GB-T 10865-2023 电站汽轮机加热器技术条件

GB/T10865-2023电站汽轮机加热器技术条件前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替GB/T10865-2008《高压加热器技术条件》，对电站汽轮机配套的高低压加热器通用技术要求进行全面修订与完善，扩充低压加热器技术内容，优化性能指标、制造工艺、检验试验、安全装置等核心技术条款，适配当前大容量、高参数火力发电机组及常规岛机组的运行需求。本文件由全国汽轮机标准化技术委员会归口，由国内电力设备制造龙头企业、电力科研院所联合起草，主要针对电站汽轮机回热系统加热器的设计、材料、制造、试验、检验、标识、包装及贮存全流程制定统一规范，为电站加热器的设计研发、生产制造、验收运维提供法定技术依据。1范围本文件规定了电站汽轮机回热系统配套高低压加热器的术语和定义、总体要求、设计要求、安全装置、性能要求、材料要求、制造加工要求、试验与检验规则、标志、包装、运输与贮存等通用技术条件。本文件适用于火力发电厂、常规岛电站汽轮机回热系统采用U形管管板式、螺旋管集箱式结构的高低压给水加热器，其他结构形式的电站汽轮机加热器可参照本文件执行。本文件不适用于核电厂特殊工况专用加热器、工业余热利用专用加热器及非电站汽轮机配套的加热设备。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T150.2-2011压力容器第2部分：材料GB/T150.4-2011压力容器第4部分：制造、检验和验收GB/T151-2014热交换器GB/T25198压力容器封头GB/T5310高压锅炉用无缝钢管GB/T6479高压化肥设备用无缝钢管GB/T9948石油裂化用无缝钢管GB/T13296锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管GB/T24591高压给水加热器用无缝钢管GB/T24593锅炉和热交换器用奥氏体不锈钢焊接钢管GB/T30065动力管道用奥氏体不锈钢无缝钢管NB/T47008承压设备用碳素钢和合金钢锻件NB/T47010承压设备用不锈钢和耐热钢锻件NB/T47013.2-2015承压设备无损检测第2部分：射线检测NB/T47018承压设备用焊接材料TSG21固定式压力容器安全技术监察规程3术语和定义3.1电站汽轮机加热器布置于电站汽轮机回热系统中，利用汽轮机抽汽加热锅炉给水或凝结水，提升机组循环效率的管式换热设备，分为高压加热器、低压加热器两类。3.2上端差加热器设计工况下，抽汽饱和温度与加热器出口给水温度的差值，是衡量加热器换热效率的核心指标。3.3下端差加热器设计工况下，加热器进口给水温度与疏水饱和温度的差值，直接反映疏水冷却段换热性能。3.4管程加热器内部给水、凝结水流通的换热管通道区域。3.5壳程加热器壳体内部、换热管外部，抽汽及疏水流通的腔体区域。4总体设计要求4.1基本设计原则加热器整体设计需满足汽轮机回热系统运行工况要求，适配机组额定负荷、变负荷、启停及事故工况运行需求，结构设计合理、换热效率稳定、运行安全可靠、检修维护便捷。所有受压部件设计需符合TSG21及GB/T150系列压力容器标准要求，同时满足机组防进水、防超压、防腐蚀、防振动的运行要求。对于首台开发或改型的大容量机组，回热系统配置及加热器参数需经专项优化计算确定；采用给水加氧处理运行方式的机组，加热器材料需适配加氧工况防腐要求。机组给水系统应采用单元制配置，加热器需配套可靠的汽轮机防进水保护系统。4.2结构形式要求主流采用卧式U形管管板结构，可根据机组布置需求采用立式结构。加热器整体可根据功能分为蒸汽冷却段、主换热段、疏水冷却段三段结构，小型低压加热器可根据设计需求简化结构。所有结构布局需保证介质流通顺畅，无涡流、死区，规避换热管振动磨损、局部腐蚀等隐患。4.3载荷与应力设计加热器设计需全面考虑设备自重、介质压力、温度应力、管道外加载荷、地震载荷及风雪载荷等综合载荷。外加载荷需核算三维方向作用力及合成力矩，确保载荷处于安全设计区间；外加载荷超出标准规定安全区域时，需开展专项应力复核，保证设备结构强度满足长期运行要求。5安全装置设计要求5.1超压泄放装置加热器管程、壳程均需设置独立超压泄放装置，保障设备在异常升压工况下的运行安全。管程给水进出口之间需至少设置一只DN20安全阀，多级高低压加热器共用旁路系统时，可统一共用一只管程安全阀，也可单独配置。