[发明专利]一种新型预防发电厂高压加热器管束泄漏的装置及方法

说明书

本发明涉及新型预防发电厂高压加热器管束泄漏的装置，包括高加疏水冷却段入口温度测点和高加汽侧压力测点，高压加热器疏水冷却段入口处设有高加疏水冷却段入口温度测点，高压加热器汽侧设有高加汽侧压力测点，高加疏水冷却段入口温度测点处的温度测量元件和高加汽侧压力测点处的压力测量元件测得数据均连接至DCS系统。本发明的有益效果是：本发明设置了疏水冷却段入口处温度测点和高加汽侧压力测点，用以实时监测疏水冷却段进口处的过冷度，并指导高加运行水位设置，确保在任何工况下高加管束均不受到工质的汽蚀损伤，解决高加频繁泄漏问题，延长高加使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种新型预防发电厂高压加热器管束泄漏的装置及方法，属于发电机组技术领域。

背景技术

目前330MW火力发电机组普遍发生机组运行中3号高压加热器(以下简称高加)管束突发泄漏的缺陷，例如浙江浙能长兴发电有限公司4号机组3号高加管束近5年已泄漏10余次，累计堵管近百根，更有甚者，浙江省某电厂机组甚至近3年内就发生了10余次高加管束泄漏故障，堵管260余根，且泄漏频率在逐年上升。高加管束泄漏故障对机组运行经济性和安全性会造成严重影响，高加因泄漏退出运行后机组发电煤耗将会增加10g/KWh左右，泄漏量大时甚至还存在着引发汽轮机进水重大安全生产事故的风险。总之，高加管束泄漏故障会给机组安全经济运行带来诸多严重的不利影响，然而，当下能够有效预防高加管束泄漏的技术措施却非常有限，高加管束泄漏故障频发。

现役330MW火力发电机组高加一般为卧式U型管表面式换热器，抽汽进入高加后经过蒸汽过热段、蒸汽冷却段和疏水冷却段三部分，其中疏水冷却段是把离开凝结段的疏水热量传给进入加热器的给水，从而使疏水温度降到饱和温度以下。正常运行时抽汽凝结的水通过疏水冷却段底部入口方窗进入到疏水冷却段腔室内部，疏水冷却段入口处应充满水与凝结段出口端板配合形成密封，并必须保证入口处有一定的过冷度，否则流经疏水冷却段入口的水在流动中极易发生汽化，形成汽水两相流动，引起高加管束的汽蚀损伤。在机组快速降负荷过程中，高加汽侧压力会快速随之下降，疏水冷却段入口处对应的饱和温度也会快速随之下降，而疏水冷却段入口实际温度会滞后于饱和温度的下降速度，所以如果疏水冷却段入口水过冷度偏小，则在机组降负荷过程中极易发生疏水冷却段入口水蒸发而形成汽水两相流动的情况。汽水两相流动会对管束金属造成严重损伤，日积月累下金属表面会出现汽蚀斑点，局部管壁变薄，进而引发泄漏，重者可引起碎管和断管。同时，汽水两相流动还会增加高加疏水流阻，对高加正常疏水的流动造成干扰，不利于高加的热交换，从而降低其经济性。

根据高加结构可知，疏水冷却段入口处过冷度与高加运行水位密切相关，当高加水位较低，无管束被淹没时，理论上高加疏水冷却段入口处水为饱和水，无过冷度；当高加水位升高至淹没部分管束时，疏水冷却段入口处水变为过冷水，随着淹没管束的增多，疏水冷却段入口处水的过冷度随之增加。

浙江浙能长兴发电有限公司3号高加汽侧筒体进行了开窗检查，开窗后发现3号高加疏水冷却段进口处多根换热管存在汽蚀损伤的凹坑，进一步说明了高加泄漏的普遍原因是疏水冷却段入口水过冷度偏小引发汽化，汽水两相流动，进而引起了管束的汽蚀损伤。

既然高加管束的汽蚀损伤与高加疏水冷却段进口处过冷度密切相关，那么疏水冷却段的监视和控制则是防止高加管束泄漏的关键。然而，现役各火力发电机组高压加热器在出厂时均未设置疏水冷却段温度测点，无法直接监控到疏水冷却段过冷度情况，导致运行操作人员无法合理设置高加水位以保证在任何工况下均能确保疏水冷却段处不发生汽蚀损伤。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种新型预防发电厂高压加热器管束泄漏的装置及方法。