一种防止W炉拉裂的炉膛结构的制作方法

本实用新型属于锅炉的技术领域，具体而言，涉及一种防止w炉拉裂的炉膛结构。

背景技术：

我国无烟煤资源丰富，主要分布在云贵川、福建、河北等地，在该地区将低挥发份无烟煤应用于大型高效火力发电机组，是我国电力发展重点之一。而(超)临界w火焰锅炉是最适合大型高效燃用无烟煤的炉型，早期已投运的一批超临界w炉在经济性、环保性等方面均达到了预期的效果，但是大部分锅炉因国内机组负荷变化率频繁、反馈出前墙上部水冷壁有拉裂的问题。

水冷壁是电站锅炉中重要的组成部分，水冷壁管屏组成的密闭空间是燃料燃烧的空间，燃烧器及其风箱等设备的载荷也通过水冷壁管屏传递到锅炉顶板上，同时水冷壁还是吸收炉内辐射热，将水加热成饱和蒸汽或者过热蒸汽的受热面，因此，水冷壁的安全性对锅炉的安全性影响重大。

大型电站锅炉的水冷壁一般是由管子和扁钢焊接而成的一个整体，随着锅炉容量的增大和参数的提高，尤其是在超临界参数机组直流锅炉中，因需考虑水冷壁在各种工况下水动力的安全，水冷壁的管径往往较小，组成水冷壁管屏后的整体刚性较弱，需要在管屏背火面需要设置较多的刚性梁以增加水冷壁的刚性，但是，刚性梁和水冷壁的制造偏差、在电厂的安装偏差不可能完全达到设计的理想状态，在热态时可能会限制水冷壁的自由膨胀，尤其是在某些特殊工况下水冷壁管间温度偏差过大时，因刚性梁限制水冷壁膨胀产生的膨胀应力过大导致的水冷壁管屏拉裂的问题时有发生，严重影响了锅炉安全性。

因此，在研发更高参数更大容量的w炉时，需要更多的关注水冷壁安全性的问题，保证安全可靠的基础上高效清洁燃用无烟煤，以获得更高的发电效率。

技术实现要素：

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种防止w炉拉裂的炉膛结构以达到防止或减轻水冷壁由于局部应力过高导致的局部拉裂后问题，并提高锅炉及机组的安全性的目的。

本实用新型所采用的技术方案为：一种防止w炉拉裂的炉膛结构，该炉膛结构包括：

下部水冷壁；

上部水冷壁，所述上部水冷壁通过过渡连接管与下部水冷壁连接，且上部水冷壁的前墙侧设有至少一个沿其宽度方向弯曲并形成呈开口状的弯曲管屏部；

其中，弯曲管屏部的开口之间连接有载荷传力杆。

进一步地，所述上部水冷壁的顶部两侧设有弯曲悬挂管屏，弯曲悬挂管屏连通有集箱，集箱和弯曲悬挂管屏的端部均连接有悬挂装置，以能够传递上部水冷壁的载荷至锅炉顶板上。

进一步地，所述集箱连接于所述弯曲悬挂管屏的弯折处。

进一步地，所述悬挂装置包括悬挂吊绳，通过该悬挂吊绳传递上部水冷壁的前墙侧所受载荷，具有连接方便且易于实施的优点。

进一步地，所述弯曲管屏部的高度位置为0.7h～0.85h之间，其中，h为炉膛的高度，某些特殊工况下水冷壁管屏间过高的壁温差产生的应力通过具有柔性结构特点的弯曲管屏部所吸收。

进一步地，所述载荷传力杆设为吊杆，在弯曲管屏部的开口边缘设有与吊杆连接的吊耳，以不影响锅炉的整体结构安全性。

进一步地，所述载荷传力杆设为管段，管段连接于弯曲管屏部的开口之间且管段与上部水冷壁的管路连通，以不影响锅炉的整体结构安全性且加工过程简单、易于实施。

本实用新型的有益效果为：

1.采用本实用新型所提供的防止w炉拉裂的炉膛结构，其在上部水冷壁的前墙侧布置有一处或多处弯曲管屏部，对于弯曲管屏部通过其自身的变形来吸收膨胀受阻后产生的纵向膨胀差，同时也可以吸收一部分管屏间的水平胀差，减小管屏间纵向剪切应变和横向拉压应力，防止或减轻水冷壁由于局部应力过高导致的局部拉裂后问题，同时还可改善在上部水冷壁的集箱管座处的受力状况，从而提高锅炉及机组的安全性。

附图说明

图1是本实用新型所提供的防止w炉拉裂的炉膛结构的整体结构示意图；

图2是图1的局部放大示意图；

附图中标注如下：

1-下部水冷壁，2-过渡连接管，3-上部水冷壁，4-弯曲管屏部，5-载荷传力杆，6-弯曲悬挂管屏，7-悬挂装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义；实施例中的附图用以对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

