CN117250048A - 一种用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样方法和装置，其中，该方法包括：在每个凝汽器水室下游方向和低于最低水位线特定位置处开孔；沿着冷凝管长度方向布置取样器；使用真空泵从凝汽器热井中取出所需的水样；利用取样管从所述真空泵中取出水样进行检测。本申请能够保证各取样器进入的取水样流量接近，从而可以确保对每个凝汽器水箱进行全面地独立式样，采集具有显著代表性，从根本上解决了因为不同仪表差异导致的冷凝器泄漏检测诊断结果错误的问题。

Description

一种用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样方法和装置

技术领域

本发明涉及仪器检测技术领域，尤其涉及一种用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样方法和装置。

背景技术

泄漏是长期以来困扰火电厂安全运行的重要隐患之一，特别是在凝汽器的换热管道中。当循环水换热器管道发生泄漏后，凝结水会被污染，并导致热力系统水和蒸汽品质恶化，长时间泄露将导致热力系统设备严重腐蚀结垢，威胁到机组的安全运行。即使配有凝结水精处理装置的机组，在最多数小时内也只能黏附在泄漏位置处，如果数小时内无法找到并有效处理泄漏源，则只能紧急停机处理。检测凝汽器是否存在泄漏及定位泄露点位置的凝汽器泄露检测装置具有重要作用。

由于冷却水中的杂质离子流入了凝汽器的换热管，使得在凝汽器热井中的蒸汽过冷度降低。因此，所产生的冷凝液会被聚结起来。正是由于在冷凝液中浓度增加了杂质离子，导致换热管泄漏最明显。此外，浓度杂质离子增加程度恰好表征了冷却水泄漏情况。因此，在检测到的冷凝液中发现有外来离子时可以判断出换热管是否泄漏、泄漏点位置以及泄露量等重要参数。

凝汽器泄漏检测装置对判断泄漏源，缩短泄漏检测时间具有重要意义。现有的凝汽器泄漏检测装置存在的问题：1)样品代表性差，每个凝汽器水室两端各设置一个取样点，仅能检测到在靠近管口末端和热井底面附近的换热管处管口发生的泄漏；2)取水样困难。由于凝汽器在真空下运行，通常工作压力为4.9kPa(绝对压力)，真空度很高，如果想要连续稳定地提取水样，则需要采用抽样泵、探头、阀门、抽液高度等非常严格的设备和操作条件，只要其中任何一个环节出现问题就无法取出水样。

因此，如何提供一种电厂专门用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样方法和装置，以保护从凝汽器热井中长期、连续取样的代表性凝结水样以实现对凝汽器换热管泄漏标准的真正快速检测，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样方法和装置，确保对每个凝汽器进行全面取样，从根本上解决了由于水样代表性差异而引起的凝汽器泄漏检测诊断结果错误。

为实现本发明目的提供的一种用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样方法和装置，其中，该方法包括：

步骤S1：在每个凝汽器水室下游方向和低于最低水位线特定位置处开孔；

步骤S2：沿着冷凝管长度方向布置取样器；

步骤S3：使用真空泵从凝汽器热井中取出所需的水样；

步骤S4：利用取样管从所述真空泵中取出水样进行检测。

在其中一些具体实施例中，所述取样器间距为0.3～0.9米，根据所述取样管长度除以0.6后得到整数来确定需要多少个采集孔。

在其中一些具体实施例中，取样管口径范围是采集孔直径的1/3～1/10，并且在沿着水流方向逐渐变细。

在其中一些具体实施例中，所述真空泵采用磁力驱动的齿轮泵，并且每个路段水样都是独立采样的，以减少水样滞后时间，用于避免水样交叉污染。

为实现本发明目的提供的一种用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样方法和装置，其中，该装置包括：主回路和分支管道；

