先进的超超临界蒸汽发生器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种先进的超超临界蒸汽发生器。超临界蒸汽发生器包括倒风炉封壳、料斗隧道以及对流通道封壳，料斗隧道将倒风炉封壳和对流通道封壳连接在一起。烟气通过料斗隧道向下流过倒风炉封壳，向上流过对流通道封壳。蒸汽出口终端对生成的超临界蒸汽和/或再热蒸汽提供通路，所述结构允许蒸汽出口终端位于蒸汽发生器的底部而不是位于与传统锅炉那样的蒸汽发生器顶部。这减小了蒸汽导管从蒸汽发生器到使用超临界蒸汽发电的蒸汽轮机的长度。
【专利说明】先进的超超临界蒸汽发生器
【技术领域】
[0001]本发明涉及蒸汽发生系统，其可结合用于燃煤电厂的碳捕获封存(CCS)技术使用。
【背景技术】
[0002]在燃烧过程中，燃料中的化学能转换为锅炉炉中的热能。该热能通过锅炉内的吸热表面擒获而产生蒸汽。炉子中使用的燃料包括很大范围的固体、液体和气体物质，包括煤、天然气和柴油。燃烧使燃料变换为大量化学化合物。水和二氧化碳(CO2)是完全燃烧的产物。不完全燃烧反应可导致不理想的副产物，其可包括颗粒(例如，飞灰、炉渣)、诸如SOx或NOx那样的酸性气体、诸如汞或砷之类的金属、一氧化碳(CO)以及碳氢化合物(HC)。
[0003]图1示出传统的带有炉子20的直通双通道的卡罗来纳型锅炉10的蒸汽-水流动系统和气体流动系统，该锅炉能够在次临界至超临界压力下运行。众所周知，锅炉10包括流体冷却膜管外壳壁，该外壳壁通常由水/蒸汽传输管30制成，水/蒸汽传输管30通过钢膜(未可见)彼此分开以实现气密的封壳。为简洁和简单起见，管30在这里被称作水管。
[0004]蒸汽发生器在可变的压力曲线对负荷的情况下运行(次临界至超临界压力)。水通过入口 141进入预热器并吸热，然后，从预热器出口 142流到炉子底部处的入口 143。可设置下部瓶(未示出)来分配该预热的水。水然后通过炉墙管30向上流动。当水流过这些墙管30时，该水冷却暴露在燃烧室60中高温烟气前的管子，并从烟气中吸收热量而变成次临界压力的蒸汽-水混合物。(如果在超临界压力条件下，则保持单相态)。流体排入垂直的蒸汽分离器42，如果是次临界的话，则蒸汽-水混合物中在分离器42内分离为湿蒸汽(即，饱和蒸汽)和水。任何的水可通过下水管50流出，并从出口 144流到预热器入口 141。当流体是超临界流体时，垂直的分离器起作传输管作用，让所有进入的蒸汽从顶部出口离开。通过从垂直分离器引出的蒸汽管或炉顶管子75，可用蒸汽来冷却炉子对流通道70内的烟气。蒸汽然后从出口 149流到入口 145，并通过过热器的加热表面80馈送，然后，送到高压蒸汽轮机(附图标记146)。从高压蒸汽轮机(附图标记147)返回的蒸汽通过再热器的加热表面90，而从烟气中吸收附加的热量，并然后可送到第二中间压力或低压蒸汽轮机(附图标记148)。送到蒸汽轮机的蒸汽通常是干蒸汽(100%蒸汽，没有水)。来自过热器80加热表面的蒸汽可被送到高压(HP)汽轮机，然后，从再热器90加热表面流到中压(IP)和低压(LP)蒸汽轮机(未示出)级。通过预热器100传送的给水也可用来在烟气离开锅炉之前从烟气中吸收热能；然后将加热的给水送到炉子包封的管子30，或可通过过热器80和再热器90输送。
