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文档简介
ICS27.040K54中华人民共和国国家标准表面式凝汽器性能试验规程p2019-06-04发布2020-01-01实施国家市场监督管理总局GB/T37753—2019前言 2规范性引用文件 3术语和定义 6测量仪器和方法 7结果计算 8试验报告 附录A(资料性附录)试验准备及流程图 附录B(资料性附录)运行性能监测 附录C(资料性附录)真空系统检漏 附录D(资料性附录)凝汽器气塞原因分析 附录E(资料性附录)抽气设备性能分析 附录F(资料性附录)清洁系数比对试验 附录G(资料性附录)海水物理性质 附录H(资料性附录)计算实例 参考文献 ⅠGB/T37753—2019本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国电力企业联合会提出并归口。本标准起草单位:西安热工研究院有限公司、西安西热节能技术有限公司。1GB/T37753—2019表面式凝汽器性能试验规程本标准规定了表面式凝汽器性能试验的仪器选用、试验程序和试验数据处理的基本原则和方法。本标准适用于在真空状态下运行的水冷、表面式凝汽器的性能试验。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。GB/T8117(所有部分)汽轮机热力性能验收试验规程GB/T13930水环真空泵和水环压缩机气量测定方法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1凝汽器压力在凝汽器壳体内第一排冷凝管上方300mm内的蒸汽通道处所维持的绝对静压力。3.2凝汽器热负荷单位时间内凝汽器中从蒸汽传给冷却水的热量。3.3总体传热系数ov-考虑综合因素后,单位时间、单位表面积、单位温差下凝汽器的传热量。3.4清洁系数在相同运行条件下,凝汽器旧管相对于新管或者清洁管传热系数的比值。3.5凝结水过冷度凝汽器压力下蒸汽的饱和温度与凝结水温度之差。3.6凝结水溶解氧浓度凝结水中的单位溶解氧量。3.7凝汽器水阻冷却水进口与出口处的静压之差值。本标准采用表1、表2、表3规定的符号和下标、上标及其定义,除非另有说明。2GB/T37753—2019表1性能参数符号及定义符号名称定义单位A凝汽器面积凝汽器中所有冷却管的有效外表面积,如果使用外部空气冷却器,也应计入,有效面积不包括试验时堵去的管子面积Cf清洁系数在相同运行条件下,旧管对于新管或者清洁管(近乎新管)传热系数的比值 p定压比热容在试验期间测定的平均温度和含盐量情况下的冷却水比热容D管子直径冷却管直径mDO溶解氧浓度凝结水中的单位溶解氧量F荧光度测量溶液中指示剂浓度,用于确定大直径管道中的流速 g重力加速度在努塞尔方程中用到的常数h对流换热表面传热系数单位时间、单位表面积、单位温差的传热量,是凝汽器性能的主要测量参数j变量求和—k导热系数材料单位长度的传热量W/(m·℃)L长度冷却管长度mLMTD对数平均温差凝汽器中蒸汽与冷却水之间的计算对数平均温差℃自然对数 m相对分子质量相对分子质量 N管数冷却管数量根NTU传热单元数——n流程数冷却管流程数—P压力流体绝对压力kPaPr普朗特数动量扩散系数与热扩散系数之比—Q凝汽器热负荷从蒸汽传给冷却水的热量,在任何凝汽器试验中通常被视为独立变量WR热阻传热热阻·℃/WRe雷诺数流体单位体积的惯性与单位体积的黏度之比 SCFM空气漏入量测得漏入凝汽器的标准空气(101.325kPa,20℃)漏率T温度冷却水、蒸汽或者凝结水的温度℃△T温差流体中两点间的温度差℃U总体传热系数单位时间、单位表面积、单位温差的传热量,是凝汽器性能的主要测量参数v冷却水流速冷却水的平均流速,多流程凝汽器中每个流程的冷却管数量不同,流速取各流程的平均流速m/s∞冷却水流量单位时间通过凝汽器的冷却水量Ws蒸汽流量单位时间进入凝汽器的蒸汽量3GB/T37753—2019符号名称定义单位Δ差值两个测量值间的差值 ΔH差压流量孔板两侧的压力差kPaΔP压降流体中两点间因摩擦产生的压力损失kPaμ动力黏度流体内黏性剪力的强度ρ密度流体或者固体的质量与容积之比表2性能参数符号下标及定义符号定义符号定义Bt管侧c清洁v水蒸气DO溶解氧w管壁F薄膜x低压段f脏污系数y中压段G不凝结气体z高压段i管子内侧1进口m金属2出口o管子外侧3凝结水s壳体或者蒸汽Δ差值饱和状态——表3性能参数符号上标及定义符号定义*从设计基准工况导出的值+试验工况下的测量值或者计算值0修正到设计工况后的试验值凝汽器主要性能参数如下:a)凝汽器压力;b)修正到设计条件下的凝汽器压力;c)凝结水过冷度;d)凝结水溶解氧浓度;4GB/T37753—2019e)凝汽器水阻。5.2不确定度5.2.1主要性能参数规程试验的不确定度不确定度的要求如下:a)凝汽器试验压力的不确定度为±0.17kPa;b)修正到设计条件下的凝汽器压力的总不确定度为±0.51kPa;c)凝结水过冷度的不确定度为±0.11℃;d)凝结水溶解氧浓度的不确定度为±4.0μg/L;e)凝汽器水阻的不确定度为±9%。5.2.2凝汽器清洁系数比对试验的主要参数不确定度不确定度的要求如下:a)凝汽器试验压力的不确定度为±0.14kPa;b)修正到设计条件下的凝汽器压力的总不确定度为±0.41kPa;c)凝结水过冷度的不确定度为±0.11℃;d)凝结水溶解氧浓度的不确定度为±4.0μg/L;e)凝汽器水阻的相对不确定度为±9%。5.3试验方案试验方案应考虑以下内容:a)试验目的(测定以下参数及性能,如:凝汽器压力、设计压力、过冷度、溶解氧浓度、水阻、管束性b)试验范围;c)试验时间;d)试验工况;e)按本标准要求对偏差的修正;f)总体传热系数的计算方法;g)凝汽器压力的测定方法;h)冷却水温度的测定方法;i)冷却水流量的测定方法;j)凝汽器污垢的测定方法;k)凝结水溶解氧浓度的测定方法;l)凝结水过冷度的测定方法;m)凝汽器水阻的测定方法;n)凝汽器性能试验条件不满足时的处理措施;o)测试仪器的安装规定;p)试验单元或者系统划分。5.4试验准备试验之前应确定以下内容:a)在计算中用到的测试参数的测量;5GB/T37753—2019b)保持稳定或者控制试验条件的方法;c)仪器的数量、位置、类型和校准;d)确定手动和自动阀门的开启位置;e)测试泄漏水或者其他来流的方法;f)确定不凝结气体量满足规定的方法;g)确定凝结水溶解氧浓度检测方法(运行仪表测量、外部实验室测试h)参加试验人员以及数据采集与处理人员的组织培训;i)试验期间的运行条件;j)设计条件、标准规定和试验计划之间的允许偏差程度;k)试验次数;l)每次试验的时间;m)试验开始之前的稳定时间;n)确定重复试验有效性的方法;o)测量频率;p)分析试验过程和影响因素,及时调整试验参数满足规定条件,见表4;q)确定本标准未规定其他修正方法;r)在规定时间内由于外部原因导致未达到设计工况的限制因素,如机组不能带满负荷等;s)确定试验结果的修正方法;t)试验各方的具体职责;u)试验报告的分发;v)管侧堵塞和管侧脏污的验收标准。