高压加热器结构及作用

范文一：高压加热器结构及作用

高压加热器结构及作用北极星电力网技术频道作者:佚名 2011-3-31 9:25:01

所属频道: 火力发电关键词: 高压加热器火电

过热蒸汽冷却段：过热蒸汽冷却段是利用从汽轮机抽出的过热蒸汽的一部分潜热来提高给水温度的，它位于给水出口流程侧，并由包壳板密闭。采用过热蒸汽冷却段可提高离开加热器的给水温度，使它接近或略超过该抽汽压力下的饱和温度。

从进汽接管进入的过热蒸汽在一组隔板的导向下以适当的线速度和质量速度均匀地流过管子，并使蒸汽保留有足够的过热度以保证蒸汽离开该段时呈干燥状态，这样，当蒸汽离开该段进入凝结段时，可防止湿蒸汽冲蚀和水蚀的损害.

3)高加的投停原则：

投运原则：高加投运时，应先投水侧;再投汽侧，高加可随机启动，也可定压启动，定压启动时，应由低向高逐台启动。

停运原则：高加停运时，应先停汽侧，再停水侧，高加可随机滑停，也可定压停运，若定压停运，先由高向低停汽侧后，再将给水走旁路，如高加水侧进出口阀门不严，应设法关严。

4)高压加热器的启动运行保护措施：

高加主给水水质未达到运行规定值时，该高加系统不得启动。

在启动运行阶段，须待机的时间足够长，以避免各部件中的温度升高太快，产生较大的热应力。启动和停运过程中应严格控制高加出水温度变化率在升负荷时不超过3℃/min，降负荷时不超过2℃/min。

高加原则上应随机组滑启滑停，当因某种原因不能随机组滑启滑停时应按“由抽汽压力低到抽汽压力高”的顺序依次投入各台高加，且按“由抽汽压力高到抽汽压力低”的顺序依次停运各台高加。

严禁已泄漏的加热器投入运行。

高加必须在水位计完好，报警信号及保护动作正常的情况下才允许投入运行。

5)高压加热器的停运：

按抽汽压力由高到低逐个停用。

缓慢关闭进汽阀，使温度的变化平缓，控制给水温度下降速度不大于2℃/min，以防由于热应力使换热管与管板连接处焊接接头及管板边缘处产生裂纹。

关闭壳侧空气阀。

开启给水旁路阀。

关闭给水进、出口阀，关闭疏水调节阀。

开启水侧放空气阀，防止进汽阀不严泄漏，给水因升温热膨胀而超压

来源：BJX

范文二：300MW机组高压加热器结构特点

锅炉制造第 3 期 No . 3 年 8 月 2003 Aug. 2003 BOIL ER MANUFACTURING

() 文章编号 :CN23 - 1249 200303 - 0029 - 03

300 MW 机组高压加热器结构特点

牛相山 ,李红

()哈尔滨锅炉厂有限责任公司 ,黑龙江哈尔滨 150046

摘要 :简要介绍了哈锅 300 MW 机组高压加热器发展概况及给水入口管端、过热蒸气冷却段出口部、疏水冷却段入口部、上级疏水入口等部件的结构特点。

关键词 :高加水室 ;蒸气冷却段 ;疏水冷却段 ;凝结段 ;上级疏水入口

中图分类号 :TK264. 9 文献标识码 :B

300 MW High Pressure Heater Structure Characteristic

NIU Xiang - shan , LI Hong

( )Harbin Boiler Co . ,Ltd. ,Harbin 150046 , China

Abstract : The development of 300 MW high pressure heater of Harbin Boiler Co . ,Ltd. and the structure

of feedwater intake tube - end 、DSZ 、DCZ and Drain Inlet etc. are introduced.