[0005]涉及到气体流动系统，可通过好几种方法将用于燃烧的空气供应到炉子20。一般地，风扇102将空气104供应到再生空气加热器106。然后，加热的空气作为二次空气108送到风箱以分配给个别的燃烧器，并作为一次空气110送到煤粉碎机112，那里，煤被干燥处理和粉碎。一次空气(现携带煤颗粒)116然后被送到燃烧器120，并与二次空气108混合，以在燃烧室60内燃烧和形成烟气。烟气向上流过燃烧室60，然后循着对流通道70到烟气排出160，流过过热器80、再热器90和预热器100。烟气然后可通过再生空气加热器106 (用以加热进入的空气104)和污染控制设备114，如果需要的话则再循环通过炉子20。烟气通过烟气排出口 160流出。
[0006]图1还示出蒸汽-水流动系统的启动设备。当蒸汽是超临界的蒸汽时，垂直蒸汽分离器42用来代替次临界自然循环锅炉的传统的水平蒸汽锅筒。锅炉循环泵44和截止阀46也设置在下水管50内，以在启动过程中增大炉子封壳墙30和预热器100内的流动。锅炉循环泵在以下负荷下停止，即，100%干蒸汽从炉子封壳进入垂直蒸汽分离器。垂直蒸汽分离器保持工作，而静态水柱保持在下水管50中。
[0007]如这里所示，卡罗来纳型过滤的蒸汽出口终点位于锅炉的顶部，一般地在大约200英尺级的相当高的高度处。蒸汽然后通过蒸汽导管(即，管道)被携带到蒸汽轮机。蒸汽导管由适合于700°C蒸汽温度的镍合金制造，其是非常昂贵的。由于蒸汽出口终端的位置在锅炉顶部处，所以，蒸汽导管的长度可以是非常长。希望能够减小从锅炉蒸汽出口终端到蒸汽被用来发电的蒸汽轮机的蒸汽导管长度。
【发明内容】
[0008]本发明涉及锅炉系统，其可结合发电用的蒸汽轮机一起使用。锅炉的蒸汽出口终端位于锅炉的底部，而不是在锅炉顶部。这减小了所需的蒸汽导管长度，又降低了成本和提高全部系统的经济性。
[0009]本文各种实施例中披露的是蒸汽发生器，其包括:由水或蒸汽冷却的管子制成的墙所形成的倒风炉封壳，其中，炉子墙形成顶端和底部气体出口 ；对流通道封壳，其包括底部气体入口和位于底部气体入口上方的水平管排；连接倒风炉封壳的底部气体出口到对流通道封壳的底部气体入口的料斗隧道；以及位于蒸汽发生器底部处的蒸汽出口终端。
[0010]倒风炉封壳的底部气体出口可包括向外延伸的喉部，其延伸到对流通道封壳的底部气体入口的端口内。
[0011]倒风炉封壳的顶端可包括用以从相关炉子接受烟气的气体入口。
[0012]蒸汽发生器还可包括位于倒风炉封壳顶端处用以产生烟气的风箱和燃烧器。
[0013]流出对流通道封壳的烟气可再循环到倒风炉封壳的顶端、倒风炉封壳的底部，和/或对流通道封壳的底部。
[0014]流出对流通道封壳的烟气可通过颗粒清洗装置，然后再循环到倒风炉封壳的顶端、倒风炉封壳的底部，或对流通道封壳的底部。
[0015]料斗隧道可内衬耐火材料。料斗隧道可包括浸没的用以除烟灰和炉渣的链条传输器。该浸没的链条传输器可与烟气流动成一直线，或可横向于烟气流动来移动。
[0016]替代地，料斗隧道可由蒸汽或水冷却的管板形成。水槽密封件可设置在倒风炉封壳和料斗隧道以及对流通道封壳之间。
[0017]倒风炉封壳的管子内流体可以是烟气流动的逆流流动。
[0018]对流通道封壳有时由蒸汽或水冷却管制成的封壳墙形成，其中，对流通道封壳管内的冷却流体是烟气流动的逆流流动。
[0019]对流通道封壳内的水平管排可包括过热器、再热器和预热器。
[0020]蒸汽发生器还可包括连接到对流通道封壳的顶部和下通道的上部水平通道封壳、上部水平通道和含有附加管排的下通道。
