[发明专利]一种卧式注汽锅炉水冷壁管

说明书

本发明公开一种卧式注汽锅炉水冷壁管，涉及注汽锅炉装置技术领域，水冷壁管主体包括两端的环形直管和位于两端的环形直管之间的螺旋管，螺旋管与环形直管一体成型，螺旋管的内表面为螺旋状的内圆弧面，内圆弧面与环形直管的内表面圆滑过渡连接，螺旋管的外表面为螺旋状的外圆弧面，外圆弧面与环形直管的外表面圆滑过渡连接，外圆弧面与内圆弧面等距设置，内圆弧面上相邻的弧形槽之间构成一条内螺旋线，内螺旋线的螺距记为Pc，水冷壁管主体最大内径记为ID，满足1.2Pc/ID2.2。本发明提供的卧式注汽锅炉水冷壁管，能够避免局部过热和爆管，降低结垢率，在1.2Pc/ID2.2条件下，管内流动传热的经济性最好。

技术领域

本发明涉及注汽锅炉装置技术领域，特别是涉及一种卧式注汽锅炉水冷壁管。

背景技术

卧式注汽锅炉又称为湿蒸汽发生器，是油田开采稠油的专用注汽设备。目前油田主要采用的是注汽量为50t/h的注汽锅炉，产生的蒸汽温度高达300℃，压力为15MPa，干度为0.75。利用注汽锅炉所生产的高温高压湿蒸汽注入油井，加热油层中的原油以降低稠油的粘度，从而增加稠油的流动性，能够大幅度地提高稠油的采收率。

一般的卧式注汽锅炉的水冷壁管是水平放置的光滑管，汽水两相流体在光滑管内流动时，由于重力的作用，不可避免的产生气塞状流，随着蒸汽干度的增大，甚至将可能产生分层流。在炉膛高温高压的环境下，汽水两相流体形成气塞状流或分层流很容易使水冷壁管产生局部过热，甚至爆管，这将严重影响锅炉的运行安全与油田生产安全。另外，卧式注汽锅炉用水一般为粗略的软化水，甚至硬水，在锅炉长时间运行中，水冷壁管容易产生结垢现象，这将明显削弱传热过程，影响锅炉的热效率，使得锅炉维护周期缩短，降低油田生产效率。

因此如何设置一种卧式注汽锅炉水冷壁管结构，使得汽水两相流在水冷壁管中安全的流动，对于锅炉安全运行和油田高效生产具有非常重要的现实意义，同时，也是本领域技术人员需要解决重要问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种卧式注汽锅炉水冷壁管，以解决上述现有技术存在的问题，能够避免局部过热和爆管，降低结垢率，而且显著提高管内流动传热的经济性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种卧式注汽锅炉水冷壁管，包括内部中空的水冷壁管主体，所述水冷壁管主体包括两端的环形直管和位于两端的所述环形直管之间的螺旋管，所述螺旋管与所述环形直管一体成型，所述螺旋管的内表面为螺旋状的内圆弧面，所述内圆弧面与所述环形直管的内表面圆滑过渡连接，所述螺旋管的外表面为螺旋状的外圆弧面，所述外圆弧面与所述环形直管的外表面圆滑过渡连接，所述外圆弧面与所述内圆弧面等距设置，所述内圆弧面上相邻的弧形槽之间构成一条内螺旋线，所述内螺旋线的螺距记为Pc，所述水冷壁管主体最大内径记为ID，满足1.2Pc/ID2.2。

优选的，所述水冷壁管主体的壁厚记为Tw，满足2mmTw4mm。

优选的，所述弧形槽深度记为Hc，所述水冷壁管主体外径记为OD，满足0.03Hc/OD。

优选的，所述内螺旋线的螺旋角记为βc，满足50°βc83°。

优选的，所述水冷壁管主体由不锈钢材料制成。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：