用于发电站的锅炉炉子的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于发电站的锅炉炉子，其中供给至炉子的水首先在外部水管部中加热分离成热水和蒸汽，且将分离出的水移动到外部水管壁以进行再循环加热，在内部水管部中只对分离出的蒸汽再次加热，以便比加热水和蒸汽的情况更快地制造出过热蒸汽。本发明的用于发电站的锅炉炉子包括：外部水管部，用于使其底部从外部接收水并将水加热成热水（包括蒸汽），同时使水向上移动；汽水分离器，用于从外部水管部接收热水（包括蒸汽）并将热水分离成水和蒸汽；内部水管部，用于使其底部接收在汽水分离器中分离的蒸汽并将蒸汽加热成过热蒸汽，同时使蒸汽向上移动；蒸汽收集室，用于沿着内部水管部接收移动到内部水管部顶部的受热蒸汽，其中，汽水分离器中分离的水重新供给到外部水管部的底部。
【专利说明】用于发电站的锅炉炉子
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于发电站的锅炉炉子，其中限定在外部水管部和内部水管部之间的燃烧空间形成最接近自然火焰的形状，以使水管部和火焰之间的接触面积增加而升高炉子中水管部内热水的温度，从而提高热效率。
[0002]此外，本发明涉及一种用于发电站的锅炉炉子，其中供给到炉子的水经由外部水管部重新供给到内部水管部中，以便大大减小给水泵的负载，从而增加了整个系统的热效率，内部的水管壁防止了火球的形成并用作过热器(superheater)来吸收火焰产生的大量热量，因而防止了高温火球引起的热氮氧化物(NOx)的形成并防止了灰燃烧剩余物被高温火球熔化而形成熔渣。
[0003]此外，本发明涉及一种用于发电站的锅炉炉子，其中供给至炉子的水首先进行加热，在外部水管部中分离成热水和蒸汽，且在内部水管部中只对分离出的蒸汽再次加热，以便比加热水和蒸汽的情况更快地制造出过热蒸汽。
【背景技术】
[0004]通常，广泛用于热电厂的锅炉主要分成烧煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉。其中，烧煤锅炉占据了发电量的大部分，并且大致分成煤粉锅炉和沸腾层锅炉。
[0005]因为煤粉锅炉燃烧粉碎的(或粉料)煤，它具有高的燃烧效率，但由于高温燃烧产生了对大气环境有害的氮氧化物(NOx)。因此,煤粉锅炉在装备有能够处理氮氧化物(NOx)的大型吸尘器的大规模发电站中被使用。因为沸腾层锅炉燃烧粗煤粒子，由于低的燃烧温度，它抑制了氮氧化物(NOx)的产生。因此，为了改善将火焰热量传送到水管的热传递效果，沸腾层锅炉热量使得砂粒从炉子的底部向上吹动以加热砂粒，并使得这样加热的砂粒沿着设置在炉子外部的水管部向下移动，从而改善热效率。
[0006]为此，在具有高燃烧效率的煤粉锅炉的情况下，研究人员正在积极开展抑制氮氧化物(NOx)产生的研究。同时，在沸腾层锅炉的情况下，正在尝试扩大炉子的比例来改善热效率。
[0007]在本发明中，将要描述占据燃煤火力发电大部分的煤粉锅炉的实施例。
[0008]传统的煤粉锅炉的结构是，长度7千米的水管在垂直和水平方向上排列成Z形图案，以便最大程度从向上喷出的火焰吸收热量。
[0009]因为这种传统的煤粉锅炉采用了如下的方法，其中多个水管密集地垂直排列来增加从火焰吸热的效率，给水泵的负载异常地增加循环水，同时强迫反转蒸汽的自然流动方向以使水流过具有大流阻的纵长小直径水管。
[0010]驱动该给水泵的马达消耗了发电站内部消耗的30-40%。此外，传统的煤粉锅炉存在以下缺陷，它排出了大量的氮氧化物(NOx)，将灰熔化形成粘性炉渣，因而制造出大量渣块，并弄脏了过滤器，从而导致不能使用廉价的劣质煤。