[0021]下面将特别详细地描述上述的和其他的非限制性的特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]下面是对附图的简要描述，提供附图是为了说明这里所披露的示范实施例，而不是为了限制示范的实施例。
[0023]图1是示出传统的双通(巴布科克和威尔科克斯卡罗来纳型)次临界或超临界直通型蒸汽发生器。
[0024]图2是本发明的直通型蒸汽发生器的第一示范实施例的侧视立体图，其中，倒置的塔型倒风炉封壳包括产生烟气的燃烧器。
[0025]图3是料斗隧道的一种可能设计的剖视图，使传输器横向于烟气流移动。料斗隧道是掩埋式的内衬耐火材料的、混凝土和钢拱通道，用以传输烟气流。
[0026]图4是料斗隧道的另一实施例，其由蒸汽或水冷却的管板形成。
[0027]图5是显示具有垂直壁的料斗隧道的变体的立体图。
[0028]图6是图5料斗隧道的前视图。
[0029]图7是图5料斗隧道的侧视图。
[0030]图8是本发明的倒风炉倒置的塔型蒸汽发生器的另一示范实施例的侧视图，显示与蒸汽发生器相关的蒸汽轮机。
[0031]图9是倒风炉倒置的塔型蒸汽发生器和蒸汽轮机管道的另一实施例的立体图。
[0032]图10是图9蒸汽发生器的侧视图(沿着假想的y轴)。
[0033]图11是图9蒸汽发生器的前视图(沿着假想的X轴)。
[0034]图12是图9蒸汽发生器的平面图(即，从顶部观看)。
[0035]图13是显示与修改的塔型蒸汽发生器同级(即，在传统预期的相对位置中)的蒸汽轮机的侧视图。
[0036]图14是显示图13修改的塔型蒸汽发生器附加细节的平面图(即，从顶部观看)。
[0037]图15是一实施例的侧视图，其中，修改的塔型蒸汽发生器具有与蒸汽轮机相比的底部高度差。
[0038]图16是一实施例的侧视图，其中，修改的塔型蒸汽发生器具有与蒸汽轮机相比的同样的底部。
[0039]图17是本发明蒸汽发生器的另一示范实施例的侧视图，其中，倒风炉封壳的底部气体出口成形为一喉部，其进入对流通道封壳的底部气体入口的端口。
【具体实施方式】
[0040]参照附图，可获得对这里披露的部件、过程和装置的更加完整的理解。这些图仅是基于演示本发明的便利和方便而给出的示意图，因此这些附图并不意图指出本发明装置或部件的相对大小和尺寸，和/或定义或限制示范实施例的范围。
[0041]尽管为了清晰起见在以下的描述中使用了特殊的术语，但这些术语目的仅是涉及为说明图中而选定的实施例的特殊结构，并不意图定义或限制本发明范围。在附图中和以下的描述中，应该理解到，相同的附图标记表示功能相同的部件。
[0042]单数形式的冠词“一”、“一”和“该”包括复数指示对象，除非文中另有清楚地表示。
[0043]如本说明书和权利要求书中所使用的，术语“包括”可包括“由…组成”和“基本上由…组成”的实施例。
[0044]数值应理解为包括化简为有效数字的相同数时的相同的数值，以及与所陈述数值相差本申请中所描述类型的用来确定数值的传统测量技术的实验误差的那些数值。
[0045]这里所披露的所有范围包括所列举的端点和独立可组合的点(例如，“从2瓦至10瓦”的范围，是包括端点2瓦和10瓦，以及所有的中间值)。
