本發(fā)明涉及電站鍋爐，更具體的是涉及一種用于超高參數(shù)鍋爐的水冷壁。
背景技術(shù)：
1、當(dāng)前的大型電站機組超超臨界鍋爐參數(shù)不斷提升，水冷壁設(shè)計參數(shù)也隨之進一步提高。當(dāng)前的水冷壁采用常規(guī)的碳鋼、低合金鋼材料(如20g、12cr1movg等)，不能滿足高參數(shù)對材料的安全性要求。需要選用更高等級的材料(如sa213t91或t92材料)來制造水冷壁。按照當(dāng)前常規(guī)的技術(shù)方案，單純升級材料，焊接后必須增加熱處理工序。以現(xiàn)場的安裝條件進行熱處理，難度高，質(zhì)量難以保證。如若把現(xiàn)場拼接位置的材料替換成無需焊后熱處理的，又會因材質(zhì)不同膨脹率導(dǎo)致熱應(yīng)力增加，增加了運行后開裂的風(fēng)險。更難以應(yīng)對當(dāng)前火電機組頻繁參與調(diào)峰的現(xiàn)狀。膜式水冷壁已是當(dāng)今發(fā)電機組參數(shù)提升的瓶頸問題。
2、提高機組效率的主要方向是提高機組參數(shù)。成熟可靠的低等級材料膜式壁無法滿足高參數(shù)鍋爐的水冷壁強度要求。而高等級材料的膜式壁因材料本身的性質(zhì)決定，其整體應(yīng)力水平更高，更容易在運行中出現(xiàn)開裂等破壞，同時其安裝難度也更大。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于：為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于超高參數(shù)鍋爐的水冷壁。通過提出一種水冷壁布置形式和配套的溫度監(jiān)控系統(tǒng)，可以避免高等級材料現(xiàn)場安裝熱處理問題，有效控制管屏溫度分布降低管屏整體應(yīng)力水平，避免管屏拉裂的情況發(fā)生。既滿足鍋爐提高參數(shù)提升效率的需求，又適應(yīng)當(dāng)前火電機組的運行模式。由此突破更高參數(shù)的火電鍋爐水冷壁瓶頸問題，提高機組效率的同時，也更適應(yīng)當(dāng)前火電機組的運行特點。
2、本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的具體采用以下技術(shù)方案：
3、本發(fā)明提供一種用于超高參數(shù)鍋爐的水冷壁，包括低溫區(qū)域膜式壁管屏組件、高溫區(qū)域膜式壁管屏組件、位于低溫區(qū)域膜式壁管屏組件與高溫區(qū)域膜式壁管屏組件之間的材料過渡區(qū)，高溫區(qū)域膜式壁管屏組件頂部為管屏出口區(qū)域，管屏出口區(qū)域設(shè)置有監(jiān)測系統(tǒng)，低溫區(qū)域膜式壁管屏組件底部為管屏進口區(qū)域，管屏進口區(qū)域設(shè)置有調(diào)節(jié)裝置，低溫區(qū)域膜式壁管屏組件的材料等級低于高溫區(qū)域膜式壁管屏組件的等級；
4、低溫區(qū)域膜式壁管屏組件包括并列設(shè)置的多個低溫區(qū)域膜式壁管屏；高溫區(qū)域膜式壁管屏組件包括并列設(shè)置的多個高溫區(qū)域膜式壁管屏。
5、具體來說，本方案的水冷壁為膜式壁管屏，低溫區(qū)域膜式壁管屏與高溫區(qū)域膜式壁管屏相比較。高溫區(qū)域膜式壁管屏采用更高等級材料，高溫區(qū)域膜式壁管屏與低溫區(qū)域膜式壁管屏存在材料過渡。方案中管屏的材料種類數(shù)、屏片數(shù)根據(jù)爐型和實際參數(shù)情況確定。
6、低等級材料由于性能的局限，無法滿足630℃超高參數(shù)鍋爐水冷壁的安全性需求。采用此種水冷壁形式，可以在保證安全性的前提下提升膜式壁材質(zhì)。本發(fā)明提出的水冷壁材料選擇靈活，根據(jù)參數(shù)不同進行材料組合，配合免熱處理和防拉裂結(jié)構(gòu)，可以適應(yīng)650℃、700℃等更高的參數(shù)鍋爐的需求。
