水冷壁集箱及锅炉系统的制作方法

本发明涉及锅炉集箱，具体涉及一种水冷壁集箱及锅炉系统。

背景技术：

1、由于锅炉的水冷壁出口集箱与水冷壁管屏存在温差，出口集箱与水冷壁管屏之间的膨胀差可达20-30mm。由于存在膨胀差，会使出口集箱对管屏往两侧的水平横向位移产生约束，约束会形成一个与管屏膨胀方向相反的推力，约束力越大，推力也越大；对于管屏中的管子而言是压力，导致管子变形，对管接头的焊缝来说是剪力，剪应力叠加上轴向拉应力和工质引起的拉应力后，合力超出焊缝的许用应力，导致管接头的焊缝失效和裂纹，产生管子泄漏问题。

技术实现思路

1、本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

2、锅炉上部左右侧墙水冷壁各设计有一根长度为l=13080mm整段筒身开孔而成的侧墙出口集箱。出口集箱端部的水冷壁管接头存在裂纹及泄露情况。从锅炉总图上看，锅炉侧墙水冷壁膨胀零点为后墙水冷壁上集箱中心线的位置，锅炉侧墙水冷壁以后墙水冷壁上集箱中心线为膨胀零点往炉前、炉后和向下膨胀，因此侧墙水冷壁越靠近前墙处膨胀位移量越大。由于上部侧墙水冷壁出口集箱在顶棚上方，位于炉外区域，不受热；而顶棚下方的膜式壁水冷壁管屏在炉内受热，因此侧墙水冷壁管屏与侧墙水冷壁上出口集箱由于壁温不同，存在膨胀差。经膨胀计算，侧墙出口集箱从炉后到炉前的水平横向膨胀位移量约130804201310-6≈72mm，而水冷壁管屏水平横向膨胀位移约为130805001310-6≈85mm。侧墙出口集箱与侧墙水冷壁管屏间胀差达13mm。

3、前墙上部水冷壁设计有一根长度为l=15180mm整段筒身开孔而成的前墙出口集箱。出口集箱端部的水冷壁管接头存在裂纹及泄露情况。从锅炉总图上看前墙水冷壁是以前墙水冷壁中心线向锅炉两侧进行膨胀，因此越靠近两侧墙位置处膨胀位移量越大。由于上部前墙水冷壁出口集箱在顶棚上方，位于炉外区域，不受热；而顶棚下方的膜式壁水冷壁管屏在炉内受热，因此前墙水冷壁管屏与前墙水冷壁上出口集箱由于壁温不同，存在膨胀差。经膨胀计算，前墙出口集箱从集箱中心线到锅炉两侧的水平横向膨胀位移量约15180÷2x420x13x10-6≈41mm，而水冷壁管屏水平横向膨胀位移约为15180÷2x500x13x10-6≈50mm。前墙出口集箱与前墙水冷壁管屏间胀差达10mm。

4、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

5、为此，本发明的实施例提出一种水冷壁集箱包括集箱和水冷壁管组，所述集箱包括多段箱体，相邻所述箱体之间间隔开，所述箱体连接所述水冷壁管组。

6、本发明实施例的水冷壁集箱包括多段箱体，与相关技术中的单根集箱相比，实现了集箱的分段，且相邻箱体之间间隔开，使得每段箱体留出膨胀空间，使得单个箱体与管屏膨胀限制大为减少，集箱对管屏的约束力相应减少，从而保证集箱的管接头焊缝拥有足够的强度不会拉裂。本发明实施例的水冷壁集箱结构简单，可以在已有的水冷壁集箱的基础上进行改造获得，操作简单，可以降低水冷壁集箱的更新成本。

7、在一些实施例中，所述水冷壁管组包括多个第一水冷壁管和多个第二水冷壁管，多个所述第一水冷壁管的一端和多个所述第二水冷壁管的一端均设在所述箱体上，所述第二水冷壁管的所述一端与所述第一水冷壁的所述一端在所述箱体的周向上相对，多个所述第一水冷壁管的另一端和多个所述第二水冷壁管的另一端均匀排布。通过第二水冷壁管弥补箱体端盖、箱体之间的空隙所占空间而导致此区域无法设置水冷壁管的问题，通过第二水冷壁管的弯曲实现跳管，保证多个第二水冷壁管的该另一端和多个第一水冷壁管的该另一端可以形成均匀排布的连接管路接口，从而可以与相关技术中已有的均匀排布的水冷壁管屏连接，从而可以适应相关技术中的水冷壁管屏，即，本发明实施例的水冷壁集箱可以与相关技术中已有的水冷壁管屏搭配使用，而无需对已有水冷壁管屏进行改造或更换，从而进一步提升了本发明实施例的水冷壁集箱的适应性，也降低了对既有水冷壁集箱进行改造适配的难度和成本。