5.5允许偏差试验在一定的冷却水进口温度、凝汽器热负荷和冷却水流量的条件下进行,允许偏差见表4。表4试验工况与规定工况的允许偏差试验参数与规定试验工况的偏差工况稳定性要求冷却水进口温度±6℃±1℃凝汽器热负荷±5%±2%冷却水流量±5%±2%5.6试验准备与要求5.6.1.1试验前,应检查与凝汽器连接的相关设备及管道,并对使用仪器和仪器校验结果进行确认。5.6.1.2应在试验前进行数据采集,以确定仪器连接正常、运行性能良好。5.6.1.3明确进、出系统流体的测量方法,所有与影响试验结果相关的疏水或废液都应被隔离,包括在对溶解氧浓度造成影响的补水。5.6.1.4试验流程和注意事项参见附录A,运行性能检测参见附录B。5.6.2.1不凝结气体漏入量应满足表5的规定。6GB/T37753—20195.6.2.2在性能试验前,应测量不凝结气体量,确保凝汽器的性能不受影响。5.6.2.3不凝结气体量测量方法见GB/T13930。5.6.2.4在性能试验前,校验并保证所有抽空气设备性能良好。5.6.2.5真空系统检漏参见附录C,真空系统或者抽气设备故障诊断参见附录D和附录E。表5凝汽器中不凝结气体量(空气漏入)限值凝汽器壳体数进入凝汽器的总排汽量t/h不凝结气体量限值1<113.38223试验前、后应对管板堵塞情况进行检查。试验前,凝汽器冷却管要彻底清洗,管侧污垢定量分析方在凝结水溶解氧浓度为14μg/L时,补充水量不应高于5%的凝结水量;在凝结水溶解氧浓度为7μg/L时,补充水量不应高于3%的凝结水量。5.6.4.2当测试溶解氧浓度不符合规定时,表5中的空气泄漏率不适用,可使用附录F中表F.1所示的空气泄漏率。5.6.4.3试验中如果需要过量补水或者凝汽水溶解氧浓度超标时,应终止试验。在正式试验之前,应进行预备性试验,以全面检查并合理组织整个试验环节,包括数据采集和结果计算。如果预备性试验完全满足本标准的要求,则预备性试验可作为正式试验的一个工况。7GB/T37753—20195.6.6试验持续时间达到稳定工况之后,每个试验工况采集数据时间不小于1h,读数间隔不超过5min,在1h的试验中,重要参数的采集次数不低于13次。试验数据宜采用数据采集系统记录。在试验结束时,应保留一套完整的试验数据。试验数据整理时应剔除不准确数据。如果在试验中发现异常数据,应将该数据删掉,如果问题数据仅出现在试验开始或者结束阶段则该段数据视为无效。5.7试验报告试验数据只有在测量仪器校验合格的情况下视为有效,应将有偏差的试验工况修正到设计工况下,所有试验结果都应整理并纳入报告。6测量仪器和方法本标准规定的凝汽器性能试验仪器的最大允许误差见表6。该规定不排除采用文中未明确描述的先进的技术和测量方法,前提是能满足表6中的精度要求。表6测量项目所用仪器的最大允许误差测量项目凝汽器性能试验凝汽器清洁系数比对试验凝汽器压力±0.169kPa±0.135kPa冷却水进口温度±0.056℃±0.056℃冷却水出口温度±0.17℃空气泄漏量清洁系数对结垢管进口温度的影响不适用清洁系数对结垢管出口温度的影响不适用清洁系数对清洁管进口温度的影响不适用清洁系数对清洁管出口温度的影响不适用冷却水流量±3%±3%凝汽器水阻±2%±2%溶解氧浓度注:最大允许误差为仪表满量程下的误差值。对于数字式仪表,满量程则为仪表所测数据范围对应的上一数量,满量程为6.2测点布置单流程、单压凝汽器性能试验测点位置见图1。对多流程和多压凝汽器,试验测点的位置类似于图1所示,注意以下几点:8GB/T37753—2019a)单壳体多背压凝汽器要求在各背压凝结区的每组冷却管束上方增加压力测点,每一个区域的性能可按照6.4.2测量最终出水温度和根据第6章所述的每个区域温升的方法评价。b)多壳体多背压凝汽器还应在多背压凝汽器每个壳体的冷却水进口、出口处增加额外的压力和温度测点。在多背压凝汽器壳体之间的冷却水联接管内水温可能存在分层情况,应按照6.4.2给出的方法测量中压或者高压壳体的冷却水进口温度的平均值。c)双流程凝汽器测点布置与单流程、单背压凝汽器基本相同,在返回水室中不必测量。说明:—溶解氧测点;—盐度测点;—流量测点;①—温度测点;—压力测点;—水位测点。图1凝汽器试验测点图6.3凝汽器压力6.3.1.1凝汽器压力测量位置位于传热管管束上方0.3m6.3.1.2对于单壳体或者多壳体凝汽器而言,每一个壳体中至少应设置三个测点。对于单壳体多背压凝汽器,每一个压力室中至少应设置两个压力测点。6.3.1.3设置三个测点时,如图1所示、按管束长度的1/4作为间隔布置测点;设置两个测点时,按管束长度的1/3作为间隔布置测点。测点的横向位置应靠近管束横向的中点位置。6.3.1.4测点所在区域应避开因凝汽器喉部干扰形成的高速汽流区或者局部分离区的影响。对于壁面平行于汽流方向的汽流通道,按6.3.1的规定,壁面静压测点纵向分布于汽流通道内且应9GB/T37753—2019符合本标准要求。接头附近不应有障碍物,并且接头光滑和无毛刺。静压测点不适用时,应在凝汽器喉部设置网笼探头或导流板探头。大型汽轮机组凝汽器的典型传压元件为网笼探头。网笼探头的结构如图2所示,安装角度与主流方向成30°~60°。可选择使用GB/T8117中给出的汽轮机排汽压力探头的结构。图2网笼探头导流板探头的结构如图3所示,它将引导汽流平行于导流板流动。图3导流板静压测针传压元件的基本要求如下:a)测量压力的压感管径应≥9.5mm。b)管路按最短路线连接,确保管路和连接处密封无泄漏,从压力测量仪器到感压元件间一直下倾,以保证疏水。c)感压元件不应受振动影响,每个压力测点连接专用的压力测量设备。使用一个测压设备来测量多个测点的压力时,可使用歧管,歧管应密封且歧管中不集水。应采用校验合格的绝压变送器。GB/T37753—20196.4冷却水温度测点位置的要求如下:a)凝汽器每一根冷却水进口管上宜设置一个测温元件。b)在对冷却水进口混合均匀性要求较高的地方,可参照附录A中的方法设置多个测点。c)可将测温仪表直接插入流体中进行测量,也可从热电偶套管中测量,套管至少插入流体0.15m,冷却水管管径小于0.3m时套管插入深度不超过管子中心。如果用套管,套管应清洁而且套管内充注适当的传热介质,如乙二醇热胶等。