[0011]为了解决这种问题，如图1中所示，提出了一种韩国登记专利号10-0764903的煤粉锅炉炉子的结构，其中由多个水管组成的内部水管壁8垂直安装在垂直设置于炉子内圆周附近的外部水管壁6的中间，以便从设置在外部水管壁6上的燃料喷嘴射入的燃料进行燃烧，同时沿着内部水管壁8的内圆周进行旋转，在内部水管壁8和外部水管壁6之间形成管形火柱，从而防止火焰集中在一点上，以提升到超高温度，还使得温度低于火焰的空气通过形成在内部水管壁8中的空气喷射孔引入到内部水管壁8和外部水管壁6之间限定的燃烧空间S中，以防止火焰(F)过度升高到超高温度，因此减少了高温火焰燃烧空气中的氮时产生的氮氧化物(NOx)的数量。
【发明内容】
[0012]抟术问是页
[0013]因此，为了努力解决现有技术中发生的上述问题而完成了本发明，本发明的目的之一在于提供一种用于发电站的锅炉炉子，其中外部水管部和内部水管部之间限定的燃烧空间形成最接近自然火焰形状的形状，以使水管部与火焰之间的接触面积增加来提高炉子水管部中热水的温度，从而增加锅炉底部的吸热效率。
[0014]本发明的另一目的在于提供一种用于发电站的锅炉炉子，其中在火焰上方的水管部处形成弯曲部分以使得具有对流热量的对流气体通过其中，因此，炉子的水管部有效地吸收对流气体的对流热量，从而进一步增加锅炉底部的吸热效率。
[0015]本发明的又一目的在于提供一种用于发电站的锅炉炉子，其中供给到炉子的水经由外部水管部重新供给到内部水管部中，以便设置在低位置的内部水管壁用作过热器来降低整个水管和锅炉之间的高度，从而降低了构造费用，且水管的长度大大减小，显著降低了给水泵的负载，从而增加了整个系统的热效率。
[0016]本发明的又一目的在于提供一种用于发电站的锅炉炉子，其中内部水管壁防止了火球的形成并用作过热器来吸收由火焰产生的大量热量，因而防止了高温火球引起的热NOx的形成并防止了灰燃烧剩余物被高温火球熔化形成熔渣。
[0017]本发明的另一目的在于提供一种用于发电站的锅炉炉子，其中供给炉子的水首先在外部水管部中加热分离成热水和蒸汽，且将分离出的水移动到外部水管壁以进行再循环加热，仅有分离出的蒸汽在内部水管部中再次加热以便比加热水和蒸汽的情况更快地制造出过热蒸汽。
[0018]技术方案
[0019]为了完成上述目的，根据本发明的第三实施例，提供一种用于发电站的锅炉炉子，包括:一外部水管部，用于使其底部从外部吸收水并将水加热成热水(包括蒸汽)，同时使水向上移动；一汽水分离器，用于从外部水管部接收热水(包括蒸汽)并将热水分离成水和蒸汽；一内部水管部，用于使其底部接收在汽水分离器中分离的蒸汽并将蒸汽加热成过热蒸汽，同时使蒸汽向上移动；和一蒸汽收集室，用于沿着内部水管部接收移动到内部水管部顶部的受热蒸汽。汽水分离器中分离的水重新供给到外部水管部的底部。
[0020]有益.效果
[0021]根据本发明第三实施例的用于发电站的锅炉炉子，具有以下有益效果，其中供入炉子的水首先进行加热，以在外部热水部分中分离成热水和蒸汽，且只有分离的蒸汽再次在内部水管部中进行加热以制造具有超临界压力的过热蒸汽。
[0022]另外，由于形成火焰的限定在外部水管部和内部水管部之间的燃烧空间形成最接近自然火焰形状的形状，因此水管部和火焰之间的接触面积增加，且火焰和水管壁之间的距离减小，以提高在炉子水管部中受热的水的温度，因而提高了锅炉的吸热效率，且其中火焰形成管状火柱的形状，而非高温火球形状，使得通过大面积地释放辐射热和对流热而降低了火焰温度，从而防止了由高温火球引起的热NOx的形成，并防止了灰分燃烧残渣被高温火球熔化而形成炉渣。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]本发明的上述和其他目的、特征和优点通过结合附图，从以下本发明的最佳实施例的详细说明中变得更加明显。其中:
