一種超超臨界鍋爐垂直管屏水冷壁的子午線(xiàn)形節(jié)流圈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于直流鍋爐的垂直管屏水冷壁節(jié)流技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種主蒸汽參數(shù) 為26MPa、600°C以上的超超臨界鍋爐垂直管屏水冷壁的子午線(xiàn)形節(jié)流圈。
【背景技術(shù)】
[0002] 直至目前，直流鍋爐垂直管屏水冷壁進(jìn)口節(jié)流圈普遍使用平板式節(jié)流圈，這種節(jié) 流圈進(jìn)、出口部位都有死角，工質(zhì)通過(guò)節(jié)流圈時(shí)，在死角區(qū)產(chǎn)生渦流，其結(jié)果是不但節(jié)流效 果較差，阻力較大，特別是用于高蒸汽參數(shù)的超超臨界鍋爐時(shí)還容易堆積水垢或金屬氧化 物，導(dǎo)致水冷壁管流通面積減小，使水冷壁流量不足甚至堵管，由于這些問(wèn)題存在，實(shí)際運(yùn) 行中，水冷壁壁溫變化瞬時(shí)值可達(dá)到100°C以上，甚至200°C~500°C以上，因而極易導(dǎo)致水 冷壁超溫爆管或裂紋，甚至導(dǎo)致氧化皮進(jìn)一步脫落，危及整臺(tái)機(jī)組的安全運(yùn)行。
[0003] 現(xiàn)有直流鍋爐水冷壁節(jié)流圈技術(shù)的缺陷，嚴(yán)重影響了垂直管屏水冷壁在超超臨界 鍋爐上的正常使用，迫使行業(yè)界選擇結(jié)構(gòu)復(fù)雜的螺旋管圈水冷壁，因其制造、運(yùn)輸、安裝、維 修工藝復(fù)雜，懸吊結(jié)構(gòu)復(fù)雜且鋼材用量大，所以成本較高。而電站鍋爐上長(zhǎng)期使用的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、低成本的垂直管屏水冷壁技術(shù)卻可能被淘汰，尤其在正在開(kāi)發(fā)的700°c超超臨界鍋爐上 很難再被采用，因而造成現(xiàn)有優(yōu)勢(shì)技術(shù)資源的浪費(fèi)。
[0004] 因此急需要一種新的創(chuàng)新節(jié)流圈結(jié)構(gòu)，使垂直管屏水冷壁技術(shù)得以繼續(xù)發(fā)揮其優(yōu) 勢(shì)，并取得新的突破性發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種超超臨界鍋爐垂直管屏水 冷壁的子午線(xiàn)形節(jié)流圈。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種超超臨界鍋爐垂直管屏水冷壁進(jìn)口處安裝的的 子午線(xiàn)形節(jié)流圈，所述節(jié)流圈為沿流體流動(dòng)方向上為子午線(xiàn)形的流線(xiàn)型曲面結(jié)構(gòu)，所述子 午線(xiàn)形的流線(xiàn)型曲面結(jié)構(gòu)是沿節(jié)流圈的軸線(xiàn)方向上的截面為左右對(duì)稱(chēng)的子午線(xiàn)形曲面形 狀；所述節(jié)流圈軸線(xiàn)方向上為同心圓漸變流通截面的管狀結(jié)構(gòu)；所述節(jié)流圈整體結(jié)構(gòu)為中 心對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。
[0007] 進(jìn)一步，所述節(jié)流圈最窄處的直徑Cltl與垂直管屏水冷壁管內(nèi)徑d之比C為0.3~ 0. 90〇
[0008] 進(jìn)一步，所述節(jié)流圈與垂直管屏水冷壁管之間采用焊接方式連接。
[0009] 進(jìn)一步，所述節(jié)流圈高度H為60~80mm〇 〇
[0010] 進(jìn)一步，所述節(jié)流圈的材料與垂直管屏水冷壁管的金屬材料相同。
[0011] 進(jìn)一步，所述節(jié)流圈的材料根據(jù)鍋爐的蒸汽參數(shù)等級(jí)，為13CrM44或13CrM45或 T92或T24或其它同等級(jí)的金屬材料。
[0012] 由上可見(jiàn)，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：
[0013] 1、本發(fā)明采用子午線(xiàn)形曲面結(jié)構(gòu)，使流體通過(guò)該曲面時(shí)的阻力很小，無(wú)渦流；且流 體直接接觸節(jié)流圈壁面，無(wú)死角，因而節(jié)流圈進(jìn)、出口部位不積存水垢，也不積存金屬氧化 物，不堵管，既能降低流體通過(guò)節(jié)流圈的流動(dòng)阻力，又能有效的提高直流鍋爐垂直管屏水冷 壁的運(yùn)行安全性。
[0014] 2、本發(fā)明采用中心對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，使子午線(xiàn)曲面節(jié)流圈更易于加工和安裝，成本降低。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的超超臨界鍋爐垂直管屏水冷壁的子午線(xiàn)形節(jié)流圈的 截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的超超臨界鍋爐垂直管屏水冷壁的子午線(xiàn)形節(jié)流圈的 截面示意圖。
[0017] 如圖1所示，本發(fā)明提供了一種超超臨界鍋爐垂直管屏水冷壁管進(jìn)口處安裝的子 午線(xiàn)形節(jié)流圈，該節(jié)流圈為沿流體流動(dòng)方向（如圖中箭頭所示方向）上為子午線(xiàn)形的流線(xiàn) 型曲面結(jié)構(gòu)，所述子午線(xiàn)形的流線(xiàn)型曲面結(jié)構(gòu)是沿節(jié)流圈的軸線(xiàn)方向上的截面為左右對(duì)稱(chēng) 的子午線(xiàn)形曲面形狀；所述節(jié)流圈軸線(xiàn)方向上為同心圓漸變流通截面的管狀結(jié)構(gòu)，所述節(jié) 流圈整體結(jié)構(gòu)為中心對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。
