专利名称：：一种火电机组用u形管式高压加热器的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种火电机组用U形管式高压加热器，属于高压加热器
技术领域：
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背景技术：
：高压给水加热器是利用汽轮机的抽汽加热给水的装置，它可提高电厂热效率，节省燃料，并有助于机组安全运行。通过高压加热器换热管管内和管外的水是锅炉给水和抽汽的凝结水，水质偏碱性的，具有钝化作用，会在碳钢换热管表面会形成一层钝化膜，提高材质的耐蚀性。这也是高压给水加热器管材可以选用碳钢管的原因。火电高加的换热管主要采用碳钢材料，碳钢换热管SA556GrC-2以其低廉的价格被广泛用于高压加热器的设计中。但是碳钢管表面钝化膜层较为松散容易被水流冲蚀，尤其邻近除氧器的那台高加，给水运行温度在150°C200°C之间，换热管进口端湍流作用、给水带进的氧和铜/铁粒子和给水偏低的PH值作用(正常应控制在9.5左右)，高加在这种特定的运行环境中冲蚀最为严重。一般冲蚀后换热管表面再形成自身保护膜层，这样周而复始长期处在变工况下运行，管壁会不断减薄直至磨损泄漏，很容易造成管系泄漏。高压加热器管系泄漏造成高加退出运行比例最高，而换热管被冲蚀是造成管系泄漏的最主要原因之一。
发明内容本发明的目的是提供一种火电机组用U形管式高压加热器，以克服火电机组的高温、高压运行环境对管束产生的冲蚀、振动损坏，严重影响设备的安全性的问题。为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种火电机组用U形管式高压加热器，包括依次连接在一起的过热蒸汽冷却段换热管、凝结段换热管和疏水冷却段换热管，其特征在于，所述的过热蒸汽冷却段换热管、凝结段换热管和疏水冷却段换热管皆采用SA213TP304奥氏体不锈钢无缝管。与现有技术相比，本发明的有益效果如下目前国内市场考虑设备采购成本，一般均采用无缝碳钢换热管SA556GrC_2。但是碳钢管的抗腐特性较差，对各种冲蚀极其敏感，长期处在变工况下运行很容易造成管子泄漏，尤其靠近除氧器的3#高压加热器，疏水量最大特别容易坏。一旦高加泄漏后堵管期间整个高加系统3台高加均需解列，期间大量的热值损失，增加电厂煤耗，大量C02，SOx,NOx等有害气体排放，严重影响电厂的经济效益。从提高机组的运行安全性、稳定性综合考虑，降低因机组停运带来的经济损失，选用性价比。相对于碳钢换热管SA556GrC-2而言，SA213TP304奥氏体不锈钢不仅具有良好的耐腐蚀性，也具有耐冲蚀性。采用不锈钢管作为高加换热管可以较好地解决了管子冲蚀的问题，大大延长了换热管的使用寿命。图1为一种火电机组用U形管式高压加热器结构示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施例来具体说明本发明。实施例1如图1所示，为一种火电机组用U形管式高压加热器结构示意图。所述的火电机组用U形管式高压加热器包括圆筒形的壳体8，壳体8侧壁设有蒸汽进口管7，壳体8—端设有半球形水室2，半球形水室2上设有自密封人孔1和给水进出口管3，壳体8内分为过热蒸汽冷却段6、凝结段10以及疏水冷却段11，过热蒸汽冷却段换热管5、凝结段换热管9以及疏水冷却段换热管12分别设于过热蒸汽冷却段6、凝结段10以及疏水冷却段11内，半球形水室2通过管板4连接过热蒸汽冷却段换热管5以及疏水冷却段换热管12，过热蒸汽冷却段换热管5以及疏水冷却段换热管12皆连接凝结段换热管9，过热蒸汽冷却段换热管5、疏水冷却段换热管12以及凝结段换热管9可一体成型。其中，过热蒸汽冷却段换热管5、凝结段换热管9和疏水冷却段换热管12皆采用SA213TP304奥氏体不锈钢无缝管。本发明采用TP304奥氏体不锈钢传热管与管板4不锈层堆焊层焊接，采用自动脉冲钨极氩弧焊全位置焊接，并采用两层填丝焊工艺，填充焊丝为镍基焊材，从而保证管子与管板4的焊接性能和焊缝的致密和均勻。采用炉内整体消除应力热处理这种工艺确保设备的安全。SA213TP304奥氏体不锈钢无缝管与SA556GrC_2无缝管的性能对比如下<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本发明采用SA213TP304奥氏体不锈钢无缝管的原理如下(1)300MW及300MW以上火电机组高加所承受的给水压力较高，管侧设计压力高于27.5MPa，设计温度325°C。