《辅机超超临界介绍资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《辅机超超临界介绍资料（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,哈汽600MW超超临界 辅机介绍,哈尔滨汽轮机厂辅机工程有限公司,二零零五年六月,辅机部分包含的部套： 凝汽系统：凝汽器 * 给水回热系统：低压加热器 * 疏水系统：疏水扩容器 轴封系统：汽封冷却器 旁路系统：减温减压器 润滑油系统：冷油器 * 其他：止逆阀等*,超超临界600MW机组凝汽器和常规600MW超临界机组凝汽器从型式上，外形尺寸上都有差异。哈汽所有超超临界机组的凝汽器结构也不完全一样。从下表的数据对照可以做一个大致的了解。,营口600MW超超临界凝汽器的外形：,阚山600MW超超临界凝汽器的外形：,西柏坡凝汽器一个壳体的三维外形：,西柏坡凝汽器双壳体的三维外形：,西柏坡凝汽器双壳
2、体的三维外形：,通过表格中的数据对照可以把超超临界凝汽器的特点归结为以下四点： 1、均为单壳体、单背压 2、冷却面积小、冷却倍率高 3、流程有单也有双 4、冷却管规格有大也有小 以下就根据这四方面加以分析讨论超超临界凝汽器的特点产生的原因及哈汽采取的措施。,均为单壳体：超超临界机组凝汽器型式上的差别主要受机组主机结构影响。常规600MW机组有两个排汽缸，这就决定了凝汽器为双壳体，同时为了提高机组的效率和出力，凝汽器均可采用双背压结构。而超超临界600MW机组只有一个排汽缸，凝汽器的型式只能为单壳体、单背压。 冷却面积小，冷却倍率高：受厂房空间的限制，无论是单流程还是双流程的超超临界凝汽器都要面
3、临一个合理确定凝汽器外形尺寸的问题。,由于宽度受到限制，需要我们减少管子根数，提高冷却管内冷却水流速，但是导致冷却管长度太长又会引起喉部蒸汽的严重脱流，给凝汽器的支撑和布置也都都带来一定的困难，转而要求我们尽量减小冷却面积，加大冷却水量，但冷却水量过大又会使管子根数更多。各种因素互相影响，互相制约。,超超临界600MW机组凝汽器的热负荷比超临界600MW低8%左右，相同边界条件下，单背压凝汽器面积比双背压多8%左右，从理论上讲，同样冷却倍率的条件下，超超临界600MW机组凝汽器的面积同超临界600MW相差不多。但是从上表中数据看，超超临界的面积小，就是根据尺寸限制对相关设计参数做了调整后的结果
4、，营口的面积小，水量大，说明不同设计条件下，处理方法也不同，从热力计算的角度优化一个合理的设计点是设计当中首先要努力遵循的。,流程有单也有双： 流程的选择跟电厂所处的地理位置有关，处于内陆的电厂，受冷却水量的限制，冷却倍率在60以下，如果采用单流程，冷却管长将达到30m左右，需要考虑做双流程，例如阚山项目；位于沿海地区的电厂，由于水量大，冷却倍率在65以上，水温低，由于冷却面积低，冷却管长容易控制在16m以内，比较适合单流程，例如营口项目。,以往的双流程形式均为下进上出或上进下出，使得凝汽器高度太高，运行层高度也要随之增高，从而加大成本，电厂无法接受。为此我们根据AT型管束排列的特点，确定了左
5、右回流的方式，只需适当加大凝汽器壳体的宽度，就可以很好地解决问题。 为了改善流场，采取中间进水，两侧出水，提高中间管束的凝缩力，改善由于排汽滞止区及喉部加热器的影响产生的流场不均匀。,流程直接影响水室的结构， AT型管束排列双流程的超超临界凝汽器在结构上另一个难点是合理设计水室。为完成在一个水室内左右折流，需在每个水室的下部并排设置一个进水口和一个出水口。但是受宽度限制在同一位置上是不可能排下两个DN2200的循环水口，在正式的设计当中，我们把循环水口布置改为下进侧出。,冷却管规格有大也有小： 管束排列是凝汽器的核心，哈汽选用的是2003年最新引进的东芝公司新型高效 AT型管束排列。 超临界6
