Радиационный перегреватель

В настоящее время для обнаружения и идентификации дефектов используется широкий спектр методов неразрушающего контроля (НК). Современная классификация методов НК включает девять видов контроля: электрический, магнитный, вихретоковый, радиоволновой, тепловой, визуально-измерительный, радиационный, акустический и проникающими веществами. По причинам конструктивного и эксплуатационного характера при диагностировании сварных аппаратов используются, в основном, следующие методы НК: магнитный контроль (ГОСТ 24450), капиллярный контроль (ГОСТ 24522), акустический контроль (ультразвуковая дефектоскопия ГОСТ 14782 и толщинометрия, метод акустической эмиссии), радиационные методы (ГОСТ 7512 рентгеновский, гамма- и бета-излучением). При этом следует отметить, что радиационные методы применяются преимущественно на стадии изготовления аппаратов, а использование магнитного метода носит эпизодический характер. Руководящие документы по оценке текущего состояния

В настоящее время для обнаружения и идентификации дефектов используется широкий спектр методов неразрушающего контроля (НК). Современная классификация методов НК включает девять видов контроля: электрический, магнитный, вихретоковый, радиоволновой, тепловой, визуально-измерительный, радиационный, акустический и проникающими веществами [59]. По причинам конструктивного и эксплуатационного характера при диагностировании крупногабаритных конструкций используются, в основном, следующие методы НК: магнитный контроль (ГОСТ

Классификация. К средствам неразрушающего контроля (СНК) относят контрольно-измерительную аппаратуру, в которой используют проникающие поля, излучения и вещества для получения информации о качестве исследуемых материалов и объектов. Классификация видов и методов неразрушающего контроля (НК) приведена в ГОСТ 18353—79. В соответствии с ГОСТом НК подразделяют на девять видов: магнитный, электрический, вихретоковый, радиоволновый, тепловой, оптический, радиационный, акустический и проникающими веществами. Каждый вид НК осуществляют методами, которые классифицируют по следующим признакам:

- дефектоскопический контроль элементов ГЦК при изготовлении, пуске и эксплуатации (ультразвуковой, визуальный, капиллярный, электромагнитный, радиационный, акустический);

Согласно ГОСТ 18353—79 в основу классификации методов неразрушающего контроля положены физические процессы взаимодействия физического поля или вещества с объектом контроля. С точки зрения физических явлений, на которых они основаны, выделяют девять видов неразрушающего контроля: магнитный, электрический, вихретоковый, радиоволновой, тепловой, оптический, радиационный, акустический и проникающими веществами. Каждый из видов контроля подразделяют на методы по рассматриваемым ниже признакам.

По общей классификации все методы неразрушающего контроля (НК) делят на группы, называемые видами НК. Согласно ГОСТ 18353-79 существует девять различных видов НК: магнитный, электрический, вихретоковый, радиоволновой, тепловой, оптический, радиационный, акустический и проникающими веществами (капиллярный и течеискания). Внутри каждого вида методы классифицируют по дополнительным признакам. Здесь будем рассматривать классификацию только методов акустического контроля (АК).

Виды контроля сварных и паяных конструкций, применяемые в промышленности, достаточно разнообразны. К ним относятся технический осмотр, контроль радиационный, акустический, магнитный, капиллярный и др. Для проверки герметичности и прочности сварных конструкции применяются гидравлические испытания, испытания сжатым воздухом, различного типа течеискателями. Последние методы контроля представляют вид контроля, называемый течеисканием.

4. На каких физических принципах основаны радиационный, акустический и магнитный методы контроля?

Большое внимание уделяется контролю твэ-лов — основных узлов реактора. Для контроля отдельных элементов твэла и всей сборки в целом применяют вихретоковый, радиационный, акустический виды неразрушающего контроля. Сварные швы твэлов контролируют рентгеновскими и акустическими методами. Мелкие поры лучше выявляются рентгеном, а непровары с раскрытием менее 100 мкм — ультразвуком.

Классификация. К средствам НК и Д относят контрольно-измерительную аппаратуру, в которой используют проникающие поля, излучения и вещества для получения информации о качестве исследуемых материалов и объектов. НК подразделяют на девять видов: магнитный, электрический, вихретоковый, радиоволновой, тепловой, оптический, радиационный, акустический и проникающими веществами. Каждый вид НК осуществляют методами, которые классифицируют по следующим признакам:

По условиям работы ширмы барабанных и прямоточных котлов отличаются между собой. Так, в барабанных котлах, имеющих до ширм только потолочный перегреватель, при снижении нагрузки температура на входе в ширмы меняется незна^ чительно. Аналогичное явление наблюдается и при установке перед ширмой (по пару) конвективной ступени перегревателя. При развитом предвключенном радиационном перегревателе приращение энтальпии пара в нем А/ = Q/D при снижении нагрузки котла возрастает. Происходит это потому, что излучение в топке уменьшается сравнительно мало, а поглощается оно меньшим количеством пара, проходящим через радиационный перегреватель .

По условиям работы ширмы барабанных и прямоточных котлов отличаются между собой Так, в барабанных котлах, имеющих до ширм только потолочный перегреватель, при снижении нагрузки температура на входе в ширмы меняется незначительно. Аналогичное явление наблюдается и при установке перед ширмой (по пару) конвективной ступени перегревателя. При развитом предвключенном радиационном перегревателе приращение энтальпии пара в нем At = Q/D при снижении нагрузки котла возрастает. Происходит это потому, что излучение в топке уменьшается сравнительно мало, а поглощается оно меньшим количеством пара, проходящим через радиационный перегреватель.

