專利名稱：一種鍋爐水冷壁系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鍋爐水冷壁系統(tǒng)，屬于鍋爐設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，我國一次能源消耗以煤炭為主，燃煤發(fā)電量占總發(fā)電量的75%左右。由于電力是最大的煤炭用戶，保障燃煤電廠鍋爐的安全運(yùn)行，減少由于熱偏差引起的水冷壁爆管事故是提高煤炭利用率的一個(gè)主要途徑。當(dāng)前我國發(fā)電站在朝著高參數(shù)、大容量和大型化的超超臨界機(jī)組方向發(fā)展，無論采用四角切圓燃燒方式、旋流燃燒方式，還是前后墻對沖燃燒方式，爐膛均避免不了熱負(fù)荷分布不均勻的問題，在實(shí)際運(yùn)行中很容易導(dǎo)致水冷壁內(nèi)的工質(zhì)發(fā)生流量偏差和工質(zhì)溫度不均勻，嚴(yán)重時(shí)能夠造成水冷壁局部管壁超溫爆管事故。當(dāng)前，我國火力發(fā)電主要以超臨界鍋爐為主。對于超臨界鍋爐，鍋爐設(shè)計(jì)中主要采用兩種方法來消除熱偏差 ，即下爐膛采用螺旋管圈水冷壁以及加裝節(jié)流圈等。二者各有優(yōu)缺點(diǎn)。螺旋管圈水冷壁對管子制造公差所引起的水動(dòng)力偏差的敏感性較小，運(yùn)行中不易堵塞，各根管受熱較均勻，管間溫度偏差小，在所有負(fù)荷范圍內(nèi)均高于由偏離核態(tài)沸騰(DNB)所決定的界限質(zhì)量流速，能安全地用于變壓運(yùn)行。螺旋管圈水冷壁的缺點(diǎn)是:(I)管內(nèi)質(zhì)量流速大，爐膛水冷壁系統(tǒng)的流動(dòng)阻力大，增加了給水泵的功率消耗；(2)水冷壁管螺旋傾斜上升，由于容量的進(jìn)一步增大受到螺旋管圈水冷壁吊掛結(jié)構(gòu)復(fù)雜化和管帶過寬熱偏差增大的限制，在水冷壁上設(shè)計(jì)開孔很困難；(3)水冷壁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、爐墻密封性較差；(4)水冷壁支撐和剛性梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜；(5)螺旋管圈水冷壁的維護(hù)和檢修比垂直管屏水冷壁復(fù)雜。與螺旋上升管圈水冷壁相比，由內(nèi)螺紋管組成的垂直管屏水冷壁克服了螺旋上升管圈水冷壁的缺點(diǎn)，有其自身的優(yōu)點(diǎn):(I)內(nèi)螺紋管具有良好的傳熱特性，能維持核態(tài)沸騰，從而抑制金屬溫度的升高；(2)由于內(nèi)螺紋管的傳熱強(qiáng)化作用，可在水冷壁中采用較低質(zhì)量流速，因此水冷壁阻力較小；(3)安裝焊縫少，大大減少了安裝工作量；(4)水冷壁本身、支撐結(jié)構(gòu)和剛性梁結(jié)構(gòu)簡單；(5)維護(hù)和檢修較易，檢查和更換管子較方便，安裝焊口數(shù)量較少。垂直管屏水冷壁也存在著難以克服的缺點(diǎn):(I)水冷壁管徑細(xì)，熱敏感性強(qiáng)；(2)對運(yùn)行控制要求高且內(nèi)螺紋管造價(jià)較高；(3)需要裝設(shè)節(jié)流孔圈，增加了水冷壁下集箱結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性；(4)在運(yùn)行特性方面不如螺旋管圈水冷壁，由于受到管徑的限制，在較低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，較難保證必要的質(zhì)量流速；[0021](5)垂直管屏沿爐膛周界和各面墻的水冷壁出口溫度的偏差較螺旋管圈要大。為了降低鍋爐的維護(hù)費(fèi)用和鍋爐運(yùn)行的復(fù)雜程度，同時(shí)又要兼顧爐膛水動(dòng)力的安全，迫切需要一種能減少水冷壁的流動(dòng)阻力、安裝維護(hù)方便、運(yùn)行成本低、運(yùn)行要求低的鍋爐水冷壁布置形式。