蛇形管高壓加熱器發展趨勢及技術介紹

張海明，王振海（東管重工（沈陽）有限公司，遼寧沈陽 110141）

蛇形管高壓加熱器發展趨勢及技術介紹

張海明，王振海
（東管重工（沈陽）有限公司，遼寧沈陽 110141）

主要介紹蛇形管高壓加熱器在我國發展的意義及前景，分析了制造難點，指出發展蛇形管高壓加熱器具有重大意義。關鍵詞：蛇形管；集箱；三段；自密封

1　前言

2007年7月5日，我國首臺國產百萬千瓦發電機組—華電國際山東鄒縣發電廠8號機組，順利通過168h滿負荷試運行，正式投產發電，標志著我國的火電機組單臺裝機容量達到了國際先進水平，國內首臺百萬機組的高壓加熱器采用U型管高壓加熱器，是由國內自主設計及制造的。

相對于U形管高壓加熱器厚重的管板和球形封頭而言，蛇形管高壓加熱器獨特的連接手段則避免了熱應力過于集中的問題。蛇形管高壓加熱器采用在母管上開孔來代替U形管高壓加熱器上傳統的管板設計，母管壁厚只相當于相同條件下管板厚度的15%，因此，蛇形換熱管布置比U形換熱管布置更適合大容量機組的單列式高壓加熱器。目前最大容量蛇形管高壓加熱器的訂貨業績是德國NEURATH電廠（計劃2009年投運），其機組容量為1 100MW，其單臺高壓加熱器重量230t，換熱面積4 087m2，殼側設計溫度435℃，管側設計壓力38MPa，給水流量797kg/s。

綜合我國近年來經濟、技術和環境保護意識的發展來看，蛇形管高壓加熱器有取代現有的U形管高壓加熱器和盤管式高壓加熱器的趨勢。

2　蛇形管集箱式高壓加熱器技術介紹（見圖1）

圖1　蛇形管集箱式高壓加熱器技術示意圖

2.1蛇形管集箱式高壓加熱器有以下技術特點

（1）布置形式為單列、蛇形管集箱式、四流程、外殼為整體焊接結構。

（2）給水進出水室為集箱結構，蛇形管束通過集箱上的管座與集箱連接，在相同的壓力和溫度作用下，集箱的壁厚比管板薄得多，而且溫度均勻，集箱出水（或進水）端直接通過套管與外殼焊接，另一端設有“自密封”裝置，以備檢查維修用。

（3）殼側傳熱面由過熱段，凝結段、疏冷段三段布置。過熱段內，蒸汽在折流圈的引導下，沿著管子作二流線流動與管內給水作對流傳熱，蒸汽出該段時，尚有20℃左右的過熱度，防止對換熱管的沖蝕。

（4）過熱蒸汽冷卻段內的管子材料為15CrMo，高溫性能較好，且壁厚較厚，故受熱沖擊影響要小些。蛇形管高壓加熱器疏水冷卻段為部分流量浸沒式結構，疏水浸沒整個段，變負荷工況下，疏水波動時其影響也較少。

2.2蛇形管集箱式高壓加熱器優點

（1）蛇形管集箱式高壓加熱器將傳統的管板式高壓加熱器的管板代之以給水進口集箱和給水出口集箱，如圖1所示。兩個集箱之間用蛇型換熱管相連。蛇型換熱管與集箱管座采用對接，采用該種方式，進入集箱的給水對蛇型換熱管不產生直接沖蝕，有效地回避了高壓加熱器給水進口端的管板與換熱管的焊縫及換熱管內壁的沖蝕破壞造成的腐蝕。

（2）蛇形管集箱式高壓加熱器的蒸汽進口區空間較大，蒸汽流速得以較大程度降低，蒸汽的沖擊力變小，有效地保護了換熱管表面蒸汽滯流內層，使得換熱管材表面壁溫不會超過換熱管材的蠕變溫度，可有效地避免爆管。

（3）蛇形管高壓加熱器沒有大型管板和厚球殼蛇形管高壓加熱器主要大型鍛件是進出口集箱，如果有大口徑厚壁管，可以不采用鍛件。同時還可以省去大量的管板深孔加工，機械切削加工和大厚度深坡口焊接工作。蛇形管高壓加熱器的集箱結構不采用厚壁球殼，相對于U形管高壓加熱器的厚管板、后壁球殼板，蛇形管高壓加熱器要更節約鍛件和厚壁板，從根本上更大量的節約鋼材。

通過上述對超臨界大型發電機組的U型管管板式高壓加熱器事故率較高原因的分析和集箱式高壓加熱器簡介，我們認為600MW級及以上超臨界大型發電機組的高壓加熱器應選用可靠性較高的集箱式高壓加熱器。

3　蛇形管加熱器推廣

生產、制造蛇形管高壓加熱器的前提條件是設計和技術推廣。只有把設計先進性和降低經濟成本的必要性推廣出去，蛇形管高壓加熱器才有其市場，讓更多的用戶認可此產品，我們仍需努力。

[1] 凌峰.蛇形管式高壓加熱器在大型火電機組中的應用[J].電站輔機，2014，（03）.

[2] 胡名禮，陳光，姚孟.電廠300MW機組進口高壓加熱器與引進技術國產高壓加熱器特點比較與分析[J].電站輔機，1999，（04）.

High Pressure Heater Coils Trends and Technical Presentations

Zhang Hai-ming，Wang Zhen-hai

In view of the high pressure heater coil in the analysis of the significance and prospect of development，and manufacturing difficulty，pointed out that the development of our company coil high pressure heater is of great significance

coils；headers；three sections；self-sealing

TM621

A

1003-6490（2016）03-0069-01

2016-02-10

張海明（1981—），男，吉林長嶺人，工程師，主要從事壓力容器、鍋爐的新產品研發工作。