超超临界机组、超超临界机组水冷壁的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及火电厂锅炉系统，具体地，涉及一种超超临界机组、超超临界机组水冷壁。
【背景技术】
[0002]由于超超临界机组热效率非常高，因此其在火电厂的应用越来越广泛。锅炉中，水冷壁是必不可少的单元，它是锅炉的主要受热部分，吸收锅炉中的40%?50%甚至更多的热量。水冷壁由多个钢管排列组成，设置在锅炉炉膛的四周。水冷壁通过管腔中流动的水及蒸汽，吸收管壁外部炉膛内的高温火焰和烟气辐射热量，而管腔中的水变成蒸汽，从而降低炉墙温度来保护炉墙。
[0003]但是，在超超临界机组炉膛结构尺寸大，结构应力大，水冷壁管子服役温度本身较高，在热负荷较高的区域，因锅炉火焰燃烧的不稳定性、频繁启动和停止锅炉、以及经常进行调峰等综合原因，水冷壁管壁的温度波动较大，容易产生热交变应力，在结构应力、焊接残余应力的共同作用下，久而久之容易在热负荷较高的区域，水冷壁管子表面产生横向裂纹。另外，又因为燃烧器喷出的硫等有害气体以及锅炉贴壁上的还原气体，对水冷壁产生高温腐蚀作用，燃烧器喷出的高速喷出物对水冷壁有撞击作用，这些腐蚀作用与撞击作用加快了横向裂纹的扩展，最终导致水冷壁暴漏，甚至发电厂需要停运维修。传统的解决方法是对横向裂纹区域进行打磨处理或者换管，但是只能保证短时间内水冷壁安全运行，锅炉长期运行时，在水冷壁的管壁上又会出现横向裂纹，而且，打磨一定深度后降低水冷壁管子强度，而换管需要一定工期，成本也较大，且并不能从根本上解决问题。
[0004]因此，本技术领域需要一种能够长期消除水冷壁上产生的横向裂纹的超超临界机组水冷壁。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种能够长期适用于超超临界机组工况的水冷壁。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型提供一种超超临界机组水冷壁，包括多个并排设置的水冷壁管，其中，所述水冷壁管的管壁的外表面上设置有具有抗高温氧化性能、抗腐蚀性能和耐磨性的防护层。
[0007]优选地，所述防护层均匀地铺设在所述水冷壁管的管壁的外表面上。
[0008]优选地，所述防护层为Cr3C2-NiCr镲络涂层。
[0009]优选地，所述防护层的厚度为0.4-0.6mm。
[0010]本实用新型还提供一种超超临界机组，其中，该超超临界机组包括本实用新型提供的超超临界机组水冷壁。
[0011]通过本实用新型的超超临界机组水冷壁，在产生横向裂纹的水冷壁的管壁的外表面上设置具有抗高温氧化性能、抗腐蚀性能和耐磨性的防护层，从而有效地阻止了炉膛内的高温火焰、还原性气体以及高速喷出物对超超临界机组水冷壁的热交换应力、腐蚀以及撞击作用，防止横向裂纹的产生，使得本实用新型提供的水冷壁可以长期适用于高温高压运行的超超临界机组中，确保整个机组长期安全运行。
[0012]本实用新型的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0013]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0014]图1是本实用新型的【具体实施方式】的超超临界水冷壁的纵截面示意图。
[0015]附图标记说明:
[0016]I防护层；2管壁。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0018]本实用新型提供一种超超临界机组水冷壁，该水冷壁包括多个并排设置的水冷壁管，该水冷壁管的管壁2的外表面上设置有具有抗高温氧化性能、抗腐蚀性能和耐磨性的防护层I。通过该防护层1，能够阻挡燃烧器中的高速喷出物的撞击作用、减少炉膛内的高温火焰和还原性气体对超超临界机组水冷壁的高温腐蚀作用，从而有效地减少了横向裂纹的产生。
[0019]在设置所述防护层I的过程中，最好是均匀地铺设防护层1，使得水冷壁管整体都受到防护层I的保护。
[0020]所述防护层I的材料可以选用本技术领域中具有抗高温氧化性能、抗腐蚀性能和耐磨性的涂层，例如FeCrNi合金涂层或FeCrAl合金涂层，但是作为本实用新型的优选实施方式，防护层I采用了 Cr3C2-NiCr镍铬涂层，铺设在水冷壁管表面的Cr3C2-NiCr镍铬涂层因其抗高温氧化性，保证了水冷壁的管壁温度不会大幅度波动，另外因其抗腐蚀性和耐磨性，使水冷壁与炉膛内的还原气氛以及燃烧器喷出物的冲击相隔离，消除了导致水冷壁管上产生横向裂纹的所有因素。
[0021]另外，该防护层I的厚度不宜过厚，也不宜过薄，当防护层I过薄时，防护层I的防护寿命下降，当防护层I过厚时，防止横向裂纹的效果不好，因此，作为本实用新型的优选实施方式，可以设置在0.4-0.6mm之间，更优选地，设置为0.5mm，此时该防护层I既能有效地防止横向裂纹的产生，又能保证长期防护水冷壁。
