《核电厂常规岛闭式冷却水换热器技术条件》

ICS

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NB

中华人民共和国能源行业标准

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核电厂常规岛闭式冷却水换热器技术条件

Technicalspecificationofconventionalislandclosedcoolingwaterheatexchanger

fornuclearpowerplant

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（征求意见稿）

（本稿完成日期：2017-6-30）

-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

发布

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I

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核电厂常规岛闭式冷却水换热器技术条件

1范围

本标准规定了核电厂常规岛闭式冷却水换热器的配置、性能、结构、材料、检验与试验、涂装、包

装、运输及存储等方面的技术条件。

本标准适用于核电厂常规岛闭式冷却水换热器的选型、设计、验收。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB150.1-2011压力容器第1部分：通用要求

GB150.2-2011压力容器第2部分：材料

GB150.3-2011压力容器第3部分：设计

GB150.4-2011压力容器第4部分：制造、检验和验收

GB50660-2011大中型火力发电厂设计规范

GB/T151-2014热交换器

GB/T12339防护用内包装材料

GB/T13306-2011标牌

GB/T14845-2007板式换热器用钛板

GB/T27698.1-2011热交换器及传热元件性能测试方法第1部分：通用要求

GB/T27698.1-2011热交换器及传热元件性能测试方法第2部分：管壳式换热交换器

GB/T27698.1-2011热交换器及传热元件性能测试方法第3部分：板式热交换器

GB/T27698.1-2011热交换器及传热元件性能测试方法第8部分：热交换器工业标定

GB/T30073-2013核电站热交换器用奥氏体不锈钢无缝钢管

GB/T50958-2013核电厂常规岛设计规范

NB/T47004-2009板式换热器

NB/T47014-2014承压设备焊接工艺评定

JB/T4711压力容器涂敷与运输包装

TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程

HEATEXCHANGEINSTITUTE,INC.POWERPLANTHEATEXCHANGERSECTION

3术语和符号

3.1术语

3.1.1

闭式冷却水换热器closedcoolingwaterheatexchanger

1

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通过辅助冷却水（海水或淡水）使闭式冷却水（除盐水）降温，将常规岛设备运行时的产生热量排

出的设备。

3.1.2

板式换交换器plateheatexchanger

主要由板片、密封垫片与支撑框架等组成的热交换器。

3.1.3

管壳式热交换器tubularheatexchanger

主要由圆筒、封头、换热管束以及管板组成的热交换器。

3.1.4

换热面积heattransferarea

板式换热器：指圆整后的整台板式热交换器中板片两侧与介质相接触的所有单板换热器面积之和。

管壳式换热器：以换热管外径为基准，扣除不参与换热的换热管长度后，计算圆整后得到的外表面

积。

3.1.5

闭式冷却水closedcoolingwater

指不与外界直接接触的用于冷却常规辅机设备的冷却水，通常为除盐水。

3.1.6

开式冷却水openedcoolingwater

指闭式冷却水换热器的外部冷源，濒海核电厂通常为海水。

3.1.7

板片plate

经过精密压制形成有波纹的板。

3.1.8

框架frame

提供板式热交换器结构支撑和压力密封的组装件。

4系统设计技术条件

4.1总则

4.1.1核电厂闭式冷却水换热器宜选用板式或管壳式，除应满足对应设计标准的同时，还应满足本标

准的要求。

4.1.2闭式冷却水系统宜设置3台50%的闭式冷却水换热器。

4.1.3闭式冷却水换热器的换热面积应满足GB/T50660要求，根据最高计算冷却水温度计算确定。

4.1.4闭式冷却水换热器的容量应满足各工况下闭式冷却水用量要求。

4.1.5闭式冷却水换热器各工况下的端差宜小于5℃。

4.1.6闭式冷却水换热器的工艺性能应符合HEI的设计要求。

4.1.7闭式冷却水换热器的压损应满足工艺用户的需求。

4.1.8闭式冷却水换热器中闭式冷却水侧的运行压力应满足GB/T50958的要求，应大于开式冷却水侧

的压力。

4.1.9闭式冷却水换热器的压降应不超过用户允许限值。

4.1.10闭式冷却水换热器应能适应变工况运行，且在运行期间应无异常噪音、振动和变形。

4.1.11闭式冷却水换热器所有接管应伸出本体表面不小于250mm。

2

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4.1.12闭式冷却水换热器及其附属装置应能承受所有运行工况下可能出现的多种荷载的最不利的组