[0024]图1是例示根据现有技术的传统用于发电站的锅炉炉子的局部截面透视图；
[0025]图2是例示根据本发明第一实施例的用于发电站的锅炉炉子的局部截面透视图；
[0026]图3是例示根据本发明第一实施例的用于发电站的锅炉炉子的截面图；
[0027]图4是例示在根据本发明第一实施例的用于发电站的锅炉燃烧空间内安装的外部水管部和内部水管部布置的俯视图；
[0028]图5是例示形成在根据本发明第一实施例的用于发电站的锅炉燃烧空间内安装的内部水管部内的空气喷射孔垂直截面图；
[0029]图6是例示根据本发明第二实施例的用于发电站的锅炉炉子的局部截面透视图；
[0030]图7是例示安装在根据本发明第二实施例的用于发电站的锅炉燃烧空间内的内部水管壁的顶部透视图；和
[0031]图8是例示根据本发明第三实施例的用于发电站的锅炉炉子的局部截面透视图。
【具体实施方式】
[0032]下面详细描述本发明的最佳实施例，其实施例在下文所附的附图中进行例示，其中参考相同的数字标记指代相同的部分。在下文的说明书中，各种装置如汽水分离器等与传统锅炉的那些部件是相同的，因此进行了省略以避免冗长。
[0033]图2是例示根据本发明第一实施例的用于发电站的锅炉炉子的局部截面透视图；图3是例示根据本发明第一实施例的用于发电站的锅炉炉子的截面图；图4是例示在根据本发明第一实施例的用于发电站的锅炉燃烧空间内安装的外部水管部和内部水管部的配置的顶部平面图；图5是例示形成在根据本发明第一实施例的用于发电站的锅炉燃烧空间内安装的内部水管部内的空气喷射孔的垂直截面图。
[0034]如图2-图5中所示，根据本发明第一实施例的用于发电站的锅炉炉子1，包括:夕卜部水管部10，设置在炉子的内部圆周处并由沿着炉子炉壁2相连接地进行延伸的多个水管组成，和内部水管部20，设置在外部水管部10内部并由连接地进行延伸的多个水管组成。
[0035]外部水管部10包括:第一下水箱，设置在其底部并用于从外部接收水；外部水管壁12，用于从第一下水箱11接收引入到第一下水箱11的水并将引入的水加热成热水(包括蒸汽)，同时使水沿着多个水管向上移动；和第一上水箱13，设置在其上部并用于收集沿着外部水管壁12向上移动的热水(包括蒸汽)。
[0036]内部水管部20包括:第二下水箱21，设置在其下部并用于从外部接收水；内部水管壁22，用于从第二下水箱21接收引入到第二下水箱21中的水并将引入的水加热成热水(包括蒸汽)，同时使该水沿着多个水管向上移动；和第二上水箱23，设置在其上部并用于收集沿着内部水管壁12向上移动的热水(包括蒸汽)。
[0037]限制在外部炉壁和外部水管部10之间的空间填充有隔热材料3，且每个外部水管壁12和内部水管壁22被构造成条状的连接薄层，即膜14分别以如下的方式设置在两个相邻的水管之间，该方式即多个膜彼此平行的沿着圆周排列，以便膜和各个水管通过平行焊接彼此共同连接，以形成环形壁从而支撑外部水管壁12和内部水管壁22。
[0038]此外，第一上水箱13和第二上水箱23被连接到设置于炉子I顶部上的过热器(未示出)。
[0039]同时，外部水管壁12的形状为从其底部向其中间部分M直径逐渐增加或者基本上均匀，并从其中间部分M向其顶部直径逐渐减小、增大并再次减小。此外，内部水管壁22设置在外部水管壁12的内部。相对于外部水管壁12，内部水管壁22的形状为从其底部向其中间部分M直径逐渐增加或者基本上均匀，并从其中间部分M向其顶部直径逐渐减小、增大并再次减小。在这种情况下，外部水管壁10和内部水管壁20从中间部分M向其顶部可以以Z形状重复形成。