7、在一個實施方式中，材料過渡區(qū)采用交錯型材料分界面。
8、具體來說，材料過渡區(qū)采用交錯型材料分界面(附圖2)，使得區(qū)域材料應(yīng)變更均勻；同時采用低應(yīng)力結(jié)構(gòu)進行過渡(附圖3)，降低異種鋼分界面因膨脹差帶來的熱應(yīng)力。
9、在一個實施方式中，相鄰兩個低溫區(qū)域膜式壁管屏通過焊接形式組裝。
10、具體來說，低溫區(qū)域膜式壁管屏組件按常規(guī)模式焊接組裝，無需熱處理。
11、在一個實施方式中，相鄰兩個高溫區(qū)域膜式壁管屏之間存在工地組屏拼縫，相鄰兩個高溫區(qū)域膜式壁管屏采用復(fù)合柔性結(jié)構(gòu)連接，相鄰兩個高溫區(qū)域膜式壁管屏之間的鰭片扁鋼不焊接。
12、具體來說，每個高溫區(qū)域膜式壁管屏的工地組屏拼縫采用復(fù)合柔性結(jié)構(gòu)連接(附圖4)，兩屏之間的鰭片扁鋼不焊接。
13、在一個實施方式中，相鄰兩個高溫區(qū)域膜式壁管屏之間從上到下等間距的布置有多個分布式拉栓結(jié)構(gòu)。
14、具體來說，采用多個分布式拉栓結(jié)構(gòu)進行局部加強，增加水冷壁的整體性(附圖6)。
15、在一個實施方式中，高溫區(qū)域膜式壁管屏組件頂部設(shè)置有與高溫區(qū)域膜式壁管屏組件對接的集箱，高溫區(qū)域膜式壁管屏頂部與集箱對接處設(shè)置有多處用于降低端部應(yīng)力的防裂縫。
16、具體來說，集箱為了提高鍋爐效率，筒式鍋爐逐漸發(fā)展為管式鍋爐，以增加傳熱面積。鍋水由鍋筒經(jīng)下降管流入下面的箱體中，由箱體分配給各管束，這些管束中的水不斷吸收熱能，匯集到上面的箱體中再流回鍋筒內(nèi)。把上、下的箱體稱為集箱或者聯(lián)箱。
17、高溫區(qū)域膜式壁管屏組件與集箱對接處，增加多處防裂縫(附圖5)，降低高溫區(qū)域膜式壁管屏組件端部應(yīng)力水平。
18、在一個實施方式中，管屏出口區(qū)域設(shè)置有多個溫度測量點。
19、具體來說，在管屏出口區(qū)域配套布置足夠的溫度測量點，根據(jù)實時的溫度反饋系統(tǒng)指導(dǎo)運行調(diào)整，改善熱負(fù)荷偏差，減小管屏整體應(yīng)力。
20、在一個實施方式中，低溫區(qū)域膜式壁管屏和高溫區(qū)域膜式壁管屏均包括多個并列設(shè)置的管子和設(shè)置在相鄰兩個管子之間的鰭片，鰭片與管子一體成型。
21、具體來說，膜式水冷壁是指用扁鋼和管子拼排焊成的氣密管屏所組成的水冷壁。膜式水冷壁能夠保證爐膛具有良好的嚴(yán)密性，對負(fù)壓鍋爐可以顯著降低爐膛的漏風(fēng)系數(shù)，改善爐內(nèi)的燃燒工況。它能使有效輻射受熱面積增加，從而節(jié)約鋼耗。
22、在一個實施方式中，低溫區(qū)域膜式壁管屏組件的材料采用12cr1?movg材料。
23、在一個實施方式中，高溫區(qū)域膜式壁管屏組件的材料采用t91材料。
24、具體來說，所有涉及現(xiàn)場焊接的區(qū)域，提前設(shè)置預(yù)埋件，避免現(xiàn)場熱處理。
25、本發(fā)明的有益效果如下：
26、1、本發(fā)明通過提出一種水冷壁布置形式，可以減少高等級材料現(xiàn)場安裝熱處理問題。同時有效降低管屏整體應(yīng)力水平，避免管屏拉裂的情況發(fā)生。既滿足鍋爐提高參數(shù)提升效率的需求，又適應(yīng)當(dāng)前火電機組的運行模式。
