本實(shí)用新型涉及高壓加熱器領(lǐng)域，尤其涉及高壓加熱器的過熱段結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

高壓加熱器是火力發(fā)電廠和核電廠給水回?zé)嵯到y(tǒng)中的重要設(shè)備，其性能和可靠性直接影響機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。近些年來，高參數(shù)、大容量機(jī)組不斷增加，機(jī)組頻繁的啟動(dòng)和急劇的負(fù)荷變化，`使加熱器的運(yùn)行條件越來越惡劣。高壓加熱器在實(shí)際運(yùn)行中，一旦發(fā)生泄漏，就必須退出運(yùn)行，檢修處理。通過對國內(nèi)外已運(yùn)行的高壓加熱器的調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)高壓加熱器管束易發(fā)生損壞的部位有：(1)過熱蒸汽冷卻段（以下簡稱過熱段）蒸汽入口最外圍兩三排管子，(2)過熱段出口附近的管子，（3）管束中心最內(nèi)幾排的管子。

具體的，造成高壓加熱器泄漏的原因有很多，僅從設(shè)計(jì)角度考慮，較為常見的有以下三個(gè)方面：（1）沖刷侵蝕：蒸汽流道小，蒸汽流速高時(shí)，尤其是蒸汽中含有水霧，汽水長期沖刷，管子外壁逐漸變薄，在熱應(yīng)力和汽水壓差作用下，U形管薄弱部位會(huì)出現(xiàn)鼓包、開裂甚至爆破，最終產(chǎn)生泄漏；（2）管子振動(dòng)：管束自由段長度（無支撐跨度）過長，蒸汽流速高時(shí)，管束在蒸汽擾動(dòng)力作用下產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)激振力頻率與管束固有頻率或其倍數(shù)吻合時(shí)，會(huì)引起管束共振，振幅大大增加，導(dǎo)致管束損壞，產(chǎn)生泄漏；（3）管束中心位置U形管最小彎曲半徑小，制造中彎管變形量大，局部管壁被拉薄，運(yùn)行中對管壁沖刷較大，易以損壞。

導(dǎo)致上述原因的出現(xiàn)，主要是由于現(xiàn)有高壓加熱器過熱段結(jié)構(gòu)存在以下不足：（1）雖然蒸汽入口處采用防沖擋板設(shè)計(jì)，但最外圍管子受汽水沖刷仍非常嚴(yán)重（防沖擋板可見中國專利公告號CN2753964Y中所指的擋汽板（5））；（2）過熱段出口處易出現(xiàn)蒸汽流速高，濕度大，發(fā)生汽水沖刷；（3）管束自由段長度（無支撐跨度）大，易產(chǎn)生振動(dòng)；（4）管束中心位置U形管最小彎曲半徑小，局部管壁較薄，U形管運(yùn)行中易損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種高壓加熱器過熱段結(jié)構(gòu)，以有效控制高壓加熱器U形管的泄漏率，提高高壓加熱器投入率，為電廠帶來經(jīng)濟(jì)效益。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種提高高壓加熱器投入率的過熱段結(jié)構(gòu)，包括殼體和蒸汽進(jìn)口，所述殼體的一側(cè)設(shè)有管板，殼體內(nèi)布置有U形管，U形管的端口固定在所述的管板上，且在管板與所述的過熱段之間設(shè)置有遮熱板，所述的蒸汽進(jìn)口位于管板附近的殼體上，位于所述蒸汽進(jìn)口的下方，U形管的上方并排設(shè)置有多個(gè)防沖桿。

可將現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中U形管束最外圍三排區(qū)域的管子替換為所述的防沖桿，該防沖桿可采用金屬件?，F(xiàn)有技術(shù)中設(shè)置在蒸汽入口處的防沖擋板，雖然有一定的蒸汽阻擋作用，但是被擋的蒸汽折向后仍然會(huì)直接沖刷到最外圍的U形管。而布置本實(shí)用新型的防沖桿后，當(dāng)過熱蒸汽進(jìn)入后，會(huì)首先沖刷該防沖桿，然后再流向下方的U形管，從而避免了U形管直接受沖刷的情況，對抑制管壁變薄有較大作用。