设计选材主要考虑耐高温、高压、传热性能并结合设备实际运行中对抗冲蚀的要求。火电机组高压加热器采用三段式布置过热蒸汽冷却段，凝结段和疏水冷却段，三个区域中过热蒸汽冷却段位于蒸汽进口处，承受高温、高压蒸汽，并且设计上需控制过热蒸汽冷却段蒸汽出口处干度，防止湿蒸汽在高速流动下对管束的振动影响，疏水冷却段在运行中水位控制不当引起的吸水口泄漏，汽、水二相同样会引起管束振动。这二个区域中的管子在支撑板两侧因不断振动会造成泄漏。故采用无缝管SA213TP304奥氏体不锈钢作为高加换热管较好地解决了管子强度、耐冲蚀的问题，大大延长了换热管的使用寿命。(2)我们知道，不锈钢在300°C以上的加热过程中，尤其在450°C850°C的热过程中，晶粒边界会析出碳化铬、σ相等高铬相，造成碳化物领近部分贫铬，产生敏化，降低其抗晶间腐蚀性能，影响高加的质量与安全。这贫铬区很薄紧贴着晶界面，而晶粒内部则还是正常的奥氏体富铬区。从微观来看，在不锈钢的表面呈现的都是晶粒的剖面。在以后接触到某些具有晶界腐蚀能力的介质时，根据贫铬理论，在腐蚀介质中，贫铬区为阳极，而富铬区的奥氏体区域及碳化物均为阴极，微电池状态的出现，使身为阳极的贫铬区的溶解速度大大超过晶粒本身。随着腐蚀介质的不断腐蚀，会使不锈钢沿着晶界产生越来越深的网状裂纹，这对奥氏体不锈钢的危害极大，使钢的强度、塑性及冲击韧度剧烈降低。这就是晶间腐蚀造成了不锈钢的失效。但它得有一个前提，那就是必须有某些具有晶界腐蚀能力的介质的存在。通过高压加热器换热管管外和管内的水是锅炉给水和抽汽的凝结水，水质偏碱性的，是非强氧化性的介质，不会引起材料的晶间腐蚀。随着对奥氏体不锈钢和晶间腐蚀的研究，各国标准也对敏化了的材料发生晶间腐蚀的情况进行了的阐述。国外标准:ASME第II卷D篇附录AA-320中对此情况也有阐述只有敏化了的材料在长时间内暴露在强氧化性的介质中才会发生晶间腐蚀。(原文如下Intergranularcorrosiontakesplacewhenasensitizedmaterialisexposedtoasufficientlystrongcorrosivemediumforalongenoughtime)。国内标准GB/T21433-2008《不锈钢压力容器晶间腐蚀敏感性检验》中，也有相关描述。如5.1.1.If)中明确列举了介质是淡水、自来水、潮湿大气时，可不必进行不锈钢晶间腐蚀敏感性检验。(3)宜采用炉内整体消除应力热处理这种工艺确保设备的安全。为了确保设备安全运行，国内外标准都对压力容器的焊后热处理提出了明确的要求。根据标准，高加的最佳热处理工艺是整体热处理。国外标准ASME第VIII卷第一册关于热处理整个容器装入封闭炉内加热。只要可行宜采用此种热处理工艺。原文UW-40(a)(l)=Heatingthevesselasawholeinanenclosedfurnace.Thisprocedureispreferableandshouldbeusedwheneverpracticable。国内标准国家质量技术监督局颁布的《压力容器安全技术监察规程》第73条规定高压容器应采用炉内整体热处理。权利要求一种火电机组用U形管式高压加热器，包括依次连接在一起的过热蒸汽冷却段换热管(5)、凝结段换热管(9)和疏水冷却段换热管(12)，其特征在于，所述的过热蒸汽冷却段换热管(5)、凝结段换热管(9)和疏水冷却段换热管(12)皆采用SA213TP304奥氏体不锈钢无缝管。全文摘要本发明提供了一种火电机组用U形管式高压加热器，包括依次连接在一起的过热蒸汽冷却段换热管、凝结段换热管和疏水冷却段换热管，其特征在于，所述的过热蒸汽冷却段换热管、凝结段换热管和疏水冷却段换热管皆采用SA213TP304奥氏体不锈钢无缝管。与现有技术相比，本发明的有益效果如下采用SA213TP304奥氏体不锈钢无缝管作为高加换热管较好地解决了管子强度、耐冲蚀的问题，大大延长了换热管的使用寿命。文档编号F28F21/08GK101799254SQ201010125389公开日2010年8月11日申请日期2010年3月16日优先权日2010年3月16日发明者牛序娟,虞佶,顾琼彦申请人:上海电气电站设备有限公司