凝结水及补水系统
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汽轮机凝结水系统设备介绍1、凝汽器1)概述凝汽器的主要功能是在汽轮机的排汽部分建立一个较低的背压,使蒸汽能最大限度地做功,然后冷却成凝结水,回收至热井内。
凝汽器的这种功能需借助于真空抽气系统和循环水系统的配合才能实现。
真空抽气系统将不凝结气体抽出;循环水系统把蒸汽凝结热及时带走,保证蒸汽不断凝结,既回收了工质,又保证排汽部分的高真空。
凝汽器除接受主机排汽、小汽机排汽、本体疏水以外,还接受低压旁路排汽,高、低加事故疏水及除氧器溢流水。
我公司的凝汽器为双壳体、单流程、双背压表面式凝汽器,并列横向布置。
由两个斜喉部、两个壳体(包括热井、水室、回热管系)、循环水连通管及底部的滑动、固定支座等组成的全焊接钢结构凝汽器。
(见图10-2)凝汽器喉部上布置组合式7、8号低压加热器、给水泵汽轮机排汽管、汽轮机旁路系统的三级减温器等。
在高压凝汽器和低压凝汽器喉部分别布置了喷嘴,当低压缸排汽温度高于80℃时保护动作。
汽轮机的5、6、7、8段抽汽管道及轴封回汽、送汽管道从喉部顶部引入,5、6段抽汽管道分别通过喉部壳壁引出,7、8段抽汽管接入布置在喉部内的组合式低压加热器。
壳体采用焊接钢结构,分为高压壳体和低压壳体,内有管板、冷却管束、中间隔板和支撑杆等加强件。
管板与端盖连接,将凝汽器壳体分为蒸汽凝结区和循环水进出口水室;中间隔板用于管束的支持和固定。
管束采用不锈钢管,布置方式见图10-3。
这种布置方式的特点是换热效果好,汽流在管束中的稳定性强。
由于布置合理,凝结水下落时可破坏下层管束的层流层,改善传热效果。
凝汽器壳体下部为收集凝结水的热井,凝结水出口设置在低压侧壳体热井底部,凝结水出口处设置了滤网和消涡装置。
循环水室内表面整体衬天然橡胶并整体硫化。
凝汽器循环水采用双进双出形式,前水室分为四个独立腔室,低压侧两个水室为进水室,高压侧两个水室为出水室;后水室为四个独立腔室,均为转向水室。
凝汽器与汽轮机排汽口采用不锈钢膨胀节挠性连接(图10-4),凝汽器下部支座采用PTFE(聚四氟乙烯)滑动支座,并设有膨胀死点及防上浮装置,补偿运行中凝汽器及低压缸的膨胀差,并避免凝结水和循环水的载荷对汽轮机低压缸的影响。
核电厂系统与设备2015/11/1111第五章二回路凝结水系统及给水系统2015年秋季核电厂系统与设备2015/11/1125.1 凝结水抽取系统第五章压水堆核电厂二回路凝结水系统及给水系统5.1.1 系统功能可概括为:凝结、除气、抽真空、收集、输送等功能,即:——作为热力循环的冷源,将汽轮机排汽冷凝成凝结水,并进行除氧,经4级低压加热器送到除氧器;——与汽轮机抽汽系统一起为汽轮机建立和维持一定的真空;——向蒸汽旁路系统、汽轮机排汽口喷淋系统等提供冷却水及向一些泵提供轴封水;——接收各处来的疏水并维持系统的凝结水量。
系统主要由凝汽器、凝结水泵、给水管线(去低压加热器)、疏水接收罐等组成。
核电厂系统与设备2015/11/1131、凝汽器工作原理简图第五章压水堆核电厂二回路凝结水系统及给水系统5.1.2 凝结水抽取系统描述核电厂系统与设备2015/11/114第五章压水堆核电厂二回路凝结水系统及给水系统5.1.2 凝结水抽取系统描述1、凝汽器工作原理凝汽器(又称冷凝器)实际上是一种表面式热交换器,循环冷却水(海水)在管束内流过,使在管束外流动的蒸汽冷凝,在热力循环中它起着冷源的作用。
在凝汽器蒸汽凝结空间为汽水两相共存,其压力是蒸汽凝结温度下的饱和压力。
一般情况下,蒸汽凝结温度接近环境温度,如40℃的蒸汽凝结温度所对应的饱和压力为0.0075MPa ,远低于大气压力。
因此,形成了高度真空。
同时凝汽器抽真空系统及时抽出凝汽器内不凝结气体,维持凝汽器内的压力恒定不变。
