3.2.4. Надежность работы трубных систем подогревателей высокого давления

В работе подогревателей высокого давления имеются недостатки, относящиеся к трубной системе. Наиболее характерными из них являются:

эрозионно-коррозионный износ входных участков спиралей и зоны спиралей (внутренней поверхности), примыкающей к контактным стыкам;

эрозионно-коррозионный износ перегородок в коллекторах и коллекторов в месте приварки перегородок;

разрушение змеевиков в месте входа пара в пароохладитель (ОП) и конденсата в охладитель конденсата (ОК);

дефекты заводских сварных соединений.

Интенсивность эрозионного износа змеевиков, выполненных из стали 20, при наличии турбулизаторов (острая кромка на входном участке, наплывы в месте контактных стыков) определяется скоростью потока, его температурой и pH. В настоящее время считается, что при pH 9,1-9,2 безопасной с точки зрения этого вида износа является скорость воды меньше 2 м/с.

Характерными разрушениями змеевиков из-за эрозионного износа являются отрыв змеевика от коллектора либо разрыв его за контактным стыком. Разорванный змеевик имеет утонение до 1 мм, место разрыва змеевика раскрыто. Для исключения эрозионно-коррозионного износа трубных систем ПВД заводом-изготовителем совместно с УралВТИ разработаны проекты реконструкции подогревателей, предусматривающие переход на одноходовое движение воды в трубной системе со скоростью до 2 м/с вместо двухходового движения воды. Начиная с 1973 г. завод-изготовитель выпускает подогреватели с одноходовым движением воды в трубной системе со скоростью в спиралях 1,3-1,6 м/с. Эффективность реконструкции подтверждается электростанциями, ПВД которых после нее проработали более 30000 ч со скоростями воды в змеевиках 1,3-1,6 м/с. Это же подтверждается обследованием ПВД, проработавших более 100000 ч со скоростями 1,6 м/с. Суть реконструкции ПВД на примере подогревателя ПВ 350/230 поясняется рис. 3.24.

Рис. 3.24. Схема движения питательной воды в трубной системе

подогревателя высокого давления ПВ 350/230 до (а) и после (б) реконструкции

С 1980 г. заводом осуществляется округление внутренних кромок отверстий в коллекторах R = 5 мм, применяемое для улучшения гидродинамики потока на входных участках. Одновременно с выполнением модернизации уменьшается количество перегородок, изменяется технология сварки оставшихся; этим исключается возможность размывания коллекторных и распределительных труб.

Причины разрушения диафрагм и перегородок в коллекторах - неудачная конструкция приварки диафрагмы к коллектору, применение в проходной части диафрагм наплавки недостаточной твердости, некачественная вварка диафрагм, высокие скорости воды в трубной системе.

В проекте модернизации трубных систем с двухходовым движением питательной воды на одноходовую предусмотрено уменьшение количества перегородок, разработана новая конструкция перегородки и технология ее вварки.

Переварка дроссельных шайб и разделительных перегородок производится одновременно с выполнением работ, предусмотренных циркуляром Т-2/73 и проектом модернизации ПВД. Помимо этого, циркуляр Т-2/73 предусматривает установку на питательных трубопроводах термометрических гильз, обеспечивающих возможность контроля за состоянием дроссельных шайб и разделительных перегородок по нагреву питательной воды в каждом ПВД.

Опыт эксплуатации модернизированных ПВД свидетельствует о том, что после установки диафрагмы нового типа - с внешними сварными швами и без отверстия - проблема неплотности внутренних глухих перегородок снимается. Выпускаемые в настоящее время подогреватели имеют перегородки новой конструкции.

Повреждения, возникавшие из-за температурных напряжений в трубной системе, обусловливались различной температурой стенки входных и промежуточных коллекторов, коллекторов и отводящей трубы в верхней части, связанных крестовиной, а в нижней части соединенных корпусом и образующих довольно жесткую раму.

При осуществлении модернизации по проекту ТКЗ - УралВТИ имеется возможность заменить жесткие колена, соединяющие входные коллекторы с крестовиной, по которым ранее проходила основная часть потока воды в центральную отводящую трубу, гибкими трубами малого диаметра, рассчитанными лишь на расход воды в пароохладителе, и тем самым ликвидировать жесткую связь холодных коллекторов с более горячими промежуточными коллекторами и центральной трубой, в которой возникают большие термические напряжения. Одновременно значительно уменьшается или ликвидируется разница температур промежуточных коллекторов и центральной трубы, что также способствует снижению термических напряжений. Все это повышает надежность ПВД. Статистика показывает, что модернизированные ПВД не имеют повреждений из-за повышенных температурных напряжений.