循環(huán)流化床鍋爐外置式換熱器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種循環(huán)流化床鍋爐換熱器，具體公開了一種循環(huán)流化床鍋爐外置式換熱器。包括殼體，殼體一端設(shè)有進(jìn)灰口，另一端設(shè)有灰出口，殼體內(nèi)部從進(jìn)灰口一端至灰出口所在的一端依次設(shè)有進(jìn)灰倉、進(jìn)灰倉隔墻、灰倉，所述灰倉中設(shè)有換熱管組；所述換熱管組包括相互串聯(lián)的至少兩組蛇形管組和至少一個(gè)中間集箱，所述各組蛇形管組通過中間集箱連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：1）降低各管組受熱面的壁溫差，控制受熱面最高壁溫在合理范圍內(nèi)，有效防止高溫爆管，提高外置式換熱器的穩(wěn)定性與安全性；2）結(jié)構(gòu)布置更靈活，工況適應(yīng)性強(qiáng)。
【專利說明】
循環(huán)流化床鍋爐外置式換熱器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種循環(huán)流化床鍋爐附屬設(shè)備，尤其是一種循環(huán)流化床鍋爐換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于大型高參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐，因爐膛截面增大，受熱面積增加，采用外置式換熱器布置受熱面可以解決受熱面增加帶來的受熱面布置問題和爐膛截面增大帶來的床溫難控制的問題。外置式換熱器用于布置受熱面的優(yōu)勢(shì)在于:外置式換熱器的設(shè)置可以通過調(diào)節(jié)進(jìn)入外置式換熱器的灰流量來控制床溫，同時(shí)調(diào)節(jié)再熱器側(cè)蒸汽溫度。根據(jù)實(shí)踐運(yùn)行情況來看，大型高參數(shù)循環(huán)流化床采用外置式換熱器控制床溫和再熱汽溫的方式充分體現(xiàn)出了這種調(diào)節(jié)方式的優(yōu)勢(shì)。
[0003]通常大型高參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐再熱蒸汽總溫升很高，超臨界循環(huán)流化床鍋爐再熱蒸汽總溫升約250°C，超超臨界循環(huán)流化床鍋爐再熱蒸汽總溫升達(dá)到約270°C，其中高溫再熱器的蒸汽溫升約為80?100°C左右。一般外置式換熱器中僅布置一級(jí)受熱面，單級(jí)受熱面溫升過高，本身就容易造成受熱面間的溫差絕對(duì)值較大；同時(shí)灰流在外置式換熱器中并非完全均勻分布，通常的分布情況為中間高兩側(cè)低，因此中間受熱面吸熱比兩側(cè)受熱面吸熱強(qiáng)。以上兩種因素就造成了高溫再熱器受熱面的最高壁溫和最低壁溫相差很大的惡劣情況，壁溫高的地方必須選用高等級(jí)的金屬材料，增加成本，即使選用高等級(jí)材料，運(yùn)行控制也要非常小心，否則很容易超溫爆管，降低了高溫再熱器的穩(wěn)定性和安全性。
[0004]根據(jù)白馬600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行情況，高溫再熱器布置在外置式換熱器中，因高溫再熱器的蒸汽溫升約85°C，單級(jí)受熱面溫升高，再加上灰流在外置床中的分布情況通常為中間高兩側(cè)低，因此中間的管屏最高壁溫與兩側(cè)的管屏最低壁溫相差較大，最高壁溫達(dá)到約600°C，很容易造成壁溫超溫的情況(報(bào)警溫度635°C，高允許壁溫647°C);而最低壁溫不足500 °C，與最高壁溫相差約100 °C。根據(jù)300MW亞臨界循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行情況，布置在外置式換熱器中的高溫再熱器受熱面，因采用了蛇形管受熱面垂直于灰流動(dòng)方向的布置方式，靠近灰流入口的管屏壁溫最高，越往后壁溫越低。壁溫最高為598°C (壁溫報(bào)警溫度625°C，高允許壁溫649°C)，而最低壁溫只有410°C，相差將近200°C。以上兩種實(shí)際運(yùn)行情況中，常態(tài)下最高壁溫已十分接近報(bào)警壁溫，若運(yùn)行過程中出現(xiàn)意外或操作過程中出現(xiàn)失誤，很容易造成超溫爆管。這不僅降低了外置式換熱器的操作環(huán)境適應(yīng)性和運(yùn)行穩(wěn)定性，也大大增加了操作難度。并且最高壁溫與最低壁溫相差太大，蒸汽溫度也相差太大，存在安全隱患。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實(shí)用新型提供了一種循環(huán)流化床鍋爐外置式換熱器。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:循環(huán)流化床鍋爐外置式換熱器，包括殼體，殼體一端設(shè)有進(jìn)灰口，另一端設(shè)有灰出口，殼體內(nèi)部從進(jìn)灰口一端至灰出口所在的一端依次設(shè)有進(jìn)灰倉、進(jìn)灰倉隔墻、灰倉，所述灰倉中設(shè)有換熱管組;所述換熱管組包括相互串聯(lián)的至少兩組蛇形管組和至少一個(gè)中間集箱，所述各組蛇形管組通過中間集箱連接。第一蛇形管組以換熱器的進(jìn)口集箱為其進(jìn)口集箱，最后一個(gè)蛇形管組以換熱器的出口集箱為其出口集箱。
