專利名稱：整體式水冷壁外置熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文披露的發(fā)明涉及鍋爐蒸發(fā)表面，且特別是，本發(fā)明涉及流化床鍋爐中的整體 式鍋爐水冷壁外置熱交換器。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的背景技術(shù)是結(jié)合使用外置熱交換器的燃燒系統(tǒng)而言的。參見(jiàn)圖1，圖中示 出了現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)流化床蒸汽發(fā)生器(CFBSG)IO的一個(gè)實(shí)施例的多個(gè)方面。在該實(shí)施例 中，CFBSG 10包括燃燒器2、至少一個(gè)旋風(fēng)分離器3、相應(yīng)的密封罐4、相應(yīng)的外置熱交換器 (EHE) 5、和多個(gè)其它部件。為了進(jìn)行說(shuō)明，假設(shè)典型實(shí)施例使用了僅一個(gè)旋風(fēng)分離器3。然 而，本發(fā)明還可適用于任何數(shù)量的旋風(fēng)分離器。在運(yùn)行過(guò)程中，被壓碎的燃料(例如煤)和吸附劑(例如石灰石)被供給至燃燒 器2的下部部分。一次空氣通過(guò)空氣分配器被供應(yīng)至燃燒器2的底部部分，且二次空氣被 供給通過(guò)位于燃燒器2的下部部分中的處在一個(gè)或多個(gè)高度處的空氣端口。燃燒發(fā)生在整個(gè)燃燒器2范圍內(nèi)，所述燃燒器包含循環(huán)床材料。煙道氣和其中攜 帶的固體作為燃燒器排放物被排出燃燒器2并進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)旋風(fēng)分離器單元(被簡(jiǎn)稱為 “旋風(fēng)分離器”3)。在旋風(fēng)分離器3中，固體與煙道氣分開并下落至密封罐4。來(lái)自密封罐4 的固體經(jīng)由灰返回裝置19再循環(huán)至燃燒器2。在該實(shí)施例中，其中一些固體發(fā)生轉(zhuǎn)向而移 向外置熱交換器(EHE)5且隨后經(jīng)由外置熱交換器的出口導(dǎo)管23移向燃燒器2。在外置熱 交換器5中，一個(gè)或多個(gè)管束吸收來(lái)自流化固體的熱量以便對(duì)流化固體進(jìn)行冷卻并且將流 動(dòng)通過(guò)管束的水的一部分轉(zhuǎn)化成蒸汽，所述蒸汽被供應(yīng)給用戶，例如用于發(fā)電的渦輪機(jī)。固 體通過(guò)外置熱交換器入口導(dǎo)管22在外置熱交換器5與密封罐4之間行進(jìn)。在一些功率負(fù)荷更小的循環(huán)流化床蒸汽發(fā)生器(CFBSG) 10中，并不保證一定設(shè)置 外置熱交換器5。然而，在某些其它實(shí)施例中，例如對(duì)于那些利用一定的再熱循環(huán)、燃料或 者利用一定的蒸汽容量的實(shí)施例而言，使用外置熱交換器5是有利的。通常情況下，外置 熱交換器5被配置為包括一個(gè)或多個(gè)隔室的沸騰床熱交換器，每個(gè)隔室包括一系列沉管 (immersed tube)，所述一系列沉管被分組構(gòu)成至少一個(gè)管束6。在典型實(shí)施例中，燃燒器2大體上包括兩個(gè)區(qū)域。下部部分和上部部分。燃燒器 2的下部部分包括燃料、一次空氣分配器、二次空氣端口、燃料供給端口和固體再循環(huán)端口。 該區(qū)域中的床密度平均而言相對(duì)較高，且通常在空氣分配器的高度處達(dá)到最高值。隨后，床 密度隨著燃燒器2高度的升高而降低。從物理上而言，下部部分通常呈矩形、逐漸漸細(xì)且由 帶散熱片的水冷壁管系或熔焊的水冷壁管系15制成。下部部分通常襯有難熔材料(耐火 材料)以便保護(hù)水冷壁管系15。在該簡(jiǎn)化示圖中，通過(guò)入口集管17將鍋爐水(來(lái)自鍋爐鼓筒的水)供應(yīng)給水冷壁 管系15。入口集管17提供鍋爐水以便在燃燒器2的水冷壁管系15中產(chǎn)生蒸汽。燃燒器2的上部部分包括與旋風(fēng)分離器3連通的至少一個(gè)氣體出口 7。上部部分 通常呈矩形且具有垂直壁部，其中壁部被成形而具有帶散熱片的水冷壁管系或熔焊的水冷壁管系15。上部部分通常不帶襯里以使向水冷壁管系15進(jìn)行的熱傳遞最大化。通過(guò)熱虹吸循環(huán)(自然循環(huán))對(duì)燃燒器2的壁部進(jìn)行冷卻。