合，至少包括：

a)换热器的内部和外部运行中出现的最高压力及其压力波动；

b)换热器的管侧、壳侧热胀力；

c)换热器的运行或试验情况下设备自重及水重、管道重量、附加荷载；

d)外部管道系统传给接管座的作用力和力矩、热应力变化；

e)支座反作用力；

f)地震荷载。

4.1.13闭式冷却水换热器设计时应考虑两侧流体带来的水击作用。

4.1.14闭式冷却水换热器应具备抵抗海水和除盐水的腐蚀和冲蚀能力。

4.1.15闭式冷却水换热器应设置足够的放气、放水阀，确保换热器在启动和连续运行期间排出不凝结

性气体。

4.1.16闭式冷却水换热器应装设性能试验测点。

4.1.17闭式冷却水换热器主要部件的设计寿命应与核电厂的设计寿命相匹配。

4.1.18闭式冷却水换热器易损件的设计寿命不应低于核电厂的换料周期。

4.1.19供方应采取措施控制设备噪声，距换热器外表面1.0m距离处的噪声应小于85dB（A）。

4.1.20供方与需方的选型数据交换可采用附件A.1、A.2、A.3闭式冷却水换热器相关数据表。

4.2板式热交换器

4.2.1闭式冷却水换热器若采用板式热交换器时，除应满足标准的要求外，还应满足NB/T47004的有

关规定。

4.2.2板式热交换器应能在任意一侧流量增大25%时，仍能长期稳定安全运行。

4.2.3板式热交换器的换热面积裕量应不低于设计工况下的30%。

4.2.4板式热交换器板片应能承受冷、热两侧的总压力差，包括水压试验。

4.3管壳式热交换器

4.3.1管壳式热交换器的设计除应满足标准的要求外，还应该满足GB150.3和GB151中有关规定。

4.3.2闭式冷却水换热器采用管壳式换热器时，应能保证在赌管率10%、管侧清洁系数0.85的情况下，

仍能保障其换热器性能以及安全可靠地连续运行。

4.3.3管壳式热交换器宜采用卧式、单流程、折流板式。

4.3.4管壳式热交换器应在不更换管束和其它主要部件的条件下安全运行。热交换器及其附件的使用

寿命必须考虑到在设备使用期间经受各项环境条件的综合影响。

4.3.5开式冷却水应通过管壳式热交换器管侧。

4.3.6闭式冷却水应通过管壳式换热器壳侧。

4.3.7管壳式热交换器入口通常不设置清洗装置，供应方应提供清洗工艺。

4.3.8管壳式热交换器供方应进行振动校核计算和内部流场分析，提供振动计算报告和内部流场分析

报告。

4.3.9管壳式热交换器应保证换热器壳侧闭式冷却水流量增大25％且管侧流速达到3.1m/s时，仍能

长期稳定安全运行。

4.3.10管壳式热交换器前后水室端盖上部应设置检查孔，开式冷却水侧应设置充水接口。

5材料

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5.1总则

5.1.1闭式冷却水换热器的选材应符合GB150.2和TSGR0004的有关规定。

5.1.2闭式冷却水换热器的选材应考虑材料的力学性能、化学性能、物理性能和工艺性能。

5.1.3与介质相接触的部件不应选用铜及铜基合金材料，材料中不应添加铅、汞、砷、锌、镉、锑、

铋和硫等低熔点元素，并应控制其杂质含量。

5.1.4闭式冷却水换热器管侧零部件及就地压力表和温度计材料选型时应满足防海水腐蚀的要求。

5.1.5若选用境外牌号材料时，应不低于境内相近牌号材料的技术要求。

5.1.6境外牌号材料应是境外压力容器现行标准规范允许使用且境外已经有使用实例的材料。

5.1.7用于制造闭式冷却水换热器的焊接材料，应保证焊缝金属的力学性能高于或者等于母材规定的

限值。

5.1.8闭式冷却水换热器选用材料的许用应力的最小安全系数，应不低于TSGR0004中的有关规定。

5.2板式热交换器

5.2.1板式热交换器部件材料的选择应符合NB/T47004-2009第4章的有关规定。

5.2.2板式热交换器采用钛板时，应符合GB/T14845的有关规定。

5.2.3板式热交换器的每批板材均应进行化学成分、尺寸偏差、力学性能、工艺性能、晶粒度以及外

观质量的检验。

5.2.4板式热交换器板片、压紧板、中间隔板、夹紧螺柱、法兰、垫片、接管等主要零部件用材料及

承受内压的焊缝用焊接材料必须具备质量证明书。

5.3管壳式热交换器

5.3.1管壳式热交换器部件材料的选择应符合GB151-2014第5章的有关规定。

5.3.2管壳式热交换器的传热管应采用无缺陷的管材，凡有缺陷的管材均不应修复后采用，也不应采

用环焊缝来接长管。

6结构

6.1总则

6.1.1闭式冷却水换热器的结构设计应考虑安装、运行和维修的便利性。

6.1.2闭式冷却水换热器选型设计前应按照GB/T27698系列进行热工性能及流体阻力特性的测定。

6.1.3闭式冷却水换热器上应装设起吊构件，且设备图纸中应注明设备起吊重心及起吊方式。如购买

方有特殊要求供应方应按要求设置。

6.1.4闭式冷却水换热器的设计应提供方便的通道或检查孔。

6.1.5闭式冷却水换热器宜选用涂层涂敷方式。

6.1.6闭式冷却水换热器的涂漆应能适应高盐雾、高湿度的环境要求,且供应方应说明部件的防盐雾措

施及铸件的喷丸处理工艺。

6.2板式热交换器

6.2.1板式热交换器的结构设计除了应满足本标准的要求外，还应满足NB/T47004的相关规定。

6.2.2板式热交换器的可移动压板应设置滚轮装置。

6.2.3板式热交换器板片的设计应采用机械定位，且应避免产生低流速地带。

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6.2.4板式热交换器板片应为一次性压制成形，且应有对称、可靠的悬挂定位结构。当板片表面有超