d)采用单点测量,可选择在进口管或者在进口水室中测量。仪表的要求如下:a)进口温度测量仪表的精度等级不低于±0.06℃,也可采用能达到要求精度等级的电阻温度计(RTDs)、热电偶(TCs)、热敏电阻和液体温度计等。b)在一般冷却水温度范围内可使用灵敏系数更高的E型热电偶。从测量端到热电偶读数端应用连续导线连接。c)宜使用100Ω的铂电阻温度计以及阻抗在0℃时具有大于1000Ω阻抗的热敏电阻。可选择三线制或者四线制测量。三线制能满足测量精度,宜使用四线制。温度测量仪表应校准合格。使用热电偶或者三线制电阻温度计,导线也应一起校验,在预期的温度范围至少应取5个校验点。测点应位于凝汽器下游1000倍管直径以内,其流体热损失可不计且温度混合均匀。如果不能找到一个流体混合充分的合理位置,则出水温度应由每个出水管的测量温度值来确定,参见附录A。6.5冷却水流量速度截面法适用于大管道流量的测量,在大管道中安装传感器不应影响流量测量精度。FechheimerGB/T37753—2019传感器、Keil静压皮托管以及超声波仪器等也能满足测量精度要求。选用Fechheimer传感器时,宜使用有方向传感能力的探针,避免涡流等影响冷却水流量测量精度。由于探针几何形状的原因,只能用于10点测量,管径大小无要求(见图4)。点布置图4速度探头位置仪表的要求如下:a)试验前,应检查和校验静压皮托管,使其精度在±1%范围内。校准应覆盖预期测量速度下的雷诺数(基于探针直径)。b)差压测量设备在试验前后应校验,要求精度至少在最大允许压差的±0.25%范围内。只要满足规定的精度要求,机械量具、压力计和电子差压传感器都可使用。c)在试验中应定期检查速度探针是否完好。如有损坏则上次检查后测量的所有数据都应用另一校验过的探针重新测量。基于此原因,在试验中宜准备至少两个校验过的探针。d)在特定的流动条件下,速度探针可能产生振动,特别是大直径下或支撑不良的测点。如果发现振动,应排除,在严重振动时测得的数据应视为无效。测点位置的要求如下:a)测量位于测点上游和下游分别至少应有10倍和5倍于测量管直径长的直管段。b)测量截面上的测点至少分布在两个直径方向上且呈90°夹角。c)确保每个测点均衡,截面位置基于等面积加权法。d)直径≤610mm管路每个测量截面至少应有10个测点,更大直径管路至少应有20个测点。管道内径不能直接测量时,内径应用通用值或者用计算方法得出。在新的或者清洁设备中,这种计算方法是可行的,否则应考虑管内的清洁系数。当没有其他合适的测量方法时,示踪稀释法可用于测定大管道中的流量。采用此方法,试验前应明GB/T37753—2019确操作细节。由于在闭式系统冷却水中背景浓度持续上升,示踪染料稀释法能否在此情况下适用仍不确定。该方法宜用于背景浓度保持不变的直流冷却水系统。应考虑下列因素:a)示踪物充分混合是测量准确的前提。示踪剂注入口和采样点间应有100倍管径的距离。在试验前检查流体充分混合的方法是,在采样截面上的一条直径线上平均取九个点,并确认所有点的浓度相差在±10%之内。示踪剂应通过一根歧管或者水流中的一个点来注入。b)所测水流的背景浓度不应受染料回流的影响。在闭式循环中,也应确认试验前注入的所有染料完全混合,并充分溶于冷却水系统中。完全的混合大约需要5个循环周期。c)当背景浓度升高到大于先前计算值时,应停止测试;如果在背景浓度上升的情况下应进行测量时,应确定修正方法。d)示踪物注入位置和采样位置应在凝汽器进水或者出水处。连续采样或者定时采样均可行。如果注入点和采样点分别在凝汽器的两侧,要对浓度进行温度修正。对若丹明WT染料,可按照下式进行温度修正:式中:犉s—修正后的标准荧光度;犉θ—在环境温度下的测量荧光度;—荧光度标准测量温度,单位为摄氏度(℃—环境温度,单位为摄氏度(℃)。染料应不易被有机或无机表面吸收。现常用的示踪剂是若丹明WT荧光染料,任何被证明不受吸附或者无其他损失的染料都是可使用的。e)冷却水流动应当不因任何化学或泥沙浓度的干扰(例如,氯)而影响测量准确度。f)如果注入染料的质量或体积不能在该试验中直接测量,注射设备应注射所测系统的水以校准。g)染料浓度应使用经过校准的精密荧光测量计。荧光计或其他浓度测量仪应在试验前和试验后进行校准,校准使用三次校准结果中的最小值,并应有高于和低于试验预期的荧光浓度等级。仪器误差应不超过±1%。染料注射率的不确定度应为±0.5%或者更小。应在试验中对示踪染料注射器进行现场校准。在测量前,染料浓度应稳定,应在采样截面持续监测示踪物浓度。h)在试验开始前应停止向水流中引入化学物。在闭式循环水中,要求延长无处理间隔时间以净化冷却水系统中的化学物质,特别是氯,会影响染色剂。i)在测点和注射点之间要确保没有流入其他物质。在充分混合区和采样点中间流出物质将不会影响流量测量。对所有管道,特别是大管道,流量测量可采用多通道超声波测量法,测量精度应满足表6的要求。应考虑下列因素:a)无论管道尺寸多大,在同一截面沿圆周方向至少应测量4次。测点上游直管段至少应有10倍管径,下游至少为5倍管径,在任何一端不能有阻流件等障碍物。GB/T37753—2019b)应在试验前和试验后对超声波仪器进行零流量校准,确保设备测量准确,零流量标定应在满管状态下进行。c)以校验数据和之前可参考的实测数据作为试验工况测量准确度的验证。校准信息和数据将成为测试报告的一部分。d)管道内径是超声波测量方法的关键。管道内径的误差,影响总流面积,将直接改变了凝汽器性能的计算结果。e)淤泥和其他颗粒或气泡流动影响流量测量,应保证在系统安装前水源的清洁。f)超声测量法对冷却塔试验的误差或许会超过本标准的要求,应谨用超声波测量法,使用的所有仪表和传感器应可追溯。仪表和传感器应在与试验相似的环境下校准,相似性应包括几何相似和雷诺相似。g)在大管径上安装固定的超声波流量测量系统相当困难和昂贵,应在冷却水系统的设计和建设时提前做好准备,在安装时,确定管道横断面的准确直径。6.5.4.1进行汽轮发电机组的能量平衡计算,确定汽轮机低压缸排向凝汽器热负荷,根据凝汽器热负荷和冷却水进出口的温度差可直接确定冷却水流量。6.5.4.2采用能量平衡法确定凝汽器热负荷的试验应满足GB/T8117的规定。6.5.4.3凝汽器试验宜与汽轮机试验同时进行。6.6不凝结气体流量不凝结气体流量应在排气处或者靠近排气处测量,使用下述方法之一进行测量,并用其余方法中的一种进行验证:a)节流孔板;b)转子流量计;c)机械式风速仪;d)容积方法;e)流量传感器;f)其他能精确测量的方法或者仪器。在测试之前2h内应临时关闭抽气器进口阀,然后快速测量非凝结气体,之后进口阀再重新打开,不凝结气体抽吸量等于打开吸入阀后的测量值减去之前测得的非凝结气体量。