一種小型增壓鍋爐水冷壁結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種小型增壓鍋爐水冷壁結(jié)構(gòu)，包括由水冷壁管組成的水冷壁，水冷壁固定在增壓鍋爐的爐膛里，水冷壁的后面布置有下降管，水冷壁管的上端和下端以及下降管的上端和下端均分別連通上鍋筒和下鍋筒，水冷壁管的中間部分為直管段，上下部分為彎管段，從而水冷壁與上鍋筒和下鍋筒共同將爐膛圍成D形，水冷壁管之間采用密排的布置方式，從而使上鍋筒經(jīng)下降管流入下鍋筒的水具有欠焓。本發(fā)明可以強化傳熱，更有效地吸收熱量，降低管壁后部的溫度，從而保護爐墻，在連接鍋筒與水冷壁管時采用脹接方式，減小管子相互之間的影響，降低或消除各應力的影響。
【專利說明】一種小型增壓鍋爐水冷壁結(jié)構(gòu)【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種增壓鍋爐，具體地說是船舶動力裝置中增壓鍋爐的水冷壁?！颈尘凹夹g】
[0002]水蒸汽是船舶動力裝置中重要的能源之一，具有推動主、輔汽輪機運轉(zhuǎn)，加熱燃油、潤滑油和工作水，作為生活熱源等作用。鍋爐裝置的功能是將燃料的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽⑶野阉訜岢深A定參數(shù)的水蒸汽。因此，鍋爐是船舶動力裝置的重要組成部分。
[0003]在船舶動力裝置中，普通鍋爐曾被廣泛應用。但隨著船舶對鍋爐結(jié)構(gòu)和熱力參數(shù)等的要求不斷提高，普通鍋爐在體積參數(shù)和蒸發(fā)量、壓力以及容積熱負荷等方面難以滿足需求。
[0004]為了滿足船舶動力參數(shù)的需求，增壓鍋爐被設計和采用。增壓鍋爐具有燃燒強度高、傳熱效果好以及容積熱負荷高等優(yōu)點，與普通鍋爐相比能夠?qū)崿F(xiàn)同等體積下更多蒸發(fā)量和更高的壓力，或在同等熱力參數(shù)需求下使鍋爐體積減小，以滿足安裝和結(jié)構(gòu)要求。
[0005]實現(xiàn)增壓鍋爐高參數(shù)的一個重要環(huán)節(jié)就是提高爐膛的容積熱負荷，由于高的容積熱負荷會對爐墻、受熱面等產(chǎn)生負面影響，因此，設計出結(jié)構(gòu)上更合理的受熱面是實現(xiàn)高參數(shù)的要求。水冷壁作為鍋爐中最重要的受熱面，其結(jié)構(gòu)及連接方式對整個鍋爐的結(jié)構(gòu)和熱力參數(shù)具有至關重要的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于 提供用于改進鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)、強化傳熱、改進和提高爐膛密封性能的一種小型增壓鍋爐水冷壁結(jié)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0008]本發(fā)明一種小型增壓鍋爐水冷壁結(jié)構(gòu)，其特征是:包括由水冷壁管組成的水冷壁，水冷壁固定在增壓鍋爐的爐膛里，水冷壁的后面布置有下降管，水冷壁管的上端和下端以及下降管的上端和下端均分別連通上鍋筒和下鍋筒，水冷壁管的中間部分為直管段，上下部分為彎管段，從而水冷壁與上鍋筒和下鍋筒共同將爐膛圍成D形，水冷壁管之間采用密排的布置方式，從而使上鍋筒經(jīng)下降管流入下鍋筒的水具有欠焓。
[0009]本發(fā)明還可以包括:
[0010]1、水冷壁管與上鍋筒和下鍋筒的連接方式采用脹接方式。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
