循環(huán)流化床鍋爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及循環(huán)流化床鍋爐(1)，它包括燃燒室(2)，其特征在于，燃燒室(2)包括：第一熱傳遞表面(7)，其形成從燃燒室(2)的下部部分(5)延伸的至少一個(gè)豎向室；以及第二熱傳遞表面(8)，其具有入口部分和出口部分，入口部分和出口部分兩者都從燃燒室(2)的上部部分(6)延伸，所述第二熱傳遞表面(8)固定到豎向室(7)上。
【專利說(shuō)明】循環(huán)流化床鍋爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及循環(huán)流化床(CFB)鍋爐，它包括反應(yīng)器，固體顆粒在反應(yīng)器中流化，并且可在反應(yīng)器中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和/或燃燒反應(yīng)。循環(huán)流化狀況會(huì)加強(qiáng)顆粒的混合，以及潛在的發(fā)熱或吸熱化學(xué)反應(yīng)。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的流化床鍋爐的爐子由四個(gè)外側(cè)壁、底部和頂部以及可能的內(nèi)壁限定，以確保在使用多個(gè)流化爐篦(grate)時(shí)與外界密封。所有壁組成不透灰的封罩，固體顆粒(包括燃料材料)在封罩中流化。
[0003]將空氣引入到爐子中，以使固體顆粒流化，而且還帶入所需的氧，以進(jìn)行燃燒。可使用兩個(gè)空氣流。主空氣主要用來(lái)使顆粒流化，主空氣流過(guò)流化爐篦，流化爐篦組成爐子的底部。輔助空氣是實(shí)現(xiàn)完全燃燒所需的額外空氣，并且如果爐子的底部部分包括雙重流化爐篦且其形狀可描述為像褲腿一樣，則通過(guò)位于外側(cè)壁和/或內(nèi)壁上面的幾個(gè)端口來(lái)引入輔助空氣。
[0004]爐子封罩通常由形成有帶翅片管的不透氣的面板制成。燃料燃燒所釋放的熱傳遞到水或蒸汽，水或蒸汽在管內(nèi)部流動(dòng)且還允許管被冷卻。當(dāng)提高鍋爐的容量時(shí)，爐子封罩的整個(gè)表面無(wú)法匹配燃燒所釋放的總熱量，并且必須在爐子中和/或潛在地在爐子的外部裝置中實(shí)現(xiàn)額外的表面，從爐子中離開且在回到爐子之前被旋流器收集的固體顆粒被供應(yīng)給所述外部裝置。也可考慮增加爐子的高度，但這個(gè)解決辦法在成本方面是無(wú)效的，而且可引起機(jī)械問(wèn)題，或者使性能最糟糕。
[0005]為了增加爐子中的加熱表面，可實(shí)現(xiàn)翼壁或U形面板。翼壁通常由具有全部或部分地帶翅片管的面板制成，并且翅片管鋪設(shè)在豎向區(qū)域中。集管通常位于翼的頂部處，并且集管通常位于翼的底部處。面板利用不透氣的連接部與爐子的豎向側(cè)壁相交，這防止面板在與側(cè)壁相交的區(qū)域有任何移位。面板還與頂部相交，在那里，通過(guò)膨脹接頭允許有熱膨脹引起的豎向移位。
[0006]U形面板由具有或不具有帶翅片管的兩個(gè)面板制成，帶翅片管鋪設(shè)在豎向平面上，并且在它們的一個(gè)末端處與管連接，以確保有連續(xù)的流體路徑。管內(nèi)部的流體向下流過(guò)第一面板，并且在回到U形的底部之后向上流過(guò)第二面板。由于集管的位置(在面板的頂部處)，通常不可對(duì)U形面板進(jìn)行排液。當(dāng)在CFB爐子中使用U形面板時(shí)，入口和出口集管可位于頂部上面，使得U形面板的尖部可在所有水平方向上自由移位。流化狀況可對(duì)U形面板引起振動(dòng)，振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致機(jī)械失效。移位幅度與U形面板的高度有關(guān)，使得振動(dòng)引起的失效風(fēng)險(xiǎn)隨U形面板的高度的增加而增加。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因而，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種循環(huán)流化床鍋爐來(lái)解決上面描述的問(wèn)題。
[0008]上面提到的目標(biāo)由循環(huán)流化床鍋爐實(shí)現(xiàn)，它包括燃燒室，燃燒室包括: -第一熱傳遞表面，其形成從燃燒室的下部部分延伸的至少一個(gè)豎向室，以及-第二熱傳遞表面，其具有入口部分和出口部分，入口部分和出口部分兩者從燃燒室的上部部分延伸，所述第二熱傳遞表面固定到豎向室上。
[0009]每個(gè)豎向室優(yōu)選由形成有帶翅片管的不透氣的面板制成，并且每個(gè)第二熱傳遞表面可由管面板制成。
[0010]各個(gè)第二熱傳遞表面優(yōu)選為U形。
