一种防止壁式再热器泄漏的系统的制作方法

本发明涉及火力发电设备，具体是一种防止壁式再热器泄漏的系统。

背景技术：

1、煤粉锅炉壁式再热器处于炉膛上部大屏区见图1所示(沿高度方向由1层固定层+6层滑动层组成)，通过一层固定及六层滑动机构连接并紧贴在前墙和侧墙水冷壁向火面上。其作用一方面是接受炉膛高温辐射热提升汽机高压缸排汽温度，另一方面是遮挡并减弱部分水冷壁吸热，控制炉膛出口烟温在合理范围。由于壁式再热器与水冷壁紧密相连且分属不同的热力系统，其管内流通的工质一个是蒸汽而另一个是水，因此其传热特性差异较大，在不同的运行工况下，壁式再热器受热面与水冷壁受热面的热膨胀位移量相差较大，若二者相连的固定及滑动机构不能按设计意图可靠滑动，则极易出现膨胀受阻，热应力就会集聚在连接机构薄弱处发生撕裂爆管，引发锅炉非停事故。

2、通过大量的壁式再热器开裂故障案例分析，发现现有的壁式再热器固定及滑动机构在设计上存在刚性较大柔性不足的缺陷，特别是在宽度方向上采用多点固定的方式将壁式再热器连接为一个整体，导致壁式再热器在宽度方向热膨胀受到多点约束，自由膨胀受限引起应力集中。另一方面，由于壁式再热器紧贴水冷壁布置，存在施工操作空间狭小，安装施工难度较大的弊端，同时现有的壁式再热器的固定、滑动机构采用不可调节的设计方案，一旦出现装配精度不够或受热变形，就迫使现场施工人员进行强制拉伸安装，将本应该自由滑动的位置因机构卡涩变为约束点，导致壁式再热器沿高度方向也出现多点约束的实际结构。进一步加剧了壁式再热器在运行过程中出现疲劳裂纹的可能，导致大量的壁再爆管非停事故出现。

3、现存的典型技术方案如下：

4、壁式再热器固定层原设计示意见图2(固定层沿宽度方向存在多点约束结构)：从示意图可见，包括壁式再热器管1(前墙布置有180根受热面管，两侧墙各布置90根受热面管，共计360根管)。受热面管外壁间隙约0.9mm；钢板制造的固定层钢带2，厚度约10mm；厚度约12mm的插板3；水冷壁管4；直径约为6mm的圆钢5；扁钢制造的水冷壁鳍片6。

5、由180根横向排列组成的壁式再热器管1(仅描述前墙，两侧墙与前墙结构相似)，向火面通过圆钢5塞焊为一个刚性整体；壁式再热器管1背火侧每间隔两根受热面管通过圆钢5塞焊在固定层钢带2上，固定层钢带2通过插板3焊接在水冷壁鳍片6上，上述措施可确保壁式再热器可靠固定在水冷壁受热面上。

6、机组运行过程中，壁式再热器受热面被圆钢5在向火面可靠焊接为一个整体刚体，背火侧被圆钢5间隔两个节距多点约束在固定层钢带2上，由于各受热面及钢板连接件所受炉膛热辐射强度不同，其内部的冷却介质不同，因此相互之间的膨胀量是不同的，在不同的变工况下，壁式再热器受热面必然存在相互膨胀挤压或膨胀拉伸的情况，连接件不可避免出现疲劳裂纹，导致受热面撕裂爆管。

7、壁式再热器滑动层原设计示意见图3、图4(滑动层沿宽度方向存在多点约束结构)：6层滑动层与固定层的基本结构相似，区别是固定层钢带2改变为带弯折结构的波形钢带(滑动波纹板12)，插板3改变为π型圆钢(π型圆钢连接件13)。但圆钢5(塞焊圆钢)也将滑动层在宽度方向连接成一个整体，同样与固定层一样存在宽度方向多点约束情况。壁式再热器沿高度方向上总长超过20米，在运行工况下，壁式再热器与水冷壁之间的膨胀差接近90mm，因此，均布的6层滑动层需要可靠的自由滑动连接机构进行保证。滑动层的原设计为将π型圆钢连接件13扣罩在滑动波纹板12(波形钢带)上，π型圆钢连接件13的两端与水冷壁鳍片6进行焊接，使滑动波纹板12(波形钢带)可以在π型圆钢连接件13内壁上下滑动。但是实际情况是π型圆钢连接件13是在厂内成型制造，尺寸不可调节，当水冷壁制造精度不高或因某种原因发生一定变形后，工地安装通常采用葫芦强制拉伸水冷壁管就位后焊接π型圆钢连接件13，一旦释放拉伸外力后，π型圆钢连接件13回弹与滑动波纹板12(波形钢带)即刻紧密贴合在一起，导致滑动层出现严重的卡涩问题，正常运行后将严重阻挡壁式再热器沿高度方向管屏的自由膨胀，发生严重的应力集中问题。

