專利名稱：鍋爐的制作方法
鍋爐
本發(fā)明涉及一種鍋爐，其中，在燃?xì)馔ǖ纼?nèi)設(shè)一個(gè)由一些蒸發(fā)管構(gòu)成的 蒸發(fā)器連續(xù)加熱面和一個(gè)由一些在流動(dòng)介質(zhì)方面連接在蒸發(fā)管下游的過熱 管構(gòu)成的過熱器加熱面。
在直流式鍋爐中，加熱一些蒸發(fā)管導(dǎo)致在蒸發(fā)管內(nèi)的流動(dòng)介質(zhì)在一次通 過時(shí)完全汽化。流動(dòng)介質(zhì)(通常是水)在其汽化后供入連接在蒸發(fā)管下游的過 熱管并在那里過熱。汽化終點(diǎn)的位置，亦即未汽化與已汽化流動(dòng)介質(zhì)之間的 分界區(qū)，在這里是可變的并取決于運(yùn)行方式。在這種直流式鍋爐全負(fù)荷運(yùn)行 時(shí)，汽化終點(diǎn)例如處于蒸發(fā)管末端區(qū)內(nèi)，從而已汽化的流動(dòng)介質(zhì)的過熱在蒸 發(fā)管內(nèi)已經(jīng)開始。與自然或強(qiáng)制循環(huán)鍋爐相反，直流式鍋爐不遭遇壓力限制，
所以它對(duì)于新汽壓力可以設(shè)計(jì)為遠(yuǎn)高于水的臨界壓力(Pfo產(chǎn)221 bar)，在臨界 壓力時(shí)水相與汽相沒有區(qū)別并因而也不可能實(shí)施分相。
這種直流式鍋爐可以在燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)中使用，在那里在燃?xì)廨啓C(jī) 膨脹后的工質(zhì)或燃?xì)鈨?nèi)所含的熱量，利用于產(chǎn)生汽輪機(jī)用的蒸汽。在這里可 規(guī)定尤其與設(shè)計(jì)功率約達(dá)60MW的所謂工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)組合使用。按這種設(shè) 計(jì)方案，鑒于由額定功率規(guī)定的邊界條件，水的預(yù)熱和蒸發(fā)以及所生成蒸汽 的進(jìn)一步過熱，可以在單一的連續(xù)加熱面內(nèi)進(jìn)行，它們的管道在進(jìn)口側(cè)與過 冷給水的進(jìn)口集箱連接，以及在出口側(cè)與過熱蒸汽的出口集箱連接。
在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)或在這種直流式鍋爐起動(dòng)時(shí)，來自燃?xì)廨啓C(jī)的高溫排氣 通常首先導(dǎo)入直流式鍋爐過熱器段不冷卻的管道中，由于這一原因它們通常 必須用優(yōu)質(zhì)的耐熱材料制造。與之不同，蒸發(fā)器段也可以規(guī)定供給最低流量 的流動(dòng)介質(zhì)，以保證可靠地冷卻蒸發(fā)管。在這里，恰恰在例如小于40%設(shè)計(jì) 負(fù)荷的低負(fù)荷時(shí)，與相關(guān)的蒸汽功率相應(yīng)的通過鍋爐管的連續(xù)質(zhì)量流量一般 不再能將其充分冷卻，所以在這種通過蒸發(fā)器的流動(dòng)介質(zhì)上疊加一個(gè)附加的
流動(dòng)介質(zhì)流量。在這種情況下，在水進(jìn)入直流式鍋爐的過熱器段之前，通常 有必要將水從流動(dòng)介質(zhì)分離出來。為此連續(xù)加熱面在其總體上可由一個(gè)設(shè)在 燃?xì)馔ǖ乐械挠梢恍┱舭l(fā)管構(gòu)成的蒸發(fā)器連續(xù)加熱面和由一個(gè)在流動(dòng)介質(zhì) 方面連接在它下游由一些過熱管構(gòu)成的過熱器加熱面構(gòu)成，以及，在流動(dòng)介
質(zhì)方面在蒸發(fā)器連續(xù)加熱面與過熱器加熱面之間連接一個(gè)水分離系統(tǒng)。
