直流鍋爐水冷壁
直流鍋爐與汽包鍋爐相比較, 最大區別在爐膛水冷壁方面。
直流鍋爐水冷壁的迴圈倍率通常只有1 或小於1( 當過熱器減溫水量較大時), 因此流經水冷壁的迴圈流量遠低於汽包鍋爐, 大約只有自然迴圈鍋爐的 1/4 , 控制迴圈鍋爐的1/2。
這個特點決定了直流鍋爐水冷壁需要採用較小的管徑和特殊的管圈型式, 例如採用螺旋管圈或小直徑垂直管圈等等, 以便確保管內有足夠高的品質流速, 保證冷卻管壁, 使其不超溫。
直流鍋爐沒有汽包, 這意味著必須採用強制迴圈。 另外, 由於在水冷壁蒸發系統與過熱器系統之間沒有分界點, 其蒸發結束點是隨著不同的負荷移動的,並且也可通過不同的煤/ 水比進行調節, 因此其出口汽溫也就容易達到。
直流鍋爐水冷壁的結構型式有許多種, 但目前廣為流行的主要有以下 3 種:
( 1 ) 螺旋管圈型;
( 2 ) 一次垂直上升型;
( 3 ) 多次垂直上升型。
對於當代作變壓運行的超臨界機組, 採用螺,旋管圈佔多數。
螺旋管圈水冷壁
螺旋管圈水冷壁結構如圖所示。
爐水從冷灰鬥底部水冷壁人口聯箱進人, 通過數百根平列管作一定傾斜角 a 的螺旋型盤繞上升至爐膛中上部, 進人中間混合集箱, 然後再次進人爐膛上部垂直管組, 上升至爐頂出口集箱為止。
採用螺旋管圈的優點主要是 3 條:
（1 ) 可以採用合適的管徑和壁厚, 滿足較高的品質流速, 從而確保水冷壁的安全冷卻;
( 2 ) 對爐膛燃燒或局部結渣引起的熱負荷偏差不太敏感, 從而使水冷壁出口溫差大大減小(相對於一次垂直上升管圈而言)；
( 3 ) 可以容易地滿足變壓運行要求, 因為它不存在雙相流體分配的嚴重問題, 並且在壓力較低時水動力也還十分穩定, 傳熱也相當可靠。
以上 3 條優點對於提高直流鍋爐水冷壁的安全性及對負荷的適應性是十分重要的, 因此,在此基礎上設計的水冷壁可以放心地使用於超臨界或亞臨界機組, 特別是變壓運行機組。
螺旋管圈的製造
製造螺旋管圈的難點主要在以下 3 個方面：
（1）燃燒器水冷套。 配四角佈置燃燒器的特點是燃燒器比較高大， 300Mw鍋爐約 8 m， 600 MW鍋爐達 12 m， 而水冷壁基本上是水準方向的， 因此要繞過高大的燃燒器就很困難， 其水冷套結構比較複雜。
（2）過渡段。 過渡段螺旋水冷壁出口與上部垂直管之間的連接件稱為過渡段， 這裡包括大量的內孔小 R 鍛件及管子的引進引出， 過渡段的結構比較複雜， 需要精細組合， 控制外形尺寸， 並防止焊接變形。 部件製造後需要相互拼裝， 以消除超標誤差。
（3）冷灰鬥。 帶螺旋管圈的冷灰鬥設計和製造都較複雜， 因為冷灰鬥是立體的， 四面牆結構又不同， 因此管子的排列與節距都有變化。
（4）螺旋管圈轉角彎頭。 有的用戶要求螺旋管圈在爐膛轉角區採用帶彎頭的結構， 以便減少工地上的安裝焊口， 為此需要對膜式水冷壁作有立體角的成排彎管， 這種彎管工藝需要專用工裝設備， 而且螺旋傾角 a 越大， 彎制也越困難， 對於工地安裝來說， 帶轉角彎頭的水冷壁雖然減少了焊口數量， 但工地組裝時，對口比較困難，不如不帶彎頭的方便。
螺旋管圈安裝
螺旋管圈安裝的複雜性主要表現在下面 3 個方面：
（1）工地對接焊口比較多，因為在爐膛轉角處每根管需要有 1~2 個焊口，在燃燒器水冷套部位也有較多安裝焊口．與垂直管圈水冷壁相比，工地焊口數約增加 30%~50%;
（2）水冷壁安裝過程需要嚴格控制過程誤差，防止最終誤差積累過大，螺旋水冷壁的安裝是一個立體的概念，因此上下左右誤差都應在安裝過程中加以控制，否則安裝到最後環節時可能因積累誤差過大而難於正確就位；
（3）螺旋水冷壁的剛性梁及支吊板的安裝要正確，防止因過分強力裝配而使支吊板受力不均勻。由於螺旋管圈的安裝要求比較高，所以要求製造廠製造時尺寸正確，作必要的拼裝試驗，消除超標誤差。工地安裝時應進行分段組裝成圈，從上至下分幾段吊裝。
螺旋管圈安裝
螺旋管圈安裝的複雜性主要表現在下面 3 個方面：
（1）工地對接焊口比較多，因為在爐膛轉角處每根管需要有 1~2 個焊口，在燃燒器水冷套部位也有較多安裝焊口．與垂直管圈水冷壁相比，工地焊口數約增加 30%~50%;
（2）水冷壁安裝過程需要嚴格控制過程誤差，防止最終誤差積累過大，螺旋水冷壁的安裝是一個立體的概念，因此上下左右誤差都應在安裝過程中加以控制，否則安裝到最後環節時可能因積累誤差過大而難於正確就位；
（3）螺旋水冷壁的剛性梁及支吊板的安裝要正確，防止因過分強力裝配而使支吊板受力不均勻。由於螺旋管圈的安裝要求比較高，所以要求製造廠製造時尺寸正確，作必要的拼裝試驗，消除超標誤差。工地安裝時應進行分段組裝成圈，從上至下分幾段吊裝。