在較高的蒸汽壓力和 水壓下，燃燒器2的壁部可包括輔助循環(huán)。在鍋爐中的蒸發(fā)管系的布置設(shè)計(jì)中，熱吸收表面必須被構(gòu)造以便避免管系的內(nèi)表 面被燒干。這是通過(guò)防止蒸汽與水分離而實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)使所有加熱線路與內(nèi)螺紋管垂直地 進(jìn)行延伸或者相對(duì)于該內(nèi)螺紋管向上傾斜地延伸，或者通過(guò)進(jìn)行水平泵送的方式，防止發(fā) 生這種分離。要不然管系將由于缺少冷卻劑而變得過(guò)熱，或者在管系上將迅速出現(xiàn)鐵氧化 物的快速內(nèi)部沉積，從而有可能出現(xiàn)過(guò)熱和內(nèi)部腐蝕。因此，在蒸發(fā)管束外置熱交換器中， 或使用傾斜的/垂直的熱吸收表面，或要不然使用泵送水平表面。仍然參見(jiàn)圖1，現(xiàn)有技術(shù)的CFBSG 10包括鍋爐鼓筒10，所述鍋爐鼓筒通過(guò)多條出 口集管和提升管接收來(lái)自水冷壁管系15的飽和蒸汽和水。鍋爐鼓筒8實(shí)現(xiàn)了水(W)和蒸 汽(S)的分離。在該實(shí)施例中，鼓筒水(W)還經(jīng)由下降管9被引導(dǎo)至外置熱交換器循環(huán)泵 16。蒸汽經(jīng)由蒸發(fā)管道出口集管(ET0H) 93從外置熱交換器5被供應(yīng)至蒸發(fā)管束提升管95。 來(lái)自外置熱交換器5的蒸汽被弓|導(dǎo)進(jìn)入來(lái)自燃燒器2的蒸汽內(nèi)。圖1所示的設(shè)計(jì)，和其它相似的設(shè)計(jì)，需要使用循環(huán)泵16，所述循環(huán)泵使用電能， 以便將足夠的水流供應(yīng)至線路從而避免內(nèi)部燒干。此外，外置熱交換器循環(huán)泵16是設(shè)備中 的昂貴部件，這種部件可能需要進(jìn)行定期維護(hù)。進(jìn)一步地，還需要其它部件，例如外置熱交 換器下降管9、外置熱交換器蒸發(fā)器提升管、外置熱交換器蒸發(fā)器入口和出口集管。為了避免使用外置熱交換器循環(huán)泵16，外置熱交換器管束6可通過(guò)使管道傾斜并 使用內(nèi)螺紋管系的方式來(lái)利用自然循環(huán)。為了在外部蒸發(fā)熱交換器(如外置熱交換器5) 中安裝足夠的表面，同時(shí)仍可保持自然循環(huán)，需要設(shè)置較深的管束才能提供相對(duì)較大的向 上傾斜度，從而達(dá)到促進(jìn)每條線路中的水循環(huán)的目的。為了避免在每條管道中出現(xiàn)燒干現(xiàn) 象，需要提供向上的傾斜度。較深的管束需要較深的床，所述較深的床使用更高的壓力鼓風(fēng) 機(jī)(對(duì)于外置熱交換器而言)，與更淺的床相比，這種較深的床的每單元空氣流量的功率需 求更高，如同水平管系和泵送(輔助)循環(huán)的情況那樣。傾斜表面還導(dǎo)致對(duì)于每單元的床 平面面積而言管束6的表面積更少，且因此需要更多的蒸發(fā)器組件和更大的平面面積。因此，需要這樣的外置熱交換器蒸發(fā)器設(shè)計(jì)特征，該特征可減少空間和床高度或 消除多個(gè)部件，且消除了循環(huán)泵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明披露了一種燃燒系統(tǒng)，所述燃燒系統(tǒng)具有包括用以運(yùn)載鍋爐水的管系的燃 燒器、具有用以從所述燃燒器的排放物中回收固體的旋風(fēng)分離器且具有用以從所述固體中 回收熱量的熱交換器，所述系統(tǒng)包括用于將來(lái)自所述燃燒器的鍋爐水供應(yīng)至所述熱交換 器的管束的旁通裝置，和用于將來(lái)自所述管束的鍋爐水供應(yīng)至所述燃燒器的水冷壁管系的 鍋爐水返回裝置。本發(fā)明還披露了一種用于將鍋爐水供應(yīng)至位于燃燒系統(tǒng)中的熱交換器的方法，所 述燃燒系統(tǒng)具有包括用以運(yùn)載鍋爐水的管系的燃燒器、具有用以從所述燃燒器的排放物中 回收固體的旋風(fēng)分離器且具有用以從所述固體中回收熱量的熱交換器，其中所述方法包 括將來(lái)自所述燃燒器的鍋爐水引導(dǎo)進(jìn)入旁通裝置內(nèi)并且將所述鍋爐水供應(yīng)至所述熱交換器的管束。此外，提供了一種熱交換器，且所述熱交換器包括適于接收旁通管道的輸入裝置， 所述旁通管道供應(yīng)來(lái)自燃燒器的水冷壁管系和管束的鍋爐水以便對(duì)所述鍋爐水進(jìn)行加熱， 并且經(jīng)由處于連續(xù)線路中的返回管道使鍋爐水返回所述燃燒器。


