[发明专利]一种锅炉卧式辐射段结构

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉的设计制造领域，特别涉及一种锅炉卧式辐射段结构，适用于油田注汽锅炉。

背景技术

目前，常用的油田注汽锅炉为卧式，其辐射段一般为卧式圆筒状。在油田注汽锅炉中，为了提高锅炉的吨位，有效利用锅炉空间，采用的一种方法是将圆筒状辐射段改为方形截面；为了有效提高锅炉的热效率，采用膜式壁，可以有效减少由于热量辐射到炉管之间的保温层而造成散热损失。

对于方形截面的辐射段，会在四角处有烟气死区的存在，使得四角处的炉管由于受热不均匀，造成的炉管应力相差过大，使得炉管之间因线膨胀不同而撕裂，损坏炉管。尤其是在辐射段的入口炉管和出口炉管之间可能会由于壁温温差过大，使得在这两根炉管之间的连接板由于应力过大而撕裂，损坏入口炉管和出口炉管，存在重大安全隐患。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种锅炉卧式辐射段结构，能够解决因辐射段的受热面具有不规则的膨胀结构而损坏的缺陷，尤其是能够防止辐射段的入口炉管和出口炉管之间之间的膜式壁由于应力过大而撕裂的缺陷，消除此类重大安全隐患。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种锅炉卧式辐射段结构，包括外护层，外护层内设置有截面为方形的膜式壁，所述膜式壁包含蛇形连接的多根炉管和连接在炉管之间的封闭板，其特征在于，所述炉管中的出口炉管和入口炉管之间的封闭板为两块具有自由边和固定边的连接板；所述两块连接板的固定边分别连接出口炉管和入口炉管，自由边相互交错。

本发明的进一步改进和特点在于：

(1)所述两块连接板的自由边为虚扣的挂钩状。

(2)所述两块连接板中，其中一个连接板的自由边为具有外开口的曲折状，另一个连接板的自由边伸入所述外开口中。

(3)所述出口炉管和入口炉管位于膜式壁的左上方或右上方。

(4)所述炉管的根数为奇数。

(5)所述膜式壁的直角部通过封闭板倾斜连接过渡。

(6)气液两相区的炉管采用内螺纹管。

本发明的锅炉卧式辐射段结构采用了方形截面，与圆筒形相比，具有以下优点：(1)由于采用膜式壁结构后，使锅炉得到良好的密封，减少炉膛的漏风，降低锅炉的散热损失，节能效果好；(2)相同宽度和高度的横截面布置管子数目增加，提高了锅炉的吨位，增加了锅炉的蒸发量。(3)取消了直接与火焰接触的金属管架，减少了价格较高的耐热合金钢的用量，使制造成本下降；(4)减少了通过金属管架热传导散失的热量，辐射段外壁温度由传统注汽锅炉的70-80℃降到50℃左右；(5)减少了因管架烧损而带来的注汽锅炉停炉损失和更换维修的费用；(6)保温层不受火焰直接辐射，不易被烧损，使用寿命长，维修工作量小。

当锅炉辐射段入口水温为260℃，进口管壁壁温最高为300℃左右，出口水温为370℃，出口管壁温度最高为407℃左右。出口炉管和入口炉管的壁温相差近110℃，传统结构会使出口炉管和入口炉管之间的封闭板造成破坏。本发明出口炉管和入口炉管之间的封闭板为两块具有自由边和固定边的连接板，两块连接板的固定边分别连接出口炉管和入口炉管，自由边相互交错；避免了由于进出口管壁温相差过大造成的中间膜式壁的应力不均匀性对封闭板破坏。

本发明中，炉管采用奇数根，保证了受热面的入口和出口分别在炉体的两端，使得出口工质直接引出，大大简化了管线布置。出口炉管和入口炉管位于膜式壁的左上方或右上方，本实施例将干度最高的出口炉管放置于炉膛的左上方，如果出现汽水分层现象，由于重力作用，水在管子下面，提高了对流换热系数，有利于降低壁面温度。

在辐射段的高热流密度区域，炉管采用内螺纹管，与光管相比具有以下优点：工质在内螺纹的作用下形成强烈的旋转汽流，使中心汽流的水滴因离心力作用沉降到液膜上，推迟了蒸干现象的发生；近壁面的旋转汽流加强了对流动边界层和热边界层的扰动，减小了边界层的热阻，使管壁温度降低，起到强化传热的作用；内螺纹槽中的液膜不易被中心汽流卷吸携带；增大管子的内表面积，降低内壁热负荷。可以避免锅炉在亚临界压力运行下膜态沸腾的发生，推迟或避免超临界压力下类膜态沸腾的发生。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

图1为本发明的一种锅炉卧式辐射段结构示意图；

图2为图1中出口炉管和入口炉管之间的封闭结构示意图；

图3为出口炉管和入口炉管之间的另一种封闭结构示意图；

图4为出口炉管和入口炉管之间的第三种封闭结构示意图；