所述主回路包括凝汽器热井内的取样器，与取样器相连的主管道上依次设置有取样一次门、二次门、Y型过滤器、汽水分离器、泵进口阀、真空泵、泵出口阀、浮子流量计、离子交换柱、导电度表、回水调节阀和回水阀，水样在所述回水阀后接入所述凝汽器；所述分支管道通过三通与泵出口阀相连后经过分配T形管后将采集到的水样输送至分支管道采样阀，最终传递给在线化学监测仪；

所述汽水分离器被设计为垂直安装的圆柱形容器顶部和底部为半球形，从侧面进出水，其顶部通过排气管与所述凝汽器蒸汽侧连接，并通过空气泄漏阀进行控制通风，在启动前用于排放采样线中的空气；底部设有排放阀，在停用期间可将积水和沉淀物排出。

在其中一些具体实施例中，在抽样检测之前，要先将所述主回路和分支管道中注入水以确保所述真空泵正常工作，并且所述汽水分离器前设置有观察窗，当注入水时，所述观察窗将显示出水样正在流动，注水后，所述观察窗将显示出没有水样在流动。

在其中一些具体实施例中，所述真空泵上设有出口阀和回水调节阀，在所述真空泵的出口阀和回水调节阀之间的主管道上配备了压力表，用于监测分支路取样阀前的取样压力。

在其中一些具体实施例中，各个阀门与管道连接使用插焊接头以提高系统密封性，所述真空泵采用磁力驱动的齿轮泵，并且每个路段水样都是独立采样的，以减少水样滞后时间，用于避免水样交叉污染。

在其中一些具体实施例中，所述真空泵前的管道上的手动阀门采用通径真空球阀，以减小管路系统的阻力。

在其中一些具体实施例中，还包括液位计，所述液位计设置于所述取样器口处，所述液位计的“0”位线以水室的底板为基准，最高水位不低于所述凝汽器最顶排换热管的高度，显示精度不低于1cm。

本发明的有益效果：

本发明的一种用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样方法和装置通过设置汽水分离器被设计为垂直安装的圆柱形容器顶部和底部为半球形，从侧面进出水，其顶部通过排气管与所述凝汽器蒸汽侧连接，同时根据其孔径、孔距、开孔数量等按照流体力学设计原则进行设计，则能够保证各取样器进入的取水样流量接近，从而可以确保对每个凝汽器水箱进行全面地独立式样，采集具有显著代表性，从根本上解决了因为不同仪表差异导致的冷凝器泄漏检测诊断结果错误的问题。取样系统设计合理，阻力较小，并且从底部到真空泵的设置高度要求相对较低。汽水分离器设计巧妙，确保了真空泵启动前管路系统充满水并排出空气，在停用时能够排放水箱积水和沉淀物。并且，真空泵流量较小、采样线更细、阀门尺寸更小，因此设备组装相对较简单。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样方法的一些具体实施例的流程示意图；

图2是本发明一种用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样系统的一些具体实施例的结构示意图。

附图中，1、第一一次门；2、第二一次门2；3、第三一次门3；4、第四一次门；5、放气阀；6、第一二次门；7、第二二次门；8、第三二次门；9、第四二次门；10、回水阀；11、第一阀门；12、第二阀门；13、压力表阀门；14、阀门；15、真空泵出口阀；16、回水调节阀；17、真空观察窗；18、汽水分离箱；19、Y型过滤器；20、真空泵；21、导电度测量仪；22、离子交换柱；23、浮子流量计；24、压力表。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴线”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“衔接”、“铰接”等术语应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

步骤S1：在每个凝汽器水室下游方向和低于最低水位线特定位置处开孔；

步骤S2：沿着冷凝管长度方向布置取样器；

步骤S3：使用真空泵20从凝汽器热井中取出所需的水样；

步骤S4：利用取样管从所述真空泵20中取出水样进行检测。

在本发明一些具体实施例中，所述取样器间距为0.3～0.9米，根据所述取样管长度除以0.6后得到整数来确定需要多少个采集孔。

在本发明一些具体实施例中，取样管口径范围是采集孔直径的1/3～1/10，并且在沿着水流方向逐渐变细。

在本发明一些具体实施例中，所述真空泵20采用磁力驱动的齿轮泵，并且每个路段水样都是独立采样的，以减少水样滞后时间，用于避免水样交叉污染。

为实现本发明目的提供的一种用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样方法和装置，其中，参照图2所示，该装置包括：主回路和分支管道；