由于凝汽器的蒸汽容积大,在不凝结气体测量中凝汽器试验压力或其他运行参数不应迅速上升。表5提供了本标准允许的最大不凝结气体流量。节流孔板元件及安装应符合本标准,不要求校准孔板流量计。应确保孔板上、下游有足够长度的直管段,压力测点合理布置,连接不同压力表的管路应有合理的直径并且从压力表一直下倾延伸到孔板,抽气出口的压力和温度应在孔板上游或者下游处测量。进行流量计算时,气体的物性如膨胀系数、密度、黏度等,以介质为饱和蒸汽确定。不凝结气体计算GB/T37753—2019方法参见附录E。管道和阀门应对中连接,管路中不应积水,按说明书操作。按说明书操作使用,对排气混合物中的蒸汽含量应予以说明。容积方法测量中需使用透明袋子,一旦袋中或者设备中充满,立即停止测量。对排气混合物中的蒸汽含量应予以说明。该仪器应对排气混合物中的蒸汽含量有所要求。试验过程中应监测和保持凝汽器的热井水位在设计范围内。试验过程中应监测并保持凝汽器的水室水位在充满状态。6.9冷却管清洁系数6.9.1.1凝汽器试验期间冷却管处于清洁状态,冷却管污垢热阻应为零。6.9.1.2当凝汽器清洁状况不确定时,应进行清洁系数检查。清洁系数试验包括视频检测和抽样调查。清洁系数比对试验参见附录F。6.9.2冷却管内部影像检测冷却管清洁系数不合格时,利用视频内窥镜等设备检查冷却管。视频检测至少包括每个流程的4~6组管束和抽气区域内3~5根管,视频检测应记录。对冷却管内的污垢应使用机械清洁装置、胶球、毛刷等进行清除。合适有效的清洁方法应通过试验确定。6.9.4后续性能测试清洗凝汽器冷却管并确认管子清洁之后,应对冷却管用干净水进行冲洗,直到引入冷却水。向凝汽器中注入冷却水并进行性能测试应在清洁后一周之内进行。6.10凝汽器水阻应用不同的压力表测量进口水室和出口水室间的压降。在凝汽器每个平行的循环水回路中至少有GB/T37753—2019一个差压计,试验前差压计应校验合格,其精度应为±1%,机械量具和电子差压计均可使用。溶解氧浓度试验应与凝汽器性能试验同时进行,并满足运行要求。在试验中,合理运行抽空气设备使漏入空气量维持在合格的范围内。6.11.2.1在添加任何化学除氧药品之前,在尽量靠近热井的凝结水的出口管道处,抽取含溶解氧的凝结水样品(见图1)。采样应使用采样泵,防止任何气体通过采样管路进入热井并流入采样泵。每个运行凝汽器均要在热井出口进行采样测量。6.11.2.2采样的管头应伸入凝汽器的出口管0.1m或1/4管径,取两个值的较小者。在采样管解氧探测仪之间用不锈钢导管连接,溶解氧探测仪和采样泵之间同样也用不锈钢导管连接。采样泵的排水应返回真空状态下的凝汽器。6.11.2.3也可在凝结水泵的出口取样,如果样品溶解氧浓度满足要求,则认为满足试验条件。6.11.3.1使用连续氧量分析仪时,应在规定流速和温度下进行采样。试验中应保持流速和温度恒定。6.11.3.2如果用传送管把样6.11.3.3在试验之前,应用足够的时间对采样管路和设备进行清洗,去除其中的气泡或气穴。宜采用便携式或者在线氧量分析仪。氧量分析仪整机测量误差应<±1.0μg/L。6.11.4.2试验前后,应对仪器进行校验。如果采用空气标定,应有足够的时间使分析仪中的氧和凝结水中氧气达到平衡。6.11.4.3如果氧量传感器被凝结水中的杂质污染,宜采用滴定分析法。按照6.4.1给出的程序测量凝结水温,热电偶套管应设置在尽可能靠近凝汽器并且位于凝结水泵入口管上。6.13凝结水盐度采用盐度法测量凝结水含盐浓度。海水的物性参见附录G。7结果计算7.1基本传热关系按照下式计算凝汽器热负荷:GB/T37753—2019式中:Q+—凝汽器热负荷;ℴ冷却水流量;c—冷却水比热;T—冷却水出口测量温度;T—冷却水入口测量温度。按照下式计算总体传热系数:式中:U+—总体传热系数;Ao—凝汽器有效传热面积;T—凝汽器压力下的饱和温度,由水蒸气表查得。按照下式计算管壁热阻:式中:R—冷却管管壁热阻;Do—冷却管外径;Di—冷却管内径;—材料导热系数。按照下式计算管侧热阻:式中:ℴ冷却管管侧热阻;k+—测量导热系数;Re+—雷诺数;pr+—普朗特数;GB/T37753—2019ℴ测量冷却水流速;ℴ冷却水动力黏度;ℴ冷却水密度;N—冷却管管数;n—冷却水流程数。循环水的物性参数根据平均水温T查得,T由下式确定: 通过相邻管束的对比试验确定污垢热阻。对j对管束,污垢热阻Rf由下式确定:式中管束i的污垢热阻如下:i-式中:T—凝汽器测量压力下的饱和温度;i—管束i中脏污管冷却水入口温度;i—管束i中脏污管冷却水入口温度;i—管束i中清洁管冷却水入口温度;i—管束i中清洁管冷却水入口温度。壳侧热阻按照下式计算:7.2凝汽器压力偏差结果计算管壁热阻为常量,取决于设计的壁厚和材料。因此有: 设计工况的管侧热阻:其中:∞*GB/T37753—2019冷却水的物性参数根据平均水温T查得,T为: 脏污热阻按照下式计算,在设计工况下清洁系数cf*为1.0时,设计的脏污热阻Rf*为0:其中:*压力Ps*对应的饱和蒸汽温度Ts*由水蒸气表查得。修正后的的壳侧热阻:如果不能测得试验工况下蒸汽流量W,则可用试验热负荷与设计热负荷之比代替。设计工况和试验工况下物性参数根据蒸汽凝结层的平均温度查得,凝结层平均温度可由下式计算:* 7.2.5总体传热系数修正后的总体传热系数:7.2.6凝汽器压力修正按下式计算修正后的凝汽器压力:查水蒸气表得到饱和蒸汽温度T对应的P即为修正后的凝汽器压力。修正后的凝汽器压力和凝汽器设计压力的差值按下式计算:如果差值大于或者等于0,则凝汽器压力达到设计要求;如果差值小于0,则凝汽器压力未达到设计要求。GB/T37753—2019多背压凝汽器的性能应通过分别计算每个压力室后得出。多背压凝汽器有多壳多背压凝汽器(见图5)和单壳多背压凝汽器(见图6)两种型式。如果汽轮机排汽平均分配到多背压凝汽器的每一压力室,其他主要的附加蒸汽热负荷排向某一特定压力室,如汽动给水泵的小汽轮机的排汽,则附加负荷应与对应压力室的热负荷相加。图5多壳多背压凝汽器图6单壳多背压凝汽器在多背压凝汽器中,冷却水总温升ΔT可测量得到,各压力室之间的温度,可假设每个压力室的温升正比于热负荷计算得出:其中:式中:—分别为凝汽器各压力室中冷却水温升;—分别为凝汽器各压力室的热负荷;Q—凝汽器总的热负荷。上式为图5和图6所示的三背压凝汽器的计算式,其计算程序同样适用于双背压凝汽器。GB/T37753—2019每个压力室在试验工况下的总体传热系数的计算同7.1.2。每个压力室的壳侧热阻的计算同7.1.6。每一压力室的凝汽器压力修正的计算方法与7.2给出的单背压凝汽器的计算方法相同。可根据7.2.8.1所述的方法来计算压力室之间的冷却水温度。