МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР
Главтехуправление
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ ТУРБОУСТАНОВОК ТЭС И АС
РД 34.40.508-85
Уральским филиалом Всесоюзного дважды ордена Трудового Красного Знамени тепло технического научно-исследовательского института им. Ф.Э. Дзержинского (УралВТИ)
РАЗРАБОТАНЫ
ИСПОЛНИТЕЛИ
УТВЕРЖДЕНЫ
К.С. Стрелкова, каид. техн. наук)руководитель темы), В.М Марушкин, канд. техн. наук
Главным научно-техническим управлением энергетики и электрификации Минэнерго СССР
29.09 85
Заместитель начальника Д.Я.Шамараков
© ВТИ им. ♦ЭДзержинского, 1989
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ РД 34 40 508-86
ПОВЕРХНОСТНЫХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ ТУРБОУСТАНОВОК ТЭС И АС
Срок действия установлен с 01 07 88 до 01 07 98
Настоящие Методические указания распространяются на поверхност ные пароводяные теплообменные аппараты низкого и высокого давления используемые в системе регенерации стационарных паровых турбин тепло вых и атомных электростанций в качестве подогревателей питательной воды и устанавливают требования к эксплуатации и ремонту подогревателей
С вводом в действие настоящих Методических указаний утрачивают силу сРуководящие указания по эксплуатации регенеративных подогревателей» (М-Л Госэнергоиздат, 1962)
I.КЛАССИФИКАЦИЯ. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ
/./.Классификация поверхностных подогревателей
1.1.1. Поверхностные подогреватели подразделяются: по типу конструкций:
коллекторно-спиральные с поверхностью теплообмена, выполненной из спиральных змеевиков, присоединенных к коллекторам;
камерные — с трубными досками и прямыми, U- или П-образны-ми теплообменными трубками;
по месту включения в схему конденсатно-питательного тракта: подогреватели низкого давления (ПНД), подогреватели высокого давления (ПВД);
по расположению поверхностей нагрева: вертикальные, горизонтальные (Г).
1.1.2. Обозначение типоразмера поверхностного подогревателя образуется следующим образом:
ХХ-Х-ХХХ/ХХ/ХХ-Х-ХХ-Х
<А» — обозначение подогревателей ПТУ АС
I обозначение порядкового номера
модернизации подогревателя (Ml, М2)
Т~ номер модификации (римская цифра)
величина максимального давления греющего пара в корпусе
величина максимального давления воды в трубной системе
величина полной площади поверхности теплообмена
обозначение для горизонтального расположения ___ подогревателя («Г»)
ПВ, ПН — буквенное обозначение подогревателя 1 2
1.2. Конструкции подогревателей низкого давления
1.2.1. На электростанциях Минэнерго СССР эксплуатируется несколько десятков типов поверхностных подогревателей низкого давления.
Саратовский завод энергетического машиностроения (СарЗЭМ) выпускает ПНД для паротурбинных установок мощностью 50-300 МВт. ПО «Красный котельщик» изготовляет подогреватели для систем регенерации энергоблоков 300 МВт и более для ТЭС, а также поставляет ПНД на АС.
ПНД выполнены в виде камерных кожухотрубных вертикальных теплообменников с поверхностью теплообмена из П- нли U- образных трубок 0 1бХ I мм (для отдельных рядов 0 16X2 мм), закрепленных вальцовкой в трубной доске.
В ПНД с теплообменнон поверхностью до 350 и 800 м2 применяются трубки нз латуни Л-68, Л070-1, а также сплава МНЖ5-1, в ПНД типа ПН-400 в схеме блоков СКД — из стали 08Х18Н10Т. В подогревателях выпуска ПО «Красный котельщик» П-образные трубки 0 16Х 1 мм в основном нз стали 08Х18Н10Т
Применение в подогревателях низкого давления аустенитной коррозионно-стойкой стали вызвано требованиями водного режима для энергоблоков сверхкритического давления и атомных установок. С целью снижения загрязнения питательного тракта окислами меди латунные трубки, ранее установленные, заменены трубками нз аустенитной стали либо из сплавов МНЖ5-1.
Другие узлы ПНД изготовляются из углеродистой стали.
Трубная доска в подогревателях Саратовского завода закрепляется с помощью шпилек между фланцами корпуса н водяной камеры (черт.1).
Аппараты ПО «Красный котельщик» имеют вварную трубную доску, а фланцевый разъем выполнен на водяной камере и расположен выше патрубков основного конденсата (черт.2).
1.2.2. Представителем наиболее распространенной kohci руктнвной схемы ПНД для турбоустановок мощностью от 50 МВт до первых турбоустановок мощностью 500 и 800 МВт является подогреватель типа ПН-400-26-7-П (черт.1).
Он состоит нз сл^цующих основных узлов: водяной камеоы 2, трубной системы 4, корпуса 5. В водяной камере установлена перегородка, разделяющая ее на трн отсека и создающая четыре хода основного конденсата в трубной системе.
