專利名稱：包含用于變截面爐膛中的水冷系統(tǒng)的鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種鍋爐，特別是涉及ー種包含用于變截面爐膛中的水冷系統(tǒng)的鍋爐。
背景技術(shù)：
對于超臨界鍋爐而言，為使鍋爐能夠安全可靠運(yùn)行，需要限制水冷壁管子最高金屬溫度和相鄰管子間的溫差。在超臨界壓力運(yùn)行下的直流爐中，沒有液相和汽相的區(qū)分，且介質(zhì)溫度是持續(xù)増加的。由于吸收輻射熱的不均(由管子幾何位置，燃燒熱釋放模式，爐膛清潔度引起)和質(zhì)量流速差異(不同管子的流體阻力不同引起)，導(dǎo)致了管子的壁溫差異，溫差過大，將導(dǎo)致熱應(yīng)カ加大，如不加限制，將引起管子泄漏。如圖I所示，在非變截面爐膛針對此問題的解決方案為，在爐膛I的中下部熱負(fù)荷較高的區(qū)域采用螺旋管作為水冷系統(tǒng)，使每根傾斜的管子2通過不同的熱負(fù)荷區(qū)域，這樣每根管子都吸收近似相同的熱量，以此來解決熱量吸收不均的問題；另ー方面，在同等情況下，螺旋管有比垂直管更高的管內(nèi)質(zhì)量流速(一般為2 3倍，可通過螺旋角度調(diào)節(jié))，即使受熱和流量存在偏差，高的質(zhì)量流速仍可以保證エ質(zhì)對管子的冷卻效果。然而，對于變截面爐膛的鍋爐，由于爐膛形狀的不規(guī)則性，很難再采用螺旋管結(jié)構(gòu)來保證合理的性能設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。螺旋管的管子的上升角度需根據(jù)不規(guī)則的爐膛形狀相應(yīng)變化，這就導(dǎo)致了加工制造上的困難。在截面改變前，將螺旋管轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪惫芸杀苊庵圃焐系睦щy，但如圖2所示，若簡單的將螺旋管的螺旋狀管子21的頂部由傾斜狀變?yōu)榇怪睜?，管間距離將大大増加，鰭片3無法得到有效的冷卻，造成水冷壁過熱損壞。若如圖3所示，將單根螺旋管的螺旋狀管子22上段通過三通等手段變?yōu)閮筛怪惫?3 (或多根，可通過螺旋角度X調(diào)節(jié))，可解決管間距離過大的問題，但隨之而來的問題是，單根螺旋狀管子22中的流量被分配到兩根或多根垂直管23中，必然導(dǎo)致水冷系統(tǒng)的管內(nèi)質(zhì)量流速的下降，影響對管子的冷卻效果，此結(jié)構(gòu)只有在熱負(fù)荷較低的區(qū)域才是可行的，而爐膛截面改變一般發(fā)生在爐膛中下部熱負(fù)荷很高的區(qū)域，從而此方案也是不可行的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中變截面爐膛無法采用螺旋管作為水冷系統(tǒng)的缺陷，提供ー種包含用于變截面爐膛中的水冷系統(tǒng)的鍋爐。本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的ー種包含用于變截面爐膛中的水冷系統(tǒng)的鍋爐，其包括下部前墻、下部后墻、側(cè)墻，由所述下部前墻、下部后墻與所述側(cè)墻圍成的下部爐膛；所述下部前墻向上延伸構(gòu)成上部前墻、所述下部后墻向上延伸構(gòu)成上部后墻，由所述上部前墻、所述上部后墻與所述側(cè)墻圍成的上部爐膛；所述下部爐膛自上而下分為過渡區(qū)、下爐膛及灰斗，所述下部前墻、所述下部后墻、所述側(cè)墻、所述上部前墻和所述上部后墻均為由管子及扁鋼結(jié)合而成的膜式壁，、其特點(diǎn)在于該水冷系統(tǒng)包括若干螺旋管以及與所述螺旋管一一對應(yīng)、連通并向上延伸的垂直管；所述下部爐膛的膜式壁全部或部分為螺旋管。所述下部爐膛通過過渡區(qū)與截面變小的上部爐膛連接。其中，所述螺旋管與所述垂直管的接壤處位于所述過渡區(qū)和所述下部爐膛的交界處。其中，所述螺旋管與所述垂直管的接壤處位于所述下部爐膛和所述上部爐膛的交界處。其中，所述螺旋管與所述垂直管的接壤處位于所述上部爐膛中。其中，所述水冷系統(tǒng)還包括若干附加管，所述附加管與所述垂直管間隔設(shè)置。其中，所述附加管內(nèi)注入有過熱蒸汽、再熱蒸汽或過冷水。本實(shí)用新型中，上述優(yōu)選條件在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上可任意組合，即得本實(shí)用新型各較佳實(shí)施例。本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在干本實(shí)用新型的包含用于變截面爐膛中的水冷系統(tǒng)的鍋爐中的水冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，并且管內(nèi)エ質(zhì)流量不變，避免原先一根管中的流量被分配到兩根或多根管中，導(dǎo)致的管內(nèi)質(zhì)量流速的下降繼而影響螺旋管及對應(yīng)的垂直管的冷卻效果。進(jìn)ー步地，利用相鄰螺旋管相鄰管道的角度的變化，即，垂直管中相鄰的管子之間的距離在螺旋管轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪惫芎髩埓?，因此增加附加管使得這些管子之間距離和鰭片寬度變小，附加管內(nèi)的流體吸收爐膛內(nèi)的熱量，冷卻螺旋管、垂直管及鰭片，從而保證它們的安全運(yùn)行。