7.3其他参数偏差修正7.3.1凝汽器水阻修正及验收准则修正后的凝汽器水阻:式中:Δ犘—凝汽器水阻试验值;狑*—设计冷却水流量。如果修正后的凝汽器水阻小于或等于设计值,则达到设计要求。否则凝汽器水阻未达到设计要求。7.3.2凝结水过冷度修正及验收准则凝结水试验过冷度:式中:Δ犜—凝结水试验过冷度;犜—凝结水试验出口温度。如果凝结水试验过冷度小于或等于设计值,则达到设计要求。如果大于设计值,则凝结水过冷度未达到设计要求。7.3.3溶解氧浓度验收准则溶解氧浓度试验应在规定时间间隔内、在凝结水的每根管出口测量溶解氧浓度,并对不同时刻测量值取平均值来确定。如果任何一根管出口的溶解氧浓度平均值大于设计值,则认为凝结水溶解氧浓度没有达到设计值。凝汽器性能分析计算实例参见附录H。GB/T37753—20198试验报告试验报告至少应包括以下内容:a)试验目的、结果和结论的概述。b)试验单位名单。c)试验凝汽器描述。d)凝汽器热力设计条件。e)试验方法,包括但不限于以下:1)所有装置的尺寸;2)管路及系统的布置;3)冷却水流量和测温装置的位置;4)试验仪器类型;5)本标准未规定的测量方法的描述。f)测量和观测说明。g)数据计算方法。h)误差修正方法及内容。i)试验结果和结论讨论。j)为了保证报告完整,需要提供辅助文档和其他信息如下:1)本次试验的装置,方法和环境的附录和说明书;2)仪器校正方法和校准证明;3)试验结果计算样本;4)数据列表和曲线;5)试验时的原始数据;6)现场的校准检查。GB/T37753—2019附录A(资料性附录)试验准备及流程图试验计划流程见图A.1。图A.1试验计划流程GB/T37753—2019冷却水流量试验仪表选择见图A.2。图A.2冷却水流量试验仪表选择GB/T37753—2019凝汽器压力试验仪表选择见图A.3。图A.3凝汽器压力试验仪表选择GB/T37753—2019试验仪器清单见表A.1。表A.1试验仪器清单测试参数使用仪器要求精度校验范围位置数值GB/T37753—2019试验计划检查清单见表A.2。表A.2试验计划检查清单试验方法目的和要求性能试验比对试验××确定全面的试验范围,详细统计需要测量的参数××选择最具成本效益的仪器和方法来进行参数测量×试验之前,对测量参数进行不确定度分析×按照合理的顺序安装仪表,先安装压力仪表,在它们各自的安装位置对仪器进行校验,以对环境变化进行补偿×确认压力仪表可使用,而且在有效期内×按照逻辑顺序安装测温仪器,把补偿导线延伸到数据记录仪器×确认温度仪表可使用,而且在有效期内××检查数据记录仪器运行是否正常,以及测量参数的稳定性××对安装过程进行检查,确保没有断路或存在缺陷的接地回路××当所有通路都正常工作时(仅用于数据记录仪方进行压力校验××检查所有的现场表计是否工作正常,如有必要可进行适当的校验(热电偶、表计、传感器等)××确保所有的校验都有详细的记录并达到本标准要求××在校验之后,记录运行工况下的所有压力、流量和温度以检查测量的可行性××当工厂信息系统运行时,准备一个包含相关压力、流量和温度的报表,保存或者打印几分钟的数据××对测量仪表、记录仪器和相关的硬件出现的问题进行处理××为试验各方和运行班组准备一份试验时间表,包括开始和停止时间、机组负荷和蒸汽流量、运行要求和其他与凝汽器运行相关信息××在达到协议要求的工况后,进行预备性试验(最长1h检查所有平均值的有效性××如果所有的仪器功能满足性能试验的要求,通知运行部门调整到试验工况××如果需要同时进行单独冷却水流量试验,则需要试验各方做好协调××确保试验系统隔离××按照试验时间表进行试验××为达到试验要求和目标,对时间表可进行必要的改变,但应对改变记录在案××回顾数据记录和报告以确保所有的仪器在整个试验过程中运行正常,如果有必要直接增加试验××当试验完成后告知电厂,可取消隔离使其返回正常操作模式××进行必要的计算并且对指定部分汇总成摘要结果××对数据记录和指定部分的报告进行备份××指导工作人员摘除所有的临时试验仪器、延长导线和电缆注:“×”表示实施该内容。GB/T37753—2019附录B(资料性附录)运行性能监测本附录描述凝汽器的运行性能检测和性能评估。运行性能检测中对仪器精度的要求低于验收试验,其监测重点和数据不同于验收试验,关键是重要参数的测量和再现性,如果数据可在相同的运行工况下再现,可通过对那些数据分析得到性能水平的修正系数。B.2性能监测试验构成性能监测可由定期试验延伸到实时在线试验。运行性能监测试验在不同电厂之间区别较大,它取决于电厂的需要、经济性和资源,包括凝汽器性能、仪器操作方法和数据采集分析方法。是否采用对凝汽器性能进行定期监测、连续监测或者两者结合的监测方式是一个重要决策。连续监测的主要优点是可及时获得发生变化的时间和当时的外部条件以便及时地做出操作和维修的响应,可通过急剧变化的初期征兆来预测情况,可连续地评估凝汽器对发电厂和成本的影响。但是,既要考虑到连续监测的固定设备的购置费用和维修费用,又要考虑定期监测的重复装配费用和数据采集,综合考虑后选择一个最佳方案。同时也要认识到越复杂和可靠性越高的性能监测需要设备数量越多。B.3需要监测的参数常规监测参数清单在5.3中已给出,这里特别强调的重点检测参数如下:a)凝汽器端差;b)凝汽器压力;c)循环水流量;d)循环水温升;e)凝汽器水阻;f)凝汽器管束脏污;g)漏入的空气量;h)凝结水过冷度。B.4测量监测本标准给出了验收试验的测量要求,只要上述传感器能在工况变化的时候传回足够精度的测量值,其测量要求可适当宽松但仍能满足性能监测。监测参数的具体要求见表B.1。需注意的是多数电厂安装的流量测量设备未达到一次流量测量装置的精度要求,包括循环水流量装置、给水流量装置和文丘里喷嘴。在精密试验中应校验电厂的一次元件以保证流量监测正确,例如与水泵动压头相关的水室出口压降或者在之前的示踪稀释试验用到的静压型皮托管。关于压力和温度仪器,参照本标准的仪器选择,也可采用一些新的仪器来完成试验。另外,为提高监测水平,在读数之前应使用自动快速清洗装置来清洁压力测量导管,在冷却水出口加装比热电偶精度更高的温度测量仪表。GB/T37753—2019表B.1运行监测参数测量参数性能监测方法冷却水流量水泵曲线/相对动压头、热平衡、校验过的流量仪器、水室出口差压冷却水出口温度热电偶套管、部分倾斜、与温度横断面相关的热电偶套管冷却管清洁系数水室和水室出口之间的差压、要求的背压、出口温度分布、端差凝汽器压力邻近管束的当前位置、所需传感器的校验温度当前的位置、要求的校验检查漏入的空气量同规程规定或连续监测型仪表参数变化的详细计算参照第6章。宜把所有的变量绘制成与时间、入口水温和发电量相关的曲线。