在說(shuō)明書后面的權(quán)利要求書中特別地指出且清楚地主張了被視作本發(fā)明的主題。 通過(guò)以下具體實(shí)施方式
并結(jié)合附圖將易于理解本發(fā)明的前述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)流化床蒸汽發(fā)生器的多個(gè)方面；圖2示出了根據(jù)本文教導(dǎo)的循環(huán)流化床蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)(CFBSGS)的多個(gè)方面；圖3示出了外置熱交換器(EHE)的側(cè)視圖；圖4示出了外置熱交換器的后視圖；圖5示出了從燃燒器內(nèi)部觀察到的水冷壁；圖6示出了相對(duì)于燃燒器的外置熱交換器的平面圖；圖7示出了在外置熱交換器與燃燒器之間偏置的管道；圖8示出了循環(huán)流化床蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)的多個(gè)方面；和一起被稱作圖9的圖9A和圖9B示出了用于將鍋爐水供應(yīng)至外置熱交換器的燃燒 器和管束的其它實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明披露了對(duì)循環(huán)流化床蒸汽發(fā)生器(CFBSG) 10作出的改進(jìn)。本文的教導(dǎo)提供 了一種更簡(jiǎn)化的外置熱交換器，其功率需求比通常的外置熱交換器更低，且減少了循環(huán)流 化床蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)CFBSGS 100中的部件數(shù)量?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖2，圖中示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例的多個(gè)方面。為說(shuō)明目的起見(jiàn)，該圖 被簡(jiǎn)化了。圖中并未示出與流化床燃燒器典型相關(guān)的所有部件。在該圖中，水冷壁管系15的鍋爐水的一部分產(chǎn)生轉(zhuǎn)向而移向外置熱交換器5并返 回水冷壁。如圖2所示，水冷壁管道的一部分產(chǎn)生轉(zhuǎn)向而形成外置熱交換器5的管束6。外 置熱交換器5的作用與現(xiàn)有技術(shù)的管系非常相似(存在一些差別且優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的管系， 所述優(yōu)點(diǎn)包括本文披露的那些優(yōu)點(diǎn)以及其它優(yōu)點(diǎn))以便從燃燒器固體中回收熱能。通過(guò)使 用外置熱交換器5回收的熱能通過(guò)返回流體并經(jīng)由返回管道21而從外置熱交換器5被載 運(yùn)至水冷壁管系15。返回管道21為來(lái)自管束6且返回剩余的水冷壁管系15的返回流體提 供了連續(xù)流徑。本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)在于，在燃燒器中實(shí)現(xiàn)的垂直流熱吸收確保了有足夠的流 量來(lái)避免每條管道的在外置熱交換器中水平延伸的管系部分出現(xiàn)燒干或者過(guò)熱。正如本文所使用地，水冷壁管系15被限定為水冷管系，所述水冷管系形成了燃燒 室的容限周界。水冷管系15使得可收集在燃燒器2中產(chǎn)生的熱量且使得可產(chǎn)生蒸汽。在其它實(shí)施例中，水從燃燒器入口集管產(chǎn)生轉(zhuǎn)向而移向用于管束的獨(dú)立入口集 管。燃燒器的選定管道被留在外邊。管束的管道與填充在缺失管道中的水冷壁是交叉的。因此，通過(guò)使用外置熱交換器5的方式將用于水冷壁管系15的鍋爐水的至少一部 分用來(lái)吸收熱量?？筛鶕?jù)熱性能需求確定鍋爐水的該部分的范圍；且該部分的范圍可包括鍋爐水中的一些水或者幾乎所有的水。即，在一些實(shí)施例中，所有的鍋爐水被引導(dǎo)通過(guò)旁通 裝置20。