Key words : channel for HP heater ; DSZ; DCZ; CZ; drain inlet

0 引言 1 高压加热器基本结构特点

1. 1 水室结构设计哈锅建厂 40 多年以来 ,生产了上千台各种形

高加泄漏的一个主要泄漏点是高加管系给水式的高压加热器 ,其中第 1 套配 300 MW 机组的 U

入口端的泄漏 ,其产生的主要原因是由于管端侵型管、卧式高压加热器于 1990 年底随山东黄台电

蚀和焊胀不当造成的。产生侵蚀的原因现已很清厂 # 8 机组投入运行 ,现已有 10 多年的历史。在

楚 ,为了避免或降低管端冲蚀的强度 ,从设计上主 10 多年来的开发研究中 ,注重经验的积累和对国

要考虑了以下几个方面 :降低水室的紊流度 ,这包外加热器的研究比较 ,尤其对各国易损部位所采

括合理的水室尺寸 ,给水进口位置 ,水室、管束内取的措施进行反复研究 ,并综合国内外先进技术 ,

的流速 ;改善给水管入口处结构 ,降低产生束流和对高加的设计、制造进行了合理改进及完善 ,形成

涡流的程度 ;改善管子与管板的连接方式 ;选择合哈锅第二代、第三代改进型产品。为了进一步提

理的管束材料等。高高加产品的技术含量 ,参与国际市场的竞争 ,

合理的水室尺寸是降低水室紊流度很重要的 2001 年哈锅与日本东芝公司正式签订了《高压给

一个方面 ,较深较大的水室使得管端远离进口涡水加热器技术转让合同》。目前 ,已完成全部资料

流区 ,降低涡流对管端的影响 ,但同时会带来制造的吸收和转化工作 ,并根据东芝公司 KD 、KS、KQ

成本的增加 ,因此合理的水室结构加上辅助措施设计、制造、检验标准制订了公司设计、制造、检验

才是解决问题的方法。给水入口整流筒是消除水规程 ,并完成了 300 MW、600 MW 机组高压加热器

入口涡流的有效措施之一 ,但对于采用球形封头的设计 ,并开始投入生产。

收稿日期 :2003 - 03 - 18

() 作者简介 :牛相山1968 - ,男 ,1991 年毕业于哈尔滨船舶工程学院 ,工程师 ,从事电站辅机设计。

?30 ? 锅炉制造总第 189 期

的大型高加来说 ,实际效果并不明显 ,在管板靠近 ,借鉴本东芝公司引进福斯特 —惠勒公司技术后

立式高加防止汽水冲击的结构 ,在蒸汽冷却段出整流筒的位置 ,冲蚀仍十分明显的存在。现各公

口处与壳体之间设置出口通道 ,避免蒸汽直接冲司多采用镇流板、多孔稳流板、栅形板、多孔压板

蚀管子 ,同时为降低出口流速又适当地加大了设等 ,辅助于不锈钢防磨套管 ,有明显的效果。由于

备直径 ,达到了良好的防冲蚀效果结构上的原因 ,管端入口束流问题仍然存在。

在大型机组高加上采用逆、顺分流布置的形管子和管板的焊接方式也是影响管端冲蚀泄

式 ,这样即可以解决管系振动问题又可降低压力漏的另一个因素。焊接按形式可分为凸口、平口

损失 ,提高机组的效率 ,同时大大降低了蒸汽冷却和凹口焊 ,一般强度焊要求采用前后两种 ,平口为

段出口的蒸汽流速 ,有效地防止了蒸汽冷却段出密封焊。20 世纪 70 —80 年代开始采用凹口焊接 ,

() 口处的冲蚀。目前国外在大型或主要加热器普遍都采用凹口

焊 ,它易操作 ,但管子金属熔融多 ,管板上堆焊金 1. 3 疏水冷却段入口部

属熔化少 ,而堆焊材料与管子相比 ,前者的可焊性疏水冷却段入口附近管束受汽水侵蚀的情况要好得多 ,但这种焊缝易产生缺陷 ,产生的内应力也比较普遍 ,这与高加运行因素有关。对 1 台设也较大。与此相反 ,凹口焊的堆焊层材料熔化多 , 计和运行都良好的高加来说 ,在任何工况下疏水焊缝不易出现缺陷 ,产生的内应力较小。掌握了冷却段入口均应淹没在疏水中 ,整个疏水通道的这种焊接技术 ,焊接缺陷可减少到最小程度 ,另一面积是按流过的疏水设计的。但是当出现汽水两方面凹口焊缝在给水入口部位的阻力小 ,流型好 , 相流动时 ,流速就会大大加快 ,从而使管束产生振对防止入口束流是有利的 ,且凹口焊缝的应力状动和冲蚀。汽水两相流动的冲蚀将对高加造成极态好 ,有利于高加的长期良好运行。大的伤害 ,应避免这种情况的发生。

哈锅在防止高加管子给水入口冲蚀方面借鉴汽水两相流动的冲蚀主要是低水位或无水位了东芝公司多年的研究和实践经验 ,采用碗型管运行 ,使未凝结的蒸汽和疏水一起进入疏水段造板结构 ,增大了水室空间 ,使管端远离了给水入口成的。另一个原因是疏水段入口通道较小 ,流速管 ;管子与管板焊接采用内凹焊 ,形成较好的给水较快、压力大产生的。因此 ,一方面在运行时要杜流线 ,降低管端入口束流冲击 ,加上较厚的耐冲蚀绝低水位或无水位运行 ,另外在设计时也要应充的喇叭形孔整流压板 ,辅助于不锈钢防磨套管 ,形分考虑到各种因素的影响 ,避免汽水两相流动的成了完整的入口防冲蚀结构。产生。高加正常水位的制订也要考虑多方面的因 1. 2 蒸汽冷却段出口部素 ,防止汽水冲蚀。

