超大型夾層冷屏及其附件招標(biāo)技術(shù)規(guī)范

超大型夾層冷屏及其附件招標(biāo)技術(shù)規(guī)范文件編號(hào)CRAFT-SC0301-TS-002文件版本V1.0發(fā)布時(shí)間CRAFT-SC0301-TS-001V1.0超大型夾層冷屏及其附件招標(biāo)技術(shù)規(guī)范（摘要：本技術(shù)規(guī)范規(guī)定了擬招標(biāo)的冷屏系統(tǒng)的技術(shù)要求，及設(shè)備驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量控制、性能檢測(cè)、總裝等要求。）審批流程姓名職務(wù)/單位日期編制審核批準(zhǔn)修訂歷史：版本日期位置修訂更改內(nèi)容 目錄1貨物需求一覽表 貨物需求一覽表序號(hào)貨物名稱數(shù)量預(yù)算（萬元）交貨期1超大型夾層冷屏及其附件1500合同簽訂后220個(gè)工作日2項(xiàng)目需求2.1項(xiàng)目介紹磁體性能研究平臺(tái)是聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施（CRAFT）的重要科學(xué)研究設(shè)施之一，磁體性能研究平臺(tái)承擔(dān)著中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR）的TF磁體低溫物理性能測(cè)試及相關(guān)技術(shù)參數(shù)驗(yàn)證等工作。磁體性能研究平臺(tái)的主機(jī)系統(tǒng)包含真空杜瓦、冷屏系統(tǒng)、磁體支撐系統(tǒng)及配套附屬部件等等，磁體性能研究平臺(tái)的主機(jī)系統(tǒng)如圖1所示。其中冷屏系統(tǒng)是為磁體性能測(cè)試平臺(tái)的低溫運(yùn)行環(huán)境提供絕熱條件的重要部件，冷屏系統(tǒng)可以降低真空杜瓦內(nèi)壁對(duì)4.5K溫度運(yùn)行的超導(dǎo)磁體線圈熱輻射，減輕低溫系統(tǒng)的工作負(fù)載和功率，提高低溫系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)利用率，確保磁體線圈迫流氦冷卻溫度能夠保持在所需要的溫區(qū)內(nèi)。圖1.1主機(jī)系統(tǒng)示意圖2.2冷屏系統(tǒng)介紹冷屏系統(tǒng)根據(jù)真空杜瓦的結(jié)構(gòu)尺寸及磁體性能測(cè)試平臺(tái)的工程應(yīng)用進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，冷屏系統(tǒng)分為上冷屏、下冷屏兩部分，其中上冷屏安裝于真空杜瓦上殼體，在磁體吊裝轉(zhuǎn)運(yùn)過程中可以整體移動(dòng)。下冷屏安裝于真空杜瓦下殼體，整體放置于磁體測(cè)試平臺(tái)的廠房地坑內(nèi)。冷屏系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)尺寸長(zhǎng)、寬、高約為23.6m×14.8m×6.5m，如圖2所示，其中冷屏與杜瓦內(nèi)壁的間距不得小于400mm。圖2冷屏結(jié)構(gòu)尺寸冷屏屏體制造材料為SS304不銹鋼，冷屏制造類型為夾層式冷屏（脹板結(jié)構(gòu)形式），采用雙層金屬板材疊加點(diǎn)焊及封邊后通入高壓流體脹形而成，脹形后的冷屏截面結(jié)構(gòu)形式如圖3所示，夾層式冷屏的制造工藝是利用高壓流體將金屬板內(nèi)壓充脹塑性變形/模壓成型而形成流動(dòng)通道，夾層式冷屏內(nèi)部冷卻介質(zhì)與冷屏內(nèi)壁直接接觸，有利于冷卻介質(zhì)的換熱效率并提高換熱面積，夾層式冷屏雙層金屬板成型后具有良好的結(jié)構(gòu)剛度和整體機(jī)械強(qiáng)度。圖3夾層式冷屏截面結(jié)構(gòu)2.3冷屏結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)冷屏系統(tǒng)采用子冷屏板拼接結(jié)構(gòu)形式，子冷屏板采用3mm+1.5mm不銹鋼薄板疊加點(diǎn)焊，板長(zhǎng)寬規(guī)格為6.5m×1.5m，子冷屏脹形后厚度為10mm。