帶變截面水冷柱的循環(huán)流化床鍋爐爐膛的制作方法
【專利摘要】帶變截面水冷柱的循環(huán)流化床鍋爐爐膛，一種水冷柱，由水冷柱側(cè)壁圍合而成，水冷柱側(cè)壁由膜式水冷壁形成，膜式水冷壁的管內(nèi)自下而上通有工質(zhì)，所述水冷柱包括：水冷柱下部，所述水冷柱下部具有橫截面縮小部，所述橫截面縮小部具有在從下往上的方向上逐漸減小的橫截面積；以及水冷柱上部，其中：所述水冷柱上部與所述橫截面縮小部連接，橫截面縮小部在該連接處的橫截面與水冷柱上部在該連接處的橫截面相吻合。本發(fā)明也提出了一種爐膛，限定反應空間，其中所述爐膛中設(shè)置有沿豎直方向布置的上述水冷柱。
【專利說明】帶變截面水冷柱的循環(huán)流化床鍋爐爐膛

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及循環(huán)流化床鍋爐，尤其是大型循環(huán)流化床鍋爐爐膛。

【背景技術(shù)】
[0002]大型化與高參數(shù)化是循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，隨著鍋爐容量的增大，爐膛橫截面的不斷增大致使二次風難以到達爐膛中心；同時，隨著鍋爐蒸汽參數(shù)的提高，特別是提高到超臨界或超超臨界蒸汽參數(shù)時，爐膛的放熱容積較爐內(nèi)蒸發(fā)受熱面增加得更快，放熱和吸熱的不平衡增長導致受熱面的布置問題，因此，二次風的穿透與受熱面的布置問題成了制約循環(huán)流化床鍋爐向大型化與高參數(shù)化發(fā)展的主要技術(shù)瓶頸。
[0003]為解決二次風穿透問題，中國專利ZL 200710151813.0公開了一種帶水冷柱的循環(huán)流化床鍋爐爐膛，在爐膛布風板和頂棚之間設(shè)置由膜式水冷壁圍合而成的水冷柱，以增加爐膛受熱面，并通過該水冷柱向爐膛燃燒空間通入二次風。由于柱體內(nèi)側(cè)需布置二次風管道，需要一定的管道布置和檢修空間，決定了按常規(guī)設(shè)計的水冷柱橫截面尺寸會比較大，會導致呈環(huán)狀的爐膛燃燒空間的內(nèi)外壁之間的距離偏小，對爐內(nèi)物料流動摻混和爐膛上部屏式受熱面的布置存在不利影響。此外，當爐膛內(nèi)僅設(shè)置一個常規(guī)四方形水冷柱時，通常爐膛的四片側(cè)墻水冷壁下部均須向內(nèi)傾斜，才能形成了二次風噴入后所需的爐膛燃燒空間橫截面的漸增，使爐膛側(cè)墻水冷壁結(jié)構(gòu)設(shè)計與安裝都較為復雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題的至少一個方面，提出本發(fā)明的一種變截面水冷柱。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出一種水冷柱，由水冷柱側(cè)壁圍合而成，水冷柱側(cè)壁由膜式水冷壁形成，膜式水冷壁的管內(nèi)自下而上通有工質(zhì)，所述水冷柱包括:水冷柱下部，所述水冷柱下部具有橫截面縮小部，所述橫截面縮小部具有在從下往上的方向上逐漸減小的橫截面積；以及水冷柱上部，其中:所述水冷柱上部與所述橫截面縮小部連接，橫截面縮小部在該連接處的橫截面與水冷柱上部在該連接處的橫截面相吻合。
[0006]可選的，所述水冷柱上部的橫截面積以及橫截面保持不變。
[0007]可選的，所述橫截面縮小部的水冷柱側(cè)壁上設(shè)置有出風口。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種爐膛，限定反應空間，其中所述爐膛中設(shè)置有沿豎直方向布置的上述的水冷柱。