在這種直流式鍋爐中，構(gòu)成蒸發(fā)器段的蒸發(fā)管通常匯入一個(gè)或多個(gè)出口 集箱內(nèi)，流動(dòng)介質(zhì)從那里出發(fā)引入連接在下游的水汽分離器內(nèi)。在那里流動(dòng) 介質(zhì)分離為水和蒸汽，其中蒸汽被轉(zhuǎn)移到連接在過熱管上游的分配系統(tǒng)中， 在那里實(shí)施將蒸汽質(zhì)量流量分配給各根在流動(dòng)介質(zhì)方面并聯(lián)的過熱管。
按這種結(jié)構(gòu)方式，通過中間連接水分離系統(tǒng)，在起動(dòng)和低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)確 定了直流式鍋爐的汽化終點(diǎn)以及如在全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)那樣不能改變。由此極大 地限制了按這種結(jié)構(gòu)方式的直流式鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行靈活性。此外， 按這種結(jié)構(gòu)方式分離系統(tǒng)通常尤其在材料選擇方面必須考慮到，蒸汽在分離 器內(nèi)在純粹的連續(xù)運(yùn)行中明顯過熱。所要求的這種材料選擇同樣導(dǎo)致嚴(yán)重限 制運(yùn)行的靈活性。此外在所需構(gòu)件的尺寸設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)類型方面，所述的結(jié)構(gòu) 方式還使得在直流式鍋爐起動(dòng)時(shí)在第 一個(gè)起動(dòng)階段產(chǎn)生的水沖擊必須能完 全吸收在分離系統(tǒng)內(nèi)，以及必須能通過連接在下游的分離瓶和泄流閥導(dǎo)入減 壓器內(nèi)。由此造成的比較大的分離瓶及泄流閥尺寸導(dǎo)致昂貴的生產(chǎn)及裝配費(fèi) 用。
因此本發(fā)明的目的是，提供一種上述類型的鍋爐，它在保持較低生產(chǎn)及 裝配費(fèi)用的同時(shí)，在起動(dòng)和^^負(fù)荷運(yùn)行時(shí)也有特別高的運(yùn)行靈活性。
按本發(fā)明為達(dá)到此目的，在一些在流動(dòng)介質(zhì)方面分別將一根或多根蒸發(fā) 管與 一根或多根過熱管連接起來的溢流管段內(nèi)分別組合一個(gè)水分離元件。
本發(fā)明考慮問題的出發(fā)點(diǎn)在于，為了保證有特別高的運(yùn)行靈活性，直流
水分離系統(tǒng)中應(yīng)避免在迄今的系統(tǒng)中通常因結(jié)構(gòu)類型引起的汽化終點(diǎn)固定
化。鑒于下列認(rèn)識(shí)所述的固定化主要由于收集從蒸發(fā)管流出的流動(dòng)介質(zhì)、 隨后在一個(gè)中央水分離器內(nèi)水分離以及接著將蒸汽分配給過熱管內(nèi)形成的， 所以應(yīng)從事水分離功能的分散化。水分離在這里尤其應(yīng)設(shè)計(jì)為，使得水分離 后不規(guī)定流動(dòng)介質(zhì)復(fù)雜的分配，因?yàn)榍∏∈沁@種分配對(duì)于水汽混合物是不適 用的。為做到這一點(diǎn)，通過與通常采用的集中的中央水汽分離不同將水分離 系統(tǒng)設(shè)計(jì)為分散的，在這種情況下將分離功能組合在在流動(dòng)介質(zhì)方面為連接 蒸發(fā)管與下游的過熱管原本就必需的那些管段內(nèi)。
直流式鍋爐可按所謂立式的結(jié)構(gòu)方式設(shè)計(jì)，或按所謂臥式的結(jié)構(gòu)方式設(shè) 計(jì)。因此用于流過燃?xì)獾娜細(xì)馔ǖ涝O(shè)計(jì)為沿基本上垂直的或沿基本上水平的
流動(dòng)方向。