[0046]如这里所使用的，近似的语言可用来修正任何数量的表达，这种表达可变化而不会导致改变其所涉及的基本功能。因此，在某些情形中，诸如“大约”和“基本上”之类的术语所修正的数值可不被限制在所规定的精确数值上。修饰语“大约”也应被认为披露了由两个端点的绝对值限定的范围。例如，“从约2至约4”的表达，也披露了范围“从2至4”。
[0047]术语“水侧”、“水冷却”、“蒸汽冷却”或“流体侧”是指暴露于水或蒸汽前锅炉的任何区域。相比之下，术语“空气侧”、“气体侧”或“火侧”是指暴露于来自炉子的直接热量前的锅炉区域，或换句话说，暴露于来自炉子的燃烧气体。在说明书涉及水和/或蒸汽的情况下，其他流体的液体和/或气体态也可用于本发明的方法中。
[0048]应该指出的是，这里所用的许多术语是相对的术语。例如，术语“上”和“下”是位置的互相相对关系，即，在给定的定向上，上部部件位于比下部部件高的高度处。术语“入口”和“出口”对于给定的结构是相对于流体流过它们而言，例如，流体流过入口而流入结构内，而流过出口而流出结构外。术语“上游”和“下游”是关于流体流过各种部件的方向，即，流体流过下游部件之前先流过上游部件。
[0049]术语“水平的”和“垂直的”用来表示相对于绝对参考(即，地面)的方向。然而，这些术语不应认为是要求结构绝对平行或绝对垂直于彼此。例如，第一垂直结构和第二垂直结构不一定彼此平行。术语“顶部”和“底部”或“基部”用来指这样的表面，其中，相对于绝对参考物(即，地表面)来说，顶部始终高于底部/基部。术语“上方”和“下方”用来指两个结构相对于绝对参考物的位置。例如，当第一部件位于第二部件上方时，这意味着相对于地面来说第一部件将始终高于第二部件。术语“向上”和“向下”也是相对于绝对参考物来说；向上流动始终对抗地心引力。
[0050]如这里使用的，术语“超临界”是指这样的流体，其处于高于临界温度的温度下或处于高于临界压力的压力下，或是两者兼而有之。例如，水的临界温度是374.15°C，而水的临界压力是3200.1psia(22.1MPa)。流体在给定压力但低于其临界压力下处于沸点之上的温度，该流体被认为是“过热的”但是“次临界的”。过热流体可被冷却(即，能量转移)而不改变其相。如这里所使用的，术语“湿蒸汽”是指饱和蒸汽/水的混合物(即，蒸汽质量不到100%，其中，质量是按质量计的百分比的蒸汽含量)。如这里所使用的，术语“干蒸汽”是指质量等于或大于100%的蒸汽，(即，没有液态水存在)。在加热或冷却过程中，由于一旦达到临界点温度时表面张力为零，所以超临界水或蒸汽将没有可见的气泡交界面或弯液面。流体继续像单相流作用，同时从水转换为蒸汽或从蒸汽到水，流体是处于不平衡的热力学状态下，其中，可出现密度、粘度和热导率的快速变化。
[0051]为理解本发明，对太阳能接收器、锅炉和/或蒸汽发生器技术的某些术语或原理的解释可能是必要的，读者可参考以下的文章:“蒸汽/蒸汽的发生和使用(Steam/itsgenerat1n and use) ”,第 40 版，Stultz 和 Kitto 编著,版权 1992, The Babcock&ffilcoxCompany,以及“蒸汽/蒸汽的发生和使用(Steam/ its generat1n and use)”,第41版,Stultz和Kitto编著，版权2005, The Babcock&ffilcox Company,本文以参见方式引入它们的全部内容。
