核电高压给水加热器系统AHP

§2.2.5 高压给水加热器系统AHP

一、系统功能

利用汽轮机高压缸抽汽加热给水，将主给水泵出口148.3°C的给水加热至230.4°C以提高热力循环的经济性。另外，5级、6级和7级高加还分别接收汽水分离再热器壳体和第一级及第二级再热器的疏水，6级和7级高加分别接收汽水分离再热器第一级及第二级再热器扫气，回收热量，并起到了排除抽汽和排放蒸汽中不凝气体的作用。

二、系统组成

高压给水加热器（AHP）是介于APA系统与ARE系统之间的一个系统，是汽机热力循环中的重要组成部分。高压给水的加热分三级，共有两列，每列包括一个5级、一个6级和一个7级加热器，给水在容量各为50%的双列流道内进行。在每列加热器的进口和出口，各设置闸板式电动隔离阀和一条设置有闸板式电动隔离阀的旁路管线，用来保持给水的输送流量。正常运行时双列均应投入运行，特殊条件下也可允许单列运行。

5级、6级和7级加热器分别使用汽机高压缸不同抽汽口的抽汽，将给水加热后送往ARE系统，提供蒸汽发生器二次侧给水。

每列加热器给水进、出口各设一台闸板式电动隔离阀（014、015、016、017VL），另设一条旁路管线隔离阀018VL。如果疏水系统失效或加热器管子破裂，需要隔离该列或两列加热器时，就应打开电动旁路阀，以保持给水疏送通畅。

高压给水加热器的充水通常是通过除氧器重力充水或由除氧器系统（ADG）的除氧循环泵ADG001PO进行的。

三、系统描述

1、给水侧

由给水泵APA送来的给水分别进入两列5级高压加热器进口水室，经U形管从出口水室流出，最后进入7级高加进口水室，同样经U型管从另一侧流出至给水母管汇合，通过给水流量控制系统（ARE）分别送到两台蒸汽发生器。见高压加热器系统流程图图1。

当疏水被堵塞或U形管破裂使加热器水位升至3高水位时，该列出入口隔离阀可在规定时间内关闭，为确保给水畅通，应打开高压加热器旁路管线上的电动旁路阀。

2、抽汽侧

5级、6级和7级高压加热器分别从汽轮机高压缸7级、5级和3级叶片后抽汽。在机组最大连续电功率下，这三级抽汽压力分别为1.029Mpa.a、1.873Mpa.a和3.120Mpa.a。

抽汽管线经逆止阀001VV、002VV、005VV、006VV、009VV和010VV后分别进入六台高压加热器，逆止阀尽量靠近汽轮机侧。另外，每台高加还备有一台电动隔离阀（003、004、007、008、011和012VV）靠近加热器，以防止加热器满水倒入抽汽管道或汽轮机。

高压加热器在正常运行时，除接受汽轮机高压缸的抽汽外，7级高加还同时接受GSS系统的汽水分离器二级再热器扫汽，6级高加同时接受GSS系统的汽水分离器一级再热器扫汽，以保证汽水分离再热器的传热效率。具体流程见图2。

3、疏水侧

高压加热器的疏水采用逐级自流方式，如图2、3。除接受有关的汽轮机抽汽及GSS系统来的扫汽外，7号高加还接受汽水分离再热器二级再热器来的疏水，通过正常疏水管线送往6号高加，6号高加接受7号高加和汽水分离再热器的一级再热器来的疏水，通过正常疏水管线流至5号高加，5号高加接受6号高加和汽水分离再热器的壳侧疏水，最后5号高加的疏水通过正常疏水管线排入除氧器。在紧急情况下，正常疏水管线上疏水阀门关闭，高压加热器的疏水通过紧急疏水管线送往高压疏水扩容器。

高压加热器抽汽管道中的疏水，则通过疏水袋或带有气动调节阀和电动旁路阀的管线排至凝汽器。

4、排气侧

高压加热器的排气系统是将高加壳体内积聚的不凝结气体排出，改善高压加热器的换热条件。

由图4可知，No.7A、7B分别通过AHP421、422VV和427、428VV将不凝气体排入除氧器；

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No.6A、6B分别通过AHP434VV和437VV将气体排入除氧器；No.5A、5B分别通过AHP442VV和445VV 将气体排入除氧器。

