專利名稱：至少一根集中下降管設(shè)置在爐膛中的循環(huán)流化床鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，特別是循環(huán)流化床鍋爐中汽包的集中下降
管的布置。
背景技術(shù)：
在自然循環(huán)的鍋爐中，汽包底部設(shè)有下降管，用于將汽包中的水引入到水冷壁下集箱中，其與汽包、爐膛水冷壁構(gòu)成鍋爐工質(zhì)的自然循環(huán)回路。鍋爐下降管分為分散下降管和集中下降管兩種。分散下降管直徑較小，工質(zhì)流動(dòng)阻力較高，汽包開孔也較多，大多應(yīng)用于小型低壓鍋爐；大型鍋爐上通常采用大直徑的集中下降管，直徑約為325 435mm，一般每臺(tái)鍋爐設(shè)有2 6，少數(shù)鍋爐達(dá)到8根，汽包開孔數(shù)大大減少，工質(zhì)流動(dòng)阻力小，布置簡單。由于自然循環(huán)的建立，利用的是下降管中的工質(zhì)與水冷壁中的工質(zhì)的密度差，因此，下降管不能受熱。對于循環(huán)流化床鍋爐，汽包通常布置在爐頂前側(cè)，集中下降管一般是沿爐膛前墻外側(cè)設(shè)置在爐前；同時(shí)，循環(huán)流化床鍋爐常采用爐前給煤方式，爐前需要布置多臺(tái)給煤機(jī)——多臺(tái)給煤機(jī)與多根集中下降管同時(shí)布置在爐前給鍋爐設(shè)計(jì)帶來較大的難度，而且給煤系統(tǒng)與下降管同時(shí)布置在爐前也給設(shè)備的檢修維護(hù)帶來了一定的困難。為解決以上問題，中國專利申請201010547661.8公開了一種新型亞臨界循環(huán)流化床鍋爐的布置結(jié)構(gòu)，將汽包位置由爐頂前側(cè)改到爐頂后側(cè)、靠近旋風(fēng)分離器，下降管沿爐膛后墻向下布置，以解決鍋爐給煤與下降管之間的布置空間緊張問題。但由于爐膛后墻外還設(shè)有旋風(fēng)分離器和返料器，因此下降管的布置仍然具有一定難度。隨著循環(huán)流化床鍋爐的大型化發(fā)展，汽包集中下降管的數(shù)量越來越多，鍋爐給煤系統(tǒng)與物料循環(huán)系統(tǒng)也越來越復(fù)雜，因此無論下降管布置在爐膛前側(cè)或后側(cè)都越來越困難。而且，由于鍋爐下降管設(shè)在爐膛外，而管內(nèi)流動(dòng)的是溫度遠(yuǎn)高于環(huán)境溫度的水，因此下降管需要進(jìn)行保溫，而且進(jìn)行保溫后下降管仍有一定的散熱量。中國專利ZL 200710151813.0公開了一種爐膛內(nèi)設(shè)有帶水冷柱的循環(huán)流化床鍋爐，水冷柱內(nèi)側(cè)空間與大氣直接相通時(shí)，其內(nèi)側(cè)須設(shè)置保溫材料，但由于柱內(nèi)空間有限，保溫材料的安裝難度較大；而且由于大型鍋爐中的水冷柱高度較高，需要在柱內(nèi)安裝剛性梁以增加水冷柱膜式水冷壁的強(qiáng)度，這也給水冷柱的設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)帶來了困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種循環(huán)流化床鍋爐集中下降管的布置方式，既可避免集中下降管與給煤系統(tǒng)或物料循環(huán)裝置爭奪布置空間，又可以簡化爐膛水冷柱內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還可以減少下降管的散熱量。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:根據(jù)本發(fā)明，提出了一種循環(huán)流化床鍋爐，包括:爐膛；汽包，所述汽包下方設(shè)置有多根集中下降管；水冷柱，所述水冷柱設(shè)置在爐膛中且由膜式水冷壁圍合而成，其中:至少一根集中下降管在豎直方向上延伸穿過所述水冷柱的內(nèi)部。
可選地，所有集中下降管在所述豎直方向上延伸穿過所述水冷柱的內(nèi)部。所述水冷柱的數(shù)量可為多根。有利地，每一根水冷柱內(nèi)布置一根集中下降管?？蛇x地，所述多根集中下降管包括設(shè)置在爐膛外部的集中下降管。例如，兩根集中下降管分別布置在爐膛的左側(cè)墻和右側(cè)墻的外側(cè)。而2根、4根或6根集中下降管可同時(shí)布置在水冷柱中。有利地，所述至少一根集中下降管沿所述豎直方向從所述汽包下方延伸并且在所述豎直方向上繼續(xù)延伸穿過所述水冷柱的內(nèi)部。在以上循環(huán)流化床鍋爐中，有利地，布置有集中下降管的水冷柱內(nèi)壁上固定有梳形板；布置在水冷柱中的集中下降管的外壁上固定有護(hù)圈；且所述梳形板抵靠對應(yīng)護(hù)圈的外周邊設(shè)置。