8、在一些实施例中，所述第二水冷壁管的所述一端位于或邻近所述箱体的端部。对于既有的水冷壁集箱的改造，其已有的水冷壁管形成第一水冷壁管而无需改动，只需在箱体的端部或邻近端部的位置增加第二水冷壁管以弥补箱体端部区域缺少的水冷壁管的问题，从而进一步减少对已有水冷壁集箱的改造成本和难度。

9、在一些实施例中，所述箱体上开设有连接孔，所述连接孔的朝向与所述第一水冷壁管的延伸方向夹角为40°-50°，所述第二水冷壁管的所述一端设在所述连接孔上。

10、在一些实施例中，所述连接孔的朝向与所述第一水冷壁管的延伸方向夹角为45°。

11、在一些实施例中，相邻所述箱体之间的间隙为20-40mm。

12、在一些实施例中，所述水冷壁管组包括鳍片，所述水冷壁管组的水冷壁管之间连接有所述鳍片，一部分所述鳍片设有膨胀缝。鳍片开设膨胀缝，水冷壁管和鳍片膨胀或收缩时，通过带动膨胀缝的缺口张开或闭合，实现位移量的转移，使应力释放，换言之，通过膨胀缝31的张开或闭合吸收位移量，增大水冷壁管的柔性。

13、在一些实施例中，所述膨胀缝与所述箱体的轴线之间的距离为400-500mm。

14、在一些实施例中，所述膨胀缝的长度为150-250mm。

15、在一些实施例中，所述膨胀缝位于炉外。

16、本发明实施例的锅炉系统包括所述的水冷壁集箱。

1.一种水冷壁集箱（100），其特征在于，包括集箱（1）和水冷壁管组（2），所述集箱（1）包括多段箱体（11），相邻所述箱体（11）之间间隔开，所述箱体（11）连接所述水冷壁管组（2）。

2.根据权利要求1所述的水冷壁集箱（100），其特征在于，所述水冷壁管组（2）包括多个第一水冷壁管（21）和多个第二水冷壁管（22），多个所述第一水冷壁管（21）的一端和多个所述第二水冷壁管（22）的一端均设在所述箱体（11）上，所述第二水冷壁管（22）的所述一端与所述第一水冷壁的所述一端在所述箱体（11）的周向上相对，多个所述第一水冷壁管（21）的另一端和多个所述第二水冷壁管（22）的另一端均匀排布。

3.根据权利要求2所述的水冷壁集箱（100），其特征在于，所述第二水冷壁管（22）的所述一端位于或邻近所述箱体（11）的端部。

4.根据权利要求2所述的水冷壁集箱（100），其特征在于，所述箱体（11）上开设有连接孔，所述连接孔的朝向与所述第一水冷壁管（21）的延伸方向夹角为40°-50°，所述第二水冷壁管（22）的所述一端设在所述连接孔上。

5.根据权利要求4所述的水冷壁集箱（100），其特征在于，所述连接孔的朝向与所述第一水冷壁管（21）的延伸方向夹角为45°。

6.根据权利要求1所述的水冷壁集箱（100），其特征在于，相邻所述箱体（11）之间的间隙为20-40mm。

7.根据权利要求1所述的水冷壁集箱（100），其特征在于，所述水冷壁管组（2）包括鳍片（3），所述水冷壁管组（2）的水冷壁管之间连接有所述鳍片（3），一部分所述鳍片（3）设有膨胀缝（31）。

8.根据权利要求7所述的水冷壁集箱（100），其特征在于，所述膨胀缝（31）与所述箱体（11）的轴线之间的距离为400-500mm；和/或，所述膨胀缝（31）的长度为150-250mm。

9.根据权利要求7所述的水冷壁集箱（100），其特征在于，所述膨胀缝（31）位于炉外。

10.一种锅炉系统，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的水冷壁集箱（100）。