給水除氧器系統(tǒng)

§2.2.3給水除氧器系統(tǒng)(ADG)概述給水除氧器系統(tǒng)是電站二回路主要熱力循環(huán)中的一個重要組成部分。該系統(tǒng)接收ABP系統(tǒng)供給的初步升溫的給水，經本系統(tǒng)加熱除氧后，送往APA系統(tǒng)，再經AHP系統(tǒng)加熱達到要求溫度后，送往核島蒸汽發(fā)生器。在機組正常運行時，本系統(tǒng)所需的加熱蒸氣，由汽輪機LP1和LP2低壓缸第2級后抽氣供給。功能本系統(tǒng)的基本功能是加熱給水并去除給水中含的氧和其它不凝氣體，以最大限度減少蒸汽發(fā)生器、汽機及其熱力系統(tǒng)中的一切輔機、輔助設備和管道閥門等的腐蝕。具體功能如下：對給水進行除氧，保證向給水泵連續(xù)提供合格的含氧量不大于5ppb的給水；作為混合式加熱器加熱給水，提高循環(huán)效率；除氧器水箱有足夠標高，以保證給水泵所要求的凈正吸入壓頭，防其汽蝕。除氧器水箱有一定給水儲量，以應付蒸氣發(fā)生器需求與可能獲得的凝結水供應量之間的任何瞬時失配，起流量調節(jié)和緩沖作用；接收以下工作循環(huán)中的介質：給水泵出口管再循環(huán)；高壓加熱器的排氣和疏水；⑶STR(蒸汽轉換系統(tǒng))疏水器的疏水；蒸發(fā)器排污凝結水；除氧器加熱汽源：包括低壓缸抽汽，輔助蒸汽；ABP系統(tǒng)送來的給水。平時將不凝氣體排入凝汽器，在用輔助蒸氣作為熱源時，則將不凝氣體排入室外大氣中。除氧原理電廠中采用的除氧器是一種物理除氧方法，其簡單除氧原理如下：道爾頓(Dalton)分壓定律：混合氣體全壓力等于各組成氣體分壓力之和。對除氧器而言：Pd=Ps+Pa其中：Pd，Ps，Pa分別為除氧器中混和氣體總壓力，蒸氣分壓力，空氣分壓力。給水定壓加熱時，隨著水的蒸發(fā)過程不斷加強，水面上的水的分壓力逐步加大，相應其它氣體的分壓將不斷減小。當把水加熱至飽和溫度時，水蒸氣的分壓力實際上就等于水面上的全壓力，其它氣體的分壓力就會趨近于零，從而創(chuàng)造了將水中溶解的氣體全部除去的條件。亨利(Herry)定律：該定律指出：在一容器中，當溶于水中的氣體與自水中逸出的氣體處于動態(tài)平衡時，單位體積水中氣體的溶解量和水面上該氣體的分壓力成正比。如果水面上某氣體的實際分壓力低于水中溶解氣體所對應的平衡狀態(tài)壓力，則該氣體就會在不平衡壓差AP作用下自水中離析出來，直至達到平衡狀態(tài)時為止。反之，將會發(fā)生該氣體繼續(xù)溶于水中的過程。如果能使水面上某氣體的實際分壓力為零，在不平衡壓差作用下就可把該氣體從水中完全除掉，這就是物理除氧方法的基本原理。因此，除氧的關鍵是降低水面上氧的分壓力。熱力除氧過程必需同時滿足傳熱和傳質兩方面的條件：將水加熱至相應壓力下的飽和溫度；創(chuàng)造氣體自水中離析的傳質條件。

四. 除氧器結構及設備說明秦山600MW機組采用臥式噴霧淋水盤式除氧器，由除氧器和給水箱兩部分組成。其斷面及原理圖參見圖（1）和（2）。1.除氧器型號為4200，其技術參數如下：設計壓力0.56MPa設計溫度250°C最高工作壓力0.45MPa最高工作溫度213C額定出力4200T/H介質給水，過熱蒸氣進水溫度111.8C出水溫度149.1C除氧器采用內徑中3000mm，總長19000mm的殼體焊接而成用雙支座支承在水箱上部，用四支大口徑連通管與水箱連通。在除氧器上方采用了兩只單獨的凝結水進水口，進水分兩路均勻地進入除氧器上部的兩個獨立水室，便于操作和控制。除氧器采用了噴霧除氧段和淋水盤式深度除氧段兩段除氧結構。