[0040]因此，限定在外部水管部10和内部水管部20的燃烧空间S形成从其底部向其中间部分M直径逐渐增加并减小的形状，并形成宽度从其中间部分M向其顶部形成基本上均匀的蜿蜒形状。也就是说，燃烧空间S的下部就像陶瓷广口瓶一样在其中间向外凸出，并且燃烧空间S的上部形成为宽度均匀但小于燃烧空间S的下部宽度的蜿蜒，以使外部水管壁和内部水管壁之间产生的烛形火焰向上逸出。在这种情况下，全部方向上发出的火焰辐射热对被炉子顶部和底部围绕的大块表面积进行加热，并且火焰的对流热与更多的水管紧密接触，同时通过燃烧空间S的中间部分和蜿蜒部分，从而增加火焰的热传递效应。
[0041]此外，外部水管壁12包括多个形成其上的燃料喷嘴15，它们沿着圆周方向和长度方向以彼此相距一定的间隔的方式进行排列。从燃料喷嘴15喷射的燃料注入到限定在外部水管壁12和内部水管壁22之间的燃烧空间S中，以形成大的弯曲管状火焰F来加热流动在外部水管壁12和内部水管壁22中的水。外部水管壁12和内部水管壁22的外表面优选进行防腐涂层和高温耐蚀防腐涂层以防止高温腐蚀和热损坏。
[0042]如图5中所示，内部水管壁22包括形成在其膜内的多个空气喷射孔24。空气喷射孔24用于降低注入到内部水管壁22和外部水管壁12之间的燃烧空间的燃料与供气泵连接到内部水管壁12上的抽气泵的空气燃烧时产生的火焰F的温度，以防止水受热到过高的温度。
[0043]下文将详细说明如上构造的根据本发明第一实施例的用于发电站锅炉炉子的运行。
[0044]首先，在所有的水管都装满水并通过燃油炉喷射出火焰加热炉子I的内部后，当燃料随同经过设置在外部水管壁12上的燃料喷嘴14的空气注入到燃油炉火焰中或者当将来自炉子底部的煤粉(粉状煤)注入到燃油炉的火焰中时，煤粉在燃油炉加热炉子I的状态下被点燃。然后，当煤粉开始燃烧时，用户熄灭燃油炉。
[0045]外部水管部10和内部水管部20使得第一下水箱11和第二下水箱21接收来自外部的水，将水加热成热水(包括蒸汽)，同时使水沿着外部水管壁12和内部水管壁22向上移动。然后，热水和蒸汽供入并收集在第一上水箱13和第二上水箱23中。
[0046]当煤粉火焰F变大并猛烈摇晃时，空气通过内部水管壁22的空气喷射孔24喷射到内部水管壁22和外部水管壁12之间的燃烧空间S中。
[0047]同时，设置在外部水管壁12上的燃料喷嘴15相对内部水管壁22取向在切线方向上，以便从燃料喷嘴15注入的燃料燃烧时产生的火焰F以碰撞并从内部水管部20被反射，然后重新碰撞到外部水管壁上的方式捕获在燃烧空间S中，从而产生管形火柱。
[0048]因此，由于火焰F在外部水管壁10和内部水管壁20之间的燃烧空间中沿着内部水管壁22的切线方向旋转，因此存在一种现象，即从燃料喷嘴15喷射的燃料燃烧时产生的火焰集中在一点上。因此，火焰F的温度不会升高到氮被氧化的温度，以及必要时，将冷空气通过内部水管壁22的空气喷射孔24从外部射入，以便降低火焰F的温度。因此，从燃料喷嘴15喷射的燃料燃烧时在燃烧空间S产生的火焰F不会提高到1300°C的超高温度。
[0049]同时，限制在外部水管壁10和内部水管壁20之间的燃烧空间S形成的形状为，从其底部向其中间部分M直径逐渐增加并减小，并从其中间部分向其顶部形成宽度基本均匀的蜿蜒形状。因此，具有围绕在炉子全部方向上的自然火焰形状的空间最大限度地吸收火焰的辐射热，且具有火焰对流热的对流气体与更多的水管紧密接触，同时通过燃烧空间S的中间部分和蜿蜒部分，从而增加吸热效率。
[0050]因此，根据本发明第一实施例的用于发电站的炉子，限制在外部水管壁10和内部水管壁20之间的燃烧空间S形成最接近自然火焰形状的形状，以便最大化传热面积并减小火焰与内外水管壁之间的距离，从而改善热传递效率，以及使得因火焰通过水管散热引起火焰温度下降，火焰内部和周围的氮不被氧化，从而防止氮氧化物(NOx)的形成。