此外，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到旁通裝置20可與現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)相結(jié)合地使用， 如那些使用外置熱交換器循環(huán)泵16和多個(gè)下降管9以便提供來(lái)自蒸汽鼓筒8的水的設(shè)計(jì)。 通過(guò)使用旁通裝置20(和相關(guān)聯(lián)的部件)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。正如現(xiàn)有技術(shù)中那樣，至少一個(gè)下降管9將水從蒸汽鼓筒8供應(yīng)至蒸發(fā)循環(huán)裝置。 正如本文中所使用地，術(shù)語(yǔ)“下降管”被定義為將鍋爐水從蒸汽鼓筒8運(yùn)載至蒸發(fā)表面的入 口的管路。下降管9中的流向是向下的，且可在下降管與水冷壁之間設(shè)置分配裝置如集管、 管路和管道。盡管可使用循環(huán)泵16使水在蒸發(fā)循環(huán)裝置中進(jìn)行循環(huán)，但為了簡(jiǎn)化構(gòu)造和降低 成本起見(jiàn)，優(yōu)選使用自然循環(huán)。在“自然循環(huán)”條件下，水在沒(méi)有需要功率的獨(dú)立泵的輔助 條件下循環(huán)通過(guò)蒸發(fā)循環(huán)裝置(例如本文披露的多個(gè)水部件，這些水部件由鼓筒供給并將 水蒸汽混合物返回鼓筒)。正如本文所使用地，“自然循環(huán)”也被稱作“熱循環(huán)”或“熱虹吸循環(huán)”，在自然循環(huán) 過(guò)程中，鍋爐水循環(huán)通過(guò)閉合回路，所述閉合回路包括蒸汽鼓筒8、下降管、水冷壁和提升管 等鍋爐部件。用于實(shí)現(xiàn)循環(huán)的驅(qū)動(dòng)力是下降管9與受熱水冷壁之間的靜水壓頭差。將外置熱交換器的線路與水冷壁的線路整合在一起實(shí)現(xiàn)了多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是 確保了即使用水平的熱吸收表面也能在外置熱交換器中實(shí)現(xiàn)自然循環(huán)。這就降低了流化床 的所需高度，與傾斜的蒸發(fā)表面相比，這降低了流化空氣壓力需求。因此，有可能使用一次 空氣、二次空氣和/或使用其它壓力更低的空氣源來(lái)保持流化床條件。流化空氣可作為二 次空氣進(jìn)入燃燒器2。因此，與沒(méi)有外置熱交換器的情況相比，風(fēng)機(jī)功率需求并未增加。此外，外置熱交換器線路并不具有獨(dú)立的提升管或下降管，這是因?yàn)樗鼈兪撬?壁線路的一部分。因此，與典型的外置熱交換器或蒸發(fā)面板相比，壓力部件的總數(shù)量減少 了。下面來(lái)看現(xiàn)有技術(shù)的其它方面。對(duì)于燃燒器中的表面如翼壁來(lái)說(shuō)，蒸發(fā)表面的范 圍是固定的。當(dāng)工藝過(guò)程產(chǎn)生變化時(shí)(例如當(dāng)由于燃料或石灰石的質(zhì)量和尺寸產(chǎn)生變化而 導(dǎo)致工藝過(guò)程產(chǎn)生變化)時(shí)，幾乎無(wú)法對(duì)燃燒器2中的溫度進(jìn)行控制。典型的問(wèn)題包括熱 傳遞速率的變化、硫俘獲量的變化和其它這種問(wèn)題。簡(jiǎn)而言之，固定表面的量可能過(guò)小或過(guò) 大，以至于無(wú)法在給定條件下實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的工藝溫度。相反地，用控制閥對(duì)從密封罐4通過(guò)外 置熱交換器入口導(dǎo)管22返回外置熱交換器5的固體進(jìn)行的流體控制使得使用者可加強(qiáng)或 減輕運(yùn)行過(guò)程中的蒸發(fā)，并且可因此對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的燃燒器床溫度進(jìn)行較大程度的控制。除了用于控制工藝的其它技術(shù)，例如用于降低床存量或者用于改變一次空氣與二 次空氣之比的技術(shù)，以外，還可對(duì)燃燒器的蒸發(fā)和運(yùn)行溫度進(jìn)行控制。在燃料和石灰石質(zhì)量 產(chǎn)生變化的情況下，性能會(huì)更為復(fù)雜且排放物會(huì)更多，這使得獨(dú)立的工藝控制變量的數(shù)量 也不斷增加，具有固定表面的CFBSGS 100無(wú)法解決這些問(wèn)題。