根据已投运的超临界w火焰锅炉反馈的情况，绝大多数水冷壁拉裂问题发生在前墙上部，通过对拉裂发生的情况和结构进行分析，目前，认为发生在前墙上部主要是因为前墙宽度方向(即图1的横向方向)上水冷壁在某些极端工况下因水冷壁温差过大，以及局部膨胀受阻后管屏不能通过自身变形来吸收过大的应力，从而被破坏。

如图1所示，在本实施例中，具体提供了一种防止w炉拉裂的炉膛结构，旨在提高水冷壁抗变形能力的同时，不影响水冷壁正常传力方式和膨胀体系，提高水冷壁在实际运行中对某些极端工况的适应性，降低水冷壁发生拉裂的频率，增加锅炉安全运行时间；以解决或缓解水冷壁因制造、安装过程中残存的内应力以及膨胀不畅造成在运行过程中某些极端工况下的水冷壁开裂问题。在实际应用时，该炉膛结构包括：

上部水冷壁和下部水冷壁，所述上部水冷壁通过过渡连接管与下部水冷壁连接，以上部水冷壁和下部水冷壁所在的平面为受热面，如图1所示，该受热面的左侧为前墙，右侧则为后墙，在本实施例中，旨在对前墙作改进，其后墙的结构则采用现有技术，具体构造可见图1所示。

在上部水冷壁的前墙侧设有至少一个弯曲管屏部，弯曲管屏部沿上部水冷壁的宽度方向弯曲且形成呈开口状的结构，为了能够将下部水冷壁的载荷传递至上部水冷壁，在弯曲管屏部的开口之间连接有载荷传力杆。在本实施例中，弯曲管屏部设有一个，其高度位置为0.7h～0.85h之间，其中，h为炉膛的高度。在实际应用时，弯曲管屏部是属于水冷壁的一部分，仅是在对水冷壁进行加工时，对其部分管屏部分作弯曲处理，以此能够形成本实施例中的弯曲管屏部。

为实现能够将前墙的载荷传递至锅炉的顶板上，如图2所示，在所述上部水冷壁的顶部两侧均设有弯曲悬挂管屏，弯曲悬挂管屏连通有集箱，集箱为水冷壁能够正常工作的配套部件，此处对其不再赘述，集箱和弯曲悬挂管屏的端部均连接有悬挂装置，通过悬挂装置将前墙的载荷传递至锅炉的顶板上。在实际应用时，悬挂装置包括悬挂吊绳，通过该悬挂吊绳传递上部水冷壁的前墙侧所受载荷，同样，在集箱和弯曲悬挂管屏的端部分别设有与悬挂吊绳相连接的吊耳，以将载荷进行传递。

在本实施例中，弯曲悬挂管屏的弯曲半径较小且为直角转角，而所述集箱连接于所述弯曲悬挂管屏的弯折处，该设计，能够保证上部水冷壁的载荷直接由集箱所在的悬挂吊绳承载，而不会更多的分散至弯曲悬挂管屏的水平弯折部分。

在本实施例中，将所述载荷传力杆设为吊杆，在弯曲管屏部的开口边缘设有与吊杆连接的吊耳，以实现下部水冷壁的荷载传递到吊杆，通过吊杆将载荷传递到上部水冷壁，上部水冷壁的上部延伸处设有较小弯曲半径的弯曲悬挂管屏，弯曲悬挂管屏通过悬挂装置将载荷传递至锅炉顶板上。

本实施例所提供的防止w炉拉裂的炉膛结构，利用弯曲管屏部通过自身产生一定的变形来吸收膨胀受阻产生的应力，对锅炉其他结构的影响很小，一方面可以保留原有的刚性梁结构型式不变，不影响锅炉整体结构的安全性；另一方面该结构的加工工艺成熟，车间制造容易实施，现场安装也可采用成熟的方案，方便现场检修。

实施例2

在实施例1中，以吊杆作为载荷传力杆，在本实施例中则提供另一种实施方式，以管段作为载荷传力杆，管段连接于弯曲管屏部的开口之间且管段与上部水冷壁的管路连通，通过管段将下部水冷壁的载荷传递至上部水冷壁。

在实际应用时，由于上部水冷壁包括多个水冷管，将弯曲管屏部预设部位的最外侧水冷管得以保留，再将其他的管屏部分作弯曲处理，即可形成本实施例中，弯曲管屏部的开口之间为管段，且该管段也是上部水冷壁的一部分，同样也能起到相同的效果，在不影响锅炉整体结构的安全性的情况下，通过弯曲管屏部自身变形吸收部分膨胀不畅造成的局部应力，提高水冷壁对特殊工况的适应性，从而提高整个机组的安全稳定运行的能力。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。