[0052]在图1的传统锅炉中，蒸汽出口终端位于结构的顶部中心处。结构的顶部相当高，大约200至250英尺。为了使炉子具有足够的体积让煤颗粒完全燃烧，为了使水管吸收热能，以及为了将烟气温度降到烟灰熔融温度以下(使各种管排内的结渣和结垢减到最少)，如此的高度是必要的。还要求降低蒸汽出口终端的高度，以使它们更加靠近蒸汽轮机并提供较短的总体设置高度。本发明涉及如此书面描述的蒸汽发生器。尤其是，本发明的蒸汽发生器是先进的超超临界蒸汽发生器，其可产生25MPa(3625psia)或更高的出口蒸汽压力，包括29MPa(4200psia)或更高压力；以及产生570°C (1058° F)或更高的出口蒸汽温度，包括730°C (1346° F)或更高温度。与自然循环锅筒锅炉不同，其中，炉子封壳墙运行在接近于饱和温度的几乎均匀的温度下，而本发明先进的超超临界直通蒸汽发生器不具有接近饱和的颇为均匀的封壳墙温度。传统的直通超临界蒸汽发生器必须细心地设计，以便具有颇为狭窄的差异和非常类似的几何形、热水力学流动特性以及所有焊接封壳墙管子上的吸热条件。本设计因此允许沿着可在不同材料温度下运行的气体流动路径连接一系列分开的封壳。
[0053]在图1的卡罗来纳(双通)锅炉中，烟气向上流动，然后，水平地向下流过管排。在本发明的蒸汽发生器中，该气体流动路径是反过来的。烟气首先向下流动，然后水平地，再然后向上流过管排，管排将水转换为过热或超临界蒸汽。该结构布置允许蒸汽终端降低(更靠近地面)并更靠近蒸汽轮机。
[0054]图2是本发明蒸汽发生器200的第一示范实施例的侧视立体图。该蒸汽发生器一般地包括三个结构:倒风炉封壳210、料斗隧道270以及对流通道封壳230。倒风炉封壳在这里显示为在左边上。倒风炉封壳210由水或蒸汽冷却的管子组成的墙216形成，这些管子可垂直地或螺旋形地布置。炉子封壳墙216形成顶部端212和底部端214。顶部端和底部端位于炉子墙的相对端处。如这里所示，风箱218和燃烧器220靠近炉子顶部端定位。燃烧器可布置在炉顶(即，顶部端)或炉子墙的顶部处。燃烧器可位于所有四个壁上，在两个墙上相对，或位于四个壁的角落附近。
[0055]在使用中，空气和煤通过风箱或炉顶前室218馈送入顶部端212内，并使用燃烧器220进行燃烧以产生热的烟气202。可使用氧-燃烧(即，使用富含氧的再循环气体)或空气点火。风箱也产生空气流动，由于机械抽风(不是如自然发生的上升风；通过冷却烟气的墙有助于该种倒风)，空气流致使烟气向下流动。底部气体出口 222布置在底部端214处，热烟气通过该该出口流出炉子封壳210外。烟气流过位于炉子封壳底部的料斗隧道270。料斗隧道270流体地使倒风炉封壳的底部气体出口 222连接到对流通道封壳的底部气体入口 236。料斗隧道还柔性地密封底部气体出口和底部气体入口。当流出倒风炉封壳外时，烟气可具有约为500° F至约2500° F的温度。然后，烟气202向上流过对流通道封壳230，通过水平布置的管排，管排起作过热器240、再热器242，和/或预热器244表面。这些表面从烟气中擒获附加的能量。当流出对流通道封壳时，烟气可具有约为240° F至约825° F的温度。对流通道封壳230自身还具有顶部端232和底部端234。