[0012]本發(fā)明由于在爐膛內(nèi)部設置水冷壁并且對其進行密排處理，與普通鍋爐相比可以強化傳熱，更有效地吸收熱量，降低管壁后部的溫度，從而保護爐墻；另外，在不同容積熱負荷的要求下，可通過增減水冷壁受熱面積控制爐膛出口煙氣溫度，保證良好燃燒，對高溫腐蝕和結(jié)焦等不良現(xiàn)象予以預防。
[0013]傳統(tǒng)的普通或工業(yè)鍋爐由于水冷壁管排列較稀疏，連接方式一般采用焊接形式；在該小型增壓鍋爐中，由于管子是密排布置，如果仍采用焊接的方式，會造成管子與鍋筒相連接的部位產(chǎn)生較大的塑性變形，管子之間的鍋筒壁面會存在較大的焊接應力和殘余應力，勢必會對運行安全造成嚴重影響；另外，管子的密排布置造成的管排之間的狹小空間會使焊接困難，對焊接工藝提出過高要求。本發(fā)明在連接鍋筒與水冷壁管時采用脹接方式，減小管子相互之間的影響，降低或消除各應力的影響。另外，在管子出現(xiàn)故障時，可實現(xiàn)管子的快速更換，對鍋筒結(jié)構(gòu)及其他管子的影響小，比焊接形式更具優(yōu)勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的俯視圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述:
[0017]結(jié)合圖1?2，本實施方式的水冷壁I包括直管段和彎管段兩種結(jié)構(gòu)，水冷壁的上、下端分別與上鍋筒4和下鍋筒5相連接，共同將爐膛圍成D形。
[0018]本實施方式的水冷壁管束I采用密排的布置方式。對管束進行密排后，可以有效提高爐膛的密封性能，減小漏風，降低散熱損失，從而達到提高鍋爐效率的目的；在鍋爐運行過程中，水冷壁管中的水經(jīng)管壁吸收來自火焰和煙氣的輻射熱量，由具有一定欠焓的過冷水逐漸變成蒸汽，上升進入上鍋筒4。由于管束密排，強化了傳熱，水冷壁I吸收了絕大部分的熱量，使得水冷壁后面部分，即下將管2的布置區(qū)域幾乎不受爐膛內(nèi)溫度的影響，可以保證由上鍋筒4經(jīng)下降管流入下鍋筒5的水具有一定的欠焓，同時也使下降管布置于爐膛內(nèi)部，使得整個鍋爐的結(jié)構(gòu)更加緊湊。隨著船舶動力對蒸汽的需求增大，需要提高爐膛的容積熱負荷，而這勢必會對爐膛造成不良影響，本實施方式通過管束密排處理，加強了傳熱，更有效地吸收了來自火焰和煙氣的熱量，從而更好地保護爐膛，使其不受高溫煙氣的沖刷。在不同容積熱負荷的要求下，還可以通過改變水冷壁受熱面的面積大小，控制爐膛出口煙氣溫度，保證良好燃燒，對高溫腐蝕和結(jié)焦等不良現(xiàn)象予以預防。
[0019]參照圖1，本實施方式的水冷壁I與上、下鍋筒4、5的連接方式采用脹接方式。
[0020]由于水冷壁管束采用的是密排布置，管子節(jié)距較小，在焊接過程中管子之間的狹小空間使得焊接十分困難，對焊接工藝提出了過高的要求；焊接過程中還會造成管子與鍋筒的連接部分產(chǎn)生較大的塑性變形，焊接應力和殘余應力都會在工作狀態(tài)下對運行的安全產(chǎn)生影響，而采用脹接的方式會使連接部分為彈性變形，可以吸收管子在工作狀態(tài)下的變形和應力，從而提高鍋爐運行的安全性能；在某一管子出現(xiàn)故障的情況下，脹接的方式還能夠?qū)崿F(xiàn)管子的快速更換，并且不損害鍋筒的結(jié)構(gòu)或?qū)ζ渌茏釉斐捎绊憽?br> [0021]本發(fā)明布置方式設計成密排形式，緊湊程度高于普通鍋爐。