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构造分析:表面式加热器的两种常见结构形式

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:常见的表面式加热器有管板以及联箱两种。这种加热器在结构上的特点是水室顶部用自密封结构代替了法兰连接。加热器的受热面由进口碳钢管组成。这种形式的加热器常见在300MW和600MW机组上。

构造分析:表面式加热器的两种常见结构形式

常见的表面式加热器有管板(U形管式)以及联箱(螺旋管式)两种。前者是水室结构,后者是联箱结构。

(一)管板(U形管式)加热器

1.法兰连接的管板式加热器

图3-3所示为法兰连接的管板式加热器。

现代加热器受热面是由不锈钢制造的U形管组成的。管子胀焊在管板上,管板用法兰与水室和壳体连接。因U形管束较长,故在壳体内设隔板来支持U形管束,防止U形管束在运行时因蒸汽引起的有害振动。同时,为了防止蒸汽入口处的管束受到蒸汽冲击或侵蚀,在蒸汽入口处的管束上装设防冲板,来分散蒸汽流的直接冲蚀。为便于加热器受热面的清洗和检修,整个管束可设计成从壳体中抽出的型式。这种结构有较厚管板,管孔多,厚管板与薄管壁胀接或焊接复杂,技术难度较大。但这种法兰连接的管板式加热器结构简单,管束水阻比较小,管子泄漏时堵漏后仍可继续使用,一般用于被加热水的压力小于7MPa的加热器中,所以几乎所有的低压加热器和部分高压加热器都采用这种形式。

2.具有自密封结构的管板式加热器

图3-4所示为具有自密封结构的管板式加热器。加热器的U形管采用了爆炸胀管加氩弧焊接的方法装设在管板上,管板依靠焊接与水室和壳体相连。

这种加热器在结构上的特点是水室顶部用自密封结构代替了法兰连接。其水室顶部有盖板、双头螺栓、悬挂螺钉。其中双头螺栓的一头与下面的密封座连接,除了完成起吊密封座的作用,还可以在加热器投运前,向上拉紧,使得密封座向上移动。而密封座通过密封环、垫圈把力传递给嵌在水室凹槽内的四合块上,起到初步密封的作用。

当加热器投入运行,水室中充满高压给水后,密封座就紧紧压在四合块上,达到自密封的效果,给水压力越高,密封性就越好。均压四合块是由四块组成的圆环,安装时先将四合块分成四块放入水室凹槽内,然后在中间装上止脱箍防止四合块脱落,保证安全运行。这一结构不仅解决了法兰连接容易泄露的问题,并且摆脱了紧法兰的繁重工作,很大程度上节省了水室拆装的时间。

图3-3 法兰连接的管板式加热器

(a)表面式加热器图例及结构;(b)外形及其剖面
1—水室;2—拉紧螺栓;3—水室法兰;4—筒体法兰;5—管板;6—U形管束;7—支架;8—导流板;9—抽空气管;10、11—上级疏水入口管;12—疏水器;13—疏水器浮子;14—进汽管;15—护板;16—进水管;17—出水管;18—上级加热器来的空气入口管;19—手柄;20—加热器疏水管;21—水位计

3.人孔盖式密封的管板式加热器

图3-5所示为从美国福斯特—惠勒公司引进的卧式高压加热器。加热器的受热面由进口碳钢管组成。管子与管板的连接采用先进的焊接及爆炸胀管连接来保证严密性。沿管束的长度方向上布置隔板,起支撑作用。壳体采用全焊接结构,当检查管束需要时可抽出壳体。

这种加热器结构特点:水室采用半球形封头、配有锅炉汽包密封盖式人孔,分隔进、出水的水室分隔板焊接在管板上,分隔板与半球封头之间无焊缝连接,避免了运行后出现的局部应力。(www.xing528.com)

过热蒸汽冷却段由包壳板、套管将过热段与凝结段隔开,过热蒸汽从套管进入该段,使得管板和壳体壁面与高温蒸汽直接接触,以降低热应力。配置适当形式的隔板,使蒸汽以规定的流速通过管子,从而既有达到良好的传热效果,又能控制蒸汽压降在规定的范围内。同时适当利用过热度,可以保证蒸汽离开该段时呈干燥状态,避免了湿蒸汽对管子的冲刷。凝结后的加热蒸汽和通过疏水进口管进入的上一级疏水都积聚在壳体的最低位置,然后流入疏水冷却段。疏水冷却段由包壳板和一块厚端板包围,从而与凝结段分隔开。端板的作用是当蒸汽流进端板的管孔和管子之间的间隙时被冷凝,从而形成一个水密封(即毛细管密封),以防止蒸汽泄入该段。吸水口保持在凝结水位之下,流入的凝结水通过隔板的引导向上流动,最后从位于该段顶部、壳体侧面的疏水出口管流出。这种形式的加热器常见在300MW和600MW机组上。

图3-4 具有自密封结构的管板式加热器

1—悬挂螺钉;2—盖板;3—双头螺栓;4—密封座;5—水室;6—整流板;7—管板;8—壳体;9—U形管;10—疏水冷却段;11—四合块;12—密封环;13—过热蒸汽冷却段;14—蒸汽凝结段;15—止脱箍

图3-5 人孔盖式密封的管板式加热器

1—筒体;2—管板;3—过热段包壳;4—过热段外包壳;5—不锈钢防冲板;6—导流板;7—支持板;8—拉杆;9—防冲板;10—疏水段包壳;11—疏水段端板;12—疏水段入口;13—疏水出口;14—水室分隔板;15—人孔

(二)联箱(螺旋管式)加热器

如图3-6所示,这种加热器的结构特点是没有管板,以联箱代替水室、受热面管束为螺旋管。

螺旋管束在直立圆柱形外壳内对称地分为四行,每行由若干组水平的双层螺旋管组成。给水由一对直立的集水管送入这些螺旋管组中,并经另外的一对直立集水管导出。每个双层螺旋管的管端都焊接在邻近的进水和出水集管上,水的进出都通过外壳盖上的连接管。加热蒸汽从加热器中部进汽管送入,在外壳内部先上升后下降,沿着一系列水平导向板改变流动方向,同时冲刷管束外表面。带导轮的撑架是为从外壳中抽出或放入管束时起导向作用的。

联箱—螺旋式加热器与管板式加热器相比较,由于没有管板,无厚管板与薄管壁之间连接困难问题;螺旋管损坏后易调换;热膨胀热应力问题解决较好,运行可靠,电厂中常用作高压加热器。但其管壁厚、质量大、体积庞大、金属消耗量多,流动阻力大,螺旋管损坏后难以堵漏。

图3-6 内置式联箱螺旋管式加热器

1—进水总管弯头;2—进水总管;3—进水配水管;4—出水总管弯头;5—出水配水管;6—双层螺旋管;7—进气管;8—蒸汽导管;9—导向板;10—抽空气管;11、12—连接管;13—排水管;14—导轮;15、16—配水管内隔板

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