一种电站锅炉过热器蒸汽保护装置的制作方法

本实用新型涉及电站锅炉技术领域，尤其涉及一种电站锅炉过热器蒸汽保护装置。

背景技术：

电站锅炉是一种直接受火焰加热的高温高压的特种设备，具有泄漏和爆炸的潜在危险，引发非计划停炉造成停产、停电，影响电网安全，造成巨大的设备损失、经济损失，甚至人员伤亡。现在的大型电站单元机组发生的各类事故中，锅炉四管(省煤器、水冷壁、过热器、再热器管子)爆破损坏引起泄漏事故是常见的，也较为严重。鉴于电站锅炉安全运行的重要意义，世界上的工业发达国家很早就颁布相关的法规、规范及标准对其设计、施工安装、运行及检验过程进行严格控制。过热器作为电站锅炉最容易发生事故的部件，更是受到密切的关注。目前电站锅炉中使用的过热器结构主要为i型、v型和w型，炉管皆为垂直布置，蒸汽流动方向与烟气冲刷方向垂直。由于电站锅炉一般尺寸较大，过热器垂直跨距可达数十米，蒸汽在炉管内流动状态忽上忽下。当蒸汽下行时，压力和重力方向相同，皆未蒸汽流动动力。当蒸汽上行时，压力与重力方向相反，压力为动力、重力为阻力。在如此多变的外力推动下，炉管内蒸汽流动状态不稳定，速度变化突兀，甚至会发生前后流体相撞造成能量损失，导致传热效率降低。同时，由于垂直跨距大，在炉管底部较小的冲击力便可产生很大的弯矩。在不均匀的高速烟气流的冲刺下，容易发生单跟炉管出列的情况。炉管一旦出列，将完全暴露于烟气中遭受更严重的冲刷，炉管金属以更快的速度被烟气冲刷脱落，最终导致爆管，一旦爆管后果不堪设想。

蒸汽过热器是电站锅炉必不可少的重要部件，它由大量管束按照一定顺序排列组成。过热器吸收高温烟气的热量，将水蒸气从饱和温度加热到额定的过热温度，再输送到汽轮机做功，在电站锅炉启动初期，锅炉点火后需要经历长时间的热态冲洗过程，此时产生的蒸汽量少，在流经一级过热器、二级过热器之后将会有较大的沿程阻力，导致三级过热器的蒸汽流量小、流速低、冷却效果差，而三级过热器处烟温较高，在内外因素的共同作用下，已发生爆管事故。

过热器是锅炉中将一定压力下的饱和水蒸气加热成对应压力下的过热水蒸气，而过热器进口直接和锅炉的水蒸气出口相连，锅炉产生的水蒸气中不可避免的会产生一些杂物，在高温压力下会被输送至过热器中，长此以往会造成过热器的堵塞，影响过热器的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电站锅炉过热器蒸汽保护装置，针对以上技术缺陷而提出，本装置在过热器进口和锅炉的水蒸气出口连接处设置一个沉降装置，便于将水蒸气中的杂物进行沉降，并将杂质从沉降装置底部排出。本装置在现有技术中的i型、v型和w型的基础上改进，设计成弯管，在进行热交换时，既存在顺流部位，又存在逆流部位，克服了顺流换热效率低的缺点，减轻了逆流换热产生较大热应力的问题，具有十分显著的优势。由于在相同的高度内，水平布置的炉管换热面积大于垂直布置，各炉管之间采用固定钢固定，避免了炉管出列的情况。本装置在一级过热器和三级过热器之间加一路高压旁路，降低了炉管爆炸的危险。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种电站锅炉过热器蒸汽保护装置，包括沉降装置、一级过热器、二级过热器、三级过热器、第一管道、蒸汽增压泵和第二管道，沉降装置连接一级过热器，一级过热器连接二级过热器，二级过热器连接三级过热器，三级过热器通过旁路管路和一级过热器连接。

进一步地，所述一级过热器、二级过热器和三级过热器结构相同。

进一步地，所述一级过热器包括进口集箱、换热管、固定钢圈和出口集箱，进口集箱和若干并排设置的换热管连通，换热管和出口集箱连通，若干并排设置的换热管之间通过固定钢圈限位固定。

进一步地，所述沉降装置包括锅炉蒸汽出口、法兰、蒸汽进气管、蒸汽出气管、沉降罐、排渣口和过滤器，锅炉蒸汽出口通过法兰和蒸汽进气管固定连接，蒸汽进气管贯穿沉降罐的侧壁并延伸至沉降罐内部，沉降罐底部呈倒圆锥形、底部设有排渣口，所述蒸汽出气管一端位于沉降罐内部，并延伸至过滤器内部，蒸汽出气管另一端和进口集箱连通。