8、另外，现有的壁式再热器在厂内生产完毕后均采用散管发货，安装工作也是采用散管安装，因此在运输途中，按图弯折好的散管经常发生变形情况，到安装现场无法完全矫正，存在强制对口安装的问题，进一步增加了壁式再热器管屏的内部应力，也是壁式再热器频繁撕裂爆管的诱因之一。

9、第四个方面，现有的壁式再热器采用散管逐根安装，相邻管子的固定件与滑动件均在同一标高，而壁式再热器与水冷壁中心间距仅72mm，在狭小空间内安装质量及后期检查均无法保证，也是引发膨胀卡涩的诱因之一。

技术实现思路

1、为克服现有技术的不足，本发明提供了一种防止壁式再热器泄漏的系统，解决现有技术存在的壁式再热器容易撕裂爆管、引发锅炉非停事故等问题。

2、本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

3、一种防止壁式再热器泄漏的系统，在宽度方向上被分割为若干单元，每个单元包括固定层、设于固定层上方的若干层滑动层，每一单元仅存在一个固定点。

4、作为一种优选的技术方案，相邻单元间单元错层布置。

5、作为一种优选的技术方案，固定层包括梳形带，梳形带的表面为采用平直梳齿型结构，滑动层包括波形带，波形带的表面为波浪形结构。

6、作为一种优选的技术方案，固定层包括设于梳形带上方的壁式再热器管、套设于壁式再热器管外的第一预埋圆弧板。

7、作为一种优选的技术方案，固定层包括固定层插板、圆钢、设于梳形带下方的水冷壁管、连接于水冷壁管的水冷壁鳍片，相邻的壁式再热器管通过圆钢连接，梳形带与水冷壁鳍片通过固定层插板连接。

8、作为一种优选的技术方案，滑动层包括波形带、设于波形带下方的水冷壁管、设于水冷壁管上的水冷壁鳍片、滑动层连接件，波形带通过滑动层连接件与水冷壁鳍片连接，滑动层连接件的长度可调。

9、作为一种优选的技术方案，滑动层连接件为t型销板。

10、作为一种优选的技术方案，滑动层包括设于波形带上方的壁式再热器管、套设于壁式再热器管外的第二预埋圆弧板。

11、作为一种优选的技术方案，滑动层包括设于滑动层连接件顶部的挡板。

12、作为一种优选的技术方案，滑动层包括圆钢，相邻的壁式再热器管通过圆钢连接。

13、本发明相比于现有技术，具有以下有益效果：

14、(1)固定层及滑动层在宽度方向可实现各独立单元的自由膨胀，杜绝多点约束的情况发生，有效降低宽度方向的应力集中；

15、(2)在垂直高度方向，采用具有足够长度的t型插板，可根据受热面变形情况及制造精度调节其插深，并配合盖板及耐高温润滑剂实现各层滑动机构的可靠滑动，有效降低高度方向的应力集中；

16、(3)预埋圆弧板及双拼圆钢，充分考虑在狭小空间现场施焊对受热面母材的损伤，提升施工质量；

17、(4)双拼圆钢之间采用花焊连接，使之成为整个体系中的最薄弱部位，即使出现应力撕裂，也只发生在双拼圆钢之间不会伤及受热面母材，增加了多层保护措施，杜绝壁式再热器撕裂爆管；

18、(5)采用分屏出厂及厂内预组装，可进一步提升制造精度，减少现场强制对口情况发生，降低管系应力；

19、(6)采用成屏发货，对于长细管件可有效降低运输途中的受热面变形情况，减少现场矫正工作量并降低强制对口情况发生，降低管系应力；

20、(7)各模块固定层及滑动层相邻单元之间错开垂直标高，可有利于狭小施工操作及完工检查，进一步提升安装质量，避免强制拉伸装配，降低管系应力。