[實用新型]波紋形鍋爐管板

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920089959.1
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN201387147Y
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張海田;楊西廷;高元端;曹浩遠;李明;霍光明
• 申請（專利權(quán)）人: 張海田;楊西廷
• 主分類號: F24H9/00
• 分類號: F24H9/00
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所（普通合伙）
• 代理人: 徐皂蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種熱水鍋爐用管板，尤其是涉及一種波紋形鍋爐管板。

背景技術(shù)

鍋爐是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人民群眾生活中不可或缺的重要設(shè)備，隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展和人民群眾生活水平的不斷提高，鍋爐的使用量在迅速增加。在熱水鍋爐中，大量使用鍋殼式水火管結(jié)構(gòu)，因此不可避免的要選擇使用管板，而高溫區(qū)域的管板，由于介質(zhì)質(zhì)量流速較低，無法得到充分的換熱冷卻，在過強的熱輻射下很容易在管板上形成過冷沸騰，造成傳熱惡化，管板溫度升高；同時也加快了在高溫區(qū)接近水一側(cè)管板結(jié)垢速度，形成的結(jié)垢層又進一步阻礙了換熱，加劇了汽化結(jié)垢，從而使管板溫度進一步提高。形成的汽泡或汽膜離開管板表面后，管板再一次經(jīng)受被低溫水急劇冷卻的過程，這種過程反復(fù)不斷，就形成交變熱應(yīng)力。這是一個惡性循環(huán)過程，在高溫高壓作用下，最終導(dǎo)致高溫區(qū)管板出現(xiàn)疲勞裂紋，輕則影響鍋爐正常運行，使鍋爐被迫停爐檢修，影響鍋爐的安全運行，增加了鍋爐維修費用，重則使鍋爐的運行存在重大安全隱患，造成重大事故。據(jù)不完全統(tǒng)計鍋爐管板裂紋事故，占該類鍋爐受壓部件事故的30％左右。

常用的防止鍋爐管板裂紋的方法有以下幾種：(1)增大高溫區(qū)管板處介質(zhì)質(zhì)量流速，加強熱量交換；(2)強化水質(zhì)處理工作，防止管板結(jié)垢；(3)煙管端裝陶瓷套管，避免管端過熱；(4)敷設(shè)硅酸鋁纖維外加鑄鐵板對管板進行絕熱；(5)煙管和管板采用先脹后焊組裝工藝。

鍋爐的設(shè)計者和使用者采用的以上方法解決高溫區(qū)管板上過冷沸騰問題，只能起到延緩管板裂紋的時間，不能從根本上解決問題，同時由于結(jié)構(gòu)條件的限制，收效甚微。比如：(1)增大高溫區(qū)管板處介質(zhì)質(zhì)量流速。由于高溫區(qū)管板處于介質(zhì)流動的“死角”處，介質(zhì)流速的提高將受到很大限制；(2)強化水質(zhì)處理工作，防止管板結(jié)垢。強化水質(zhì)處理只能對高溫區(qū)管板的結(jié)垢和壁溫升高起延緩作用，并不能起降低作用，更不能解決其過冷沸騰問題。(3)煙管端裝陶瓷套管。避免了煙管與管端過熱，但不能避免管板其它位置過熱，且陶瓷套管容易燒碎，又不便于清潔。(4)敷設(shè)硅酸鋁纖維外加鑄鐵板對管板進行絕熱。不但使鍋爐換熱面積減少，影響鍋爐供熱量，而且必須采用耐熱鑄鐵板，成本較高，同時也會因熱脹冷縮而開裂脫落。

實用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種能解決上述問題的波紋形鍋爐管板，它能有效地解決鍋爐高溫區(qū)管板裂紋問題，提高鍋爐運行的可靠性和安全性，降低鍋爐的維修成本和鍋爐運行的事故率。

為達到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種波紋形鍋爐管板，包括管板，管板上有圓孔，其中，管板的近水側(cè)表面上設(shè)置有M個凹陷區(qū)和N個凸出區(qū)，M、N為自然數(shù)，M≥1，N≥1，M個凹陷區(qū)和N個凸出區(qū)交錯設(shè)置，M個凹陷區(qū)表面平滑，N個凸出區(qū)表面平滑，M個凹陷區(qū)與N個凸出區(qū)圓滑過渡。

本實用新型是這樣實現(xiàn)的，所述的凹陷區(qū)的谷底與凸出區(qū)的頂端的高度差不大于5mm。

本實用新型可以是這樣實現(xiàn)的，所述的凹陷區(qū)與凸出區(qū)連接成波紋狀曲面。

本實用新型的有益效果是：

現(xiàn)有的鍋爐管板，兩面均為平面，很容易在管板接近水的一側(cè)，即管板的近水側(cè)形成過冷沸騰，造成傳熱惡化。本實用新型在管板近水側(cè)的表面上設(shè)置了凹陷區(qū)和凸出區(qū)，增大了管板近水側(cè)的表面積，也即增大了管板與鍋爐中水的換熱面積，可將管板吸收的熱量，沿管板厚度方向傳遞給離管板的近水側(cè)表面0～5mm厚度范圍內(nèi)的水，從而使管板得到可靠冷卻，避免了管板的超溫，能有效改善高溫區(qū)管板與鍋爐水的熱量交換，有效防止過冷沸騰。

由于管板近水側(cè)有凹陷區(qū)和凸出區(qū)，使緊貼管板表面的一層水在上升的過程中產(chǎn)生前后左右擾動，大大提高換熱系數(shù)，使熱傳遞速度加快，避免了管板升溫及裂紋的產(chǎn)生。同時由于在管板近水側(cè)表面加工出凹陷區(qū)和凸出區(qū)，管板的厚度不均勻，因此管板近水側(cè)表面的溫度會有高有低，在管板近水側(cè)表面難以形成完整的沸騰膜或者其形成的沸騰膜厚度會嚴重不均勻，運行中極易破碎，避免了沸騰膜產(chǎn)生或過大而使管板局部過熱和疲勞損壞。同時，由于管板近水側(cè)表面上凸出區(qū)和凹陷區(qū)的存在，水在上升的過程中，緊貼管板表面的水將必須以前后左右擾動的方式向上運動，這樣就能比較有效的防止沸騰膜的產(chǎn)生或者能有效地將已產(chǎn)生的沸騰膜撕破。再者，由于管板近水側(cè)表面上凹凸狀區(qū)域的存在，增加了管板與鍋爐中水的接觸面積，可將管板吸收的熱量沿管板厚度方向傳遞給離管板近水側(cè)表面0～5mm厚度范圍內(nèi)的水，從而使管板得到可靠冷卻，避免了管板超溫。