在上面披露的基本實(shí)施例中，從燃燒器2的一部分中延伸出來(lái)的水冷壁管道15的 其中一小部分在燃燒器2外部延伸進(jìn)入獨(dú)立的外置熱交換器內(nèi)，(所述外置熱交換器可以 是流化的或者不是流化的)其中每條管道形成了熱交換器管束6的獨(dú)立元件。外置熱交換 器的包封裝置可以是水冷的或者是襯有難熔材料的。循環(huán)的CFB灰從密封罐4(也被稱作 虹吸密封件和J形腿)被引導(dǎo)至外置熱交換器。該包封裝置中的開口使得灰可直接返回燃燒器2或通過(guò)另一流化區(qū)域間接返回燃燒器，所述另一流化區(qū)域例如為密封罐4或氣動(dòng)滑 板。外置熱交換器的每條熱吸收管道6延伸回燃燒器2且被用作水冷壁管道15。在上面討論的另一實(shí)施例中，管道并不是起始于水冷壁中的，而是起始于外部集 管中的，水從下降管9被供應(yīng)給所述外部集管。每條管道形成了熱交換器管束6的獨(dú)立元 件。正如前面的實(shí)例中那樣，外置熱交換器的每條熱吸收管道都延伸回燃燒器2并被用作 水冷壁管道15。下面對(duì)示出了 CFBSGS 100的進(jìn)一步方面的典型示圖進(jìn)行描述。在圖3中，外置熱 交換器5的包封裝置是難熔襯里34。在其它實(shí)施例中，包封裝置由燃燒器2的水冷壁管道 15形成。圖3還示出了伸縮接頭33、管束6、外置熱交換器灰入口導(dǎo)管22、外置熱交換器流 化空氣集管和管路32、以及蒸發(fā)管束入口管道24。圖4示出了外置熱交換器5的后視圖。在該后視圖中，示出了入口集管17的一部 分。圖中示出了多條蒸發(fā)管束入口管道24和管束6的管道。通過(guò)外置熱交換器入口集管 92對(duì)蒸發(fā)管束入口管道24進(jìn)行供給。圖5示出了與整體式水冷壁外置熱交換器5聯(lián)接的水冷壁的一部分。在該示圖中， 穿透裝置包括灰返回裝置19和排氣口 52。圖中示出了處于較高位置處的排氣口 52。圖6示出了彼此相關(guān)聯(lián)的燃燒器2和外置熱交換器5的平面圖。在該示圖中，燃燒 器2具有矩形形式。圖7示出了與燃燒器2和外置熱交換器5相關(guān)聯(lián)的旁通裝置20的一 個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)例中，介于燃燒器和外置熱交換器之間的管道被示作具有伸縮彎管。在 另一實(shí)施例中，外置熱交換器被支承而離開(supported off)燃燒器并隨著該燃燒器一起 上下移動(dòng)。圖8是圖2所示關(guān)系的另一示圖。在圖8中，示出了燃燒器2的一部分和旋風(fēng)分離 器3的一部分。應(yīng)該注意到，旋風(fēng)分離器3和燃燒器2彼此具有特定的物理關(guān)系，從而使得 外置熱交換器5的安放和使用都是最高效的。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在CFBSGS 100 的最終設(shè)計(jì)中要用到多個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)。因此，應(yīng)該理解本文的教導(dǎo)僅是圖示性的且并未限制 本發(fā)明。圖9示出了包括旁通裝置20的進(jìn)一步的實(shí)施例。在這些實(shí)施例中，至少一個(gè)下降 管9供應(yīng)來(lái)自蒸汽鼓筒8的鍋爐水。圖9示出了外置熱交換器入口集管92 (在圖2中被示 作供應(yīng)集管)。圖中所示的外置熱交換器入口集管92是為簡(jiǎn)便起見(jiàn)且為了說(shuō)明本文的設(shè) 計(jì)。在圖9A的實(shí)例中，來(lái)自外置熱交換器集管92和下降管9的流體進(jìn)入蒸發(fā)入口管 道24內(nèi)且隨后進(jìn)入至少一個(gè)管束6的管道內(nèi)。該布置提供了獨(dú)立的下降管9。在該實(shí)施例 中，一個(gè)下降管9 (或成組的下降管)被引導(dǎo)向外置熱交換器5，且另一下降管9 (或成組的 下降管)被引導(dǎo)向燃燒器2。在該設(shè)計(jì)中，外置熱交換器5和燃燒器2是并聯(lián)的。在圖9B所示的另一實(shí)施例中，設(shè)置了交叉聯(lián)接裝置91。交叉聯(lián)接裝置91使得來(lái) 自燃燒器入口集管17(如圖9B所示)的流體的一部分可產(chǎn)生轉(zhuǎn)向而經(jīng)由外置熱交換器入 口集管92移向蒸發(fā)入口管道24。在該布置中，鍋爐水從下降管9流向外置熱交換器入口集 管92并隨后流向燃燒器2。圖9C示出了第三實(shí)施例。在該實(shí)施例中，下降管9與燃燒器入口集管17和蒸發(fā) 供應(yīng)管道31流體連通。蒸發(fā)供應(yīng)管道31將流體運(yùn)載至外置熱交換器入口集管92。在該布
