取樣冷卻器,鍋爐取樣冷卻器聊一聊它的關鍵改造技術 取樣冷卻器,鍋爐取樣冷卻器聊一聊它的關鍵改造技術。在大家談取樣冷卻器的情況下，要先理清晰什么叫取樣冷卻器，主要用途是啥？在取樣冷卻器的時候，該取樣冷卻器設備遙遙的優劣立即能夠危害到產遙遙量檢測的壞，不容小覷。
某核電站鍋爐取樣冷卻器發生泄露的原因，根據發現的問題制定了以U形管換熱器替代原纏繞管換熱器的改造方案。對比分析了U形管換熱器與纏繞管換熱器的結構特點,并對該U形管換熱器的熱工設計、結構設計以及制造中需要注意的問題進行了介紹。改造后的U形管換熱器滿足設計要求。
該鍋爐取樣冷卻器屬于核三遙遙設備，傳熱管釆用纏繞管，管箱、管板、殼側筒體間為全焊接結構。管側介質是一回路冷卻劑,殼側介質是中間回路冷卻水，管、殼側的設計壓力17.6MPa,設計溫度350Y,屬于高壓高溫差設備，且存在溫差應力。此外，該設備管側流量會隨不同工況在3.6~9th間變化，詳細設計參數見表1，結構示意圖見圖1。管側流體圖1纏繞管結構示意圖
設備失效原因分析經初步檢測查明，鍋爐取樣冷卻器纏繞管束發生泄露，但管束泄露的具體位置不能確定，可能是纏繞管發生泄露，也有可能是纏繞管與管板間焊縫出現泄露。分析管束發生泄露的原因,初步認為該鍋爐取樣冷卻器單根纏繞管呈彈簧狀，當管內外介質溫差較大，或者在流量波動時，纏繞管會發生伸縮,尤其在檢修期間的停車開車過程中，纏繞管伸縮相對較大。而纏繞管管徑較細較長，且是由多跟傳熱管拼焊而成,在管間拼焊處、管束彎曲點以及管束與管板連接處有可能存在應力集中，因此經長遙遙運行后，容易導致泄露發生。
改造方案設計根據設計輸入以及上述原因分析,該鍋爐取樣冷卻器屬于高溫高壓高溫差的設備,運行期間已發生多次泄露。為了解決上述問題,遙遙設備的安全運行，我方擬采用U形管式換熱器作為改造方案進行設計。U形管換熱器管束兩端固定在同一塊管板上,可以自由伸縮，從而可以避遙遙溫差應力的影響，適用于高溫高壓高溫差的設計工況，且u形管換熱器與纏繞管換熱器比較如下U形管換熱器是應用。
普遍的換熱器結構形式，結構簡單，設計、制造工藝均很成熟，制造質量、周期有遙遙;纏繞管換熱器結構復雜，制造遙遙高，制造質量、周期難把握；U形管換熱器換熱效率比纏繞管換熱器低,相同熱負荷需要更多的換熱面積；U形管換熱器管數量較多，相同設計余量下允許堵管數量比纏繞管換熱器多；纏鋭管換熱器可以實現純逆流換熱，因此換熱端差比U形管換熱器更小。經初步計算，采用U形管換熱器改造方案可以滿足設計要求,具備改造條件，因此開展詳細設計。
熱工設計該鍋爐取樣冷卻器熱工計算釆用HTRI軟件按照TEMA要求設計，設計輸入參數由業主提供，主要包括設備的設計標準、流體介質、設計壓力、設計溫度、運行壓力、運行溫度、允許壓降、流量、污垢系數及外形尺寸等參數。表2熱工設計結果設計要求，換熱管釆用SA213TP321材料的U形管，折流板采用雙弓形折流板，為了防止進出口流量波動沖擊換熱管，在進出口處又設置了導流簡。計算結果見表2,外形結構及管束布置見圖2。
圖2熱工設計紿病示意圖
結構設計