進(jìn)一步的，還包括包殼，包殼為半圓弧形結(jié)構(gòu)，布置在過熱段末段的U形管的外圍；所述的包殼，底部通過底板密封，靠近凝結(jié)段的一側(cè)通過第二擋板密封，靠近過熱段前段的一側(cè)通過第一擋板密封且第一擋板的底部與所述底板之間留有間隙供蒸汽通過；所述包殼的頂部還開設(shè)有缺口供包殼內(nèi)的蒸汽流入凝結(jié)段。蒸汽進(jìn)入后，先相對于U形管橫向向下流經(jīng)過熱段前段，再經(jīng)過所述的間隙縱向流入過熱段末段進(jìn)入包殼，在包殼內(nèi)橫向向上流動(dòng)，最終從頂部的缺口流出，進(jìn)入凝結(jié)段，因此蒸汽在過熱段內(nèi)折向流動(dòng)后，在流出過熱段時(shí)，流速得到降低，從而減輕了對管壁的沖刷，且流出后的蒸汽會(huì)沿殼體內(nèi)壁逐漸均勻分布到整個(gè)凝結(jié)段中。

進(jìn)一步的，在所述蒸汽進(jìn)口與包殼頂部的缺口之間設(shè)置有阻止蒸汽通過的密封板。該密封板可防止蒸汽進(jìn)入后不流經(jīng)下方的U形管而直接流至包殼的上方，然后流入凝結(jié)段，達(dá)不到換熱目的，即該密封板防止了蒸汽短路的發(fā)生。

進(jìn)一步的，最內(nèi)側(cè)的U形管布置在第一擋板底部與底板之間的所述間隙的上方。該間隙為位于最內(nèi)側(cè)U形管下方的蒸汽流道，該流道連通了過熱段的前段和末段?，F(xiàn)有技術(shù)中由于位于最內(nèi)側(cè)的U形管的最小彎曲半徑較小，導(dǎo)致U形管彎曲后，管壁較薄，易損壞，而本實(shí)用新型最內(nèi)側(cè)的U形管在該間隙上方，使得其布置位置有所抬高，從而增大了最小彎曲半徑，避免了因彎曲半徑過小，管子在制作時(shí)局部管壁過薄，受沖刷后容易受損的情況。

進(jìn)一步的，所述防沖桿的一端穿過遮熱板固定在所述的管板上，另一端固定在所述的第一擋板上。

進(jìn)一步的，所述底板的一端固定在第二擋板上，另一端固定在遮熱板上。

進(jìn)一步的，所述的防沖桿為實(shí)心的金屬桿件。

進(jìn)一步的，第一擋板與第二擋板、第一擋板與遮熱板之間距離可根據(jù)實(shí)際蒸汽流速來確定，同時(shí)U形管支撐板的數(shù)量和間距可調(diào)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置、調(diào)整，從而減小管束的無支撐跨距，防止振動(dòng)的發(fā)生。

綜上所述，本實(shí)用新型的有益效果是：（1）通過設(shè)置防沖桿，避免了管束直接受到?jīng)_刷侵蝕；（2）降低了過熱段出口處蒸汽的流速，且流出的蒸汽能均勻分布到凝結(jié)段，防止了過熱段出口處蒸汽流速過高，管束容易被沖刷侵蝕的情況；（3）增大了最內(nèi)側(cè)U形管的最小彎曲半徑，從而增大了壁厚，提高了抗沖刷能力；（4）有效防止了過熱段U形管振動(dòng)的發(fā)生，避免了管束受振動(dòng)破壞的情況。因此本實(shí)用新型有效控制了高壓加熱器U形管的泄漏率，提高了高壓加熱器的投入率，提高了電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的A-A截向圖；

圖3是包殼的主視圖；

圖4是圖3的橫截面圖；

圖5是圖1的蒸汽流向示意圖；

圖6是圖2的蒸汽流向示意圖；

圖中標(biāo)記為：1-管板，2-遮熱板，3-防沖桿,4-U形管，5-蒸汽進(jìn)口，6-密封板,7-殼體,8-包殼,9-定距管,10-第二擋板,11-底板，12-支撐板，13-第一擋板，14-間隙，15-缺口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)介紹，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。

如圖1-4所示，一種提高高壓加熱器投入率的過熱段結(jié)構(gòu)，包括殼體7，所述殼體7的一側(cè)設(shè)有管板1，殼體7內(nèi)布置有U形管4，U形管4的端口固定在所述的管板1上，且在管板1與所述的過熱段之間設(shè)置有遮熱板2。

