一種超超臨界塔式鍋爐水冷壁螺旋段上部材料選擇方法
2023-06-03 02:34:26 4
專利名稱：一種超超臨界塔式鍋爐水冷壁螺旋段上部材料選擇方法
技術領域：
本發明涉及一種百萬等級超超臨界塔式鍋爐水冷壁螺旋段上部材料的選擇方法。
背景技術：
目前，在百萬等級超超臨界塔式鍋爐中主要應用的水冷壁螺旋段上部材料為T23 鋼，該材料由日本三菱重工和住友金屬聯合開發，1995年6月被ASME接受，CODE CASE號 2199，2000年被納入ASTM A213標準，近年來在國內外得到了廣泛應用。根據住友金屬及 V&M(瓦盧瑞克·曼內斯曼鋼管公司)的資料介紹，T23鋼的可焊性很好，可不預熱焊接，焊後可不熱處理。但根據斜Y試驗的結果表明T23鋼的預熱溫度至少達到100°C以上時，才能保證無裂紋，相關生產實踐也已表明T23鋼有一定的冷裂和再熱裂紋敏感傾向，可焊性並沒有理論上那麼理想。至今，採用T23鋼製作的1000MW超超臨界塔式爐水冷壁已發生多次洩漏，迫切需要選用一種成熟的可焊性優良的材料來替換用於製造水冷壁螺旋段的T23鋼。
發明內容
本發明的目的是提供一種能夠選出替代T23鋼來製作百萬等級超超臨界塔式鍋爐水冷壁螺旋段上部的材料的方法。為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了一種超超臨界塔式鍋爐水冷壁螺旋段上部材料選擇方法，其特徵在於，步驟為步驟I、根據常用規格，初步確定超超臨界塔式鍋爐水冷壁螺旋段上部的管子外徑;步驟2、計算出管子的最高平均壁溫；步驟3、將與T23鋼在超超臨界塔式鍋爐水冷壁的使用溫度區間的許用應力值接近的未捨棄材料作為候選材料；步驟4、計算通過當前候選材料製得的管子的最小壁厚tmin = O. 005*D+P*D/ (2*S+P)，其中，D為管子設計外徑，P為管子的設計壓力，S為當前候選材料在與最高平均壁溫所對應的許用應力，圓整得到當前候選材料所對應的管子壁厚；步驟5、根據管子壁厚反向推算出與其對應的管子最高允許溫度；步驟6、將管子最高允許溫度、當前候選材料的抗氧化溫度分別與最高平均壁溫比較，考察餘量能否滿足鍋爐安全可靠運行需要，若不能，則將當前候選材料定為捨棄材料， 返回步驟3，若能，則判斷採用當前候選材料製作管子的製作工藝是否可行，若可行，則將當前候選材料確定為最終製作材料，若不可行，則將當前候選材料定為捨棄材料，返回步驟3。通過本發明提供的方法能夠選出替代T23鋼來製作百萬等級超超臨界塔式鍋爐水冷壁螺旋段上部的材料，從而解決T23鋼可焊性不理想的問題，使得百萬等級超超臨界塔式鍋爐水冷壁不易洩漏。
具體實施例方式為使本發明更明顯易懂，茲以一優選實施例作詳細說明如下。本發明提供了一種超超臨界塔式鍋爐水冷壁螺旋段上部材料選擇方法，步驟為步驟I、根據常用規格，初步確定超超臨界塔式鍋爐水冷壁螺旋段上部的管子外徑，該管子外徑為設計外徑。步驟2、計算出管子的最高平均壁溫。最高平均壁溫可通過常規的鍋爐水動力計算公式計算得到，在本實施例中，採用超臨界鍋爐水動力計算程序。步驟3、將與T23鋼在超超臨界塔式鍋爐水冷壁的使用溫度區間的許用應力值接近的未捨棄材料作為候選材料。步驟4、計算通過當前候選材料製得的管子的最小壁厚tmin = O. 005*D+P*D/ (2*S+P)，其中，D為管子設計外徑，P為管子的設計壓力，S為當前候選材料在與最高平均壁溫所對應的許用應力，再根據設計餘量和加工餘量等因素圓整得到當前候選材料所對應的