在水分離有高可靠性的同時(shí)，水分離元件特別簡單的結(jié)構(gòu)方式可釆取下 述措施達(dá)到，即，將各自的水分離元件有利地設(shè)計(jì)用于在流動(dòng)介質(zhì)內(nèi)水與蒸 汽慣性分離。為此優(yōu)選地利用下述認(rèn)識(shí)流動(dòng)介質(zhì)中水的份額基于其與蒸汽 份額相比慣性更大，所以優(yōu)選地沿其流動(dòng)方向筆直地繼續(xù)流動(dòng)，而結(jié)果是蒸 汽份額能夠更好地強(qiáng)迫轉(zhuǎn)向。為了對(duì)于水分離元件比較筒單的結(jié)構(gòu)形式在有
高分離效果的同時(shí)充分利用上述情況，按特別有利的設(shè)計(jì)將它設(shè)計(jì)為T形段
的形式。在這種情況下各個(gè)水分離組件優(yōu)選地包括一個(gè)與設(shè)在上游的蒸發(fā)管 連接的流入管段，它沿其縱向看過渡為一個(gè)排水管段，以及，在過渡區(qū)分叉 出 一些與設(shè)在下游的各過熱管連接的流出管段。在流入管段中流入的流動(dòng)介 質(zhì)中水的份額由于其比較大的慣性在分叉點(diǎn)基本上不轉(zhuǎn)向地沿縱向繼續(xù)輸 送，并因而轉(zhuǎn)移到排水管段內(nèi)。與之相比，蒸汽份額基于其比較小的慣性能 更便于轉(zhuǎn)向，所以蒸汽份額轉(zhuǎn)移到一個(gè)或多個(gè)分叉出的流出管段內(nèi)。
優(yōu)選地流入管段在這里設(shè)計(jì)為基本上直線，它可將其縱向布置為基本上 水平或有規(guī)定的傾斜角或偏傾角。優(yōu)選地，采用沿流動(dòng)方向向下傾斜。與之 不同，流入管段的入流可規(guī)定經(jīng)由一個(gè)來自上方的肘管，所以在這種情況下 流動(dòng)介質(zhì)基于離心力朝曲線的外側(cè)方向壓。由此優(yōu)選地使流動(dòng)介質(zhì)中水的份 額在曲線外部區(qū)沿著它流動(dòng)。因此在這種設(shè)計(jì)中優(yōu)選地規(guī)定用于導(dǎo)出蒸汽份 額的流出管段朝曲線的內(nèi)側(cè)方向定向。
排水管段優(yōu)選地在其進(jìn)口區(qū)設(shè)計(jì)為向下彎曲的肘管。由此以特別簡單而 低損失的方式使分離出來的水更容易轉(zhuǎn)向并符合需要地供入后續(xù)的系統(tǒng)內(nèi)。
有利地，水分離元件在水出口側(cè)，亦即尤其將它的排水管段成組地與一 些公共的出口集箱連接。因此這種連接方式與傳統(tǒng)的系統(tǒng)相反，在那里水分 離器在流動(dòng)介質(zhì)方面連接在蒸發(fā)管出口集箱下游，而現(xiàn)在各自的水分離元件 連接在出口集箱的上游。正因?yàn)檫@樣，即使在起動(dòng)或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，流動(dòng)介 質(zhì)也可以無需收集或分配系統(tǒng)作為中間連接直接從蒸發(fā)管轉(zhuǎn)移到過熱管內(nèi)， 從而也能將汽化終點(diǎn)移入過熱管內(nèi)。在這里，有利地在出口集箱下游連接一 些蓄水罐。 一個(gè)或多個(gè)蓄水罐本身在出口側(cè)可以與恰當(dāng)?shù)南到y(tǒng)，例如大氣減 壓器連接，或借助循環(huán)泵與直流式鍋爐的循環(huán)連接。
當(dāng)在水分離系統(tǒng)中分離水與蒸汽時(shí)，或可以幾乎分離出全部水的份額， 從而只還有汽化的流動(dòng)介質(zhì)傳輸給連接在下游的過熱管。在這種情況下汽化
終點(diǎn)仍處于蒸發(fā)管內(nèi)。但與之不同也可以僅僅分離出一部分離析的水，而剩 余的尚未汽化的流動(dòng)介質(zhì)與已汽化的流動(dòng)介質(zhì) 一起傳輸?shù)竭B接在下游的過 熱管內(nèi)。在這種情況下汽化終點(diǎn)移入過熱管內(nèi)。