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能減少水冷壁的流動(dòng)阻力、安裝維護(hù)方便、運(yùn)行成本低且運(yùn)行要求低的鍋爐水冷壁系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種鍋爐水冷壁系統(tǒng)，其特征在于:水冷壁沿爐膛高度分為燃燒器區(qū)和非燃燒器區(qū)；燃燒器區(qū)是最上層氣體噴口向上不超過5m處或至螺旋管圈和垂直管屏結(jié)合處與最下層氣體噴口向下至不超過冷灰斗折彎處之間的水冷壁區(qū)域，水冷壁其余部分為非燃燒器區(qū)；當(dāng)水冷壁為垂直管屏型式時(shí)，非燃燒器區(qū)的水冷壁管壁上設(shè)有沿管道中心線縱向發(fā)展且沿管壁周向均勻布置的減阻溝槽；當(dāng)水冷壁為螺旋管圈型式時(shí)，燃燒器區(qū)和非燃燒器區(qū)的水冷壁管壁上均設(shè)有沿管道中心線縱向發(fā)展且沿管壁周向均勻布置的減阻溝槽。優(yōu)選地，所述減阻溝槽為V形溝槽面，V形溝槽面的高度和間距滿足如下條件:
權(quán)利要求1.一種鍋爐水冷壁系統(tǒng)，其特征在于:水冷壁沿爐膛高度分為燃燒器區(qū)(A)和非燃燒器區(qū)；燃燒器區(qū)(A)是最上層氣體噴口向上不超過5m處或至螺旋管圈和垂直管屏結(jié)合處與最下層氣體噴口向下至不超過冷灰斗折彎處之間的水冷壁區(qū)域，水冷壁其余部分為非燃燒器區(qū)； 當(dāng)水冷壁為垂直管屏型式時(shí)，非燃燒器區(qū)的水冷壁管壁上設(shè)有沿管道中心線縱向發(fā)展且沿管壁周向均勻布置的減阻溝槽；當(dāng)水冷壁為螺旋管圈型式時(shí)，燃燒器區(qū)(A)和非燃燒器區(qū)的水冷壁管壁上均設(shè)有沿管道中心線縱向發(fā)展且沿管壁周向均勻布置的減阻溝槽。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鍋爐水冷壁系統(tǒng)，其特征在于:所述減阻溝槽為V形溝槽面，V形溝槽面的高度和間距滿足如下條件:
3.如權(quán)利要求2所述的一種鍋爐水冷壁系統(tǒng)，其特征在于:所述V形溝槽面S+= h+。
4.如權(quán)利要求2所述的一種鍋爐水冷壁系統(tǒng)，其特征在于:所述燃燒器區(qū)(A)或非燃燒器區(qū)的不同子區(qū)域內(nèi)的所述V形溝槽面的尺寸及減阻溝槽間距P不同。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種鍋爐水冷壁系統(tǒng)，水冷壁沿爐膛高度分為燃燒器區(qū)和非燃燒器區(qū)；燃燒器區(qū)是最上層氣體噴口向上一定距離和最下層氣體噴口向下一定距離之間的水冷壁區(qū)域，水冷壁其余部分為非燃燒器區(qū)；當(dāng)水冷壁為垂直管屏型式時(shí)，非燃燒器區(qū)的水冷壁管壁上設(shè)有沿管道中心線縱向發(fā)展且沿管壁周向均勻布置的減阻溝槽；當(dāng)水冷壁為螺旋管圈型式時(shí)，燃燒器區(qū)和非燃燒器區(qū)的水冷壁管壁上均設(shè)有沿管道中心線縱向發(fā)展且沿管壁周向均勻布置的減阻溝槽。本實(shí)用新型提供的系統(tǒng)克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過對水冷壁中特定區(qū)域采用不同的溝槽式管內(nèi)流體減阻技術(shù)，減少了水冷壁的流動(dòng)阻力，且具有安裝維護(hù)方便、運(yùn)行成本低且運(yùn)行要求低的特點(diǎn)。
文檔編號F22B37/12GK203147730SQ20132006759
公開日2013年8月21日 申請日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者閆凱, 張翔, 陳楠, 張建文 申請人:上海鍋爐廠有限公司