300MW机组高压加热器结构特点

1、300MW机组高压加热器结构特点 300MW机组高压加热器结构特点 摘要 本文简要介绍了300 MW机组高压加热器开展概况及给水入口端、过热蒸汽出口端、疏水冷却段入口部、上级疏水入口等部件结构特点。 关键词 300 MW机组；高压加热器；结构特点；分析 中图分类号 TK264 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2021)051-0150-01 1 水室结构设计 高加泄漏的一个主要泄漏点是高加管系给水入口端的泄漏，其产生的主要原因是由于管端侵蚀和焊胀不当造成的。产生侵蚀的原因现已很清楚，为了防止或降低管端冲蚀的强度，从设计上主要考虑了以下几个方面：1降低水室的紊流度，这包括合理的水

2、室尺寸，给水进口位置，水室、管束内的流速；2改善给水管入口处结构，降低产生束流和涡流的程度；再次，改善管子与管板的连接方式；3选择合理的管束材料等。合理的水室尺寸是降低水室紊流度的一个重要因素，较深较大的水室使得管端远离进口涡流区，降低涡流对管端的影响，但同时会带来制造本钱的增加，因此合理的水室结构，加上有效的辅助措施才是解决问题的方法。 给水入口整流筒是消除水入口涡流的有效措施之一，但是这一措施对于采用球形封头型高加来说，所取得的效果并不是十分的显著，因为即便采用了该措施，那些采用球形封头型高加在管板靠近整流筒的位置处还存在明显的冲蚀现象。针对这一问题，当前很多部门多采用多孔稳流板、镇流板、

3、多孔压板以及栅形板等设备来对不锈钢防磨套管进行辅助，这一举措取得了非常显著的效果。但是，这种措施却存在结构设计复杂的问题，以至于使管端入口束流问题不能从根本上得到彻底的解决。 另外，影响管端冲蚀泄漏的另一个重要因素就是管子和管板的焊接方式问题。按焊接形式的不同可以把焊接划分为凸口、平口和凹口焊这三种不同的焊接方式，其中平口多为密封焊，而凹口和凸口那么用于一般强度焊。在20世纪70年代和80年代期间，应用比拟广泛的是凹口焊接，近些年，国内外在一些大型加热器焊接中还多是采用的凹口焊接。凹口焊接技术的应用，可以使焊接缺陷在最大限度得到有效的控制，另外，由于凹口焊缝在给水入口部位的流型好、阻力小，因此

4、凹口焊接技术对防止入口束流是非常有效的。相比拟另外两种焊接方式，凹口焊接具有操作简易的特点，但同时该焊接方式由于要使用的管子金属熔融比拟多，管板上堆焊金属熔化少，以至于在焊接时就比拟容易产生较大的内应力。恰好相反，凸口焊的堆焊层材料熔化多，而且焊缝一般不会出现缺陷，因此产生的内应力就相比照拟小。 日本东芝公司多年的实践和研究经验，被东锅成功借鉴并应用在防止高加管子给水入口冲蚀上，他们的管板结构为碗型，使水室空间增大，给水入口管远离了管端。采用内凹焊接管板与管子，给水流线较好，使束流对于管端入口的冲击减轻，加之孔整流压板采用喇叭形设计，且耐冲蚀，厚度较好，对不锈钢防磨套管起辅助作用，使入口防冲蚀

5、结构非常完整。 2 蒸汽冷却段出口部 损坏现象较为普遍的管子是，高加蒸汽冷却段出口处和凝结段第一块隔板之间处，流速过快的汽流是造成损坏的主因，汽水冲刷时含有水雾的蒸汽更易造成管子损坏。水雾的成因多为温度过低的蒸汽导致增加了湿度所致。所以，除了需要认真校核各负荷，对蒸汽出口的过热度进行充分考虑外，还要尽量使管子不直接受到蒸汽的冲蚀，在凝结段快速均匀地分布蒸汽，以实现使换热效率提高、防冲蚀的目的。可以借鉴外国一些制造厂商的经验，比方ABB公司为了使管子不直接受到来自蒸汽出口的冲蚀，将蒸汽通道设置在关系中间，此结构可以使换热管防止被蒸汽直接冲蚀到，不过比拟笨重是这种蒸汽通道的缺乏之处，消耗较多量金属

