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第 6期 2 0 1 2年 1 1月 锅炉制造 BOI LER MANUFACTURI NG No ． 6 NO V ． 2 0 l 2 文章编号 C N 2 31 2 4 9 2 0 1 2 0 6 0 0 1 2 0 3 6 6 0 MW 等级超超 临界 电站锅炉 中间 水冷壁混合 方式简介 柳清华 ， 姜述杰 1 ． 哈 尔滨锅炉厂有限责任公司， 黑龙江 哈 尔滨 1 5 0 0 4 6 ； 2 ． 环境保护部核与辐射安全中心， 北京 1 0 0 0 8 2 摘 要 本文主要介绍 6 6 0 M W 等级超超临界锅炉两种中间水冷壁混合方式的结构特点。 关键词 锅炉； 超超临界； 6 6 0 MW； 混合集箱； 结构特点； 经济性分析。 中图分类号 T K 2 2 9 文献标识码 B I n t r o d u c t i o n f o r M i x t u r e M e t h o d o f US C 6 6 0 M W Bo i l e r M i d d l e W ． W ． L i u Q i n g h u a ， J i a n g S h u j i e 1 ． H a r b i n B o i l e r C o ． ， L t d ． ， H a r b i n 1 5 0 0 4 6 ， C h i n a ； 2 ． N u c l e a r a n d R a d i a t i o n S a f e t y C e n t e r ， B e i j i n g 1 0 0 0 8 2 ， C h i n a Abs t r a c t S t r u c t ur e Ch a r a c t e r i s t i c s f o r mi x t u r e me t h o d o f Ul t r aS up e r c rit i c a l 6 6 0MW mi d d l e W．W． Ke y wo r ds b o i l e r ； u l t r a s up e r c r i t i c al ； 6 6 0MW ； mi x t u r e ma n i f o l d； s t ru c t u r e c h a r a c t e r i s t i c s ； e c o n o mi c a l a n a l y s i s 0 引 言 1 改进前结构、 布置及设计特点 随着我 国经济的高速发展 ， 我 国电力工业进 入 了大机组 、 高参数、 高 自动化的发展阶段。超超 临界临界机组的经济性优 、 启动速度快 、 负荷适应 性强 、 污染物排放低 ， 可靠性高等优点被广泛性认 可， 超超临界临界机组 已经成为我 国火力发 电的 主力机组。 目前我 国已设计 生产 近百 台 6 0 0 MW 等级超超临界锅炉 ， 随着技术及环保要求， 今后超 超临界机组发展前景更为可观 ， 所 以对超超 临界 锅炉进行优化 ， 降低锅炉各种成本 ， 增强超超临界 锅炉产品的竞争力优为重要 。 本文主要介绍的是某公司 6 6 0 M W 等级超超 临界锅炉两种炉膛 中间水冷壁混合集箱结构 、 布 置及设计特点。 某公司设计生产的超超临界锅炉炉膛 中间水 冷壁混合集箱共分为四部分 ， 既水冷壁中间集箱、 一 级混合器 、 二级混合器人 口管道和二级混合器。 其结构布置特点为 中间水冷壁混合集箱位于炉膛 水冷壁的中部 ， 当水冷壁管子 内的工质流到炉膛 中间混合集箱时 ， 可以得到充分的混合 ， 使炉膛中 间水冷壁混合集箱出 口工质温度均匀 ， 并使温度 偏差带来 的热应力减小 。改进前炉膛中间水冷壁 混合集箱区域主要包含 以下 四项 见图 1 炉膛中间人 口集箱 前后墙和两侧墙各一个 2 7 3 5 5 ， S A一 3 3 5 P 1 2的集箱 。 炉膛一级混合器 前后墙各 1个 ， 左右墙各 1 个 ， 共 4个 ， 规格为 q b 7 6 21 2 0 ， S A一 3 3 5 P 1 2 。 收稿 日期 2 0 1 2一 O 61 2 作者简 介 柳清华 1 9 8 0一 ， 男 ， 汉族， 哈尔滨， 工程 师， 2 0 0 3年 毕业于哈尔滨工程大学， 从事 电站锅炉设计工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6期 柳清华 6 6 0 MW等级超超临界电站锅炉中间水冷壁混合方式简介 。