專(zhuān)利名稱：采用循環(huán)的常壓流化床燃燒的連續(xù)蒸汽發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用循環(huán)的常壓流化床燃燒的連續(xù)蒸汽發(fā)生器。
除自然循環(huán)的和強(qiáng)制循環(huán)的蒸汽發(fā)生器外，還已知強(qiáng)制連續(xù)的和連續(xù)的蒸汽發(fā)生器，用以通過(guò)例如礦物燃料的燃燒產(chǎn)生電能。后者特別應(yīng)用于現(xiàn)代的或大型的發(fā)電設(shè)備中。其中在燃料在連續(xù)蒸汽發(fā)生器的燃燒室中燃燒的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量發(fā)散到由工作介質(zhì)流過(guò)的加熱表面上，包括例如連續(xù)蒸汽發(fā)生器的燃燒室包圍壁、輻射加熱表面或?qū)α骷訜岜砻妗Ｆ渲泄ぷ鹘橘|(zhì)結(jié)合于一汽輪機(jī)的一水蒸汽循環(huán)中，其將吸收的熱能再傳入汽輪機(jī)中。
這樣的連續(xù)蒸汽發(fā)生器，其中將工作介質(zhì)基本上在蒸汽發(fā)生器的通道中預(yù)熱、汽化、過(guò)熱和在必要時(shí)中間過(guò)熱，長(zhǎng)期以來(lái)是已知的并且通常配備燃燒器用以燃燒礦物的燃料。由H.Juzi、A.Salem和W.Stocker三人的文獻(xiàn)“用于滑動(dòng)壓力運(yùn)行的具有垂直的燃燒室管系的強(qiáng)制連續(xù)鍋爐”，VGB發(fā)電技術(shù)64，第4期，1984年四月，已知一種傳統(tǒng)的用煤粉燃燒的連續(xù)蒸汽發(fā)生器。一般連續(xù)蒸汽發(fā)生器的燃燒室包圍壁由焊接的汽化器加熱表面的管-接片-管構(gòu)成。為了保證包圍管壁的充分冷卻，采用或傾斜的光滑管(即具有光滑內(nèi)壁的管，其在包圍管壁之內(nèi)傾斜延伸)、內(nèi)部加肋的垂直管或下落管/上升管系統(tǒng)(即包圍管壁分成多個(gè)壁段，其依次被流過(guò)，也參見(jiàn)上述文獻(xiàn)的圖2c)。
近幾年來(lái)開(kāi)始發(fā)展采用循環(huán)的流化床燃燒(ZWSF)的連續(xù)蒸汽發(fā)生器。在這方面如在全部用礦物燃料燃燒的發(fā)電設(shè)備中為了保護(hù)環(huán)境試圖使由燃燒形成的排放減至最小。這可通過(guò)發(fā)電廠過(guò)程效率的提高和伴隨的燃料的減少來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中通過(guò)產(chǎn)生具有高的蒸汽參數(shù)(高的蒸汽壓力和蒸汽溫度)的蒸汽是實(shí)現(xiàn)效率提高的一部分。為了各發(fā)電廠部件在大的負(fù)荷范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)地工作，使蒸汽發(fā)生器在滑動(dòng)壓力中運(yùn)行。為了同時(shí)滿足不同的要求(恒定的高蒸汽溫度、滑動(dòng)的蒸汽壓力、高的負(fù)荷變化速度)，只采用或考慮上述的強(qiáng)制連續(xù)蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)。
