新闻动态
凝汽器胶球清洗装置技术及经济性能分析?
发布时间:2019/8/7 点击次数:40

凝汽器胶球清洗装置技术及经济性能分析? 

           这是一个老生常谈的话题了“凝汽器胶球清洗装置技术及经济性能分析”,为保证核电机组凝汽器换热管的清洁度和换热性能,目前国内清洗核电机组凝汽器换热管主要有两种手段:利用凝汽器胶球清洗装置清洗和停机后采用高压水枪加橡胶子弹进行人工清洗。  
          目前国内核电大部分机组仍沿用人工方法清洗凝汽器换热管。然而已有核电站检修记录表明,经传统人工方法清洗的凝汽器换热管管内结垢现象严重,清洁系数偏低,凝汽器真空度有逐年恶化的趋势,且人工清洗费用高、作业周期长。
          针对国内火电机组,《火力发电厂设计技术规程》对电厂凝汽器是否应安装胶球清洗装置作了明确规定。冷却水含沙量较多或其他原因可证明管内不结垢也不产生沉淀的直流供水系统,可不设凝汽器胶球清洗装置。目前国内仅有4个核电机组安装了凝汽器胶球清洗装置。
          为研究清洗效率和效果,满足凝汽器真空度要求,需综合考虑核电项目平均18个月的换料周期以及厂址条件等适应性因素,结合实际项目,开展胶球清洗装置技术可行性和经济性分析。为此,针对某核电工程安装
胶球清洗装置的技术可行性与经济性进行分析与研究。
凝汽器胶球清洗装置技术可行性分析
          凝汽器胶球清洗装置的工作原理是利用胶球进口,胶球在水流驱动下进入凝汽器冷凝管,摩擦管壁起到清洗污垢的作用。
1.2海水结垢和地区水质  
          A项目为滨海电厂,凝汽器冷却管内壁可能产生的污垢有化学垢、泥沙垢、生物垢及油类垢等。人工清洗的方式可短时清除化学垢、泥沙垢,但生物垢和油类垢随水而生,因此对易产生生物垢的A项目核电机组需要安装胶球清洗装置。
          国内在运机组的运行经验表明,海水含沙量低的项目更适合安装胶球清洗装置。A项目工程可研报告中的水质泥沙数据表明,该区域海水平均含沙量在0.02kg/m3以下,属于正常偏少。因此,A项目核电机组可以安装凝汽器胶球清洗装置。
凝汽器胶球清洗装置案例分析:
          B项目(沿海某核电厂)采用人工清洗方式,上一次人工清洗后经过18个月的运行,需要进行再次清洗前的冷却管清洁状态如图1所示。图1表明,采用人工清洗方式的核电机组凝汽器冷却管有明显的红褐色污垢。C项目(沿海某核电厂)采用胶球清洗方式,其冷却管清洁状态如图2所示。图2表明,采用在线胶球清洗方式的凝汽器冷却管内壁无污垢,整体清洁度高。
          B项目核电机组凝汽器清洁度年变化图如图3所示。图3表明,即便经过人工清洗,凝汽器清洁度也无法恢复到设计值0.9,且大修后凝汽器冷却管会再次被海水污垢附着,凝汽器清洁度会迅速下降至0.84左右,致使机组出力无法达到额定功率。
图3B项目凝汽器清洁系数试验结果
(清洁度设计值0.9)
          B项目核电机组凝汽器循环水是海水,随着运行年份增加,海水腐蚀和海藻的附着致使冷却管清洁度下降、管内结垢,引起附加热阻,导致总体传热系数减小,凝汽器传热性能变差。B项目核电站采取的措施是在大修期间进行清洗。其1号机组在大修前后清洁度的变化如表1所示。表1显示,除了104号大修采用新的清洗工具外,其他几个循环周期内所降低的清洁度无法被恢复,导致凝汽器的性能逐年下降。若采用在线胶球清洗方法则可改善其性能。
表1B项目1号机凝汽器清洁度变化
大修编号循环周期内清洁度的降低大修清洗后增加的清洁度
          101  0.045  0.025
          102  0.028  0.01
          104  0.058  0.09
          105  0.037  0.021
          107  0.042  0.017
凝汽器胶球清洗装置技术可行性及经济性分析
          胶球厂家提供的最佳清洁度系数建议值如表凝汽器胶球清洗装置后可达到的最佳清洁度,作为经济2所示。对比几种常用的冷凝管材料采用凝汽器分析的参考。
安装胶球清洗装置存在的风险
凝汽器胶球清洗装置运行风险:
          机组运行时胶球清洗装置可运行也可不运行,即便出现问题也不影响机组安全运行。此装置正常运行时,收球网通常水阻为2-3kpa,当此装置不运行时,用电动或人工方式打开凝汽器出水管上的收球网,收球网水阻可忽略。据现场情况反馈,收球网压损对循环水系统基本无影响。在极端情况下,收球网可凭单人的手工操作从循环水系统中解列,保证循环水系统的安全。因此,胶球清洗装置对整个机组安全运行的风险影响很小。
凝汽器胶球清洗装置设备风险:
          根据调研实际电站胶球清洗运行情况,胶球清洗装置虽简单,但需注意以下技术细节:
          ⑴制造商需根据水质条件、凝汽器参数和循环水运行参数,设计选择不同密度的胶球,保证胶球均匀分布,保证每个凝汽器钛管被清洗;
          ⑵浸水后胶球的体积膨胀率不能太大,胶球使用寿命不能太短;
          ⑶收球网需采用防腐材料,保证较高的收球率和反冲洗功能。
          通过对某核电工程凝汽器换热管清洗方法进行研究,对该项目配置凝汽器胶球清洗装置的技术可行性及经济性进行分析,得到如下结论:
          ㈠该核电工程安装
凝汽器胶球清洗装置在技术上可行;
          ㈡对该核电工程配置凝汽器胶球清洗装置后进行经济估算,结果显示该核电工程安装凝汽器胶球清洗装置在经济上合理,可以提高整个机组的经济效益。
          ㈢安装凝汽器胶球清洗装置需认真考核供货商的业绩和设计能力,并配合供货商提供配置凝汽器胶球清洗装置所需的设计数据,避免由于设备质量和设计质量带来的风险。