U型集箱及D型锅炉的制作方法

本实用新型属于锅炉技术领域，具体涉及一种U型集箱及D型锅炉。

背景技术：

D型锅炉具有结构紧凑，体积小和重量轻等优点，可被用于发电、供汽和其他工业用途并得到广泛应用。

D型锅炉是一种结构紧凑的双锅筒自然循环锅炉，炉膛与连接在上下锅筒间密集的对流管束相组合，构成自承重式“D”形布置。其主要特征是位于两锅筒间对流管束的最外两排对流管束制作成膜式壁结构，且最外侧的一排膜式壁向炉外拉伸成“D”形结构，并与炉膛两端部的膜式壁一起构成气密的长方形截面炉膛空间。

炉膛端部膜式壁结构的现有技术为：在炉膛端部布置与上下锅筒相连的外悬臂式上下集箱，并在两集箱之间布置膜式壁管排，使炉膛端部膜式管排形成独立的闭合自然循环回路（如图1所示）。为保持炉膛的密封性和整体协调性，将炉膛端部上下集箱设计成一端与锅筒连接，另一端向外侧延伸的悬臂式结构，并使上集箱向下倾斜，还将炉膛端部膜式壁制造成与炉膛侧膜式壁相匹配的“D”形结构，从而构成完整的气密性全膜式壁炉膛。采用该上下集箱连接结构，为满足膜式壁管排膨胀需求，常将上下集箱偏离炉膛端部管排一定距离，将膜式壁管子弯制后再与上下集箱相连，集箱处于不受热状态。为确保燃料在炉膛内的正压高效燃烧，因此D型锅炉的炉膛需保证焊接密封。

由于上下集箱与炉膛侧膜式壁不在同一水平或竖直平面内，且其间的膜式壁管排与炉膛侧膜式壁管排的接触面形状复杂，因此需要采用塞块等复杂的焊接密封结构及工艺来确保炉膛的气密性。同时，采用集箱连接结构，尤其是倾斜结构，会造成集箱端部积水，需考虑排水及检修等问题，结构复杂，也影响美观。上下集箱偏离炉膛端部管排一定距离，也导致锅筒长度增加，既增加成本，又影响密封和外观的一致性和美观度。采用偏置外悬臂式上下集箱及其间连接的膜式壁管排结构，因集箱不受热，使集箱与膜式管排的受热工况不同，存在膨胀偏差，而集箱结构的采用则增强了刚性，不利于膨胀吸收，易引发交变应力，在锅炉大型化后更易发生变形和焊口泄露情况。另外，集箱及其密封部件设计复杂，制作工艺繁琐，既影响外观又造成制造加工困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种U型集箱及D型锅炉，其结构设计合理，稳定性好，能够有效的增加吸热面积，又改善了集箱的膨胀性能，利于膜式壁管束的膨胀吸收，并使集箱与膜式壁管排的受热工况一致，消除了接口处的交变应力。

为达到上述目的，所采取的技术方案是：

一种U型集箱，包括U型集箱本体，所述U型集箱本体与炉膛截面的外沿相匹配，所述U型集箱本体的上下两端分别与上锅筒和下锅筒对应连通；和节流组件，所述节流组件设置在所述U型集箱本体内，所述节流组件对所述U型集箱本体内的流量进行分配。

所述U型集箱本体为一条水管折弯而成，所述U型集箱本体的折弯处呈圆弧平滑过渡。

所述节流组件为匹配设置在U型集箱本体内的节流环。

所述节流组件位于所述U型集箱本体的中部。

一种D型锅炉，包括上述的U型集箱；内侧膜式壁管排和外侧膜式壁管排，所述内侧膜式壁管排和外侧膜式壁管排均连通布设在上锅筒和下锅筒之间；以及端部膜式壁管排，所述端部膜式壁管排布设在U型集箱的U型槽内，端部膜式壁管排连通U型集箱本体的上下段管路，所述节流组件设置在U型集箱本体的中段管路内；所述内侧膜式壁管排和外侧膜式壁管排呈D字型结构设置，所述外侧膜式壁管排的中心线与U型集箱本体的中心线匹配对应平行设置，所述端部膜式壁管排与对应的U型集箱在同一平面内，且所述U型集箱与外侧膜式壁管排之间通过密封板连接。

所述密封板为密封扁钢。

所述U型集箱本体的上下段管路呈八字形倾斜设置。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

①本实用新型中的U型集箱采用同一根管子通过两个折弯制成，且U型集箱作为受热面的一部分，既增加了燃烧区的吸热面积，又改善了集箱的膨胀性能，利于膜式壁管束的膨胀吸收，并使集箱与膜式壁管排的受热工况一致，消除了接口处的交变应力，更加安全可靠，且结构简单，优化了现有技术中采用独立的双集箱结构弊端。