核电厂系统与设备2015/11/115第五章压水堆核电厂二回路凝结水系统及给水系统5.1.2 凝结水抽取系统描述2、凝汽器大亚湾核电站每台机组设置了三台单独的凝汽器,分别安装在三个低压缸的下部。
每台凝汽器由壳体、膨胀连接件、管板、管束、水室、热阱等部分组成。
表面式凝汽器:由于饱和蒸汽轮机的排气量要比同容量的常规汽轮机大得多,因此,核电厂的凝汽器也比较大。
1 凝结水精处理系统1.1 系统概述凝结水采用100%全容量处理,为中压系统。
每台机组设一套凝结水精处理系统,二台机共设一套体外再生树脂系统,再生装置采用高塔分离技术。
精处理系统由混床单元、再生单元和辅助单元组成。
混床单元主要由两台50%管式过滤器、三台50%高速混床、三台树脂捕捉器、一台再循环泵和二套旁路系统组成;再生单元主要由树脂分离塔、阴树脂再生塔、阳树脂再生兼树脂储存塔和树脂捕捉器组成;辅助单元主要由罗茨风机、电热水箱、压缩空气储罐、酸碱喷射器、再生废水泵等组成。
精处理系统设有两个具有100%通过能力的旁路装置:前置过滤器旁路和高速混床旁路,旁路装置包括自动旁路门和手动旁路门,自动旁路门为0-50-100%电动调节蝶阀,手动旁路门为事故人工控制阀。
系统工艺流程如下:1)凝结水精处理系统流程:轴封加热器2)凝结水精处理再生系统流程:1.2 系统运行控制指标1.3 设备规范及运行参数1.3.1 设备规范1.4 系统保护及联锁1.4.1 机组启动初期,当凝结水含铁量小于1000μg/L时,仅投入前置过滤器运行,将凝结水精处理混床旁路,以迅速降低系统中的铁悬浮物含量。
当凝结水含铁量小于300μg/L时,投入混床运行。
1.4.2 当前置过滤器全部停运或第一次投运时,前置过滤器电动旁路门开度为100%;当前置过滤器一台运行,另一台反洗或停运时,前置过滤器电动旁路门开度为50%。
当前置过滤器两台都运行时,前置过滤器电动旁路门关闭;1.4.3 当高速混床停运或第一次投运时,混床电动旁路门100%打开;一台运行,另一台备用或停运时高速混床电动旁路门开度至50%;当两台高速混床运行时,高速混床电动旁路门关闭。
1.4.4 当运行中前置过滤器的旁路压差达0.12MPa时并延时2s后未降低,前置过滤器旁路全开,同时前置过滤器的压差报警;当运行中混床的旁路压差达0.35MPa并延时2s后未降低,混床旁路全开,并且混床压差报警。
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19 凝结水及补水系统的运行
19.1 系统概述
19.1.1 凝结水系统是将汽轮机低压缸的排汽经凝汽器凝结在热井中的凝结水输送至除氧器,供锅炉给水泵用水,同时还向低旁、辅汽、轴封供汽减温器等提供减温水。
19.1.2 系统设两台100%容量的筒式凝结水泵,四台低压加热器,一台轴封冷却器,一台除氧器,一台300M3的凝结水补水箱,和两台凝结水输送泵。
凝结水采用中压精处理装置。
19.1.3 #5、6低压加热器,精处理装置均设有各自的凝结水旁路。
#7、8低压加热器设有公用的凝结水旁路。
轴封冷却器出口设有25%额定流量的凝结水再循环管至凝汽器。
#7、8低压加热器入口管道上设有主、副调节阀,用以调节除氧器水位。
19.1.4 凝结水补水箱配备的两台凝结水补水泵,在机组启动时向凝结水系统补水。
机组正常运行时,通过凝结水补水泵旁路管道靠凝汽器负压向凝汽器补水。
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19.1.5 凝汽器主要参数
项目参数
总冷却面积~38000 m2
冷却水温(设计水温) 20℃
最高设计水温33℃
冷却水工作压力0.25MPa(g)
循环倍率55(TMCR工况)
冷却水量62525t/h
年平均运行背压(冷却水温20℃) 4.4/11.4KPa(a)
铭牌工况满发时凝汽器排汽平均背压11.8KPa(a)
凝汽器出口凝结水含氧量≤ 20 ppb