[0009]該爐膛可以為循環(huán)流化床鍋爐爐膛，包括爐膛側(cè)壁、頂棚、布風板以及設(shè)置在布風板和頂棚之間的上述的水冷柱，水冷柱的外側(cè)朝向爐膛燃燒空間，水冷柱側(cè)壁的下部設(shè)有向爐膛燃燒空間通入二次風的內(nèi)二次風口。通過在爐膛中設(shè)置一個或多個變截面的水冷柱，水冷柱下部橫截面較大，使水冷柱下部內(nèi)側(cè)有充足的空間可用于布置二次風管道和檢修；水冷柱上部橫截面較小，使水冷柱側(cè)壁與爐膛側(cè)壁之間的距離較遠，在水冷柱側(cè)壁上設(shè)置屏式受熱面時，有充裕的空間，避免了狹窄空間中設(shè)置屏式受熱面對爐膛上部流場的干擾和管屏過于靠近爐膛煙氣出口帶來的管屏磨損問題。
[0010]可選的，所述水冷柱下部包括所述橫截面縮小部以及豎直部，所述豎直部的橫截面積保持不變且位于橫截面縮小部與布風板之間。
[0011]可選的，所述橫截面縮小部位于布風板與水冷柱上部之間。
[0012]有利的，所述內(nèi)二次風口布置在所述橫截面縮小部的水冷柱側(cè)壁上。
[0013]可選的，所述水冷柱具有一對彼此平行的水冷柱側(cè)壁，所述一對彼此平行的水冷柱側(cè)壁在豎直方向上從布風板延伸到頂棚。有利的，與所述一對彼此平行的水冷柱側(cè)壁平行且相對的爐膛側(cè)壁的下部遠離相對的對應的水冷柱側(cè)壁傾斜向上延伸。
[0014]可選的，與水冷柱的橫截面縮小部的傾斜延伸水冷柱側(cè)壁相對的爐膛側(cè)壁在豎直方向上延伸。
[0015]可選的，所述爐膛內(nèi)僅設(shè)置一個水冷柱。
[0016]可選的，所爐膛的橫截面為矩形；所述水冷柱由四片膜式水冷壁圍合而成，四片膜式水冷壁中的一對相對的膜式水冷壁彼此平行的豎直延伸，而四片膜式水冷壁中的另一對相對的膜式水冷壁在橫截面縮小部中在豎直方向上相對于彼此靠近的傾斜向上延伸。水冷柱由四片水冷壁圍合而成時，通過相對的兩水冷壁自下而上向柱內(nèi)側(cè)傾斜形成漸縮的形狀，同時另外一組相對的兩片水冷壁可仍保持豎直，這簡化了變截面水冷柱的結(jié)構(gòu)。此時，由于水冷柱的兩片側(cè)壁形成了漸縮的形狀，因此當爐膛內(nèi)僅設(shè)置一個水冷柱時，原本均需要設(shè)計為下部傾斜的爐膛四片側(cè)墻水冷壁中，有兩片可以不設(shè)計為傾斜的，可大大簡化爐膛側(cè)墻水冷壁設(shè)計與安裝。
[0017]可選的，循環(huán)流化床鍋爐爐膛的橫截面為八邊形，爐膛側(cè)壁包括:前墻、后墻、左側(cè)墻、右側(cè)墻、左前墻、右前墻、左后墻和右后墻；水冷柱由八片膜式水冷壁圍合而成，包括分別朝向前墻和后墻的一組相對設(shè)置的水冷柱前壁和后壁、分別朝向爐膛左側(cè)墻和右側(cè)墻的另一組相對設(shè)置的水冷柱左壁和右壁，以及位于水冷柱前壁與左壁之間的左前壁、位于水冷柱前壁與右壁之間的右前壁、位于水冷柱后壁與左壁之間的左后壁、位于水冷柱后壁與右壁之間的右后壁；水冷柱前、后壁以及水冷柱左、右壁中的一對彼此相對的水冷柱側(cè)壁豎直向上延伸，水冷柱前、后壁以及水冷柱左、右壁中的另一對彼此相對的水冷柱側(cè)壁的下部向上延伸的同時向內(nèi)傾斜，左前壁、右前壁、左后壁和右后壁向上延伸的同時、適應性的向內(nèi)傾斜，保持與相關(guān)水冷柱側(cè)壁的圍合關(guān)系，延伸至水冷柱左、右壁的由內(nèi)傾變?yōu)樨Q直向上轉(zhuǎn)折點時結(jié)束內(nèi)傾、也轉(zhuǎn)為豎直向上延伸，使水冷柱上部橫截面為凹八邊形?