在后一種也稱為分離系統(tǒng)過給水(Ueberspeisung)的情況下，首先就水而 言連接在水分離元件下游的部件，例如出口集箱或蓄7K罐完全充滿水，從而 在水繼續(xù)流入相應(yīng)的管段時(shí)形成水回流。 一旦這種回流水到達(dá)水分離元件， 則使新流入的水的至少部分水流與在流動(dòng)介質(zhì)內(nèi)同行的蒸汽一起傳輸給后 續(xù)的過熱管。為了在這種所謂分離系統(tǒng)過給水的工作方式時(shí)保證有特別高的 運(yùn)行靈活性，按特別有利的設(shè)計(jì)，在一根與蓄水罐連接的排水管內(nèi)連接一個(gè) 可借助配設(shè)的調(diào)節(jié)器控制的調(diào)整閥。在這里調(diào)節(jié)器有利地可供入一個(gè)表征過 熱器加熱面出口處流動(dòng)介質(zhì)焓的進(jìn)口值。
采用這種系統(tǒng)，在分離系統(tǒng)過給水的工作方式時(shí)，可通過有目的地控制 連接在蓄水罐排水管內(nèi)的閥調(diào)整從蓄水罐流出的質(zhì)量流量。因?yàn)檫@一質(zhì)量流 量用來自水分離元件的相應(yīng)的水質(zhì)量流量替代，所以也可以調(diào)整來自水分離 元件進(jìn)入集水系統(tǒng)的質(zhì)量流量。由此也可以調(diào)整與蒸汽一起傳輸?shù)竭^熱管內(nèi) 的那個(gè)部分水流，/人而通過相應(yīng)地調(diào)整這部分水流可以例如在直流式鍋爐過 熱器段的末端遵守規(guī)定的焓。與之不同或附加地，與蒸汽一起傳輸給過熱管 的部分水流也可以通過相應(yīng)地控制所述疊加的循環(huán)影響。為此，按另一項(xiàng)或 與之不同的有利設(shè)計(jì)，借助為水分離系統(tǒng)配設(shè)的調(diào)節(jié)器可以控制為蒸發(fā)管配 設(shè)的循環(huán)泵。
恰當(dāng)?shù)?，所述鍋爐用作燃?xì)夂驼羝啓C(jī)裝置的廢熱鍋爐。 采用本發(fā)明獲得的優(yōu)點(diǎn)尤其在于，通過將水分離組合在鍋爐管道系統(tǒng) 內(nèi)，可以在無需事先收集從蒸發(fā)管流出的流動(dòng)介質(zhì)和無需接著給過熱管分配 傳輸給過熱管的流動(dòng)介質(zhì)的情況下完成水的分離。由此可以省去復(fù)雜的收集 和分配系統(tǒng)。此外，由于取消了復(fù)雜的分配系統(tǒng)，向過熱管轉(zhuǎn)移的流動(dòng)介質(zhì) 不僅限于蒸汽；確切地說，現(xiàn)在也可以將水汽混合物傳輸給過熱管。正因?yàn)?如此，汽化終點(diǎn)可從蒸發(fā)管與過熱管之間的分界點(diǎn)移出并按需要移入過熱管 內(nèi)。因此，即使在直流式鍋爐的起動(dòng)或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)也能獲得特別高的運(yùn)行 靈活性。
此外，水分離元件尤其也可以基于直流式鍋爐反正存在的管系設(shè)計(jì)為T 形段。這些T形段可以設(shè)計(jì)為壁比較薄，以及直徑和壁厚可以保持與水冷壁
管的直徑和壁厚大體相同。因此，通過水分離元件的這種薄壁結(jié)構(gòu)，使鍋爐 的起動(dòng)時(shí)間在總體上或還有負(fù)荷變化速度不受進(jìn)一步的限制，從而即使在用
于高蒸汽參數(shù)的設(shè)備中當(dāng)負(fù)荷改變時(shí)也能達(dá)到比較短的反應(yīng)時(shí)間。此外，這 種T形段能特別經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)。尤其是在起動(dòng)或在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)還允許水分離 元件間歇性過給水，從而可將部分要排出的汽化水收集在連接在蒸發(fā)管下游 的過熱管內(nèi)。因此水分離系統(tǒng)，例如分離瓶或泄流閥的設(shè)計(jì)，可以針對(duì)比較 小的泄流量并因而更經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行。此外，汽化終點(diǎn)移入過熱管內(nèi)可以限制可 能需要的噴水和與之相關(guān)聯(lián)的損失。