進(jìn)一步地，抵靠同一護(hù)圈的相鄰梳形板之間具有通風(fēng)通道，和/或所述護(hù)圈通過肋板固定在所述集中下降管的外壁上、且所述肋板彼此間隔開。布置有集中下降管的水冷柱在所述豎直方向上的兩端設(shè)置有供空氣流入流出的通道，流入所述水冷柱內(nèi)的空氣的流量被控制以防止水冷柱內(nèi)的溫度升高。有利地，從所述水冷柱內(nèi)流出的空氣進(jìn)入一次風(fēng)管道或二次風(fēng)管道。有利地，布置有集中下降管的水冷柱內(nèi)壁上還固定有加固用剛性梁，所述剛性梁抵靠至少一個(gè)梳形板。通過下文中參照附圖對本發(fā)明所作的描述，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見，并可幫助對本發(fā)明有全面的理解。


本發(fā)明將參照附圖來進(jìn)一步詳細(xì)說明，其中:圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的水冷柱內(nèi)布置有集中下降管的循環(huán)流化床鍋爐的爐膛示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的集中下降管及管外水冷柱的局部放大示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的循環(huán)流化床鍋爐的俯視示意圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的循環(huán)流化床鍋爐的水冷柱與其中的集中下降管的放大橫截面示意圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的循環(huán)流化床鍋爐的俯視示意圖。
具體實(shí)施例方式雖然將參照含有本發(fā)明的較佳實(shí)施例的附圖充分描述本發(fā)明，但在此描述之前應(yīng)了解本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可修改本文中所描述的發(fā)明，同時(shí)獲得本發(fā)明的技術(shù)效果。因此，須了解以上的描述對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言為一廣泛的揭示，且其內(nèi)容不在于限制本發(fā)明所描述的示例性實(shí)施例。參見圖1-5，根據(jù)本發(fā)明的循環(huán)流化床鍋爐包括:爐膛10 ;汽包11，所述汽包下方設(shè)置有多根集中下降管12 ;水冷柱30，所述水冷柱設(shè)置在爐膛10中且由膜式水冷壁22圍合而成，其中:至少一根集中下降管12在豎直方向上延伸穿過所述水冷柱30的內(nèi)部。在集中下降管12較少的情況下或者存在多根水冷柱30足以容納所有集中下降管12的情況下，所有集中下降管在所述豎直方向上延伸穿過所述水冷柱的內(nèi)部。有利地，在存在多根水冷柱30的情況下，每一根水冷柱30內(nèi)可布置一根集中下降管12。所述水冷柱30的數(shù)量也可為一根。另外，需要指出的是，本發(fā)明的技術(shù)方案也包括水冷柱直接將爐膛完全分隔開的情形，這也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明利用了循環(huán)流化床鍋爐爐膛中的水冷柱30的柱內(nèi)空間，將全部或部分鍋爐集中下降管設(shè)置在水冷柱內(nèi)。由于集中下降管12在汽包11上的開孔應(yīng)盡量沿汽包長度方向均布，因此每個(gè)水冷柱30中不宜設(shè)置過多的集中下降管，依水冷柱橫截面尺寸的不同，每個(gè)水冷柱30中可設(shè)置I 4根集中下降管；當(dāng)爐膛水冷柱30不足以提供全部集中下降管所需的空間時(shí)，其余下降管12可沿汽包長度方向布置于爐膛10外。換言之，并非要求所有的集中下降管12都設(shè)置在水冷柱30內(nèi)，即所述多根集中下降管也可包括設(shè)置在爐膛10外部的集中下降管。具體地，如圖5中所示，兩根集中下降管12分別布置在爐膛的左側(cè)墻和右側(cè)墻的外側(cè)，而另外的2根、4根或6根集中下降管布置在水冷柱30中。為便于汽包11與集中下降管12的連接，汽包11可不再設(shè)置于爐膛10前墻上方或后墻上方，而是可置于水冷柱30的正上方。具體地，所述至少一根集中下降管12沿所述豎直方向從所述汽包11下方延伸并且在所述豎直方向上繼續(xù)延伸穿過所述水冷柱30的內(nèi)部。不過，需要專門指出的是，雖然在附圖中汽包11設(shè)置在水冷柱30的正上方，但是，在大直徑彎管技術(shù)可行的情況下，汽包11也可不設(shè)置在水冷柱30的正上方，該方案也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。