Трубная доска 3 крепится между фланцами камеры н корпуса. Плотность между трубной доской н фланцами, а также между перегородками водяной камеры и трубной доской обеспечивается с помощью паройнтовых прокладок толщиной 1 -1,5 мм. К отсекам водяной камеры приварены патрубки Б,В входа н выхода основного конденсата. В водяной камере шесть анкерных шпилек соединены с трубной доской на резьбе. Через камеру шпилькн проходят в трубках /, верхняя кромка которых приварена к крышке. Ннжний торец труб / упирается в трубную доску и уплотнен с помошью паронитовой прокладки. В отверстия трубной доскн завадьцованы концы труб поверхности теплообмена. Жесткость их обеспечивается перегородками 8, приваренными к каркасу трубной системы (швеллеры и трубы, приваренные к трубной доске).
Между внутренней стенкой корпуса и наружным диаметром перегородок имеется технологический зазор шириной 15-17 мм для установки трубного пучка в корпус.
К цилиндрической части корпуса приварены патрубки входа греющего пара Г', конденсата пара 6. входа и выхода 7 паровоздушной смеси, а к эллиптическому днищу корпуса — патрубок выхода конденсата греющего пара. 3
С
Черт.I. Подогреватель низкого давления типа ПН-400-26-7-1 J ДЛЯ турбоустаиовок К 300-240.
а — овшиА аил: б — (ииа гаиаемия иоюаиого яомдемсата. I — трубка. 2 — аоакиаа камера. 3 — трчб*ак ихка 4 - труб иаа система. 5 — корпус 6 — а«од и г л . 7 — коимеяаа труба •ошюотсасыааюшего устройств* в каораа.ткюыав перего ролкб. 9 — отора трубного пучка. 16 иитм такрмкаюшке •роюа пара мммо трубною пу*ка II - рам*« хт« saaoa»« трубного пупка • корпус. Г — мод rpeWMtfO пара.ь.в — **оа и амтд оскоакогп конденсата
ооо ед* у/ту а
Черт 2 Подогреватель ииткого давления типа ПН1000 » 7 IU-
а - общий вид б сдв«*емиа основного комиисата •I - #-n«Mie u-fpi 7 — обгчаАча Э - 1р*6иав к<*1 I - ■<*
r\f Se - ИННИН MHfWHH «avrpj 6 - трчбиым "ччо* - корпи ОП я игмтра иная поворотная камера 10 - под •од лом \<*елг* гргпшет пара с боке амсолого давними \ I— мне) наровв) 1\Мно! см«и ид подогрева*? 1и v бiKf »u
Сс»«мм AalHMNfH 12 ni itu*** во».Ъд«к>гч а< и»а*>.л*е vc троя. т»о И пгрегородь» II огвод ч» »врог.» «оиоепсата из oil 1о анкерная iHH 1в|7 — опоры 1в - о'раиимя-trubj- диафрагма Л вход пар.. Б В » подвод и отвод основною кондом- ага Г от»од пои:гмса»а гр**>шего пара I 1\ «о. основного мпмдгис ата
Схема движения основного конденсата ПН-400-26-7-11 показана нлчерт I.
Пар вводится в корпус через патрубок Г, конденсируется на трубах поверхности теплообмена, а некоторая часть его совместно с некопдененруюшими-ся газами (воздухом) выводится через пол у кольцевую перфорированною трубу 7.
Весь конденсат греющего пара сливается на уровень воды в корпусе, снизу через патрубок в днище выводится из подогрева гели Ввод конденсата греющего пара, как правило, осуществляется через перфорированную трубу 6 в нижнюю часть корпуса под уровень конденсата.
В случае устройства в ПИЛ встроенного пароохладителя часть трубок, расположенных в центральной зоне корпуса, помещается в кожух прямоугольного сечения. Верхние участки боковых и торцевых плоских листов кожуха приварены к нижней плоскости трубной доски.
1.2.;*. В охладитель пара подогревателя ПИ 1000-29-Г-Ш (черт.2.). используемого в схеме турбоусгановки К-500-240-2 для ПИЛ. пар поступает через специальный патрубок в распределительную камеру охладителя и тремя потоками на трубки поверхности теплообмена. Через отверстие в боковых листах охладителя пар поступает к трубам зоны конденсации.
Движение пара и основного конденсата и грубной системе показано на черт.2. Установкой горизонтальных и вертикальных перегородок внутри водяной камеры организовано четыре хода 1 IV основного конденсата в «же КП и два хода в охладителе пара V. VI. После четвертого хода часть основного конденсата через отверстия в вертикальной перегородке водяной камеры поступает в охладитель, выводится из подогревателя через дополнительный патрубок и вводится по трубопроводам в поток основного конденсата за ограничительной диафрагмой.
В крупных Г1НД с диаметром корпуса более 1800 мм цилиндрическая %часть водяной камеры приваривается к трубной доске, а крышки соединена с ней воротниковыми фланцами с мембранным уплотненном.
Патрубки подвода и отвода основного конденсата расположены на цилиндрической части водяной камеры, ниже плоскости фланцевого ра съема.
