[发明专利]一种超超临界锅炉垂直管屏水冷壁的子午线形节流圈

说明书

技术领域

本发明属于直流锅炉的垂直管屏水冷壁节流技术领域，具体涉及一种主蒸汽参数为26MPa、600℃以上的超超临界锅炉垂直管屏水冷壁的子午线形节流圈。

背景技术

直至目前，直流锅炉垂直管屏水冷壁进口节流圈普遍使用平板式节流圈，这种节流圈进、出口部位都有死角，工质通过节流圈时，在死角区产生涡流，其结果是不但节流效果较差，阻力较大，特别是用于高蒸汽参数的超超临界锅炉时还容易堆积水垢或金属氧化物，导致水冷壁管流通面积减小，使水冷壁流量不足甚至堵管，由于这些问题存在，实际运行中，水冷壁壁温变化瞬时值可达到100℃以上，甚至200℃～500℃以上，因而极易导致水冷壁超温爆管或裂纹，甚至导致氧化皮进一步脱落，危及整台机组的安全运行。

现有直流锅炉水冷壁节流圈技术的缺陷，严重影响了垂直管屏水冷壁在超超临界锅炉上的正常使用，迫使行业界选择结构复杂的螺旋管圈水冷壁，因其制造、运输、安装、维修工艺复杂，悬吊结构复杂且钢材用量大，所以成本较高。而电站锅炉上长期使用的结构简单、低成本的垂直管屏水冷壁技术却可能被淘汰，尤其在正在开发的700℃超超临界锅炉上很难再被采用，因而造成现有优势技术资源的浪费。

因此急需要一种新的创新节流圈结构，使垂直管屏水冷壁技术得以继续发挥其优势，并取得新的突破性发展。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种超超临界锅炉垂直管屏水冷壁的子午线形节流圈。

本发明所采用的技术方案为：一种超超临界锅炉垂直管屏水冷壁进口处安装的的子午线形节流圈，所述节流圈为沿流体流动方向上为子午线形的流线型曲面结构，所述子午线形的流线型曲面结构是沿节流圈的轴线方向上的截面为左右对称的子午线形曲面形状；所述节流圈轴线方向上为同心圆渐变流通截面的管状结构；所述节流圈整体结构为中心对称结构。

进一步，所述节流圈最窄处的直径d₀与垂直管屏水冷壁管内径d之比C为0.3～0.90。

进一步，所述节流圈与垂直管屏水冷壁管之间采用焊接方式连接。

进一步，所述节流圈高度H为60～80mm。。

进一步，所述节流圈的材料与垂直管屏水冷壁管的金属材料相同。

进一步，所述节流圈的材料根据锅炉的蒸汽参数等级，为13CrM44或13CrM45或T92或T24或其它同等级的金属材料。

由上可见，本发明具有以下有益的技术效果：

1、本发明采用子午线形曲面结构，使流体通过该曲面时的阻力很小，无涡流；且流体直接接触节流圈壁面，无死角，因而节流圈进、出口部位不积存水垢，也不积存金属氧化物，不堵管，既能降低流体通过节流圈的流动阻力，又能有效的提高直流锅炉垂直管屏水冷壁的运行安全性。

2、本发明采用中心对称结构，使子午线曲面节流圈更易于加工和安装，成本降低。

附图说明

图1是本发明实施例提供的超超临界锅炉垂直管屏水冷壁的子午线形节流圈的截面示意图。

具体实施方式

图1是本发明实施例提供的超超临界锅炉垂直管屏水冷壁的子午线形节流圈的截面示意图。

如图1所示，本发明提供了一种超超临界锅炉垂直管屏水冷壁管进口处安装的子午线形节流圈，该节流圈为沿流体流动方向(如图中箭头所示方向)上为子午线形的流线型曲面结构，所述子午线形的流线型曲面结构是沿节流圈的轴线方向上的截面为左右对称的子午线形曲面形状；所述节流圈轴线方向上为同心圆渐变流通截面的管状结构，所述节流圈整体结构为中心对称结构。

节流圈与垂直管屏水冷壁管之间采用焊接方式连接。

节流圈的材料与水冷壁管的金属材料相同，节流圈的材料根据锅炉的蒸汽参数等级，为13CrM44或13CrM45或T92或T24或其它同等级的金属材料。

作为本发明实施例的另一种优选方式，节流圈口径最小处的直径d₀与水冷壁管内径d之比C为节流圈流量调节系数，C的数值为0.3～0.90。

为了保证良好的流线型结构，根据水冷壁管直径d设计尺寸和所设计的节流圈喉口(即节流圈口径最小处)直径d₀，节流圈高度可选择H＝60～80mm。

节流圈喉口的直径d₀与水冷壁管子内径d之比对工质流量会产生巨大的影响，故本发明节流圈的流体流量调节是通过调节节流圈喉口的直径d₀与管子内径d之比C实现的，C称为流量系数；C值越大，流过节流圈的工质流量就越大。