管子壁厚。步驟5、根據管子壁厚反向推算出與其對應的管子最高允許溫度。推算公式為步驟 4中的最小壁厚計算公式tmin = O. 005*D+P*D/(2*S+P)，此時將管子的最小壁厚tmin取為管子壁厚，再結合管子設計外徑D及管子的設計壓力P，可以計算出許用應力S，根據計算得到的許用應力S在材料許用應力表查出材料最高允許溫度。步驟6、將管子最高允許溫度、當前候選材料的抗氧化溫度分別與最高平均壁溫比較，考察餘量能否滿足鍋爐安全可靠運行需要，若不能，則將當前候選材料定為捨棄材料， 返回步驟3，若能，則判斷採用當前候選材料製作管子的製作工藝是否可行，若可行，則將當前候選材料確定為最終製作材料，若不可行，則將當前候選材料定為捨棄材料，返回步驟3。 其中，最高允許溫度與最高平均壁溫之間的餘量根據客戶要求確定，若客戶沒有要求，則根據經驗確定，在本實施例中可以將餘量定為15°C左右。而抗氧化溫度只要高於最高平均壁溫就可以。若步驟3的所有候選材料都不滿足要求，則返回步驟I。國內某電廠1000MW塔式爐水冷壁螺旋段上部的設計參數如表I所示
權利要求
1.一種超超臨界塔式鍋爐水冷壁螺旋段上部材料選擇方法，其特徵在於，步驟為步驟I、根據常用規格，初步確定超超臨界塔式鍋爐水冷壁螺旋段上部的管子外徑； 步驟2、計算出管子的最高平均壁溫；步驟3、將與T23鋼在超超臨界塔式鍋爐水冷壁的使用溫度區間的許用應力值接近的未捨棄材料作為候選材料；步驟4、計算通過當前候選材料製得的管子的最小壁厚tmin = O. 005*D+P*D/(2*S+P)， 其中，D為管子設計外徑，P為管子的設計壓力，S為當前候選材料在與最高平均壁溫所對應的許用應力，圓整得到當前候選材料所對應的管子壁厚；步驟5、根據管子壁厚反向推算出與其對應的管子最高允許溫度；步驟6、將管子最高允許溫度、當前候選材料的抗氧化溫度分別與最高平均壁溫比較， 考察餘量能否滿足鍋爐安全可靠運行需要，若不能，則將當前候選材料定為捨棄材料，返回步驟3，若能，則判斷採用當前候選材料製作管子的製作工藝是否可行，若可行，則將當前候選材料確定為最終製作材料，若不可行，則將當前候選材料定為捨棄材料，返回步驟3。
全文摘要
本發明提供了一種超超臨界塔式鍋爐水冷壁螺旋段上部材料選擇方法，其特徵在於，步驟為將與T23鋼在超超臨界塔式鍋爐水冷壁的使用溫度區間的許用應力值接近的未捨棄材料作為候選材料，計算得到管子最高允許溫度；判斷管子最高允許溫度、當前候選材料的抗氧化溫度與最高平均壁溫之間的餘量能否滿足鍋爐安全可靠運行需要，若能，則判斷採用當前候選材料製作管子的製作工藝是否可行，若可行，則將當前候選材料確定為最終製作材料。通過本發明提供的方法能夠選出替代T23鋼來製作百萬等級超超臨界塔式鍋爐水冷壁螺旋段上部的材料，從而解決T23鋼可焊性不理想的問題，使得百萬等級超超臨界塔式鍋爐水冷壁不易洩漏。
文檔編號F22B37/04GK102607008SQ20121002580
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月6日 優先權日2012年2月6日
發明者亓安芳, 盧小莉, 姚丹花, 張波, 徐雪元, 王崇斌, 王建泳 申請人:上海鍋爐廠有限公司