由于腐蝕原因，采用循環(huán)的流化床燃燒的連續(xù)蒸汽發(fā)生器的燃燒室包圍壁不象在傳統(tǒng)的用煤粉燃燒的連續(xù)蒸汽發(fā)生器中那樣傾斜地設(shè)置，而必須設(shè)置成垂直的管系。循環(huán)的流化床燃燒因此主要與汽化器系統(tǒng)組合，其在自然循環(huán)或強(qiáng)制循環(huán)運(yùn)行中工作并且為此配備設(shè)有垂直的管系的包圍壁。一些循環(huán)的流化床燃燒也利用一強(qiáng)制連續(xù)系統(tǒng)，但作為下降管/上升管系統(tǒng)并在低的蒸汽壓力下產(chǎn)生蒸汽(例如KWMoabit)。已考慮將采用ZWSF的強(qiáng)制連續(xù)蒸汽發(fā)生器也用于壓力范圍100至300bar下并從而可較經(jīng)濟(jì)地、亦即用不多的燃料運(yùn)行。燃燒室包圍壁應(yīng)由垂直的汽化器管構(gòu)成，由于這個(gè)必要性，為了汽化器壁的冷卻，建議內(nèi)部加肋的管系(參閱上述文獻(xiàn))。
在從自然循環(huán)的蒸汽發(fā)生器轉(zhuǎn)變?yōu)?過(guò)臨界的)具有高蒸汽參數(shù)(典型地250至300bar，560至620℃)在功率范圍300至600MWel內(nèi)的強(qiáng)制連續(xù)蒸汽發(fā)生器時(shí)利用現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生下列問(wèn)題或缺點(diǎn)—ZWSF-連續(xù)蒸汽發(fā)生器，其以低臨界的蒸汽壓力運(yùn)行，與過(guò)臨界的蒸汽壓力相比，在相同的蒸汽發(fā)生器功率時(shí)需要較多的燃料應(yīng)用并由此產(chǎn)生更多的有害的排放。
—設(shè)有垂直的管系的強(qiáng)制連續(xù)蒸汽發(fā)生器不同于傾斜的管系，具有缺點(diǎn)，即在一給定的燃燒室?guī)缀涡螤钕鹿艿臄?shù)目是較多的并因此減小每一管的質(zhì)量流量密度(每秒鐘通過(guò)每一平方米通流截面的工作介質(zhì)流量kg數(shù)的量度)。為了仍保證管道的充分冷卻，采用內(nèi)部有肋的管系或連續(xù)地流過(guò)燃燒室包圍壁的各個(gè)壁；—全部的汽化器流量在多個(gè)串聯(lián)的壁上的分配具有許多缺點(diǎn)1)必須經(jīng)由下降管連接各個(gè)壁；2)在汽化器流量的再次分配過(guò)程中發(fā)生離析過(guò)程(不同的蒸汽成分)，其在汽化器的出口作為溫度偏斜(溫度不均)是很明顯的并且由于受阻的熱膨脹可能導(dǎo)致壁中的裂縫；3)由于較高的質(zhì)量流量密度引起的較大的壓力損失；
—內(nèi)部有肋的管系具有較大的摩擦壓力損失并且具有特殊制造(非標(biāo)制造)的缺點(diǎn)和各接合面組裝時(shí)的提高的制造費(fèi)用。
據(jù)此，本發(fā)明的目的是，提供一種采用循環(huán)的常壓流化床燃燒的連續(xù)蒸汽發(fā)生器，其中避免上述缺點(diǎn)和滿足或遵守以下所述規(guī)范—采用較經(jīng)濟(jì)的和環(huán)護(hù)的具有ZWSF的連續(xù)蒸汽發(fā)生器，其功率范圍為約300至600MWel和壓力范圍為約100至300巴；—考慮到在燃燒室之內(nèi)或必要時(shí)在其外面附加配裝的加熱表面，為這樣的連續(xù)蒸汽發(fā)生器實(shí)現(xiàn)一種有效的燃燒室配置。
上述目的通過(guò)權(quán)利要求1所表明的特征來(lái)達(dá)到。
由諸從屬權(quán)利要求得知本發(fā)明的有利的實(shí)施形式。