把设计的传热系数、脏污系数、冷却水流量和漏入空气量等相关的数据标准化,以设计状态为基准点,绘出管束压降与出口水室压降的比率曲线来诊断污垢的增加。通过检查统计数据的变化,以及入口水温、电厂发电量和冷却水流量的符合度来检查数据的有效性,数据应准确、一致和可靠,根据试验人员的经验和监测的目标可进行适当进行修正。GB/T37753—2019(资料性附录)真空系统检漏概述汽轮机组运行中有少量的空气通过汽封或者缝隙漏入凝汽器和真空系统,还有水、汽中产生的不凝结气体进入凝汽系统。该部分空气的进入不可避免,且在凝汽器管侧传热系数设计时也有所考虑。如果管束中的空气量超过了表5中的限值,或者抽气设备抽气量低于设计工况流量,管束中的空气将会影响凝汽器性能。空气漏入的影响空气漏入产生最常见的影响如下:a)凝汽器压力偏高;b)凝结水溶解氧浓度高;c)抽气设备吸入管压降变大,抽吸能力降低。常见空气漏入部位抽气系统或凝汽器最常见的空气漏入来源在以下几个部位:a)低压缸:1)轴端密封和密封盖法兰;2)汽轮机缸体法兰;3)防爆膜;4)人孔盖;5)蒸汽联通管;6)汽轮机边缘渗透。b)汽水分离器至凝汽器的疏水管和排气管。c)汽轮机和凝汽器间的伸缩接口。d)蒸汽旁路渗透。e)给水加热器。f)凝汽器:1)凝汽器真空断路阀;2)凝汽器人孔盖渗透;3)凝汽器水室管板上部法兰;4)水室管侧法兰;5)热井渗透。g)加热器疏水罐(闪蒸罐)。h)凝结水泵。i)抽气设备。GB/T37753—2019j)抽气管路。真空检漏方法当检测的空气量大于表5中的限值时,需要查清凝汽器或者抽气设备是否有空气漏入。最简单的检查方法是关闭凝汽器和抽气设备之间的隔离阀,此时如果凝汽器压力上升并且抽气设备压力下降,问题在于凝汽器;如果凝汽器压力保持不变、抽气设备压力保持近似不变,则空气泄漏则源于抽气设备(见有多种检测空气漏入的方法,但最常用的是气体嗅探测试检漏。将示踪气体喷洒在凝汽器和真空设备的可疑漏点处(见C.3),在抽气口检测示踪气体。真空检漏流程一旦发现空气漏点,应当对漏入部位采用密封、维修或者更换部件等措施处理。检漏流程见图C.1。空气漏入检测流程GB/T37753—2019附录D(资料性附录)凝汽器气塞原因分析气塞是指在凝汽器管束中积聚大量空气,并使其传热效果恶化。D.2气塞的影响表面式凝汽器的压力由循环水温度和流量决定,而不凝结气体在凝汽器中的产生了额外热阻降低了凝汽器的换热效率。由于化学水处理过程中或者空气渗透的原因,经常有少量的空气泄漏到汽轮机或者真空系统中,这些空气渗入是不可避免的,该额外热阻在凝汽器管侧的传热系数设计值上也有所反映。如果管束中的空气比例超过了设计值(例如由于空气泄漏,抽真空能力的减弱等原因凝汽器热交换能力将减弱,导致凝汽器压力上升且凝结水溶解氧浓度增加。D.3气塞的诱因漏入的空气量超出抽气系统的处理能力,原因包括:a)抽气设备的除气能力减弱;b)管束周围没有足够的空间让蒸汽进入管束周围各个部位,也不能充分充满管束之间;c)热井水位过高阻止蒸汽进入管束底部;d)抽空气区设计不合理;e)变工况时,如低负荷运行和启动;f)由于设计和制造的缺陷或者设备故障(如翅片腐蚀蒸汽通过旁路进入抽气区域。D.4气塞检测方法D.4.1确定气塞的存在可增加运行多余的抽真空设备,如果凝汽器的运行压力明显降低并且其他参数(热负荷,冷却水流量,温度)保持不变,那么凝汽器存在气塞现象。凝汽器运行曲线体现了凝汽器背压与热负荷在冷却水流量和进水温度为定值时的关系。如果气塞发生,在给定工况下计算背压通常与凝汽器测量压力有所不同,根据运行特性曲线,可见该工况下计算的凝汽器压力会随着负荷减少而相对增加。GB/T37753—2019由于气塞发生时阻碍蒸汽进入管束区域,在受空气阻碍管束区域的冷却水温升明显降低。因此,准确的冷却管温升可判断气塞现象是否存在,并且可确定气塞发生的位置和气阻存在的区域。该方法在F.4.2中有详细说明。D.4.2气塞试验气塞试验的主要目的是确定满负荷下是否存在气塞和气塞发生的范围。根据漏入空气量,分析真空泵或抽气器运行性能,或者在不同负荷、不同空气泄漏量的情况下确定气塞发生的程度。判断气塞主要依据冷却管内水流温升的大小,如果这些冷却管内没有温升,或者温升很小,则说明在该管束范围内存在气塞。使用1.6mm直径的“E”型热电偶,用柔韧性好并隔热的护罩包装好,将热电偶热端安装在所选冷却管的流体的出口,出口处热电偶要辅以尼龙或者塑料接口安装(见图D.1)。可利用套环把热电偶附在管板上,并以“P”型夹具和环氧树脂连到水室的连接处。要求热电偶测量误差小于±0.15℃。要求每100根冷却管至少安装一支热电偶。在空气冷却区,要求每50根冷却根至少一支热电偶。在相同管束的水室进口处也安装一支热电偶,以测量温升。在水室进口处还要安装另一支热电偶来测量入口水温。图D.1冷却管出水温度测量D.5改善气塞如D.3所述,气塞发生原因众多,解决方法取决于引起气塞发生的原因。气塞诊断方法如下:a)检查空气泄漏。检测空气泄漏参见附录C:1)如果检测到空气泄漏,泄漏点应当被封堵或修复;2)如果检查出空气泄漏不是问题所在,应检测抽真空设备的问题,参见附录E。GB/T37753—2019b)检测是否因抽空气设备原因所致。如果是该原因,应参照附录E处理。c)检测是否是通往凝汽器抽气设备的旁路问题。该办法可通过测量凝汽器抽气管连接处的温度来实现。如果温度大于或等于冷却水出水温度,则表明混合物中的蒸汽量较高。如果这种情况一直存在而得不到改善,那么排气设备的运行将会受影响。蒸汽旁路问题可能是施工建设问题、设备故障(如挡板腐蚀甚至是设计缺陷。d)如果以上工作都不能确定气塞成因,则应依照D.3中列举的运行问题或设计问题来检测。GB/T37753—2019附录E(资料性附录)抽气设备性能分析在一定条件下,凝汽器的压力取决于抽气设备的性能。抽气设备可是射水抽气器、射汽抽气器、水环式真空泵或者两者的结合体。为了适应空气漏入量和冷却水温度的变化,抽气设备应具有变工况运行的能力并高效运行,监测和分析抽气设备性能是必不可少的。E.2射汽抽气器影响射汽抽气器性能的参数如下:a)抽气压力和温度;b)出口压力和系统背压;c)工作蒸汽压力、温度和湿度;d)汽-气流量;e)中间凝结器冷却水进口温度;f)中间凝结器冷却水流量。E.2.2主要测量参数评价射汽抽气器性能的主要测量参数如下:a)抽气压力和温度;b)工作蒸汽的压力和温度;c)汽-气流量;d)中间凝结器的冷却水进口温度和流量。E.3水环式真空泵影响真空泵性能的参数如下:a)抽气压力和温度;b)出口压力、背压和空气系统;c)转速;d)吸气功率;e)密封水的流量和温度;f)冷却水流量和温度;g)汽-气流量。