[发明专利]热交换器的框架

说明书

技术领域

总的来说，本发明涉及位于蒸汽发生器的垂直气体通道内的蛇形管热交换器，尤其涉及该蛇形朝向的管子的结构和支撑，以在蒸汽发生器停机时，使在蛇形导向管中聚集的流体的排出。

背景技术

在蒸汽发生器设置形式为彼此间隔紧密的蛇形金属管排的换热面，该金属管排布置在垂直通道内，通过该垂直通道，在相对较高的速度下传送燃烧气体，每排中的金属管具有传送被加热流体的水平延伸部，并被设置成彼此隔开的平行排，该平行排相对气流方向横向分布，这在现代高容量蒸汽发生器的设计中是常见的实例。

每当蒸汽发生器停机时，水就会沿着热交换器管的水平延伸部聚集。当蒸汽发生器停机后，如果不将在管中滞留的水移开，就会导致金属的点状腐蚀，并且由于这种腐蚀，如果管壁变得太薄，最终将造成管子故障。这样的事故的代价是非常大的，因为需要替换变弱或故障的管子，从而造成蒸汽发生器的停机时间。

点状腐蚀是腐蚀的局部形态，是在金属上产生洞或孔。一般在具有很少普通腐蚀或没有普通腐蚀的表面上观察点蚀。点状腐蚀一般比均匀腐蚀更受关注，因为它更难以察觉和防止。腐蚀产物常常覆盖住凹点，使它们难以被识别。除了在管的金属表面上有局部的厚度损失之外，腐蚀点作为应力集中凹槽，也是有害的。腐蚀点一般是裂纹和疲劳的起始点。

极端的腐蚀微环境通常形成在腐蚀点内，它与大的腐蚀环境相差很大。一旦开始形成，这种腐蚀微环境就能加速凹点的成长。点状腐蚀能够生成各种结构的凹点。例如，可能形成开放凹点，或者凹点可能被包括腐蚀产物的半渗透表皮覆盖。凹点可能是半球状的、或杯状的、平直壁状的、或者形状是完全不规则的。凹点也可能呈现管金属的晶体结构。贯穿形凹点可以是窄而深的或者是浅而宽的。侧面凹点可能是表面下的、底切的、或者水平地腐蚀金属晶粒。

在换热器管道系统上连接焊接点的位置，腐蚀问题更加严重，该管道系统例如具有支座，该支座使热交换器管组的管和管排在同一平面保持彼此隔开并且保持平行的关系。连接焊接点的热影响区域易于点状腐蚀。也已知了焊接连接限制了管道系统的热膨胀和收缩，从而导致其扭曲以及弯垂，这样，在管道系统的水平延伸部分上形成低洼处。在蒸汽发生器停机后，水在这些低洼处聚集，并且易形成点状腐蚀。

发明内容

通过本发明的新颖的热交换器结构框架很大程度地克服在蒸汽发生器停机后由于在换热器管水平段中水的滞留所形成的点状腐蚀。该框架适用于具有至少一组彼此隔开的蛇形流体传送管排的热交换器，该管排以并列平行的关系设置在蒸汽发生器的垂直通道中，并与流过通道的气流交叉。每一管排包括彼此隔开并且实质上在同一平面延伸的倾斜管部和回弯管部。该倾斜管部取代现有技术中的水平管部，从而当蒸汽发生器停机时，使水非常容易地从热交换器中排出。

根据本发明的热交换器结构框架，蛇形管组以允许发生热膨胀和收缩的方式被支撑，该方式不会导致管道系统扭曲及弯垂以及因此在蒸汽发生器停机时所形成的容易聚集水的低洼处。该结构框架包括成对的垂直和斜向延伸的第一支撑件组，该第一支撑件组贴近地跨装在倾斜管部上。该垂直结构框架由成对的垂直延伸的第一支撑件形成，该第一支撑件通过第二支撑件或跨装在倾斜管部之间延伸的横向横杆刚性连接。该斜向结构框架由成对的斜向延伸的第一支撑件形成，该第一支撑件通过第二支撑件或跨装在倾斜管部之间延伸的侧压支座刚性连接。该斜向结构框架将热交换器支撑负荷传递到罩着热交换器的垂直通道的壁上。该结构框架在倾斜管部之间保持间隔，防止相邻管表面之间的直接接触，但是不附着在被跨装的管部上，这样就提供了足够宽松的管支撑配合，以允许由于该结构框架的不同的膨胀和收缩率产生的管自由移动，从而防止管的扭曲和弯垂以及聚集水的低洼处的形成。

通过对优选实施例的详细描述、尤其是参考相应的附图的理解，本发明的这些以及其它特征和优点将被更好地理解，且将更容易认识到其优点。

附图说明

图1是包括本发明具体实施方式的热交换器的蒸汽发生器的示意性剖面侧视图；

图2是热交换器、以及其管组和支撑件的局部剖面侧视图；

图3是热交换器管组和支撑件的局部立体图；

图4是沿图3中线4-4得到的垂直支撑件以及横向横杆的局部放大图；

图5是沿图4中线5-5得到的垂直支撑件以及横向横杆的局部放大侧视图；

图6是沿图3中线6-6得到的斜向支撑件和侧压支座的局部放大剖视图；以及

图7是沿图6中线7-7得到的斜向支撑件和侧压支座的局部放大侧视图。

具体实施方式