本發(fā)明的解決方案提供了一種采用循環(huán)的常壓流化床燃燒的連續(xù)蒸汽發(fā)生器，其具有下列優(yōu)點(diǎn)—通過(guò)燃燒室包圍壁和附加設(shè)置于燃燒室中的作為汽化器加熱表面的加熱表面以及該汽化器加熱表面的同時(shí)的工作介質(zhì)通流的組合，渦流燃燒室并因此同樣連續(xù)蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)尺寸可以顯著較小地并從而較經(jīng)濟(jì)地構(gòu)成；—通過(guò)光滑管系，亦即具有在內(nèi)面上光滑的表面的管系在連續(xù)蒸汽發(fā)生器的包圍壁中的應(yīng)用，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槠湎鄬?duì)于內(nèi)部有肋的管系是便宜的并且也不需要任何的特殊制造(非標(biāo)制造)。光滑管系不同于內(nèi)部有肋的管系可由許多制造商多種多樣地生產(chǎn)；—通過(guò)光滑管系在連續(xù)蒸汽發(fā)生器的包圍壁中的應(yīng)用，與一構(gòu)成有內(nèi)部有肋的管系的汽化器加熱表面相比，在汽化器加熱表面中產(chǎn)生較低的壓力損失；—通過(guò)包圍壁和在渦流燃燒室中附加設(shè)置的加熱表面的同時(shí)的通流，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)椴辉傩枰b入中間匯流器(混合或壓力補(bǔ)償匯流器)；—由光滑管系制成的各加熱表面的組裝是經(jīng)濟(jì)的(不需要任何的內(nèi)部肋的匹配，因此在組裝時(shí)管費(fèi)用較少)；—在渦流燃燒室中附加設(shè)置的垂直的加熱表面的長(zhǎng)度或高度匹配于渦流燃燒室的高度和構(gòu)造方式(在燃燒室下部的不同的漏斗)。由此在組裝各加熱表面時(shí)產(chǎn)生優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗鼈兛梢杂行У亟Y(jié)合于燃燒室底面或漏斗上邊緣以及燃燒室蓋中；—在渦流燃燒室中附加設(shè)置的加熱表面可以構(gòu)成為單面加熱的焊成箱體的加熱表面或構(gòu)成為兩面加熱的間壁加熱表面；—通過(guò)加熱的附加的加熱表面的結(jié)合來(lái)調(diào)節(jié)要求的質(zhì)量流量密度，這是必需的，以便補(bǔ)償質(zhì)量流量差和加熱差并且得到近似相等的流出溫度；—燃燒室尺寸(橫截面、高度)和一體的加熱表面確定成使有效的熱流量密度在小的質(zhì)量流量密度的情況下允許在包圍壁中使用垂直的光滑管系。
通過(guò)兩面加熱的加熱表面的應(yīng)用，由于平面的間壁加熱表面由一管—接片—管組合構(gòu)成，其可以有利地很簡(jiǎn)單地制造。在有利的實(shí)施形式中，該間壁加熱表面的管系具有內(nèi)部肋條，其在低的質(zhì)量流量密度和較高的質(zhì)量流量密度時(shí)，由于兩面加熱而確保可靠的加熱表面冷卻。在這種情況下可以保留包圍壁的管系作為光滑管系。
一有利的設(shè)計(jì)規(guī)定，在單面加熱本發(fā)明的加熱表面并且單面加熱的加熱表面在一有利的實(shí)施形式中用光滑管系構(gòu)成。因此如在包圍壁的光滑管系中列舉的得到一重要的經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)楣饣芟凳秋@著便宜的、易于組裝并且只引起較小的摩擦壓力損失。
在單面加熱的加熱表面的合乎目的的實(shí)施形式中，將其構(gòu)成為具有箱形橫截面的箱式加熱表面。由于箱式的結(jié)構(gòu)，加熱表面保持很大的穩(wěn)定性，其使其可以用該加熱表面構(gòu)成最大的連續(xù)蒸汽發(fā)生器的燃燒室。在進(jìn)一步合乎目的的實(shí)施形式中，箱式加熱表面的橫截面構(gòu)成為矩形的。
為了使工作介質(zhì)在包圍壁的管系內(nèi)得到均勻的加熱，有利的是這些管基本上具有相同的加熱的長(zhǎng)度。為了將同樣的效果也傳到加熱表面的管系上，還有利的是，加熱表面的管系如同包圍壁的管系具有相同的加熱長(zhǎng)度。
以下借助附圖和描述更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的各實(shí)施例。其中