1 3 炉膛二级混合器入 口管道 前 后墙各 2 0根 ， 左右墙各 2 0根 ， 规格为 中8 91 6 ， 1 5 C r Mo G 。 炉膛二级混合器 前后墙各 2 0个 ， 左右墙各 2 0个 ， 共 8 0个 ， 规格 3 5 6 6 0 ， S A一 3 3 5 P 1 2 。 图 1 改进前中间水冷壁混合集箱区域 布置图 水冷壁管子内的工质从下部水冷壁进入到炉 膛 中间入 口集箱 ， 经过初步混合后通过三通从底 部进入到一级混合器中进行混合 ， 一级混合器布 置在锅炉和炉膛 中心线上 ， 然后通过炉膛 二级混 合器入 口连接管道从底部进入到 8 0个炉膛二级 混合器 中， 经过再次混合后流入到上部水冷壁管 屏 。其 中炉膛二级混合器规格小 、 壁厚要求 为正 公差管 ， 其 内腔空间狭小 ， 内部设备制造要求严 格 ， 存在生产周期长 、 制造困难 、 成本 高、 安装 困 难 、 阻力大等缺点 。 2 改进后结构、 布置及设计特点 在消化和吸收原有机组 的设计思想 ， 并结合 超超临界锅炉的设计、 制造 、 调试及运行等方面积 累的丰 富经验 ， 经过 性能 、 应力等计算及专家论 证 ， 对炉膛中间水冷壁混合集箱 区域结构进行优 化改进 ， 具体如下 保留炉膛中间人 口集箱和一级混合器不变， 取 消8 0 个炉膛二级混合器， 在一级混合器上方增加二 级混合集箱， 为缓解集箱与刚性梁之间膨胀差 ， 在每 面墙上布置四根二级混合集箱， 其规格为蚴 3 5 5 ， S A一 3 3 5 P 1 2 ， 每相邻两 根集箱 留 1 0 0 m m膨 胀空 隙， 从每个一级混合器 中引出 2 0根连接管 ， 为减 少流量偏差 ， 要求 连接管长度近似 ， 不能相差较 大， 每 5根连接管引入到一根二级混合集箱中， 每 根二级混合集箱通过 1 0 8根 2 8 ． 66 ． 2 MWT， 1 5 C r Mo G管子连接到上部水冷壁管屏 。 图 2 改 进 后 中间 水 冷 壁 混 合 集 箱 区 域 布 置 图 经过优化改进后， 水冷壁 中间混合集箱 的结 构从布置方式、 数量及固定方式都有很大变化， 原 二级混合器是通过弯板 固定在中部水冷壁散管上 部 的， 现在是通过吊杆 吊挂在刚性梁上 ， 另外二级 混合集箱相对二级混合器 内部结构简化很多 ， 二 级混合集箱 内部为光管 ， 没有内部设备 ， 集箱上面 只有大、 小管头 ， 且集箱材料 、 规格为常用料 ， 从材 料采购、 集箱生产制造难度 、 周期到制造工艺等各 方面均有很大改进。 另外改进后对中间水冷壁回路进行 了重新划 分， 并对连接管路进行了重新布置， 使锅炉性能及 结构更加简洁、 合理。 3 经济性 比较 经过对炉膛 中间水冷壁混合集箱区域优化改 进后 的6 6 0 M W等级超超 临界 锅炉 ， 单 台锅炉节 [ 下转第 1 8页] 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 8 锅炉制造 总第 2 3 6期 和 b 中， Ma数最大值为 0 ． 5 ； 而在 图 C 和 d 中， Ma 数最大值为 0 ． 4 5 。随着 值增加 ， 动叶流 场 Ma数分布变得越来越复杂， 动叶流场出 口 Ma 数 由0 ． 2 5增加到 0 ． 3 。在静叶导 向边存在一个 低 Ma 数区 ， 随着 值增加 ， 该区域 Ma 数值由0 ． 1 m a t h ～ n u mb e r O5 04 5 0 4 0 35 0 3 0 2 5 0 2 015 01 减小到 0 ． 0 5 。随着 值增加 ， 流场的显著变化显 然与叶顶间隙泄漏流动有关。顶部 间隙泄漏流动 产生了泄漏涡， 泄漏涡与主流 的掺混作用使得 叶 片顶部波系结构发生了变化 ， 而这种混乱 而无序 的激波结构能带来非常大的能量损失。 r e a c h n u m b e 0 4 5 04 0 3 5 0 3 0 ． 2 5 0 2 01 5 01 0 0 5 b 0 5 c 7 5 d ／ 3 0 9 图 1 2 不 同叶高处 Ma 数分布等值线 图 3 结 论 本文在考虑动叶顶部间隙条件下对某船用增 压锅炉燃气轮机级多叶栅进行了 C F D分析 ， 有以 下主要结论 ①叶顶间隙内的泄漏流动使得动叶 流场出口气流角有较大改变 ， 从而使得燃气轮机 做功能力下降。