在上述的循環(huán)流化床鍋爐中，有利地，參見圖2-5，布置有集中下降管12的水冷柱30的內(nèi)壁上固定有梳形板23 ;布置在水冷柱30中的集中下降管12的外壁上固定有護(hù)圈15 ;所述梳形板23抵靠對應(yīng)護(hù)圈15的外周邊設(shè)置。具體地，構(gòu)成水冷柱柱面的膜式水冷壁內(nèi)側(cè)，即背火面，固定多層水平的梳形板23，同時(shí)水冷柱30內(nèi)的集中下降管12上與梳形板23所在高度相對應(yīng)的位置固定有護(hù)圈15，安裝時(shí)將梳形板23頂住護(hù)圈15，使水冷柱30的膜式水冷壁22內(nèi)側(cè)與集中下降管12之間的距離固定，從而提高水冷柱30的膜式水冷壁22的強(qiáng)度。梳形板23和護(hù)圈15的層數(shù)根據(jù)爐膛高度和強(qiáng)度計(jì)算而定。此外，集中下降管12的管壁可適當(dāng)加厚，以提高強(qiáng)度，應(yīng)對支撐水冷柱30的膜式水冷壁22的需要。當(dāng)水冷柱30的橫截面積較小，每根水冷柱30內(nèi)置設(shè)置一根集中下降管12時(shí)，可使水冷柱30的膜式水冷壁22的內(nèi)側(cè)全部梳形板23都頂住集中下降管12的護(hù)圈15。當(dāng)水冷柱30內(nèi)設(shè)置多根集中下降管12、集中下降管12的管間距離較大時(shí)，部分梳形板23與集中下降管12距離較遠(yuǎn)，則可通過局部設(shè)置剛性梁24來加固，所述剛性梁24通過梳形板23與水冷柱30的膜式水冷壁22相固定。由于水冷柱30中流動(dòng)的工質(zhì)與集中下降管12中流動(dòng)的工質(zhì)溫度同為汽包壓力所對應(yīng)的飽和水的溫度，因此水冷柱30的膜式水冷壁22與集中下降管12 二者之間溫差很小，只要使水冷柱30內(nèi)形成相對較封閉的空間，則水冷柱30內(nèi)側(cè)和柱內(nèi)的集中下降管12均不需要包裹保溫材料。為確保集中下降管12不被加熱，抵靠同一護(hù)圈15的相鄰梳形板23之間具有通風(fēng)通道31 ;和/或所述護(hù)圈15通過肋板32固定在所述集中下降管12的外壁上，且所述肋板32彼此間隔開。具體地，水冷柱30兩端設(shè)有供空氣流入流出的通道，柱內(nèi)有流量可控的空氣流過，使柱內(nèi)溫度不超過汽包壓力所對應(yīng)的飽和水溫度、保證集中下降管不受熱，確保鍋爐工質(zhì)自然循環(huán)的正常進(jìn)行。正常情況下空氣流量不會(huì)很大，因此集中下降管的散熱量很小。另外，該空氣流經(jīng)柱內(nèi)空間后，還可匯入一次風(fēng)或二次風(fēng)管道，帶走的熱量仍會(huì)進(jìn)入爐膛，不會(huì)成為系統(tǒng)的熱損失。將集中下降管12布置于爐膛內(nèi)側(cè)的水冷柱30內(nèi)，簡化了集中下降管12的布置，同時(shí)為給煤輸送系統(tǒng)及返料系統(tǒng)留出了充足的布置空間，以解決鍋爐給煤或返料與集中下降管之間的布置困難問題。利用本發(fā)明的布置方式，可以節(jié)省集中下降管布置空間，降低金屬材料耗量。此外，集中下降管從爐膛中部引出至水冷壁前后墻和側(cè)墻下集箱，進(jìn)一步提高了水冷壁下集箱的工質(zhì)分配均勻性，該布置方式提高了鍋爐水動(dòng)力安全性。而且，利用本發(fā)明的布置方式，采用更大口徑更少數(shù)量的集中下降管，簡化汽包加工工藝，降低加工與材料成本，增加汽包強(qiáng)度，降低工質(zhì)流動(dòng)阻力，使集中下降管布置簡單化。在詳細(xì)說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例之后，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可清楚的了解，在不脫離隨附權(quán)利要求的保護(hù)范圍與精神下可進(jìn)行各種變化與改變，且本發(fā)明亦不受限于說明書中所舉示例性實(shí)施例的實(shí)施方式。應(yīng)注意，措詞“包括”不排除其它元件或步驟，措詞“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。