[发明专利]用于将装配体材料结合地连接在带有相对于焊炬管中心轴线偏心布置的焊丝嘴的蒸汽发生器管内的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于材料结合地将装配体连接在蒸汽发生器管内的设备。

背景技术

蒸汽发生器是一种封闭的加热容器或压力管系统，其用于产生高温高压蒸汽以用于供热目的和驱动目的（例如，用于驱动蒸汽涡轮机）。在特别高的蒸汽功率和蒸汽压力下，例如在电厂中发电时，在此使用水管锅炉，其中通常为水的流动介质处在蒸汽发生器管内。即便在燃烧固体的情况下也可使用水管锅炉，因为在其中通过燃烧各种原料产生热能的燃烧室可由于管壁的布置而任意地构造。

在水管锅炉的结构类型中的此类蒸汽发生器因此包括燃烧室，所述燃烧室的周壁至少部分地由管壁即气密地焊接的蒸汽发生器管形成。在流动介质侧，此蒸汽发生器管作为蒸汽加热面首先形成蒸发器，在所述蒸发器中引入未蒸发的介质且将其蒸发。蒸发器在此通常布置在燃烧室的最热的区域内。所述蒸发器在流动介质侧必要时在后面连接用于将水和蒸汽分离的装置和过热器，在所述过热器中蒸汽在其汽化温度之上被进一步加热，以在随后的例如蒸汽涡轮机的热机中实现高的工作效率。蒸发器可在流动介质侧前接以预热器（所谓的节能器），所述预热器通过利用废热或余热将供水预热，且因此也提高了整个设备的效率。

对于蒸汽发生器内的蒸发器加热面，使用光滑管或内肋管。内肋管可在要促使流动介质在蒸汽发生器管内的流动出现旋流时使用，所述旋流导致流体在蒸汽发生器管的内表面上的速度更高。在此，内肋管的使用可由于多种原因而要求，例如在全负荷下蒸发器的低质量流密度的情况中。即便在高热流密度下（例如，在鼓式锅炉中）也可能需要使用内肋管：在此，存在汽膜沸腾的风险，即在蒸汽发生器管的内侧形成蒸汽膜，所述蒸汽膜与在气泡沸腾时良好混合的液体相反具有高的绝热效应。这导致在保持相同的热流密度时壁温度可能明显升高，这可引起加热面的破坏。此外，可通过内肋管避免在正常负荷运行中（例如在螺旋布管的蒸汽发生器中的最小负荷情况下）的流动分层（水相和蒸汽相）。

管的内肋化根据现有技术以冷拉过程制造。根据目前的技术水平，内肋管可仅以最大铬含量为5%的材料制造。如果要求使用由更高的铬合金钢制造的内肋管，例如通过蒸汽参数的进一步升高而提高效率，则不能以现行的过程制造内肋管。在此情况中，可为光滑管分开地提供相应的产生旋流的装配体。此装配体可独立于光滑管地且因此也由不同的材料制造。

发明内容

现在，本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于将装配体材料结合地连接在蒸汽发生器管内的设备，所述设备实现了如此制造的蒸汽发生器管的技术上特别简单的制造过程和特别低的维修需求。

根据本发明，此技术问题通过使所述设备包括一种焊接设备来解决，所述焊接设备包括焊丝供给装置和焊接气体供给装置以及焊炬头，其中焊炬管与焊炬头刚性连接，且焊炬头的焊丝嘴相对于焊炬管的中心轴线偏心地布置。

本发明在此出于如下考虑，即，可特别地通过使得即使在发电厂运行时在加热面管的整个使用寿命期间都能保持在其位置上的装配体而实现了带有装配体的蒸汽发生器管的特别低的维修需求。为此，提供了装配体在蒸汽发生器管内的附加的固定。为特别可靠地连接，蒸汽发生器管和装配体通过焊接连接。但在此应考虑由于安装情况而导致的在蒸汽发生器管内的有限的空间。焊接设备内的焊丝供给装置和焊接气体供给装置应布置在外部，而焊接设备的焊丝最还要能到达蒸汽发生器管内部内的焊点。这可通过使焊炬管与焊炬头刚性连接且将焊丝嘴相对于焊炬管的中心轴线偏心地布置来实现。

通过以上所建议的设备的构造，可将焊炬头通过焊炬管引入到带有装配体的蒸汽发生器管内且因此将二者相互焊接。为使焊炬头可达到在蒸汽发生器管的整个长度上的焊点，焊炬管的长度应选择为足够长。为此，焊炬管的长度有利地至少为待加工的蒸汽发生器管的长度的一半。因此，在从蒸汽发生器管两侧加工时可到达直至蒸汽发生器管中间的所有点。如果加工要快速进行，即仅从蒸汽发生器管的一侧进行，那么焊炬管的长度应相应地选择为更长，即大致等于待加工的蒸汽发生器管的长度。替代地，可使用两个焊接设备从管的两侧同时焊接。

为进行焊接过程，必须将焊丝和焊接气体从相应的供给装置持续地供给到焊炬头。为在此由于蒸汽发生器管内的有限的空间不应要求另外的供给管道，在有利的构造中焊丝和焊接气体由焊接设备通过焊炬管引导到焊炬头。因此特别地节约了空间且实现了技术上简单的焊接设备的构造。

通过使蒸汽发生器管在焊接过程期间被稳定地支承，可实现特别简单的焊接过程。但为使焊炬头可到达蒸汽发生器管内的每个点以进行焊接，焊炬头有利地围绕焊炬管的中心轴线以可旋转的方式支承。以此，可到达处于每个空间角度下的焊点。