水冷壁管组及其布置方法与流程

本发明涉及锅炉碟形封头位置冷却水管布置技术领域，尤其涉及一种水冷壁管组及其布置方法。

背景技术：

现有技术中，水冷壁管一般是由一排预制的钢管首尾顺次连通而成，水冷壁管敷设在炉膛内壁上，水冷壁管的钢管内通入冷却水，其主要用于吸收炉膛中的火焰或高温烟气所放出的辐射热量，经过吸收热量的水流出水冷壁管，因此，水冷壁管具有冷却和保护炉墙的作用，常见于锅炉、炼铁炉、炼钢炉等大型设备中，结构样式多为直形或锥形。

但随着燃煤技术、炼铁炼钢技术的发展，炉体结构不断更新换代，炉内水冷壁管的结构样式也越来越多，设计要求越来越严格。尤其是锅炉碟形封头位置的水冷壁管布置，更是难上加难。现有的碟形封头水冷壁管为环形发射状结构，中间留有间隙，冷却效果较差。如何降低炉体水冷壁管的制造维护成本和运行复杂程度，同时又兼顾炉体受热均匀，提供一种安装维护方便、运行安全可靠的水冷壁管布置形式，实现水冷壁管的标准化、模块化，成为本领域技术人员亟待解决的重要难题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水冷壁管组及其布置方法，合理分配工质流量，模块化控制，拆装方便，便于维护检修，降低生产成本。

为实现此技术目的，本发明方法采用如下方案：一种水冷壁管组的布置方法，包括如下步骤：

s1、将锅炉碟形封头划分为多个空间，每个空间安装一组水冷壁管构成一个碟形水冷壁管组；

s2、每组水冷壁管包括多个弧形水管，弧形水管按照碟形封头侧壁曲线路径由下往上单层放置，将上下相邻的弧形水管首尾顺次连接；

s3、将水冷壁管的上端口与出水管连接，水冷壁管的下端口与进水管连接；

s4、水冷壁管间预留有放置出水管的空隙，将出水管的出水口设置在紧邻进水管的进水口上侧位置，便于管线规划和管理。

与现有技术相比，本发明方法的有益效果在于：本发明将水冷壁管模块化，使每组水冷壁管内的工质流量分配更加合理，单组碟形水冷壁管组的维护和检修更加方便，降低了制造维护成本。

为实现此技术目的，本发明装置采用如下方案：一种水冷壁管组，包括敷设在锅炉碟形封头位置的水冷壁管，每组水冷壁管包括冷却管、进水管和出水管；冷却管包括圆弧形水管和水管接头，圆弧形水管按照碟形封头内壁曲线由下至上水平排布，上下相邻的圆弧形水管通过水管接头首尾顺次连接构成冷却管，冷却管的下端口与进水管连接，冷却管的上端口与出水管连接；出水管装在两组水冷壁管组间设置的空隙中，出水管端口和进水管端口分别由碟形封头内壁穿出与外接水管线连接。

与现有技术相比，本发明装置的有益效果在于：本发明将碟形封头均分成若干区域敷设水冷壁管，使各个水冷壁管内的工质流量分配更加合理，降低了水冷壁管组发生爆管事故的风险，同时单组水冷壁管更容易维护和检修，安拆更加方便，降低了制造维护成本。

本发明装置的优选方案为：

圆弧形水管端面为圆形结构，圆弧形水管的弧形半径与圆弧形水管端面圆心到碟形封头对称中心线的距离一致，便于后期喷涂耐腐材料。

圆弧形水管端面圆心到碟形封头内壁的距离大于圆弧形水管端面半径，预留喷涂作业空间。

出水管端口与进水管端口相邻，出水管端口位于进水管端口上方，规整管路布置。

出水管形状与碟形封头内壁曲线相匹配。

进水管和出水管分别装有控制阀门，单独控制每个水冷壁管的流量和流速。

冷却管为单排管结构，在达到冷却效果的同时节约材料。

水冷壁管组的数量为2～8个，均布在碟形封头处。

附图说明

图1为本发明实施例提供的水冷壁管组的立面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的水冷壁管组的平面结构示意图；

图中标记为：碟形封头1，碟形封头内壁曲线11，圆弧形水管2，中心曲线21，水管接头22，进水管3，出水管4，水冷壁管5。

具体实施方式

为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明，但本发明并不仅仅限于此。

本发明提供的一种水冷壁管组的布置方法，步骤如下：

s1、将锅炉碟形封头划分为多个空间，每个空间安装一组水冷壁管构成一个碟形水冷壁管组；

s2、每组水冷壁管包括多个弧形水管，弧形水管按照碟形封头侧壁曲线路径由下往上单层放置，将上下相邻的弧形水管首尾顺次连接；

s3、将水冷壁管的上端口与出水管连接，水冷壁管的下端口与进水管连接；

s4、水冷壁管间预留有放置出水管的空隙，将出水管的出水口设置在紧邻进水管的进水口上侧位置，便于管线规划和管理。

按照水冷壁管组的布置方法制作的水冷壁管组，由敷设在锅炉碟形封头1上的若干个水冷壁管5构成。每个水冷管壁5由冷却管、进水管3和出水管4等组成；冷却管由圆弧形水管2和水管接头22等组成，圆弧形水管2按照碟形封头内壁曲线11由下至上水平排布，上下圆弧形水管2通过水管接头22首尾顺次连接构成冷却管，冷却管的下端口与进水管3连通，冷却管的上端口与出水管4连通；出水管4装在两个水冷壁管5间设有的空隙中，出水管4端口和进水管3端口分别由碟形封头内壁穿出与外接水管线连接。

请参阅图1，冷却管为单排管结构，圆弧形水管2端面为圆形结构。圆弧形水管2的弧形半径与圆弧形水管2端面圆心到碟形封头1对称中心线的距离一致，图1中标示r为圆弧形水管2端面圆心到碟形封头1对称中心线的距离。同组的圆弧形水管2端面圆心连接形成中心曲线21，中心曲线21与碟形封头内壁曲线11平行。中心曲线21与碟形封头内壁曲线11的间距大于圆弧形水管2端面半径，图1中标示w为中心曲线21与碟形封头内壁曲线11的间距。多个圆弧形水管2按照水冷管壁中心曲线21从下到上排列，首尾顺次连接，组成水冷壁管5，多个水冷壁管5整体形成碟形水冷壁管组结构。进水管3和出水管4分别装有控制阀门，单独控制每个水冷壁管5的流量和流速。出水管4形状与碟形封头内壁曲线11相匹配。同一个水冷壁管5的出水管4与进水管3位于同侧，出水管4端口与进水管3端口接触，并且出水管4端口位于进水管3端口的上方。

进一步地，圆弧形水管2的材质满足管道内工质的压力要求。

请参阅图2，将水冷壁沿碟形封头1圆周方向平均划分成若干个区域，优选地，按照碟形封头1的大小划分2～8个区域，每个区域敷设一个水冷壁管5。实施例附图2中为8组水冷壁管5，每组水冷壁管5由具有相同规格的单排圆弧形水管2组成，结构一致，其中每组包括进水口、出水口，可独立控制工质流量、流速等，实现标准化、模块化。

本发明所采用的单排管碟形、多组合的碟形水冷壁管组5布置方法，使各水冷壁管5内的工质流量分配更加合理，降低了水冷壁发生爆管事故的风险。同时单组水冷壁管5更容易维护和检修，安拆更加方便，降低了制造维护成本。

最后，需要注意的是：以上列举的仅是本发明的优选实施例，当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本发明的保护范围。