；蛘撸鰻t膛的橫截面為八邊形，爐膛側(cè)壁包括:前墻、后墻、左側(cè)墻、右側(cè)墻、左前墻、右前墻、左后墻和右后墻；水冷柱下部由八片膜式水冷壁圍合而成，包括分別朝向前墻和后墻的一組相對設(shè)置的水冷柱前壁和后壁、分別朝向爐膛左側(cè)墻和右側(cè)墻的另一組相對設(shè)置的水冷柱左壁和右壁，以及位于水冷柱前壁與左壁之間的左前壁、位于水冷柱前壁與右壁之間的右前壁、位于水冷柱后壁與左壁之間的左后壁、位于水冷柱后壁與右壁之間的右后壁；在水冷柱的橫截面縮小部中，水冷柱前、后壁以及水冷柱左、右壁均傾斜向上延伸而形成一個矩形橫截面，左前壁、右前壁、左后壁和右后壁向上傾斜延伸而終止于矩形橫截面的對應的頂點。當爐膛橫截面為八邊形時，水冷柱底部橫截面也為八邊形，上部橫截面為凹八邊形或四邊形；水冷柱下部自上而下減縮，使爐膛側(cè)墻可以保持豎直，簡化了原有的八片側(cè)墻都需要向內(nèi)傾斜的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
[0018]可選的，所述爐膛的橫截面為矩形；所述爐膛內(nèi)設(shè)置至少兩個水冷柱，所述至少兩個水冷柱彼此間隔開；每一個水冷柱由四片膜式水冷壁圍合而成，四片膜式水冷壁中的一對相對的膜式水冷壁彼此平行的豎直延伸，而四片膜式水冷壁中的另一對相對的膜式水冷壁在橫截面縮小部中在豎直方向上相對于彼此靠近的傾斜延伸；所述至少兩個水冷柱的結(jié)構(gòu)相同，且在水冷柱的橫截面縮小部中，一個水冷柱中的豎直延伸的膜式水冷壁平行于另外的水冷柱中的豎直延伸的膜式水冷壁。
[0019]有利的，水冷柱上部設(shè)置有屏式受熱面。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提出了一種循環(huán)流化床鍋爐爐膛，包括爐膛側(cè)壁、頂棚、布風板以及設(shè)置在布風板和頂棚之間的上述的水冷柱，其中:所述水冷柱具有朝向水冷柱內(nèi)部內(nèi)傾的傾斜水冷柱側(cè)壁；且與所述傾斜水冷柱側(cè)壁相對的爐膛側(cè)壁沿豎直方向延伸。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提出了一種循環(huán)流化床鍋爐爐膛，包括爐膛側(cè)壁、頂棚、布風板以及設(shè)置在布風板和頂棚之間的上述的水冷柱，其中:所述水冷柱下部的內(nèi)部提供二次風管的布置空間。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的大型循環(huán)流化床鍋爐爐膛可以實現(xiàn)至少如下優(yōu)點之一:爐膛內(nèi)的水冷柱體積大幅度減小，使爐膛上部設(shè)置屏式受熱面的空間充足、且管屏對流場的干擾小、管屏磨損輕；水冷柱內(nèi)布置二次風管道方便、空間充裕且易于檢修；同時還可簡化爐膛側(cè)墻水冷壁結(jié)構(gòu)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1?3分別為本發(fā)明提供的實施例1的帶變截面水冷柱的循環(huán)流化床鍋爐爐膛的正視、側(cè)視和俯視剖視示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明提供的實施例1的帶變截面水冷柱的循環(huán)流化床鍋爐爐膛的水冷柱局部放大示意圖；
[0025]圖5為本發(fā)明提供實施例1的帶變截面水冷柱的循環(huán)流化床鍋爐爐膛中設(shè)置另一種變截面水冷柱的正視示意圖；
