一种水冷壁管道、水冷壁装置及锅炉

技术领域

本发明涉及锅炉散热技术领域，具体涉及一种水冷壁管道、水冷壁装置及锅炉。

背景技术

现有技术中改造或新建的脱硝反应器，会在脱硝反应器前端的锅炉侧壁上增加一个旁路烟道，锅炉内的部分高温烟气经旁路管道引出锅炉，以保证进入脱硝反应器的烟气温度在设计范围内，从而保证脱硝的效率。锅炉侧壁设有与旁路管道连通的开口，高温烟气经该开口进入旁路管道并排出锅炉。开口外侧布置了大量竖向排布的水冷壁管道，多根水冷壁管道之间平行间隔排布，炉内高温烟气只能通过水冷壁管道之间的缝隙进入旁路烟道。

为保证水冷壁管道的流量，现有的水冷壁管道采用圆形钢管制作而成，通过联箱把水冷壁管道连接起来。水冷壁管道的截面为圆形，圆形截面在开口上的投影宽度为其直径大小，管道垂直于烟气流向方向的宽度较宽，相邻管道之间的间距变小，烟气可通过的缝隙变窄，水冷壁管道在开口上的投影面积几乎占据了整个开口面积的一半，烟气可通过的有效截面很小，大大增加了烟气通过的阻力以及系统的阻力和能耗。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的旁路管道与锅炉连通的开口外的圆形水冷壁管道沿垂直于烟气流向方向的宽度较宽、导致烟气通过阻力增大的缺陷。

为此，本发明提供一种水冷壁管道，包括

管道本体，所述管道本体适于设于旁路管道与锅炉连通的开口外侧；所述管道本体的截面形状为第一形状，所述第一形状平行于烟气流向的长度为第一长度，垂直于烟气流通方向的长度为第二长度，所述第一长度大于第二长度；

所述管道本体的截面积与其上下相邻的圆形水冷壁管道的截面积相同。

可选地，上述的水冷壁管道，所述管道本体朝向开口的面为弧面。

可选地，上述的水冷壁管道，所述第一形状为梭形。

可选地，上述的水冷壁管道，所述第一形状为椭圆形。

可选地，上述的水冷壁管道，所述第一形状为水滴形。

可选地，上述的水冷壁管道，所述水滴形宽度较窄的一侧为第一侧，宽度较宽的一侧为第二侧，管道本体安装后，所述第一侧朝向开口。

可选地，上述的水冷壁管道，所述第一长度与所述第二长度的比值为2-30。

可选地，上述的水冷壁管道，所述第一长度与所述第二长度的比值为2-3。

本发明提供一种水冷壁装置，包括上述中任一项所述的水冷壁管道和联箱，多个所述水冷壁管道平行间隔排布并且其上端和下端分别与联箱连通。

本发明提供一种锅炉，包括上述的水冷壁装置。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的水冷壁管道，使用时，安装于锅炉侧壁与旁路管道连通的开口外侧的两个联箱之间，为保证水冷壁管道的流量相比圆形水冷壁管道不变，使管道本体的截面积与联箱上下方相邻的圆形水冷壁管道的截面积相同，拉长管道本体平行于烟气流向方向的长度，缩短管道本体垂直于烟气流通方向的长度，即将管道本体的截面做成扁长形状，第一形状沿垂直于烟气流向的宽度比圆形截面窄，增大管道之间缝隙和烟气可通过的有效面积，减小烟气通过的阻力，利于减小锅炉系统的阻力和能耗。

2.本发明提供的水冷壁装置，安装至锅炉外壁后，水冷壁管道之间间隙大，烟气经锅炉开口通过水冷壁管道时阻力小。

3.本发明提供的锅炉，其包括水冷壁装置，烟气通过旁路管道时阻力小，锅炉系统低阻节能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例2提供的水冷壁装置的示意图；

图2为图1中水冷壁管道沿烟气流向方向的剖视图；

图3为图1中水冷壁管道沿烟气流向方向的剖视图；

图4为图1中水冷壁管道沿烟气流向方向的剖视图。

附图标记说明：

11-变向管道；12-竖直管道；13-第一弯管接头；14-第二弯管接头；15-第一侧；16-第二侧；21-联箱。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种水冷壁管道，如图2至图4所示，其包括管道本体，管道本体适于设于旁路管道与锅炉连通的开口外侧；管道本体的截面形状为第一形状，安装后，第一形状平行于烟气流向的长度为第一长度，垂直于烟气流向的长度为第二长度，第一长度大于第二长度；管道本体的截面积与其上下相邻的圆形水冷壁管道的截面积相同。