壳程需至少设置一只安全阀，泄放流量取凝结水流量10%、单根换热管断裂最大给水流量两者中的较大值，并预留10%泄放余量。5.2水位监测与控制装置除纯蒸汽冷却器外，所有高低压加热器壳程需设置五档分级水位监测，分别为正常水位、低一水位、高一水位、高二水位、高三水位，各水位功能划分清晰、联动逻辑可靠。正常水位为机组额定运行工况基准水位；低一水位对应疏水阀全关工况；高一水位触发报警及危急疏水阀开启；高二水位实现危急疏水阀全开；高三水位触发加热器解列保护。高压蒸汽冷却器可仅设置解列水位；高低压加热器水位仪表可采用集箱母管或独立接管结构，集箱母管结构设备引出管规格不得小于DN50，保证水位监测精准稳定。5.3压力与温度监测装置加热器管程、壳程需分别配置压力测量装置，优先布置于给水出口管、蒸汽进口管位置；低压加热器疏水箱壳程介质进出口需增设压力监测装置。同时，管程、壳程需配置温度测量装置，低压加热器疏水箱进出口同步增设温度监测点位，实现全工况参数实时监测。6性能技术要求6.1温度与端差性能额定设计工况下，高低压加热器给水总温升不得低于设计值4℃，保证机组回热换热效率达标。上端差需严格区分设备类型执行：带过热蒸汽冷却段的高压加热器上端差不低于-1.7℃，无过热蒸汽冷却段的高压加热器上端差不低于1℃，高压加热器如需实现小于-1.7℃的端差要求，必须配置外置式蒸汽冷却器；低压加热器上端差不低于2℃。下端差需匹配设备结构形式：卧式、倒立式高低压加热器带疏水冷却段时，下端差不低于5.6℃；正立式高低压加热器下端差不低于8℃；如需实现更低下端差，需配套外置式疏水冷却器。6.2介质流速要求额定工况及介质平均温度条件下，换热管内给水流速严格受控，不锈钢换热管流速不超过3m/s，碳钢管流速不超过2.4m/s，避免流速过高造成管壁冲刷磨损、流速过低引发结垢腐蚀。设备接管介质流速需匹配管径规格，严格控制在标准允许范围内，保证介质流通稳定、阻力合理。6.3压降性能额定设计工况下，单台高低压加热器管程总压降不得超过0.15MPa，降低机组给水系统能耗损失。壳程总压降不得超过对应抽汽级间压差的30%，且单段壳程压降不超过35kPa，带疏水段正置立式高压加热器可酌情放宽；疏水管线压力损失较大的工况，可根据用户需求定制更低压降指标。6.4噪声与工况适应性设备额定运行工况下，距离设备外表面1m处的噪声值不得大于85dB(A)，满足电站厂区噪声控制标准。双列布置的加热器系统，单台设备解列事故工况下，剩余设备可短时承受原单列150%的介质流量，具备充足的事故冗余能力。7材料技术要求7.1材料选用基本规定加热器所有受压部件材料需符合GB/T150.2及配套承压设备材料标准要求，受压部件严禁使用铸件结构。主要受压元件材料如需代用，必须经原设计单位书面批准，并在竣工图纸中详细记录代用信息、规格参数及审批依据，保证材料可追溯。受压元件用钢必须附带生产单位质量证明书原件或加盖经营单位公章、经办人签章的复印件，制造单位需严格验收核对。针对Ⅲ类压力容器Ⅳ级锻件、境外牌号受压材料、设计要求复验的材料，必须开展入厂专项复验，复验合格后方可投入使用。7.2焊接材料要求设备焊接所用焊条、焊丝、焊剂等焊接材料，需符合NB/T47018标准及设计文件规定，制造单位需对焊接材料开展入厂复验，核查成分、性能、质保资料，杜绝不合格焊接材料用于设备生产。7.3材质成分与性能控制受压元件所用碳钢、碳锰钢、非含铬低合金钢，铬元素含量需控制在0.15%~0.30%区间，保证钢材耐腐蚀性能与结构稳定性。未列入TSG21协调标准的承压材料，需通过专项技术评审后方可使用；抗拉强度下限≥540MPa的钢材、设计温度低于-40℃的低合金钢，无成熟设备应用业绩时，必须完成技术评审验证。7.4锻件与换热管材料要求设备所用锻件需符合NB/T47008、NB/T47010标准，锻件级别匹配GB/T150.2承压设备锻件分级要求。高低压加热器换热管束需分别适配对应标准，高压加热器换热管满足GB/T5310、GB/T6479、GB/T24591等高压管材标准；低压加热器换热管满足GB/T24593、YB/T4223等管材标准，所有换热管需为全新无缺陷管材，严禁缺陷管材修复后使用。7.5材料追溯要求所有受压元件材料需保留原始标识，实现全程可追溯。材料分割、下料加工前，需完成标识移植，确保每一批次、每一件材料的规格、批次、质保信息可全程追溯，杜绝无标识、追溯断裂的材料投入生产。