[0026]圖6?8分別為本發(fā)明提供的實施例2的帶變截面水冷柱的循環(huán)流化床鍋爐爐膛的正視、側(cè)視和俯視剖視示意圖；
[0027]圖9分別為本發(fā)明提供的實施例3的帶變截面水冷柱的循環(huán)流化床鍋爐爐膛的俯視不意圖；
[0028]圖10?12分別為本發(fā)明提供的實施例4的帶變截面水冷柱的循環(huán)流化床鍋爐爐膛的正視、側(cè)視和俯視剖視示意圖。
[0029]圖13為本發(fā)明提供的實施例4的帶變截面水冷柱的局部放大示意圖。
[0030]圖14為本發(fā)明提供的實施例4的另一種帶變截面水冷柱俯視示意圖。

【具體實施方式】
[0031]下面詳細描述本發(fā)明的實例性的實施例，實施例的示例在附圖中示出，其中相同或相似的標號表示相同或相似的元件。下面參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0032]下面參照圖1-14描述具有變截面水冷柱的循環(huán)流化床鍋爐爐膛。
[0033]如圖1-9中所示，循環(huán)流化床鍋爐的爐膛，橫截面為四邊形，包括:爐膛側(cè)壁11?14 (分別為爐膛前墻11、后墻12、左側(cè)墻13和右側(cè)墻14);頂棚3 ;設(shè)置在爐膛底部的布風板4 ;以及設(shè)置在布風板與頂棚之間的至少一個水冷柱2，水冷柱2由四片膜式水冷壁圍合而成，包括分別朝向爐膛前墻和后墻的一組相對設(shè)置的水冷柱前壁21和后壁22、分別朝向爐膛左側(cè)墻和右側(cè)墻的另一組相對設(shè)置的水冷柱左壁23和右壁24。水冷柱2在布風板4處的橫截面為矩形。
[0034]其中:水冷柱2從布風板4向上延伸到爐膛頂棚3，且自下而上延伸時，從布風板4、或布風板4上方某位置起，水冷柱2的一組相對設(shè)置的側(cè)壁同時向柱內(nèi)側(cè)傾斜，使二者之間的間距減小，至二者之間還留有一定距離時，轉(zhuǎn)而同時豎直向上延伸；水冷柱的另一組相對設(shè)置的側(cè)壁保持相互平行的豎直向上延伸，使水冷柱上部的呈兩邊出頭的“口 ”字形，其側(cè)壁圍合而成的空間橫截面仍呈矩形。水冷柱上部的柱內(nèi)空間的橫截面積小于水冷柱下部柱內(nèi)空間的橫截面積。水冷柱側(cè)壁的傾斜段上設(shè)有內(nèi)二次風口 202，爐膛側(cè)壁上對應或大致對應的區(qū)域也可設(shè)有外二次風口 102。
[0035]為保證布風板4面積足夠大，水冷柱下部的傾斜自布風板上方某高度開始，但是該起始處應低于內(nèi)二次風口 202。
[0036]爐膛前后墻11、12的下部向外傾斜，且設(shè)有外二次風口。爐膛左右側(cè)墻13、14自下而上均為豎直的，也可設(shè)有外二次風口。
[0037]圖4為水冷柱俯視圖的局部放大圖，內(nèi)二次風口 202未示出。
[0038]可選的，水冷柱左壁23和右壁24上部可設(shè)置屏式受熱面5，如圖5所示。
[0039]可選的，如圖5所示，為保證布風板面積足夠大，水冷柱左壁23和右壁24自下而上，可先為一段豎直段231和241、再為一段內(nèi)傾段232和242、然后再接豎直段233和243 ；其中豎直段231和241不高于內(nèi)二次風口 202。
[0040]水冷柱下部的向內(nèi)傾斜的水冷柱側(cè)壁形成了水冷柱的橫截面縮小部。該橫截面縮小部中帶有傾斜段的這組側(cè)壁之間的距離，根據(jù)檢修、散熱或設(shè)置屏式受熱面等的需要而具體確定。傾斜段的高度，根據(jù)二次風布置的需要而具體確定。
