[发明专利]一种夹层承压与隔热的640℃至650℃高温蒸汽管道

说明书

本发明提供了一种夹层承压与隔热的640℃至650℃高温蒸汽管道，包括由内至外依次设置的管道内层壁、绝热层、管道中层壁、环形夹层、管道外层壁，所述管道内层壁、绝热层和管道中层壁组成管道复合壁；所述管道内层壁采用奥氏体钢制成，所述管道中层壁和管道外层壁采用P92钢或P91钢制成；所述绝热层采用耐高温绝热材料制成；蒸汽在管道内层壁构成的圆形管道中流动，夹层承压流体在环形夹层中流动，夹层承压流体的流动方向与蒸汽的流动方向相反。本发明采用奥氏体钢、绝热材料与P92或P91钢构成的多层壁以及环形夹承压与隔热的管道结构替代全部奥氏体钢的单层壁管道，大大降低了640℃至650℃高温蒸汽管道的造价。

技术领域

本发明涉及一种夹层承压与隔热的640℃至650℃高温蒸汽管道，属于发电厂热力系统技术领域。

背景技术

对于蒸汽温度范围为640℃至650℃、蒸汽压力范围为2MPa至40MPa、发电机组功率范围为600MW至1350MW的高温蒸汽管道，其工作温度超过620℃。制造与焊接性能好的P92钢的工作温度的上限为620℃，P91钢的工作温度的上限为600℃，这两种钢管无法在蒸汽温度为640℃至650℃的高温蒸汽管道上使用。

640℃至650℃高温蒸汽管道的现有技术方案，是采用奥氏体钢单层壁管道结构。采用奥氏体钢制造640℃至650℃高温蒸汽管道，面临的技术难题是奥氏体钢高温蒸汽管道的制造与焊接的技术难度大，造价昂贵。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以节省奥氏体钢的使用量，降低造价的640℃至650℃高温蒸汽管道。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种夹层承压与隔热的640℃至650℃高温蒸汽管道，其特征在于：包括由内至外依次设置的管道内层壁、绝热层、管道中层壁、环形夹层、管道外层壁，所述管道内层壁、绝热层和管道中层壁组成管道复合壁；

所述管道内层壁采用奥氏体钢制成，所述管道中层壁和管道外层壁采用P92钢或P91钢制成；所述绝热层采用耐高温绝热材料制成；

温度为640℃至650℃、压力为2MPa至40MPa的蒸汽在管道内层壁构成的圆形管道中流动，用于降低管道复合壁的内外压差的夹层承压流体在环形夹层中流动，夹层承压流体的流动方向与蒸汽的流动方向相反。

优选地，所述640℃至650℃高温蒸汽管道适用于蒸汽温度范围为640℃至650℃、蒸汽压力范围为2MPa至40MPa、发电机组功率范围为600MW至1350MW的工况。

优选地，所述环形夹层内设有用于防止管道中层壁与管道外层壁相接触的非整圈环形垫块；沿环形夹层中心线每隔4m至16m设置一个非整圈环形垫块；

每个非整圈环形垫块由2～4个弧形垫块均匀布置于环形夹层内组成，相邻弧形垫块之间设有间隙；弧形垫块由P92钢或P91钢制成。

优选地，所述非整圈环形垫块的内直径为管道中层壁的外直径D3，非整圈环形垫块的外直径为管道外层壁的内直径D4，非整圈环形垫块沿圆周方向的宽度为10mm至50mm，非整圈环形垫块沿轴向的长度为30mm至60mm。

优选地，所述夹层承压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，所述夹层承压流体包括但不限于过热蒸汽、超临界二氧化碳、氦气。

优选地，所述夹层承压流体的流速为0.3m/s至15m/s，所述夹层承压流体的流量为蒸汽流量的0.3％至5％。

优选地，所述640℃至650℃高温蒸汽管道为主蒸汽管道、一次再热蒸汽管道或二次再热蒸汽管道；

当夹层承压流体采用过热蒸汽时：