圖1示意示出一具有循環(huán)的常壓流化床燃燒的連續(xù)蒸汽發(fā)生器的縱剖面圖；圖2示意示出一流化床連續(xù)蒸汽發(fā)生器的一具有一燃燒室漏斗的渦流燃料室的縱剖面圖；圖3為如圖2的縱剖面圖，但渦流燃燒室具有兩個(gè)燃燒室漏斗(“Pant leg”)；圖4示意示出一流化床連續(xù)蒸汽發(fā)生器的一燃燒室(具有一燃燒室漏斗)按圖2的剖面A-A的橫截面的旋轉(zhuǎn)90°的剖面圖；圖5示意示出一流化床連續(xù)蒸汽發(fā)生器的一燃燒室(具有兩個(gè)燃燒室漏斗)按圖3的剖面B-B的橫截面的旋轉(zhuǎn)90°的剖面圖；圖6為一按圖4和5的細(xì)部C的可選擇的箱式加熱表面(箱式間壁)的示意橫剖面圖；圖7示意示出一箱式加熱表面的按圖8的剖面A-A截取的縱剖面圖，其具有從耐火內(nèi)襯向上面的薄片管壁垂直對(duì)準(zhǔn)的過(guò)渡；圖8為一按圖9的剖面C-C截取的箱式加熱表面的示意橫剖面圖；圖9為一箱式加熱表面按圖8的剖面8-8截取的示意縱剖面圖。
在常規(guī)的發(fā)電廠的礦物燃燒的連續(xù)蒸汽發(fā)生器中，眾所周知，工作介質(zhì)通常為水/蒸汽基本上在一汽輪機(jī)循環(huán)的通道中預(yù)熱、汽化、過(guò)熱和在必要時(shí)中間過(guò)熱。包含所屬的燃燒的連續(xù)蒸汽發(fā)生器描述如下。
圖1示意示出一具有循環(huán)的流化床燃燒2(ZWSF)的連續(xù)蒸汽發(fā)生器1用以燃燒煤或其他可燃燒的材料。將待燃燒的材料或與一惰性物質(zhì)一起或單獨(dú)通過(guò)輸入管道10裝入具有ZWSF的連續(xù)蒸汽發(fā)生器1的流化床燃燒室或渦流燃燒室3。為了建立流化床和為了在燃燒室3內(nèi)燃燒裝入的材料，將液化氣通過(guò)輸入管道11通常從下面供給渦流燃燒室3。液化氣一般是空氣并因此為了燃燒用作為氧化劑。燃燒過(guò)程中形成的廢氣或煙氣及由廢氣隨帶的固體材料(惰性物質(zhì)、灰塵粒子和未燃燒的材料)在上部經(jīng)由開(kāi)口12從燃燒室3中排出并且經(jīng)由一廢氣管道13供給一分離器，一般為一離心分離器或旋風(fēng)分離器14。在分離器14中固體材料在最大程度上被從廢氣中分離并且經(jīng)由返回管道15再次供給燃燒室3。在相當(dāng)大程度上提純的廢氣經(jīng)由廢氣管道16供給第二煙氣道17，在其中設(shè)置至少一個(gè)節(jié)熱器加熱表面18、至少一個(gè)過(guò)熱器加熱表面19和在必要時(shí)至少一個(gè)中間過(guò)熱器加熱表面20用以繼續(xù)利用或接受廢氣熱量。燃燒室3的橫截面一般構(gòu)成矩形的。但也可以是圓形的或具有其他的形狀。
圖2至5示出一連續(xù)蒸汽發(fā)生器1的成矩形構(gòu)成的和基本上垂直設(shè)置的渦流燃燒室3的縱剖面和橫剖面。燃燒室3基本上全面由包圍壁4包圍，其中包圍壁4從下向上看包括燃燒室底面4.1、燃燒室側(cè)壁4.2和燃燒室蓋4.3。燃燒室底面4.1一般構(gòu)成為噴射底面，借其輸入液化氣。圖2示出在燃燒室3的下部具有一單個(gè)漏斗6的燃燒室3，而圖3示出具有雙重漏斗7，所謂“Pant leg”型式的燃燒室3。燃燒室包圍壁4構(gòu)成為工作介質(zhì)通流的加熱表面，其中這些加熱表面由氣密的膜片壁構(gòu)成。這樣的膜片壁通過(guò)一管—接片—管的氣密的焊接組合而成。一般管—接片—管組合包括各個(gè)管道5，其在外圓周上是光滑的并且分別與單獨(dú)的接片21相連接。但散熱片鑄管也是可能的，其外壁已構(gòu)成有接片并且相互連接。