②引起叶顶间隙泄漏流动的主要 原因是流动惯性和横向压力梯度。③从压力、 温 度和马赫数的变化规律 ， 可知顶部间隙的泄漏流 动对动叶顶部流场影 响较大 ， 而对叶片中部流场 影 响不 大 。 参考文献 [ 1 ] 毛佳妮， 曹紫胤． 抑制叶顶间隙泄漏的叶轮机械叶 片的流场模拟[ J ] ．哈尔滨 热能动力工程， 2 0 0 9 ， 2 4 2 1 5 4 1 5 7 ． [ 2 ] 卢新根， 楚武利 ， 朱俊强． 考虑间隙的压气机转子内 部流动 的数值 模 拟 [ J ] ．合肥 流 体机 械 ， 2 0 0 4 ， 3 2 5 1 21 5 ． m a e h - n u m b e r 04 5 0 4 0 _ 3 5 0 - ] 0 2 5 0． 2 01 5 0． 1 0 0 5 [ 3 ] 王为清， 周国义， 唐积才． 计及动叶顶部间隙影响的 烟气涡轮数值模拟 [ J ] ．上海 热力透平， 2 0 0 9 ， 3 8 3 1 7 91 8 3 ． [ 4 ] K A N G S ．I n v e s t i g a t i o n o n t h r e e d i m e n s i o n a l fl o w w i t h i n a c o mp r e s s o r c a s c a d e wi t h a n d w i t h o u t t i p c l e a r a n c e ．B r u s s e l s V r i j e U n i v e r s i t y B r u s s e l s ， 1 9 9 3 ． [ 5 ] Y A MA M O T O A ．I n t e r a c t i o n m e c h a n i s m b e t w e e n t i p l e a k a g e flo w a n d t h e p a s s a g e v o e x i n a l i n e a r t ur b i n e r o t o r c a s c a d e [ J ] ．A S M E J o u r n a l o f T u r b o ma c h i n e r y ， 1 9 8 8 ， 1 1 0 4 3 2 93 3 8 ． [ 6 ] S j o l a n d e r S A， A m r u d K K ．E ff e c t s o f t i p c l e a r a n c e o n b l a de l o a d i n g i n a p l a n a r c a s c a d e o f t ur b i ne b l a de s [ J ] ．A S M E J T u r b o m a c h i n e r y ， 1 9 8 7 ， 1 0 9 1 2 3 7 24 4． [ 7 ] 祁明旭 ， 丰镇平 ． 透 平动 叶顶部 间隙 流的表 现形式 及其对透平性能的影响[ J ] ．西安 西安交通大学 学报 ， 2 0 0 5 ， 3 9 3 2 4 32 4 6 ． [ 8 ] 周国义， 王为清， 李忠根． 涡轮增压机组燃气轮机内 气固两相流的数值模拟[ J ] ．武汉 海军工程大学 学报 ， 2 0 1 1 ． 2 3 2 8 08 6 ． [ 上接第 1 3页] 约金属重量约 1 3吨， 并且在生产周期、 制造成本 、 工艺难度、 原材料采购难度和费用 、 安装难度及锅 炉检修等方面均有很大改善 ， 对锅炉的性 能及稳 定运行有了进一步的提高 ， 降低锅炉的成本对产 品的市场竞争力起着至关重要 的作用。 4 结束语 本文主要介绍了某公司 6 6 0 M W 等级超超 临 界锅炉两种炉膛中间水冷壁混合集箱区域结构特 点及经济性 比较 ， 在引进锅炉技术的基础上 ， 消化 吸收引进机组 的设计理念 ， 根据本土锅炉的实 际 设计 、 制造及运行经验对此部分结构进行优化改 进 ， 使锅炉结构更加趋予合理。后续同等类 型的 6 0 0 MW 等级超超临界锅炉和 1 0 0 0 M W 等级超超 临界锅炉均可采用此改进后的结构 。 一 耋 嘶 ∞ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
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