[實用新型]夾層流體冷卻的多層壁高參數(shù)主蒸汽管道

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201822048482.4
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN209414858U
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史進淵;徐佳敏;趙雙群;蔣俊;鄧志成;王家鋆;王思遠;林潤達
• 申請（專利權(quán)）人: 上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院有限責任公司
• 主分類號: F16L53/70
• 分類號: F16L53/70;F16L9/14;F16L59/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;吳小麗

本實用新型提供了一種夾層流體冷卻的多層壁高參數(shù)主蒸汽管道，包括采用鎳基合金制造的管道內(nèi)層壁及采用奧氏體鋼制造的管道外層壁，管道外層壁同軸設(shè)于管道內(nèi)層壁外側(cè)，管道內(nèi)層壁和管道外層壁之間形成環(huán)形夾層；溫度為660℃～760℃、壓力為24MPa～45MPa的主蒸汽在管道內(nèi)層壁構(gòu)成的圓形管道中流動，冷卻流體在環(huán)形夾層中流動，冷卻流體的流動方向與主蒸汽的流動方向相反。本實用新型采用鎳基合金與奧氏體鋼多層壁管道替代全部鎳基合金的單層壁管道，管道內(nèi)層壁采用少量鎳基合金制造，管道外層壁采用奧氏體鋼，之間環(huán)形夾層采用流體冷卻，大大降低了高參數(shù)主蒸汽管道的造價，同時減少了鎳基合金的用量。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種高參數(shù)主蒸汽管道，尤其涉及一種夾層流體冷卻的多層壁高參數(shù)主蒸汽管道，屬于發(fā)電廠熱力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

對于主蒸汽溫度的范圍為660℃～760℃、主蒸汽壓力的范圍為24MPa～45MPa、發(fā)電機組功率的范圍為600MW～1500MW的高參數(shù)主蒸汽管道，其工作溫度超過650℃。而制造與焊接性能好的奧氏體鋼的工作溫度的上限為650℃，因此，奧氏體鋼無法在主蒸汽溫度為660℃～760℃的高參數(shù)主蒸汽管道上使用。

高參數(shù)主蒸汽管道的現(xiàn)有技術(shù)方案，是采用鎳基合金單層壁管道結(jié)構(gòu)。采用鎳基合金制造高參數(shù)主蒸汽管道，面臨兩大技術(shù)難題：一是鎳基合金主蒸汽管道的制造與焊接的技術(shù)難度大，造價昂貴；二是全球鎳資源較少，難以大批量制造高參數(shù)主蒸汽管道。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是如何降低主蒸汽溫度為660℃～760℃的高參數(shù)主蒸汽管道的造價。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是提供一種夾層流體冷卻的多層壁高參數(shù)主蒸汽管道，其特征在于：包括采用鎳基合金制造的管道內(nèi)層壁及采用奧氏體鋼制造的管道外層壁，管道外層壁同軸設(shè)于管道內(nèi)層壁外側(cè)，管道內(nèi)層壁和管道外層壁之間形成環(huán)形夾層；

溫度為660℃～760℃、壓力為24MPa～45MPa的主蒸汽在管道內(nèi)層壁構(gòu)成的圓形管道中流動，冷卻流體在環(huán)形夾層中流動，冷卻流體的流動方向與主蒸汽的流動方向相反。

優(yōu)選地，所述多層壁高參數(shù)主蒸汽管道適用于主蒸汽溫度范圍為660℃～760℃、主蒸汽壓力范圍為24MPa～45MPa、發(fā)電機組功率范圍為600MW～1500MW的工況。

優(yōu)選地，所述環(huán)形夾層內(nèi)設(shè)有非整圈環(huán)形墊塊；沿環(huán)形夾層中心線每隔2m～10m，設(shè)置一個非整圈環(huán)形墊塊；

每個非整圈環(huán)形墊塊由3～6個弧形墊塊均勻布置于環(huán)形夾層內(nèi)組成，相鄰弧形墊塊之間設(shè)有間隙；弧形墊塊由耐高溫的非金屬保溫材料制成，以防止管道內(nèi)層壁與管道外層壁相接觸；

非整圈環(huán)形墊塊的內(nèi)直徑為管道內(nèi)層壁的外直徑，非整圈環(huán)形墊塊的外直徑為管道外層壁的內(nèi)直徑；非整圈環(huán)形墊塊沿圓周方向的寬度為10mm～50mm，非整圈環(huán)形墊塊沿軸向的長度為30mm～100mm。

優(yōu)選地，所述管道外層壁的外表面設(shè)有保溫層，保溫層緊貼管道外層壁的外表面設(shè)置。

更優(yōu)選地，所述保溫層外表面設(shè)有保護層，保護層為鋁合金或鍍鋅鋼制成，保護層的厚度為0.5mm～1.5mm。

優(yōu)選地，依據(jù)管道內(nèi)層壁內(nèi)主蒸汽流量和主蒸汽流速范圍為40m/s～60m/s的限制，設(shè)計管道內(nèi)層壁的內(nèi)直徑D1；

依據(jù)管道內(nèi)層壁內(nèi)進口主蒸汽溫度和管道內(nèi)層壁的內(nèi)外壓差，確定管道內(nèi)層壁的厚度，管道內(nèi)層壁的厚度δ1為5mm～15mm；

管道內(nèi)層壁的外直徑D2為：D2＝D1+2δ1；

管道外層壁的內(nèi)直徑D3大于管道內(nèi)層壁的外直徑D2，依據(jù)環(huán)形夾層內(nèi)冷卻流體的流速和流量確定管道外層壁的內(nèi)直徑D3；