本發(fā)明針對(duì)具有高功率(約300至600MWel)和高蒸汽參數(shù)(約250至300bar的壓力和560至620℃的溫度)的循環(huán)的流化床燃燒2的連續(xù)蒸汽發(fā)生器1。在這種情況下為了在該功率范圍內(nèi)得到一有效的燃燒室配置，需要裝設(shè)附加的加熱表面8，其由于熱技術(shù)的原因(均勻的吸熱)優(yōu)選設(shè)置在燃燒室3內(nèi)。
按照本發(fā)明的具有ZWSF 2的連續(xù)蒸汽發(fā)生器1設(shè)定，包圍壁4的全部的管5、9和在燃燒室3內(nèi)的各加熱表面8構(gòu)成為汽化器加熱表面并且為了流過(guò)全部待汽化的工作介質(zhì)并聯(lián)起來(lái)；包圍壁4的全部的管5構(gòu)成在內(nèi)部有光滑的管表面并且加熱表面8在燃燒室底面4.1或漏斗上邊緣24與燃燒室蓋4.3之間延伸。通過(guò)連續(xù)蒸汽發(fā)生器1的加熱表面8和包圍壁4的加熱表面的并聯(lián)以及兩加熱表面作為汽化器加熱表面的應(yīng)用，以有利的方式達(dá)到，一方面借助加熱表面8的數(shù)目的匹配可以有效地配置燃燒室3，亦即借助該措施可以優(yōu)選燃燒室尺寸，特別是燃燒室高度(燃燒室底面與蓋之間的距離)可以通過(guò)加熱表面8的結(jié)合顯著地減小。另一方面在上述按照本發(fā)明的連續(xù)蒸汽發(fā)生器1的連接的情況下在流化床燃燒室3內(nèi)的有效的熱流量密度盡管工作介質(zhì)的質(zhì)量流量密度降低約400至1200kg/m2s仍可用于包圍壁4的管系5，其內(nèi)部具有光滑的表面。通過(guò)降低的工作介質(zhì)的質(zhì)量流量密度還得到在汽化器加熱表面內(nèi)的改善的自然循環(huán)特性，這意味著，在可能的局部過(guò)熱時(shí)在那里也實(shí)現(xiàn)工作介質(zhì)的通過(guò)能力的提高并從而確?？煽康墓芾鋮s。
具有光滑的內(nèi)表面的管系5，也簡(jiǎn)稱為光滑管系的應(yīng)用，相對(duì)于通常在這樣的低的質(zhì)量流量密度中采用的內(nèi)部有肋的管系具有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，光滑的管系相對(duì)于內(nèi)部有肋的管系是顯著經(jīng)濟(jì)的，具有較短的供貨期，基本上可大量供應(yīng)和一般來(lái)說(shuō)可更好地供給使用，而內(nèi)部有肋的管系通常只有特殊制造(非標(biāo)制造)才可得到，在組裝方面光滑的管系也更加便于操作。其次，光滑的管系具有相對(duì)于內(nèi)部有肋的管系小得多的工作介質(zhì)的摩擦壓力損失，這對(duì)工作介質(zhì)在各個(gè)管5上的均勻分配和對(duì)連續(xù)蒸汽發(fā)生器1的供給泵功率的減小產(chǎn)生有利的影響。
為了提高連續(xù)蒸汽發(fā)生器的過(guò)程效率并從而減小由蒸汽發(fā)生器引起的向大氣的有害排放，連續(xù)蒸汽發(fā)生器1常?？偸窃谶^(guò)臨界的范圍內(nèi)運(yùn)行，亦即在超過(guò)220bar的蒸汽壓力下和在過(guò)臨界的與低臨界的壓力之間的滑動(dòng)壓力下運(yùn)行(蒸汽發(fā)生器的運(yùn)行壓力在連續(xù)蒸汽發(fā)生器的負(fù)荷范圍內(nèi)，例如在20至100％負(fù)荷之間滑動(dòng))。在全負(fù)荷時(shí)例如270bar的連續(xù)蒸汽發(fā)生器運(yùn)行壓力的情況下，蒸汽發(fā)生器在約70％的部分負(fù)荷時(shí)達(dá)到臨界的壓力范圍并在該部分負(fù)荷以下低臨界地運(yùn)行，亦即在約低于70％的部分負(fù)荷范圍內(nèi)在汽化器中在汽化過(guò)程中出現(xiàn)一種二相混合物。通過(guò)上述的本發(fā)明的方案確保，在汽化器加熱表面(包圍壁4和加熱表面8)內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)蒸汽與水的離析。這還通過(guò)本發(fā)明的連續(xù)蒸汽發(fā)生器1的有利的構(gòu)成給以支持，即不要中間匯流器的幫助實(shí)現(xiàn)包圍壁4和加熱表面8的管系5、9的工作介質(zhì)通流。
