[實用新型]夾層隔熱與承壓的660℃至760℃高溫蒸汽管道

有效

• 申請號: 201822068600.8
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN209414792U
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 史進淵;徐佳敏;蔣俊;鄧志成;趙雙群;楊宇;葉晶;林潤達;王思遠
• 申請（專利權）人: 上海發電設備成套設計研究院有限責任公司
• 主分類號: F16L9/14
• 分類號: F16L9/14;F16L59/14
• 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隔熱與承壓的660℃至760℃高溫蒸汽管道，包括采用鎳基合金制成的、用于溫度為660℃至760℃且壓力為1MPa至45MPa的蒸汽流通的管道內層壁，管道內層壁外部設有絕熱層，絕熱層外部設有采用P92鋼或P91鋼制成的管道中層壁，采用P92鋼或P91鋼制成的管道外層壁設于管道中層壁外部，管道中層壁與管道外層壁之間形成用于冷卻流體流通的環形夾層，所述管道內層壁、絕熱層和管道中層壁組成管道復合壁。本實用新型采用鎳基合金、耐高溫絕熱材料與P92或P91鋼構成的多層壁以及環形夾層隔熱與承壓的管道結構替代全部鎳基合金的單層壁管道，大幅度降低了660℃至760℃高溫蒸汽管道的造價。

技術領域

本實用新型涉及一種夾層隔熱與承壓的660℃至760℃高溫蒸汽管道，屬于發電廠熱力系統技術領域。

背景技術

對于蒸汽溫度范圍為660℃至760℃、蒸汽壓力范圍為1MPa至45MPa、發電機組功率范圍為300MW至1500MW的高溫蒸汽管道，其工作溫度超過620℃。制造與焊接性能好的P92鋼的工作溫度的上限為620℃，P91鋼的工作溫度的上限為600℃，這兩種鋼管無法在蒸汽溫度為660℃至760℃的高溫蒸汽管道上使用。

660℃至760℃高溫蒸汽管道的現有技術方案，是采用鎳基合金單層壁管道結構。采用鎳基合金制造660℃至760℃高溫蒸汽管道，面臨兩大技術難題：一是鎳基合金高溫蒸汽管道的制造與焊接的技術難度大，造價昂貴；二是全球鎳資源較少，難以大批量制造660℃至760℃高溫蒸汽管道。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種可以節省鎳基合金的使用量，降低造價的660℃至760℃高溫蒸汽管道。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是提供一種夾層隔熱與承壓的660℃至760℃高溫蒸汽管道，其特征在于：包括由內至外依次設置的管道內層壁、絕熱層、管道中層壁、環形夾層、管道外層壁，所述管道內層壁、絕熱層和管道中層壁組成管道復合壁；

所述管道內層壁采用鎳基合金制成，所述管道中層壁和管道外層壁采用P92鋼或P91鋼制成；所述絕熱層采用耐高溫絕熱材料制成；

溫度為660℃至760℃、壓力為1MPa至45MPa的蒸汽在管道內層壁構成的圓形管道中流動，用于降低管道復合壁的內外壓差的冷卻流體在環形夾層中流動，冷卻流體的流動方向與蒸汽的流動方向相反。

優選地，所述660℃至760℃高溫蒸汽管道適用于蒸汽溫度范圍為660℃至760℃、蒸汽壓力范圍為1MPa至45MPa、發電機組功率范圍為300MW至1500MW的工況。

優選地，所述環形夾層內設有用于防止管道中層壁與管道外層壁相接觸的非整圈環形墊塊；沿環形夾層中心線每隔5m至15m設置一個非整圈環形墊塊；

每個非整圈環形墊塊由2～4個弧形墊塊均勻布置于環形夾層內組成，相鄰弧形墊塊之間設有間隙；弧形墊塊由P92鋼或P91鋼制成。

優選地，所述非整圈環形墊塊的內直徑為管道中層壁的外直徑D3，非整圈環形墊塊的外直徑為管道外層壁的內直徑D4，非整圈環形墊塊沿圓周方向的寬度為15mm至40mm，非整圈環形墊塊沿軸向的長度為20mm至50mm。

優選地，所述冷卻流體由發電廠內部系統或外部系統提供，以一段或多段進入和流出所述環形夾層，管道中層壁與管道外層壁之間的環形夾層流過冷卻流體使管道復合壁與管道外層壁承壓，以降低管道復合壁的內外壓差；所述冷卻流體包括但不限于過熱蒸汽、超臨界二氧化碳、氦氣。

優選地，所述冷卻流體的流速為0.3m/s至15m/s，所述冷卻流體的流量為蒸汽流量的0.3％至5％。

優選地，所述660℃至760℃高溫蒸汽管道為主蒸汽管道、一次再熱蒸汽管道或二次再熱蒸汽管道；

當冷卻流體采用過熱蒸汽時：