6、00MW机组双壳体凝汽器的换热管普遍采用25系列，根数往往达到40000左右。超超临界采用单壳体、双流程的凝汽器时，管子根数仍在36000左右，而管板的数量减少为超临界的一半，在尺寸变化不大的管板上布置原有数量近2倍多的管孔，需要大幅度提高管板尺寸。为了避免管板尺寸增加过大，我们在阚山项目上选用了外径31.75系列的换热管，在布管节距加大的同时，也在一定程度上减小了汽阻。 哈汽的单流程超超临界凝汽器仍采用25系列冷却管。,以上从四个方面探讨了600MW超超临界机组同超临界机组对比所具有的不同之处，以及哈汽在这些方面采取的处理原则和办法。,哈汽超临界及超超临界大型凝汽器的 最新技术动态,哈汽凝汽
7、器设计标准： 美国热交换协会 HEI 日本东芝公司热交换器设计标准 KDVB 2003年8月26日哈汽厂与日本东芝公司签订的“冷凝器技术转让合同”，包括设计技术、制造技术和检查技术。引进技术中的核心内容是将东芝公司开发的新型高效的AT型管束排列在国内大型电站凝汽器中推广应用。,东芝公司热交换器的发展,新型高效管束排列（AT型管束）凝汽器的业绩：,（AT型管束）凝汽器的国内业绩：,管束外形图：,东芝样机布管,国产西柏坡样机布管,新型管束的优点：(1)换热性能高,左图和下图表明采用了新的管束以后，应用了新的AT型管束排列后，,同常规的设计相比，凝汽器的换热性能可提高20% 。,下图表明了在总的冷却
8、管数一定的情况下，管子排数（也就是管束的厚度）对汽阻和热负荷的影响。管束薄，汽阻小，换热量高。,冷却管排数对热负荷及压力损失的影响,0,0.5,1,1.5,2,2.5,0,10,20,30,40,50,60,沿汽流方向冷却管的排数,压力损失,热负荷,(2)管束薄 汽阻小：,(3)管束内汽流分布均匀 无空气滞留 下图为STRA-CD流体分析软件计算的凝汽器空气浓度的分布，分析结果表明空气直接流到ACZ的出口，没有任何停滞。,东芝新型AT管束排列在结构上的特点：,楔形的管束排列 汽轮机排汽进入凝汽器后，流经管束向下流，流量不断地减少。根据这种流量的变化，采用了这种外形可以防止由于管束周围的过高的蒸
9、汽流速引起静压的降低，导致蒸汽流入管束的量减少。空气到达空冷区出口的距离短，同时进汽边周长加大，降低了进入管束的流速，压损减小。,含氧量低 蒸汽从管束外围的每个节点流入管束，在管束下部蒸汽向上流同凝结水迎面接触。这样的流动工况可以保证凝结水处于较高的温度和较低的含氧量状态。 管束之间以及管束下方留有足够的蒸汽通道可以使部分蒸汽直接到达凝结水的表面后向上进入管束，有利于对凝结水更好地回热除氧。,蒸汽流经上、下部的蒸汽通道进入管束中部，然后进入左右空冷区。当向上流经空冷区的冷却管时，汽气混合物进一步凝结，导致空气浓度上升。空冷区的通道上部设计成锥形，以防止由于凝结引起的体积流量的减少，混合物流速减
10、小后引起的换热性能降低。,空冷区,由于上部管束中凝结水滴落所形成的水膜影响，管束的换热性能自上而下逐渐降低。新型管束空冷区的挡板将上部管束的凝结水引出，ACZ中的凝结水也由疏水槽引出，同时ACZ抽空气管路中的凝结水也由疏水管引出，因此，采用新型的管束排列后，各部分的凝结水能够及时导出，上部管束、下部管束、ACZ都能够发挥较高的换热性能。 采用引进的AT型管束排列后，凝汽器在降低汽阻，改善回热除氧，提高管束换热性能等方面都将取得较好的效果。,东芝公司在开发AT型管束的过程中，使用SPOC(Heat Transfer Fluid flow Service)软件确定基本的管束排列模式、优化设计，利用
11、STAR-CD软件对汽侧流场进行详细数值分析，通过水流模型实验来验证分析结果，为了确认新型管束排列的实用性，还建立了右图中的实体试验机（机组功率22MW）。 哈汽引进东芝技术后，该新型管束排列也将在国内大型电站凝汽器上推广开来。,模型机凝汽器,低压加热器 超超临界600MW机组回热系统中共设置低压加热器四级，从以上数据可以看出，由于抽汽参数的提高，给水流量减少，低加的面积和设计参数都有一定的调整，但四台低加总面积同超临界几乎没有差别。例如：5号低加的抽汽压力比超临界提高了35%，温度也增加了近50度，使设计点比超临界有所提高。,5、6号低加面积同超临界有些差别，具体结构没有区别，均为卧式，表面
