CN1072344C - 控制并联管组流量按需分配的集箱预流器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种控制并联管组流量按需分配的集箱预流器，它装设于集箱内，其垂直于集箱轴线的截面积大小沿集箱轴向之变化，根据沿集箱轴向各支管流量按需分配的要求确定。本发明可进一步广泛用于公用事业、石油化工以及核发电领域，并为其安全可靠运行提供了先决条件，具有十分可观的经济价值。
Description
本发明涉及的是一种预流器，尤其是一种控制并联管组流量按需分配的集箱预流器，属于机械工程中的锅炉领域。
集箱是锅炉运行时流体分配和汇集的主要部件，由于集箱流量分配不均匀(即各并联支管内流量不等)或不能满足按需分配的现象长期困扰着专业人员，并直接影响到设备运行的安全性、可靠性、经济性。专业人员针对实践中各种类型的问题，常采用增大分配集箱内直径，尤其是汇集集箱的内直径；采用多点引入、多点引出集箱的连接系统；采用在流量偏大的并联管组内装节流管圈等技术；以及采用最新技术：即基于控制各并联管两端集箱内静压沿集箱长度不变原理，而设计出控制集箱内流分配和汇集均匀的导流板结构。这些技术和设计对于解决所针对类型的问题具有显著的效果。根据最新研究表明，集箱在锅炉运行中的这些问题可以归纳为：焓增偏差是结构不均匀、烟气侧热负荷分布不均匀和管组内流量分配不均匀影响的综合反映，尤其是热负荷的不均匀与流量偏差往往同时存在，而纯属流量偏差引起的焓增偏差的问题在受热面实际工作过程中是极少见的。解决并联管中流量的按需分配可有效地避免并联管组焓增的不均匀，进而可避免造成超温爆管事故，所以如何解决并联管中流量按需分配是现有技术中的一大不足和缺陷。根据对该领域文献的检索和分析研究，目前世界上还尚无有人对解决并联管中流量按需分配提出过技术方案。
本发明的目的在于克服现有技术中的不足和缺陷，提出了一个控制并联管组流量按需分配的集箱预流器的技术方案，提高了锅炉行的安全性、可靠性和经济性。
本发明的技术方案在于以并联管组内的焓增与并联管组的结构、烟气侧的热负荷以及并联管组内的流量有关的研究成果为基础，提出了在并联管组结构均匀的情况下，为保证各并联管组具有相同的焓增，热负荷高的支管内应分配到较多的质量流量，而热负荷较低的支管内应分配较少的质量流量，作为特例，即热负荷在均匀的情况下，应控制流量分配的均匀性。各并联支管内流量的多少取决于相应集箱间静压差，可通过改变集箱内沿轴向流通截面积来调节集箱内的轴向流速，进而通过控制集箱内静压的变化来控制各并联管组两端的压差和出入口阻力，最终实现各并联管组流量按需分配，消除并联管组间的焓增偏差。为了实现改变在等直径圆形集箱内沿轴向流通截面积来调节集箱内的轴向流速，本发明设计了装设在集箱内的预流器，预流器分内流式预流器和外流式预流器，其垂直于集箱轴线的截面积大小沿集箱轴向之变化，根据沿集箱轴向各支管流量按需分配的要求确定。要分配较大流量的支管，该支管所在预流器处的流通截面积应相应较大，此时，内流式预流器的截面积相应放大，外流式预流器的截面积则相应缩小；同理，要分配较小流量的支管，该支管所在预流器处的流通截面积应缩小，此时，内流式预流器的截面积相应缩小，外流式预流器截面积则应放大；对于要求流量均匀分配到支管的，内流式预流器截面积应随轴向流入方向线性减小，外流式预流器截面积应随轴向流入方向线性放大。预流器的支承方法分别为：内流式预流器外固设一外壳，外壳的外圆直接与集箱内圆固定配合，各支管到内流式预流器内孔通过内流管相通相连接；外流式预流器可以通过增设若干根定位杆支承连接，定位杆固定在集箱内圆和外流式预流器外圆之间。
本发明在锅炉领域内具有突出的实质性特点和显著的进步，提高了锅炉、发电机组等设备运行的安全可靠性，解决了专业人员长期未解决的技术难题，本发明的安全可靠性，为进一步广泛用于公用事业、石油化工以及核发电领域提供了先决条件，具有十分可观的经济价值。