所述的過熱段分為前段和末段，前段布置有蒸汽進(jìn)口5，末段設(shè)置有包殼8。所述的蒸汽進(jìn)口5布置在靠近管板1附近的殼體7上，在位于蒸汽進(jìn)口5的下方，U形管4的上方并排設(shè)置有多個(gè)防沖桿3，防沖桿3可布置在現(xiàn)有過熱段結(jié)構(gòu)中最外圍三排U形管處（即將現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中最外圍三排U形管替換為本實(shí)用新型的防沖桿3，相當(dāng)于在此處替換為假管），該防沖桿3為實(shí)心金屬桿件，其一端穿過遮熱板2與管板1螺紋連接，另一端穿過第一擋板13并與其焊接牢固。包殼8為半圓弧形結(jié)構(gòu)，布置在過熱段末段的U形管4的外圍；所述的包殼8，底部通過底板11密封，靠近凝結(jié)段的一側(cè)通過第二擋板10密封，靠近過熱段前段的一側(cè)通過第一擋板13密封且第一擋板13的底部與所述底板11之間留有間隙14供蒸汽通過，所述的底板11一端焊接在第二擋板10底部，另一端焊接在遮熱板2上；所述包殼8的頂部還開設(shè)有缺口15供包殼8內(nèi)的蒸汽流入凝結(jié)段。

為了防止進(jìn)入的蒸汽繞過過熱段前段的U形管，直接進(jìn)入到過熱段末段上方的缺口15造成蒸汽短路，因此在所述蒸汽進(jìn)口5與缺口15之間的包殼8外壁與殼體7內(nèi)壁之間焊接有阻止蒸汽通過的半圓形密封板6。

另外，在第一擋板13底部與底板11之間的間隙14區(qū)域不布置U形管，也就是說最內(nèi)側(cè)的U形管4位于該間隙14的上方。這樣可以增大了最內(nèi)側(cè)U形管的最小彎曲半徑，避免了因彎曲半徑過小，管子在制作時(shí)局部管壁過薄，受沖刷后容易受損的情況。

關(guān)于蒸汽流向，如圖5和6所示，蒸汽由蒸汽進(jìn)口5進(jìn)入后，先沖刷防沖桿3后再流向下方的U形管4，之后相對于U形管橫向向下流動(dòng)，流動(dòng)至靠近底板處相對于U形管縱向穿過間隙14，進(jìn)入到過熱段末段的包殼內(nèi)，然后再相對于U形管橫向向上流動(dòng)，最終從頂部的缺口15流出，流出后，蒸汽沿高壓加熱器殼體7的內(nèi)壁逐漸均勻分布到整個(gè)凝結(jié)段中。由于蒸汽進(jìn)入后不會(huì)直接沖刷到U形管4，而是先沖刷防沖桿3后再進(jìn)入包殼8內(nèi)，因此很大程度上避免了管子直接受沖刷侵蝕，最終導(dǎo)致泄漏的可能；另外，由于蒸汽在過熱段內(nèi)多次折向后，從包殼8頂部缺口15處流入凝結(jié)段的流速較現(xiàn)有技術(shù)有所降低，因此管壁受沖刷的強(qiáng)度有所緩減。

另外，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中采用弓形折流板（弓形折流板可參見中國專利公告號CN205482419U的圖2）對U形管進(jìn)行支撐，而弓形折流板切口處的管子無支撐跨距是折流板間距的一倍，從而使得管子的固有頻率降低，容易振動(dòng)。而本實(shí)用新型，由于在過熱段內(nèi)蒸汽是橫向流經(jīng)U形管的，因此可采用支撐板12配合定距管9對U形管進(jìn)行支撐，支撐板12采用整體式支撐結(jié)構(gòu)（不必考慮蒸汽從板體中間穿過的問題），對U形管的固定、支撐效果更佳，有效的防止了運(yùn)行中管束振動(dòng)的情況，進(jìn)而避免了因振動(dòng)導(dǎo)致U形管泄漏的情況。

綜上，本實(shí)用新型有效控制了高壓加熱器U形管的泄漏率，提高了高壓加熱器的投入率，提高了電廠的經(jīng)濟(jì)效益。