汽水分离再热器本体结构原理60页PPT
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经汽水分离过的蒸汽，再经过两级加热成为过热 蒸汽，含水量降为零。温度和压力分别为268.8°C 、0.9636Map。
内件固定架的结构
内件固定架主要由Z型板、L型板、支撑板以及上 方板组成；通过滚轮，可安装一级/二级再热管系。
内件固定架
装焊预分离器与下部内衬
再热器管系的结构
再热器管系是MSR的核心部件，它主要由管板、翅片换 热管、节流孔板、支撑板、侧板、框板以及槽钢组成。
管板为防腐蚀，有9mm的堆焊层，钻有2626（2080） 个管孔，孔径为Φ19.25（0-0.15），中心径为24±0.2； 换热管（ Φ19.05 × 1.75）为翅片式，可增加其换热面 积，数量为1313（1040）；支撑板用于固定换热管， 孔径为Φ19.25（0-0.1），中心径为24±0.1；槽钢用于 将换热管系固定在内件固定架的滚轮上。
蒸汽预分离原理图解
预 分 离 器
预 分 离 器
预分离器的剖析图
预分离器由锥环、圆筒、筋板焊接而成；各部 件厚度为8mm，制造难点是焊接变形的控制。
现场安装图
下部内衬的结构
下部内衬成包壳状，可有效防止湿蒸汽的腐蚀；它 还用于MSR的筒身排水，避免水与水蒸汽分离后再 次混合；还允许水再沸，但限定汽-水混合物的上升。
MSR结构组成
MSR的结构参数表
设备部件 名称
管系组件总长（一级/二级） 外壳外直径（mm) 重量 换热面积
MSR壳休设计压力 MSR壳体设计温度 壳体材料/厚度
单位
数值
m
21，19
mm
4270
t
272
m2
3385
Mpa.a
1.5
℃
300
SA 516 Gr 70 / 35 mm
MSR的结构参数表（续）
一级再热器管系
二级再热器管系
为便于布置二级再热蒸汽室的疏水管，二级再热管 系比一级再管系多暗室。
2. 离心力分离：利用汽流旋转时蒸汽与水产 生不同离心力进行分离。
3. 惯性力分离：利用汽流改变方向时，蒸汽 与水产生不同惯性力进行分离。
4. 水膜分离：利用蒸汽与水不同粘性，使水 粘附在固定壁面形成水膜流下进行分离。
预分离器的结构
预分离器主要依靠离 心力实现汽水分离， 它有8个分离叶片及4 个锥形环组成，蒸汽 受锥形环阻挡而改变 方向，其中大颗粒水 珠受离心力作用被甩 出蒸汽，实现湿蒸汽 第一次粗分离并使蒸 汽均匀分布。
汽水分离再热器系统
汽水混合物在波纹板间流动过程中多次改 变流动方向，从而使夹带的小水滴被分离 出来。波纹板上的多道挡水钩收集板面水 膜并捕集蒸汽流中的水滴，分离出的水汇 集后沿凹槽流入疏水装置。
分离器的结构
分离器下部结构
除湿效果
高压缸排汽湿度大约在14.3%左右，经过组合分 离器之后，可以分离出蒸汽中95%的水分，使蒸汽 含水量降到0.5%左右。
3
4
5
MSR的必要性
高压缸蒸汽 高压缸进 中压缸进 中压缸进
压力
汽湿度 汽压力 汽湿度
低压缸排 汽湿度
允许值 5Mpa-7Mpa <0.25%
12%-15%
没有MSR 5Mpa-7Mpa <0.25% 情况
0.9356
10%-13% 20%-25%
添加MSR 5Mpa-7Mpa <0.25% 0.9636
℃
178.7/268.8
t/h
144.6
再热蒸汽室的结构
蒸汽室主要由 一个3/4筒体、 两个封头、人 孔组件、加热 蒸汽进口、疏 水口、抽气口、 隔 板以及膨胀 节组成。
蒸汽室3D图与实物图对比
二级再热器的装配
平衡管的作用(一)
避免部分未凝结气存储起来（排汽）； 实现管子进口内节流孔管的运行； 提供一套良好的排水装置。
0
情况
10%
66
MSR安装作用：
1，除去高压缸排汽中的水分。 2，提高进入低压缸蒸汽的温度,使其具有一定的过热
度。 3，对汽水分离和再热过程中产生的疏水进行回收和
利用。 效果： 1，大大改善了汽轮机低压缸的工作条件,提高了汽轮
机的相对内效率。 2，防止和减少湿蒸汽对汽轮机零部件的腐蚀作用。
7
第二章 MSR本体结构及工作原理
汽水分离再热器（MSR）
李江伟
2019年4月
福清核电MSR介绍
