[發明專利]帶變截面水冷柱的循環流化床鍋爐爐膛

有效

• 申請號: 201310346673.8
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN104344401A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 呂清剛;高鳴;王東宇;王小芳
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F23C10/18
• 分類號: F23C10/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯雄軍

技術領域

本發明涉及循環流化床鍋爐，尤其是大型循環流化床鍋爐爐膛。

背景技術

大型化與高參數化是循環流化床鍋爐技術發展的必然趨勢，隨著鍋爐容量的增大，爐膛橫截面的不斷增大致使二次風難以到達爐膛中心；同時，隨著鍋爐蒸汽參數的提高，特別是提高到超臨界或超超臨界蒸汽參數時，爐膛的放熱容積較爐內蒸發受熱面增加得更快，放熱和吸熱的不平衡增長導致受熱面的布置問題，因此，二次風的穿透與受熱面的布置問題成了制約循環流化床鍋爐向大型化與高參數化發展的主要技術瓶頸。

為解決二次風穿透問題，中國專利ZL?200710151813.0公開了一種帶水冷柱的循環流化床鍋爐爐膛，在爐膛布風板和頂棚之間設置由膜式水冷壁圍合而成的水冷柱，以增加爐膛受熱面，并通過該水冷柱向爐膛燃燒空間通入二次風。由于柱體內側需布置二次風管道，需要一定的管道布置和檢修空間，決定了按常規設計的水冷柱橫截面尺寸會比較大，會導致呈環狀的爐膛燃燒空間的內外壁之間的距離偏小，對爐內物料流動摻混和爐膛上部屏式受熱面的布置存在不利影響。此外，當爐膛內僅設置一個常規四方形水冷柱時，通常爐膛的四片側墻水冷壁下部均須向內傾斜，才能形成了二次風噴入后所需的爐膛燃燒空間橫截面的漸增，使爐膛側墻水冷壁結構設計與安裝都較為復雜。

發明內容

為解決上述問題的至少一個方面，提出本發明的一種變截面水冷柱。

根據本發明的一個方面，提出一種水冷柱，由水冷柱側壁圍合而成，水冷柱側壁由膜式水冷壁形成，膜式水冷壁的管內自下而上通有工質，所述水冷柱包括：水冷柱下部，所述水冷柱下部具有橫截面縮小部，所述橫截面縮小部具有在從下往上的方向上逐漸減小的橫截面積；以及水冷柱上部，其中：所述水冷柱上部與所述橫截面縮小部連接，橫截面縮小部在該連接處的橫截面與水冷柱上部在該連接處的橫截面相吻合。

可選的，所述水冷柱上部的橫截面積以及橫截面保持不變。

可選的，所述橫截面縮小部的水冷柱側壁上設置有出風口。

根據本發明的另一方面，提出了一種爐膛，限定反應空間，其中所述爐膛中設置有沿豎直方向布置的上述的水冷柱。

該爐膛可以為循環流化床鍋爐爐膛，包括爐膛側壁、頂棚、布風板以及設置在布風板和頂棚之間的上述的水冷柱，水冷柱的外側朝向爐膛燃燒空間，水冷柱側壁的下部設有向爐膛燃燒空間通入二次風的內二次風口。通過在爐膛中設置一個或多個變截面的水冷柱，水冷柱下部橫截面較大，使水冷柱下部內側有充足的空間可用于布置二次風管道和檢修；水冷柱上部橫截面較小，使水冷柱側壁與爐膛側壁之間的距離較遠，在水冷柱側壁上設置屏式受熱面時，有充裕的空間，避免了狹窄空間中設置屏式受熱面對爐膛上部流場的干擾和管屏過于靠近爐膛煙氣出口帶來的管屏磨損問題。

可選的，所述水冷柱下部包括所述橫截面縮小部以及豎直部，所述豎直部的橫截面積保持不變且位于橫截面縮小部與布風板之間。

可選的，所述橫截面縮小部位于布風板與水冷柱上部之間。

有利的，所述內二次風口布置在所述橫截面縮小部的水冷柱側壁上。

可選的，所述水冷柱具有一對彼此平行的水冷柱側壁，所述一對彼此平行的水冷柱側壁在豎直方向上從布風板延伸到頂棚。有利的，與所述一對彼此平行的水冷柱側壁平行且相對的爐膛側壁的下部遠離相對的對應的水冷柱側壁傾斜向上延伸。

可選的，與水冷柱的橫截面縮小部的傾斜延伸水冷柱側壁相對的爐膛側壁在豎直方向上延伸。

可選的，所述爐膛內僅設置一個水冷柱。

可選的，所爐膛的橫截面為矩形；所述水冷柱由四片膜式水冷壁圍合而成，四片膜式水冷壁中的一對相對的膜式水冷壁彼此平行的豎直延伸，而四片膜式水冷壁中的另一對相對的膜式水冷壁在橫截面縮小部中在豎直方向上相對于彼此靠近的傾斜向上延伸。水冷柱由四片水冷壁圍合而成時，通過相對的兩水冷壁自下而上向柱內側傾斜形成漸縮的形狀，同時另外一組相對的兩片水冷壁可仍保持豎直，這簡化了變截面水冷柱的結構。此時，由于水冷柱的兩片側壁形成了漸縮的形狀，因此當爐膛內僅設置一個水冷柱時，原本均需要設計為下部傾斜的爐膛四片側墻水冷壁中，有兩片可以不設計為傾斜的，可大大簡化爐膛側墻水冷壁設計與安裝。