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《某电厂600MW机组3号高压加热器筒体泄漏原因分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、某电厂600MW机组3号高压加热器筒体泄漏原因分析123111陈冰冰,楼玉民,周江,郑三龙,何兴,高增梁1.浙江工业大学,浙江杭州3100322.浙江省电力试验研究院,浙江杭州3100143.北仑第一发电有限责任公司,浙江宁波315800[摘要]某电厂600MW机组3号高压加热器筒体下半部分的疏水液位处发生多次泄漏,为了分析泄漏原因,对3号高压加热器进行了在线的温度和应力测量,并采用ANSYS有限元软件进行温度场和应力场模拟计算与分析。结果表明,由于3号高压加热器包壳泄漏,使得疏水液位处筒体产生明显的温度梯度和较高的
2、交变应力,从而引起筒体疲劳破坏,产生了泄漏。[关键词]600MW机组;高压加热器;筒体泄漏;高温应力测量;疲劳破坏[中图分类号]TK264.9[文献标识码]A[文章编号]10023364(2008)02005204高压加热器(简称高加)是火电厂的关键设备之段、凝汽段和疏水冷却段(图1)。筒体材质为一,其作用是对除氧器后的给水进行加热。通常,高加SA387Gr.11CL.2。正常工况下,3号高加受2.16是采用机组中间级的抽出蒸汽(简称抽汽)来加热给MPa内压作用,抽汽入口温度457℃,疏水出口温度水,抽汽由过热的蒸汽
3、状态变为过冷的疏水。高加设为194℃。蒸汽冷却段内设有一包壳,有少量已降温有蒸汽冷却段、冷凝段和疏水冷却段,温度分布复杂,的蒸汽(约250℃)从包壳与筒体间隔中流过,使过热[1～3]存在较大的温度梯度。高加出现的泄漏故障,主蒸汽冷却段处筒体的壁温远低于抽汽入口温度。[4]要表现为管束泄漏和爆管。某电厂600MW机组的3号高加筒体在5年内连续4次在疏水液位处的筒体环焊缝上,出现环向裂纹而发生泄漏故障。因此,对3号高加进行了在线温度和应力测量,并采用ANSYS技有限元软件进行温度场和应力场模拟计算,查明了3术交号高加筒体
4、发生泄漏故障的原因。流13号高加结构及故障情况热力发3号高加为1台卧式的U形管式加热器,规格为图13号高加结构示意电1800mm×20mm,鞍式支座,内部设有过热蒸汽冷却·二○○作者简介:陈冰冰,(19682),男,硕士,浙江工业大学机电学院副教授,主要从事化工过程机械专业的教学和科研。八E2mail:chenbb@zjut.edu.cn第37卷第2期522001年,3号高加出现第1次泄漏,位置在B2B截面中7点处(图2),裂纹长度为12mm(图2)。经补焊修复,3应力测量两年后再次发生泄漏。到2004年,该处共发生
5、了4次泄漏,最长裂纹长度达135mm。泄漏呈间歇状漏汽。采用了TOKYOSOKKLKENKYUJO公司的AWH28/216焊接式高温应变片分别测量了图2中2温度测量A、B、C点位置的应力值,并按TOKYOSOKKLKENKYUJO公司提供的校正方法进行修正,测量由于3号高加温度分布较复杂,为了进一步了解结果如图4所示。C点位置环向应力值最大,均值在出现裂纹截面上的温度分布,在B2B截面的筒体外为108MPa,A点和B点位置环向应力均值分别为壁均匀布置了12个测点(图2)(为便于表述,温度测91.5MPa和90.8MP
6、a。3个测点的环向应力值都点按时钟的钟点数编排,文中采用钟点数表示温度分有一定波动,一般在5MPa范围内变动,最大变化布具体方位)。值为10MPa左右。3个测点中C点位置的轴向应力为最大,均值为110.3MPa,B点均值为96.9MPa,这两个位置的轴向应力基本保持不变,A点位置轴向应力值随时间变化较明显,存在显明台阶,分别为100MPa和72MPa,变化幅值达到34MPa。1～12为测温点;A、B、C为应力测点图2B2B截面上温度和应力测点的分布位置对3号高加进行了为期14天的在线测量,分析发现,筒体外壁每天的温度
7、分布和变化情况基本相似,其中一天的温度变化测量情况如图3所示。其中,3、4、5、7测点温度变化幅度较大,达到50℃以上,5、7测点在液位附近,说明筒体液位处局部区域存在明显温度变化。另外,筒体温度分布存在左右不对称现象,图2所示筒体的左半边温度要比右半边的高一些,11测点位置温度最高,接近400℃。技术图43号高加B2B截面3个应力测点的测量值交流4有限元模拟计算热力发高温应力测量较复杂且费用昂贵,不可能进行大电面积的测量。为了较全面了解加热器筒体温度及应力·二场的分布情况,有必要对筒体进行模拟计算。本文采○图3一天
8、中的12个温度测点的温度变化记录用ANSYS软件对筒体进行三维实体建模,温度场和○八应力场计算模型分别采用solid70和solid45的单元Vol.37No.253类型进行计算(图5)。水出口的接管)内表面加2.16MPa内压载荷,接管端面上施加轴向应力,由热分析所得的温度场分布在所有节点上。图5有限元模型4.1边界条件与载荷图6筒体按温度边
