[发明专利]一种夹层流体冷却的多层壁高参数主蒸汽管道

权利要求书

1.一种夹层流体冷却的多层壁高参数主蒸汽管道，其特征在于：包括采用镍基合金制造的管道内层壁(1)及采用奥氏体钢制造的管道外层壁(4)，管道外层壁(4)同轴设于管道内层壁(1)外侧，管道内层壁(1)和管道外层壁(4)之间形成环形夹层(2)；

温度为660℃～760℃、压力为24MPa～45MPa的主蒸汽在管道内层壁(1)构成的圆形管道中流动，冷却流体在环形夹层(2)中流动，冷却流体的流动方向与主蒸汽的流动方向相反。

2.如权利要求1所述的一种夹层流体冷却的多层壁高参数主蒸汽管道，其特征在于：所述环形夹层(2)内设有非整圈环形垫块(3)；沿环形夹层(2)中心线每隔2m～10m，设置一个非整圈环形垫块(3)；

每个非整圈环形垫块(3)由3～6个弧形垫块均匀布置于环形夹层(2)内组成，相邻弧形垫块之间设有间隙；弧形垫块的数量为3～6个，弧形垫块由耐高温的非金属保温材料制成。

3.如权利要求1或2所述的一种夹层流体冷却的多层壁高参数主蒸汽管道，其特征在于：所述非整圈环形垫块(3)的内直径为管道内层壁(1)的外直径，非整圈环形垫块(3)的外直径为管道外层壁(4)的内直径；非整圈环形垫块(3)沿圆周方向的宽度为10mm～50mm，非整圈环形垫块(3)沿轴向的长度为30mm～100mm。

4.如权利要求1所述的一种夹层流体冷却的多层壁高参数主蒸汽管道，其特征在于：所述管道外层壁(4)的外表面设有保温层(5)，保温层(5)紧贴管道外层壁(4)的外表面设置。

5.如权利要求4所述的一种夹层流体冷却的多层壁高参数主蒸汽管道，其特征在于：所述保温层(5)外表面设有保护层(6)，保护层(6)为铝合金或镀锌钢制成，保护层(6)的厚度为0.5mm～1.5mm。

6.如权利要求1所述的一种夹层流体冷却的多层壁高参数主蒸汽管道，其特征在于：依据管道内层壁(1)内主蒸汽流量和主蒸汽流速范围为40m/s～60m/s的限制，设计管道内层壁(1)的内直径D1；

依据管道内层壁(1)内进口主蒸汽温度和管道内层壁(1)的内外压差，确定管道内层壁(1)的厚度，管道内层壁(1)的厚度δ1为5mm～15mm；

管道内层壁(1)的外直径D2为：D2＝D1+2δ1；

管道外层壁(4)的内直径D3大于管道内层壁(1)的外直径D2，依据环形夹层(2)内冷却流体的流速和流量确定管道外层壁(4)的内直径D3；

依据冷却流体的进口压力与出口温度，确定管道外层壁(4)的厚度，管道外层壁(4)的厚度δ2为20mm～60mm。

7.如权利要求1所述的一种夹层流体冷却的多层壁高参数主蒸汽管道，其特征在于：所述管道内层壁(1)内出口蒸汽温度为汽轮机进口额定主蒸汽温度，所述管道内层壁(1)内进口蒸汽温度为锅炉末级过热器额定出口温度；

所述管道内层壁(1)内出口蒸汽压力为汽轮机进口额定主蒸汽压力，所述管道内层壁(1)内进口蒸汽压力为锅炉末级过热器额定出口压力。

8.如权利要求1所述的一种夹层流体冷却的多层壁高参数主蒸汽管道，其特征在于：所述冷却流体包括但不限于过热蒸汽、超临界二氧化碳、氦气。

9.如权利要求1所述的一种夹层流体冷却的多层壁高参数主蒸汽管道，其特征在于：所述冷却流体由发电厂内部系统或外部系统提供，以一段或多段进入和流出所述环形夹层(2)；

所述环形夹层(2)内，冷却流体的进口压力等于或小于主蒸汽压力，冷却流体的流速为0.2m/s～10m/s，冷却流体的流量为主蒸汽流量的1％～8％，冷却流体的出口温度不超过650℃。

10.如权利要求9所述的一种夹层流体冷却的多层壁高参数主蒸汽管道，其特征在于：所述冷却流体采用以下两种方法的其中之一提供：

一、冷却流体采用由发电厂内部系统的锅炉提供的过热蒸汽，离开环形夹层(2)的过热蒸汽，进入与所述过热蒸汽温度最相近的锅炉中间过热器；

二、冷却流体采用由外部系统提供的超临界二氧化碳或氦气，离开环形夹层(2)的超临界二氧化碳或氦气温度升高，用于驱动二氧化碳透平或氦气透平进行发电。