一种减少超临界循环流化床锅炉膜式水冷壁管变形的装置[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 105737132 A(43)申请公布日 2016.07.06

(21)申请号 201610115178.X(22)申请日 2016.03.01

(71)申请人 重庆大学

地址 400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人 卢啸风　陈晔　陈司达　王泉海　

杨宇　宋杨凡　严谨　徐杰　郭强　孙思聪　(74)专利代理机构 重庆大学专利中心 50201

代理人 郭吉安(51)Int.Cl.

F22B 37/10(2006.01)F23C 10/18(2006.01)

权利要求书1页 说明书2页 附图2页

CN 105737132 A(54)发明名称

一种减少超临界循环流化床锅炉膜式水冷壁管变形的装置(57)摘要

一种减少超临界循环流化床锅炉膜式水冷

包括水冷壁管组(1)、鳍片(2)、壁管变形的装置，

强化筋(3)和应力释放槽(4)，水冷壁管组(1)中每两个相邻水冷壁管之间焊接有鳍片(2)，鳍片(2)的背火侧中间位置上焊接强化筋(3)，每一根鳍片(2)上的两根强化筋(3)之间，设置有应力释放槽(4)。本发明的另一种形式是水冷壁管组(1)中每两个相邻水冷壁管之间直接焊接一体成型的T形鳍片(5)，以替代鳍片(2)和强化筋(3)。本发明能增强膜式水冷壁管的强度，有效的减少了膜式水冷壁管的热应力变形，减缓了膜式水冷壁管的磨损。有利于超临界循环流化床锅炉的设计、制造及改善锅炉运行情况。

CN 105737132 A

权　利　要　求　书

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1.一种减少超临界循环流化床锅炉膜式水冷壁管变形的装置，包括水冷壁管组(1)、鳍片(2)、强化筋(3)、应力释放槽(4)，其特征是:水冷壁管组(1)中每两个相邻水冷壁管之间焊接有鳍片(2)，鳍片(2)的背火侧中间位置上焊接强化筋(3)，每一根鳍片(2)上相邻的两根强化筋(3)之间，设置有应力释放槽(4)。

2.根据权利要求(1)所述一种减少超临界循环流化床锅炉膜式水冷壁管变形的装置，其特征是：水冷壁管组(1)中每两个相邻水冷壁管之间直接焊接一体成型的T形鳍片(5)，以替代鳍片(2)和强化筋(3)。

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CN 105737132 A

说　明　书

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一种减少超临界循环流化床锅炉膜式水冷壁管变形的装置

技术领域：

[0001]本发明属于流化床锅炉技术领域，具体涉及一种减少超临界循环流化床锅炉膜式水冷壁管变形的装置。

背景技术：

[0002]超临界循环流化床锅炉技术是循环流化床燃烧技术和超临界参数发电技术相结合的高效清洁燃烧技术。目前，我国在四川白马投运的600MW超临界循环流化床锅炉是世界上装机容量最大，参数最高的循环流化床锅炉。[0003]水冷壁的安全性对于锅炉的运行安全、经济、可靠性非常重要。由于循环流化床锅炉的燃烧特点与煤粉炉不同，炉内较大的物料浓度是锅炉燃烧与传热性能的基本要求，这一特性决定了气固两相流动对受热面的磨损作用是必然存在的。尤其是膜式水冷壁管受热变形和膜式水冷壁管表面有凹凸，会进一步加剧膜式水冷壁管的磨损。[0004]超临界循环流化床锅炉普遍采用低质量流率，与亚临界参数锅炉不同的是，超临界循环流化床锅炉的膜式水冷壁管管径变小、鳍片变窄、刚性变差，且壁温沿水冷壁高度方向不断变化。同一根膜式水冷壁管的上下两端以及不同管子之间存在一定的温差，加之管屏尺寸较大，运行中极易产生由于热应力而导致的膜式水冷壁管变形。实际运行表明，膜式水冷壁管变形引起的炉内向火侧磨损，已成为超临界循环流化床锅炉水冷壁管磨损的主要原因之一。

[0005]中国专利CN202040805U提出了一种采用十字鳍片防止双面受热的循环流化床锅炉屏式受热面的防变形技术。但由于炉膛上部的屏式受热面所在区域气固浓度较低、磨损不严重，因此该技术主要针对炉膛上部区域，无法用于磨损剧烈的炉膛水冷壁。