[0041]當爐膛內(nèi)設(shè)置一個水冷柱2時(如圖1-5中所示)，向內(nèi)傾斜的水冷柱側(cè)壁，優(yōu)選的，為與爐膛側(cè)壁中較寬的兩側(cè)壁相對的側(cè)壁，如圖1中，爐膛左右側(cè)墻13、14寬于爐膛前后墻11、12，則水冷柱左壁23和右壁24的下部自下而上延伸時向內(nèi)傾斜。
[0042]當爐膛內(nèi)設(shè)置多個水冷柱2時，如圖6?8和圖9所示，兩個水冷柱沿爐膛中心線并排設(shè)置，向內(nèi)傾斜的水冷柱側(cè)壁可以是與爐膛側(cè)壁中較寬的兩側(cè)壁相對的側(cè)壁(參見圖8)，也可以是另一組側(cè)壁(參見圖9)，但兩個水冷柱應一致。相對于爐膛內(nèi)只設(shè)有一個水冷柱的設(shè)計，圖8中的爐膛空間的燃燒橫截面呈“日”字形，水冷柱左右兩側(cè)的物料具有了交換的通道，從而可用于更大容量的鍋爐爐膛設(shè)計；圖9的方案具有更加便于二次風布置的結(jié)構(gòu)，爐膛各區(qū)域的二次風穿透可以更加均勻。
[0043]與水冷柱傾斜側(cè)壁相對的爐膛側(cè)壁的下部可設(shè)計為豎直的，以簡化爐膛側(cè)墻的結(jié)構(gòu)。
[0044]如圖12?14所示，循環(huán)流化床鍋爐的爐膛，橫截面為八邊形，包括:爐膛側(cè)壁(爐膛前墻11、后墻12、左側(cè)墻13和右側(cè)墻14)和爐膛左前墻113、右前墻114、左后墻123和右后墻124);頂棚3 ;設(shè)置在爐膛底部的布風板4 ;以及設(shè)置在布風板與頂棚之間的水冷柱2，水冷柱2由八片膜式水冷壁圍合而成，包括分別朝向爐膛前墻和后墻的一組相對設(shè)置的水冷柱前壁21和后壁22、分別朝向爐膛左側(cè)墻和右側(cè)墻的另一組相對設(shè)置的水冷柱左壁23和右壁24，以及位于水冷柱前壁21與左壁23之間的左前壁213、位于水冷柱前壁21與右壁24之間的右前壁214、位于水冷柱后壁22與左壁23之間的左后壁223、位于水冷柱后壁22與右壁24之間的右后壁224。
[0045]水冷柱2在布風板4處的橫截面為八邊形。水冷柱前后壁21和22豎直向上延伸，水冷柱左右壁23、24下部向上延伸的同時向內(nèi)傾斜，至布風板上合適的高度時轉(zhuǎn)而向上豎直延伸，左前壁213、右前壁214、左后壁223和右后壁224向上延伸的同時、適應性的向內(nèi)傾斜，保持與相關(guān)水冷柱側(cè)壁的圍合關(guān)系，延伸至水冷柱左右壁23、24的由內(nèi)傾變?yōu)樨Q直向上轉(zhuǎn)折點時，結(jié)束內(nèi)傾、也轉(zhuǎn)為豎直向上延伸，使水冷柱上部橫截面為凹八邊形。水冷柱左右壁23、24上部可設(shè)置屏式受熱面，下部可設(shè)有內(nèi)二次風口 202。圖13示出了該種水冷柱的局部放大示意圖。
[0046]水冷柱2的變截面，也可以通過將下部的八片側(cè)壁通過Y形管或讓管等方式，向上延伸的同時內(nèi)傾、直至形成矩形來實現(xiàn)；該矩形在布風板上的投影完全位于水冷柱在布風板處的橫截面內(nèi)部，且四邊分別與爐膛四片側(cè)壁平行，如圖14所示。
[0047]本發(fā)明提出了一種循環(huán)流化床鍋爐爐膛，包括爐膛側(cè)壁、頂棚、布風板以及設(shè)置在布風板和頂棚之間的水冷柱，水冷柱由水冷柱側(cè)壁圍合而成，水冷柱側(cè)壁由膜式水冷壁形成，膜式水冷壁的管內(nèi)自下而上通有工質(zhì)，水冷柱的外側(cè)朝向爐膛燃燒空間，水冷柱側(cè)壁的下部設(shè)有向爐膛燃燒空間通入二次風的內(nèi)二次風口，其中:所述水冷柱下部具有橫截面縮小部，所述橫截面縮小部的橫截面積在豎直方向上朝向頂棚逐漸減小到水冷柱上部的橫截面積，所述橫截面縮小部連接到水冷柱上部。