[0051]图6是例示根据本发明第二实施例的用于发电站的锅炉炉子的局部截面透视图，且图7是例示安装在根据本发明第二实施例的用于发电站的锅炉燃烧空间内设置的内部水管壁的顶部透视图。
[0052]如图6和图7中所示，用于发电站的燃烧煤粉锅炉的炉子I包括外部水管部110，其设置在炉子的内圆周上并由多个沿炉子的炉壁2相连延伸的水管构成，和内部水管部120，其设置在外部水管部110内部并由多个相连延伸的水管构成。此外，燃烧煤粉锅炉的炉子I还包括连接管150，其用于将移动到外部水管部110顶部的热水(包括蒸汽)供给到内部水管部120的底部，和蒸汽收集室170，用于接收沿着内部水管部移动到内部水管部顶部的受热蒸汽。此外，燃烧煤粉锅炉的炉子I还包括第一下部集水室130，用于接收来自外部的水并将接收的水供给到外部水管部110，上部集水室140，用于收集移动到外部水管部110顶部的热水(包括蒸汽)并将收集的热水和蒸汽供给到连接管150中，以及第二集水室160，用于收集沿着连接管150向下供给的热水和蒸汽并将收集的热水和蒸汽供给到内部水管部120的底部。连接管150设置在内部水管部120的内部。
[0053]外部水管部110包括第一下水箱111，其设置在外部水管部的底部并用于通过多个水管接收来自第一下部集水室的水，外部水管壁112，其用于接收来自第一下水箱111的引入到第一下水箱111中的水并将引入的水加热成热水(包括蒸汽)同时使水沿着多个水管向上移动，以及设置在该部分上部的第一上水箱113，所述第一上水箱用于收集沿着外部水管壁112向上移动的热水(包括蒸汽)并将收集的热水和蒸汽通过多个水管供给到上部集水室140。
[0054]内部水管部120包括第二下水箱121，其设置在内部水管部的下部并用于通过多个水管接收来自第二集水室160的热水(包括蒸汽)，内部水管壁122，其用于接收从第二下水箱121引入到第二下水箱121中的热水(包括蒸汽)并将引入的热水加热成蒸汽，同时使水沿着多个水管向上移动，以及第二上水箱123，其设置在内部水管部的上部，所述上水箱用于收集沿着内部水管壁112向上移动的受热蒸汽并将收集的蒸汽通过多个水管供给到蒸汽收集室170。此外，设置在蒸汽收集室170上的是用于将蒸汽收集室170收集的蒸汽供给到涡轮的蒸汽供给管171。在这种情况下，必要时，蒸汽供给管171可进行构造以使得它弯曲地延伸，同时循环并通过火焰排出通路以进一步吸收热量，从而制造高温、高压蒸汽。
[0055]同时，外部水管壁112形成上部和下部直径基本上彼此相同的形状，且内部水管壁122形成的形状为，从其底部向其顶部直径逐渐增加。因此，限制在外部水管部112和内部水管部122之间的燃烧空间S形成的形状为，在其下部宽度较大且在其顶部较小，以便在炉子内部的燃烧空间S的下部燃料充分地燃烧，并且燃料燃烧时产生的火焰辐射热传送到外部水管壁和内部水管壁以及直接设置在炉子火焰上方的内部水管，使得设置在过热器下方的燃烧空间的辐射热吸收面积增加，且同时具有燃料燃烧时产生的火焰对流热的对流气体与更多的水管紧密接触，并通过燃烧空间的上部，从而提高了热效率。
[0056]此外，如同本发明的第一实施例，外部水管壁112包括多个形成其上的燃料喷嘴15，它们沿着圆周方向和长度方向以彼此相距一定的间隔的方式进行排列。内部水管壁122包括其中形成的多个空气喷射孔124。
[0057]下文将详细说明如上构造的根据本发明第二实施例的用于发电站锅炉炉子的运行。