[0011]燃燒室由側(cè)壁、頂部和底部限定，第一熱傳遞表面可從底部或連結(jié)底部的斜壁延伸，并且第二熱傳遞表面可從燃燒室的頂部延伸。第二熱傳遞表面可備選地從側(cè)壁的上部部分延伸。
[0012]每個(gè)U形第二熱傳遞表面可包括兩個(gè)豎向部分，豎向部分在其下部末端處固定到室上。
[0013]各個(gè)U形第二熱傳遞表面可向下延伸燃燒室的高度的至少40%，并且優(yōu)選延伸燃燒室的高度的40%至70%。由于根據(jù)本發(fā)明的特定熱傳遞結(jié)構(gòu)，使得這個(gè)高延伸率成為可倉(cāng)泛。
[0014]可將若干個(gè)第二熱傳遞表面固定到同一豎向室上。
[0015]每個(gè)第二熱傳遞表面都可穿過(guò)室。
[0016]第二熱傳遞表面的位于室內(nèi)部的部分優(yōu)選包括至少一個(gè)彎曲部分。
[0017]第二熱傳遞表面可由管面板制成，管沿平行于第二熱傳遞表面的豎向?qū)ΨQ軸線(例如在豎向室的水平橫截面為長(zhǎng)方形的情況下，縱向軸線)的方向進(jìn)入和離開豎向室，并且管可在對(duì)稱軸線的一側(cè)具有第一彎曲部分，之后是在對(duì)稱軸線的另一側(cè)的第二彎曲部分。
[0018]豎向室的水平橫截面可為多邊形(例如長(zhǎng)方形)或圓形。
[0019]各個(gè)第二熱傳遞表面可包括用于在鍋爐啟動(dòng)的期間排出冷凝物的瓶。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]根據(jù)以下描述，以及參照附圖，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，其中:
-圖1是本發(fā)明的循環(huán)流化床鍋爐的豎向橫截面圖，
-圖2是鍋爐的局部豎向截面圖，
-圖3是鍋爐的局部水平截面圖，
-圖4是鍋爐的局部豎向截面圖，
-圖5是鍋爐的局部水平截面圖，
-圖6是第一實(shí)施例的局部水平截面圖，
-圖7是第二實(shí)施例的局部水平截面圖，以及 -圖8是第二實(shí)施例的局部水平截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1示出具有根據(jù)本發(fā)明的示例性結(jié)構(gòu)的流化床反應(yīng)器。鍋爐I的主要部分是爐子2和顆粒分離器3。爐子2由側(cè)壁4、底部5和頂部6限定。爐子2設(shè)有用于饋送燃料和其它床材料(例如砂和石灰石)的端口。爐子2的底部5設(shè)有用于供應(yīng)空氣的器件，以使床材料流化。爐子2的下部部分還設(shè)有用于供應(yīng)輔助空氣的管道。
[0022]借助于使空氣輸送到鍋爐1，使燃料保持燃燒?；液痛膊牧吓c流化空氣和煙道氣一起通過(guò)管道排到分離器3，在分離器3中，大部分固體材料從煙道氣中分離出來(lái)，并且通過(guò)回行管回到爐子2的下部部分。
[0023]爐子的側(cè)壁4可由管面板形成，管面板由帶翅片管組成，未在圖中詳細(xì)地顯示帶翅片管。燃料燃燒所釋放的能量用來(lái)使在側(cè)壁4的管中流動(dòng)的水蒸發(fā)。
[0024]在爐子的內(nèi)部有室7，例如不透氣的室，室由從爐子2的底部5延伸到其頂部的管壁制成。室7的壁由管面板制成，管面板的管連結(jié)到爐子下面的饋送管上，并且連結(jié)到爐子上面的集管上。在室7的內(nèi)部?jī)?yōu)選有用于將輔助空氣和燃料供應(yīng)到爐子2的中心部分的器件。室7可與側(cè)壁4隔開，并且單獨(dú)布置在爐子2內(nèi)，以便顆粒在爐子容積中自由移動(dòng)，甚至是在所述室7附近移動(dòng)。
[0025]室7可從爐子2的底部5延伸，或者如圖1中示出的那樣，可從呈褲腿構(gòu)造的斜壁(即，斜壁從底部5向上延伸的構(gòu)造)延伸。褲腿設(shè)計(jì)對(duì)于容量較高的鍋爐是典型的，因?yàn)樗试S輔助空氣較好地滲透，保持良好的空氣-煤混合和高效燃燒。呈褲腿結(jié)構(gòu)的CFB鍋爐的特征在于兩個(gè)分開的支腿，其中，固體顆粒被獨(dú)立的主空氣供應(yīng)流化。
[0026]在圖3中示出室7的可行形狀。室的橫截面可為長(zhǎng)方形、圓形或多邊形。
[0027]爐子2進(jìn)一步包括U形面板8，U形面板8由管制成，并且是加熱或過(guò)熱表面。面板8由位于頂部6上方的集管支承。另外，面板8的底部固定到室7上。這個(gè)固定使得防止面板8的底部部分水平地移位成為可能。
[0028]如圖2中示出的那樣，每個(gè)U形面板8可由兩個(gè)L形部分組成，L形部分各自固定在室7的壁處。
[0029]箱內(nèi)部的自由空間可用來(lái)實(shí)現(xiàn)瓶10，以在鍋爐啟動(dòng)期間排出冷凝物。將排液管11裝配到瓶10的底部上，以排空冷凝物(圖4)。
