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1、337超大型夹层冷屏及其附件招标技术规范文件编号CRAFT-SC0301-TS-002文件版本VLO发布时间超大型夹层冷屏及其附件招标技术规范（摘要：本技术规范规定了拟招标的冷屏系统的技术要求，及设备验收标准、质量控制、性能检测、总装等要求。）审批流程姓名职务/单位日期编制审核批准修订历史:版本日期&修订更改内容目录1货物需求一览表12项目需求13技术要求53.1 参考规范53.2 结构要求63.3 技术要求73.4 总装要求84质量保证95验收程序95.1 出厂验收105.2 现场验收105.3 终态验收105.4 联调联试验收106制造商提供甲方的资料及成果106.1 技术资料和工具116
2、.2 制造方提供项目成果117交货日期118付款方式111货物需求一览表序号货物名称数量预算（万元）交货期1超大型夹层冷屏及其附件1500合同签订后220个工作日2项目需求2.1 项目介绍磁体性能研究平台是聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）的重要科学研究设施之一，磁体性能研究平台承担着中国聚变工程实验堆（CFETR）的TF磁体低温物理性能测试及相关技术参数验证等工作。磁体性能研究平台的主机系统包含真空杜瓦、冷屏系统、磁体支撑系统及配套附属部件等等，磁体性能研窕平台的主机系统如图1所示。其中冷屏系统是为磁体性能测试平台的低温运行环境提供绝热条件的重要部件，冷屏系统可以降低真空杜瓦内壁对
3、4.5K温度运行的超导磁体线圈热辐射，减轻低温系统的工作负载和功率，提高低温系统的冷却介质利用率，确保磁体线圈迫流氮冷却温度能够保持在所需要的温区内。低温/令屏磁体支撑图L1主机系统示意图2.2 冷屏系统介绍冷屏系统根据真空杜瓦的结构尺寸及磁体性能测试平台的工程应用进行结构设计，冷屏系统分为上冷屏、下冷屏两部分，其中上冷屏安装于真空杜瓦上壳体，在磁体吊装转运过程中可以整体移动。下冷屏安装于真空杜瓦下壳体，整体放置于磁体测试平台的厂房地坑内。冷屏系统的整体结构尺寸长、宽、高约为23.6m14.8m6.5m,如图2所示，其中冷屏与杜瓦内壁的间距不得小于400mmo2546923639测试杜瓦磁体支
4、撑磁体冷屏图2冷屏结构尺寸冷屏屏体制造材料为SS304不锈钢，冷屏制造类型为夹层式冷屏（胀板结构形式），采用双层金属板材叠加点焊及封边后通入高压流体胀形而成，胀形后的冷屏截面结构形式如图3所示，夹层式冷屏的制造工艺是利用高压流体将金属板内压充胀塑性变形/模压成型而形成流动通道，夹层式冷屏内部冷却介质与冷屏内壁直接接触，有利于冷却介质的换热效率并提高换热面积，夹层式冷屏双层金属板成型后具有良好的结构刚度和整体机械强度。图3夹层式冷屏截面结构2.3 冷屏结构设计冷屏系统采用子冷屏板拼接结构形式，子冷屏板采用3mm+1.5mm不锈钢薄板叠加点焊，板长宽规格为6.5mX1.5m,子冷屏胀形后厚度为IO
5、mm。子冷屏板与真空杜瓦连接所用的支撑数量为6个(子冷屏板两侧对称布置3个支撑，所有支撑均可与拼接的子冷屏板共用)，单个支撑采用连杆结构设计，支撑连杆需具备柔性关节功能和低导热特性。为了避免产生较大涡流，拼接后的子冷屏板之间均须采用绝缘间隔，在拼接位置中间增设GlO材料的绝缘件。考虑到冷屏为低温运行部件，在低温条件下不锈钢冷屏板的冷缩变形，在子冷屏板拼接结构中需要具有冷缩变形补偿功能，避免冷屏因低温收缩产生的变形位移导致冷屏机械性损伤，图4为单个子冷屏板和单个支撑的结构示意图。(a)单个子冷屏板结构形式(b)单子冷屏板(c)单个支撑结构图4冷屏壁板结构示意图2.4 冷屏系统低温管路冷屏系统采用