在渦流燃燒室3中應(yīng)用的附加的加熱表面8中涉及所謂間壁加熱表面。在間壁加熱表面中涉及本身封閉的和板式的加熱表面(亦即各個(gè)并排設(shè)置的管9與各接片22相互連接成一間壁—焊接的管—接片—管組合，其不同于集束加熱表面，后者構(gòu)成開(kāi)著的(亦即各個(gè)并排設(shè)置的管不用接片相互連接)。各加熱表面8基本上垂直地設(shè)置于燃燒室3內(nèi)并且包含在其中的各管9同樣基本上垂直延伸。
按照本發(fā)明各加熱表面8根據(jù)燃燒室構(gòu)成或在燃燒室底面4.1或漏斗上邊緣24與燃燒室蓋4.3之間延伸。借此其可以與包圍壁4一起完全用來(lái)實(shí)現(xiàn)全部待汽化的工作介質(zhì)的同時(shí)通流。因此各加熱表面8在渦流燃燒室3的下部基本開(kāi)始于燃燒室底面，或者對(duì)于具有一個(gè)漏斗6的、在中間設(shè)置加熱表面8的燃燒室3而言開(kāi)始于漏斗下邊緣4.1(圖2)，或者對(duì)于具有兩個(gè)漏斗7、在中間設(shè)置加熱表面8的燃燒室3而言(圖3)開(kāi)始于漏斗上邊緣24；各加熱表面8在燃燒室3的上部基本終止于燃燒室蓋4.3。為了固定各個(gè)加熱表面8，可以將其例如與燃燒室底面4.1或漏斗上邊緣24和燃燒室蓋4.3焊接在一起，如果要在燃燒室3的下部設(shè)置多于兩個(gè)的漏斗，則可以針對(duì)性地實(shí)現(xiàn)各加熱表面8的結(jié)合。
加熱表面8和包圍壁4的同時(shí)供給通過(guò)未示出的匯流器來(lái)實(shí)現(xiàn)，借其將待汽化的工作介質(zhì)從下面供給上述的加熱表面，如果在按照?qǐng)D3的具有兩個(gè)漏斗7的燃燒室3中各加熱表面8首先在漏斗上邊緣或漏斗支座24開(kāi)始，則這些加熱表面8可以經(jīng)由漏斗的包圍壁4供給工作介質(zhì)。各加熱表面8的分開(kāi)的同時(shí)供給也是可能的。
各加熱表面8可以是在單面或兩面加熱的。在兩面加熱的或間壁的加熱表面的情況下有利的是，各加熱表面8用內(nèi)部有肋的管系9構(gòu)成，以便借此確保在連續(xù)蒸汽發(fā)生器1的部分負(fù)荷范圍內(nèi)管系9被可靠地冷卻并且避免在汽化器管中在本領(lǐng)域范圍內(nèi)已知的沸騰臨界或DNB(偏離泡核沸騰，Departure from nucleate boiling)以及烘干或干涸，其由于加熱表面8的過(guò)熱可能從兩面出現(xiàn)。
本發(fā)明的方案的一有利的設(shè)計(jì)規(guī)定，將在渦流燃燒室3內(nèi)設(shè)置的加熱表面8在單面加熱。圖6示出一在單面加熱的加熱表面的有利的實(shí)施形式。該加熱表面8由周邊面包圍一內(nèi)腔23并且構(gòu)成箱形的，因此各加熱表面8在以下的描述中也稱為箱式加熱表面或箱式間壁8。其中圖6示出具有矩形橫截面的箱式加熱表面的一有利的實(shí)施形式。按圖6的箱式間壁8具有四個(gè)由焊接的膜片管壁構(gòu)成的側(cè)壁，它們?cè)诟鹘呛附釉谝黄?，其中膜片管壁由各?和各接片22構(gòu)成。因此形成以氣密的管—接片—管型式或組合的箱體。代替圖6中以橫剖面示出的箱式加熱表面8的矩形型式，其也可以構(gòu)成有其他的橫截面，例如n角的(至少三角的)、圓的等。也就是說(shuō)，在這種情況下由箱式加熱表面8包圍的內(nèi)壁23具有n角的或圓的橫截面。