[0018] 節(jié)流圈與垂直管屏水冷壁管之間采用焊接方式連接。
[0019] 節(jié)流圈的材料與水冷壁管的金屬材料相同，節(jié)流圈的材料根據(jù)鍋爐的蒸汽參數(shù)等 級(jí)，為13CrM44或13CrM45或T92或T24或其它同等級(jí)的金屬材料。
[0020] 作為本發(fā)明實(shí)施例的另一種優(yōu)選方式，節(jié)流圈口徑最小處的直徑Cltl與水冷壁管內(nèi) 徑d之比C為節(jié)流圈流量調(diào)節(jié)系數(shù)，C的數(shù)值為0. 3~0. 90。
[0021] 為了保證良好的流線(xiàn)型結(jié)構(gòu)，根據(jù)水冷壁管直徑d設(shè)計(jì)尺寸和所設(shè)計(jì)的節(jié)流圈喉 口（即節(jié)流圈口徑最小處）直徑dQ，節(jié)流圈高度可選擇H= 60~80mm。
[0022] 節(jié)流圈喉口的直徑Cltl與水冷壁管子內(nèi)徑d之比對(duì)工質(zhì)流量會(huì)產(chǎn)生巨大的影響，故 本發(fā)明節(jié)流圈的流體流量調(diào)節(jié)是通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流圈喉口的直徑Cltl與管子內(nèi)徑d之比C實(shí)現(xiàn) 的，C稱(chēng)為流量系數(shù)；C值越大，流過(guò)節(jié)流圈的工質(zhì)流量就越大。
[0023] 按照管子所需要的流量選擇喉口直徑，當(dāng)流量系數(shù)取值為C= 0. 3~0. 90時(shí)，即 可達(dá)到在任何情況下，可保證單個(gè)水冷壁管內(nèi)有至少30 %的單管額定流量通過(guò)節(jié)流圈。
[0024] 在一個(gè)高壓水流體實(shí)驗(yàn)臺(tái)上分別對(duì)2種類(lèi)型、4種尺寸的節(jié)流圈所做的試驗(yàn)數(shù)據(jù) 對(duì)比見(jiàn)表1 :
[0025] 表1 2種節(jié)流圈的阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)比較
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種超超臨界鍋爐垂直管屏水冷壁管進(jìn)口處安裝的子午線(xiàn)形節(jié)流圈，其特征在于， 所述節(jié)流圈為沿流體流動(dòng)方向上為子午線(xiàn)形的流線(xiàn)型曲面結(jié)構(gòu)，所述子午線(xiàn)形的流線(xiàn)型曲 面結(jié)構(gòu)是沿節(jié)流圈的軸線(xiàn)方向上的截面為左右對(duì)稱(chēng)的子午線(xiàn)形曲面形狀；所述節(jié)流圈軸線(xiàn) 方向上為同心圓漸變流通截面的管狀結(jié)構(gòu)；所述節(jié)流圈整體結(jié)構(gòu)為中心對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超超臨界鍋爐垂直管屏水冷壁的子午線(xiàn)形節(jié)流圈，其特征在 于，所述節(jié)流圈最窄處的直徑dQ與垂直管屏水冷壁管內(nèi)徑d之比C為0. 3~0. 90。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超超臨界鍋爐垂直管屏水冷壁的子午線(xiàn)形節(jié)流圈，其特征在 于，所述節(jié)流圈與垂直管屏水冷壁管之間采用焊接方式連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超超臨界鍋爐垂直管屏水冷壁的子午線(xiàn)形節(jié)流圈，其特征在 于，所述節(jié)流圈高度H為60~80mm〇
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超超臨界鍋爐垂直管屏水冷壁的子午線(xiàn)形節(jié)流圈，其特征在 于，所述節(jié)流圈的材料與垂直管屏水冷壁管的金屬材料相同。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超超臨界鍋爐垂直管屏水冷壁的子午線(xiàn)形節(jié)流圈，其特征在 于，所述節(jié)流圈的材料根據(jù)鍋爐的蒸汽參數(shù)等級(jí)，為13CrM44或13CrM45或T92或T24或其 它同等級(jí)的金屬材料。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種超超臨界鍋爐垂直管屏水冷壁管進(jìn)口處安裝的子午線(xiàn)形節(jié)流圈，所述節(jié)流圈為沿流體流動(dòng)方向上為子午線(xiàn)形的流線(xiàn)型曲面結(jié)構(gòu)，所述子午線(xiàn)形的流線(xiàn)型曲面結(jié)構(gòu)是沿節(jié)流圈的軸線(xiàn)方向上的截面為左右對(duì)稱(chēng)的子午線(xiàn)形曲面形狀；所述節(jié)流圈的軸線(xiàn)方向上為同心圓漸變流通截面的管狀結(jié)構(gòu)，所述節(jié)流圈整體結(jié)構(gòu)為中心對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明制造和安裝工藝簡(jiǎn)單；流體通過(guò)時(shí)的阻力小，無(wú)渦流；不積存水垢和金屬氧化物，不堵塞。既可降低節(jié)流圈的阻力，又能提高水冷壁的運(yùn)行可靠性。
【IPC分類(lèi)】F22B37-10
【公開(kāi)號(hào)】CN104676575
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510038174
【發(fā)明人】樊晉元, 陳鴻偉
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)（保定）
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月26日