专利名称：用于制造蒸汽发生器管的方法
用于制造蒸汽发生器管的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造蒸汽发生器管的方法。
蒸汽发生器是一种封闭的被加热的容器或压力管系统，其用途在于产生高压高温的蒸汽用于加热和运行目的(例如用于运行蒸汽涡轮机)。在特别高的蒸汽效率和蒸汽压力下，例如在电厂中发电的过程中会应用水管锅炉，其中，流动介质(通常是水)存在于蒸汽发生器管中。在燃烧固体燃料的过程中也会使用水管锅炉，因为通过燃烧各种原料产生热能的燃烧室能够任意地通过管壁的设置来构造。
因此，这种水管锅炉结构形式的蒸汽发生器包括燃烧室，该燃烧室的围壁至少部分地由管壁，即气密地焊接的蒸汽发生器管构成。这些作为蒸发器加热面的蒸汽发生器管首先在流动介质侧构成蒸发器，未蒸发的介质被引入该蒸发器并且被蒸发。在此，蒸发器通常设置在燃烧室最热的区域中。必要时，该燃烧室在流动介质侧在之后连接用于分离水和蒸汽的设备和过热器，蒸汽在过热器中继续加热超过其蒸发温度，以便在之后的热力机中 (例如蒸汽涡轮机)达到较高的效率。可以在蒸发器前在流动介质侧设置预热器(所谓的省煤器)，该预热器通过使用废热或余热预加热供给水并且因此同样提高了整体设备的效率。
光滑的管或内侧加肋的管被用作蒸汽发生器内的蒸发器加热面。当应使蒸汽发生器管中的流动介质流产生使蒸汽发生器管内壁上的流体速度较高的涡流时，使用内侧加肋的管。在此，可能出于不同原因而需要使用内侧加肋的管，例如在满载时蒸发器中的质量流密度较小时。也可能在热流密度较高时需要使用内侧加肋的管(例如在汽包锅炉中)在此存在汽膜沸腾的危险，也就是说，在蒸汽发生器管的内侧形成蒸汽薄膜，该蒸汽薄膜与在气泡沸腾中充分混合的液体相反而具有较高的隔热作用。这就导致了在热流密度相同时壁的温度会剧烈上升，这可能会破坏加热面。通过内侧加肋的管还可以在正常负载运行中(例如在螺旋管状的蒸汽发生器中的最小负载时)避免流体分层(水组分和蒸汽组分的分离)。
所述管的内部肋状结构按照现有技术在冷拉过程中制造。按照当前的知识状况， 内侧加肋的管仅能用最大含铬量为5%的材料制造。若需要使用由铬含量更高的合金钢制成的内侧加肋的管，例如通过进一步提升蒸汽参数来提高效率，则内侧加肋的管不能借助当前可用的加工过程制造。
因此本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于制造蒸汽发生器管的方法， 该方法可实现一种技术上特别简单的制造过程，并且同时允许在使蒸汽发生器达到特别高的效率的可用材料方面有较大的灵活性。
该技术问题按本发明由此解决，S卩，将嵌入体固定在靠模轴的槽中，将带有嵌入体的靠模轴引入蒸汽发生器管中，松开嵌入体在靠模轴上的固定并且再将靠模轴从蒸汽发生器管中移出。
本发明的构思的出发点在于，可通过以下方式在可用材料方面具有特别大的灵活性，即，内部加肋的管不是在集成的制造过程中制造，而是事后将产生涡流的嵌入体装入光滑管中。由此可以相互独立地选择蒸汽发生器管和嵌入体的材料。在此可以借助靠模轴特别简单地制造嵌入体。在靠模轴中开设用于嵌入体的阴模，因此嵌入体的制造可以通过简单的成型实现。这种靠模轴额外地可以特别简单地通过以下方式将嵌入体装配到蒸汽发生器管中，即，将嵌入体固定在靠模轴上，然后将靠模轴连带成型的嵌入体引入蒸汽发生器管中，随后松开嵌入体在靠模轴上的固定并且再将靠模轴从蒸汽发生器管中取出。