②本实用新型的U型集箱中心线与炉膛长方形横截面的管子中心线在一平面上并匹配一致，可通过简单规则的扁钢直接焊接而确保密封，该密封结构简单实用，能确保密封效果。

③本申请的U型集箱的中心线既与炉膛长方形截面的管子中心线在一平面上，与其间端部膜式壁管排的中心线也位于一平面上，能够保证炉膛部位外形的一致性，外形美观，又降低成本。

④本申请中的U型集箱上设置有节流环，从而使该一根集箱就集下降分配管和上升汇集管于一身，并具有强化其下降管和导汽（水）管功能。通过节流环的设计，优化U形集箱内侧膜式壁管排辐射水冷受热面内的流量分配，可以有效分配端部膜式壁管排和U型集箱的竖直中段管路的给水，确保U型集箱竖直段和端部膜式壁管排的水循环安全，克服没有节流环易引起U形集箱竖直段与端部膜式壁管排之间给水分配不足工况，彻底避免发生水循环安全事故。

⑤本申请整体集下降分配管和上升汇集管于一身，并强化其下降管和导汽（水）管功能，水循环安全可靠，膨胀性好，工艺简单，制作方便，更利于D型炉膛结构的大型化。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的左视结构示意图。

图中序号：100为U型集箱、110为U型集箱本体、120为节流环、210为上锅筒、220为下锅筒、300为内侧膜式壁管排、400为外侧膜式壁管排、500为端部膜式壁管排、600为密封扁钢。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明。

参见图1和图2，本实用新型一种U型集箱，包括U型集箱本体100和节流组件，本实施例中的节流组件为节流环120，其中，U型集箱本体110为一条水管折弯而成，U型集箱本体110的折弯处呈圆弧平滑过渡，U型集箱本体110与炉膛截面的外沿相匹配，且U型集箱本体110的上下两端分别与上锅筒210和下锅筒220对应连通；节流环设置在所述U型集箱本体中部，节流环120对U型集箱本体110内的流量进行分配。

U型集箱的设置，能够使得其作为受热面的一部分，既增加了燃烧区的吸热面积，又改善了集箱的膨胀性能，利于膜式壁管束的膨胀吸收，并使集箱与膜式壁管排的受热工况一致，消除了接口处的交变应力，更加安全可靠，且结构简单，优化了现有技术中采用独立的双集箱结构弊端。

节流环的设置，能够使该一根集箱就集下降分配管和上升汇集管于一身，并具有强化其下降管和导汽（水）管功能。通过节流环的设计，优化U形集箱内侧膜式壁管排辐射水冷受热面内的流量分配，可以有效分配端部膜式壁管排和U型集箱的竖直中段管路的给水，确保U型集箱竖直段和端部膜式壁管排的水循环安全，克服没有节流环易引起U形集箱竖直段与端部膜式壁管排之间给水分配不足工况，彻底避免发生水循环安全事故。工作过程中，U型集箱的竖直段部位置装设结构简单的节流组件（节流环），通过节流环的设置，在满足该U形集箱水循环的前提下，将该集箱进行自然功能划分，位于节流环下部的U型集箱端部与下锅筒相连，作为下降分配管向炉膛端部膜式壁管排供水；位于节流环上部的U型集箱端部与上锅筒相连，作为上升汇集管，将端部膜式壁管排的介质导入上锅筒，从而使炉膛端部膜式壁管排形成独立的闭合自然循环回路。

本申请中还公开了一种D型锅炉，包括上述实施例中所述的U型集箱100、内侧膜式壁管排300、外侧膜式壁管排400、以及端部膜式壁管排500，其中内侧膜式壁管排300和外侧膜式壁管排400均连通布设在上锅筒和下锅筒之间，且内侧膜式壁管排300和外侧膜式壁管排400呈D字型结构设置；端部膜式壁管排500布设在U型集箱100的U型槽内，端部膜式壁管排500连通U型集箱本体110的上下段管路，U型集箱本体110的上下段管路呈八字形倾斜设置；外侧膜式壁管排400的中心线与U型集箱本体的中心线匹配对应平行设置，端部膜式壁管排500与对应的U型集箱100在同一平面内，且U型集箱100与外侧膜式壁管排400之间通过密封扁钢连接。

采用上述结构设计，其能够使得U型集箱中心线与炉膛长方形横截面的管子中心线在一平面上并匹配一致，可通过简单规则的扁钢直接焊接而确保密封，该密封结构简单实用，能确保密封效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。