过板片厚度负偏差的凹坑、划伤、压痕等缺陷时不应使用，板片表面应清除冲切毛刺。

6.2.5板式热交换器板片和密封垫片的排列应避免热侧或冷侧的液体接触固定板和压紧板。

6.2.6在垫片角孔一道密封与二道密封之间应设有通向大气的泄露信号槽。

6.2.7密封垫片应整片一次性成形，且应确保在销扣损坏的情况下，亦不影响密封功能。

6.2.8板式热交换器支座与基础预埋板间应采用螺栓固定的方式

6.2.9板式热交换器夹紧螺栓应配备轴承盒。

6.2.10板式热交换器加紧螺栓应配备防滑垫圈。

6.2.11闭式换热器的上导杆应能承受换热器工作重量的1.5倍。

6.2.12板式热交换器应设置固定的起吊把手，且起吊把手应能承受整个换热器的2倍净重。

6.2.13板式热交换器应设计成可拆卸式，且应允许移除任一板片，而不须同时去掉其他板片。

6.2.14板式换热器框架长度应可容纳25%的扩容量，包含维修空间。

6.2.15板式热交换器的安装应符合NB/T47004中7.3节的规定，板片在装配前应进行清洗，确保垫

片槽和波纹表面无污物，组装后的板式热交换器内腔应洁净、无杂物。

6.2.16板式换热器的碳素钢零部件外露表面应采取防锈措施；法兰密封面宜涂油（脂）防护。

6.2.17板式热交换器需涂漆的金属表面，涂漆前应干燥；对油污、铁锈、焊接飞溅物和其他影响涂漆

质量的杂物应予清除。表面漆膜应均匀，不应有气泡、龟裂和削落等现象。

6.3管壳式热交换器

6.3.1板式热交换器的结构设计除了应满足本标准的要求外，还应满足GB/T151的相关规定。

6.3.2管壳式热交换器吊装管束时，应防止管束变形和损伤换热管。

6.3.3管壳式热交换器管接头和换热器支座的定位尺寸与实物尺寸的误差应不超过±3mm。

6.3.4管壳式热交换器支撑板和管板上的管孔与管子正对，管孔两侧应去除毛刺并进行倒角处理。

6.3.5管壳式热交换器壳侧进水口接管座内侧应牢固设置防冲板，防冲板的直径或边长应大于接管内

径50mm。

6.3.6管壳式热交换器换热管直管的无支撑跨距应不大于GB/T151表6-31的规定。

6.3.7管壳式热交换器宜选用鞍式支座，其活动支座能使鞍座在基础面上自由滑动。

7检验与验收

7.1总则

7.1.1闭式冷却水换热器的检验与验收，除了应满足本标准的要求外，还应满足GB/T151第8章和

NB/T47004的第8章要求，同时还应符合GB150.1和GB150.4的有关规定。

7.1.2闭式冷却水换热器出厂前应进行最终检查。按照供货订单查对供货范围是否正确齐全，包括查

对零部件标识、涂漆、防护和文件交付情况。

7.1.3闭式冷却水换热器试车前应查阅设计文件、竣工资料中有无特殊要求和说明，铭牌有无特殊标

志，对试压、试车程序有无特殊要求等。

7.1.4闭式冷却水换热器不得在超过设计文件规定的条件下运行。

7.1.5试车前应清洗整个系统，需要时在入口管线上设置过滤网或采取其他措施，防止各种杂物进入

热交换器内。

7.1.6采用奥氏体不锈钢材料的闭式冷却水换热器，用水进行液压试验后应将水渍清除，当无法满足

这一要求时，应控制氯离子含量不超过25mg/L。

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7.1.7闭式冷却水换热器应在工艺设计文件规定的负荷下运行；运行期间应监测、记录热交换器的运

