相對(duì)來(lái)說(shuō),直流鍋爐的水冷壁設(shè)計(jì)難度較大?直流鍋爐的水冷壁中的工質(zhì)是靠水泵壓頭作強(qiáng)制流動(dòng),不像自然循環(huán)鍋爐那樣總是布置成垂直上升管屏,而可以較自由地布置成各種型式，下圖為幾種基本型式：

水平環(huán)繞上升式水冷壁(或稱螺旋管圈水冷壁)對(duì)爐膛四周吸熱不均性不很敏感,允許工質(zhì)焓增大(達(dá)1200kJ/kg)?因無(wú)中間集箱,金屬耗量小些?但是,在安裝工地裝配的焊口多,安裝周期長(zhǎng)?這種型式的水冷壁在超臨界壓力和亞臨界壓力情況下均可應(yīng)用?

水平曲折上升式水冷壁(圖(g))對(duì)爐膛各面墻寬度的吸熱不均勻性也不敏感,易于組裝,但制造稍為復(fù)雜,阻力比前一種型式大?有許多彎頭,不易做成膜式水冷壁?

U型上升下降式?Ⅱ型上升下降式及多次上升下降管屏式水冷壁便于組裝,但不易疏水?因彎頭多,做膜式壁較麻煩?它們對(duì)沿寬度的吸熱不均性比較敏感?

多次上升式水冷壁(圖(c))易于組裝,易做成膜式水冷壁,易疏水,工質(zhì)一次上升之后有混合,但因有較多的集箱和不受熱的下降管,金屬耗量較大?

為了保證鍋爐水冷壁的安全,要求水冷壁在任何工況條件下管壁溫度都不能超溫,并且管子之間(特別是相鄰管子之間)的管壁溫度相差不能太大,以避免產(chǎn)生太大的熱應(yīng)力而造成破壞?

對(duì)垂直布置的水冷壁管而言,爐膛周界長(zhǎng)度?管子直徑?管間節(jié)距決定了它的質(zhì)量流速的大小?而管子直徑和節(jié)距的選擇都有一定的限制,例如管子的直徑過(guò)細(xì)會(huì)造成水冷壁管熱敏感性高,管子內(nèi)壁上的結(jié)垢和熱負(fù)荷的變化,使某些管子產(chǎn)生過(guò)大的管間流量偏差而使管子超溫?因此管子內(nèi)徑的選擇不宜過(guò)小?同時(shí)為了防止管間鰭片過(guò)熱燒損,管間節(jié)距不能太寬,一般以鰭端溫度與管子正面頂點(diǎn)溫度相等作為鰭片寬度選擇的原則?這樣一來(lái),在一定的爐膛周界情況下,如果直流鍋爐采用垂直布置的水冷壁管,管子直徑不能過(guò)細(xì),其管子根數(shù)基本固定,而為了保證水冷壁管子的安全,必須保證一定的工質(zhì)流量,所以垂直管圈的質(zhì)量流速大小是受到嚴(yán)格限制的?

爐膛周界尺寸的增加與鍋爐容量的增加是不成正比例的?容量較小的直流鍋爐水冷壁往往單位容量爐膛周界尺寸過(guò)大,水冷壁管子內(nèi)難以保證足夠的質(zhì)量流速?300MW容量的鍋爐水冷壁不能設(shè)計(jì)成一次垂直上升型管圈;600MW容量的鍋爐在負(fù)荷低于60%左右時(shí)質(zhì)量流速也顯得不足(這里指的是采用較粗的管子且無(wú)多次上升垂直管圈,即采用UP型一次上升水冷壁結(jié)構(gòu))?根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn),燃煤鍋爐水冷壁設(shè)計(jì)成一次上升垂直水冷壁管圈的極限容量最小應(yīng)該在為700MW以上.