用于锅炉发电机组的再热器高再出口集箱装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于超超临界锅炉发电机组再热汽温620℃的再热器出口高再出口集箱装置，属于管高温压力管道容器设备。

背景技术：

目前国内超超临界机组汽轮机入口再热蒸汽温度有600℃、610℃和620℃方案可选。600℃有投产业绩，技术成熟可靠。610℃和620℃国内均有订货业绩，尚无投产业绩。国际上有再热蒸汽温度为610℃和620℃的超超临界机组的投运业绩。提高再热温度对机组经济性有利，同时还能降低低压排汽湿度。提高再热温度主要受材料限制，如果再热蒸汽温度提高到613℃，再热器出口汽温需要提高到623℃，高再出口集箱、管道、受热面的壁温会有相应提升，因此材料的安全性值得关注。

620℃机组再热器集箱的出口温度相比原来提高了20℃左右，金属壁温提高了10℃～30℃。这样一来，高温再热器所应用的金属材料将提高到已接近640℃等级的材料。在现有成熟的锅炉材料中可用于超超临界参数的集箱和管道的大口径钢管基本上只有四种铁素体不锈钢，如P91、P92（NF616）、P911（E911）和P122（HCM12A），与之配套的管接头则分别选用T91、T92、T911和T122。选择这样的匹配，是为了保证管接头焊接的需求，满足焊接接头与集箱具有同等的热膨胀系数，其设计壁温将在650℃左右，该温度极限处于T92材料的最低许用应力附近。再热器换热管采用SUPER304H材料，以便于管接头相连。

出口炉外段与集箱P92连接的管接头，因焊接工艺的原因，不能用耐热不锈钢，只能用铁素体钢，而目前成熟的材料除了SA-213T92以外，尚无其它成熟的更高等级的替代材料。如果高参数锅炉方案按常规超超临界方案不做调整，其设计壁温将在650℃左右，已经处于T92材料的最低许用应力附近。因此，T92材料是整个系统中最为薄弱的环节，通过减小汽温偏差，还尽可能减少T92材料的使用。

在已有的高再出口段的出口管接头直接连接在伸出锅炉壁的换热管上，这回导致较长的管接头承受其最低许用应力附近的温度和压力，存在安全风险。

技术实现要素：

本实用新型提供一种用于锅炉发电机组的再热器高再出口集箱装置，解决原油再热器集箱的管接头在620℃再热汽温条件存在的安全隐患。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

用于锅炉发电机组的再热器高再出口集箱装置，包括再热器和管状的高再出口集箱，所述高再出口集箱上接入再热器的出口段换热管，其中高再出口集箱上设有管座，所述高再出口集箱壁上设有贯穿的管座孔，管座焊接在管座孔上，再热器的出口段换热管从锅炉伸出后连接于高再出口集箱的管座上，换热管端部焊接在管座上，所述换热管材质为SUPER304H，管座材质为SA-213T92，高再出口集箱材质为SA-335P92。

作为优选，所述再热器的出口段换热管与管座采用焊接相连，管壁的中心线与集箱的中心线相交。

进一步的优选，所述管座在集箱的周径的同一平面上呈20度夹角分布，集箱的下部设集箱出口。

作为优选，所述管座在集箱的外部长为88mm。

作为优选，所述集箱的管状尺寸为外径813mm，管壁厚度为65mm；再热器的出口段换热管外径为51mm，管壁厚度为4mm；管座外径为57mm，管座的管壁厚度为6mm。

本实用新型的优点在于：减少作为管座的T92材料的使用，高再出口管接头T92材料仅用于集箱上88mm长度的过渡管接头，避免较长的管座在承受最低许用应力附近存在的薄弱环节造成安全风险，提高了使用中的安全系数。

附图说明

图1是本实用新型的换热管与集箱间的连接关系图，

图2是本实用新型的换热管与管座和集箱的局部连接关系图，

图3是原有使用中的换热管和集箱的连接关系图，

图4是原有使用中的换热管与管座和集箱的局部连接关系图，

图5是再热器与集箱间的连接关系图，

附图标记：1、再热器，2、高再出口集箱，3、出口段换热管，4、管座，5、管座孔，6、锅炉壁。

具体实施方式

本实用新型用于再热汽温620℃锅炉发电机组的再热器高再出口集箱装置，包括再热器和管状的高再出口集箱，所述高再出口集箱上接入再热器的出口段换热管，其中高再出口集箱上设有管座，所述高再出口集箱壁上设有贯穿的管座孔，管座焊接在管座孔上，再热器的出口段换热管从锅炉伸出后连接于高再出口集箱的管座上，换热管端部焊接在管座上，结构如图1所示。所述换热管材质为SUPER304H，管座材质为SA-213T92，高再出口集箱材质为SA-335P92。

上述材料的成分及对应的国标

再热器的出口段换热管数量多，其与管座采用焊接相连，管壁的中心线与集箱的中心线相交。所述管座在集箱的周径的同一平面上呈20度夹角分布，如图2所示。集箱的下部设集箱出口。所述管座在集箱的外部长为88mm。

所述集箱的管状尺寸为外径813mm，管壁厚度为65mm；再热器的出口段换热管外径为51mm，管壁厚度为4mm；管座外径为57mm，管座的管壁厚度为6mm。

高再出口连接管原设计温度为608℃，出口蒸汽温度提升到623℃，则其设计温度将达到630℃。这个温度的集箱、管道仍可选用材料SA-335P92。

高再出口集箱在设计上采取了减少温度偏差的措施，将此集箱的设计温度控制在630℃内，高再出口集箱仍可选用SA-335P92，并符合《锅炉安全技术监察规程》对材料使用温度的要求。

本实用新型将图3与4图中的将T92制成的长管座直接连接在锅炉表面位置伸出的再热器换热管改为将换热管延长至集箱处，将长距离的T92材质的管座替换为短距离的管座。

该处改进减少了作为管座的T92材料的使用，避免较长的管座在承受最低许用应力附近存在的薄弱环节造成安全风险，提高了使用中的安全系数。