下面借助附圖詳細(xì)i兌明本發(fā)明的實(shí)施例。其中


圖1示意表示立式結(jié)構(gòu)方式的鍋爐；
圖2表示按圖1的直流式鍋爐水分離系統(tǒng)局部圖；以及
圖3A-3D分別表示一個(gè)水分離元件。
在所有的圖中相同部分采用相同符號(hào)表示。
按圖1的鍋爐1設(shè)計(jì)為直流式鍋爐，以及作為燃?xì)夂驼羝啓C(jī)裝置的組 成部分按廢熱鍋爐的類型連接在圖中沒有進(jìn)一步表示的燃?xì)廨啓C(jī)排氣側(cè)下 游。鍋爐1有外壁2，它構(gòu)成燃?xì)廨啓C(jī)排氣的燃?xì)馔ǖ?。在燃?xì)馔ǖ?內(nèi) 裝設(shè)一個(gè)由一些蒸發(fā)管6構(gòu)成的蒸發(fā)器連續(xù)加熱面8和一個(gè)為了流過流動(dòng)介 質(zhì)W、 D連接在蒸發(fā)器連續(xù)加熱面下游由一些過熱管IO構(gòu)成的過熱器加熱 面12。就導(dǎo)引燃?xì)廨啓C(jī)排氣流而言，過熱器加熱面12在這里設(shè)在蒸發(fā)器連 續(xù)加熱面8之前，所以燃?xì)廨啓C(jī)排氣首先作用在過熱器加熱面12上。
在本實(shí)施例中，鍋爐l按立式的結(jié)構(gòu)方式設(shè)計(jì)，此時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)排氣的燃 氣通道4，在蒸發(fā)器連續(xù)加熱面8和過熱器加熱面12區(qū)域內(nèi)，沿基本上垂直 方向A/v下向上流過并在其上端終止在煙自14內(nèi)。蒸發(fā)管8和過熱管10在這 里按蛇形管的類型交替水平定向地鋪設(shè)在燃?xì)馔ǖ?中。與之不同，鍋爐1 也可以按臥式的結(jié)構(gòu)方式用于在設(shè)計(jì)優(yōu)選地包括交替地垂直定向的蛇形管 的燃?xì)馔ǖ?內(nèi)基本上水平導(dǎo)引的煙氣流。
蒸發(fā)器連續(xù)加熱面8的蒸發(fā)管6將它們的進(jìn)口端與進(jìn)口集箱16連接。 而過熱管IO則在出口側(cè)與出口集箱18連接。按需要在燃?xì)馔ǖ?內(nèi)還可以 設(shè)其它加熱面，例如省煤器、預(yù)熱器和/或?qū)α魇竭^熱器加熱面。
為了將蒸發(fā)器連續(xù)加熱面8與過熱器加熱面12在流動(dòng)介質(zhì)方面前后連 接，蒸發(fā)管6通過溢流管l殳20與過熱管IO連接。在本實(shí)施例中，按一對(duì)一
的配置將每根蒸發(fā)管6總是通過一個(gè)溢流管段20與總是一根過熱管10連接。 但也可以與之不同采用成組的共同連接法，此時(shí)， 一根或多根蒸發(fā)管6總是
通過一個(gè)溢流管段20與一根或多根過熱管IO連接。
直流式鍋爐l設(shè)計(jì)用于，即使在起動(dòng)或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，此時(shí)，蒸發(fā)管6 除了流動(dòng)介質(zhì)W可汽化的質(zhì)量流量外，出自于運(yùn)行可靠性的原因還疊加流 動(dòng)介質(zhì)W另一個(gè)循環(huán)質(zhì)量流量，為了特別高的運(yùn)行靈活性可以保持汽化終 點(diǎn)位置是可變的。為此在起動(dòng)或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，此時(shí)由于設(shè)計(jì)的原因流動(dòng)介 質(zhì)在蒸發(fā)管6的末端尚未完全汽化，因而汽化終點(diǎn)應(yīng)移入過熱管10內(nèi)。為 達(dá)到這一點(diǎn)，溢流管段20設(shè)有組合在內(nèi)的水分離功能。為此在每個(gè)溢流管 段20內(nèi)各組合一個(gè)水分離元件30。由此還尤其達(dá)到，在水汽分離后不需要 麻煩地將水汽混合物W、 D分配給過熱管10。
