凝汽器的作用及其鈦管泄漏的原因分析

陸秀祥

【摘 要】凝汽器作為電廠二回路整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的最終熱阱，它的運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接影響電廠的穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，然而由于循環(huán)水水質(zhì)差、運(yùn)行時(shí)的機(jī)械撞擊等原因，凝汽器鈦管泄漏已經(jīng)成為影響其安全運(yùn)行的重要因素，本文描述了凝汽器在電廠中的重要作用，并對(duì)造成凝汽器鈦管泄漏的原因做了詳細(xì)的分析，對(duì)如何保證凝汽器安全運(yùn)行以及出現(xiàn)鈦管泄漏后的處理方面起到很好的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】凝汽器 管束 腐蝕 真空

1 凝汽器的作用及其鈦管泄漏后的危害

凝汽器作為機(jī)組熱力循環(huán)的必要設(shè)備之一，其主要作用是將汽輪機(jī)低壓缸排汽冷凝成凝結(jié)水，冷凝下來(lái)的水由凝結(jié)水泵打出后作為熱力循環(huán)介質(zhì)使用。它的內(nèi)部布置有許多傳熱管束，管束內(nèi)流的是循環(huán)水，由于循環(huán)水水質(zhì)差以及機(jī)械撞擊等原因，運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)凝汽器鈦管泄漏的現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)生凝汽器鈦管泄漏后，運(yùn)行人員應(yīng)當(dāng)立即采取投運(yùn)凝結(jié)水精處理，隔離泄漏的凝汽器水室等措施，以防止整個(gè)二回路水質(zhì)變差從而影響蒸發(fā)器等設(shè)備的安全運(yùn)行。凝汽器是將汽輪機(jī)低壓缸排汽凝結(jié)成水，從而作為熱力循環(huán)的介質(zhì)使用的一個(gè)重要設(shè)備。它一般在低壓缸下部橫向布置，凝汽器殼體置于彈簧支座上，其上部與汽機(jī)排汽缸采用剛性連接。循環(huán)水流經(jīng)凝汽器管束使凝汽器殼體內(nèi)的汽輪機(jī)排汽凝結(jié)，凝結(jié)水聚集在熱井內(nèi)并由凝結(jié)水泵排走。

低壓缸排汽離開(kāi)汽輪機(jī)后進(jìn)入凝汽器，凝汽器鈦管管側(cè)內(nèi)流入由循環(huán)水泵提供的冷卻海水，將汽輪機(jī)乏汽凝結(jié)為水。由于蒸汽凝結(jié)為水時(shí)，體積驟然縮小，從而在原來(lái)被蒸汽充滿的凝汽器封閉空間中形成真空，為保持所形成的真空，抽氣器則不斷的將漏入凝汽器內(nèi)的空氣抽出，以防不凝結(jié)氣體在凝汽器內(nèi)積聚，使凝汽器內(nèi)壓力升高。集中于凝汽器底部熱井的凝結(jié)水，則通過(guò)凝結(jié)水泵送往低壓加熱器和除氧器方向作為蒸汽發(fā)生器的給水。所以，凝汽器的作用可以簡(jiǎn)單概括為以下兩點(diǎn)：（1）在汽輪機(jī)排汽口建立并維持高度真空。（2）將汽輪機(jī)低壓缸的排汽凝結(jié)成潔凈的凝結(jié)水作為蒸汽發(fā)生器的給水循環(huán)使用。

凝汽器鈦管泄漏以后，由于循環(huán)水側(cè)的壓力較汽側(cè)壓力高，所以較臟的循環(huán)水將進(jìn)入凝結(jié)水系統(tǒng)，從而對(duì)二回路設(shè)備造成以下?lián)p害：（1）鈉離子可能導(dǎo)致SG的傳熱管苛性應(yīng)力腐蝕。（2）氯離子容易穿透金屬氧化膜，形成電化學(xué)腐蝕，同時(shí)氯化物容易在蒸發(fā)器傳熱表面或結(jié)構(gòu)縫隙處濃縮 ，最終造成應(yīng)力腐蝕。（3）硫酸根離子形成的酸性環(huán)境容易對(duì)大部分是碳鋼的給水系統(tǒng)管道形成腐蝕。（4）腐蝕形成的產(chǎn)物在蒸汽發(fā)生器局部形成淤渣，影響傳熱同時(shí)易在氯離子的作用下造成傳熱管應(yīng)力腐蝕破裂。