子冷屏板與真空杜瓦連接所用的支撐數(shù)量為6個(gè)（子冷屏板兩側(cè)對(duì)稱布置3個(gè)支撐，所有支撐均可與拼接的子冷屏板共用），單個(gè)支撐采用連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，支撐連桿需具備柔性關(guān)節(jié)功能和低導(dǎo)熱特性。為了避免產(chǎn)生較大渦流，拼接后的子冷屏板之間均須采用絕緣間隔，在拼接位置中間增設(shè)G10材料的絕緣件?？紤]到冷屏為低溫運(yùn)行部件，在低溫條件下不銹鋼冷屏板的冷縮變形，在子冷屏板拼接結(jié)構(gòu)中需要具有冷縮變形補(bǔ)償功能，避免冷屏因低溫收縮產(chǎn)生的變形位移導(dǎo)致冷屏機(jī)械性損傷，圖4為單個(gè)子冷屏板和單個(gè)支撐的結(jié)構(gòu)示意圖。（a）單個(gè)子冷屏板結(jié)構(gòu)形式（b）單子冷屏板（c）單個(gè)支撐結(jié)構(gòu)圖4冷屏壁板結(jié)構(gòu)示意圖2.4冷屏系統(tǒng)低溫管路冷屏系統(tǒng)采用高壓氦氣或液氮作為低溫冷卻介質(zhì)，上下冷屏均采用一進(jìn)四回的整體方案，進(jìn)入真空杜瓦部后，總管（DN219）分為四路一級(jí)支管(DN108)，后再分四路二級(jí)支管(DN32)后串聯(lián)單個(gè)冷屏，后再次通過二級(jí)支路回管(DN32)匯入四路一級(jí)支路回管(DN108)引出真空室，如圖5所示。通過在兩級(jí)分流管路使得管路氦氣流量分配均勻，并在一級(jí)支管和二級(jí)支管之間采用銅質(zhì)導(dǎo)熱帶連接用以消除各支管之間的溫度差，消除支管流阻系數(shù)的差別，使得各支管內(nèi)冷卻介質(zhì)的流量基本一致。在回氣管路中通過四路真空回氣管進(jìn)行氦氣回收，并在每個(gè)回氣管路上增設(shè)節(jié)流閥門控制氦氣回壓，使得冷屏的整體流量和溫度得到人為控制。（a）冷屏冷卻管路及流動(dòng)方向（b）冷屏冷卻管路規(guī)格圖5冷屏系統(tǒng)低溫管路設(shè)計(jì)3技術(shù)要求3.1參考規(guī)范GB50153-2018工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)NB/T47013.2-2015承壓設(shè)備無損檢測(cè)JB/T7158-2010工程機(jī)械零部件清潔度測(cè)定方法GB19804-2005焊接結(jié)構(gòu)的一般尺寸公差和形位公差GB50252-2010工業(yè)安裝工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)HG20236-1993化工設(shè)備安裝工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)GB50235-2010工業(yè)金屬管道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50205-2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50236-2011現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工規(guī)范GB50683-2011現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50264-2013工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB50126-2008工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程施工規(guī)范GB50185-2010工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范HG/T20229-2017化工設(shè)備、管道防腐蝕工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50231-2009機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收通用規(guī)范GB/T13927-2008工業(yè)閥門壓力實(shí)驗(yàn)GB/T26480-2011閥門的檢驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)GB/T1048-2019管道元件公稱壓力的定義和選用GB/T17395-2008無縫鋼管尺寸、外形、重要及允許誤差HG/T20553-2011化工配管用無縫及焊接鋼管尺寸選用系列HG/T20592-2009鋼制管法蘭、墊片、緊固件GB/T14976-2012流體輸送用不銹鋼無縫鋼管TSGD0001-2009壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程工業(yè)管道GB/T20801-2020壓力管道規(guī)范工業(yè)管道GB/T17116-1997管道支吊架TSG21-2016固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程3.2結(jié)構(gòu)要求冷屏系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)尺寸長(zhǎng)、寬、高分別約為為23.6m×14.8m×6.5m，冷屏距離真空杜瓦內(nèi)壁間距≥400mm；冷屏系統(tǒng)采用拼接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，子冷屏板拼接處須具備柔性位移補(bǔ)償功能，位移補(bǔ)償能力≥10mm，拼接結(jié)構(gòu)連接處須絕緣處理，；子冷屏板高壓脹形后的標(biāo)準(zhǔn)厚度14.5mm（流道凈高不低于10mm），厚度范圍為14mm~15.5mm；子冷屏板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中須預(yù)留出磁體支撐通道，磁體支撐結(jié)構(gòu)及位置由甲方提供；冷屏系統(tǒng)的支撐連桿兩端分別連接冷屏與真空杜瓦內(nèi)壁，冷屏支撐結(jié)構(gòu)在低溫條件下具有柔性偏轉(zhuǎn)和平面移動(dòng)能力；冷屏支撐與子冷屏板拼接處須具有輻射熱屏蔽部件；冷屏系統(tǒng)的低溫管路采用主流動(dòng)管路一進(jìn)四回結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主進(jìn)管路分為二級(jí)設(shè)計(jì)，根據(jù)冷屏拼接后的冷卻介質(zhì)流動(dòng)通道分別設(shè)計(jì)一級(jí)進(jìn)流路和二級(jí)進(jìn)流路，主回路根據(jù)串聯(lián)的冷屏流路并聯(lián)成四路流道。低溫管道根據(jù)工程實(shí)際需要增加高壓波紋管或者管道柔性支撐結(jié)構(gòu)，避免低溫管路低溫冷縮變形產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性負(fù)載；冷屏低溫管路系統(tǒng)須在各級(jí)冷卻介質(zhì)流進(jìn)管路中增設(shè)導(dǎo)熱部件，確保各級(jí)管路無溫度差；冷屏低溫管路放置于冷屏內(nèi)側(cè)，并不得與磁體及磁體支撐發(fā)生結(jié)構(gòu)干涉；冷屏低溫管路在回路中須有低溫調(diào)節(jié)閥門，保持各回路冷卻介質(zhì)壓力均衡，（具體事宜與甲方協(xié)商）；3.2技術(shù)要求冷屏點(diǎn)焊位置交叉排列，焊點(diǎn)位置間距≥70mm，焊點(diǎn)直徑≥10mm；冷屏焊點(diǎn)采用激光焊接技術(shù)，冷屏耐壓強(qiáng)度≥3MPa；冷屏制造材料為SS304不銹鋼，磁導(dǎo)率≤1.2；冷屏脹板采用3mm+1.5mm不銹鋼薄板疊加點(diǎn)焊后脹形，高壓脹形中冷屏所有焊點(diǎn)及焊縫無裂紋及脫落；冷屏板需進(jìn)行漏率檢測(cè)，檢測(cè)采用真空-噴吹法，冷屏漏率≤1×10-9Pa.m3/s；低溫所使用的不銹鋼管及焊接焊縫需進(jìn)行正壓—真空氦質(zhì)譜檢漏，內(nèi)壓3MPa，漏率小于1×10-9Pa.m3/s；子冷屏板壓降值≤1000Pa/m（流動(dòng)介質(zhì)：氮?dú)猓涣髁浚?7.3m3/h）；子冷屏板脹形后須進(jìn)行至少5次300K-77K冷熱循環(huán)測(cè)試，充入高壓流體進(jìn)行耐壓測(cè)試，冷屏無壓力下降，完成后進(jìn)行氦氣密性檢測(cè)，冷屏漏率≤1×10-9Pa.m3/s；子冷屏板焊接需進(jìn)行工藝驗(yàn)證，要求至少完成金相分析(查看成型情況及缺陷)，射線檢測(cè)（滿足NB/T47013.2II級(jí)要求）以及拉伸測(cè)試（抗拉強(qiáng)度不低于母材強(qiáng)度90%）；單個(gè)子冷屏板低溫運(yùn)行時(shí)局部溫差≤5K；單個(gè)子冷屏板承載外部集中