6、高压氮气或液氮作为低温冷却介质，上下冷屏均采用一进四回的整体方案，进入真空杜瓦部后，总管(DN219)分为四路一级支管(DNIO8),后再分四路二级支管(DN32)后串联单个冷屏，后再次通过二级支路回管(DN32)汇入四路一级支路回管(DNlO8)引出真空室，如图5所示。通过在两级分流管路使得管路氮气流量分配均匀，并在一级支管和二级支管之间采用铜质导热带连接用以消除各支管之间的温度差，消除支管流阻系数的差别，使得各支管内冷却介质的流量基本一致。在回气管路中通过四路真空回气管进行氮气回收，并在每个回气管路上增设节流阀门控制氮气回压，使得冷屏的整体流量和温度得到人为控制。(a)冷屏冷却管路及流动方
7、向1o测试r瓦(b)冷屏冷却管路规格图5冷屏系统低温管路设计3技术要求3.1 参考规范GB50153-2018工程结构可靠性设计统一标准NB/T47013.2-2015承压设备无损检测JB/T7158-2010工程机械零部件清洁度测定方法GB19804-2005焊接结构的一般尺寸公差和形位公差GB50252-2010工业安装工程施工质量验收统一标准HG20236-1993化工设备安装工程质量检验评定标准GB50235-2010工业金属管道工程施工质量验收规范GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范GB50236-2011现场设备、工业管道焊接工程施工规范GB50683-2011现场设
8、备、工业管道焊接工程施工质量验收规范GB50264-2013工业设备及管道绝热工程设计规范GB50126-2008工业设备及管道绝热工程施工规范GB50185-2010工业设备及管道绝热工程施工质量验收规范HG/T20229-2017化工设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范GB50231-2009机械设备安装工程施工及验收通用规范GB/T13927-2008工业阀门压力实验GB/T26480-2011阀门的检验和实验GB1048-2019管道元件公称压力的定义和选用GB17395-2008无缝钢管尺寸、外形、重要及允许误差HG/T20553-2011化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列HG/T2
9、0592-2009钢制管法兰、垫片、紧固件GB/T14976-2012流体输送用不锈钢无缝钢管TSGDOOO1-2009压力管道安全技术监察规程工业管道GB/T20801-2020压力管道规范工业管道GB/T17116-1997管道支吊架TSG21-2016固定式压力容器安全技术监察规程3.2 结构要求1）冷屏系统的整体结构尺寸长、宽、高分别约为为23.6mX14.8mX6.5m,冷屏距离真空杜瓦内壁间距2400mm；2）冷屏系统采用拼接结构设计，子冷屏板拼接处须具备柔性位移补偿功能，位移补偿能力210mm,拼接结构连接处须绝缘处理，；3）子冷屏板高压胀形后的标准厚度14.5mm（流道净高不低
10、于IOmm）,厚度范围为14mm15.5mm;4）子冷屏板结构设计中须预留出磁体支撑通道，磁体支撑结构及位置由甲方提供；5）冷屏系统的支撑连杆两端分别连接冷屏与真空杜瓦内壁，冷屏支撑结构在低温条件下具有柔性偏转和平面移动能力；6）冷屏支撑与子冷屏板拼接处须具有辐射热屏蔽部件；7）冷屏系统的低温管路采用主流动管路一进四回结构设计，主进管路分为二级设计,根据冷屏拼接后的冷却介质流动通道分别设计一级进流路和二级进流路，主回路根据串联的冷屏流路并联成四路流道。低温管道根据工程实际需要增加高压波纹管或者管道柔性支撑结构，避免低温管路低温冷缩变形产生的结构性负载；8）冷屏低温管路系统须在各级冷却介质流进管