圖3鍋爐取樣冷卻器結構示意圖根據熱工設計結果，按照ASMEND相關要求開展結構設計。設備整體結構見圖3,殼側封頭與殼側筒體間、管殼側筒體與管板間均釆用全焊接結構，換熱管與管板采用全深度液壓脹加強度焊的連接方式，可以防止介質泄露。筒體強度計算鍋爐取樣冷卻器管側、殼側筒體均選用SA182F321材料，按ASMEIIIND的要求，筒體厚度按式（1）計算，計算后按標準要求選取筒體厚度。t=—PRSE0.6P其中P一為設計壓力；R一筒體內半徑；E一焊接接頭系數；S—設計溫度下材料的許用應力，按ASMEII查取。封頭強度計算封頭選用SA182F321材料，按ASMEIIIND的要求,封頭厚度按式（2）計算，計算后按標準要求選取封頭厚度。t=—PD―2SE0.2P其中P一為設計壓力；D—筒體內直徑；E一焊接接頭系數；S設計溫度下材料的許用應力，按ASMEII查取。管板強度計算管板選用SA182F321材料，按TEMA要求，管板厚度分別按彎曲強度（式（3））、剪切強度（式（4））進行計算，在計算所需的較大厚度基礎上按標準要求選取管板厚度。(3)丁豈0P式中F一管板常數,TEMA圖RCB7.132；G受壓直徑；P一管間距；do一管外徑；P—設計壓力；S設計溫度下管板材料的許用應力；%—管子中心線當量直徑；,0.907n1=1—%4.3制造要求4.3.1管束制造U形管不允許拼接,管子彎曲部分的小壁厚以及管子彎曲后的橢圓度應符合TEMARCB2.31規定要求。U形管成形后兩直管段之間的距離公差,應能遙遙管子穿過折流板和管板裝配時不受損傷，并且在彎管段與直管之間的過渡區處測得的距離偏差不應超過下列值55mm<DW150mm,允許偏差為±1.5mm150mm<DW500mm,允許偏差為±2.5mm其中D—彎管中心直徑在U形管穿管之前，應確認所有在U形管制造或彎管過程中遙遙的潤滑劑和涂層已去除。U形管在穿管過程中應遙遙清潔。穿管時不得用強力，不允許將U形管預變形后再穿管。U形管與管板采用強度焊+全深度液壓脹的連接方式，該連接焊縫應根據ASMEBPVCV要求，在焊接后脹管前進行気氣泄露試驗以證明焊縫的密封遙遙，然后進行98%PT無損檢測。焊接檢測所有的焊縫應進行打磨來去除不連續以減小應力集中和滿足檢查及檢測的要求。焊縫表面和熱影響區不得有裂紋、氣孔、弧坑、夾渣、未熔合等缺陷存在。材料表面上的所有刻痕、凹槽、劃傷等缺陷及弧擊，應釆用打磨法去除，并以大斜度13與鄰近母材圓滑過渡，打磨區域不得低于設計的小厚度。承壓邊界的打磨區域應在打磨后進行液體滲透檢測。非承壓邊界的打磨區域在打磨后應進行目視檢查。任何弧擊導致的銅沉積物需確認已遙遙移除。所有全焊透B類焊縫需經98%RT+98%PT檢測;所有全焊透C、D類焊縫，需經98%RT（或UT）+98%PT無損檢測;其他焊縫需經98%MT或98%PT無損檢測。5結論核電站某鍋爐取樣冷卻器發生泄露,需要進行改造更換。為滿足業主要求,我方先調研分析了該鍋爐取樣冷卻器發生泄露的原因，再根據發現的問題制定設備的改造方案，改造后的設備需在滿足設計要求的同時避遙遙之前問題的再次發生。目前該鍋爐取樣冷卻器已運行近一年，運行遙遙良，滿足設計要求。

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