載荷≤450kg時(shí)，無塑性變形，卸載后恢復(fù)結(jié)構(gòu)尺寸；冷屏內(nèi)表面（面向磁體）須包裹多層絕熱，包裹層數(shù)≥30層，（絕熱材料相關(guān)指標(biāo)需甲方認(rèn)可）；冷屏外表面（面向杜瓦內(nèi)壁）須敷設(shè)不銹鋼鏡面亮片；低溫管路冷卻介質(zhì)進(jìn)口端各級(jí)流路的冷卻介質(zhì)流量均勻度差值范圍±0.3g；各級(jí)低溫管路溫度差≤2K，并利用銅導(dǎo)帶連接各級(jí)支管路；低溫管路按照設(shè)計(jì)壓力1.5倍進(jìn)行水壓測(cè)試，個(gè)連接部位不允許有滲漏現(xiàn)象，壓力測(cè)試過程中保壓觀察壓降，焊縫、連接接頭部位是否有水珠析出；管道壓力測(cè)試合格后，利用氮?dú)鈱?duì)管道進(jìn)行吹掃；低溫管路所有焊縫都須無損檢測(cè)按照《NB/T47013.2-2015》執(zhí)形，焊縫不得有咬邊、裂紋、氣孔、夾渣等焊接缺陷；低溫管道所用的閥門均需采購國內(nèi)外知名品牌的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，并保證閥門性能的可靠性（相關(guān)指標(biāo)需甲方認(rèn)可）。低溫管路為保證輸液管道表面無結(jié)霜、結(jié)露現(xiàn)象，低溫管道及多通道傳輸線內(nèi)部需采用超高真空多層絕熱的方式，這樣的結(jié)構(gòu)方式能有效的減少管道漏熱，增加低溫液體介質(zhì)使用效率。冷屏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可采用有限元分析方法和手段，進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。主要分析載荷有：力學(xué)載荷、熱載荷、電磁載荷等，相關(guān)分析工況的輸入條件由甲方提供。3.3總裝要求冷屏系統(tǒng)總裝于磁體支撐、真空杜瓦前制造方須出具詳細(xì)的總裝流程施工規(guī)范、總裝工藝文件、總裝檢測(cè)規(guī)范等文件；冷屏系統(tǒng)總裝過程中螺栓連接的部位的螺栓、螺母、墊片和彈簧墊等均須為不銹鋼材質(zhì)；冷屏板安裝整體平面度≤10mm，冷屏的垂直面與水平面交叉處無突出、無翹起；冷屏支撐與子冷屏板應(yīng)垂直安裝，垂直角90°±2°，并且支撐具備良好的柔性活動(dòng)功能，無卡頓和裝配間隙性晃動(dòng)；冷屏安裝準(zhǔn)備給所用的串聯(lián)管線在總裝中須平整、簡(jiǎn)短，不得與冷屏及其它真空杜瓦內(nèi)置部件發(fā)生干涉和接觸。制造方根據(jù)冷屏整體結(jié)構(gòu)將低溫管線安裝于冷屏內(nèi)側(cè)（面向磁體側(cè)），管路與冷屏間隙≤100mm；冷屏與支撐總裝后，須保證所有冷屏的支撐點(diǎn)安裝牢固、可靠，不得出現(xiàn)松脫、安裝不到位等不良情況，制造方并核對(duì)支撐點(diǎn)數(shù)量出具每個(gè)支撐點(diǎn)安裝報(bào)告；冷屏板拼接安裝后所有的冷屏拼接縫隙均需用蒙皮處理，并具有絕緣功能；冷屏系統(tǒng)總裝后表面清潔，無油無脂，不得有雜物。4質(zhì)量保證制造方應(yīng)在ISO9001質(zhì)量保證體系下，按照經(jīng)甲方批準(zhǔn)的質(zhì)量計(jì)劃實(shí)施該項(xiàng)目；制造方應(yīng)妥善保存和管理好項(xiàng)目實(shí)施過程中的各類文件和記錄，對(duì)于生產(chǎn)、檢測(cè)、測(cè)試的相關(guān)文件和記錄要及時(shí)編/填寫，歸檔，整理以備檢查和追溯。記錄應(yīng)完整、可靠；制造方交由甲方的設(shè)計(jì)圖紙必須為實(shí)際加工圖紙，在實(shí)際加工中如有改動(dòng)必須按圖紙修改流程以書面形式告知甲方；制造方在設(shè)備加工過程中，對(duì)零部件結(jié)構(gòu)、尺寸的修改，需按照?qǐng)D紙修改流程以書面的形式告知甲方。且結(jié)構(gòu)尺寸的變更需經(jīng)過甲方的批準(zhǔn)方可進(jìn)行修改；每一部件及零部件需進(jìn)行編號(hào)，完成冷屏板、低溫管路、支撐及相關(guān)配套部件的零件清單（BOM）；制造方在加工制造過程中，需定期向甲方匯報(bào)加工制造狀態(tài)，甲方也將定期進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，直至完成整個(gè)系統(tǒng)的加工及安裝。