GB/T37753—2019E.3.2主要测量参数评价真空泵性能的主要测量参数如下:a)抽气压力和温度;b)密封水的流量和温度;c)冷却水流量和温度;d)汽-气流量。E.3抽气设备性能下降的表征抽气设备性能下降的表征有:a)气塞;b)背压高(凝汽器绝对压力c)高浓度溶解氧聚集在凝结区中;d)抽气设备运行不稳定;e)噪声过大;f)水环真空泵耗功高。E.4汽-气混合物排除凝汽器排气口连接处的汽-气混合物的状态对凝汽器的性能计算影响很小,但对排气设备的性能影响显著,并且混合物大量蒸发到空气中的现象是凝汽器出现故障的征兆。如果凝汽器排气口连接处的温度大于或者等于凝汽器出口冷却水的温度,则表明抽气器的蒸汽负荷增大,这将对排气设备的性能产生不利影响。通过在凝汽器排气口连接处测量汽-气混合物的压力和温度,以确定其排出凝汽器的状态。通过下面公式计算饱和状态下不凝结气体中的蒸汽含量:式中:犠v—单位重量不凝结气体中的蒸汽重量;犿v—水蒸气的相对分子质量;—不凝结气体的相对分子质量;犘t—凝汽器排气口处混合物的总压力;犘v—凝汽器排气口处混合物温度对应的蒸汽分压力。对水蒸气和空气的混合物,蒸汽的相对分子质量为18,空气的相对分子质量为29,则犘E.5漏入空气量除沸水堆外,可在装有射汽抽气器系统的后冷却器出口和水环真空泵系统的汽水分离器的出口测量不凝结气体的流量以确定漏入的空气量。对于流量系数为0.607的法兰连接的节流孔板,利用下式计算空气量:GB/T37753—2019\式中:d—节流件的孔径,单位为米(mPt—混合物的总压力,单位为千帕(kPaPv—混合物中水蒸气的分压力,单位为千帕(kPaT—混合物温度,单位为摄氏度(℃ΔH—节流孔前、后差压,单位为千帕(kPaβ—节流件孔径与上游管道内径之比;E.6抽气设备性能诊断抽气设备性能诊断流程见图E.1。图E.1抽气设备性能诊断流程GB/T37753—2019GB/T37753—2019GB/T37753—2019GB/T37753—2019附录F(资料性附录)清洁系数比对试验F.1试验目的和方法清洁系数比对试验目的是对凝汽器的脏污程度进行分析,确定凝汽器管束的清洁系数,以便将试验的凝汽器总体传热系数修正到设计或者保证条件下,使凝汽器性能试验结果更加准确。比对试验是测量几组相邻两管的出口水温,每组中的一根管子是清洁的或者新的,而另一根管子维持原来的脏污状态。由于检修时对凝汽器已进行全面的清洗,所以两根比对试验管具有完全相同的传热条件,即认为凝汽器压力、冷却水流量和速度相同。测得出口水温后,将两根试验管的导热系数进行对比,从而得出管束的污垢热阻。性能试验规程中的相关内容也适用于清洁系数比对试验,不同之处在于:a)脏污程度评估的所选管对;b)脏污试验所需的附加仪器;c)根据比对试验得到每对管子的脏污测量值,计算凝汽器整体性能保证值。试验后和试验前的不确定性分析的方法和数据应保持一致。比对试验中的漏入空气量应满足表F.1的要求,且试验前应予以确认,以保证试验凝汽器的性能不受影响。不凝结气体量的测量可参考GB/T13930,试验前要检查所有抽气设备工作正常。表F.1清洁系数比对试验不凝结气体量限值(漏入空气量)凝汽器壳体数进入凝汽器的总排汽量t/h不凝结气体量限值1<45.352GB/T37753—2019凝汽器壳体数进入凝汽器的总排汽量t/h不凝结气体量限值3F.2测点位置选出作为清洁系数试验的管对(双管)数为管束中管子总数的1/2000,但每个管束不应少于4对且不多于16对,选出的管对(双管)应位于管束的形心处。不宜选取管束边缘处的3排作为试验管对,无论凝汽器是单流程、双流程和多压型式,试验选取管子对数的原则相同。测试多流程表面凝汽器时,要将回水箱水温与邻近管束水温对比。回水管路中的管对的污垢热阻也应计算,并作为按式(F.1)计算平均值R时的附加数据。多背压凝气器的脏污测量方法见F.9。F.3试验条件如果可能,清洁系数试验应和凝汽器的传热试验同时进行,或者在其前后很短的时间内进行。除了出口水温度,还要求测量冷却水流量、进口水温和凝汽器压力。测量、校验、试验条件和参数界限都应遵循本附录和表5列出的相关要求。一个试验工况要求在30min内至少测得四组数据。F.4出口温度测点安装出口温度测量点应在凝汽器下游的合适位置,该位置应满足以下条件:试验机组流出的冷却水没有与其他流量混合,从出水管到环境中的散热损失小于凝汽器热负荷的0.2%,确定出口冷却水温不存在分层现象。在一个垂直截面至少有五个温度测点,并验证其温度差小于0.11℃或凝汽器进出口平均温升的1%,不应超过两值的较大者。试验中测量温度可采取将传感器直接插入流体或者如6.4.1所述的用热电偶套管的方式进行测量。F.4.2脏污管出口温度对于脏污管试验,在每根管子的出口应安装温度传感器,要求传感器对管子的阻塞最小且可准确地测得出口水温。传感器安装应牢靠,具有良好的防水性,能承受水流冲蚀和冷却水的出口水温。温度传感器的导线在出口管板的管孔之间固定牢靠,从采样管引出。在壳侧隔开的双流程或者多压凝汽器中,应测量第一壳体流程之后的管束中管对的入口温度,方法和出口温度的测量相同。传感器固定的一般要求:a)如果冷却管伸出管板外有足够长度,可如附录D中所示的那样使用塑料套管;GB/T37753—2019b)只要传感器能伸到流体中,可把传感器直接固定在管板上;c)如果阻塞小于管内流动面积的5%,则可把小件物体设置在管内,以固定传感器。F.5冷却管温升在清洁系数试验中测量冷却水温升,应用电阻温度计或者热电偶测量,但其温度测量系统的不确定度应小于0.1。使用热电偶时,宜直接使用温差测量仪器。如果使用电阻温度计,宜将测量冷却管进口温度和出口温度的一对电阻温度计作为一体进行校验,以减小校验误差对两个电阻温度计之间温差的影响。在清洁系数试验前后,如果冷却水进出口温差超出正常范围,而且进口水温小于2.8℃,则应校验温度测量仪表。在清洁系数试验之后,应检查所有仪器的连接管,确保其足够清洁、没有任何堵塞和不存在任何可能影响试验结果的因素(管子的污垢除外)。F.6凝汽器传热热阻管壁热阻和管侧热阻按试验规程中给出的方法计算。F.7脏污热阻通过相邻管束的比对试验来确定脏污热阻。对于j对管束,由下列各式确定脏污热阻Rf:其中每对管子的脏污热阻由下式计算:式中:R—第i对管脏污管的脏污热阻,单位为平方米摄氏度每瓦(m2·℃/WT—凝汽器压力下的饱和温度,单位为摄氏度(℃);Tf.i—第i对管脏污管冷却水进口温度,单位为摄氏度(℃Tf.i—第i对管脏污管冷却水出口温度,单位为摄氏度(℃Tc.i—第i对管清洁管冷却水进口温度,单位为摄氏度(℃Tc.i—第i对管清洁管冷却水出口温度,单位为摄氏度(℃)。