循环流化床锅炉外置式换热器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种循环流化床锅炉换热器，具体公开了一种循环流化床锅炉外置式换热器。包括壳体，壳体一端设有进灰口，另一端设有灰出口，壳体内部从进灰口一端至灰出口所在的一端依次设有进灰仓、进灰仓隔墙、灰仓，所述灰仓中设有换热管组；所述换热管组包括相互串联的至少两组蛇形管组和至少一个中间集箱，所述各组蛇形管组通过中间集箱连接。本实用新型的优点在于：1）降低各管组受热面的壁温差，控制受热面最高壁温在合理范围内，有效防止高温爆管，提高外置式换热器的稳定性与安全性；2）结构布置更灵活，工况适应性强。
【专利说明】
循环流化床锅炉外置式换热器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种循环流化床锅炉附属设备，尤其是一种循环流化床锅炉换热器。
【背景技术】
[0002]对于大型高参数循环流化床锅炉，因炉膛截面增大，受热面积增加，采用外置式换热器布置受热面可以解决受热面增加带来的受热面布置问题和炉膛截面增大带来的床温难控制的问题。外置式换热器用于布置受热面的优势在于:外置式换热器的设置可以通过调节进入外置式换热器的灰流量来控制床温，同时调节再热器侧蒸汽温度。根据实践运行情况来看，大型高参数循环流化床采用外置式换热器控制床温和再热汽温的方式充分体现出了这种调节方式的优势。
[0003]通常大型高参数循环流化床锅炉再热蒸汽总温升很高，超临界循环流化床锅炉再热蒸汽总温升约250°C，超超临界循环流化床锅炉再热蒸汽总温升达到约270°C，其中高温再热器的蒸汽温升约为80?100°C左右。一般外置式换热器中仅布置一级受热面，单级受热面温升过高，本身就容易造成受热面间的温差绝对值较大；同时灰流在外置式换热器中并非完全均匀分布，通常的分布情况为中间高两侧低，因此中间受热面吸热比两侧受热面吸热强。以上两种因素就造成了高温再热器受热面的最高壁温和最低壁温相差很大的恶劣情况，壁温高的地方必须选用高等级的金属材料，增加成本，即使选用高等级材料，运行控制也要非常小心，否则很容易超温爆管，降低了高温再热器的稳定性和安全性。
[0004]根据白马600MW超临界循环流化床锅炉的运行情况，高温再热器布置在外置式换热器中，因高温再热器的蒸汽温升约85°C，单级受热面温升高，再加上灰流在外置床中的分布情况通常为中间高两侧低，因此中间的管屏最高壁温与两侧的管屏最低壁温相差较大，最高壁温达到约600°C，很容易造成壁温超温的情况(报警温度635°C，高允许壁温647°C);而最低壁温不足500 °C，与最高壁温相差约100 °C。根据300MW亚临界循环流化床锅炉的运行情况，布置在外置式换热器中的高温再热器受热面，因采用了蛇形管受热面垂直于灰流动方向的布置方式，靠近灰流入口的管屏壁温最高，越往后壁温越低。壁温最高为598°C (壁温报警温度625°C，高允许壁温649°C)，而最低壁温只有410°C，相差将近200°C。以上两种实际运行情况中，常态下最高壁温已十分接近报警壁温，若运行过程中出现意外或操作过程中出现失误，很容易造成超温爆管。这不仅降低了外置式换热器的操作环境适应性和运行稳定性，也大大增加了操作难度。并且最高壁温与最低壁温相差太大，蒸汽温度也相差太大，存在安全隐患。
【实用新型内容】
[0005]为解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种循环流化床锅炉外置式换热器。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:循环流化床锅炉外置式换热器，包括壳体，壳体一端设有进灰口，另一端设有灰出口，壳体内部从进灰口一端至灰出口所在的一端依次设有进灰仓、进灰仓隔墙、灰仓，所述灰仓中设有换热管组;所述换热管组包括相互串联的至少两组蛇形管组和至少一个中间集箱，所述各组蛇形管组通过中间集箱连接。第一蛇形管组以换热器的进口集箱为其进口集箱，最后一个蛇形管组以换热器的出口集箱为其出口集箱。
[0007]本实用新型实际上是将现有技术中的单级受热面分为多级受热面，使得热交换从一级完成分为多级完成。当热交换为一级完成时，受热面在灰流的作用下连续升温，过高的连续升温很容易造成明显的壁温差，再加上灰流在换热器中的分布往往是中间高两侧低，导致蛇形管组中间管屏的壁温连续快速上升，两侧壁温则缓慢上升，因此温度差随着时间的推移不断扩大，至换热结束时，中间的壁温已远远高于两侧的壁温。本实用新型将蛇形管组受热面分为至少两级，从而将热交换分为多次进行，每进行一次热交换后，通过中间集箱将蛇形管组各管屏中的已经具有一定温度差的蒸汽进行充分混合后，再进入下一级蛇形管组进行热交换，防止蒸汽温度差和蛇形管组各管屏的壁温差累积性扩大。进而提高整个换热器运行的稳定性和安全性，有效防止高温爆管的发生。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，所述中间集箱的结构为，包括连接于前一蛇形管组蒸汽出口端的中间出口集箱，连接于后一蛇形管组蒸汽进口端的中间进口集箱与连接管，所述中间出口集箱与中间进口集箱通过连接管连接。采用该结构的中间集箱结构简单，更容易制造。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述换热管组包括两组蛇形管组和一个中间集箱。