7置中，來(lái)自下降管9的流體首先流向燃燒器，隨后流向外置熱交換器5。因此，參見(jiàn)圖9，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將易于理解可實(shí)現(xiàn)多個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例涉 及將鍋爐水流分布在燃燒器2與外置熱交換器5之間以及使來(lái)自多個(gè)收集點(diǎn)的流進(jìn)行混
1=1 o在一些實(shí)施例中，由于熱交換器僅使用了水冷壁管道的一小部分，因此，如果燃燒 器在底部受到支承，則剩余的水冷壁管道仍可支承水冷壁的重量，或者如果燃燒器在頂部 受到支承，則剩余的水冷壁管道仍可支承增壓底板和床的重量。本發(fā)明的教導(dǎo)提供的獨(dú)特特征包括可能使用具有水平或大體上水平的蒸發(fā)表面 (即管道)的外置熱交換器以便控制燃燒器2中的溫度，用循環(huán)的灰?guī)?dòng)蒸發(fā)熱負(fù)載，而無(wú) 需使管道向上傾斜，也無(wú)需進(jìn)行受力循環(huán)。本文的教導(dǎo)與現(xiàn)有技術(shù)中的用于控制床溫度的沸騰外置熱交換器相比，進(jìn)一步的 優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)需進(jìn)行受力循環(huán)，也無(wú)需設(shè)置傾斜的自然循環(huán)表面，來(lái)確保循環(huán)和避免出現(xiàn) 蒸汽膜層和管道過(guò)熱。由此避免了受力循環(huán)所需的功率和設(shè)備花費(fèi)，且避免了實(shí)施傾斜的 自然循環(huán)所需的較大的床體積。進(jìn)一步地，還使得不需要為蒸發(fā)管束設(shè)置獨(dú)立的釋放管道 (提升管或下降管)。正如本文所使用地，術(shù)語(yǔ)“水”、“供給水”和“鍋爐水”指的是CFBSGS 100的熱動(dòng)力 循環(huán)所使用的液體或冷卻劑。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到液體或冷卻劑通常是水，但也可包括其它組分。 例如，液體或冷卻劑可包括用于限制多個(gè)部件的侵蝕和腐蝕的化學(xué)品。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到所有這 些和其它的這種液體或冷卻劑都落入了這些前述術(shù)語(yǔ)的意義范圍內(nèi)。盡管上面已經(jīng)結(jié)合典型實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。但所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理 解可對(duì)本發(fā)明作出多種變化且可用等效元件替換其元件，而不會(huì)偏離本發(fā)明的范圍。此 外，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將易于作出多種變型以使本發(fā)明的教導(dǎo)與特定器具、情形或材料相 適配，而不會(huì)偏離本發(fā)明的關(guān)鍵范圍。因此，本發(fā)明旨在并不限于本文披露的作為用于實(shí)施 本發(fā)明的最佳模式的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的所有實(shí) 施例。
權(quán)利要求
一種燃燒系統(tǒng)，所述燃燒系統(tǒng)具有包括用以運(yùn)載鍋爐水的管系的燃燒器、具有用以從所述燃燒器的排放物中回收固體的旋風(fēng)分離器且具有用以從所述固體中回收熱量的外置熱交換器，所述系統(tǒng)包括用于將來(lái)自所述燃燒器的鍋爐水供應(yīng)至所述外置熱交換器的管束的旁通裝置，和用于將來(lái)自所述管束的鍋爐水供應(yīng)至所述燃燒器的水冷壁管系的鍋爐水返回裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述旁通裝置包括水冷壁管系和入口集管中的至 