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凝汽器热井容积不小于TMCR工况下三分钟的凝结
水量
水室设计压力0.5 MPa(a)
凝汽器水阻(设计工况下) ≤ 0.6 bar
汽侧压力: TMCR工况设计水温20℃时汽侧压力铭牌工况水温33℃时汽侧压力4.4/5.5KPa(a) 8.0/10.2KPa(a)
安全阀排放时汽侧压力~20.3 KPa(a)
项目参数凝汽器汽侧进口允许最高温度80 ℃
凝汽器循环水允许温升≤ 10 ℃
在保证工况下,凝汽器出口凝结水过冷度不大于0.5 ℃
19.1.6 凝结水泵
19.1.6.1 凝结水泵主要参数
项目
参数
保证效率点设计点
型号10LDTN-6
扬程337 m 324 m
效率82%83% 必须汽蚀余量 4.8 m 5.0 m 转速1480 r/min 1480 r/min 出水压力 3.3 MPa 3.18 MPa 轴功率1593 kW 1695 kW 流量1594t/h 19.1.6.2 凝结水泵电动机主要参数
项目单位数据
型号YKKL630-4
额定功率kW 2000
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额定电压kV 6 同步转速r/min 1500
主要特性效率%94.0 功率因数0.89 堵转电流倍 1.8 最大转矩倍 6.5
19.2主要联锁、保护
项目条件
凝泵启动许可条件(与门) 凝结水泵入口电动门已开凝结水泵出口电动门已关凝汽器水位不低
无凝结水泵保护跳闸
凝泵自启动(或门) 一台运行凝泵自停(另一台在备用位)
一台凝泵运行凝结水母管压力<0.7MPa (另一台在备用位)
凝泵自停(或门) 凝汽器热井水位低低mm
凝结水泵出口电动门关闭延时100s 凝结水泵入口电动门关闭
凝结水泵上/下轴承温度高℃
凝结水泵推力轴承温度高℃
凝结水泵电机绕组温度高℃
凝泵出口门自动开(或门) 凝结水泵已启动
A(B)凝结水泵运行,B(A)凝结水泵备用投入
凝泵再循环门自动开凝结水流量小于规定值
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凝泵再循环门自动关凝结水流量大于规定值
凝汽器补水调整门自开凝汽器热井水位低低---mm 凝汽器补水调整门自关凝汽器热井水位高高---mm
凝补水泵启动许可条件(与门) 凝汽器热井水位小于规定值凝汽器补水调节门开度>80%
凝补水泵自停(或门) 凝汽器热井水位大于规定值
凝汽器补水调节门开度<5%
凝汽器补水母管压力大于规定值
凝结水精处理入、出口电动门自关(与门) 凝结水泵出口压力大于规定值或凝结水泵出口母管温度大于规定值
凝结水精处理旁路电动门开启
项目条件
凝结水精处理旁路电动门自开(或门) 凝结水泵出口压力大于规定值
凝结水泵出口母管温度大于规定值
除氧器水位调节门旁路电动门自开(与门) 除氧器水位低低
A(B)凝结水泵运行延时10S
#7、#8低压加热器入、出口电
动门自开
#7、#8低压加热器水位小于规定值延时1S
#7、#8低压加热器入、出口电动门自关(或门) #7、#8低压加热器旁路电动门开#7、#8低压加热器水位高高
#7、#8低压加热器水侧旁路电动门自开(或门) #7、#8低压加热器水位高高
#7、#8低压加热器入口电动门关#7、#8低压加热器出口电动门关
#7、#8低压加热器水侧旁路电动门自关(与门) #7、#8低压加热器水位小于规定值延时1S #7、#8低压加热器入口电动门开
#7、#8低压加热器出口电动门开
#6、5低压加热器水侧入口门、出口门、旁路门同#7、#8低压加热器
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除氧器水位调节门旁路电动
除氧器水位高高
门自关
凝汽器水位低报警凝汽器热井水位---mm
凝汽器水位低低报警凝汽器热井水位---mm