但在本實(shí)施例中，由圖1只能看到其中一個(gè)水分離元件30被設(shè)計(jì)為， 按一對(duì)一的配置將每根蒸發(fā)管6正好與一根后續(xù)的過熱管10連接，因此水 分離的功能和管道連接技術(shù)在單根管內(nèi)實(shí)施。由此保證，與水汽分離結(jié)合， 既不需要收集從蒸發(fā)管6流出的流動(dòng)介質(zhì)，也不需要將要傳輸?shù)牧鲃?dòng)介質(zhì)分 配給后續(xù)的過熱管10。由此以特別簡單的方式可以將汽化終點(diǎn)移入過熱管 10內(nèi)。但如已表明的那樣，當(dāng)向不超過例如十根過熱管10實(shí)施分配時(shí)，也 可以足夠均勻或也可以等量分配地將水汽混合物傳輸給過熱管10。
因此，在圖2中重新局部放大表示的鍋爐1的由水分離元件30和附加 部件構(gòu)成的水分離系統(tǒng)31，包括一些與水分離元件30數(shù)量相應(yīng)的蒸發(fā)管6 和過熱管io,它們每一個(gè)都設(shè)計(jì)為T形管段的形式。為此，各自的水分離 元件30包括一個(gè)與設(shè)在上游的蒸發(fā)管6連接的流入管段32，它沿其縱向看 過渡為一個(gè)排水管段34，以及，在過渡區(qū)36分叉出一些與設(shè)在下游的過熱 管10連接的流出管段38。采用這種結(jié)構(gòu)方式，水分離元件30設(shè)計(jì)用于慣性 分離從連接在上游的蒸發(fā)管6進(jìn)入流入管段32內(nèi)的水汽混合物。也就是說， 進(jìn)入流入管段32內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)中水的份額，基于其較大的慣性在過渡點(diǎn)36優(yōu) 選地沿流入管段32的軸向延伸段筆直地繼續(xù)流動(dòng)并因而到達(dá)排水管段34 內(nèi)。與之相比，進(jìn)入流入管段32內(nèi)水汽混合物的蒸汽份額，基于其比較小 的慣性能更好地實(shí)施強(qiáng)制轉(zhuǎn)向，并因而通過流出管段38和溢流管段20流向 連才妄在下游的過熱管10內(nèi)。
在水出口側(cè)，亦即經(jīng)過排水管^殳34,水分離元件30成組地與一個(gè)共同 的出口集箱40連接，在這里也可以成組地設(shè)多個(gè)出口集箱40。出口集箱40 本身在出口側(cè)與一個(gè)公共的蓄水罐42，尤其與一個(gè)分離瓶連接。
設(shè)計(jì)為T形管段的水分離元件30在其分離效果方面可以實(shí)施優(yōu)化。為 此的實(shí)施例可見圖3A至3D。如圖3A所示，流入管段32可以與隨它之后 的排水管段34 —起基本上設(shè)計(jì)成直線，以及將其縱向相對(duì)于水平線傾斜。 此外，在按圖3A的實(shí)施例中，在流入管段32的上游還膝狀地連接一個(gè)彎曲 的管段50,它基于其彎曲及其空間布局促使進(jìn)入流入管段32內(nèi)的水在離心 力作用下優(yōu)選地壓靠在流入管段32與流出管段38對(duì)置的那個(gè)內(nèi)壁側(cè)上。由 此有利于水的份額在排水管段38內(nèi)繼續(xù)輸送，從而在總體上提高了分離效 果。
也可以達(dá)到如圖3B所示的分離效果一種類似的強(qiáng)化，為此流入管段32 與排水管段34基本上水平定向，以及同樣在上游連接一個(gè)恰當(dāng)彎曲地延伸 的管段50。