[0058]首先，在将水供给到第一下部集水室130以预热炉子的状态下，通过燃油炉喷射出火焰加热炉子I的内部。之后，煤粉(粉状煤)注入到燃油炉的火焰中以被点燃或保持在点火状态，或者直接将煤粉喷射到火焰中而不预热，以用等离子燃烧器点燃并保持在点火状态，从而加热外部和内部水管壁。
[0059]供给到第一下部集水室130的水被供给到外部水管部的第一下水箱111中，并加热成热水(包括蒸汽)，同时沿着外部水管壁112移动。然后热水(包括蒸汽)经由第一上水箱113供入到上部集水室140中。
[0060]供入到上部集水室140中的热水(包括蒸汽)沿着设置在内部水管部内的连接管150供给到第二集水室160。供给到第二集水室160的热水(包括蒸汽)供入到内部水管部的第二下水箱121中，并加热成过热蒸汽，具有超临界压力同时沿着内部水管壁122向上移动。然后，过热蒸汽供给经由第二上水箱123供给到蒸汽收集室170。因此，通过内部水管120的蒸汽可容易地加热成具有超临界压力的过热蒸汽，因为引入到内部水管部中的水和蒸汽已经保持在高温状态下。
[0061]随后，收集在蒸汽收集室170中的超临界压力过热蒸汽通过蒸汽供送管171供给到涡轮上，从而提高了涡轮的运行效率。此外，内部水管部用作产生过热蒸汽的过热器以及免去过热器的必要并大大减少了过热器的尺寸，以便能够减小整个锅炉的高度，从而节省建造成本，并且能够大大缩短上部水管的长度，以致显著地降低了给水泵的载荷，从而增加了整个体系的热效率。
[0062]根据本发明的第二实施例，由于从外部水管壁供给的热水被加热，同时通过内部水管部进行循环，而不供入到涡轮中，当供入内部水管部的高温水通过内部水管壁时，它被转变为具有超临界压力的过热蒸汽并传送给涡轮，从而改善涡轮的运行效率。
[0063]图8是例示根据本发明的第三实施例的用于发电站的锅炉炉子的局部截面透视图。
[0064]如图8中所示，用于发电站的燃烧煤粉锅炉的炉子I包括:外部水管部210，设置在炉子的内部圆周处并由沿着炉子炉壁2相连地进行延伸的多个水管组成，所述外部水管部用于使其底部接收来自外部的水并将水加热成热水(包括蒸汽)，同时使水向上移动；汽水分离器260，用于从外部水管部210接收热水(包括蒸汽)并将热水分离成水和蒸汽；内部水管部220，用于使其底部从外部接收在汽水分离器260中分离的蒸汽并将蒸汽加热成过热蒸汽，同时使蒸汽向上移动；蒸汽收集室270，用于沿着内部水管部220接收移动到内部水管部顶部的受热蒸汽。
[0065]此外，燃烧煤粉锅炉的炉子I还包括下部集水室230，用于接收来自外部的水并将接收的水供给到外部水管部210，上部集水室240，用于收集移动到外部水管部210顶部的热水(包括蒸汽)并将收集的热水和蒸汽供给到汽水分离器260中，在这种情况下，汽水分离器260设置在内部水管部220的内部，且在汽水分离器260中分离的水重新供给到外部水管部210的底部。
[0066]以与第一和第二实施例相同的方式，外部水管部210包括第一下水箱211，其设置在外部水管部的底部并用于通过多个水管接收来自第一下部集水室230的水，外部水管壁212，其用于接收来自第一下水箱211的引入到第一下水箱211中的水并将引入的水加热成热水(包括蒸汽)同时使水沿着多个水管向上移动，以及设置在该部分上部的第一上水箱213，所述第一上水箱用于收集沿着外部水管壁212向上移动的热水(包括蒸汽)并将收集的热水和蒸汽通过多个水管供给到上部集水室240。
[0067]内部水管部120包括:第二下水箱221，设置在该部分下部并用于通过多个水管从汽水分离器260接收蒸汽；内部水管壁222，用于从第二下水箱221接收引入到第二下水箱221中的蒸汽并将引入的蒸汽加热成过热蒸汽，同时使该蒸汽沿着多个水管向上移动，和设置在该部分上部的第二上水箱223，所述第二上水箱用于收集沿着内部水管壁222向上移动的受热蒸汽并将收集的蒸汽通过多个水管供给蒸汽收集室270。此外，设置在蒸汽收集室270上的是用于将收集在蒸汽收集室270中蒸汽供给到涡轮的蒸汽供给管271。