2 凝汽器鈦管泄漏的原因分析

造成凝汽器鈦管泄漏的主要原因有哪些呢，總結(jié)如下：

（1）循環(huán)水沖刷腐蝕。凝汽器循環(huán)水從水室流入管口，約2M/S的流速對(duì)管口造成沖刷磨損。并且，凝汽器使用的循環(huán)水直接從海里取水，海水含沙量高達(dá)1%以上，加劇了管口處的沖刷磨損速度，水流對(duì)管口不斷的沖刷，使得管壁變薄直至磨穿造成鈦管泄漏。

（2）貝克卡等在管口內(nèi)磨穿鈦管。雖然循環(huán)水系統(tǒng)裝有一次和二次濾網(wǎng)，絕大部分垃圾不會(huì)進(jìn)入鈦管內(nèi)，但是很多堅(jiān)硬鋒利的貝克等堅(jiān)硬雜質(zhì)仍然隨海水進(jìn)入凝汽器，鋒利的貝克卡在鈦管管口內(nèi)，在水流連續(xù)不斷的沖擊下，鋒利的貝殼產(chǎn)生振動(dòng)和位移，從而磨穿鈦管。另外循環(huán)水系統(tǒng)管道內(nèi)以及凝汽器水室內(nèi)生長(zhǎng)的海生物（海蠣子）也有可能造成鈦管的磨損。

（3）抗沖擊區(qū)凝汽器鈦管的厚度不夠，凝汽器最上面一兩層鈦管承受著大量的蒸汽沖擊，設(shè)計(jì)上將這些區(qū)域稱為抗沖擊區(qū)。一般設(shè)計(jì)上抗沖擊區(qū)凝汽器鈦管比其它區(qū)域鈦管管壁都要厚一些。如果抗沖擊區(qū)鈦管設(shè)計(jì)厚度不夠，這樣抗沖擊區(qū)鈦管在蒸汽長(zhǎng)期沖擊下，容易造成損害。

（4）機(jī)械撞擊。在汽輪機(jī)安裝或者大小修揭缸時(shí)，如果設(shè)備零部件等落在凝汽器鈦管上砸傷鈦管，將會(huì)造成鈦管管壁減薄甚至可以直接造成鈦管泄漏?；蛘呤瞧啓C(jī)運(yùn)行時(shí)，由于安裝不當(dāng)?shù)仍蛟斐善邹D(zhuǎn)子的零部件脫落，脫落后的零部件落到凝汽器鈦管上，也會(huì)直接造成凝汽器鈦管的泄漏。

3 結(jié)語(yǔ)

作為電廠二回路整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的最終熱阱，凝汽器運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接影響電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，甚至還可能影響一回路熱量的導(dǎo)出，因此，如何保證正常運(yùn)行期間凝汽器鈦管不泄漏，也是電廠必須解決的難題之一，因此，除了以上提到的導(dǎo)致鈦管泄漏的原因在設(shè)計(jì)上必須加以關(guān)注之外，日常運(yùn)行時(shí)對(duì)凝汽器運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視，特別是對(duì)凝汽器熱阱水質(zhì)的取樣分析，以及機(jī)組大修或日常對(duì)凝汽器鈦管運(yùn)行狀態(tài)的定期檢查也顯得十分的重要，只有通過(guò)檢查和監(jiān)視盡早發(fā)現(xiàn)鈦管泄漏現(xiàn)象的存在，才能更好的采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，以最大程度的減少因水質(zhì)不良造成的蒸發(fā)器傳熱管的腐蝕和損壞，從而保證電廠機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐復(fù)勇，曹薇娜.熱能動(dòng)力專業(yè)基礎(chǔ)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2007.

[2]張虎山.壓水型核反應(yīng)堆水化學(xué)工況控制欲水質(zhì)監(jiān)測(cè)[M].北京：海洋出版社，2011.