圖3C中的實(shí)施例表示，水分離元件30將連接在上游的單根蒸發(fā)管6 與多根，在本實(shí)施例中兩根，連接在下游的過熱管10連接起來。為此在按 圖3C的實(shí)施例中，從通過流入管段32和排水管段34構(gòu)成的介質(zhì)通道分叉 出兩個(gè)流出管段38，它們每一個(gè)各與一根連接在下游的過熱管10連接。為 了使分離出來的水便于流入連接在下游的出口集箱40內(nèi)，流出管段34如圖 3D所示設(shè)計(jì)為向下彎曲的肘管或包括一個(gè)與之相應(yīng)地設(shè)計(jì)的部分管段。
由圖1中的視圖可以看出，蓄水罐42在出口側(cè)通過一個(gè)連接的排水管 52與圖中沒有詳細(xì)表示的排水系統(tǒng)連接。與之不同或附加地，排水管52可 以直接或通過一個(gè)沒有進(jìn)一步表示的省煤器加熱面與連接在蒸發(fā)管6上游的 進(jìn)口集箱12連4妄，從而形成一個(gè)閉合的循環(huán)回3各，通過它可以在起動(dòng)或低 負(fù)荷運(yùn)行時(shí)在流入蒸發(fā)管6內(nèi)的流動(dòng)介質(zhì)上疊加一個(gè)附加的循環(huán)，以提高運(yùn) 行可靠性。根據(jù)運(yùn)行要求或需要，分離系統(tǒng)31可以以這樣的方式工作，即， 將幾乎全部在蒸發(fā)管6出口處仍同行的水從流動(dòng)介質(zhì)分離出來，以及基本上 只有已汽化的流動(dòng)介質(zhì)才進(jìn)一步傳輸給過熱管10。
但也可以與之不同，水分離系統(tǒng)31按所謂的過給水方式工作，此時(shí)不 是所有的水均從流動(dòng)介質(zhì)分離，而是仍有一個(gè)隨行的部分水流與蒸汽D —起 進(jìn)一步傳輸給過熱管10。在這種工作方式中，汽化終點(diǎn)移入過熱管10內(nèi)。 按這種過給水方式，首先水不僅完全充滿蓄水罐42而且也充滿連接在上游
的出口集箱40，從而形成水回流直至各自的水分離元件30過渡區(qū)36,流出 管段38在這里分叉。由于所述的回流，還引起流向水分離元件30的流動(dòng)介 質(zhì)中水份額的至少部分，遭遇轉(zhuǎn)向并因而與蒸汽一起進(jìn)入流出管段38。在這 種情況下與蒸汽共同供入過熱管10的部分水流的大小， 一方面由供入各自 水分離元件30的水的全部質(zhì)量流量以及另一方面由經(jīng)排水管段34排出的部 分質(zhì)量流量產(chǎn)生。因此通過適當(dāng)改變供入的水質(zhì)量流量和/或經(jīng)排水管段34 排出的水質(zhì)量流量，可以調(diào)整傳輸?shù)竭^熱管10內(nèi)的未汽化流動(dòng)介質(zhì)的質(zhì)量 流量。由此可以通過控制一個(gè)或兩個(gè)所述的參數(shù)可以以這樣的方式調(diào)整傳輸 給過熱管10的未汽化流動(dòng)介質(zhì)的份額，即，使例如在過熱器加熱面12末端 調(diào)整為規(guī)定的焓。
為了能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，為水分離系統(tǒng)31配設(shè)一個(gè)調(diào)節(jié)器60,它在進(jìn)口側(cè) 與一個(gè)設(shè)計(jì)用于確定表征過熱器加熱面12煙氣側(cè)末端焓的特征值的測量傳 感器62連接。調(diào)節(jié)器60在出口側(cè)一方面作用在一個(gè)連接在蓄水罐42排水 管52內(nèi)的調(diào)整閥64上。由此可通過有目的地控制調(diào)整閥64規(guī)定從分離系 統(tǒng)31取出的水流量。此水流量又可以在水分離元件30中從流動(dòng)介質(zhì)提取并 傳輸給后續(xù)的收集系統(tǒng)。因此通過控制調(diào)整閥64可以影響各個(gè)在水分離元 件30分叉的水流，并因而可以影響在分離后仍在流動(dòng)介質(zhì)內(nèi)并傳輸給過熱 器加熱面10的水的份額。與之不同或附加地，調(diào)節(jié)器64還可以作用在一臺(tái) 循環(huán)泵上，從而也可以相應(yīng)地調(diào)整在水分離系統(tǒng)31內(nèi)介質(zhì)的入流速率。