在系統(tǒng)加工、安裝、調(diào)試完畢后，制造方需向甲方提供關(guān)鍵零件及系統(tǒng)整體的尺寸檢測(cè)報(bào)告及相應(yīng)質(zhì)檢報(bào)告；制造方在所有生產(chǎn)、檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)的不符合項(xiàng)目應(yīng)及時(shí)以記錄、報(bào)告的形式及時(shí)通知甲方，提出解決問題的方案與甲方進(jìn)行協(xié)商解決；制造方提供質(zhì)量計(jì)劃（QP），制造檢測(cè)計(jì)劃（MIP），提供制造階段、總裝階段、測(cè)試階段的各向檢測(cè)記錄、檢測(cè)報(bào)告、質(zhì)量文件；制造方針對(duì)項(xiàng)目實(shí)施的方案設(shè)計(jì)、分析、制造、測(cè)試、總裝、主機(jī)系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)聯(lián)試須嚴(yán)格按照質(zhì)量計(jì)劃確認(rèn)的流程和節(jié)點(diǎn)執(zhí)行。5驗(yàn)收程序驗(yàn)收程序按照測(cè)試驗(yàn)收流程和檢驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行，驗(yàn)收流程文件和檢驗(yàn)報(bào)告由制造方編制并經(jīng)甲方許可；制造方應(yīng)按照項(xiàng)目進(jìn)度和節(jié)點(diǎn)提前準(zhǔn)備驗(yàn)收測(cè)試的文件和計(jì)劃；出廠驗(yàn)收及現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收所涉及的驗(yàn)收文件和檢測(cè)計(jì)劃制造方須提前15個(gè)工作日發(fā)送甲方并獲得批準(zhǔn)；制造方須提供零件測(cè)試和部件測(cè)試所需的測(cè)試工裝、儀器、專用工具及附屬的配件。5.1出廠驗(yàn)收1）冷屏系統(tǒng)所有部件在交付現(xiàn)場(chǎng)總裝前，制造方須提供所有的零部件性能檢測(cè)、質(zhì)量檢測(cè)的測(cè)試報(bào)告和檢測(cè)合格證；2）冷屏板、支撐部件的全道尺寸檢測(cè)報(bào)告；3）制造方須與甲方共同完成冷屏的性能測(cè)試，如冷屏板耐壓測(cè)試、壓降測(cè)試、強(qiáng)度測(cè)試、無損檢測(cè)、剛性檢測(cè)等，測(cè)試設(shè)備由制造方提供；4）制造方對(duì)冷屏的長(zhǎng)焊縫、點(diǎn)焊及低溫管線焊縫進(jìn)行的焊縫復(fù)檢尺寸；5）制造方檢查冷屏支撐、冷屏拼接部件進(jìn)行柔性功能檢查并出具功能性檢測(cè)報(bào)告。5.2現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收1）制造方將冷屏系統(tǒng)的部件運(yùn)送到甲方指定地點(diǎn)進(jìn)行安裝調(diào)試；2）制造方負(fù)責(zé)對(duì)設(shè)備進(jìn)行數(shù)量清點(diǎn)、歸類、試裝配；3）設(shè)備工作預(yù)試驗(yàn)及附加功能參數(shù)測(cè)試；4）制造方提供技術(shù)資料清單及技術(shù)資料包，提供產(chǎn)品合格證。5.3終態(tài)驗(yàn)收1）冷屏系統(tǒng)總裝全流程測(cè)試驗(yàn)收；2）通過全流程測(cè)試驗(yàn)收，制造方與甲方共同簽署終態(tài)驗(yàn)收?qǐng)?bào)告。5.4聯(lián)調(diào)聯(lián)試驗(yàn)收1）冷屏系統(tǒng)、磁體支撐、真空杜瓦整體主機(jī)聯(lián)調(diào)聯(lián)試，制造方須根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)展積極配合甲方聯(lián)調(diào)聯(lián)試，制造方和甲方對(duì)聯(lián)調(diào)聯(lián)試報(bào)告及冷屏系統(tǒng)性能報(bào)告共同簽字驗(yàn)收。6制造商提供甲方的資料及成果6.1技術(shù)資料和工具1）制造方提供甲方文件包含：設(shè)計(jì)圖、設(shè)備制造工程圖、設(shè)備安裝設(shè)計(jì)圖、主要部件設(shè)計(jì)和裝配圖、以