第一章 GSS系统简介及其必要性 第二章 MSR本体结构及工作原理 第三章 MSR运行工况
2
第一章 GSS系统简介及其必要性
汽水分离再热器系统（GSS）由两台汽 水分离再热器、6 台疏水箱及相应的蒸汽和疏 水管道组成。整个系统总体上可分为汽水分离 再热部分和疏水收集回流部分。它安装在汽轮 机高压缸排汽与中压缸进汽口之间，用于对高 压缸排出蒸汽的除湿并使其具有一定的过热度 。
设备部件 名称
单位
数值
再热器U型管材料、数量（一级 SA 803 TP439 ，1313/1040，
/二级）、外径、厚度
19.05mm，1.75mm
管板材料、厚度（一级/二级） SA 350 LF2，350/450mm
U型管与管板连接方式
胀接+焊接
湿蒸汽流量
t/h
130.7
湿蒸汽进出口温度 加热蒸汽流量
分离器的结构
分离Hale Waihona Puke Baidu主要由V形分离架 与0.5mm的不锈钢波纹板 组成，汽流携带的微小液 滴在波形板作曲线运动， 在离心力、惯性力以及附 着力的作用，水滴不能随 汽流偏转而撞击波形板面 形成水膜，水膜受重力不 断向下流动，并汇聚成较 大的水流而离开波形板。
主要设备
带钩波纹板 汽水分离器
带 钩 波 纹 板
如何通过MSR的功能实现结构实现汽水分离与 再热，并提高再热器效率，有以下设计要点：
1，如何提高预分离器与分离器的效率； 2，如何提高一级、二级再热器的再热效率； 3，如何防止再热器管系出现过冷现象，防止管子的
腐蚀； 4，如何优化结构设计，减少MSR的总压力降；
8
MSR从结构组成上可分为以下主要部件： 1. 再热蒸气室 2. 预分离器 3. 下部内衬 4. 分离器 5. 内件固定架 6. 一级/二级再热器 7. 壳体组件 8. 滑动支座
平衡管的作用（二）
抽气系统排出再热器中的非凝结气体。它对于防 止再热器换热管的间歇性淹没是必需的,而间歇性淹 没可导致疲劳故障。 在冷态启动时对第一级和第二级再热器换热管进 行预热。 在汽轮机启动期间抽空再热器管道中的非凝结气 体。
汽水分离组合
汽水分离的原理：
1. 重力分离：利用蒸汽与水的密度差在一定 空间中进行自然分离。
内件固定架的结构
内件固定架主要由Z型板、L型板、支撑板以及上 方板组成；通过滚轮，可安装一级/二级再热管系。
内件固定架
装焊预分离器与下部内衬
再热器管系的结构
再热器管系是MSR的核心部件，它主要由管板、翅片换 热管、节流孔板、支撑板、侧板、框板以及槽钢组成。
管板为防腐蚀，有9mm的堆焊层，钻有2626（2080） 个管孔，孔径为Φ19.25（0-0.15），中心径为24±0.2； 换热管（ Φ19.05 × 1.75）为翅片式，可增加其换热面 积，数量为1313（1040）；支撑板用于固定换热管， 孔径为Φ19.25（0-0.1），中心径为24±0.1；槽钢用于 将换热管系固定在内件固定架的滚轮上。
蒸汽预分离原理图解
预 分 离 器
预 分 离 器
预分离器的剖析图
预分离器由锥环、圆筒、筋板焊接而成；各部 件厚度为8mm，制造难点是焊接变形的控制。
现场安装图
下部内衬的结构
下部内衬成包壳状，可有效防止湿蒸汽的腐蚀；它 还用于MSR的筒身排水，避免水与水蒸汽分离后再 次混合；还允许水再沸，但限定汽-水混合物的上升。
MSR结构组成
MSR的结构参数表
设备部件 名称
管系组件总长（一级/二级） 外壳外直径（mm) 重量 换热面积
MSR壳休设计压力 MSR壳体设计温度 壳体材料/厚度
单位
数值
m
21，19
mm
4270
t
272
m2
3385
Mpa.a
1.5
℃
300
SA 516 Gr 70 / 35 mm
MSR的结构参数表（续）
一级再热器管系
二级再热器管系
为便于布置二级再热蒸汽室的疏水管，二级再热管 系比一级再管系多暗室。
2. 离心力分离：利用汽流旋转时蒸汽与水产 生不同离心力进行分离。
3. 惯性力分离：利用汽流改变方向时，蒸汽 与水产生不同惯性力进行分离。
4. 水膜分离：利用蒸汽与水不同粘性，使水 粘附在固定壁面形成水膜流下进行分离。
预分离器的结构