所述主回路包括凝汽器热井内的取样器，与取样器相连的主管道上依次设置有取样一次门、二次门、Y型过滤器19、汽水分离器、泵进口阀、真空泵20、泵出口阀、浮子流量计23、离子交换柱22、导电度表、回水调节阀16和回水阀10，水样在所述回水阀10后接入所述凝汽器；所述分支管道通过三通与泵出口阀相连后经过分配T形管后将采集到的水样输送至分支管道采样阀，最终传递给在线化学监测仪；

所述汽水分离器被设计为垂直安装的圆柱形容器顶部和底部为半球形，从侧面进出水，其顶部通过排气管与所述凝汽器蒸汽侧连接，并通过空气泄漏阀进行控制通风，在启动前用于排放采样线中的空气；底部设有排放阀，在停用期间可将积水和沉淀物排出。

在本发明一些具体实施例中，在抽样检测之前，要先将所述主回路和分支管道中注入水以确保所述真空泵20正常工作，并且所述汽水分离器前设置有观察窗，当注入水时，所述观察窗将显示出水样正在流动，注水后，所述观察窗将显示出没有水样在流动。

在本发明一些具体实施例中，所述真空泵20上设有出口阀和回水调节阀16，在所述真空泵20的出口阀和回水调节阀16之间的主管道上配备了压力表24，用于监测分支路取样阀前的取样压力。

在本发明一些具体实施例中，各个阀门14与管道连接使用插焊接头以提高系统密封性，所述真空泵20采用磁力驱动的齿轮泵，并且每个路段水样都是独立采样的，以减少水样滞后时间，用于避免水样交叉污染。

在本发明一些具体实施例中，所述真空泵20前的管道上的手动阀门14采用通径真空球阀，以减小管路系统的阻力。

在本发明一些具体实施例中，还包括液位计，所述液位计设置于所述取样器口处，所述液位计的“0”位线以水室的底板为基准，最高水位不低于所述凝汽器最顶排换热管的高度，显示精度不低于1cm。

在采样系统启动之前，首先复查和验证所有阀门，并处于关闭状态。然后，打开第一采样一次门1，第二采样一次门2，第三采样一次门3，第四采样一次门4；打开第一采样二次门6，第二采样二次门7，第三采样二次门8，第四采样二次门9；和汽水分离器18顶部放气阀5，对系统管道进行取样充水和排气，观察真空观察窗17的指示状态，在观察窗指示水样不流动后，表示真空泵20之前管道中已经充满水，并排出气体。关闭汽水分离器18顶部放气阀5。

运行操作程序：参考附图1，在注水和排气工作结束后，打开回水调节阀16、回水阀10，然后逐渐打开泵排放阀15，启动真空泵20。取自凝汽器热井采样器的凝结水将依次流经采样一次门、采样二次门、真空观察窗17、汽水分离器18、Y型过滤器19、真空泵20、真空泵出口阀15、回水调节阀16和回水阀10，最终从凝汽器热井最高液位处回流，从而建立凝结水主环路；打开压力表24前的压力表阀门13，逐渐关闭回水调节阀16，在回水调节阀16之前的压力表24显示0.2MPa～0.4MPa时，缓慢打开第一阀门和第二阀门，使得在线导电度测量仪能够投入使用。在操作期间，4个水样独立取样，以减少水样滞后时间，并避免水样交叉污染。需要人工取样时，缓慢打开阀门14，从阀门14后接走凝结水样。