高加蒸气冷却段出口处与凝结段第 1 块隔板美国福斯特 —惠勒公司设计的高加在疏水入间的管子是另一处易损坏的部位 ,该部位的损坏口部位加装潜入装置来解决低水位运行问题 ,英一般认为是该区汽流速度较快 ,且蒸汽中含有水国机组高加在疏水入口部位采用疏水井结构 ,也雾 ,汽水冲刷形成。这种水雾可能是因蒸汽温度有良好的效果。日本东芝公司在此处又有新的发较低 ,湿度增加所致。因此该段的设计除充分考展 ,并制定了严格的规程 ,结构上采用疏水潜入槽虑蒸汽出口的过热度和进行各负荷校核外 ,在结装置 ,使疏水流速大大降低 ,水位控制更为稳定构上要避免蒸汽直接冲蚀管子 ,并且使蒸汽尽快 () 见图 1。

均匀分布到凝结段 ,以达到防冲蚀、提高换热效率 1. 4 高加蒸气冷却段、疏水冷却段的目的。过热蒸汽冷却段和疏水冷却段包壳板采用整

国外一些制造厂在此方面有不少经验可以借体压制 ,无焊接点、成型好、装配精度高、内部漏流鉴 ,ABB 公司为避免蒸汽出口直接冲蚀管子 ,采用小 ,保证了传热的高效。过热蒸汽冷却段内蒸汽管系中间设置蒸汽通道的结构 ,哈尔滨锅炉厂早以逆流或逆、顺混合的方式在该段内进行流动换期的 300 MW 机组也采用这种结构。这种结构可热 ,以达到良好的换热目的和有效的降低阻力损以有效避免蒸汽直接冲蚀到换热管 ,但这种蒸汽失 ,提高机组效率。

通道较为笨重 ,金属耗量较多 ,阻力也较大 ,影响过热蒸汽冷却段进口区采用了新型调整环结设备的换热效率。福斯特 —惠勒公司的设计没有构 ,以改善设备的组装和运行时产生的热应力 ,使设置中间蒸气通道 ,早期的高加此处损坏较多 ,日结构比以前结构更为合理。

第 3 期牛相山 ,等 :300 MW 机组高压加热器结构特点 ?31 ? 结气体尽快排出。

1. 6 上级疏水入口保护装置受到蒸汽和疏水

直接冲击的部位 ,也是管束

易损坏的部位 ,在其入口区一般都设置了不锈钢

防冲板 ,但这些区域的管束受到侵蚀的现象仍比

较普遍 ,尤其是疏水进口区域。这主要是上级疏

水进入压力较低的一级高加中会迅速汽化 ,水滴

随高速汽流运动 ,侵蚀较大的区域。因此 ,上级疏

水入口保护装置的设计既要考虑有足够的扩容空

图 1 疏水冷却段疏水入口结构对比间 ,又要有较大的防护区域。目前 ,公司在这方面

疏水冷却段采用整体包壳板进行密封 ,疏水也作了一些改进 ,设置了双重防护进行汽水分流 , 出口区采用独特的疏水水室结构 ,避免由于结构可以较好地杜绝上级疏水入口的侵蚀问题。原因造成疏水冲蚀 ,并改善疏水段的密封性 ,提高 1. 7 水位指示接口位置现场常常发生同一高加了装配质量。疏水冷却段在计算时考虑了边缘涡上各个水位测量装置流、包壳板和隔板间隙以及包壳板回热引起的传测得的水位不一致 ,而且相差较远的问题 ,其产生热偏差 ,并进行了传热修正计算 ,以保证设备达到的原因有两方面 :一是水位计在设计安装不当 ;二设计要求。是有假水位指示。第 1 种情况只要在安装时作些 1. 5 凝结段传热和不凝结气体排出改进即可解决问题 ,第 2 种情况比较复杂 ,产生的

蒸汽凝结段是加热器的主要传热区 ,类似矩原因也较多。加热器汽侧通过上部平衡管开孔处形的隔板设计 ,增大了蒸汽流动空间 ,使通过蒸汽的蒸汽流速太高 ,该处静压降低 ,由于抽吸作用 , 通道的蒸汽更快、更均匀分布在凝结段 ,并避免高会降低上部平衡管内部的压力 ,使水位计的指示速蒸汽和它的凝结水珠撞击管子外表面可能产生高于加热器的实际水位 ,在加热器内部由于汽侧的坑蚀。蒸汽在凝结段向心式流进管束 ,沿蒸汽压损的存在从而使水位有坡度。因此 ,加热器接凝结段中心设有内置式排气装置 ,在运行过程中口的位置必须慎重选择 ,免受壳体内压差及流动不间断地排除不凝结气体 ,保护管束免遭腐蚀 ,保不均匀的影响。东芝公司在这方面有多年的实际证有良好的传热效果。经验 ,并在其设计中有详细的规定 ,引进型高加也