6、，也具有较大阻力，对设备的换热效率严重影响。 3 疏水冷却段入口部 另一种普遍存在的管束被汽水侵蚀位置，是疏水冷却段入口附近和入口处，高加运行因素与此有关。当高加运行和设计都比拟良好时，无论何种情况，疏水均应完全淹没疏水冷却段入口，疏水流量应该是设计疏水通道时的考量依据。当汽水流速会因两相流动情况的出现而加快，进而冲蚀和震动管束。高加会因汽水两相流动而受到冲蚀性伤害，此种情况应尽量防止。 无水位和低水位情况下，疏水段进入未凝结的疏水和蒸汽，是造成汽水两相流动冲蚀的成因。因过小的疏水段入口通道造成的过快流速所带来的过大压力，是又一原因。由此可见，无水位或低水位运行的情况应该杜绝，同时要把各种因素

7、所产生的影响也考虑在设计之中。杜绝产生汽水两相流动。在制订高压加热器正常水位时，应将各方面因素综合考虑进去，防止发生汽水冲蚀现象应是最重要的。 4 高加蒸汽冷却段、疏水冷却段 高效传热的进行，有赖于使用了过热蒸汽冷却段、高压加热器疏水冷却段、疏水冷却段和高加蒸汽冷却段。用包壳板将整体密封起来，是疏水冷却段的特点，而且在为疏水出口区设计独特的疏水室结构，在不断提高疏水段的密封性和装配质量的同时，从根本上避杜绝因结构原因所导致的疏水冲蚀问题。另外，疏水冷却段在计算时考虑了包括边缘涡流以及包壳板回热等在内的一系列问题所引起的传热偏差问题，并在此根底上进行了传热修正的计算，进而有效提高了疏水冷却段传热

8、的精确度；相比拟疏水冷却段，过热蒸汽冷却段里边的蒸汽往往是以逆流或逆、顺流相混合的方式进行流动换热，通过这一机制实现降低阻力损失和良好的热交换效果，进而不断提高机组的热效率。 5 凝结段传热和不凝结气体排出 高压加热器的主要传热区就是蒸汽凝结段，其中蒸汽凝结段的设计采用了类似矩形的隔板设计方法，不仅加快了蒸汽通过蒸汽通道的速度，增大了蒸汽流动的空间，而且在根本上杜绝了高速蒸汽和它的凝结水珠因撞击管子外外表所容易导致的坑蚀现象。蒸汽在凝结段在向心力的作用下流进管束，并通过所配备的排气装置，连续不断地将那些未能凝结的气体排除去，从而防止管束遭受腐蚀，从根本上保证设备的传热效果。另外，蒸汽携带入加热

9、器内的空气的数量虽然有限，但由于这些空气的不断流入，以至于使这些未能凝结的气体容易在管子外壁的凝结水膜位置处形成一个气体层，从而使蒸汽扩散到凝结水的速度得到削减，使气体的传热热阻得到显著的提高，就在很大程度上影响了 设备的传热效果。显然，充分地排放不凝结气体对提高加热器的传热效果是非常重要的。目前，我国为了能够使加热器内部的不凝结气体充分的排除来，很多的高压加热器在结构设计上都充分考虑了凝结水对排气管的影响。 6 上级疏水入口保护装置 一般而言，管束最容易损坏的部位就是受蒸汽和疏水直接冲击的部位，为了有效预防这些区域受损，通常会将不锈钢防冲板设置在入口区，尽管如此，还不能从根本上解决问题，仍然

10、普遍存在侵蚀管束的现象。深究得知，当高压加热器压力级别较低时，来自上级的疏水汽化得非常迅速，高速气流不断加剧了水滴的运动速度所致。所以，防护区域扩大、扩容空间够大是设计上级疏水入口保护装置时需要认真考虑的要素。这样，侵蚀情况就不会来自于上级疏水入口了。 7 水位指示接口位置 主要有两个因素是水位指示接口位置导致加大水位差：第一是未能适当操作安装设计水位计，解决此种问题可采取控制和改良安装技术的方法；二是存在有假水位指示现象，导致这一问题产生的原因比拟多样化，需要具体问题具体分析。因此，可以看出，为了有效解决水位相差较大的问题，合理设计加热器接口的位置，有效控制壳体内压差及流动不均匀等因素对水位所造成的影响。日本东芝公司在这方面具有非常丰富的经验，并在其设计中有详细的规定