U型管式高压加热器热力计算及结构设计+图纸(3)
从汽轮机不同段位抽出的抽汽，其压力、温度等参数各不相同，所以各给水加热器的进
汽参数也都不同，被加热后的给水温度也就不同，它经各级加热器逐步加热，最终达到
锅炉所要求的给水温度。最简单的回热系统只有一台加热器，称为单级回热系统。为提
高机组循环热效率，都采用多台加热器，即多级回热系统。
回热加热系统的热经济性主要是以回热循环汽轮机绝对内效率来衡量。在其他条件
相同的情况下，采用回热加热，可以使汽轮机组的绝对内效率提高，且回热抽汽动力系
数愈大，绝对内效率愈高。具有回热抽气的汽轮机，每 1kg新蒸汽所作的总内功由回热
抽汽做内功和凝汽流做内功组成。由于抽汽做功后没有冷源热损失，在总内功恒定的可
比条件下，抽汽做内功愈大，凝汽流做内功愈小，冷源损失愈小，汽轮机绝对内效率增
加的愈多[2]
。所以，在蒸汽初、终参数相同的情况下，采用回热循环的机组热经济性比
朗肯循环机组热经济性有显著提高。
1.2 高压加热器
在电厂，处于水泵出口以后的加热器称为高压加热器。高压加热器一般由筒体、管
板、换热管束和隔板等主要部件组成，筒体的右侧是加热器水室。它采用半球形，小开
孔的结构形式。水室内有一分流隔板，将进出水隔开。给水是由给水进口处进入水室下
部，通过换热管束吸热升温后从水室上部出水口离开加热器， 加热蒸汽由入口进入筒体，
经过过热蒸汽冷却段，蒸汽冷凝段，疏水冷却段后蒸汽由气态变为液态，最后由疏水出
口流出。典型的高压加热器结构如图1.2所示。 过热蒸汽冷却段位于给水出口流程侧，并用包壳板密闭。从进口接管进入的过热蒸
汽在一组隔板的导向下以适当的线速度和质量速度均匀地流过管子，并使蒸汽保留有足
够的过热度以保证蒸汽离开该段时呈干燥状态，这样，当蒸汽离开该段进入凝结段时，
可防止湿蒸汽冲蚀和水蚀的损害。
蒸汽冷凝段内一组隔板使蒸汽沿着加热器长度方向均匀地分布，起支撑传热管的作
用。进入该段的蒸汽，根据气体冷却原理，自动平衡，直至由饱和蒸汽冷凝成饱和的凝
结水，并汇集在加热器的底部，然后流向疏水冷却段。位于壳体上的排气接管口，可排
除非凝结气体，收聚非凝结气体的排气管置于管束最低压力处以及壳体内容易集聚非冷
凝气体处。非冷凝气体的集聚影响了有效传热，降低了传热效率并造成传热管的腐蚀。
疏水冷却段位于给水进口流程侧，并有包壳板密闭。疏水温度降低后，当流向下一
个压力较低的加热器时，减弱了在管道内发生汽化的趋势。包壳板在内部与加热器壳侧
的总体部分隔开，从端板和吸入口或进口端保持一定的疏水水位，使该段密闭。疏水进
入该段，由一组隔板引导流动，从疏水出口管疏出[3]。
高压加热器是汽轮机最重要的辅助设备之一，如果发生故障，高压加热器一旦停运，
给水只能通过旁路管道进入锅炉，这就会大大降低进入锅炉的给水温度，从而增加燃料
耗量，增加发电成本，降低经济性。进入锅炉的给水温度降低，水在锅炉中的吸热量增
加，相对于炉膛内热负荷的蒸发量就减少，蒸汽在锅炉过热器中被加热度提高，引起过
热蒸汽温度过高，过热器可能被烧坏，威胁锅炉安全[4]
。高压加热器一旦停运，就没有
抽汽进入高压加热器，这部分蒸汽就继续在汽轮机内流通，造成汽轮机缸体与转子间的