预分离器主要依靠离 心力实现汽水分离， 它有8个分离叶片及4 个锥形环组成，蒸汽 受锥形环阻挡而改变 方向，其中大颗粒水 珠受离心力作用被甩 出蒸汽，实现湿蒸汽 第一次粗分离并使蒸 汽均匀分布。
汽水分离再热器系统
汽水混合物在波纹板间流动过程中多次改 变流动方向，从而使夹带的小水滴被分离 出来。波纹板上的多道挡水钩收集板面水 膜并捕集蒸汽流中的水滴，分离出的水汇 集后沿凹槽流入疏水装置。
分离器的结构
分离器下部结构
除湿效果
高压缸排汽湿度大约在14.3%左右，经过组合分 离器之后，可以分离出蒸汽中95%的水分，使蒸汽 含水量降到0.5%左右。
3
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MSR的必要性
高压缸蒸汽 高压缸进 中压缸进 中压缸进
压力
汽湿度 汽压力 汽湿度
低压缸排 汽湿度
允许值 5Mpa-7Mpa <0.25%
12%-15%
没有MSR 5Mpa-7Mpa <0.25% 情况
0.9356
10%-13% 20%-25%
添加MSR 5Mpa-7Mpa <0.25% 0.9636
℃
178.7/268.8
t/h
144.6
再热蒸汽室的结构
蒸汽室主要由 一个3/4筒体、 两个封头、人 孔组件、加热 蒸汽进口、疏 水口、抽气口、 隔 板以及膨胀 节组成。
蒸汽室3D图与实物图对比
二级再热器的装配
平衡管的作用(一)
避免部分未凝结气存储起来（排汽）； 实现管子进口内节流孔管的运行； 提供一套良好的排水装置。
0
情况
10%
66
MSR安装作用：
1，除去高压缸排汽中的水分。 2，提高进入低压缸蒸汽的温度,使其具有一定的过热
度。 3，对汽水分离和再热过程中产生的疏水进行回收和
利用。 效果： 1，大大改善了汽轮机低压缸的工作条件,提高了汽轮
机的相对内效率。 2，防止和减少湿蒸汽对汽轮机零部件的腐蚀作用。
7
第二章 MSR本体结构及工作原理
汽水分离再热器（MSR）
李江伟
2019年4月
福清核电MSR介绍
第一章 GSS系统简介及其必要性 第二章 MSR本体结构及工作原理 第三章 MSR运行工况
2
第一章 GSS系统简介及其必要性
汽水分离再热器系统（GSS）由两台汽 水分离再热器、6 台疏水箱及相应的蒸汽和疏 水管道组成。整个系统总体上可分为汽水分离 再热部分和疏水收集回流部分。它安装在汽轮 机高压缸排汽与中压缸进汽口之间，用于对高 压缸排出蒸汽的除湿并使其具有一定的过热度 。
设备部件 名称
单位
数值
再热器U型管材料、数量（一级 SA 803 TP439 ，1313/1040，
/二级）、外径、厚度
19.05mm，1.75mm
管板材料、厚度（一级/二级） SA 350 LF2，350/450mm
U型管与管板连接方式
胀接+焊接
湿蒸汽流量
t/h
130.7
湿蒸汽进出口温度 加热蒸汽流量
分离器的结构
分离Hale Waihona Puke Baidu主要由V形分离架 与0.5mm的不锈钢波纹板 组成，汽流携带的微小液 滴在波形板作曲线运动， 在离心力、惯性力以及附 着力的作用，水滴不能随 汽流偏转而撞击波形板面 形成水膜，水膜受重力不 断向下流动，并汇聚成较 大的水流而离开波形板。
主要设备
带钩波纹板 汽水分离器
带 钩 波 纹 板
如何通过MSR的功能实现结构实现汽水分离与 再热，并提高再热器效率，有以下设计要点：
1，如何提高预分离器与分离器的效率； 2，如何提高一级、二级再热器的再热效率； 3，如何防止再热器管系出现过冷现象，防止管子的
腐蚀； 4，如何优化结构设计，减少MSR的总压力降；
8
MSR从结构组成上可分为以下主要部件： 1. 再热蒸气室 2. 预分离器 3. 下部内衬 4. 分离器 5. 内件固定架 6. 一级/二级再热器 7. 壳体组件 8. 滑动支座
平衡管的作用（二）
抽气系统排出再热器中的非凝结气体。它对于防 止再热器换热管的间歇性淹没是必需的,而间歇性淹 没可导致疲劳故障。 在冷态启动时对第一级和第二级再热器换热管进 行预热。 在汽轮机启动期间抽空再热器管道中的非凝结气 体。
汽水分离组合
汽水分离的原理：
1. 重力分离：利用蒸汽与水的密度差在一定 空间中进行自然分离。