凝汽器水位高报警凝汽器热井水位---mm
凝汽器水位高高报警凝汽器热井水位---mm
19.3凝泵的启动
19.3.1 启动前的准备
19.3.1.1 确认凝水系统有关联锁保护及电动门、气控门均校验正常。
19.3.1.2 按系统检查卡检查操作完毕。
19.3.1.3 确认循环水系统,闭冷水系统,仪用气系统等有关系统均已建立。
19.3.1.4 凝补水箱补水调整门投入自动,联系化学将除盐水泵投入自动或手动启、停,凝补水箱进水至正常高水位。
19.3.1.5 启动凝结水补水泵,检查其声音、振动、油杯油位、轴承温度等均正常。
19.3.1.6 凝汽器补水调整门投入自动,凝汽器进水至正常水位,凝泵坑排水泵投入自动。
19.3.1.7 确认凝泵及电动机的冷却水正常,电动机轴承油位正常,油质良好。
19.3.1.8 检查从凝补水泵来的凝泵密封水门开启,调整密封水压力正常。
19.3.1.9 确认凝泵进口门开足,空气门开足,凝泵再循环门投自动开足,化学精除盐装置走旁路。
19.3.1.10 确认凝汽器水位正常,约---mm,除氧器水位调门切手动关闭。
19.3.2 凝泵的启动
19.3.2.1 确认凝泵启动许可条件满足。
19.3.2.2 联系化学后,投入凝结水加药(氨、联氨),启动凝泵,出口门联开,检查凝泵转动,监视启动电流及返回时间正常,电流不超限。
19.3.2.3 将凝泵密封水切至凝泵出口母管供给,调节密封水压力在0.4MPA
19.3.2.4 凝结水母管压力上升到2.6MPA左右后,将另一台凝泵投备用。
19.3.2.5 根据需要,开启除氧器水位调节门向除氧器进水。
注意凝泵电流、凝结水流量、
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凝结水压力及凝汽器水位等正常,除氧器水位2900mm正常后,可投入除氧器水位自动调节。
19.3.2.6 当凝结水流量大于400T/H,注意凝泵再循环门自动关闭。
19.3.2.7 当机组负荷高于30%B-MCR关闭凝结水加联氨门,开启加氧门;停机过程中当机组负荷低于30%B-MCR关闭凝结水加氧门,开启加联氨门。
19.4 凝泵的运行监视
19.4.1正常运行时泵组双向振动值≤0.06mm;电机轴承处振动值:4.7m/s;泵座及出口法兰处振动值:4.5m/s。
泵组若有明显异声或撞击声,泵组振动明显增大,应立即启动备用凝泵,停用原运行泵。
19.4.2 凝泵电流不超限。
19.4.3 凝结水系统正常时,凝结水压力>2.6MPA。
若凝结水母管压力<---MPA,检查备用凝泵自启动,自启动失败,立即手动启动。
19.4.4 凝泵密封水压力为0.4MPA,轧兰不发烫,不冒烟。
19.4.5 凝泵推力轴承温度和电动机轴承温度<90℃,电动机线圈温度<135℃,若温度超限,凝泵应自停,备用泵自启动,自动未停,立即手动启动备用凝泵,停用原运行泵。
19.4.6 凝汽器水位自动控制正常,水位在----mm。
若水位不正常变化,应及时分析、处理。
水位低于----mm凝泵应自停,自动未停立即手动停用。
19.4.7 凝泵进口滤网差压正常,若差压大报警,立即启动备用凝泵,停用、隔绝原运行凝泵。
联系检修立即清洗滤网,清洗完毕,投入备用。
19.5 凝泵的停用
19.5.1 若备用泵切换,应先启动备用凝泵正常后,凝水压力达3MPA左右,方可停用原运行泵,注意凝水压力正常。
19.5.2 若需停用凝结水系统,应先确认无凝水用户后,方可停用凝泵,关闭凝结水加药门。
19.5.3 凝泵停用后,检查泵无倒转,电动机电加热器自动投入。
19.5.4 机组正常运行时,隔绝凝泵,应将其进/出口门、空气门均关闭。
19.5.5 确认系统不需要凝补水,可停用凝结水输送泵。
19.5.6 若凝补水箱需隔绝,应注意联系化学隔绝除盐水泵。
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