蒸汽携带入加热器内的空气等不凝结气体的将充分考虑东芝公司的经验和国内实际需求进行数量虽然很少 ,但却不断流入 ,不凝结气体在管子设计 ,以保证流体介质稳定测量和读数具有代表外壁的凝结水膜周围形成一个气体层 ,减慢蒸汽性。

扩散到凝结水的速度 ,大大增加了汽侧传热热阻 , 参考文献因此充分地排放不凝结气体是很重要的。但是在

[ 1 ] 董卫国 ,徐则民. 火电厂给水加热器的运行、维护和整个凝结段不同区域的换热量是不同的 ,产生不

检修[M]. 北京 :中国电力出版社 ,1996. 凝结气体的量在不同的区域也是不同 ,设计合理 [2 ] 蔡锡琮. 高压加热器 [ M]. 北京 : 水利电力出版社 , 的、完善的不凝结气体排出系统是良好的传热效 1995. 果的保证。国内在设计、运行时对此都重视不够 , ()编辑 :刘宝珍引进型高加除了不凝结气体定量计算外 ,在结构

上也充分考虑了凝结水对排气管的影响 ,使不凝

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范文三：300MW机组高压加热器结构特点

300 MW 机组高压加热器结构特点

牛相山 ,李红

()哈尔滨锅炉厂有限责任公司 ,黑龙江哈尔滨 150046 摘要 :简要介绍了哈锅 300 MW 机组高压加热器发展概况及给水入口管端、过热蒸气冷却段出口部、疏水冷

却段入口部、上级疏水入口等部件的结构特点。

关键词 :高加水室 ;蒸气冷却段 ;疏水冷却段 ;凝结段 ;上级疏水入口中图分类号 : TK264. 9 文献标识码 :B

300 MW High Pressure Heater Structure Characteristic

N IU Xiang - shan , L I Hong

( )Harbin Boiler Co . ,Ltd. , Harbin 150046 , China Abstract : The development of 300 MW high pressure heater of Harbin Boiler Co . ,Ltd. and the structure

of feedwater intake tube - end 、DSZ 、DCZ and Drain Inlet etc . are introduced. Key words : channel for HP heater ; DSZ ; DCZ ; CZ ; drain inlet

0 引言 1 高压加热器基本结构特点

1 . 1 水室结构设计 40 多年以来 ,生产了上千台各种形哈锅建厂

高加泄漏的一个主要泄漏点是高加管系给水式的高压加热器 ,其中第 1 套配 300 MW 机组的 U

入口端的泄漏 ,其产生的主要原因是由于管端侵型管、卧式高压加热器于 1990 年底随山东黄台电

蚀和焊胀不当造成的。产生侵蚀的原因现已很清厂 # 8 机组投入运行 ,现已有 10 多年的历史。在

楚 ,为了避免或降低管端冲蚀的强度 ,从设计上主 10 多年来的开发研究中 ,注重经验的积累和对国

要考虑了以下几个方面 :降低水室的紊流度 ,这包外加热器的研究比较 ,尤其对各国易损部位所采

括合理的水室尺寸 ,给水进口位置 ,水室、管束内取的措施进行反复研究 ,并综合国内外先进技术 ,

的流速 ;改善给水管入口处结构 ,降低产生束流和对高加的设计、制造进行了合理改进及完善 ,形成

涡流的程度 ;改善管子与管板的连接方式 ;选择合哈锅第二代、第三代改进型产品。为了进一步提

理的管束材料等。高高加产品的技术含量 , 参与国际市场的竞争 ,

合理的水室尺寸是降低水室紊流度很重要的 2001 年哈锅与日本东芝公司正式签订了《高压给

一个方面 ,较深较大的水室使得管端远离进口涡水加热器技术转让合同》。目前 ,已完成全部资料

流区 ,降低涡流对管端的影响 ,但同时会带来制造的吸收和转化工作 ,并根据东芝公司 KD 、KS、KQ

成本的增加 ,因此合理的水室结构加上辅助措施设计、制造、检验标准制订了公司设计、制造、检验

才是解决问题的方法。给水入口整流筒是消除水规程 ,并完成了 300 MW、600 MW 机组高压加热器

入口涡流的有效措施之一 ,但对于采用球形封头的设计 ,并开始投入生产。

收稿日期 :2003 - 03 - 18

作者简介 :牛相山 (1968 - ) ,男 ,1991 年毕业于哈尔滨船舶工程学院 ,工程师 ,从事电站辅机设计。

?30 ? 锅炉制造总第 189 期

的大型高加来说 ,实际效果并不明显 ,在管板靠近本东芝公司引进福斯特 —惠勒公司技术后 ,借鉴整流筒的位置 ,冲蚀仍十分明显的存在。现各公立式高加防止汽水冲,的结构 ,在蒸汽冷却段出司多采用镇流板、多孔稳流板、栅形板、多孔压板口处与壳体之间设置出口通道 ,避免蒸汽直接冲