圖I為非變截面爐膛中采用螺旋管水冷系統(tǒng)的示意圖。圖2為螺旋管和垂直管簡單結(jié)合的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為螺旋管和垂直管接壤處采用三通的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例中變截面爐膛中應(yīng)用螺旋管冷水系統(tǒng)的鍋爐的側(cè)面剖視圖。圖5為圖4中的鍋爐內(nèi)的螺旋管冷水系統(tǒng)的放大圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。如圖4和5所示，本實(shí)施例的包含用于變截面爐膛中的水冷系統(tǒng)的鍋爐包括下部前墻101、下部后墻102、側(cè)墻103，由該下部前墻101、該下部后墻102與側(cè)墻103圍成的下部爐膛100。所述下部前墻101向上延伸構(gòu)成上部前墻201，由下部后墻102向上延伸構(gòu)成上部后墻202，由上部前墻201、上部后墻202與側(cè)墻103圍成的上部爐膛200。所述下部爐膛100自上而下分為過渡區(qū)111、下爐膛112及灰斗113。所述下部前墻101、下部后墻102、側(cè)墻103及上部前墻201、上部后墻202均為由管子及扁鋼結(jié)合而成的膜式壁。在鍋爐的內(nèi)壁設(shè)有水冷系統(tǒng)，該水冷系統(tǒng)包括若干由若干螺旋管31以及與螺旋管31 —一對應(yīng)、連通并向上延伸的垂直管32。下部爐膛100的膜式壁全部為螺旋管31。本實(shí)施例中，螺旋管31的中軸線與水平面的夾角為30°，相鄰的螺旋管31的中軸線的間距為50mm，由三角函數(shù)可得相鄰的垂直管32的間距為100mm。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可根據(jù)實(shí)際需要通過改變中軸線與水平面的夾角以及相鄰螺旋管的間距來改變相鄰垂直管的間距。此外，在相鄰的垂直管32之間還設(shè)有附加管4。附加管4內(nèi)的流體可以是過熱蒸汽、再熱蒸汽或過冷水。其中，將汽輪機(jī)的高壓缸排汽以管道引至鍋爐側(cè)，然后進(jìn)入附加管4內(nèi)換熱，最后進(jìn)入鍋爐的末級再熱器，此時附加管4全部或部分的替代了常規(guī)技術(shù)方案中鍋爐的低溫再熱器。按附加管4內(nèi)流體的不同，附加管4可以全部或部分的替代現(xiàn)有技術(shù)中鍋爐的過熱器、再熱器或省煤器。雖然以上描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù) 人員在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.ー種包含用于變截面爐膛中的水冷系統(tǒng)的鍋爐，其包括下部前墻、下部后墻、側(cè)墻，由 所述下部前墻、下部后墻與所述側(cè)墻圍成的下部爐膛；所述下部前墻向上延伸構(gòu)成上部前墻、所述下部后墻向上延伸構(gòu)成上部后墻，由所述上部前墻、所述上部后墻與所述側(cè)墻圍成的上部爐膛；所述下部爐膛自上而下分為過渡區(qū)、下爐膛及灰斗，所述下部前墻、所述下部后墻、所述側(cè)墻、所述上部前墻和所述上部后墻均為由管子及扁鋼結(jié)合而成的膜式壁，其特征在于該水冷系統(tǒng)包括若干螺旋管以及與所述螺旋管一一對應(yīng)、連通并向上延伸的垂直管；所述下部爐膛的膜式壁全部或部分為螺旋管。
2.如權(quán)利要求I所述的包含用于變截面爐膛中的水冷系統(tǒng)的鍋爐，其特征在于，所述螺旋管與所述垂直管的接壤處位于所述過渡區(qū)和所述下部爐膛的交界處。
3.如權(quán)利要求I所述的包含用于變截面爐膛中的水冷系統(tǒng)的鍋爐，其特征在于，所述螺旋管與所述垂直管的接壤處位于所述下部爐膛和所述上部爐膛的交界處。
4.如權(quán)利要求I所述的包含用于變截面爐膛中的水冷系統(tǒng)的鍋爐，其特征在于，所述螺旋管與所述垂直管的接壤處位于所述上部爐膛中。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的包含用于變截面爐膛中的水冷系統(tǒng)的鍋爐，其特征在于，所述水冷系統(tǒng)還包括若干附加管，所述附加管與所述垂直管間隔設(shè)置。
6.如權(quán)利要求5所述的包含用于變截面爐膛中的水冷系統(tǒng)的鍋爐，其特征在于，所述附加管內(nèi)注入有過熱蒸汽、再熱蒸汽或過冷水。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種包含用于變截面爐膛中的水冷系統(tǒng)的鍋爐，其包括下部爐膛和上部爐膛，下部爐膛自上而下分為過渡區(qū)、下爐膛及灰斗，下部前后墻、側(cè)墻及上部前后墻均為由管子及扁鋼結(jié)合而成的膜式壁，該水冷系統(tǒng)包括螺旋管以及與螺旋管一一對應(yīng)的垂直管；下部爐膛的膜式壁全部或部分為螺旋管。本實(shí)用新型的鍋爐中的水冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，并且管內(nèi)工質(zhì)流量不變，避免原先一根管中的流量被分配到兩根或多根管中，導(dǎo)致的管內(nèi)質(zhì)量流速的下降繼而影響螺旋管及對應(yīng)的垂直管的冷卻效果。
文檔編號F23M5/08GK202532527SQ20122008394
公開日2012年11月14日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者孟國超, 左德權(quán), 蔡宏 申請人:上海鍋爐廠有限公司