通過(guò)各加熱表面8和從而同樣管系9的垂直設(shè)置以及包圍壁4的垂直的管系5，管系5、9給在燃燒室3中從下向上流動(dòng)的氣體流和粒子流以盡可能少的侵蝕作用點(diǎn)。為了防止管系5、9在下部的燃燒室區(qū)域或漏斗區(qū)域6、7內(nèi)受流化床的氣體流和粒子流的高的橫向流動(dòng)或渦流流動(dòng)，其設(shè)有耐火的內(nèi)襯25。
本發(fā)明的一有利的實(shí)施形式按照?qǐng)D7至9設(shè)定，在燃燒室的漏斗區(qū)域6、7內(nèi)、設(shè)有耐火內(nèi)襯25的箱式加熱表面8的管系9在有內(nèi)襯的與無(wú)內(nèi)襯的加熱表面區(qū)域27之間的過(guò)渡區(qū)域26內(nèi)向內(nèi)腔23的區(qū)域彎曲并且耐火內(nèi)襯25和加熱表面8的無(wú)內(nèi)襯的區(qū)域27的前邊緣沿垂直的方向?qū)?zhǔn)地構(gòu)成。通過(guò)這樣的措施，防止在過(guò)渡區(qū)域26內(nèi)在用于氣體流和粒子流的渦流流動(dòng)的各管9上形成侵蝕作用點(diǎn)。
通過(guò)在漏斗區(qū)域6、7內(nèi)管系5、9的耐火內(nèi)襯，以有利的方式得到在燃燒室3內(nèi)管系5、9的基本上相同的加熱長(zhǎng)度。
各箱式加熱表面8，其沿長(zhǎng)度L和經(jīng)由其橫截面沿寬度B及深度T延伸，宜設(shè)計(jì)成尺寸為約1.0至4.0m寬度B、約0.1至1.0m深度T和約20m至50m長(zhǎng)度L。從而，即使是最大的連續(xù)蒸汽發(fā)生器也能夠配備燃燒室3。
有利地，用于箱式加熱表面8的管9具有20mm與70mm之間的外徑。箱式加熱表面8的制造可以利用蒸汽發(fā)生器制造中通用的材料和制造方法。
附圖標(biāo)記清單1連續(xù)蒸汽發(fā)生器 22加熱表面接片2循環(huán)的流化床燃燒 23內(nèi)腔3渦流燃燒室 24漏斗上邊緣4包圍壁 25耐火內(nèi)襯4.1燃燒室底面或漏斗下邊緣 26過(guò)渡區(qū)域4.2燃燒室側(cè)壁 27加熱表面的無(wú)內(nèi)襯的區(qū)域4.3燃燒室蓋5管6漏斗，單個(gè)7漏斗，雙重8加熱表面9管10燃料供給11液化氣供給12開(kāi)口或煙氣出口13廢氣管道14離心分離器15返回管道16廢氣管道17第二煙氣道18節(jié)熱器加熱表面19過(guò)熱器加熱表面20中間過(guò)熱器加熱表面21包圍壁接片
權(quán)利要求
1.采用循環(huán)的常壓流化床燃燒的連續(xù)蒸汽發(fā)生器，其包括一渦流燃燒室(3)，其中，渦流燃燒室(3)基本上全面通過(guò)包圍壁(4)限定并且由氣密的、利用基本上垂直的管系構(gòu)成的管壁組成，而且在下部具有至少一個(gè)漏斗(6、7)；并且渦流燃燒室(3)構(gòu)成有至少一個(gè)基本上垂直設(shè)置的并設(shè)有垂直的管系的加熱表面(8)，其中加熱表面(8)由一種焊接的管—接片—管組合構(gòu)成；而且包圍壁(4)和加熱表面(8)的各管(5、9)由水/蒸汽工作介質(zhì)流過(guò)，其特征在于，包圍壁(4)和加熱表面(8)的全部的管(5、9)構(gòu)成為汽化器加熱表面并且為了通流全部待汽化的工作介質(zhì)而并聯(lián)起來(lái)；包圍壁(4)的全部的管(5)具有光滑的內(nèi)部管表面；并且加熱表面(8)在燃燒室底面(4.1)或漏斗上邊緣(24)與燃燒室蓋(4.3)之間延伸。
2.按照權(quán)利要求1所述的連續(xù)蒸汽發(fā)生器，其特征在于，實(shí)現(xiàn)包圍壁(4)和加熱表面(8)的各管(5、9)的工作介質(zhì)通流，而不借助于中間匯流器。
