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(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種百萬(wàn)等級(jí)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(shù)：
目前，在百萬(wàn)等級(jí)超超臨界塔式鍋爐中主要應(yīng)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(lián)合開發(fā)，1995年6月被ASME接受，CODE CASE號(hào) 2199，2000年被納入ASTM A213標(biāo)準(zhǔn)，近年來在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。根據(jù)住友金屬及 V&M(瓦盧瑞克·曼內(nèi)斯曼鋼管公司)的資料介紹，T23鋼的可焊性很好，可不預(yù)熱焊接，焊后可不熱處理。但根據(jù)斜Y試驗(yàn)的結(jié)果表明T23鋼的預(yù)熱溫度至少達(dá)到100°C以上時(shí)，才能保證無裂紋，相關(guān)生產(chǎn)實(shí)踐也已表明T23鋼有一定的冷裂和再熱裂紋敏感傾向，可焊性并沒有理論上那么理想。至今，采用T23鋼制作的1000MW超超臨界塔式爐水冷壁已發(fā)生多次泄漏，迫切需要選用一種成熟的可焊性優(yōu)良的材料來替換用于制造水冷壁螺旋段的T23鋼。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠選出替代T23鋼來制作百萬(wàn)等級(jí)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(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)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，其特征在于，步驟為步驟I、根據(jù)常用規(guī)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(jì)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(qū)間的許用應(yīng)力值接近的未舍棄材料作為候選材料；步驟4、計(jì)算通過當(dāng)前候選材料制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(shè)計(jì)外徑，P為管子的設(shè)計(jì)壓力，S為當(dāng)前候選材料在與最高平均壁溫所對(duì)應(yīng)的許用應(yīng)力，圓整得到當(dāng)前候選材料所對(duì)應(yīng)的管子壁厚；步驟5、根據(jù)管子壁厚反向推算出與其對(duì)應(yīng)的管子最高允許溫度；步驟6、將管子最高允許溫度、當(dāng)前候選材料的抗氧化溫度分別與最高平均壁溫比較，考察余量能否滿足鍋爐安全可靠運(yùn)行需要，若不能，則將當(dāng)前候選材料定為舍棄材料， 返回步驟3，若能，則判斷采用當(dāng)前候選材料制作管子的制作工藝是否可行，若可行，則將當(dāng)前候選材料確定為最終制作材料，若不可行，則將當(dāng)前候選材料定為舍棄材料，返回步驟3。通過本發(fā)明提供的方法能夠選出替代T23鋼來制作百萬(wàn)等級(jí)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(wàn)等級(jí)超超臨界塔式鍋爐水冷壁不易泄漏。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以一優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說明如下。本發(fā)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(jù)常用規(guī)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(shè)計(jì)外徑。步驟2、計(jì)算出管子的最高平均壁溫。最高平均壁溫可通過常規(guī)的鍋爐水動(dòng)力計(jì)算公式計(jì)算得到，在本實(shí)施例中，采用超臨界鍋爐水動(dòng)力計(jì)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(qū)間的許用應(yīng)力值接近的未舍棄材料作為候選材料。步驟4、計(jì)算通過當(dāng)前候選材料制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(shè)計(jì)外徑，P為管子的設(shè)計(jì)壓力，S為當(dāng)前候選材料在與最高平均壁溫所對(duì)應(yīng)的許用應(yīng)力，再根據(jù)設(shè)計(jì)余量和加工余量等因素圓整得到當(dāng)前候選材料所對(duì)應(yīng)的
管子壁厚。步驟5、根據(jù)管子壁厚反向推算出與其對(duì)應(yīng)的管子最高允許溫度。推算公式為步驟 4中的最小壁厚計(jì)算公式tmin = O. 005*D+P*D/(2*S+P)，此時(shí)將管子的最小壁厚tmin取為管子壁厚，再結(jié)合管子設(shè)計(jì)外徑D及管子的設(shè)計(jì)壓力P，可以計(jì)算出許用應(yīng)力S，根據(jù)計(jì)算得到的許用應(yīng)力S在材料許用應(yīng)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(dāng)前候選材料的抗氧化溫度分別與最高平均壁溫比較，考察余量能否滿足鍋爐安全可靠運(yùn)行需要，若不能，則將當(dāng)前候選材料定為舍棄材料， 返回步驟3，若能，則判斷采用當(dāng)前候選材料制作管子的制作工藝是否可行，若可行，則將當(dāng)前候選材料確定為最終制作材料，若不可行，則將當(dāng)前候選材料定為舍棄材料，返回步驟3。 其中，最高允許溫度與最高平均壁溫之間的余量根據(jù)客戶要求確定，若客戶沒有要求，則根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，在本實(shí)施例中可以將余量定為15°C左右。而抗氧化溫度只要高于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(guó)內(nèi)某電廠1000MW塔式爐水冷壁螺旋段上部的設(shè)計(jì)參數(shù)如表I所示
權(quán)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，其特征在于，步驟為步驟I、根據(jù)常用規(guī)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(jì)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(qū)間的許用應(yīng)力值接近的未舍棄材料作為候選材料；步驟4、計(jì)算通過當(dāng)前候選材料制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(shè)計(jì)外徑，P為管子的設(shè)計(jì)壓力，S為當(dāng)前候選材料在與最高平均壁溫所對(duì)應(yīng)的許用應(yīng)力，圓整得到當(dāng)前候選材料所對(duì)應(yīng)的管子壁厚；步驟5、根據(jù)管子壁厚反向推算出與其對(duì)應(yīng)的管子最高允許溫度；步驟6、將管子最高允許溫度、當(dāng)前候選材料的抗氧化溫度分別與最高平均壁溫比較， 考察余量能否滿足鍋爐安全可靠運(yùn)行需要，若不能，則將當(dāng)前候選材料定為舍棄材料，返回步驟3，若能，則判斷采用當(dāng)前候選材料制作管子的制作工藝是否可行，若可行，則將當(dāng)前候選材料確定為最終制作材料，若不可行，則將當(dāng)前候選材料定為舍棄材料，返回步驟3。
全文摘要
本發(fā)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，其特征在于，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(qū)間的許用應(yīng)力值接近的未舍棄材料作為候選材料，計(jì)算得到管子最高允許溫度；判斷管子最高允許溫度、當(dāng)前候選材料的抗氧化溫度與最高平均壁溫之間的余量能否滿足鍋爐安全可靠運(yùn)行需要，若能，則判斷采用當(dāng)前候選材料制作管子的制作工藝是否可行，若可行，則將當(dāng)前候選材料確定為最終制作材料。通過本發(fā)明提供的方法能夠選出替代T23鋼來制作百萬(wàn)等級(jí)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(wàn)等級(jí)超超臨界塔式鍋爐水冷壁不易泄漏。
文檔編號(hào)F22B37/04GK102607008SQ20121002580
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月6日
發(fā)明者亓安芳, 盧小莉, 姚丹花, 張波, 徐雪元, 王崇斌, 王建泳 申請(qǐng)人:上海鍋爐廠有限公司