該方法的意義在于:首先，水冷壁管的密排形式有效地提高了整個爐膛的密封性能，減少了爐膛漏風造成的散熱損失，從而提高了鍋爐的效率；其次，由于爐膛密封性能的提高，還能夠?qū)崿F(xiàn)爐膛內(nèi)的微正壓或正壓燃燒；另外，該方法通過使前排水冷壁管子受熱，吸收爐膛內(nèi)火焰和煙氣的大部分熱量，而使水冷壁后的部分溫度較低，并在這個較低爐膛溫度區(qū)域內(nèi)將下降管布置在水冷壁外圍，與一般鍋爐下降管布置在鍋爐外部相比，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)布置的緊湊化。
[0022]鑒于船舶鍋爐蒸發(fā)量需求的不斷提高，需要提高爐膛容積熱負荷，縮小體積和減輕重量，從而帶來因燃燒強度增高使爐膛溫度提高，對爐墻造成破壞等問題。本發(fā)明方法由于在爐膛內(nèi)部設置水冷壁并且對其進行密排處理，與普通鍋爐相比可以強化傳熱，更有效地吸收熱量，降低管壁后部的溫度，從而保護爐墻；另外，在不同容積熱負荷的要求下，可通過增減水冷壁受熱面積控制爐膛出口煙氣溫度，保證良好燃燒，對高溫腐蝕和結(jié)焦等不良現(xiàn)象予以預防。
[0023]本發(fā)明中水冷壁管子與上、下鍋筒的連接方式采取脹接的連接方式。傳統(tǒng)的普通或工業(yè)鍋爐由于水冷壁管排列較稀疏，連接方式一般采用焊接形式；在該小型增壓鍋爐中，由于管子是密排布置，如果仍采用焊接的方式，會造成管子與鍋筒相連接的部位產(chǎn)生較大的塑性變形，管子之間的鍋筒壁面會存在較大的焊接應力和殘余應力，勢必會對運行安全造成嚴重影響；另外，管子的密排布置造成的管排之間的狹小空間會使焊接困難，對焊接工藝提出過高要求，因此不采用焊接方案。本發(fā)明在連接鍋筒與水冷壁管時采用脹接方式，減小管子相互之間的影響，降低或消除各應力的影響。另外，在管子出現(xiàn)故障時，可實現(xiàn)管子的快速更換，對鍋筒結(jié)構(gòu)及其他管子的影響小，比焊接形式更具優(yōu)勢。
[0024]連接上、下鍋筒的水冷壁管束采用密排布置的方式并且使密排的前排管子為受熱面。水冷壁管在鍋筒相連接時采用脹接的方法。水冷壁管由直管段和彎管段組成，管子上、下兩端分別與鍋爐的上、下鍋筒相連接，鍋筒及密排管束的組合將爐膛圍成D形。組成水冷壁的管束采用密排布置的方式，使下降管布置在水冷壁管束的后部，實現(xiàn)下降管在爐膛內(nèi)布置的形式。脹接的連接方式對于故障管子，可以在不破壞鍋筒本體結(jié)構(gòu)或其他管子結(jié)構(gòu)的前提下，實現(xiàn)單根管子的快速更換。
【權利要求】
1.一種小型增壓鍋爐水冷壁結(jié)構(gòu)，其特征是:包括由水冷壁管組成的水冷壁，水冷壁固定在增壓鍋爐的爐膛里，水冷壁的后面布置有下降管，水冷壁管的上端和下端以及下降管的上端和下端均分別連通上鍋筒和下鍋筒，水冷壁管的中間部分為直管段，上下部分為彎管段，從而水冷壁與上鍋筒和下鍋筒共同將爐膛圍成D形，水冷壁管之間采用密排的布置方式，從而使上鍋筒經(jīng)下降管流入下鍋筒的水具有欠焓。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種小型增壓鍋爐水冷壁結(jié)構(gòu)，其特征是:水冷壁管與上鍋筒和下鍋筒的連接方式采用脹接方式。
【文檔編號】F22B37/10GK103574582SQ201310563492
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權日:2013年11月14日
【發(fā)明者】楊龍濱, 王宏宇, 張國磊, 李彥軍, 宋福元, 孫寶芝, 李曉明, 張鵬, 趙宇煒, 胡迎明, 趙靜, 遲婷, 沙浩男 申請人:哈爾濱工程大學