3.按照權(quán)利要求1或2之一項(xiàng)所述的連續(xù)蒸汽發(fā)生器，其特征在于，加熱表面(8)可在兩面加熱。
4.按照權(quán)利要求3所述的連續(xù)蒸汽發(fā)生器，其特征在于，加熱表面(8)的各管(9)的內(nèi)表面具有單線的或多線的螺紋形的內(nèi)部肋條。
5.按照權(quán)利要求1或2之一項(xiàng)所述的連續(xù)蒸汽發(fā)生器，其特征在于，加熱表面(8)可在單面加熱。
6.按照權(quán)利要求5所述的連續(xù)蒸汽發(fā)生器，其特征在于，加熱表面(8)的各管(9)的內(nèi)表面具有光滑的表面。
7.按照權(quán)利要求5或6所述的連續(xù)蒸汽發(fā)生器，其特征在于，加熱表面(8)具有帶一寬度(B)和一深度(T)的箱式橫截面并且由周邊面包圍一內(nèi)腔(23)并沿其周邊封閉。
8.按照上述權(quán)利要求之至少一項(xiàng)所述的連續(xù)蒸汽發(fā)生器，其特征在于，箱式加熱表面(8)的橫截面構(gòu)成為至少三角形的或圓的。
9.按照上述權(quán)利要求之至少一項(xiàng)所述的連續(xù)蒸汽發(fā)生器，其特征在于，箱式加熱表面(8)的橫截面構(gòu)成為矩形的。
10.按照權(quán)利要求7所述的連續(xù)蒸汽發(fā)生器，在燃燒室的漏斗區(qū)域(6、7)設(shè)有耐火內(nèi)襯(25)的箱式加熱表面(8)的各管(9)在有內(nèi)襯的與無(wú)內(nèi)襯的加熱表面區(qū)域(27)之間的過(guò)渡區(qū)域(26)內(nèi)向內(nèi)腔(23)的區(qū)域彎曲，并且耐火內(nèi)襯(25)和加熱表面(8)的無(wú)內(nèi)襯的區(qū)域(27)的前邊緣沿垂直的方向?qū)?zhǔn)地構(gòu)成。
11.按照上述權(quán)利要求之至少一項(xiàng)所述的連續(xù)蒸汽發(fā)生器，其特征在于，包圍壁(4)的各管(5)具有基本上相同的加熱長(zhǎng)度。
12.按照上述權(quán)利要求之至少一項(xiàng)所述的連續(xù)蒸汽發(fā)生器，其特征在于，加熱表面(8)的各管(9)具有基本上與包圍壁(4)的各管(5)相同的加熱長(zhǎng)度。
全文摘要
采用循環(huán)的常壓流化床燃燒的連續(xù)蒸汽發(fā)生器，其包括一渦流燃燒室(3)，其中，渦流燃燒室(3)基本上全面通過(guò)包圍壁(4)限定并且由氣密的、利用基本上垂直的管系構(gòu)成的管壁組成，而且在下部具有至少一個(gè)漏斗(6、7)；并且渦流燃燒室(3)構(gòu)成有至少一基本上垂直設(shè)置的并設(shè)有垂直的管系(9)的加熱表面(8)，其中加熱表面(8)由一種焊接的管—接片—管組合構(gòu)成；并且包圍壁(4)和加熱表面(8)的管系(5、9)由水/蒸汽工作介質(zhì)流過(guò)，其中，包圍壁(4)和加熱器(8)的全部的管(5、9)構(gòu)成為汽化器加熱表面并且為了通流全部待汽化的工作介質(zhì)而并聯(lián)起來(lái)；包圍壁(4)的全部的管(5)具有光滑的內(nèi)部管表面，并且加熱表面(8)在燃燒室底面(4.1)或漏斗上邊緣(24)與燃燒室蓋(4.3)之間延伸。
文檔編號(hào)F22B31/00GK1714255SQ200380103771
公開(kāi)日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2003年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月22日
發(fā)明者G·魏辛格, G-N·斯塔馬特洛普羅斯, G·特勞特曼 申請(qǐng)人:阿爾斯托姆動(dòng)力鍋爐有限公司