3 附加流體向凝汽器的排放
為了滿(mǎn)足電廠(chǎng)熱力循環(huán)系統(tǒng)的需要和節(jié)約工質(zhì),凝汽器除了接收汽輪機(jī)正常排汽外,還要接收各種附加流體(疏水、補(bǔ)水、再循環(huán)水和汽水混合物)。在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi),人們由于對(duì)附加流體排入凝汽器的嚴(yán)重問(wèn)題缺乏認(rèn)識(shí)和設(shè)計(jì)、運(yùn)行上的疏忽大意,嚴(yán)重地導(dǎo)致了凝汽器冷卻管和某些零部件被沖擊浸蝕,造成過(guò)量的熱變形,甚至冷卻管的高速蒸汽流和水滴致使振動(dòng)損壞和浸蝕泄漏等一系列事故的發(fā)生。
在大型凝汽器的設(shè)計(jì)、運(yùn)行中,由于附加流體的排入所造成的一系列典型事故,其主要原因如下所述。凝汽器局限在一個(gè)有限的空間內(nèi),而喉部還得布置眾多不同尺寸、大小的設(shè)備。于是,喉部所剩余的空間一般就難于滿(mǎn)足布置附加流體排入裝置和附加流體安全擴(kuò)散的合理要求。
沒(méi)有使用正確的計(jì)算方法或者沒(méi)有遵照合理的設(shè)計(jì)原則,又沒(méi)能確切地掌握或者低估了附加流體的排入?yún)?shù)。
當(dāng)水和蒸汽混合排入時(shí)沒(méi)有給予充分的重視。挾帶眾多水滴的高速兩相流對(duì)冷卻管和相關(guān)部件的沖擊浸蝕危害極大。
沒(méi)有依據(jù)附加流體能級(jí)的高低正確地選擇排入位置,主要表現(xiàn)為:
排入流體的擴(kuò)散方向正對(duì)著冷卻管,而又沒(méi)有或無(wú)法裝設(shè)有效的擋板。
排入流體的擴(kuò)散距離不夠,使其沖在凝汽器內(nèi)的構(gòu)件上時(shí)的能量仍過(guò)大;
附加流體排入系統(tǒng)控制部分失調(diào)。
處理附加流體排入凝汽器的主要原則應(yīng)是盡可能減輕乃至避免附加流體(冷水、飽和水或過(guò)熱水、閃蒸混合物、飽和蒸汽或過(guò)熱蒸汽)特別是高能級(jí)附加流體排入凝汽器時(shí)對(duì)其構(gòu)件(含冷卻管)發(fā)生的沖擊浸蝕的破壞作用。在某些特定的情況下,還必須專(zhuān)門(mén)設(shè)置獨(dú)立于凝汽器之外或附設(shè)在凝汽器殼體壁上的閃蒸箱。
此外,在處理附加流體排入問(wèn)題時(shí),一定要使排入附加流體的熱負(fù)荷盡可能比較均勻地分布于冷卻管束上。
尤其是核電站汽輪機(jī)要求100%旁路的減溫減壓器全部蒸汽排入到凝汽器喉部,并且汽輪機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)行和停機(jī)過(guò)程中全部疏水也要排入凝汽器(或經(jīng)疏水?dāng)U容器)。
為了確保附加流體排入凝汽器的安全可靠性,需要對(duì)排入流體的動(dòng)能加以限制。還應(yīng)當(dāng)考慮流體排入的運(yùn)行方式,其中最為重要的是要區(qū)分附加流體是連續(xù)地還是間斷地或是短暫地排入凝汽器。
4 凝汽器蒸汽側(cè)腐蝕的預(yù)防措施
為防止低壓缸高速排汽流挾帶高速水滴沖擊浸蝕管束頂排(通常取為三排),冷卻管可采用管壁加厚的厚壁管,這也對(duì)頂排冷卻管避免引發(fā)的激振帶來(lái)相應(yīng)的好處。眾所周知,凝汽器冷卻管的壁厚是由于冷卻管材質(zhì)的腐蝕壽命確定的,并不是由強(qiáng)度條件決定的。
就蒸汽側(cè)的殼體部份的腐蝕來(lái)看,通??稍谀鞯暮聿吭O(shè)置導(dǎo)流板,以重新安排高速汽流的形狀,尤其不可忽視冬季冷卻水溫度較低而引起的蒸汽速度較高的問(wèn)題。
對(duì)于附加流體向凝汽器排入引起的沖擊浸蝕主要是通過(guò)布置的擋板或分流集管。擋板的位置和尺寸大小的正確設(shè)計(jì)可以避免附加流體沖出后對(duì)冷卻管的損壞。應(yīng)對(duì)進(jìn)入擋板區(qū)域的最大汽流速度做到正確計(jì)算,以校核該擋板設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。
正確計(jì)算冷卻管避免振動(dòng)的公式可以求得凝汽器中間管板的最小間距。但是在凝汽器設(shè)計(jì)中,應(yīng)高度注重冷卻管束的排列。蒸汽流中水滴的分布情況對(duì)冷卻管的腐蝕甚是重要,但對(duì)冷卻管的受迫振動(dòng)來(lái)說(shuō),蒸汽流的汽流分布情況卻是更重要的。
5 結(jié) 論
綜上所述,防止、減小冷卻管蒸汽側(cè)的腐蝕應(yīng)在喉部結(jié)構(gòu)、空間允許的情況下,使低壓缸排汽,尤其是頂排迎風(fēng)面的冷卻管處的流速及中間、側(cè)面蒸汽通道最窄處的流速限制在允許的范圍內(nèi),特別注意要避免局部高速的出現(xiàn)。同時(shí)對(duì)喉部附加流體的排入引起高度的重視,正確計(jì)算和合理采用擋板結(jié)構(gòu),使高速汽流和水滴不直接射向冷卻管尤為重要。消除過(guò)大的冷卻管應(yīng)力、合理組織凝結(jié)水的流動(dòng)和準(zhǔn)確的冷卻管振動(dòng)計(jì)算皆不可少。