[0006]中国专利CN2839831Y提出了一种在水冷壁向火侧膜式水冷壁管鳍片中心线上垂直设置一条钢条的防磨技术。但由于循环流化床锅炉向火侧炉内物料浓度高，该装置也只能设置在炉膛稀相区及炉膛顶部区域等物料浓度较低的区域，密相区等物料浓度较高区域也不适用。

发明内容：

[0007]本发明的目的就是提供一种减少超临界循环流化床锅炉膜式水冷壁管变形的装置，减缓了超临界循环流化床锅炉因热应力造成的锅炉膜式水冷壁管变形而引起的磨损，提高锅炉运行的安全性，经济性。

[0008]本发明所涉及的一种减少超临界循环流化床锅炉膜式水冷壁管变形的装置，包括水冷壁管组1、鳍片2、强化筋3、应力释放槽4，水冷壁管组1中每两个相邻水冷壁管之间焊接有鳍片2，鳍片2的背火侧中间位置上焊接强化筋3，每一根鳍片2上相邻的两根强化筋3之间，设置有应力释放槽4，防止强化筋3上下温差过大而变形。

[0009]本发明装置的另一种形式为水冷壁管组1中每两个相邻水冷壁管之间直接焊接一体成型的T形鳍片5，以替代鳍片(2)和强化筋(3)，其余结构与上述装置相同。

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说　明　书

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本发明能增强膜式水冷壁管的强度，有效的减少了膜式水冷壁管的热应力变形，

减缓了膜式水冷壁管的磨损。有利于超临界循环流化床锅炉的设计、制造及改善锅炉运行情况。

附图说明：

[0011]图1为本发明装置的主视图；[0012]图2为图1的俯视图；

[0013]图3为带有T形鳍片5的膜式水冷壁管俯视图；[0014]上述图中，1为水冷壁管组、2为鳍片、3为强化筋、4为应力释放槽、5为T形鳍片。具体实施方式：

[0015]下面结合说明书附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。[0016]实施例1

[0017]本实施例为一种超临界循环流化床锅炉背火侧焊接强化筋3的膜式水冷壁管，如图1、图2所示，形成的膜式水冷壁管带有T形鳍片，其由水冷壁管组1、鳍片2、强化筋3和应力释放槽4组成。鳍片2链接两根水冷壁管，在每两根水冷壁管之间的鳍片2中心线上垂直的焊接有一条强化筋3。鳍片2的宽度为3mm—20mm，强化筋3的宽度与鳍片宽度比为1:1.5—1:3，强化筋3高度与水冷壁管组1的外径比为1:2—1:4，强化筋3的长度为2000mm—4000mm，每两根化强筋3之间设置有长度为50mm—200mm的应力释放槽4，设置本实施例的装置的范围从循环流化床锅炉炉内密相区水冷壁与耐磨材料交界线以下500-1000mm至炉膛出口中心线附近区域。

[0018]本实施例的原理及工作流程如下：[0019]膜式水冷壁管在受热时，相对于水冷壁管组1，鳍片2冷却更差，温度上升幅度相较于水冷壁管组1要高得多，水冷壁管组1与鳍片2之间存在温度差，水冷壁管组1和鳍片2会发生热应力变形。因此鳍片2变形量更大。同时鳍片2变形方向是向水冷壁向火侧突出的，水冷壁管组1和鳍片2之间形成较大的凹陷，更容易造成磨损。

[0020]本实施例在超临界循环流化床锅炉现有膜式水冷壁管上背火侧鳍片2中心线上焊接强化筋3，强化筋3能增强鳍片2的刚度，减少鳍片2向向火侧的变形量，减少炉内固体颗粒对水冷壁管组1的磨损。两根强化筋3之间，设置有应力释放槽4，防止强化筋3上下温差过大而变形。

[0021]实施例2

[0022]本实施例为一种超临界循环流化床锅炉带有T形鳍片5的膜式水冷壁管，如图3所示，同实施例1不同之处在于，实施例2中的T形鳍片5是通过制造工艺一体成型的，以替代实施例1中的鳍片2和强化筋3。相较于实施例1中的膜式水冷壁管是在现有锅炉水冷壁背火侧鳍片2上焊接一段强化筋3，实施例2的鳍片强度更高，更不易变形。除一体成型的T形鳍片5与实施例1中不同外，其余结构同实施例1相同。

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说　明　书　附　图

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图1

图2

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说　明　书　附　图

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图3

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