在本方法一种有利的技术方案中，所述嵌入体通过预紧力固定在靠模轴中。通过这种预紧力，所述嵌入体可以在解除在靠模轴上的固定之后从靠模轴的槽中抬起，并且自动地固定在蒸汽发生器管中，而无需再进一步地手动固定。
在另一种有利的技术方案中，螺旋形地在靠模轴内加工出若干槽。借助这种靠模轴能够以自然的方式制造出螺旋状的嵌入体，这种嵌入体特别好地适用于在流动介质中产生涡流。
在一种有利的附加技术方案中，所述靠模轴在嵌入体和靠模轴的固定松开之后从蒸汽发生器管中旋出。这由于螺旋线的对称性是可行的并且简化了靠模轴从配设有嵌入体的蒸汽发生器管中取出的过程。这实现了一种更简单的制造内侧加肋的蒸汽发生器管的过程。
在此，靠模轴的槽优选设计为锥形的。这种锥形设计保证了更简单的接合以及靠模轴在从蒸汽发生器管中取出时更简单的倒退旋转过程。
在一种特别有利的技术方案中，所述嵌入体包括若干线材。通过借助包括若干槽的靠模轴制造嵌入体，也就可以特别简单地通过线材在槽中相应的形状制成嵌入体。这意味着可以既廉价又技术简单地制造用于蒸汽发生器管的嵌入体。
在一种有利的技术方案中，在蒸汽发生器中使用按照上述方法制成的蒸汽发生器管。
由本发明达成的优点尤其在于，通过借助靠模轴将嵌入体装入蒸汽发生器管中， 提供了一种特别简单的用于制造和定位嵌入体的技术方案，该技术方案使得能够借助嵌入体用铬含量更高的合金钢制造内侧加肋的管，这种钢适用于特别高的蒸汽参数并且因此适用于蒸汽发生器特别高的效率。制造嵌入体可以特别廉价地实现，因为靠模轴再次完整地从管中旋出并且可以用于制造下一个嵌入体。这种相对冷拉制成的内侧加肋的管明显的成本优势使得按照本发明的制造方法对于铬含量小于5%的材料也具有吸引力。
通过在靠模轴上使用形式为槽的模子，嵌入体在装配状态中的几何形状具有较小的公差。通过借助靠模轴进行装配，也不再需要横梁或类似辅助设备来确保螺旋式嵌入体在装配状态中的期望几何形状。螺旋式嵌入体可以借助靠模轴制造成商业上惯用的长度 (例如12米)。
以下结合附图
进一步阐述本发明。在附图中
图I示出用于实施本发明的靠模轴；
图2以剖面示出靠模轴的截面的放大图3示出按照本发明的方法的流程图；和
图4示意地示出立式结构的直通式蒸汽发生器。
相同的零件在所有附图中都标以相同的附图标记。
图I显示了靠模轴1，其在主要区域2中具有螺旋状环绕的槽4。在此，槽4以三重螺旋的形式围绕靠模轴I的圆柱形体设置。根据待制造的嵌入体的期望轮廓，槽4也可以设计为几乎任意数量的螺旋。例如，所期望的槽4可以根据需要通过切削加工单独地制造(数量，螺距，尺寸)。靠模轴I的主要区域2的长度略微比嵌入体要装入的光滑管的长度长。在靠模轴I的主要区域2上沿轴向连接有连接区域6，该连接区域6不具有槽4并且用于在按照本发明的方法中操作靠模轴I。
图2显示了靠模轴I的截面放大图。在截面8上可以看出在靠模轴I内加工出的槽4的轮廓。槽4具有锥状的轮廓。这种轮廓在制造未进一步显示的用于蒸汽发生器管的嵌入体的过程中使得靠模轴I可以更简单地接合和倒退转动。
图3示意显示了按照本发明的制造方法的单独步骤。在步骤A中，一条或多条线材根据在靠模轴I内加工出的槽4的数量嵌入该槽中。因此形成了单头或多头的螺旋嵌入体。在步骤B中，所述线材在预紧力的作用下固定在靠模轴I上。在步骤C中，将所述靠模轴I引入内侧光滑的蒸汽发生器管内，并且由此在蒸汽发生器管中定位嵌入体。
在步骤D中，由线体构成的嵌入体在靠模轴I上的固定被解除或者松开。由于之前在步骤B中通过预紧力固定，所以固定的松开导致嵌入体从槽4中脱出。在步骤E中，靠模轴I沿着螺旋状的槽4螺栓式地从蒸汽发生器管中旋出。这通过槽4的锥形形状支持。 通过解除固定和靠模轴I的回旋，嵌入体与靠模轴I脱开并且借助内应力固定地贴靠在蒸汽发生器管的内壁上。靠模轴I全部从管中旋出并且能够在步骤F中用于制造后续的嵌入体。