[0068]在这种情况下，外部水管壁212的形状为从其底部向其中间部分M直径逐渐增加或者基本上均匀，并从其中间部分M向其顶部直径逐渐减小、增大并再次减小。此外，内部水管壁222设置在外部水管壁112的内部。相对于外部水管壁212，内部水管壁222的形状为从其底部向其中间部分M直径逐渐减小并增加，并从其中间部分M向其顶部直径逐渐减小、增大并再次减小。
[0069]因此，限定在外部水管部212和内部水管部222的燃烧空间S形成从其底部向其中间部分M直径逐渐增加并减小的形状，并形成宽度从其中间部分M向其顶部基本上均匀的蜿蜒形状。也就是说，燃烧空间S的下部就像陶瓷广口瓶一样在其中间向外凸出，并且燃烧空间S的上部形成为宽度均匀但小于燃烧空间S下部宽度的蜿蜒，以使外部水管壁和内部水管壁之间产生的烛形火焰向上逸出。在这种情况下，全部方向上发出的火焰辐射热对炉子顶部和底部围绕的大块表面积进行加热，并且火焰的对流热与更多的水管紧密接触，同时通过燃烧空间S的中间部分和蜿蜒部分，从而增加火焰的热传递效果。
[0070]汽水分离器260设置在上部集水室240和第二下水箱221之间，且通过连接管250接收来自上部集水室240的热水(包括蒸汽)并将热水分离成水和蒸汽。分离的蒸汽通过多个水管供给到第二下水箱221中，并将分离的热水通过辅助水管216重新供给到下部集水室230。此外，汽水分离器260设置在第一上水箱213和上部集水室240并接收来自第一上水箱213的加热水并将该水分离成水和蒸汽。分离的蒸汽可供给到第二下水箱221中，且分离的水可供给到下部集水室230中。因为蒸汽仅由汽水分离器进行加热同时沿着内部水管壁222移动，提高了热效应，使得通过内部水管壁的蒸汽变成了具有超临界压力的过热蒸汽，并将过热蒸汽供给到涡轮，从而增加了涡轮的运行效率。
[0071]此外，如同第一和第二实施例中的，外部水管壁212包括多个形成其上的燃料喷嘴15，它们沿着圆周方向和长度方向以彼此相距一定的间隔的方式进行排列。内部水管壁222包括其中形成的多个空气喷射孔24。外部水管壁212和内部水管壁222的外表面优选进行防腐涂层和高温耐蚀防腐涂层以防止高温腐蚀和热损坏。
[0072]下文将详细说明如上构造的根据本发明第三实施例的用于发电站锅炉炉子的运行。
[0073]首先，在将水供给到第一下部集水室130以预热炉子的状态下，通过燃油炉喷射出火焰加热炉子I的内部。之后，煤粉(粉状煤)注入到燃油炉的火焰中以被点燃或保持在点火状态，或者直接将煤粉喷射到火焰中而不预热，以用等离子燃烧器点燃并保持在点火状态，从而加热粉外部水管壁210和内部水管壁220。
[0074]供给到下部集水室230的水通过多个水管供给到外部水管部的第一下水箱211中，然后加热成热水(包括蒸汽)，同时沿着外部水管壁212向上移动，使得热水(包括蒸汽)经由第一上水箱213供入到上部集水室240中。
[0075]之后，当供入到上部集水室240中的热水(包括蒸汽)通过连接管250供给到汽水分离器260中，所述汽水分离器260将热水分离成热水和蒸汽，以使分离的水重新供给到下部集水室230中并重新加热，同时沿着外部水管部210移动。
[0076]同时，汽水分离器260中分离的蒸汽供给到设置在内部水管部220下部的第二下水箱221中，在加热的同时沿着内部水管壁222向上移动，以供入到第二上水箱223中。因此，通过内部水管部的蒸汽在具有超临界压力的过热蒸汽状态下供给到蒸汽收集室270中，然后供给涡轮，从而增加了涡轮的运行效率。