Влияние нагрузки котла на температуру пара удается сравнительно легко устранить, применяя перегреватели смешанного типа. Такой перегреватель состоит из двух ступеней. Первая ступень перегревателя — радиационный перегреватель, который помещается в области высоких температур продуктов горения. Первая ступень перегревателя дает пар, температура которого с ростом нагрузки котла понижается. Другая ступень перегревателя помещается в области уже более охлажденных продуктов горения. Переход тепла от продуктов горения к стенке перегревателя в этой ступени происходит преимущественно за счет конвекции. Поэтому в этой ступени с ростом нагрузки котла температура перегрева повышается. Благоприятным подбором поверхностей обоих видов перегревателя удается при определенном топливе достичь почти постоянной температуры пара при значительном колебании нагрузки котла.

С точки зрения постоянства температуры пара было бы наиболее выгодно, если бы перегреватель и испаряющая поверхность располагались в котле параллельно. Тогда все колебания в передаче тепла, вызванные изменением свойств топлива, равномерно передавались бы на оба вида тешювоспринимающих поверхностей и было бы легко получить требуемую температуру пара не только при всех нагрузках котла, но и при сжигании всех видов топлива. При этом расположении требовалось бы, конечно, чтобы радиационный перегреватель составлял часть стены в камере плавления шлака.

Известно, что первая ступень перегревателя, в качестве которой устанавливается, как правило, радиационный перегреватель в топке, очень чувствительна к изменениям свойств сжигаемого угля. Путем охлаждения пара за первой ступенью перегревателя устраняются отклонения температуры перегретого пара, вызванные изменением качества топлива, благодаря чему устраняется большая часть влияния изменений качества топлива на конечную температуру пара за третьей ступенью перегревателя. При такой схеме можно легче и точнее поддерживать эту температуру при сильно колеблющихся свойствах сжигаемого угля. В результате разделения перегревателя на три части понижается также теплоаккумулирующая способность последней части перегревателя, расположенной между вторым охладителем и выходом пара из перегревателя.

Пар, вышедший из переходной зоны котла электростанции Эддистон, проходит через горизонтальный радиационный перегреватель в верхней части топки, затем через ширмовую и конвективную части перегревателя. Последняя выполнена с параллельным током для облегчения температурных условий работы выходных элементов перегревателя. Оба промежуточных пароперегревателя также частично выполнены в виде ширм. Это связано с распределением радиационного и конвективного тепла агрегата: общее тепловоспр!иятие всех трех пароперегревателей составляет 66% полезно использованного в котле тепла, а часть конвективного тепла агрегата при этом расходуется на переходную зону; остатка конвективного тепла недостаточно для двух промежуточных

1--топочная камера; 2—радиационный перегреватель; 3—ширмы первичного пара; 4—барабан; 5—выходной пчкет первичного перегревателя; 6—вторичный перегреватель; 7—водяной экономайзер; 8, 9—трубчатый и чугунный воздухоподогреватели.

Как известно, конвективные пароперегреватели некоторых котельных агрегатов высокого давления, например, в довоенной Германии при растопке охлаждались водой. По аналогии с этим в отдельных котлах и радиационные настенные перегреватели Е «ачале растопки заполнялись водой, которая прокачивалась по тракту: питательный насос — водяной экономайзер — настенный пароперегреватель — деаэратор — насос. Прокачивание воды продолжалось до тех пор, пока давление в котле не поднималось до SO—90% от рабочего. Затем топка гасилась, радиационный перегреватель дренировался и переводился на охлаждение паром, после чего в топке снова зажигался факел. Эти операции продолжались 30—40 мин, в течение которых давление в котле,значительно снижалось. Измерения показали, что когда факел вновь зажигался, то Е. отдельных трубах с подъемным ходом пара наблюдалось длительное гедоеустимое повышение температур металла, хотя средняя температура металла труб была вполне приемлемой. Это можно объяснить тем, что вода дренировалась из большинства труб данной настенной панели, г в отдельных трубах оставались водяные пробки и через них не проходил охлаждающий пар. При таком положении вытеснить водяные пробки велегко, так как общее гидравличе-

Размещение в топке выходной части перегревателя с наиболее высокими температурами пара не всегда целесообразно, так как при этом проявляются недостатки противоточяой схемь? включения перегревателей, дефекты которой были отмечены выше. При поступлении в радиационный перегреватель насыщеннего пара наибольшим тепловым напряжениям поверхности нагрева будут соответствовать наиниз-шие температуры пара и при этом будут получаться относительно небольшие различия в температуре. Для иллюстрации последнего положения на фиг. 4-12 показано изменение теплосодержания пара в зависимости от его температуры на всем участке работы перегревателя для трех давлений: 30, 100 и 260 ата.

Описанные радиационные перегреватели размещаются по всей высоте топки. В отличие от них в котельных агрегатах , типа ТП-240-1 сверхвысокого давления изготовления завода «Красный котельщик», радиационный перегреватель размещен только в верхней части фронтовой стены топки и по наклонному потолку (см. схему на фиг. 4-15, а также фиг. 1-6). Радиационный перегреватель выполнен из труб ,_ 42Х'6 из стали 15ХМ с шагом 54 мм.

2 —ширмы; 3 ~ радиационный перегреватель; 6 — зашипованная