8制造与加工工艺要求8.1筒体与封头加工要求高压加热器封头必须采用整块钢板整体成型，严禁拼接；低压加热器封头允许设置一条拼接焊缝，拼接焊缝成型前需将内外表面打磨至与母材平齐，成型后对接缝进行100%射线检测，达到NB/T47013.2-2015Ⅱ级合格标准。封头成型、热处理、无损检测全过程需符合GB/T25198标准及设计图纸要求。筒体卷制加工后，外圆周长下偏差为零，上偏差不超过10mm。筒体同一截面最大、最小直径差值需严格控制：DN≤1200mm时偏差≤5mm；1200mm＜DN≤2000mm时偏差≤7mm；DN＞2000mm时偏差≤12mm。筒体直线度沿圆周四向检测，允许偏差为筒体总长度的0.1%，筒体长度≤6000mm时最大偏差≤4.5mm，长度＞6000mm时最大偏差≤8mm。筒体管侧焊接管孔严禁布置在焊缝区域，管孔中心与焊缝边缘距离需同时满足≥0.8倍管孔直径、≥0.5倍管孔直径+12mm的双重要求。封头、筒体热加工后需彻底清除内外表面氧化皮，无裂纹、重皮等缺陷；轻微凹凸、疤痕缺陷打磨后平滑过渡，深度超标的缺陷需在热处理前补焊磨平，并对补焊区域开展100%表面无损检测。有碍管束拆装、垫板装配的焊缝余高需打磨至与母材平齐。8.2换热管加工要求换热管外观质量、尺寸偏差需符合GB/T151-2014Ⅰ级管束要求，管材无分层、撕裂、裂纹、凹痕、有害划痕等各类缺陷，严禁环向拼接。换热管优先采用冷弯工艺，避免热弯加工；冷弯成型后需按标准开展消应力热处理，消除弯曲应力，规避应力腐蚀风险。弯管半径与管径比值大于1.5且工艺稳定时，抽取最小弯曲半径管材的5%且不少于2根开展通球检测，以钢球顺利通过为合格。U形弯管直管段壁厚偏差符合原材料标准要求，弯头段壁厚严格遵循设计文件规定。所有换热管成型后需逐根开展水压试验，试验介质、压力、保压时间按设计要求执行，试验合格后彻底排空积水、干燥处理，同时对全部换热管开展100%无损检测。8.3管板、折流板加工要求管板管孔直径、换热管外径偏差严格匹配标准要求，抽查管板中心角60°以上区域管孔，允许4%的管孔直径上偏差小幅超标，且超标幅度不超过规定上偏差的50%，不满足要求时需全检整改。管板进钻面相邻管孔中心距偏差±0.3mm，任意管孔中心距偏差±1mm；出钻面孔桥宽度、最小孔桥宽度需按标准公式核算，合格率达标。管板管孔表面粗糙度达到Ra6.3，孔壁无毛刺、铁屑、锈迹、油污，无贯通纵向、螺旋状刻痕，保证胀接、焊接连接质量。折流板、支持板管孔偏差严格受控，超差0.1mm的管孔数量不超过总数4%，表面粗糙度达到Ra12.5，外缘尖角倒钝、去除全部毛刺，管孔与管束保持同心并做好倒角处理。8.4部件对接与管束组装封头、筒体、管板对接组对时，厚板削薄量、纵环缝对口错边量严格符合GB/T150.4标准要求。管束组装前需校核隔板与管板管孔同轴度，拧紧拉杆螺母，防止拆装管束时折流板窜动损伤换热管。穿管作业严禁强行敲打，保证换热管表面无凹瘪、划伤损伤。除换热管与管板连接焊缝外，其他零部件严禁与换热管焊接，避免损伤管材基体。滑道与折流板、支持板牢固焊接，凸出板体外缘，壳体装配接管及附件时需规避壳体变形，保障管束套装精度。8.5胀接工艺要求换热管与管板胀接可采用机械胀接或液压胀接工艺，正式生产前需开展胀接工艺评定，依据评定结果制定标准化胀接工艺规程。穿管前彻底清理管孔杂物，采用压缩空气清理管内杂质；换热管基体硬度宜低于管板硬度，保证胀接紧密性。管端外表面需清理至露出金属光泽，无锈蚀、重皮、裂纹及沟槽缺陷，严格按设计型式完成胀接装配，保证连接密封可靠、无松动泄漏隐患。9试验与检验规则9.1试验分类加热器检验试验分为原材料入厂检验、加工工序检验、成品无损检测、压力试验、性能试验五大类，所有试验检验项目全部合格后方可判定产品合格。9.2原材料与工序检验所有原材料、焊接材料、锻件、管材进场后，需核对质保资料、外观质量、尺寸参数，按标准要求开展抽样或全项复验；加工过程中逐道工序检验尺寸偏差、成型质量、焊接质量，不合格工序严禁转入下一道生产流程。9.3无损检测设备所有受压焊缝、封头拼接焊缝、补焊区域需按标准开展射线、超声、表面无损检测，检测比例、合格等级严格匹配压力容器标准及本文件要求，所有无损检测报告留存归档，实现质量可追溯。9.4压力试验成品设备需依次开展管程、壳程水压强度试验及气密性试验，试验压力、保压时间、介质温度严格遵循设计文件及GB/T150标准，试验过程无渗漏、无变形、无异常声响为合格。换热管逐根水压试验不合格者严禁装机使用。9.5性能试验样机及批量产品抽样需开展额定工况性能试验，检测温升