以下将结合附图对本发明的实施提供详细描述和实施例：
图1内流式缩放型预流器结构示意图
图2内流式缩放型预流器剖视示意图
图3外流式放缩型预流器结构示意图
图4外流式放缩型预流器剖视示意图
图5内流式放缩型预流器结构示意图
图6内流式放缩型预流器剖视示意图
图7外流式缩放型预流器结构示意图
图8外流式缩放型预流器剖视示意图
图9内流式渐缩型预流器结构示意图
图10内流式渐缩型预流器剖视示意图
图11外流式渐扩型预流器结构示意图
图12外流式渐扩型预流器剖视示意图
如图1-12所示，本发明通过三组实施例来详细描述：可通过改变集箱内沿轴流通过截面积来调节轴向流速，进而通过控制集箱5内静压的变化来控制各并联管组两端的压差和出入阻力，最终实现各并联管组流量按需分配，消除并联管组的焓增偏差。本发明设计了装设在集箱5内的预流器，分内流式预流器1和外流式预流器2两类，内流式预流器1的截面积为同一处流量流通的截面积，外流式预流器2的截面积为同一处集箱5截面积减去流量流通的截面积的面积差，其垂直于集箱轴线的截面积大小沿集箱轴向之变化，根据沿集箱轴向各支管流量按需分配的要求确定。要分配较大流量的支管6，该支管6处的流量流通截面积应相应较大，并以此为依据，进一步确定内流式预流器1或外流式预流器2的截面积。预流器的支承方式为：内流式预器1外固设一外壳4，外壳4的外圆与集箱5内圆固定配合，各支管6到内流式预流器1内孔通过内流管7相通相连接；外流式预流器2可以通过增设若干根定位杆3支承连接，定位杆3固定在集箱5内圆和外流式预流器2之间。
实施例一：要求集箱内两端并联管组流量大，集箱中部流量小的流量分配
如图1、图2所示，实现实施例一的这种流量分配的结构形式为内流式缩放型预流器时，其垂直于轴向的流量流通截面积先大，逐步缩小，接近集箱中部时较小，过中部后再逐步放大；如图3、图4所示，为外流式缩放型预流器，其垂直于轴向的流量流通截面积也是先大，逐步缩小，接近集箱中部时较小，过中部后再逐步放大，而外流式放缩型预流器沿轴向本身的截面积却先小，逐步放大，接近集箱中部时较大，过中部后再逐步缩小。
实施例二：要求集箱内两端并联管组流量小，集箱中部流量尽量大的流量分配
如图5、图6所示，实现实施例二这种流量分配的结构形式为内流式放缩型预流器，其垂直于轴向的流量流通截面积先小，逐步扩大(入口导流段除外)，接近集箱中部时最大，过中部后再逐步缩小；如图7、图8所示，为外流式缩放型预流器，其垂直于轴向的流量流通截面积也是先小，逐步扩大(入口导流段除外)，接近集箱中部时最大，过中部后再逐步缩小，而外流式缩放型预流器沿轴向本身的截面积却先大逐步缩小，(入口导流段除外)，接近中部时最小(理论上可以为零，结构上可以制得尽量得小)，过中部后再逐步放大。
实施例三：要求集箱上并联管组沿轴向流量逐渐减小或保护均匀不变的流量分配
如图9、10所示，实现实施例三这种流量分配的结构形式为内流式渐缩型预流器，其垂直于轴向的流量流通截面积为逐渐缩小；如图11、图12所为外流式渐扩型预流器，其垂直于轴向的流量流通截面积也是逐渐缩小，而外流式渐扩预流器沿轴向本身的截面积却是逐渐扩大。
Claims (2)
1、一种控制并联管组流量按需分配的集箱预流器，其特征在于所述刊号的这种控制并联管组流量按需分配的集箱预流器装设在集箱(5)内，其垂直于集箱轴线的截面积大小沿集箱轴向之变化，根据沿集箱轴向各支管流量按需分配的要求确定。
2、根据权利要求1所述的这种控制并联管组流量按需分配的集箱预流器，其特征还在于支承方式为：内流式预流器(1)外固设一外壳(4)，外壳(4)的外圆直接与集箱(5)内圆固定配合，各支管到内流式预流器(1)内孔通过内流管(7)相通相连接；外流式预流器可以通过增设若干根定位杆(3)支承连接，定位杆(3)固定在集箱(5)内圆和外流式预流器(2)外圆之间。
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