5、卸压装置

每台高压加热器汽侧都装有一个安全阀，当壳侧压力达到一定阈值时，安全阀将自动开启进行卸压。

每台高压加热器水室也装有一个水室安全阀，当管侧超压时，也将起到保护作用。

四、加热器结构

5级、6级、7级高压加热器结构基本相同，均为常规的双流程U形管面式加热器，采用卧式布置，给水在管内流动，蒸汽在管外流动。每个高压加热器都包括一个凝结段和一个疏水冷却段。图5所示为典型的高压加热器结构示意图。

高压加热器的壳体是钢板焊接构件，为了便于壳体的拆移，还安装了吊耳及壳体体滚轮，并使其运行时自由膨胀。在加热器壳体上有指明的现场切割线，当蒸汽侧需要检查时，可沿切割线切开，在切割线部位有保护管束的不锈钢制防护环，当切割和重新焊接时，它可保护管束。

壳体和水室是焊接连接，水室为半球形小开口水室。水室组件由半球形封头和管板组成。管板钻有孔，以便插入U形管，水室组件还包括给水进口接管、出口接管、排气接管、安全法、化学清洗接头和引导水流按规定流动的分隔板以及带密封垫圈的人孔盖、人孔座或密封盖。通过水室的椭圆形人孔门和可拆卸分隔板，可方便的接近水侧进行检查和堵管。

U形管外径为16mm，壁厚1.5mm，材料为SA688TP304管子是经焊接和爆胀于管板上。

钢制隔板沿着整个长度方向布置。这些隔板支撑着管束并引导蒸汽流沿着管束按90度转折流过管子，隔板又借助拉杆和定距管固定。

在加热器里装置不锈钢防冲板，可使壳侧液体和蒸汽不直接冲击管束，以免管子受冲蚀，这些板都布置于壳体各进口处。

给水从水室下侧的给水进口管进入，在U形管内流动，从水室上侧给水出口管流出。而加热蒸汽从蒸汽进口进入，遇到防蒸汽冲击板后向圆周和周向流动，进入加热器管束，蒸汽在管子外侧对给水进行加热，蒸汽凝结成水后流入疏水冷却区，最后从疏水口流出。

疏水冷却段位于一个独立的罩壳内，其内部设有挡板，使加热蒸汽凝结水与管内给水成逆向流动，提高传热效果，使疏水温度进一步降低，使该级疏水自流到下一级加热器时尽量减少对下一级抽汽的影响。疏水冷却段位于加热器底部，并可在低于壳体内正常水位下运行，使整个冷却段始终

处于被水淹的状态。疏水冷却段的布置应防止气体和氧化物集聚。

各加热器传热面积分别为2300m2、1900m2和1800m2。疏水冷却段的传热面积分别占加热器总传热面积的38.35%、24.16%和16.5%。

加热器冷凝段的中心放气系统，使蒸汽能源源不断的沿壳体流动，并有一个畅通的流道空间。该系统将加热器壳体内收集的不凝结的气体排出，因为空气的存在明显的增大热阻，降低传热效果并造成腐蚀。

五、运行

1、正常运行工况

正常运行工况是指在机组最大连续电功率689.097MW，全部给水加热器投入运行的工况。

正常运行时，5级高压加热器将主给水泵来的给水从148.3℃加热至178.3℃，6级高压加热器加热给水至203.8℃，7级高压加热器再把它加热至230.4℃，然后送往ARE系统，供蒸汽发生器之用。

一列加热器被隔离时，系统仍能连续运行。当一列加热器隔离后，部分流量通过旁路管线分流，75%正常流量的给水通过运行的加热器组。

2、启动

高压加热器启动前应先充水。充水可由除氧器自循环泵ADG001PO提供，或由除氧器经不转的给水泵靠重力疏送过来。

充水后应对系统进行冲洗，冲洗水可流回凝汽器，靠热井上方滤网排污。

起动时所有给水和抽汽隔离阀均应开启，但给水旁路阀应关闭，与正常工况下相同。自动状态的抽汽逆止阀在汽流冲击下自动打开。

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