等 ,辅助于不锈钢防磨套管 ,有明显的效果。由于蚀管子 ,同时为降低出口流速又适当地加大了设结构上的原因 ,管端入口束流问题仍然存在。备直径 ,达到了良好的防冲蚀效果

管子和管板的焊接方式也是影响管端冲蚀泄在大型机组高加上采用逆、顺分流布置的形漏的另一个因素。焊接按形式可分为击口、帄口式 ,这样即可以解决管系振动问题又可降低压力和凹口焊 ,一般强度焊要求采用前后两种 ,帄口为损失 ,提高机组的效率 ,同时大大降低了蒸汽冷却密封焊。20 世纪 70 —80 年代开始采用凹口焊接 , 段出口的蒸汽流速 ,有效地防止了蒸汽冷却段出

() 目前国外在大型或主要加热器普遍都采用凹口口处的冲蚀。

1 . 3 疏水冷却段入口部焊 ,它易操作 ,但管子金属熔融多 ,管板上堆焊金

哈锅在防止高加管子给水入口冲蚀方面借鉴汽水两相流动的冲蚀主要是低水位或无水位了东芝公司多年的研究和实践经验 ,采用碗型管运行 ,使未凝结的蒸汽和疏水一起进入疏水段造板结构 ,增大了水室空间 ,使管端远离了给水入口成的。另一个原因是疏水段入口通道较小 ,流速管 ;管子与管板焊接采用内凹焊 ,形成较好的给水较快、压力大产生的。因此 ,一方面在运行时要杜流线绝低水位或无水位运行 ,降低管端入口束流冲, ,加上较厚的耐冲蚀 ,另外在设计时也要应充的喇叭形孔整流压板 ,辅助于不锈钢防磨套管 ,形分考虑到各种因素的影响 ,避免汽水两相流动的成了完整的入口防冲蚀结构。产生。高加正常水位的制订也要考虑多方面的因

素 ,防止汽水冲蚀。 1 . 2 蒸汽冷却段出口部

美国福斯特 —惠勒公司设计的高加在疏水入高加蒸气冷却段出口处与凝结段第 1 块隔板

口部位加装潜入装置来解决低水位运行问题 ,英间的管子是另一处易损坏的部位 ,该部位的损坏

国机组高加在疏水入口部位采用疏水井结构 ,也一般认为是该区汽流速度较快 ,且蒸汽中含有水

有良好的效果。日本东芝公司在此处又有新的发雾 ,汽水冲刷形成。这种水雾可能是因蒸汽温度

展 ,并制定了严格的规程 ,结构上采用疏水潜入槽较低 ,湿度增加所致。因此该段的设计除充分考

装置 , 使疏水流速大大降低 , 水位控制更为稳定虑蒸汽出口的过热度和进行各负荷校核外 ,在结

() 见图 1。构上要避免蒸汽直接冲蚀管子 ,并且使蒸汽尽快

1 . 4 高加蒸气冷却段、疏水冷却段均匀分布到凝结段 ,以达到防冲蚀、提高换热效率

过热蒸汽冷却段和疏水冷却段包壳板采用整的目的。国外一些制造厂在此方面有不少经验

体压制 ,无焊接点、成型好、装配精度高、内部漏流可以借

小 ,保证了传热的高效。过热蒸汽冷却段内蒸汽鉴 ,ABB 公司为避免蒸汽出口直接冲蚀管子 ,采用

以逆流或逆、顺混合的方式在该段内进行流动换管系中间设置蒸汽通道的结构 ,哈尔滨锅炉厂早

热 ,以达到良好的换热目的和有效的降低阻力损期的 300 MW 机组也采用这种结构。这种结构可

失 ,提高机组效率。过热蒸汽冷却段进口区采用以有效避免蒸汽直接冲蚀到换热管 ,但这种蒸汽

了新型调整环结通道较为笨重 ,金属耗量较多 ,阻力也较大 ,影响

构 ,以改善设备的组装和运行时产生的热应力 ,使设备的换热效率。福斯特 —惠勒公司的设计没有

结构比以前结构更为合理。设置中间蒸气通道 ,早期的高加此处损坏较多 ,日

第 3 期牛相山 ,等 :300 MW 机组高压加热器结构特点 ?31 ?