[0048]使水冷柱下部橫截面積大于其上部橫截面積的實現(xiàn)方式是:
[0049]以下部橫截面為四邊形的水冷柱為例，相對的一組側(cè)壁自布風板向頂棚延伸的同時，向內(nèi)傾斜，至距離布風板一定高度時，轉(zhuǎn)而豎直向上延伸，同時保持二者之間有一定距離；另外一組側(cè)壁保持豎直。
[0050]以下部橫截面為八邊形的水冷柱為例，相對的一組側(cè)壁保證豎直，另外三組相對的側(cè)壁自布風板向頂棚延伸的同時，向內(nèi)傾斜，至距離布風板一定高度時，轉(zhuǎn)而豎直向上延伸，各組側(cè)壁間仍有一定距離，并使水冷柱上部橫截面呈凹八邊形或矩形。
[0051]以下部橫截面為六邊形的水冷柱為例，相對的一組側(cè)壁保證豎直，另外兩組相對的側(cè)壁自布風板向頂棚延伸的同時，向內(nèi)傾斜，至距離布風板一定高度時，轉(zhuǎn)而豎直向上延伸，各組側(cè)壁間仍有一定距離，并使水冷柱上部橫截面呈凹六邊形或矩形。
[0052]本發(fā)明還提出了一種循環(huán)流化床鍋爐爐膛，包括爐膛側(cè)壁、頂棚、布風板以及設(shè)置在布風板和頂棚之間的水冷柱，其中:所述水冷柱下部具有橫截面縮小部，所述橫截面縮小部由水冷柱側(cè)壁圍合而成，所述橫截面縮小部連接到水冷柱上部、且具有朝向水冷柱內(nèi)部內(nèi)傾的傾斜水冷柱側(cè)壁；與所述傾斜水冷柱側(cè)壁相對的爐膛側(cè)壁沿豎直方向延伸。
[0053]本發(fā)明也提出了一種循環(huán)流化床鍋爐爐膛，包括爐膛側(cè)壁、頂棚、布風板以及設(shè)置在布風板和頂棚之間的水冷柱，其中:水冷柱包括水冷柱下部和水冷柱上部，水冷柱下部的橫截面積大于水冷柱上部的橫截面積，且水冷柱下部的橫截面漸縮過渡到水冷柱上部的橫截面，所述水冷柱下部的內(nèi)部提供二次風管的布置空間。
[0054]在以上的循環(huán)流化床鍋爐爐膛中，有利的，所述水冷柱上部的橫截面以及橫截面積保持不變。
[0055]本發(fā)明也提出了一種水冷柱，由水冷柱側(cè)壁圍合而成，水冷柱側(cè)壁由膜式水冷壁形成，膜式水冷壁的管內(nèi)自下而上通有工質(zhì)，所述水冷柱包括:水冷柱下部，所述水冷柱下部具有橫截面縮小部，所述橫截面縮小部具有在從下往上的方向上逐漸減小的橫截面積；以及水冷柱上部，其中:所述水冷柱上部與所述橫截面縮小部連接，橫截面縮小部在該連接處的橫截面與水冷柱上部在該連接處的橫截面相吻合。這里的相吻合表示橫截面縮小部在該連接處的橫截面形狀以及橫截面積與水冷柱上部在該連接處的橫截面形狀以及橫截面積分別相同，并且兩個橫截面的方位相同。
[0056]有利的，所述水冷柱上部的橫截面積以及橫截面保持不變。
[0057]有利的，所述橫截面縮小部的水冷柱側(cè)壁上設(shè)置有出風口。
[0058]相應地，本發(fā)明也提出了一種爐膛，限定反應空間，其中所述爐膛中設(shè)置有沿豎直方向布置的上述水冷柱。