[0022]本实用新型还提供一种超超临界机组，该超超临界机组包括本实用新型提供的超超临界机组水冷壁，由于该水冷壁上的防护层I能够防止横向裂纹的产生，使得该超超临界机组能够长时间安全运行。
[0023]本实用新型中还提供一种超超临界机组水冷壁的防护方法，该方法包括:步骤a、在水冷壁管的管壁2的外表面设置具有抗高温氧化性能、抗腐蚀性能和耐磨性的防护层1，为了能够全面地保护水冷壁，最好将防护层I均匀地铺设在水冷壁的管壁2的外表面上。
[0024]另外，在所述步骤a中，在所述水冷壁的管壁2的外表面上设置所述防护层I的方法可有喷涂、刷涂、滚涂等多种方法，但是锅炉中的水冷壁较多，防护层I的铺设面积大，因此本实用新型利用电弧在水冷壁的管壁2上喷涂该防护层1，然而本实用新型不限制设置该防护层I的方法，也不限制喷涂工具。
[0025]进一步地，本实用新型中采用了抗高温氧化性能、抗腐蚀性能和耐磨性都较好的Cr3C2-NiCr镍铬涂层作为防护层1，能够有效地防止水冷壁上的横向裂纹的产生。
[0026]在水冷壁管的管壁的外表面上设置防护层I之前，本实用新型的超超临界机组水冷壁的防护方法还可以包括对水冷壁上产生横向裂纹的部分进行打磨处理的步骤b，使得打磨后的水冷壁管的表面清洁、干燥并均匀、露出金属光泽。
[0027]此外，在步骤a与步骤b之间还可以包括利用磁粉进行无损检测的步骤C，当通过步骤c在所述水冷壁管壁上检测到存在磁痕时，表明此区域还存在横向裂纹，此时去除磁粉后，继续对该区域进行打磨，直至该区域未出现的磁痕显示；当未出现磁痕时，表明该区域没有横向裂纹，可以结束打磨处理进行步骤a。
[0028]由于喷涂后的防护层I为有孔结构的涂层，因此为了避免腐蚀物质通过孔渗入到水冷壁的管壁2上，在步骤a之后还包括利用封孔剂对所述防护层I上的微孔进行封孔的步骤d，而封孔剂可以采用无机封孔剂，本实用新型采用了本技术领域常用的硅酸盐封孔剂。
[0029]另外，通过刷涂的方式在所述防护层I的表面涂上封孔剂，刷涂的方式可以避免封孔剂渗入到水冷壁上而腐蚀水冷壁的管壁。
[0030]在以上操作中，防护层I的厚度优选为0.4-0.6mm，使得该防护层I既能有效地防止横向裂纹的产生，又不影响水冷壁的传热功能。
[0031]通过上述优选实施方式，对超超临界机组水冷壁上产生的横向裂纹先进行打磨处理，通过无损检测确认水冷壁上没有裂纹时，在打磨后的区域喷涂具有抗高温氧化性能、抗腐蚀性能和耐磨性的防护层，最后采用封孔剂进行封孔处理。喷涂在打磨处理后的水冷壁上的防护层，有效地阻止了炉膛内的高温火焰、还原性气体以及高速喷出物对超超临界机组水冷壁的热交换应力、腐蚀以及撞击作用，从而防止横向裂纹的产生，使得本实用新型提供的水冷壁可以长期适用于高温高压运行的超超临界机组中，确保整个机组长期安全运行。
[0032]需要说明的是，本实用新型中的【具体实施方式】中提到的具体的技术操作，如打磨、无损检测、封孔作业以及刷涂、喷涂的方法为本领域技术人员公知的技术，因此，在本实用新型中没有进行详细的说明。另外，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。
[0033]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种超超临界机组水冷壁，包括多个并排设置的水冷壁管，其特征在于，所述水冷壁管的管壁(2)的外表面上设置有具有抗高温氧化性能、抗腐蚀性能和耐磨性的防护层(I)。
2.根据权利要求1所述的超超临界机组水冷壁，其特征在于，所述防护层(I)均匀地铺设在所述水冷壁管的管壁(2)的外表面上。
3.根据权利要求2所述的超超临界机组水冷壁，其特征在于，所述防护层(I)为Cr3C2-NiCr镍铬涂层。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的超超临界机组水冷壁，其特征在于，所述防护层(I)的厚度为0.4-0.6_。
5.一种超超临界机组，其特征在于，该超超临界机组包括权利要求1-4中任意一项所述的超超临界机组水冷壁。
【专利摘要】本实用新型公开了一种超超临界机组、超超临界机组水冷壁。该超超临界机组水冷壁包括多个并排设置的水冷壁管，该水冷壁管的管壁(2)的外表面上设置有具有抗高温氧化性能、抗腐蚀性能和耐磨性的防护层(1)。通过设置在水冷壁上的防护层(1)，有效地阻止了炉膛内的高温火焰、还原性气体以及高速喷出物对超超临界机组水冷壁的热交换应力、腐蚀以及撞击作用，防止横向裂纹的产生，使得本实用新型提供的水冷壁可以长期适用于超超临界机组中，确保整个机组长期安全运行。
【IPC分类】F22B37-04
【公开号】CN204438081
【申请号】CN201520010543
【发明人】刘鸿国, 魏星, 殷尊, 苏建民, 侯召堂
【申请人】中国神华能源股份有限公司, 神华（福建）能源有限责任公司, 西安热工研究院有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年1月7日