结气体尽快排出。

1 . 6 上级疏水入口保护装置受到蒸汽和疏水直

接冲,的部位 ,也是管束

易损坏的部位 ,在其入口区一般都设置了不锈钢

防冲板 ,但这些区域的管束受到侵蚀的现象仍比

较普遍 ,尤其是疏水进口区域。这主要是上级疏

水进入压力较低的一级高加中会迅速汽化 ,水滴

随高速汽流运动 ,侵蚀较大的区域。因此 ,上级疏

水入口保护装置的设计既要考虑有足够的扩容空

图 1 疏水冷却段疏水入口结构对比间 ,又要有较大的防护区域。目前 ,公司在这方面

流、包壳板和隔板间隙以及包壳板回热引起的传测得的水位不一致 ,而且相差较远的问题 ,其产生热偏差 ,并进行了传热修正计算 ,以保证设备达到的原因有两方面 :一是水位计在设计安装不当 ;二设计要求。是有假水位指示。第 1 种情况只要在安装时作些 1 . 5 凝结段传热和不凝结气体排出改进即可解决问题 ,第 2 种情况比较复杂 ,产生的

蒸汽凝结段是加热器的主要传热区 ,类似矩原因也较多。加热器汽侧通过上部帄衡管开孔处形的隔板设计 ,增大了蒸汽流动空间 ,使通过蒸汽的蒸汽流速太高 ,该处静压降低 ,由于抽吸作用 , 通道的蒸汽更快、更均匀分布在凝结段 ,并避免高会降低上部帄衡管内部的压力 ,使水位计的指示速蒸汽和它的凝结水珠撞,管子外表面可能产生高于加热器的实际水位 ,在加热器内部由于汽侧的坑蚀。蒸汽在凝结段向心式流进管束 ,沿蒸汽压损的存在从而使水位有坡度。因此 ,加热器接凝结段中心设有内置式排气装置 ,在运行过程中口的位置必须慎重选择 ,免受壳体内压差及流动不间断地排除不凝结气体 ,保护管束免遭腐蚀 ,保不均匀的影响。东芝公司在这方面有多年的实际证有良好的传热效果。经验 ,并在其设计中有详细的规定 ,引进型高加也蒸汽携带入加热器内的空气等不凝结气体的将充分考虑东芝公司的经验和国内实际需求进行数量虽然很少 ,但却不断流入 ,不凝结气体在管子设计 ,以保证流体介质稳定测量和读数具有代表外壁的凝结水膜周围形成一个气体层 ,减慢蒸汽

性。扩散到凝结水的速度 ,大大增加了汽侧传热热阻 ,

因此充分地排放不凝结气体是很重要的。但是在参考文献整个凝结段不同区域的换热量是不同的 ,产生不凝结气体的量在不同的区域也是不同 ,设计合理董卫国 ,徐则民 . 火电厂给水加热器的运行、维护和 1 的、完善的不凝结气体排出系统是良好的传热效检修 M . 北京 :中国电力出版社 ,1996.

蔡锡琮 . 高压加热器 M . 北京 : 水利电力出版社 , 果的保证。国内在设计、运行时对此都重视不够 , 2 引进型高加除了不凝结气体定量计算外 ,在结构 1995.

上也充分考虑了凝结水对排气管的影响 ,使不凝 (编辑 :刘宝珍)

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范文四：高压加热器结构及作用

过热蒸汽冷却段:过热蒸汽冷却段是利用从汽轮机抽出的过热蒸汽的一部分潜热来提高给水温度的，它位于给水出口流程侧，并由包壳板密闭。采用过热蒸汽冷却段可提高离开加热器的给水温度，使它接近或略超过该抽汽压力下的饱和温度。从进汽接管进入的过热蒸汽在一组隔板的导向下以适当的线速度和质量速度均匀地流过管子，并使蒸汽保留有足够的过热度以保证蒸汽离开该段时呈干燥状态，这样，当蒸汽离开该段进入凝结段时，可防止

过热蒸汽冷却段:过热蒸汽冷却段是利用从汽轮机抽出的过热蒸汽的一部分潜热来提高给水温度的，它位于给水出口流程侧，并由包壳板密闭。采用过热蒸汽冷却段可提高离开加热器的给水温度，使它接近或略超过该抽汽压力下的饱和温度。

3)高加的投停原则:

投运原则:高加投运时，应先投水侧;再投汽侧，高加可随机启动，也可定压启动，定压启动时，应由低向高逐台启动。

停运原则:高加停运时，应先停汽侧，再停水侧，高加可随机滑停，也可定压停运，若定压停运，先由高向低停汽侧后，再将给水走旁路，如高加水侧进出口阀门不严，应设法关严。

4)高压加热器的启动运行保护措施:

高加主给水水质未达到运行规定值时，该高加系统不得启动。

在启动运行阶段，须待机的时间足够长，以避免各部件中的温度升高太快，产生较大的热应力。启动和停运过程中应严格控制高加出水温度变化率在升负荷时不超过3?/min，降负荷时不超过2?/min。

严禁已泄漏的加热器投入运行。

高加必须在水位计完好，报警信号及保护动作正常的情况下才允许投入运行。 5)高压加热器的停运:

按抽汽压力由高到低逐个停用。

缓慢关闭进汽阀，使温度的变化平缓，控制给水温度下降速度不大于2?/min，以防

由于热应力使换热管与管板连接处焊接接头及管板边缘处产生裂纹。关闭壳侧空气阀。

开启给水旁路阀。

关闭给水进、出口阀，关闭疏水调节阀。

开启水侧放空气阀，防止进汽阀不严泄漏，给水因升温热膨胀而超压

范文五：正立高压加热器结构优化设计

正立高压加热器结构优化设计

3 何雨花杨书英何永景李业勤

()南京汽轮电机集团泰兴宁兴机械有限公司

摘要在对不同结构分析对比的基础上 , 介绍了正立高压加热器结构的优化设计。

关键词高压加热器结构优化设计

0 前言式高压加热器如图 1所示。与另一种封头相比 , 封

( ) 头与管板中间设有筒节的形式 , 见图 2 a, 该结构南京汽轮电机集团泰兴宁兴机械有限公司设计

制造的一批 135MW ,150MW 正立 U 形管式高压加省去了很厚的筒节 , 既节省了金属材料 , 又简化了

热器 , 既有配凝汽式 , 也有配热电厂抽汽机组 , 传结构 , 还降低了高压加热器总高度 , 检修时操作人 2 2 热面积在 530m,600m之间 , 对正立 U 形管单个员的半个身体进入水室 , 半个身体在外 , 是可行的。高压加热器而言属较大等级。在设计过程中 , 笔者

对高压加热器各部件的可供选择的诸结构作了分析

从而达到了优化设计的目对比 , 择优取用并改进 ,

的。

1 水室结构的设计

111 水室形式的选取

图 2 各种可供选择的结构图 1 正立 U 形管式高压加热器

采用半球形封头与管板直接焊的正立 U 形管 112 给水进、出接管的设计

3 何雨花 , 女 , 1977 年生 , 本科 , 工程师。南京市 , 213002。

14 正立高压加热器结构优化设计

水室顶部给水进、出接管设计成弯管形式 , 如 , 如整个加热器制成水室放在机床上可能压伤机床

( ) 图 3 所示。与传统的直管 , 如图 2 b所示 , 相比 ,后再加工更显困难和麻烦。该设计采取给水接管以

该结构在设计高压加热器时就控制了给水管道的标双面焊焊至水室 , 接管短且管内直径在 225mm 以高。上 , 操作人员在水室内手拿焊条能伸进接管内焊底

因弯管的弯曲半径小 , 也就降低了给水管道标焊缝 , 再从外面挑去焊根去除可能的缺陷 , 然后再

( ) 高 ; 而且可用水帄给水管道与其相连接 , 不再需要从外面焊满 , 如图 4 b所示 , 其焊缝质量比单面弯管 , 用户满意。该结构也为大型卧式高压加热器焊更好。

设计提供参考。

图 4 给水接管双面焊

116 水室行程隔板的结构

水室行程隔板由两半板拼成 , 可从人孔取出 , 图 3 水空顶部给水接管采用弯管形式

不妨碍检修空间 ; 拼接处用螺栓和垫片密封 , 防止 113 人孔的设计水流短路。人孔采用四合环结构。密封垫块用高强度石墨

2 换热管与管板的连接方式 - 不锈钢丝制成 , 其硬度较高 , 压缩变形小 , 可重

复使用 , 但相配的人孔金属制件的配合加工尺寸要传热管端部与管板的连接 , 该设计采取焊 - 胀求精确 ; 另一种 350号石棉 - 不锈钢丝垫块 , 塑性 - 焊方式。先以自动氩弧焊机作填丝自动焊 , 焊缝好 , 易变形 , 易于密封 , 但使用一次后即废弃。实造成的管端缩口少 , 胀头易于伸进去作液压胀管 , 践表明 , 这两种材料均是不漏、可行的。另有一种液压很高达 250 , 300M Pa, 测试得到接脱力垫块内混以橡胶等料压制而成 , 仅运行 20 h即爆裂 32000N , 按管子 ? 16 ×215 截面积计算压强为飞出 , 不能使用。至于金属垫块例如不锈钢垫块 , σ302M Pa, 相当于管子极限强度的 75 % ; 经压缩 b 变形极小 , 呈线接触 , 加工精度和光洁度均要求极空气密封性试验 , 再作第二道焊接。故不宜使用。高 , 实践表明难以达到密封不漏 , 采用的一种管子规格为 ? 116 ×215; 材质 20 g 114 稳流筒的设计低碳钢高压锅炉无缝钢管 , 其壁厚 215mm 允许负

给水进入水室采用稳流筒 , 筒上开有很多通水公差 10 % , 则最小壁厚为 2125mm; 采用的另一种孔 , 使进入的给水成漫射 , 既避免了形成漩涡水及管子按美国 SA 556C2 无缝冷拔碳素钢管 ? 16 × 磨损管口内壁 , 又防止了集中的水流冲击水室内行 212 , 壁厚的允许偏差为 + 20 %或 0 , 即最小壁厚程隔板。另一种稳流板是在板上开很多通水孔 , 可为 212mm , 因此上述两种管子的厚度是相当的。防止形成漩涡水 , 但不能防止给水冲向行程隔板 ,