行参数，评定热交换器的工艺性能和结构程度。

7.1.8当传热与阻力降偏离设计值过大，或不能满足工艺系统要求时，应根据介质特性和闭式冷却水

换热器的结构，选择有效的方法进行清洗。

7.1.9闭式冷却水换热器运行期间应监视热交换器的热膨胀，防止异常的热应力作用到热交换器上。

7.1.10闭式冷却水换热器运行期间应监视热交换器的振动和噪声，防止流体诱发振动引起的失效。

7.2板式热交换器

7.2.1板式热交换器应按照NB/T47004中7.4节的要求进行水压试验。

7.2.2板式热交换器应两侧分别进行单侧液压试验。一侧进行液压试验时，另一侧应同时处于无压力

状态。

7.2.3板式热交换器应对板片进行微裂纹检验。

7.2.4板式热交换器应检测板片垫片槽深度，且检测点应均匀分布。

7.3管壳式热交换器

7.3.1管壳式热交换器应按照GB/T151的要求进行耐压试验和泄露试验

7.3.2管壳式热交换器中制造管板、封头、壳体及接管的材料，应进行冲击试验，该试验应按换热器

部件材料引用的冲击试验标准进行。

7.3.3管壳式热交换器换热管应进行100%无损探伤试验。

7.3.4管壳式热交换器管板入厂时应按国内承压设备无损检测标准进行超声波探伤。

7.3.5管壳式热交换器应根据GB/T30073的有关规定进行工艺性能试验。

7.3.6管壳式热交换器中凡有碍管束拆装的壳体内壁焊缝余高均应磨至与母材表面平齐。

7.3.7管壳式热交换器中碳素钢、低合金钢换热管管端外表面应除锈至呈现金属光泽，高合金钢、铝、

铜、钛、镍、锆及其合金换热管端应清除表面附着物及氧化层。

8标志、包装运输

8.1标志

8.1.1闭式冷却水换热器的设备铭牌应符合GB/T13306-2011的规定。

8.1.2设备的金属铭牌应采用耐腐蚀材料，标志应醒目、整齐、美观。

8.1.3金属铭牌应至少包括下列内容：设备名称、设备制造厂名称、制造年月、制造厂产品编号、制

造许可证编号、设备型号以及闭式冷却水换热器的主要技术参数。

8.2涂敷与运输包装

8.2.1闭式冷却水换热器的运输包装应符合JB/T4711的规定。

8.2.2每个设备箱内应包括两份详细的装箱单和一份质量检验证明。

8.2.3设备部件的包装应符合国家标准GB/T12339规定，并应能防止电器电子设备受潮和浸水。备品

备件、专用工具应单独包装。

8.2.4所有的孔、管接头、法兰、螺纹和末端焊接的连接件，都应加以保护。

8.2.5设备包装设计除应符合GB/T13384和JB/T4711的规定外，还应满足如下要求：

a)设备的防护用内包装材料应选用GB/T12339规定的镀铝塑料薄膜或其它同等材料；

b)对易锈蚀的小尺寸部件应采取真空包装。

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8.2.6设备的包装应标明合同号、主要设备名称的标签。对装箱供给的设备，应在箱子的两面注明如

下内容：合同号、装运标志、目的港、收货人代码、设备名称和项目号、箱号、毛/净重、外形尺寸。

对于2t或更重的包装箱，应在两侧用箭头突出标出重心和起吊点的位置。

8.2.7设备包装应适合于运输，所有拆散件均用板条箱或其他包装箱包装并标上相应的符号后再发运。