1.2.4 Для повышения тепловой эффективности ПНД выпускаются аппараты со встроенным охладителем конденсата греющего пара, например ПН-350-16-7-11
Основной особенностью аппаратов ПН-350-16-7-1.11.111 является установка плотно облегающего трубный пучок кожуха, который позволяет с помощью перегородок типа «диск-кольцо» организовать направленный поток пара.
1.2 5. В конструкции подогревателей для турбоустановки К-1200-240 использованы лучшие \\\ ранее разработанных технических решений узлов (черт.З).
Водяная камера подогревателя имеет эллиптическую крышку. Плотнскть фланцевого соединения достигается за счет установки плоских колец (мембран) толщиной 6 мм.
Перегородки водяной камеры по высоте установлены до фланцевого разъема и обеспечивают четыре хода основного конденсата в трубной системе. причем в первом — втором ходе он движется четырьмя потоками. На вертикальных и горизонтальных перегородках водяной камеры установлены люки 4 со съемными крышками, обеспечивающие доступ к трубной доске. Трубки имеют внешний диаметр 16 мм. толщину стенки 1.2 мм и выполнены из стали 12Х18Н10Т. За пределами вальцовочного соединения с паровой
6
а общий вил Л t xt м i гьиж. ими основного кипит ir в тем I могкдючемим иодогрс а тля по конгеш лгу iр» мжк го и ФI I вощили камера 2 грубили пн hi 3 ушко
4 1мж Г> корпус Ь обеи |ик I 7 стакан К требмаи
1И(Пч| 9 од I пип и ионии* ага 10 наир inтяющи< шр'юротки II кожух 12 лоток Г) lit ре iпротки
м ртикнп.нм* 14 кам<р!
стороны отверстий в трубной доске имеют диаметр 18 мм, чтобы предотвратить щелевую коррозию трубной доски, выполненной из стали 20.
По периферии трубной доски размещены трубки первого-второю хода основного конденсата, в центральной части установлены трубки гретьего-чет-вертого хода, в которых основной конденсат движется одним потоком.
Патрубок для входа пара установлен на корпусе со стороны, противоположной установке патрубков входа и выхода основного конденсата, а в корпусе перед ним имеется пространство, свободное от труб Греющий пар направляется в это пространство и равномерно распределяется по высоте трубного пучка Далее пар совершает два основных и один дополнительный ход (в зоне гибов труб).
Вначале (первый ход) пар поступает на трубки четвертого хода основного конденсата, выполняющие в этом случае функции охладителя пара, а затем на трубки третьего хода. Второй ход пар совершает двумя потоками, каждый из которых последовательно омывает трубки второго, а затем первого хода основного конденсата.
Весь трубный пучок подогревателя размещен в кожухе //. что позволяет улучшать условия движения пара в межтрубном пространстве бе* протечек его помимо труб поверхности теплообмена Трубки первого хода, расположенные со стороны, противоположной входу пара, выделены под охладитель конденсата 9.
В зоне конденсации через горизонтальные направляющие перегородки 10 проходят все теплообмен и ме трубки, которые деляг трубный пучок на симметричные (по характеру и направлению движения в них пара, основного конденсата) отсеки. Между всеми горизонтальными перегородками установлены вертикальные 13. отделяющие трубки поверхности теплообмена треть-его-чет вер того хода основного конденсата от трубок первого-второго ходов и обеспечивающие два хода пара в каждом отсеке Вертикальные перегородки совместное кожухом образуют (со стороны входа пара в корпус) два вертикальных канала /•/, перепускающих пар под последнюю перегородку. Поступление под нее греющего пара помимо кацилов исключено благодаря установке стакана 7.
Между кожухом и кромкой горизонтальных перегородок путем установки дистанционных вставок предусмотрен зазор шириной 17 мм. необходимый для слива конденсата с направляющих перегородок. Расположение рядом с этим зазором труб первого-второго хода основного конденсата, на которых конденсируется 80-85% от общего расхода пара, улучшает условия отвода конденсата греющего пара при минимальном заливании конденсатом нижележащих участков труб. В вертикальных каналах на кромках горизонтальных перегородок рядом с трубками поверхности теплообмена первого хода установлены лотки 15. собирающие с перегородок конденсат греющего пара к отводящие его через вертикальные трубы (в каждом канале предусмотрена одна труба, проходящая через середину всех лотков) под уровень конденсата в корпусе.
Отвод конденсата с перегородок осуществляется через трубы каркаса, в которых для этого просверлены на уровне перегородок отверстия. На одной образующей корпуса расположены паровой патрубок и патрубок входа конденсата из последующего ПНД, что позволяет пару самовскипания беспрепятственно поступать в паровой объем корпуса, а конденсату сливаться в нижнюю часть корпуса. Этот конденсат совместно с конденсатом греющего пара выводится из подогревателя мере» патрубок, установленный на днище. При включении в работу охлаштеля конденсата 9 отвод конденсата
8
1
Основные технические требования к конструкции и надежности ПВД и ПНД, а также комплектации системы регенерации паротурбинных установок приведены в ОСТ 108.271 17-76 и ОСТ 108.271 28-81
2
3