按照图4的直通式蒸汽发生器10以直立方式设计并且设计为双通道蒸汽发生器。 所述直通式蒸汽发生器10具有围壁12，该围壁12在由其构成的第一烟气通道的下端过渡为漏斗状的底部14。围壁12在下部区域或蒸发器区域由蒸发器管16构成并且在上部区域或过热器区域由过热器管16’构成。蒸发器管16和过热器管16’在它们的纵向侧相互气密地连接，例如焊接。底部14包括未进一步显示的灰烬排放口 18。
围壁12的可由流动介质，尤其是水或水汽混合物从下向上流过的蒸发器管16以其入口端与入口集流器20相连。蒸发器管16在出口侧通过未进一步显示的水分离系统与在流动介质侧接在后边的过热器管16’相连。
围壁12的蒸发器管16在位于入口集流器20和水分离系统之间的烟气通道部段中构成蒸发器加热面22。由过热器管16’构成的再加热器加热面或过热器加热面24与所述蒸发器加热面22相连。在由热烟气流过的下游的第二烟气通道26中和在热烟气侧与所述第一烟气通道相连的横向通道28中还附加地设置另一仅示意显示的加热面30，例如是省煤器和对流过热器加热面。
在围壁12的下部区域中将若干用于化石燃料的燃烧炉设置在围壁12的各个开口 32中。在图I中可以看到四个开口 32。围壁12的蒸发器管16为了绕开各个开口 32而在这种开口 32处弯曲并且在垂直烟气通道的外侧延伸。这些开口例如也可以设计用于空气喷嘴。
通过使用按照所示方法制造的内侧加肋的蒸发器管，在蒸发器10中也可以使用铬含量超过5%的钢用于制造。这种蒸发器管适用于特别高的蒸汽参数并且使得蒸发器的效率特别高。
权利要求
1.一种制造蒸汽发生器管的方法，其中，将嵌入体固定在靠模轴(I)的槽(4)中，将带有所述嵌入体的靠模轴(I)引入蒸汽发生器管中，松开所述嵌入体在所述靠模轴(I)上的固定并且再将所述靠模轴(I)从所述蒸汽发生器管中取出。
2.按照权利要求I所述的方法，其中，所述嵌入体借助预紧力固定在所述靠模轴(I)上。
3.按照权利要求I或2所述的方法，其中，螺旋形地在所述靠模轴(I)内开设多个槽⑷。
4.按照权利要求3所述的方法，其中，所述靠模轴(I)从所述蒸汽发生器管中旋出。
5.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，所述槽(4)设计为锥形的。
6.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，所述嵌入体包括多个线材。
7.一种蒸汽发生器管，通过按照权利要求I至6之一所述的方法制造。
8.一种蒸汽发生器(10)，具有按照权利要求6所述的蒸汽发生器管。
全文摘要
本发明涉及一种制造蒸汽发生器管的方法，该方法可以实现一种技术上特别简单的制造过程，并且同时在用于实现蒸汽发生器特别高的效率的可用材料方面允许特别高的灵活性。为此，将嵌入体固定在靠模轴(1)的槽(4)中，将带有所述嵌入体的靠模轴(1)引入蒸汽发生器管中，所述嵌入体在所述靠模轴(1)上的固定并且再将所述靠模轴(1)从蒸汽发生器管中抽出。
文档编号F22B37/18GK102933899SQ201180026814
公开日2013年2月13日 申请日期2011年5月9日 优先权日2010年5月31日
发明者J.布鲁克纳, M.艾弗特, J.弗兰克, L.克莱姆 申请人:西门子公司