各種給水管道的優缺點，推薦適宜各個系統的管材。

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

鍍鋅鋼管的優點： 鍍鋅鋼管質地堅硬，剛度大;施工經驗成熟。總體價格便宜。

鍍鋅鋼管的缺點：易銹蝕;滋生細菌;使用壽命為8–12年，實際使用時間往往更短。

2.不銹鋼管

不銹鋼管的優點：抗腐蝕性強，壽命長達50年以上;衛生性好;抗沖擊性強;接頭強度高;熱傳導率低;節約材料; 施工簡單;產品外觀漂亮。

不銹鋼管的缺點： 加工難度大;價格貴;內壁光滑度不及塑料管。

3.銅管

銅管的優點：衛生、健康;經久耐用、安全可靠;適配性強、安裝方便;物有所值、綠色環保;機械性能好，耐壓強度高，同時韌性好，延展性也高，具有優良的抗振、抗沖擊性能。

銅管的缺點：價格貴;焊接比較麻煩，散熱快;內壁光滑度不及塑料管。

4.硬聚氯乙烯管PVC-U

PVC-U管的優點：耐腐蝕性好，抗衰老性強;粘接方便。價格低，產品規格全。;質地堅硬，符合輸送純凈飲用水標準。

PVC-U管的缺點：維修麻煩，無韌性;環境溫度低于5℃時脆化，高于45℃時軟化;長期使用有PVC-U單體和添加劑滲出。

5.聚乙烯管（PE）

PE管的優點： 衛生條件好，PE管無毒，不含重金屬添加劑，不結垢，不滋生細菌;柔韌性好，抗沖擊強度高，耐強震、扭曲;獨特的電熔焊接和熱熔對接技術使接口強度高于管材本體，保征了接口的安全可靠。

6.交聯聚乙烯管（PEX）

PEX管的優點：衛生條件好;柔韌性好，抗沖擊強度高，抗老化;壽命長，適用壽命達50年以上;溫度適應范圍廣;安裝維修方便;價格適中。

PEX管的缺點：管材很難重復利用。

7.改性聚丙烯管（PPR）

PPR管的優點：無毒、衛生;使用壽命長。PP-R管在工作溫度20℃，使用壽命可達50年。管道連接透漏率極低，;質量輕;耐熱性能好;導熱性低;彈性模量較小;管道阻力小;管道的可修補性能好。

PPR管的缺點：造價較高; 管材規格少;剛性和抗沖擊性能比金屬管道差;線膨脹系數較大，明敷或架空敷設所需管道支吊架較多，影響美觀;施工設備先進復雜;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。

8.聚丁烯管（PB）

PB管的優點：耐磨，耐熱，抗凍;無毒無害，耐久性好;重量輕。

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

9.鋁塑復合管

鋁塑復合管優點： 使用年限長，50年;機械性能優越，耐壓較高;耐溫較高;抗氣體的滲透;熱膨脹系數低等。

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

10.孔網鋼帶聚乙烯塑料復合管

孔網鋼帶聚乙烯塑料復合管優點： 具有較高的耐壓強度和抗蠕變性能;良好的環剛度和抗沖擊性;低的線膨脹系數和導熱系數。;重量輕、運輸及施工方便; 良好的衛生性;內壁光潔，不結垢，水頭損失比鋼管低30%。

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

（二）生活給水管道

核電廠生活給水系統為SEP系統，生活給水應滿足《生活飲用水水質衛生標準》GB 5749-2006中的規定。SEP系統通過在核電廠廠區形成生活供水管網向核島、常規島及廠區各個廠房供水，故將核電廠生活給水管道分為室內生活給水管道和室外生活給水管道。SEP系統的設計壓力為0.6MPa。

1.室內生活給水管道

室內給水管道應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系統室內部分主要分在核島、常規島和BOP廠房內，核島廠對系統的可靠性要求高，所以推薦選擇不銹鋼管材，具體可根據核島管道分級表;而其他的廠房暗敷的管材不得有卡套式或卡環式接口，則可選取PPR，明敷則需考慮管道的抗彎性、強度及經濟性，推薦考慮鋼塑復合管。

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。埋地管道的管材應具有耐腐蝕性和能承受相應地面荷載的能力。室外直埋生活給水管道選擇PE管就可以滿足基本要求，也符合經濟性。廊道內的管道也多而繁雜，空間狹窄，故要選取檢修方便及抗彎性能好的管材，同時還要考慮經濟性，廊道內的生活給水管推薦鋼塑復合管或孔網鋼帶聚乙烯塑料復合管。

（三）生產給水管道

核電廠的生產給水系統為SEI系統，SEI系統是為常規島和BOP廠房供應生產用水。故核電廠生產給水管道分為室內生產給水管道和室外生產給水管道。