停止操作程序：参考附图1，首先关闭人工取样阀14，然后停止真空泵20运行，最后关闭其他所有阀门。

本发明的一种用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样方法和装置通过设置汽水分离器被设计为垂直安装的圆柱形容器顶部和底部为半球形，从侧面进出水，其顶部通过排气管与所述凝汽器蒸汽侧连接，同时根据其孔径、孔距、开孔数量等按照流体力学设计原则进行设计，则能够保证各取样器进入的取水样流量接近，从而可以确保对每个凝汽器水箱进行全面地独立式样，采集具有显著代表性，从根本上解决了因为不同仪表差异导致的冷凝器泄漏检测诊断结果错误的问题。取样系统设计合理，阻力较小，并且从底部到真空泵的设置高度要求相对较低。汽水分离器设计巧妙，确保了真空泵启动前管路系统充满水并排出空气，在停用时能够排放水箱积水和沉淀物。并且，真空泵流量较小、采样线更细、阀门尺寸更小，因此设备组装相对较简单。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

以上对本发明所提供的方法和装置行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、“一个具体实施例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其发明的构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样方法，其特征在于，包括：

步骤S1：在每个凝汽器水室下游方向和低于最低水位线特定位置处开孔；

步骤S2：沿着冷凝管长度方向布置取样器；

步骤S3：使用真空泵从凝汽器热井中取出所需的水样；

步骤S4：利用取样管从所述真空泵中取出水样进行检测。

2.根据权利要求1所述的用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样方法，其特征在于，所述取样器间距为0.3～0.9米，根据所述取样管长度除以0.6后得到整数来确定需要多少个采集孔。

3.根据权利要求1所述的用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样方法，其特征在于，取样管口径范围是采集孔直径的1/3～1/10，并且在沿着水流方向逐渐变细。

4.根据权利要求1所述的用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样方法，其特征在于，所述真空泵采用磁力驱动的齿轮泵，并且每个路段水样都是独立采样的，以减少水样滞后时间，用于避免水样交叉污染。

5.一种用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样装置，其特征在于，包括：主回路和分支管道；

所述主回路包括凝汽器热井内的取样器，与取样器相连的主管道上依次设置有取样一次门、二次门、Y型过滤器、汽水分离器、泵进口阀、真空泵、泵出口阀、浮子流量计、离子交换柱、导电度表、回水调节阀和回水阀，水样在所述回水阀后接入所述凝汽器；所述分支管道通过三通与泵出口阀相连后经过分配T形管后将采集到的水样输送至分支管道采样阀，最终传递给在线化学监测仪；

所述汽水分离器被设计为垂直安装的圆柱形容器顶部和底部为半球形，从侧面进出水，其顶部通过排气管与所述凝汽器蒸汽侧连接，并通过空气泄漏阀进行控制通风，在启动前用于排放采样线中的空气；底部设有排放阀，在停用期间可将积水和沉淀物排出。

6.根据权利要求5所述的用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样方法，其特征在于，在抽样检测之前，要先将所述主回路和分支管道中注入水以确保所述真空泵正常工作，并且所述汽水分离器前设置有观察窗，当注入水时，所述观察窗将显示出水样正在流动，注水后，所述观察窗将显示出没有水样在流动。

7.根据权利要求5所述的用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样装置，其特征在于，所述真空泵上设有出口阀和回水调节阀，在所述真空泵的出口阀和回水调节阀之间的主管道上配备了压力表，用于监测分支路取样阀前的取样压力。

8.根据权利要求5所述的用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样装置，其特征在于，各个阀门与管道连接使用插焊接头以提高系统密封性，所述真空泵采用磁力驱动的齿轮泵，并且每个路段水样都是独立采样的，以减少水样滞后时间，用于避免水样交叉污染。

9.根据权利要求5所述的用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样装置，其特征在于，所述真空泵前的管道上的手动阀门采用通径真空球阀，以减小管路系统的阻力。

10.根据权利要求5所述的用于凝汽器泄漏检测的凝结水采样装置，其特征在于，还包括液位计，所述液位计设置于所述取样器口处，所述液位计的“0”位线以水室的底板为基准，最高水位不低于所述凝汽器最顶排换热管的高度，显示精度不低于1cm。