[0007]本實(shí)用新型實(shí)際上是將現(xiàn)有技術(shù)中的單級(jí)受熱面分為多級(jí)受熱面，使得熱交換從一級(jí)完成分為多級(jí)完成。當(dāng)熱交換為一級(jí)完成時(shí)，受熱面在灰流的作用下連續(xù)升溫，過高的連續(xù)升溫很容易造成明顯的壁溫差，再加上灰流在換熱器中的分布往往是中間高兩側(cè)低，導(dǎo)致蛇形管組中間管屏的壁溫連續(xù)快速上升，兩側(cè)壁溫則緩慢上升，因此溫度差隨著時(shí)間的推移不斷擴(kuò)大，至換熱結(jié)束時(shí)，中間的壁溫已遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于兩側(cè)的壁溫。本實(shí)用新型將蛇形管組受熱面分為至少兩級(jí)，從而將熱交換分為多次進(jìn)行，每進(jìn)行一次熱交換后，通過中間集箱將蛇形管組各管屏中的已經(jīng)具有一定溫度差的蒸汽進(jìn)行充分混合后，再進(jìn)入下一級(jí)蛇形管組進(jìn)行熱交換，防止蒸汽溫度差和蛇形管組各管屏的壁溫差累積性擴(kuò)大。進(jìn)而提高整個(gè)換熱器運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，有效防止高溫爆管的發(fā)生。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述中間集箱的結(jié)構(gòu)為，包括連接于前一蛇形管組蒸汽出口端的中間出口集箱，連接于后一蛇形管組蒸汽進(jìn)口端的中間進(jìn)口集箱與連接管，所述中間出口集箱與中間進(jìn)口集箱通過連接管連接。采用該結(jié)構(gòu)的中間集箱結(jié)構(gòu)簡單，更容易制造。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述換熱管組包括兩組蛇形管組和一個(gè)中間集箱。兩級(jí)蛇形管組已能夠?qū)⒈跍夭钆c最高壁溫控制在合理的范圍內(nèi)，并且結(jié)構(gòu)較為簡單，利于制造和推廣，具有“最高性價(jià)比”的優(yōu)勢(shì)。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述各組蛇形管組并排布置于灰流方向的兩側(cè)。這種布置方式存在一定的優(yōu)勢(shì):外置式換熱器殼體長度短;集箱更好布置，不需要穿過外置式換熱器底部的布風(fēng)板。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述各蛇形管組沿灰流方向成前后布置。這種布置方式低溫蒸汽區(qū)和高溫蒸汽區(qū)所處的灰溫是不一樣的，可以根據(jù)實(shí)際情況，將低溫蒸汽區(qū)和高溫蒸汽區(qū)的位置互作調(diào)整以使得兩組受熱面的吸熱處于最佳匹配狀態(tài)。作為該技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述各蛇形管組之間設(shè)有灰倉隔墻?；覀}隔墻可進(jìn)一步加強(qiáng)高溫蒸汽區(qū)與低溫蒸汽區(qū)的界限，增大不同蒸汽區(qū)的灰溫差，更利于通過調(diào)整蒸汽區(qū)的位置以應(yīng)對(duì)不同工況。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:I)降低各管組受熱面的壁溫差，控制受熱面最高壁溫在合理范圍內(nèi)，有效防止高溫爆管，提高外置式換熱器的穩(wěn)定性與安全性;2)各組蛇形管組管屏可采用垂直于灰流方向布置，也可采用平行于灰流方向布置;各組受熱面可以布置在一個(gè)灰倉中，也可以分別布置在兩個(gè)灰倉中，結(jié)構(gòu)布置更靈活;3)各蛇形管組可根據(jù)實(shí)際工程需要按蒸汽流向或者灰流向互相調(diào)整布置位置，以實(shí)現(xiàn)各組受熱面的吸熱處于最佳匹配狀態(tài)。
【附圖說明】
[0013]圖1是外置式換熱器蛇形管組并排布置于灰流方向兩側(cè)的俯視圖。
[0014]圖2是外置式換熱器蛇形管組沿灰流方向成前后布置俯視圖。
[0015]圖3是實(shí)施例不意圖。
[0016]圖4是圖3的俯視圖。