[0030]由于U形面板8在兩個(gè)不同的區(qū)上面固定到室7上，所以面板8的管可在箱內(nèi)部彎曲，以彌補(bǔ)室7和面板8之間的熱膨脹差。如圖5中示出的那樣，管可沿平行于長(zhǎng)方形的縱向軸線的方向進(jìn)入和離開室，管在縱向軸線的一側(cè)具有第一彎曲部分，之后是在縱向軸線的另一側(cè)的第二彎曲部分。例如，管可具有平行于長(zhǎng)方形的縱向軸線的入口部分，之后是在一側(cè)(例如左側(cè))的相對(duì)于縱向軸線偏轉(zhuǎn)的第一彎曲部分，之后是在另一側(cè)(右側(cè))的相對(duì)于縱向軸線偏轉(zhuǎn)的第二彎曲部分，之后是平行于長(zhǎng)方形的縱向軸線的出口部分。入口部分和第一彎曲部分可位于長(zhǎng)方形的一半長(zhǎng)度中，而第二彎曲部分和出口部分則可位于長(zhǎng)方形的另一半長(zhǎng)度中。
[0031]圖6示出鍋爐I的第一實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)面板8都連接到具有雙重爐篦設(shè)計(jì)的室7上。
[0032]根據(jù)第二實(shí)施例，面板8與面板9交替地連接到室7上，面板9未連接到室上(圖7)。
[0033]如圖8中示出的那樣，以及根據(jù)第三實(shí)施例，若干個(gè)面板8連接到各個(gè)室7上。
【權(quán)利要求】
1.一種循環(huán)流化床鍋爐(I)，其包括燃燒室(2)，其特征在于，所述燃燒室(2)包括: -第一熱傳遞表面(7)，其形成從所述燃燒室(2)的下部部分(5)延伸的至少一個(gè)豎向室，以及 -第二熱傳遞表面(8)，其具有入口部分和出口部分，所述入口部分和所述出口部分兩者都從所述燃燒室(2)的上部部分(6)延伸，所述第二熱傳遞表面(8)固定到豎向室(7)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐(1)，其特征在于，每個(gè)豎向室(7)由不透氣的面板制成，所述面板形成有帶翅片管，并且每個(gè)第二熱傳遞表面(8)由管面板制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐(I)，其特征在于，各個(gè)第二熱傳遞表面(8)為U形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的鍋爐(I)，其特征在于，所述燃燒室(2)由側(cè)壁(4)、頂部(6)和底部(5)限定，并且所述第一熱傳遞表面(7)從所述底部(5)或連結(jié)所述底部(5)的斜壁延伸，并且所述第二熱傳遞表面(8)從所述燃燒室(2)的所述頂部(6)延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的鍋爐(I)，其特征在于，每個(gè)U形第二熱傳遞表面(8)包括兩個(gè)豎向部分，所述豎向部分在其下部末端處固定到豎向室(7)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中的任一項(xiàng)所述的鍋爐(I)，其特征在于，各個(gè)U形第二熱傳遞表面(8)向下延伸所述燃燒室(2)的高度的至少40%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的鍋爐(I)，其特征在于，若干個(gè)第二熱傳遞表面⑶固定到同一豎向室⑵上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的鍋爐(I)，其特征在于，每個(gè)第二熱傳遞表面(8)穿過(guò)所述豎向室(7)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鍋爐(I)，其特征在于，所述第二熱傳遞表面(8)的位于所述豎向室(7)內(nèi)部的部分包括至少一個(gè)彎曲部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鍋爐(I)，其特征在于，第二熱傳遞表面(8)由管面板制成，所述管沿平行于所述第二熱傳遞表面的豎向?qū)ΨQ軸線的方向進(jìn)入和離開所述豎向室(7)，并且所述管在所述對(duì)稱軸線的一側(cè)具有第一彎曲部分，之后是在所述對(duì)稱軸線的另一側(cè)的第二彎曲部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鍋爐(I)，其特征在于，所述豎向室(7)的水平橫截面是多邊形或圓。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的鍋爐(I)，其特征在于，每個(gè)第二熱傳遞表面(8)包括用于在所述鍋爐(I)的啟動(dòng)期間排出冷凝物的瓶(10)。
【文檔編號(hào)】F23M5/08GK104204666SQ201380015451
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月20日
【發(fā)明者】A.皮頓, P.克勞塔茲, P.高維勒, S.L.達(dá)林 申請(qǐng)人:阿爾斯通技術(shù)有限公司