12、式，可抽壳式，带淹没式疏水冷却段。比较特殊的是7、8号低加，由于凝汽器为单壳体，位于凝汽器喉部的7、8号共壳体低加也只有一台，冷却面积较大，筒体直径已经达到2300mm，从而在低加的本体设计及在凝汽器喉部的支撑等方面都提出了更高的要求。另外，8号低加增加轴封溢流接口（600MW超临界8号低加无此接口），需要在低加内部考虑加设挡汽板。,低压加热器外形：,哈汽超临界及超超临界低压加热器的 结构特点,疏水冷却段:低压加热器皆带有部分流量的淹没式内置式疏水冷却段，位于壳体底部。由于设置了内置式疏水冷却段，从而提高了汽轮机组的热效率，降低机组的热耗。下图为管系部分：,低加的传热管为不锈钢 TP304，1
13、60.9，管子与管板间采用先胀后焊连接，既保证汽侧与水侧的密封性能，又保证管子不被拉脱，焊接用脉冲氩弧焊。 疏水冷却段是由钢板焊接而成，疏水冷却段的内部以定距管把若干块中间折流板定位，疏水经由低加尾部进入疏水冷却段，经过中间折流板呈左右蛇形流动，与传热管内的最先进入本级的主给水进行热交换，并提高了主给水进入凝结段的温度，降低了温度的疏水最后由壳体前端的疏水出口，流出本级低压加热器。,同传统全流量虹吸式疏水冷却段相比，有以下优点： 1、水位控制方面： 虹吸式：水位太低将会使疏冷段吸水口露出水面，虹吸被破坏，丧失水封作用，大量蒸汽将涌入疏冷段，使疏水过冷度减小并引起冲蚀和振动，同时蒸汽直接排入下一
14、级加热器，对加热器造成极大的危害。 淹没式：低水位时，即使蒸汽进入疏冷段包壳内，也不会失去水封作用，使疏冷段工作更加稳定可靠。,2、生产制造方面： 虹吸式：末端板加工及包壳部分的焊接要求高，但实际制造过程中，由于结构限制无法完成彻底的无损检测。运行时可能发生蒸汽穿过末端板管孔间隙或穿过包壳漏入疏冷段的现象，最终导致破坏虹吸而使疏冷段失去作用。在压差小的末级低压加热器中，这个现象尤为严重。 淹没式：结构上无末端板，包壳的制造精度对疏冷段性能影响程度降低。运行时，只要保证疏冷段全部浸入凝结疏水中，即水位在疏冷段上方，疏冷段就能够稳定发挥作用，保证低压加热器安全稳定运行。,水室采用封头小人孔盖板结构
15、。管板两侧分别焊接有水室筒体和壳体筒体。为方便检修在壳侧筒体靠近管板处采用法兰螺栓连接结构。 管系上装有滑动滚轮，使得管系可以支承在壳体内侧的导轨上，又可以在检修时在导轨上移动，抽出壳体。 汽侧壳体上的蒸汽进口和疏水进口处装有防冲击用不锈钢板。 位于凝汽器上部的7#、8#组合式低压加热器汽侧壳体外侧还包覆有不锈钢制的防冲刷罩。,冷油器：大型机组中，由于布置空间限制，冷油器多采用板式结构。超超临界的润滑油量是超临界机组的85%左右，所以冷油器的面积相对会小一些。,气动抽汽止逆阀：8只气动止逆阀均为进口的外购产品。从1段到6段抽汽管路共配备7只止逆阀，其中4段去除氧器的抽汽管路上串联两只，其他各安
16、装一只；高排去再热器管路安装一只。数量上同超临界一致，由于抽汽参数高，阀门的压力等级和口径有所不同，这里不多做详细介绍。,哈汽1000MW超超临界辅机介绍,1000MW超超临界的辅机设备在结构型式上同600MW超临界没有大的差别，只是为了适应机组功率的增加，换热器设备的面积体积都有所增加，增加幅度相对600MW超临界机组在1.3倍以上 ，具体数值要由最终计算来决定。 以下主要从凝汽器、低压加热器、止逆阀等几个主要的辅机设备做简单的介绍。,凝汽器： 型式：双壳体、双背压、单流程、表面式 泰州1000MW超超临界凝汽器技术参数： 冷却面积： 49160m2 冷却水温： 20 背 压： 0.0049MPa(a) 水室设计压力： 0.45MPa(g) 冷却水量： 106200t/h 冷却管数量： 36240 根 冷却管规格： 31.750.508 31.750.71 冷却管材料： TP304(进口）,泰州1000MW超超临界凝汽器
