[發(fā)明專利]用于連接鍋爐的固體返回系統(tǒng)的管道節(jié)段的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880045880.0
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN110892195B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 克雷格·A·托馬斯;約瑟夫·P·烏爾里希;羅伯特·E·伍茲
• 申請（專利權）人: 通用電氣技術有限公司
• 主分類號: F23C10/18
• 分類號: F23C10/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱鐵宏;金飛

本發(fā)明提供了一種用于將鍋爐(10)的固體返回系統(tǒng)(100)的管道節(jié)段互連的系統(tǒng)(200)，該系統(tǒng)包括限定凹接頭部分的第一導管(30)、限定被凹接頭部分接納的凸接頭部分的第二導管(32)、在凸接頭部分的外周表面與凹接頭部分的內(nèi)周表面之間形成的側(cè)向缺口(202)，以及定位在側(cè)向缺口(202)內(nèi)并且被構(gòu)造成禁止固體侵入側(cè)向缺口(202)的繩密封件(204)。該繩密封件(204)徑向定位在凸接頭部分的外周表面的外側(cè)并且徑向定位在凹接頭部分的內(nèi)周表面的內(nèi)側(cè)。

背景技術

技術領域

本發(fā)明的實施方案整體涉及發(fā)電，并且更具體地，涉及用于以適應CFB鍋爐的管道組件之間的相對運動的方式連接此類組件的系統(tǒng)和方法。

領域的討論

長期以來一直使用帶有用于燃燒化石燃料的爐的產(chǎn)熱系統(tǒng)來產(chǎn)生受控的熱量，目標在于做有用功。例如，產(chǎn)生的熱量可用于產(chǎn)生蒸汽，以驅(qū)動渦輪，從而產(chǎn)生電力。用于產(chǎn)生蒸汽的現(xiàn)代水管爐可以是各種類型的，包括流化床鍋爐。雖然存在各種類型的流化床鍋爐，但是所有類型的操作原理都是先注入氣體以使固體流化然后在反應室中燃燒。在循環(huán)流化床(CFB)型鍋爐中，使氣體例如空氣通過固體粒子床，以產(chǎn)生趨于使粒子彼此分離的力。隨著氣體流的增加，達到一個點，在該點處粒子上的力剛好足以引起分離。然后使床流化，固體之間的氣體緩沖允許粒子自由移動并賦予床類似液體的特性。床的堆密度在底部相對較高，并且隨著其向上流過反應室而降低，燃料在反應室中燃燒以產(chǎn)生熱量。

形成循環(huán)流化床鍋爐的床的固體粒子通常包括燃料粒子(諸如碎煤或其他固體燃料)和吸附劑粒子(諸如碎石灰石、白云石或其他堿土金屬材料)。燃料在鍋爐的反應室中燃燒產(chǎn)生煙氣和灰分。在燃燒過程中，燃料中的硫被氧化形成二氧化硫(SO₂)，二氧化硫與爐中的其他氣體混合形成煙氣。灰分主要由未燃燒的燃料、燃料中的惰性材料和吸附劑粒子組成，且有時被稱為床料或再循環(huán)固體。

灰分以向上流動的方式被夾帶在煙氣中，并與熱煙氣一起從爐中排出。在從爐中排出后，煙氣和灰分被引導到分離器(諸如旋風分離器)中，以從煙氣中除去灰分。然后使分離的灰分經(jīng)由返回管道再循環(huán)回到鍋爐的爐中。在返回管道中，通常使用固體流量控制閥(也被稱為密封罐)來控制分離的固體再循環(huán)回到爐中。

在許多鍋爐(包括循環(huán)流化床鍋爐)中，由于高溫和固體流的原因，采用的是耐火材料襯里的管道系統(tǒng)。由于爐、旋風分離器與灰分返回系統(tǒng)之間存在膨脹運動差異，通常在旋風分離器與密封罐之間以及密封罐與爐之間采用膨脹接頭。這些接頭必須設計成允許主要CFB單元組件之間的膨脹運動不受禁止，并且還必須具有防止灰分進入CFB內(nèi)部和/或從CFB內(nèi)部泄漏的能力。

適應大的側(cè)向運動的一項其他挑戰(zhàn)是防止膨脹接頭的腔室被灰分和固體填充。具體地，當膨脹接頭經(jīng)歷加熱和冷卻循環(huán)時，侵入的灰分和固體粒子會被壓緊在膨脹接頭的腔室中，這會損害膨脹接頭或周圍元件的完整性。先前已經(jīng)嘗試了密封這些腔室或提供排空這些腔室的裝置，但收效甚微。

鑒于上述情況，需要一種連接鍋爐的灰分返回系統(tǒng)內(nèi)的管道節(jié)段的系統(tǒng)和方法，連接的方式提供有效的、無需密集維護的裝置來適應部件之間大的側(cè)向和軸向運動以及提供絕緣和密封。

發(fā)明內(nèi)容

在一個實施方案中，提供了一種用于將鍋爐的固體返回系統(tǒng)的管道節(jié)段互連的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括限定凹接頭部分的第一導管、限定被凹接頭部分接納的凸接頭部分的第二導管、在凸接頭部分的外周表面與凹接頭部分的內(nèi)周表面之間形成的側(cè)向缺口，以及定位在側(cè)向缺口內(nèi)并且被構(gòu)造成禁止固體侵入側(cè)向缺口的繩密封件。繩密封件徑向定位在凸接頭部分的外周表面的外側(cè)并且徑向定位在凹接頭部分的內(nèi)周表面的內(nèi)側(cè)。