F.8壳侧热阻按下式计算试验工况的壳侧热阻:三背压凝汽器同单压凝汽器的计算方法相同,通过相邻管束的比较试验来确定脏污热阻。对j对管束,由下列各式确定每一压力室的脏污热阻Rf:GB/T37753—2019ii式中:Rf.x—凝汽器x压力室的脏污热阻;—凝汽器y压力室的脏污热阻;—凝汽器z压力室的脏污热阻;i—凝汽器x压力室中第i对管脏污管的脏污热阻;Rf.y.i—凝汽器y压力室中第i对管脏污管的脏污热阻;Rf.z.i—凝汽器z压力室中第i对管脏污管的脏污热阻;Ax—凝汽器x压力室的冷却面积;Ay—凝汽器y压力室的冷却面积;Az—凝汽器z压力室的冷却面积;Ts.x—凝汽器x压力室的饱和温度;Ts.y—凝汽器y压力室的饱和温度;Ts.z—凝汽器z压力室的饱和温度;Tf.2.i—凝汽器x压力室中第i对管脏污管冷却水出口温度;Tf.3.i—凝汽器y压力室中第i对管脏污管冷却水出口温度;Tf.4.i—凝汽器z压力室中第i对管脏污管冷却水出口温度;—凝汽器x压力室中第i对管脏清洁冷却水出口温度;—凝汽器y压力室中第i对管清洁管冷却水出口温度;—凝汽器z压力室中第i对管清洁管冷却水出口温度。在多壳式多压凝汽器中,可测得每个压力室的冷却水出口温度,用该温度来计算脏污热阻。对于单壳式多压凝汽器,不能直接测得各压力室之间冷却水温,可按照7.2.8所述方法,求出热负荷后再计算出各压力室之间的冷却水温度:iGB/T37753—2019TTΔtTTi=tTi=t式中:Q—三压凝汽器总的热负荷;Qx—凝汽器x压力室的热负荷;Qy—凝汽器y压力室的热负荷;Qz—凝汽器z压力室的热负荷;Δtf.i—第i对管中总脏污管测量冷却水温升;ΔTf.x.i—凝汽器x压力室中第i对管脏污管冷却水温升;ΔTf.y.i—凝汽器y压力室中第i对管脏污管冷却水温升;ΔTf.z.i—凝汽器z压力室中第i对管脏污管冷却水温升;Δtc.i—第i对管中总清洁管测量冷却水温升;ΔTc.x.i—凝汽器x压力室中第i对管清洁管冷却水温升;i—凝汽器y压力室中第i对管清洁管冷却水温升;—凝汽器z压力室中第i对管清洁管冷却水温升。多背压凝汽器的每个压力室的壳侧热阻的计算同F.8。F.10不确定度分析为检验试验结果是否满足5.2规定的不确定度要求,应进行不确定度分析。不确定度分析的基本变量定义为:bj—参数j的系统不确定度;sj—参数j的随机不确定度;θj—参数j的灵敏系数;unj—置信度为95%时修正后参数j的标准不确定度。测量仪器要求见表F.2。GB/T37753—2019表F.2测量参数及最大允许不确定度测量参数最大允许不确定度凝汽器压力绝压变送器误差最大不确定度±0.07kPa进口水温±0.06℃出口水温冷却水流量测量读数的±2%冷却管水阻测量读数的±2%泄漏空气限度注:最大允许不确定度为仪表满量程下的不确定度。F.10.2凝汽器修正压力的标准不确定度凝汽器修正压力的标准不确定度计算式:\式中系统不确定度和随机不确定度:式中:ww冷却水进水温度、冷却水出水温度、脏管进水温度、脏管出水温度、清洁管进水温度、清洁管出水温度等对凝汽器修正压力的系统不确定度;STc—分别为排汽流量、冷却水流量、凝汽器压力、冷却水进水温度、冷却水出水温度、脏管进水温度、脏管出水温度、清洁管进水温度、清洁管出水温度等对凝汽器修正压力的随机不确定度;—分别为排汽流量、冷却水流量、凝汽器压力、冷却水进水温度、冷却水出水温度、脏管进水温度、脏管出水温度、清洁管进水温度、清洁管出水温度等对凝汽器修正压力的灵敏系数。表达式如下:a)蒸汽量灵敏系数:GB/T37753—2019b)冷却水流量灵敏系数:c)凝汽器压力灵敏系数:d)进口水温灵敏系数:e)出口水温灵敏系数:f)脏污管道进口水温灵敏系数:g)脏污管道出口水温灵敏系数:h)清洁管道进口水温灵敏系数:i)清洁管道出口水温灵敏系数:按本标准规定的方法和程序评估每一个独立测量参数的系统不确定度和随机不确定度,否则,结果将超出了规定的范围。F.10.3凝汽器水阻的标准不确定度修正到设计工况下的凝汽器水阻标准不确定度计算式:\式中系统不确定度和随机不确定度:22式中:—分别为冷却水水阻和流量对修正水阻的系统不确定度;—分别为冷却水水阻和流量对修正水阻的系统不确定度;—分别为冷却水水阻和流量对修正水阻的灵敏系数。表达式为:F.10.4凝结水过冷度的标准不确定度凝结水过冷度的标准不确定度计算式:GB/T37753—2019 \式中系统不确定度和随机不确定度:式中:—分别为排汽温度和凝结水温度对过冷度的系统不确定度;—分别为排汽温度和凝结水温度对过冷度的随机不确定度;T—分别为排汽温度和凝结水温度测量对过冷度的灵敏系数,表达式为:ss试验条件下饱和温度和凝结水温度对应的灵敏系数分别为1和-1。F.10.5凝结水中溶解氧浓度的标准不确定度凝结水中溶解氧浓度的标准不确定度计算式: (F.48) 式中:—分别为排汽温度和凝结水温度对溶解氧浓度的系统不确定度;—分别排汽温度和凝结水温度对溶解氧浓度的随机不确定度;—分别为排汽温度和凝结水温度测量对溶解氧浓度的灵敏系数;表达式为:GB/T37753—2019附录G(资料性附录)海水物理性质本附录中海水的密度、比热容、导热系数和黏度见图G.1~图G.4。图中海水标准浓度为每1000g海水含有34.483g的固体。图G.1海水的密度图G.2海水的比热容GB/T37753—2019:本图用到的海水标准浓度为图G.3海水的导热系数图G.4海水的动力黏度GB/T37753—2019附录H(资料性附录)本附录举例说明表面式凝汽器的热力性能试验结果的计算过程,计算遵循性能试验规程第7章、附录F的规定,其计算公式和符号、单位与其一致,计算实例为单流程凝汽器。表H.1给出了凝汽器的设计参数,表H.2给出了试验过程中采集到的数据,表H.3给出了设计和试验工况下水和蒸汽的性质,表H.4给出了清洁度试验数据和计算,清洁度试验应与凝汽器试验同时进行。表H.1凝汽器设计参数名称单位数值名称单位数值型式—单压冷却水流通面积流程数个1冷却水进口温度℃3管子数根冷却水出口温度℃0管子材质 90/10Cu/Ni冷却水流量管子热导率W/(m·K)清洁系数%管子外径m凝汽器压力kPa壁厚m凝汽器热负荷W8有效长度m凝汽器水阻kPa管子外表面积凝结水流量表H.2试验数据名称单位测点数平均值读取次数标准偏差平均标准偏差冷却水进口温度℃28冷却水出水温度℃86冷却水流量1凝汽器压力kPa凝结水流量15凝汽器水阻kPa1注:冷却水平均流量用皮托管测量,标准偏差基于管子中心处皮托管的12个读数。GB/T37753—2019表H.3蒸汽和冷却水的性质名称单位设计试验进入凝汽
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