3 U 形管的特征 ( ) 如图 2 c所示 , 故不宜采用。

115 水室给水进、出接管与球形封头的焊接水室对于 135MW 高压加热器而言 , 常采用过热 -

给水进、出接管与球形封头的焊接 , 若按凝结 - 疏冷三段传热 , 在带疏冷段 U 形管的底部传统采用单面焊 , 由于焊缝根部易产生未焊透等缺须浸没在水面以下 , 受高度限制其需采用小弯曲半陷 , 焊后用机床机械加工切削去除根部焊缝 , 如图径 , 对其余不带疏冷段的管子传统上往往也采用小 ( ) 4 a所示。但此时接管已焊至水室 , 把该沉重的( )弯曲半径 , 如图 2 e 所示。而该设计除了带疏冷

15 《化工装备技术》第 30 卷第 1期 2009 年

管子是采用小弯曲半径外 , 其余无疏冷管子采用常 , 其理由如本文第 4节所述。为此必须采用焊接封

() 密封 , 实践表明内径 ? 100mm 时操作人员的手拿规的正常弯曲半径大半径方式 , 其优点是管内

(焊条难以伸进施焊 , 因此确定 ? 125mm 为最小内水阻力小、受到的摩擦力小给水弯曲流动的离心

径 , 接管更小者仍采用接管 ? 125mm。然后外面增 ) 力、磨损小而寿命长。

设一锻件制作的短锥管 , 以满足连接管道的尺寸要 4 虹吸式疏水冷却段包壳的设计求 , 如图 6所示。

该正立高压加热器的虹吸式疏水冷却段的包壳

必须密封 , 如有泄漏则蒸汽漏入包壳内可能使疏水

吸不上去 , 造成疏冷段失效。为此 , 对疏冷段的包

壳焊缝包括包壳焊至管板的焊缝以及包壳本身拼缝

进行着色渗透试验 , 以发现焊缝表面缺陷。

5 上级高压加热器疏水进口的结构

图 6 小口径疏水出口

8 备用疏水口的设置

当高度允许时 , 在筒壳底部底座留出一段高

(度 , 以设置备用疏水口在无疏冷段高压加热器就

) 是疏水出口和壳侧放水口并经弯管从旁边引出 ,

而不需向下挖地沟引出 , 对土建、运行操作和检修图 5 上级疏水防冲板

都带来方便。上级高压加热器疏水疏入本级高压加热器的进

9 其他结构特征口 , 布置在无管子区域 , 以避免上级疏水进入并扩

容后形成的汽水两相流冲击管子。疏水进入壳体内 ( ) 1 最下面一块隔板的形状的不锈钢防冲击挡板 , 常见有两种形式 : 一种是斜凝结段最下面一块隔板包容全部管子。在其余 ( ) 形挡板 , 如图 5 a 所示 , 疏水进入的空间大 , 但的所有隔板都只穿进一半多一点的管子数量 , 而没挡板的根部靠两根角钢的两端焊至筒体 , 似有不牢有穿进余下的一部份管子 , 以便蒸汽和疏水在该缺 ( )靠之感 ; 另一种矩形框 , 如图 5 b所示 , 焊缝长 , 圆处流过成弓形流动。如果最下面一块隔板也像其焊得牢靠 , 但空间小 ; 该设计取长补短 , 设计出自它的形状一样 , 势必造成这一部份管子的不支撑长 ( ) 己的斜框式挡板 , 如图 5 c 所示 , 既焊缝长 , 焊 ( ) 度很长 , 如图 2 d 所示 , 运行中管子振动加剧 , 得牢靠 , 又有足够的空间承受疏水扩容蒸发。易于损坏 , 因此最下面一块隔板应为矩形 , 所有凝 6 蒸汽隔板与包壳的连接结段管子都穿过它 , 使所有管子都得到支撑 ; 该处

已是传热面的最尾部 , 流过的尾部蒸汽已很少 , 在 () 凝结段管束的蒸汽隔板折流板的一边都焊筒壳和最下面的矩形隔板之间形成的弦形截面面积至疏冷段的包壳帄板 , 相互支撑 , 增强刚性。已足够通过该尾部蒸汽和疏水。 7 疏水出口的结构 ( 2 ) 疏水水位的报警点的设置

疏水水位的报警点设置较高 , 如高报警点在管束和疏冷段包壳均制成且装配入筒壳以 ()声、光报警比正常设计水位高出 350mm , 以避免后 , 筒壳上的疏水出、口接管与包壳之间有一段空报警点设置得低造成频繁报警。隙 , 用 3mm 薄不锈钢板卷成圆筒作为内套管衬在 (收稿日期 : 2008 - 06 - 03 ) 疏水出口接管内与包壳连接 , 但该连接必须可靠密

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