另外，權(quán)利要求的任何元件標(biāo)號(hào)不應(yīng)理解為限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種循環(huán)流化床鍋爐，包括: 爐膛； 汽包，所述汽包下方設(shè)置有多根集中下降管； 水冷柱，所述水冷柱設(shè)置在爐膛中且由膜式水冷壁圍合而成， 其中: 至少一根集中下降管在豎直方向上延伸穿過所述水冷柱的內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床鍋爐，其中: 所有集中下降管在所述豎直方向上延伸穿過所述水冷柱的內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的循環(huán)流化床鍋爐，其中: 所述水冷柱的數(shù)量為多根。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的循環(huán)流化床鍋爐，其中: 每一根水冷柱內(nèi)布置一根集中下降管。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的循環(huán)流化床鍋爐，其中: 所述水冷柱的數(shù)量為一根。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床鍋爐，其中: 所述多根集中下降管包括設(shè)置在爐膛外部的集中下降管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的循環(huán)流化床鍋爐，其中: 兩根集中下降管分別布置在爐膛的左側(cè)墻和右側(cè)墻的外側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的循環(huán)流化床鍋爐，其中: 2根、4根或6根集中下降管布置在水冷柱中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的循環(huán)流化床鍋爐，其中: 所述至少一根集中下降管沿所述豎直方向從所述汽包下方延伸并且在所述豎直方向上繼續(xù)延伸穿過所述水冷柱的內(nèi)部。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的循環(huán)流化床鍋爐，其中: 布置有集中下降管的水冷柱內(nèi)壁上固定有梳形板； 布置在水冷柱中的集中下降管的外壁上固定有護(hù)圈； 所述梳形板抵靠對應(yīng)護(hù)圈的外周邊設(shè)置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的循環(huán)流化床鍋爐，其中: 抵靠同一護(hù)圈的相鄰梳形板之間具有通風(fēng)通道；和/或 所述護(hù)圈通過肋板固定在所述集中下降管的外壁上，且所述肋板彼此間隔開。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的循環(huán)流化床鍋爐，其中: 布置有集中下降管的水冷柱在所述豎直方向上的兩端設(shè)置有供空氣流入流出的通道，流入所述水冷柱內(nèi)的空氣的流量被控制以防止水冷柱內(nèi)的溫度升高。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的循環(huán)流化床鍋爐，其中: 從所述水冷柱內(nèi)流出的空氣進(jìn)入一次風(fēng)管道或二次風(fēng)管道。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的循環(huán)流化床鍋爐，其中: 布置有集中下降管的水冷柱中還設(shè)有與梳形板配合的加固用剛性梁。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的循環(huán)流化床鍋爐，其中: 所述至少一根集中下降管沿所述豎直方向從所述汽包下方延伸并且在所述豎直方向上繼續(xù)延伸穿過 所述水冷柱的內(nèi)部。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種循環(huán)流化床鍋爐，包括爐膛；汽包，所述汽包下方設(shè)置有多根集中下降管；水冷柱，所述水冷柱設(shè)置在爐膛中且由膜式水冷壁圍合而成，其中至少一根集中下降管在豎直方向上延伸穿過所述水冷柱的內(nèi)部。利用本發(fā)明的技術(shù)方案，既可避免集中下降管與給煤系統(tǒng)或物料循環(huán)裝置爭奪布置空間，又可以簡化爐膛水冷柱內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還可以減少下降管的散熱量。
文檔編號(hào)F22B31/08GK103216809SQ201210018189
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者呂清剛, 高鳴, 宋國良, 張縵, 孫運(yùn)凱, 王小芳, 周托 申請人:中國科學(xué)院工程熱物理研究所