再热蒸汽母管泄漏事故分析及处理人机界面

再热蒸汽母管泄漏事故分析及处理

再热蒸汽母管泄漏事故分析及处理 2011年12月02日 来源： 　广东沙角A电厂一期3台200 MW机组，其再热蒸汽压力为2.2 MPa，出口温度540℃，流量573 t/h。在机组运行过程中，再热蒸汽母管曾多次发生泄漏，严重影响机组的安全运行。因此，分析其泄漏原因，并提出相应的预防及改进措施，对保证机组安全、稳定运行意义重大。

1 母管检查情况

炉顶再热蒸汽安全门及平衡小管布置如图1所示。平衡小管出口标高46 m，管座规格为?2×4.5；安全门连通管规格为?59×14(管座)、?33×13(管)，材料12Cr1MoV；母管规格为?08×18，材质10CrMo910。

图1 再热蒸汽母管标高46m疏水管布置

A2号高温再热蒸汽母管位于平衡小低端管座下方(标高46 m)曾发生2次泄露事故，第1次是在甲侧平衡小管低端管座下方约100 mm处，泄漏点为一36 mm长的周向裂纹；第2次是在乙侧平衡小管低端管下方约130 mm处，泄漏点是一42 mm长的周向裂纹。对该两管段作UT，发现裂纹较多，且都分布在平衡小管座的正下方，裂纹大致平行，周向长度最大为60 mm。

针对A2号炉再热蒸汽母管泄漏事故，利用机组大修机会分别对A3号机组和A1号机组的再热母管平衡小管低端管座及附近母材(标高46 m)、电动主汽门前后疏水管管座及附近母材、导汽管管座及附近母材等进行了探伤检查，检查结果除再热母管发现裂纹外，其余部件未发现裂纹；两台炉的再热母管的裂纹数量均较A2号炉的少，且扩展深度也浅(5 mm深)；而甲、乙两侧裂纹数不同，甲侧明显多于乙侧，扩展深度也稍高于乙侧。

2 裂纹性质

对A2号炉高温再热蒸汽母管第2次泄漏管段进行取样分析，试验分析结果如下：

(1) 裂纹属热疲劳裂纹，见图2、图3。机组运行中，因工况突然变化，平衡管中的饱和水回流，使再热蒸汽管道内壁的温度骤然降低，产生大的热应力；

(2) 随饱和水回流次数增加，管道内逐渐萌生裂纹和裂纹增大；

(3) 对疲劳裂纹扩展寿命和疲劳裂纹萌生寿命分别估算，得出总疲劳寿命约为5 000周次。

3 裂纹形成的原因

A2号炉乙侧再热蒸汽母管中裂纹带长278 mm，宽36 mm，由此可断定饱和水量较大，否则不可能形成如此宽的裂纹带。按再热母管约5 000周次的疲劳寿命计算，以平衡小管每排1次饱和水到再热蒸汽母管管壁上而引起母管发生疲劳为1周次，则A2号炉乙侧平衡管从投产至今约15 h向母管排1次饱和水，使母管产生1次热疲劳。显然，在机组运行中，这种情况很难出现，因为平衡小管管内有蒸汽流动，即平衡小管内不断有热量补充，管内蒸汽就很难形成饱和水。因此，饱和水应在平衡管受到冷却(保温不好)及机组启停时产生。综合分析认为裂纹的形成与下列因素有关。

图2 纵向剖面裂纹形态 （略）

图3 再热母管内壁裂纹形貌

(1) 安全门连通管的布置

表1为安全门连通管数据。如图1及表1所示，安全门连通管从再热母管引出后，需经5，6个弯头，约20 m的长度才到再热安全门；由于连通管中平衡小管长度较长、管径小及弯头数多，使连通管内的蒸汽流动不畅，在安全门关闭时，该连通管即相对成为死管；在机组启停时，如此长的管段其管内蒸汽极易受到管壁的冷却而形成饱和水；连通管越长，则热损失越大，越容易形成饱和水，而且形成饱和水量也就越多，由于A2号炉连通管比A1号炉的长，因此，A2号炉再热母管先发生泄漏。

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