两级蛇形管组已能够将壁温差与最高壁温控制在合理的范围内，并且结构较为简单，利于制造和推广，具有“最高性价比”的优势。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述各组蛇形管组并排布置于灰流方向的两侧。这种布置方式存在一定的优势:外置式换热器壳体长度短;集箱更好布置，不需要穿过外置式换热器底部的布风板。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述各蛇形管组沿灰流方向成前后布置。这种布置方式低温蒸汽区和高温蒸汽区所处的灰温是不一样的，可以根据实际情况，将低温蒸汽区和高温蒸汽区的位置互作调整以使得两组受热面的吸热处于最佳匹配状态。作为该技术方案的进一步改进，所述各蛇形管组之间设有灰仓隔墙。灰仓隔墙可进一步加强高温蒸汽区与低温蒸汽区的界限，增大不同蒸汽区的灰温差，更利于通过调整蒸汽区的位置以应对不同工况。
[0012]本实用新型的有益效果是:I)降低各管组受热面的壁温差，控制受热面最高壁温在合理范围内，有效防止高温爆管，提高外置式换热器的稳定性与安全性;2)各组蛇形管组管屏可采用垂直于灰流方向布置，也可采用平行于灰流方向布置;各组受热面可以布置在一个灰仓中，也可以分别布置在两个灰仓中，结构布置更灵活;3)各蛇形管组可根据实际工程需要按蒸汽流向或者灰流向互相调整布置位置，以实现各组受热面的吸热处于最佳匹配状态。
【附图说明】
[0013]图1是外置式换热器蛇形管组并排布置于灰流方向两侧的俯视图。
[0014]图2是外置式换热器蛇形管组沿灰流方向成前后布置俯视图。
[0015]图3是实施例不意图。
[0016]图4是图3的俯视图。
[0017]图中标记为:1-壳体，2-进灰仓，3-进灰仓隔墙，4-灰仓，5-蛇形管组，6_中间集箱，61-中间出口集箱，62-中间进口集箱，63-连接管，I O-灰仓隔墙，11-换热器进口集箱，12_换热器出口集箱，51-第一蛇形管组，52-第二蛇形管组。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0019]如图2、图3和图4所示，循环流化床锅炉外置式换热器，包括壳体I，壳体一端设有进灰口，另一端设有灰出口，壳体内部从进灰口一端至灰出口一端依次设有进灰仓2、进灰仓隔墙3、灰仓4 ；所述灰仓4中设有换热管组;所述换热管组包括相互串联的第一蛇形管组51、第二蛇形管组52和中间集箱6，所述两组蛇形管组通过中间集箱6连接，并沿灰流方向前后布置，且两蛇形管组之间设有灰仓隔墙10;所述中间集箱6包括第一蛇形管组的中间出口集箱61、第二蛇形管组的中间进口集箱62与连接二者的连接管63。
[0020]当该外置式换热器工作时，蒸汽从换热器进口集箱11引入第一蛇形管组中，蒸汽在第一蛇形管组中经第一次热交换后，不同管屏中的蒸汽与各管壁具有了一定的温度差，随后各管屏中不同温度的蒸汽流入第一蛇形管组的中间出口集箱61中并进行混合，混合后的蒸汽依次流经连接管63、第二蛇形管组的中间进口集箱62;在此期间不同温度的蒸汽已基本混合均匀，形成相同温度的蒸汽流，该蒸汽流分别流入第二蛇形管组的各管屏中，此时第二蛇形管组各管屏中的蒸汽具有相同的温度，再经过第二次热交换后，即可达到现有技术中连续进行一次热交换的换热效果。但分级热交换却避免了产生较大的蒸汽温差与管壁温差，降低了最高壁温。
[0021 ]同时，炉灰从进灰口进入进灰仓2，翻过进灰仓隔墙3后进入布置了第一蛇形管组51的第一灰仓，在第一灰仓中将部分热量传递给蒸汽后再翻过灰仓隔墙10进入布置了第二蛇形管组52的第二灰仓，在第二灰仓中将余下需要传递的热量传递给蒸汽后便从灰出口送出外置式换热器。
【主权项】
1.循环流化床锅炉外置式换热器，包括壳体(I)，壳体一端设有进灰口，另一端设有灰出口，壳体内部从进灰口一端至灰出口所在的一端依次设有进灰仓(2)、进灰仓隔墙(3)、灰仓(4)，所述灰仓(4)中设有换热管组;其特征在于:所述换热管组包括相互串联的至少两组蛇形管组(5)和至少一个中间集箱(6)，所述各组蛇形管组(5)通过中间集箱(6)连接。2.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉外置式换热器，其特征在于:所述中间集箱(6)的结构为，包括连接于前一蛇形管组蒸汽出口端的中间出口集箱(61)，连接于后一蛇形管组蒸汽进口端的中间进口集箱(62)与连接管(63)，所述中间出口集箱(61)与中间进口集箱(62)通过连接管(63)连接。3.根据权利要求1所述的循环流化床锅炉外置式换热器，其特征在于:所述换热管组包括两组相互串联的蛇形管组(5)和一个中间集箱(6)。4.根据权利要求1?3中任一权利要求所述的循环流化床锅炉外置式换热器，其特征在于:所述各组蛇形管组(5)并排布置于灰流方向的两侧。5.根据权利要求1?3中任一权利要求所述的循环流化床锅炉外置式换热器，其特征在于:所述各组蛇形管组(5)沿灰流方向成前后布置。6.根据权利要求5所述的循环流化床锅炉外置式换热器，其特征在于:所述各蛇形管组(5)之间设有灰仓隔墙(10)。
【文档编号】F23C10/18GK205535772SQ201620264431
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】任燕丽, 巩李明
【申请人】东方电气集团东方锅炉股份有限公司