在兩進水室的長度方向各均勻布置了125只16T/h的恒速噴嘴，因凝結水的壓力高于除氧器的氣側壓力，水氣兩側的壓差ZP作用在噴嘴上，將噴嘴上的彈簧壓縮打開噴嘴，使凝結水在噴嘴中噴出，呈現一個圓錐形水膜進入噴霧除氧段空間，在這個空間中逆向流動的過熱蒸氣與圓錐形水膜充分接觸，迅速把凝結水加熱到除氧器壓力下的飽和溫度，絕大部分的非冷凝氣體均在噴霧除氧段中被除去。穿過噴霧除氧空間的凝結水噴灑在淋水盤箱上的布水槽鋼中，布水槽鋼均勻地將水分配給淋水盤箱。淋水盤箱由多層一排排的小槽鋼上下交錯布置而成，凝結水從上層的槽鋼兩側分別流入下層的槽鋼中一層層地交錯流下去，使凝結水在淋水盤中有足夠停留時間且與過熱蒸氣接觸使熱交換面積達到最大值。流經淋水盤箱的凝結水不斷再沸騰，凝結水中剩余的非冷凝氣體在淋水盤箱中被進一步去除，使凝結水中含氧量達到要求（含氧量＜5ppb），故該段稱為深度除氧段。在噴霧除氧段中和深度除氧段中被除去的非冷凝氣體均通過除氧器上部設置的8根排氣管排向大氣（或凝汽器）。溶解氧達到要求的除氧水從兩根出水管流入除氧水箱。2. 除氧器給水箱該水箱型號為GS—500，技術參數如下設計壓力0.56MPa設計溫度250C最高工作壓力0.45MPa最高工作溫度213C有效容積500m3總容積605m3介質給水，過熱蒸氣水箱內徑為中4200mm，總長45000mm，采用四支座支承，其中一只支座為固定支座，其余為活動支座，并能解決熱膨脹問題。在除氧器及水箱上共設置8只安全閥（水箱6個，除氧器2個），保證了設備的安全運行。除氧水出口除氧水出口圖9T0除氧器斷面簡圖1.除氧器本體41.除氧器本體4.凝結水進水管7,布水槽鋼10.棚架側包板凝結水進水管淋水盤箱11.工字鋼托架恒速噴嘴噴霧除氧段空間深度野段空間12靠氧面口管圖(1)除氧器原理加熱蒸汽進入系統(tǒng)除氧器兩端各有進汽管一個，過熱蒸汽從進汽管進入除氧器時，由勻汽孔板把蒸汽沿除氧器的下部斷面上均勻布開，使蒸汽均勻地從柵架低部進入深度除氧器，再由深度除氧器進入噴霧除氧段空間，這樣形成一個汽水逆向流動，提高除氧器除氧性能。除氧器共有二個相互獨立的加熱蒸汽汽源：輔助蒸汽供汽機起動時對除氧器給水箱及其存水進行預熱和除氧之用。輔助蒸汽由蒸氣轉換器或輔助鍋爐提供。汽機一，二號低壓缸2級后抽汽。再循環(huán)泵系統(tǒng)每臺除氧器均設有一套再循環(huán)泵系統(tǒng)。本系統(tǒng)的功能是在機組啟動時，將除氧器內的儲水用再循環(huán)泵抽出，再送入除氧器內反復加熱除氧。其加熱蒸汽為輔助蒸汽。除氧器放氣系統(tǒng)除氧器共有八根960X3的放氣管，使除氧器各部放氣量均勻。放氣管自主給水進入管的前后接出后，排往凝汽器。在凝汽器停運，除氧器再循環(huán)泵投入時，此放氣管則排向大氣(室外)。除氧器運行方式除氧器定壓運行除氧器蒸汽壓力不隨機組負荷變化而變化的運行方式，稱為除氧器定壓運行。以這種方式運行時，因除氧器的主要加熱蒸氣是汽輪機的非調節(jié)抽氣，當氣輪機負荷降低到該級抽汽壓力已不能滿足除氧器定壓運行要求時，需要切換至高一級抽氣，同時停用原級抽氣，除氧器的這種連接系統(tǒng)，由于存在節(jié)流損失和低負荷時停用一級回熱抽汽，無論高低負荷下運行時都是不經濟的。除氧器滑壓運行除氧器蒸汽壓力隨機組負荷變化而變動的運行方式，稱為除氧器滑壓運行?；瑝哼\行范圍為0.147—0.45MPa。除氧器滑壓運行帶來的主要問題是，在變動工況下由于除氧器內壓力和水溫的變化速度不可能完全一致(壓力變化快，水溫因水的熱容量而變化較慢)，水溫變化總是滯后于壓力的變化，于是在負荷急劇變動時會產生下述問題：在負荷驟升時，壓力升高較水溫升高為快，導致除氧效果惡化；在負荷驟降時，壓力降低較水溫降低為快，給水泵容易出現汽蝕。