[0077]本领域的技术人员容易明白，本发明可用于燃烧煤粉锅炉以及其他类型的锅炉。
[0078]通过参照其优选实施例已经对本发明进行了详细说明。然而，本领域的技术人员可以明白，在不脱离本发明的原理和实质下，能够对这些实施例进行改变，其范围由附加权利要求和其等同变化进行限定。
【权利要求】
1.一种用于发电站的锅炉炉子，包括: 外部水管部，用于使其底部从外部接收水并将水加热成热水(包括蒸汽)，同时使水向上移动； 汽水分离器，用于从外部水管部接收热水(包括蒸汽)并将热水分离成水和蒸汽； 内部水管部，用于使其底部接收在汽水分离器中分离的蒸汽并将蒸汽加热成过热蒸汽，同时使蒸汽向上移动； 蒸汽收集室，用于沿着内部水管部接收移动到内部水管部顶部的受热蒸汽，其中，汽水分离器中分离的水重新供给到外部水管部的底部。
2.根据权利要求1所述的用于发电站锅炉的炉子，其特征在于，进一步包括:下部集水室，用于接收来自外部的水并将接收的水供给到外部水管部；上部集水室，用于收集移动到外部水管部顶部的热水(包括蒸汽)并将收集的热水和蒸汽供给到汽水分离器。
3.根据权利要求1所述的用于发电站锅炉的炉子，其特征在于，外部水管部包括:第一下水箱，设置在外部水管部的底部并用于通过多个水管接收来自下部集水室的水；由多个水管组成的外部水管壁，所述外部水管壁用于从第一下水箱接收引入到第一下水箱的水并将引入的水加热成热水(包括蒸汽)，同时使水沿着多个水管向上移动；设置在外部水管部的上部第一上水箱，所述第一上水箱用于收集沿着外部水管壁向上移动的热水(包括蒸汽)并通过多个水管将收集的热水和蒸汽供给到上部集水室， 所述内部水管部包括:第二下水箱，其设置在内部水管部的下部并用于通过多个水管从汽水分离器接收蒸汽；由多个水管组成的内部水管壁，所述内部水管壁用于从第二下水箱接收引入到第二下水箱中的蒸汽并将引入的蒸汽加热成过热蒸汽，同时使蒸汽沿着多个水管向上移动；设置内部水管部的上部的第二上水箱，所述第二上水箱用于收集沿着内部水管壁向上移动的受热蒸汽并将收集的蒸汽通过多个水管供给到蒸汽收集室中。
4.根据权利要求3所述的用于发电站锅炉的炉子，其特征在于，所述外部水管部形成的形状为，从其底部向其中间部分M直径逐渐增加或者基本上均匀，并从其中间部分M向其顶部直径逐渐减小、增大并再次减小，所述内部水管部形成的形状为，从其底部向其中间部分M直径逐渐减小并增大，并从其中间部分M向其顶部直径逐渐减小、增大并再次减小， 限制在外部和内部水管部之间的燃烧空间形成的形状为，从其底部向其中间部分M直径逐渐增加并减小，并从其中间部分向其顶部形成蜿蜒形状。
5.根据权利要求1所述的用于发电站锅炉的炉子，其特征在于，外部水管壁形成其上部和下部的横截面基本上彼此相同的形状，且内部水管壁形成直径从其底部向其顶部逐渐增加的形状。
6.根据权利要求1所述的用于发电站锅炉的炉子，其特征在于，每个外部水管壁和内部水管壁通过膜进行连接以形成壁形状。
7.根据权利要求1所述的用于发电站锅炉的炉子，其特征在于，所述外部水管壁包括多个形成其上的燃料喷嘴，它们沿着圆周方向和长度方向以彼此相距一定的间隔的方式进行排列，所述内部水管壁包括多个其中形成的空气喷射孔。
8.根据权利要求1所述的用于发电站锅炉的炉子，其特征在于，外部水管壁和内部水管壁的外表面进行防腐涂层和高温耐蚀防腐涂层。
【文档编号】F22B31/00GK104048285SQ201410218765
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2009年9月21日 优先权日:2008年9月23日
【发明者】金炳斗 申请人:金炳斗