[0059]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行變化。本發(fā)明的適用范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種水冷柱，由水冷柱側(cè)壁圍合而成，水冷柱側(cè)壁由膜式水冷壁形成，膜式水冷壁的管內(nèi)自下而上通有工質(zhì)，所述水冷柱包括: 水冷柱下部，所述水冷柱下部具有橫截面縮小部，所述橫截面縮小部具有在從下往上的方向上逐漸減小的橫截面積；以及 水冷柱上部， 其中:所述水冷柱上部與所述橫截面縮小部連接，橫截面縮小部在該連接處的橫截面與水冷柱上部在該連接處的橫截面相吻合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷柱，其中: 所述水冷柱上部的橫截面積以及橫截面保持不變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水冷柱，其中: 所述橫截面縮小部的水冷柱側(cè)壁上設(shè)置有出風口。
4.一種爐膛，限定反應空間，其中所述爐膛中設(shè)置有沿豎直方向布置的根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的水冷柱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的爐膛，其中: 所述爐膛為循環(huán)流化床鍋爐爐膛，包括爐膛側(cè)壁、頂棚、布風板以及設(shè)置在布風板和頂棚之間的所述水冷柱，水冷柱的外側(cè)朝向作為反應空間的爐膛燃燒空間，水冷柱側(cè)壁的下部設(shè)有向爐膛燃燒空間通入二次風的內(nèi)二次風口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的爐膛，其中: 所述水冷柱下部包括所述橫截面縮小部以及豎直部，所述豎直部的橫截面積保持不變且位于橫截面縮小部與布風板之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的爐膛，其中: 所述橫截面縮小部位于布風板與水冷柱上部之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的爐膛，其中: 所述內(nèi)二次風口布置在所述橫截面縮小部的水冷柱側(cè)壁上。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8中任一項所述的爐膛，其中: 所述水冷柱具有一對彼此平行的水冷柱側(cè)壁，所述一對彼此平行的水冷柱側(cè)壁在豎直方向上從布風板延伸到頂棚。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的爐膛，其中: 與所述一對彼此平行的水冷柱側(cè)壁平行且相對的爐膛側(cè)壁的下部遠離相對的對應的水冷柱側(cè)壁傾斜向上延伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求5-10中任一項所述的爐膛，其中: 與水冷柱的橫截面縮小部的傾斜延伸水冷柱側(cè)壁相對的爐膛側(cè)壁在豎直方向上延伸。
12.根據(jù)權(quán)利要求5-11中任一項所述的爐膛，其中: 所述爐膛內(nèi)僅設(shè)置一個水冷柱。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的爐膛，其中: 所述爐膛的橫截面為矩形； 所述水冷柱由四片膜式水冷壁圍合而成，四片膜式水冷壁中的一對相對的膜式水冷壁彼此平行的豎直延伸，而四片膜式水冷壁中的另一對相對的膜式水冷壁在橫截面縮小部中在豎直方向上相對于彼此靠近的傾斜向上延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的爐膛，其中: 循環(huán)流化床鍋爐爐膛的橫截面為八邊形，爐膛側(cè)壁包括:前墻、后墻、左側(cè)墻、右側(cè)墻、左前墻、右前墻、左后墻和右后墻； 