27、2、低等級材料由于性能的局限，無法滿足630℃超高參數(shù)鍋爐水冷壁的安全性需求。采用此種水冷壁形式，可以在保證安全性的前提下提升膜式壁材質(zhì)。本發(fā)明提出的水冷壁材料選擇靈活，根據(jù)參數(shù)不同進行材料組合，配合免熱處理和防拉裂結(jié)構(gòu)，可以適應(yīng)650℃、700℃等更高的參數(shù)鍋爐的需求。
28、3、在管屏出口區(qū)域配套布置足夠的溫度測量點，根據(jù)實時的溫度反饋系統(tǒng)指導(dǎo)運行調(diào)整，改善熱負(fù)荷偏差，減小管屏整體應(yīng)力。
1.一種用于超高參數(shù)鍋爐的水冷壁，其特征在于，包括低溫區(qū)域膜式壁管屏組件(1)、高溫區(qū)域膜式壁管屏組件(2)、位于所述低溫區(qū)域膜式壁管屏組件(1)與所述高溫區(qū)域膜式壁管屏組件(2)之間的材料過渡區(qū)(3)，所述高溫區(qū)域膜式壁管屏組件(2)頂部為管屏出口區(qū)域，所述管屏出口區(qū)域設(shè)置有監(jiān)測系統(tǒng)(8)，所述低溫區(qū)域膜式壁管屏組件(1)底部為管屏進口區(qū)域，所述管屏進口區(qū)域設(shè)置有調(diào)節(jié)裝置(9)，所述低溫區(qū)域膜式壁管屏組件(1)的材料等級低于所述高溫區(qū)域膜式壁管屏組件(2)的等級；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超高參數(shù)鍋爐的水冷壁，其特征在于，所述材料過渡區(qū)(3)采用交錯型材料分界面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超高參數(shù)鍋爐的水冷壁，其特征在于，相鄰兩個所述低溫區(qū)域膜式壁管屏通過焊接形式組裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超高參數(shù)鍋爐的水冷壁，其特征在于，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于超高參數(shù)鍋爐的水冷壁，其特征在于，相鄰兩個所述高溫區(qū)域膜式壁管屏之間從上到下等間距的布置有多個分布式拉栓結(jié)構(gòu)(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超高參數(shù)鍋爐的水冷壁，其特征在于，所述高溫區(qū)域膜式壁管屏組件(2)頂部設(shè)置有與所述高溫區(qū)域膜式壁管屏組件(2)對接的集箱(7)，所述高溫區(qū)域膜式壁管屏頂部與所述集箱(7)對接處設(shè)置有多處用于降低端部應(yīng)力的防裂縫(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超高參數(shù)鍋爐的水冷壁，其特征在于，所述監(jiān)測系統(tǒng)(8)設(shè)置有多個溫度測量點，所述監(jiān)測系統(tǒng)(8)和所述調(diào)節(jié)裝置(9)組成水冷壁的溫度監(jiān)控系統(tǒng)，可實時調(diào)節(jié)水冷壁溫度分布，減少膜式壁溫差。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超高參數(shù)鍋爐的水冷壁，其特征在于，
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超高參數(shù)鍋爐的水冷壁，其特征在于，所述低溫區(qū)域膜式壁管屏組件(1)的材料采用12cr1?movg材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超高參數(shù)鍋爐的水冷壁，其特征在于，所述高溫區(qū)域膜式壁管屏組件(2)的材料采用t91材料。