[0017]圖中標(biāo)記為:1-殼體，2-進(jìn)灰倉，3-進(jìn)灰倉隔墻，4-灰倉，5-蛇形管組，6_中間集箱，61-中間出口集箱，62-中間進(jìn)口集箱，63-連接管，I O-灰倉隔墻，11-換熱器進(jìn)口集箱，12_換熱器出口集箱，51-第一蛇形管組，52-第二蛇形管組。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0019]如圖2、圖3和圖4所示，循環(huán)流化床鍋爐外置式換熱器，包括殼體I，殼體一端設(shè)有進(jìn)灰口，另一端設(shè)有灰出口，殼體內(nèi)部從進(jìn)灰口一端至灰出口一端依次設(shè)有進(jìn)灰倉2、進(jìn)灰倉隔墻3、灰倉4 ；所述灰倉4中設(shè)有換熱管組;所述換熱管組包括相互串聯(lián)的第一蛇形管組51、第二蛇形管組52和中間集箱6，所述兩組蛇形管組通過中間集箱6連接，并沿灰流方向前后布置，且兩蛇形管組之間設(shè)有灰倉隔墻10;所述中間集箱6包括第一蛇形管組的中間出口集箱61、第二蛇形管組的中間進(jìn)口集箱62與連接二者的連接管63。
[0020]當(dāng)該外置式換熱器工作時(shí)，蒸汽從換熱器進(jìn)口集箱11引入第一蛇形管組中，蒸汽在第一蛇形管組中經(jīng)第一次熱交換后，不同管屏中的蒸汽與各管壁具有了一定的溫度差，隨后各管屏中不同溫度的蒸汽流入第一蛇形管組的中間出口集箱61中并進(jìn)行混合，混合后的蒸汽依次流經(jīng)連接管63、第二蛇形管組的中間進(jìn)口集箱62;在此期間不同溫度的蒸汽已基本混合均勻，形成相同溫度的蒸汽流，該蒸汽流分別流入第二蛇形管組的各管屏中，此時(shí)第二蛇形管組各管屏中的蒸汽具有相同的溫度，再經(jīng)過第二次熱交換后，即可達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)中連續(xù)進(jìn)行一次熱交換的換熱效果。但分級(jí)熱交換卻避免了產(chǎn)生較大的蒸汽溫差與管壁溫差，降低了最高壁溫。
[0021 ]同時(shí)，爐灰從進(jìn)灰口進(jìn)入進(jìn)灰倉2，翻過進(jìn)灰倉隔墻3后進(jìn)入布置了第一蛇形管組51的第一灰倉，在第一灰倉中將部分熱量傳遞給蒸汽后再翻過灰倉隔墻10進(jìn)入布置了第二蛇形管組52的第二灰倉，在第二灰倉中將余下需要傳遞的熱量傳遞給蒸汽后便從灰出口送出外置式換熱器。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.循環(huán)流化床鍋爐外置式換熱器，包括殼體(I)，殼體一端設(shè)有進(jìn)灰口，另一端設(shè)有灰出口，殼體內(nèi)部從進(jìn)灰口一端至灰出口所在的一端依次設(shè)有進(jìn)灰倉(2)、進(jìn)灰倉隔墻(3)、灰倉(4)，所述灰倉(4)中設(shè)有換熱管組;其特征在于:所述換熱管組包括相互串聯(lián)的至少兩組蛇形管組(5)和至少一個(gè)中間集箱(6)，所述各組蛇形管組(5)通過中間集箱(6)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床鍋爐外置式換熱器，其特征在于:所述中間集箱(6)的結(jié)構(gòu)為，包括連接于前一蛇形管組蒸汽出口端的中間出口集箱(61)，連接于后一蛇形管組蒸汽進(jìn)口端的中間進(jìn)口集箱(62)與連接管(63)，所述中間出口集箱(61)與中間進(jìn)口集箱(62)通過連接管(63)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床鍋爐外置式換熱器，其特征在于:所述換熱管組包括兩組相互串聯(lián)的蛇形管組(5)和一個(gè)中間集箱(6)。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一權(quán)利要求所述的循環(huán)流化床鍋爐外置式換熱器，其特征在于:所述各組蛇形管組(5)并排布置于灰流方向的兩側(cè)。5.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一權(quán)利要求所述的循環(huán)流化床鍋爐外置式換熱器，其特征在于:所述各組蛇形管組(5)沿灰流方向成前后布置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的循環(huán)流化床鍋爐外置式換熱器，其特征在于:所述各蛇形管組(5)之間設(shè)有灰倉隔墻(10)。
【文檔編號(hào)】F23C10/18GK205535772SQ201620264431
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月1日
【發(fā)明人】任燕麗, 鞏李明
【申請(qǐng)人】東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司