權(quán)利要求
1. 一種鍋爐(1)，其中，在燃?xì)馔ǖ?4)內(nèi)設(shè)有由一些蒸發(fā)管(6)構(gòu)成的蒸發(fā)器連續(xù)加熱面(8)和由一些在流動(dòng)介質(zhì)方面連接在蒸發(fā)管(6)下游的過熱管(10)構(gòu)成的過熱器加熱面(12)，以及在一些在流動(dòng)介質(zhì)方面分別將一根或多根蒸發(fā)管(6)與一根或多根過熱管(10)連通的溢流管段(20)內(nèi)分別組合一個(gè)水分離元件(30)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的鍋爐(l)，其中，各個(gè)水分離元件(30)包括一個(gè) 與連接在上游的各蒸發(fā)管(6)連接的流入管段(32),該流入管段(32)沿其縱向 看過渡為一個(gè)排水管段(34)，以及，在過渡區(qū)(36)分叉出一些與連接在下游 的各過熱管(10)連接的流出管段(3 8)。
3. 按照權(quán)利要求2所述的鍋爐(1)，其中，所述流入管段(32)通過一個(gè)來 自上方的肘管(50)流入。
4. 按照權(quán)利要求2或3所述的鍋爐(l)，其中，所述排水管段(34)在過渡 區(qū)(36)將其縱向布置為相對(duì)于水平線沿流動(dòng)方向向下傾斜。
5. 按照權(quán)利要求2至4之一所述的鍋爐(l),其中，所述排水管段(34) 在其進(jìn)口區(qū)設(shè)計(jì)為向下彎曲的肘管。
6. 按照權(quán)利要求1至5之一所述的鍋爐(1),其中，水分離元件(30)在水 出口側(cè)成組地與一些公共的出口集箱(40)連接。
7. 按照權(quán)利要求6所述的鍋爐(1)，其中，在所述出口集箱(40)的下游連 接一些蓄水罐(42)。
8. 按照權(quán)利要求7所述的鍋爐(1),其中，在一根與蓄水罐(42)連接的排 水管(52)內(nèi)連接一個(gè)借助配設(shè)的調(diào)節(jié)器(60)可控制的調(diào)整閥(64)，以及，調(diào)節(jié) 器(60)可輸入一個(gè)表征連接在水分離系統(tǒng)(31)下游的過熱器加熱面(12)蒸汽 側(cè)出口處流動(dòng)介質(zhì)(W 、 D)焓的進(jìn)口值。
9. 按照權(quán)利要求8所述的鍋爐(1)，其中，借助調(diào)節(jié)器(60)可以控制為蒸 發(fā)管(6)配設(shè)的循環(huán)泵。
10. 按照權(quán)利要求1至9之一所述的鍋爐(1),其中，就燃?xì)舛栽谌細(xì)?通道(4)上游連接一 臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鍋爐(1)，其中，在燃?xì)馔ǖ?4)內(nèi)設(shè)一個(gè)由一些蒸發(fā)管(6)構(gòu)成的蒸發(fā)器連續(xù)加熱面(8)和一個(gè)由一些在流動(dòng)介質(zhì)方面連接在蒸發(fā)管(6)下游的過熱管(10)構(gòu)成的過熱器加熱面(12)，以及在一些在流動(dòng)介質(zhì)方面連接各一根或多根蒸發(fā)管(6)與各一根或多根過熱管(10)的溢流管段(20)內(nèi)分別組合一個(gè)水分離元件(30)。
文檔編號(hào)F22B1/18GK101384854SQ200680015579
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2006年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月5日
發(fā)明者喬基姆·弗蘭克, 魯?shù)婪颉た死瓲?申請(qǐng)人:西門子公司