进一步地，所述过滤器呈圆柱筒状，过滤器底部和侧部设有若干进气孔，过滤器顶部设有出气口。

进一步地，所述旁路管路包括第一管道、蒸汽增压泵和第二管道，一级过热器的进口集箱和第二管道连通，第二管道和蒸汽增压泵的输出口连通，蒸汽增压泵的输入端和第一管道连通，第一管道和三级过热器的出口集箱连通。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：其一：本装置通过在过热器进口和锅炉的水蒸气出口连接处设置一个沉降装置，便于将水蒸气中的杂物进行沉降，并能够将杂质从沉降装置底部排渣口排出。其二：本装置在现有技术中的i型、v型和w型的基础上改进，设计成弯管，在进行热交换时，既存在顺流部位，又存在逆流部位，克服了顺流换热效率低的缺点，减轻了逆流换热产生较大热应力的问题，具有十分显著的优势。由于在相同的高度内，水平布置的炉管换热面积大于垂直布置，各炉管之间采用固定钢固定，避免了炉管出列的情况。其三：本装置在一级过热器和三级过热器之间加一路高压旁路，降低了炉管爆炸的危险。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构示意图；

图2为本实用新型一级过热器的结构示意图；

图3为本实用新型的a处结构示意图；

图4为本实用新型过滤器的结构示意图；

图中：1、沉降装置；1-1、锅炉蒸汽出口；1-2、法兰；1-3、蒸汽进气管；1-4、蒸汽出气管；1-5、沉降罐；1-6、排渣口；1-7、过滤器；1-71、进气孔；1-72、出气口；2、一级过热器；2-1、进口集箱；2-2、换热管；2-3、固定钢圈；2-4、出口集箱；3、二级过热器；4、三级过热器；5、第一管道；6、蒸汽增压泵；7、第二管道。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-4所示，一种电站锅炉过热器蒸汽保护装置，包括沉降装置1、一级过热器2、二级过热器3、三级过热器4、第一管道5、蒸汽增压泵6和第二管道7，沉降装置1连接一级过热器2，一级过热器2连接二级过热器3，二级过热器3连接三级过热器4，三级过热器4通过旁路管路和一级过热器2连接。

其中，所述一级过热器2、二级过热器3和三级过热器4结构相同。

其中，所述一级过热器2包括进口集箱2-1、换热管2-2、固定钢圈2-3和出口集箱2-4，进口集箱2-1和若干并排设置的换热管2-2连通，换热管2-2和出口集箱2-4连通，若干并排设置的换热管2-2之间通过固定钢圈2-3限位固定。本装置将换热管2-2设置为并排的弯管，在结构上虽然会增加一定的制造成本，但由此在使用过程中带来的经济效益远远超过制造圆弧型转弯结构的造价，可有效保证电站锅炉在使用期间的运行可靠性，并显著停车和检修带来的经济损失，对电站锅炉带来直接或间接经济效益。

其中，所述沉降装置1包括锅炉蒸汽出口1-1、法兰1-2、蒸汽进气管1-3、蒸汽出气管1-4、沉降罐1-5、排渣口1-6和过滤器1-7，锅炉蒸汽出口1-1通过法兰1-2和蒸汽进气管1-3固定连接，蒸汽进气管1-3贯穿沉降罐1-5的侧壁并延伸至沉降罐1-5内部，沉降罐1-5底部呈倒圆锥形、底部设有排渣口1-6，所述蒸汽出气管1-4一端位于沉降罐1-5内部，并延伸至过滤器1-7内部，蒸汽出气管1-4另一端和进口集箱2-1连通。排渣口1-6处设有耐高温阀门。

其中，所述过滤器1-7呈圆柱筒状，过滤器1-7底部和侧部设有若干进气孔1-71，过滤器1-7顶部设有出气口1-72。

其中，所述旁路管路包括第一管道5、蒸汽增压泵6和第二管道7，一级过热器2的进口集箱2-1和第二管道7连通，第二管道7和蒸汽增压泵6的输出口连通，蒸汽增压泵6的输入端和第一管道5连通，第一管道5和三级过热器4的出口集箱连通。

需要说明的是，本实用新型为一种电站锅炉过热器蒸汽保护装置，使用时，锅炉内产生的蒸汽通过锅炉蒸汽出口1-1和蒸汽进气管1-3后进入到沉降罐1-5内，杂质沉降到沉降罐1-5内，蒸汽继续通过过滤器1-7进入到蒸汽出气管1-4，然后依次经过一级过热器2、二级过热器3和三级过热器4，并在一级过热器2、二级过热器3和三级过热器4中吸收热量升温升压，形成高压过热蒸汽，高压过热蒸汽经过旁路管路的降压作用后，温度和压力都有所降低，在旁路管路的作用下，将三级过热器4内的高温高压蒸汽疏导至一级过热器2的进口集箱2-1处，不仅促使三级过热器4内的高温高压蒸汽送至一级过热器2内与之平衡，而且便于一级过热器2、二级过热器3和三级过热器4内气体流通，防止一级过热器2、二级过热器3和三级过热器4堵塞。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。