11、路中增设导热部件，确保各级管路无温度差；9）冷屏低温管路放置于冷屏内侧，并不得与磁体及磁体支撑发生结构干涉；10）冷屏低温管路在回路中须有低温调节阀门，保持各回路冷却介质压力均衡，（具体事宜与甲方协商）；3.3 技术要求1）冷屏点焊位置交叉排列，焊点位置间距270mm,焊点直径210mm；2）冷屏焊点采用激光焊接技术，冷屏耐压强度23MPa;3）冷屏制造材料为SS304不锈钢，磁导率W1.2；4）冷屏胀板采用3mm+1.5mm不锈钢薄板叠加点焊后胀形，高压胀形中冷屏所有焊点及焊缝无裂纹及脱落；5）冷屏板需进行漏率检测，检测采用真空-喷吹法，冷屏漏率WlX10-9pa.m3/s；6）低温所使用的
12、不锈钢管及焊接焊缝需进行正压一真空氮质谱检漏，内压3MPa,漏率小于1X10-9Pa.m3s;7）子冷屏板压降值WloOoPa/m（流动介质：氮气；流量：27.3m3h）；8）子冷屏板胀形后须进行至少5次300K-77K冷热循环测试,充入高压流体进行耐压测试，冷屏无压力下降，完成后进行氮气密性检测，冷屏漏率WIXIo-9pa.m3/s；9）子冷屏板焊接需进行工艺验证，要求至少完成金相分析（查看成型情况及缺陷），射线检测（满足NB灯47013.2II级要求）以及拉伸测试（抗拉强度不低于母材强度90%）；10）单个子冷屏板低温运行时局部温差W5K；11）单个子冷屏板承载外部集中载荷W450kg时，
13、无塑性变形，卸载后恢复结构尺寸；12）冷屏内表面（面向磁体）须包裹多层绝热，包裹层数230层，（绝热材料相关指标需甲方认可）；13）冷屏外表面（面向杜瓦内壁）须敷设不锈钢镜面亮片；14）低温管路冷却介质进口端各级流路的冷却介质流量均匀度差值范围0.3g;15）各级低温管路温度差W2K,并利用铜导带连接各级支管路；16）低温管路按照设计压力1.5倍进行水压测试，个连接部位不允许有渗漏现象，压力测试过程中保压观察压降，焊缝、连接接头部位是否有水珠析出；管道压力测试合格后，利用氮气对管道进行吹扫；17）低温管路所有焊缝都须无损检测按照NB”47013.2-2015执形，焊缝不得有咬边、裂纹、气孔、夹
14、渣等焊接缺陷；18）低温管道所用的阀门均需采购国内外知名品牌的优质产品，并保证阀门性能的可靠性（相关指标需甲方认可）。19）低温管路为保证输液管道表面无结霜、结露现象，低温管道及多通道传输线内部需采用超高真空多层绝热的方式，这样的结构方式能有效的减少管道漏热，增加低温液体介质使用效率。20）冷屏系统结构，可采用有限元分析方法和手段，进行结构分析。主要分析载荷有:力学载荷、热载荷、电磁载荷等，相关分析工况的输入条件由甲方提供。3.3总装要求1）冷屏系统总装于磁体支撑、真空杜瓦前制造方须出具详细的总装流程施工规范、总装工艺文件、总装检测规范等文件；2）冷屏系统总装过程中螺栓连接的部位的螺栓、螺母、
15、垫片和弹簧垫等均须为不锈钢材质；3）冷屏板安装整体平面度WlOmm,冷屏的垂直面与水平面交叉处无突出、无翘起;4）冷屏支撑与子冷屏板应垂直安装，垂直角90。2,并且支撑具备良好的柔性活动功能，无卡顿和装配间隙性晃动；5）冷屏安装准备给所用的串联管线在总装中须平整、简短，不得与冷屏及其它真空杜瓦内置部件发生干涉和接触。6）制造方根据冷屏整体结构将低温管线安装于冷屏内侧（面向磁体侧），管路与冷屏间隙Wl（X）mm；7）冷屏与支撑总装后，须保证所有冷屏的支撑点安装牢固、可靠，不得出现松脱、安装不到位等不良情况，制造方并核对支撑点数量出具每个支撑点安装报告；8）冷屏板拼接安装后所有的冷屏拼接缝隙均需用蒙皮处理，并具有绝缘功能；9）冷屏系统总装后表面清洁，无油无脂，不得有杂物。4质量保证1）制造方应在IS09001质量保证体系下，按照经甲方批准的质量