水冷柱由八片膜式水冷壁圍合而成，包括分別朝向前墻和后墻的一組相對設(shè)置的水冷柱前壁和后壁、分別朝向爐膛左側(cè)墻和右側(cè)墻的另一組相對設(shè)置的水冷柱左壁和右壁，以及位于水冷柱前壁與左壁之間的左前壁、位于水冷柱前壁與右壁之間的右前壁、位于水冷柱后壁與左壁之間的左后壁、位于水冷柱后壁與右壁之間的右后壁； 水冷柱前、后壁以及水冷柱左、右壁中的一對彼此相對的水冷柱側(cè)壁豎直向上延伸，水冷柱前、后壁以及水冷柱左、右壁中的另一對彼此相對的水冷柱側(cè)壁的下部向上延伸的同時向內(nèi)傾斜，左前壁、右前壁、左后壁和右后壁向上延伸的同時、適應性的向內(nèi)傾斜，保持與相關(guān)水冷柱側(cè)壁的圍合關(guān)系，延伸至水冷柱左、右壁的由內(nèi)傾變?yōu)樨Q直向上轉(zhuǎn)折點時結(jié)束內(nèi)傾、也轉(zhuǎn)為豎直向上延伸，使水冷柱上部橫截面為凹八邊形。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的爐膛，其中: 所述爐膛的橫截面為八邊形，爐膛側(cè)壁包括:前墻、后墻、左側(cè)墻、右側(cè)墻、左前墻、右前墻、左后墻和右后墻； 水冷柱下部由八片膜式水冷壁圍合而成，包括分別朝向前墻和后墻的一組相對設(shè)置的水冷柱前壁和后壁、分別朝向爐膛左側(cè)墻和右側(cè)墻的另一組相對設(shè)置的水冷柱左壁和右壁，以及位于水冷柱前壁與左壁之間的左前壁、位于水冷柱前壁與右壁之間的右前壁、位于水冷柱后壁與左壁之間的左后壁、位于水冷柱后壁與右壁之間的右后壁； 在水冷柱的橫截面縮小部中，水冷柱前、后壁以及水冷柱左、右壁均傾斜向上延伸而形成一個矩形橫截面，左前壁、右前壁、左后壁和右后壁向上傾斜延伸而終止于矩形橫截面的對應的頂點。
16.根據(jù)權(quán)利要求5-11中任一項所述的爐膛，其中: 所述爐膛的橫截面為矩形； 所述爐膛內(nèi)設(shè)置至少兩個水冷柱，所述至少兩個水冷柱彼此間隔開； 每一個水冷柱由四片膜式水冷壁圍合而成，四片膜式水冷壁中的一對相對的膜式水冷壁彼此平行的豎直延伸，而四片膜式水冷壁中的另一對相對的膜式水冷壁在橫截面縮小部中在豎直方向上相對于彼此靠近的傾斜延伸； 所述至少兩個水冷柱的結(jié)構(gòu)相同，且在水冷柱的橫截面縮小部中，一個水冷柱中的豎直延伸的膜式水冷壁平行于另外的水冷柱中的豎直延伸的膜式水冷壁。
17.根據(jù)權(quán)利要求5-16中任一項所述的爐膛，其中: 水冷柱上部設(shè)置有屏式受熱面。
18.根據(jù)權(quán)利要求4所述的爐膛，其中: 所述爐膛為循環(huán)流化床鍋爐爐膛，包括爐膛側(cè)壁、頂棚、布風板以及設(shè)置在布風板和頂棚之間的所述水冷柱； 所述橫截面縮小部具有朝向水冷柱內(nèi)部內(nèi)傾的傾斜水冷柱側(cè)壁；且 與所述傾斜水冷柱側(cè)壁相對的爐膛側(cè)壁沿豎直方向延伸。
19.根據(jù)權(quán)利要求4所述的爐膛，其中: 所述爐膛為循環(huán)流化床鍋爐爐膛，包括爐膛側(cè)壁、頂棚、布風板以及設(shè)置在布風板和頂棚之間的所述水冷柱；且所述水冷柱下部的內(nèi)部提供二次風管的布置空間。
【文檔編號】F23C10/18GK104344401SQ201310346673
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】呂清剛, 高鳴, 王東宇, 王小芳 申請人:中國科學院工程熱物理研究所