少一種裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述旁通裝置包括用于接收來(lái)自下降管的鍋爐水 的輸入裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述外置熱交換器適于進(jìn)行自然循環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于對(duì)由處在燃燒器外部的蒸發(fā)表面所進(jìn) 行的熱吸收進(jìn)行控制的灰流控制裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述外置熱交換器的所述管束是水平形式和大體 上水平的形式中的至少一種形式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述管束中的每條管道被聯(lián)接至循環(huán)流化床蒸汽 發(fā)生器的水冷壁管道且與所述水冷壁管道流體連通以便提供所述鍋爐水返回裝置。
8.一種用于將鍋爐水供應(yīng)至位于燃燒系統(tǒng)中的熱交換器的方法，所述燃燒系統(tǒng)具有包 括用以運(yùn)載鍋爐水的管系的燃燒器、具有用以從所述燃燒器的排放物中回收固體的旋風(fēng)分 離器且具有用以從所述固體中回收熱量的外置熱交換器，所述方法包括將來(lái)自所述燃燒器的鍋爐水引導(dǎo)進(jìn)入旁通裝置內(nèi)；并且將所述鍋爐水供應(yīng)至所述外置熱交換器的管束。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括接收來(lái)自所述管束的所述鍋爐水和將所述 鍋爐水引導(dǎo)至所述燃燒器的水冷壁管系。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中供應(yīng)所述鍋爐水的步驟包括吸收所述鍋爐水中 的熱量。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述引導(dǎo)步驟包括對(duì)在所述外置熱交換器和所 述燃燒器中的至少一種裝置的有效蒸發(fā)表面上流動(dòng)的灰流進(jìn)行控制。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述控制步驟包括引導(dǎo)燃燒器固體。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括對(duì)向所述燃燒器進(jìn)行的空氣供應(yīng)進(jìn)行控制。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述引導(dǎo)步驟包括引導(dǎo)來(lái)自所述燃燒器的下部 部分的所述鍋爐水。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括在所述熱交換器中使來(lái)自所述旋風(fēng)分離 器的固體進(jìn)行循環(huán)。
16.一種外置熱交換器，所述外置熱交換器包括管束，其中所述管束中的每條管道被聯(lián)接至循環(huán)流化床蒸汽發(fā)生器的水冷壁管道且與 所述水冷壁管道流體連通。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的外置熱交換器，其中所述管束的至少一部分是水平形式和 大體上水平的形式中的至少一種形式。
全文摘要
一種燃燒系統(tǒng)，所述燃燒系統(tǒng)具有包括用以運(yùn)載鍋爐水的管系15的燃燒器2、具有用以從所述燃燒器2的排放物中回收固體的旋風(fēng)分離器3且具有用以從所述固體中回收熱量的外置熱交換器5，所述系統(tǒng)包括用于將來(lái)自所述燃燒器2的鍋爐水供應(yīng)至所述外置熱交換器5的管束6的旁通裝置20，和用于將來(lái)自所述管束6的鍋爐水供應(yīng)至所述燃燒器2的水冷壁管系15的鍋爐水返回裝置21。本發(fā)明還提供了一種方法和一種外置熱交換器。
文檔編號(hào)F22B31/00GK101896768SQ200880101374
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2008年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日
發(fā)明者J·M·巴納斯, P·J·帕諾斯 申請(qǐng)人:阿爾斯托姆科技有限公司