而若按定壓運行，雖然可使除氧效果及給水泵安全運行得到保證，但機組熱經濟性要作出犧牲。為提高機組的經濟性，除氧器常采用滑壓運行方式。為防止負荷驟升時除氧效果的惡化，可以通過在給水箱內增設再沸騰裝置等措施來解決。對更為重要的機組負荷驟降的過程中防給水泵氣蝕問題，為此采取的措施有：提高除氧器安裝高度；設置低轉速的前置給水泵；適當增加除氧水箱容積；裝設能快速投運的備用汽源，阻止除氧器壓力繼續(xù)下降。系統(tǒng)運行正常運行正常運行工況是指汽輪發(fā)電機組在最大連續(xù)出力689.097MW及全部回熱加熱器系統(tǒng)投入的工作狀態(tài)。圖(2)除氧器截面示意圖特殊穩(wěn)態(tài)運行特殊穩(wěn)態(tài)運行包括；一列，兩列或三列1，2級低加解列，一列3級低加解列及一列5,6,7級高加解列等情況。解列時部分給水將通過旁路管道。進入除氧器的給水溫度將有所下降，運行壓力也有所降低。起動與正常停運（1） 冷態(tài)起動為避免除氧器充水過多，首先由凝結水抽取泵向除氧器注水至低水位（約2.05m）,然后利用除氧器再循環(huán)泵和輔助蒸氣將水加熱除氧，使其壓力，溫度和含氧量達到正常值。這項運行大約需要三小時。在此期間，除氧器的放氣應送至室外大氣中。為加速起動，向除氧器注水亦可只達低低水位，然后在具有蒸氣的條件下，同時利用除氧器和低壓給水加熱器系統(tǒng)進行除氧和加熱。（2） 熱態(tài)起動當反應堆在GCT系統(tǒng)動作下運行，汽機在短期停機后空載運行時，除氧器的壓力和溫度可由中央控制室切換至輔助蒸氣供氣情況下起動。此時除氧器應開啟閥門放氣至室外。（3） 正常停運在正常停運時，機組無負荷，除氧器維持在0.147MPa壓力下。此后由于熱損失使壓力降低。如預期停運時間不長，則可利用輔助蒸汽使除氧器內給水維持在110°C。除氧器若長期停運，則必需充氮保養(yǎng)。除氧器的水位控制凝結水泵的凝結水輸送流量是按除氧器的水位要求控制的，在汽機負荷在0?100%Pn范圍內，除氧器水位要求維持在約水箱中心線以上1.14m。其控制原理如圖（3）所示。除氧器水位調節(jié)系統(tǒng)設有單沖量和三沖量調節(jié)器，單，三沖量的切換由給水流量的大小來完成自動切換。除氧器液位除氧器液位除氧器液位除氧器液位圖(3)除氧器水位控制原理圖當給水流量低于某一定值時，單沖量調節(jié)器通過兩只水位計值的平均值與設定值的偏差，經PI環(huán)節(jié)后去控制調節(jié)閥CEX026VL與CEX042VL。凝結水流量較小時，由小閥CEX042VL來調節(jié)，當凝結水流量較大時，由CEX026VL調節(jié)，此時CEX042VL保持全開狀態(tài)。當給水流量高于定值時，三沖量調節(jié)回路投入運行，三沖量調節(jié)系統(tǒng)除接受水位偏差信號外，還接受三臺主給水泵總流量和凝結水流量信號。該方式可克服單沖量調節(jié)的響應的遲后。在運行過程中，造成除氧器水位低的原因主要有：除氧器水位控制閥042VL和026VL或相關控制回路故障；汽機大幅度甩負荷；凝結水抽取泵運行不正常。除氧器水位低將引起一系列保護動作(具體參見邏輯圖)。除氧器壓力控制控制除氧器內的壓力，一方面是保證除氧器正常工作，另一方面是保證主給水泵入口有一定的吸入壓頭，以防止主給水泵汽蝕。其原理圖見(4)圖。除氧器壓力控制原理在系統(tǒng)啟動或低負荷工況時，低壓缸抽汽壓力達不到除氧器供汽壓力要求，除氧器通過輔助汽源(SVA)來維持壓力。通過如4)圖示調節(jié)輔助蒸汽入口調節(jié)閥ADG031VV的開度使輔助蒸汽進入除氧器，保持除氧