对采用临时支撑的货件，应在醒目位置标上诸如“在安装完成后或运行前必须拆去内部支撑”之类的标

记。

8.2.8包装箱应有足够刚度。

8.2.9包装箱的重量和体积限值应满足运输方式的要求。

8.2.10设备到达安装现场后，应对照装箱单逐件清点，进行检查和验收。

7

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AA

附录A

（资料性附录）

闭式冷却水换热器供、需双方交换信息表

以管壳式热交换器为例，表A.1、A.2、A.3可用于供、需双方信息资料的交换。

表A.1采购方需提供的主要设计参数

序号项目单位数据

1管侧：

介质辅助冷却水（海水）

流量m3/h

辅助冷却水设计进口温度℃

辅助冷却水设计出口温度℃

辅助冷却水设计压力MPa.g

辅助冷却水运行压力MPa.g

压降MPa

2壳侧：

介质闭式冷却水（除盐水）

流量m3/h

闭式冷却水进口设计温度℃

闭式冷却水出口设计温度℃

压降MPa

闭式冷却水设计压力MPa.g

闭式冷却水运行压力MPa.g

3堵管率（见说明2）%

4管侧清洁系数

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表A.2闭式冷却水换热器投标数据表

序号技术资料内容

换热器外形安装图（外形尺寸、设备接口等），基础载荷图（含详细布置，动、静载和抗地

1

震结构图）

换热器设计说明（主要包括换热器设计概述、内部结构及功能描述、工艺流程图、换热器

2

数据表等）、换热器（管束）振动校核计算书、换热器内部（壳侧）流场分析报告

3换热器供货和设计界限图，供货清单，备件、专用工具及进口设备清单

4换热器运行控制要求及说明、控制图（P&I）、仪表测点布置图等

表A.3闭式冷却水换热器供货数据表

序号项目单位参数备注

1设备编码

2换热器设计标准

3换热器型式

4换热器布置方式

5换热器型号

6换热器数量台

7壳侧（以下参数如无特别说明，均指单台设备）

介质闭式冷却水（除盐水）

流量m3/h

进口设计温度℃

出口设计温度℃

压降MPa

设计压力MPa.g

试验压力MPa.g

8管侧

介质辅助冷却水（海水）

流量m3/h

进口设计温度℃

9

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序号项目单位参数备注

出口设计温度℃

压降（干净/脏污）MPa

设计压力MPa.g

试验压力MPa.g

9对数平均温差℃

10有效换热积m2

11换热面积裕量%

12管侧介质设计流速m/s

13传热系数（设计）W/m2·K

14传热系数（运行）W/m2·K

15壳体

焊缝系数--

壳体支撑方式--

封头型式--

壳体最大外径mm

壳体总长（包括封头）mm

换热器高度（包括支座）mm

壳体材料（筒节/筒身）--

分隔板/档板材料--

分隔板/挡板厚度mm

16换热管

管子流程--

与管板的连接方式--

型式：弯管或直管--

数量根

材料--

规格（外径×壁厚）mm

清洁系数--

允许的堵管数