正常水冷壁管道沿锅炉外壁竖向排布，一定高度间距的多根水冷壁管道通过联箱21连接。此结构的水冷壁管道使用时，安装于锅炉侧壁与旁路管道连通的开口外侧的两个联箱21之间，为保证水冷壁管道的流量相比圆形水冷壁管道不变，使管道本体的截面积与联箱21上下方相邻的圆形水冷壁管道的截面积相同，拉长管道本体平行于烟气流向方向的长度，缩短管道本体垂直于烟气流通方向的长度，即将管道本体的截面做成扁长形状，第一形状沿垂直于烟气流向的宽度比圆形截面窄，增大管道之间缝隙和烟气可通过的有效面积，减小烟气通过的阻力，利于减小锅炉系统的阻力和能耗。

优选地，管道本体朝向开口的面为弧面，管道本体的迎风面为弧面，利于导流烟气，流场好、烟气通过阻力小，管道迎风面相比具有棱角的外壁面磨损小。

例如，参见图3，第一形状为椭圆形，椭圆长轴与烟气流向平行，短轴与烟气流向垂直，短轴窄，管道之间缝隙大。

或者，参见图2，第一形状为梭形，其平行于烟气流向两端点的连线作为其长轴，垂直于烟气流向的两端点的连线作为其短轴。

参见图4，第一形状还可以为水滴形，其平行于烟气流向两端面的连线作为其长轴，垂直于烟气流向两端点的连线作为其短轴。水滴形宽度较窄的一侧为第一侧15，宽度较宽的一侧为第二侧16，即图4中，管道截面上侧为第一侧15，下侧为第二侧16，第一侧15朝向开口，为迎风面，第一侧15宽度窄，减小烟气进入时的阻力。管道本体采用钢板焊接而成。

第一形状还可以为任意其它形状，只要在保证管道截面积与圆形管道相同时，管道沿第一方向的宽度比圆形管道窄以增大管道之间的间距即可。

可选地，第一长度与第二长度的比值为2-30，两者比值越大，管道截面越扁长，安装后，管道之间间距越大，烟气通过阻力越小，可根据对烟气通过时的阻力需求选择管道截面的扁长程度。最佳地，第一长度与第二长度的比值为2-3，便于制作。

实施例2

本实施例提供一种水冷壁装置，如图1所示，其包括多个实施例1中的水冷壁管道和联箱21。多个水冷壁管道平行间隔排布并且其上端和下端分别与联箱21焊接连通。

使用时，联箱21和水冷壁管道安装于旁路管道与锅炉连通的开口外侧。水冷壁装置安装至锅炉外壁后，水冷壁管道之间间隙大，烟气经锅炉开口通过水冷壁管道时阻力小。

任意相邻两个水冷壁管道中的其中一个水冷壁管道为变向管道11，另一水冷壁管道为竖直管道12。变向管道11与联箱21相连的上端设有第一弯管接头13、下端设有第二连接接头，弯管接头、竖直管道12与联箱21连接的第一端沿第一直线排布；烟气流向方向为前后方向，其中靠近开口的一侧为前侧，远离开口的一侧为后侧。第一弯管接头13第二端的端部伸至竖直管道12后侧，变向管道11与第一弯管接头13的第二端连接并竖直延伸。

变向管道11通过弯管接头设于竖直管道12的后侧，沿烟气流向方向，竖直管道12与变向管道11前后重合，两者在锅炉开口上的投影面相同，垂直于烟气流向方向的管道之间的间隙增大，有效增大烟气可通过的有效面积，烟气通过水冷壁管道时阻力进一步减小，利于减小锅炉系统的阻力和能耗。

例如，参见图1，图中示出六根水冷壁管道，改进前，六根水冷壁管道上下端分别连通上下的联箱21并竖向延伸，各个水冷壁管道之间平行间隔排布。本发明通过第一弯管接头13和第二弯管接头14使两两相邻的水冷壁管道中右侧的一根水冷壁管道伸至左侧水冷壁管道的后侧，后侧的水冷壁管道作为变向管道11，与未发生变向的竖直管道12前后重合，烟气可通过的有效截面增加接近一倍，大大减小烟气通过的阻力。

参见图4，沿烟气流向前后布置的水冷壁管道中远离开口的水冷壁管道的第一侧15朝向开口。

实施例3

本实施例提供一种锅炉，其包括实施例2中的水冷壁装置。此结构的锅炉，烟气通过旁路管道时阻力小，锅炉系统低阻节能。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。