[0056]烟气可通过再生空气加热器，以将某些剩余热能传输到进入的空气中。烟气还可送到污染控制单元以除去不理想的副产物。例如，烟气可通过有选择的催化还原(SCR)单元以除去NOx，通过烟气脱硫(FGD)单元以除去SOx，和/或通过颗粒清洗装置(例如，袋式除尘器或静电滤尘器)。污染控制单元和再生空气加热器以适合于优化污染降低的次序放置。例如，在特殊的实施例中，SCR单元放置在再生空气加热器的上游。如果需要的话，则可将流出对流通道封壳的烟气再循环到炉子封壳顶部处的风箱或前室218，这是通常被称作气体再循环的做法。如果需要的话，则还可将流出对流通道封壳的烟气再循环到倒风炉封壳底部252，用以控制蒸汽温度，和/或再循环到对流通道封壳的底部254，用以控制烟气温度，这通常被称作气体温度调节。蒸汽发生器可包括这些再循环路径中的任何一种，或可包括所有三种再循环路径。
[0057]就倒风炉封壳内的流体流动来说，来自预热器出口的相对冷的水进入炉子墙216底部处的蒸汽发生器，并流过水管，通过吸收烟气中的热能变成蒸汽/水的混合物。该水相对于烟气流逆流流动(即，水向上流动，而烟气向下流动)。蒸汽/水的混合物收集在出口集箱内，并送到垂直的蒸汽分离器260，被分离成湿蒸汽和水。蒸汽通过过热器240被送到对流通道封壳230，然后送到蒸汽轮机，再然后从蒸汽轮机返回而通过对流通道封壳内的再热器242管排。在某些实施例中，对流通道封壳还由水或蒸汽冷却管组成的封壳墙形成，其也可擒获能量。在如此的实施例中，对流通道封壳的封壳墙内的流体流动与烟气流动为并流(即，两者均向上流动)。一般地，倒风炉封壳在低负荷时是水冷的，而在较高负荷时至出口附近处变成蒸汽冷却，同时对流通道封壳是蒸汽冷却的。
[0058]超临界蒸汽和/或再热蒸汽在位于对流通道封壳基部264处的一个或多个蒸汽出口终端处流出，对流通道封壳是蒸汽发生器的一部分。再热蒸汽出口终端用附图标记261表示，而超临界蒸汽出口终端用附图标记262表示，这些出口终端可存在任何一个或两者都存在。术语“基部”在这里是指蒸汽发生器高度的三分之一的底部。例如，如果蒸汽发生器的高度约为60英尺，那么蒸汽出口终端的高度在大约20英尺处。应该认识到，炉子封壳和对流通道封壳可以是不同的高度。
[0059]在这一点上，在700°C (1292° F)下运行先进的超超临界蒸汽发生器所需的用于主蒸汽和热的再热管道的蒸汽导管，是在600°C (1112° F)下运行蒸汽发生器所需的用于蒸汽导管材料质量费用的4倍。因此使用本设计来降低蒸汽出口终端而不招致如此管道的费用是有利的。
[0060]对流通道封壳内的管排应该是可排放的。内部沉淀物通常沿着管排分散开，从而不集中在下垂部分的下部弯头内。在与封壳墙连接处，可膨胀的水密封或气密膨胀接头(未示出)布置在封壳墙和管排之间。
[0061]返回到图2，料斗隧道270柔性地将倒风炉封壳210连接到对流通道封壳230。料斗隧道理想地是绝热的。料斗隧道270包括连接到浸没的链条输送器的一个或多个灰烬和炉渣出口。可以设想，让灰烬和炉渣落入浸没的链条输送器并予以处置。链条输送器可以是与烟气流成一直线，或可横向于烟气流。如这里所图示，链条输送器是与烟气流成一直线。
[0062]图3是料斗隧道270的另一替代实施例，其中，链条输送器横向于烟气流202。两个浸没的链条输送器474在料斗隧道270中可见是在倒风炉封壳210和对流通道封壳230之下。如这里所见，一个差别在于，倒风炉封壳的基部412和对流通道封壳的基部432成斜坡，以导向灰烬/炉渣下落到浸没的链条输送器内。
[0063]图4是料斗隧道的另一实施例。这里，料斗隧道也由蒸汽或水冷管板形成。形成料斗隧道侧边的管板500是底部支撑的，而料斗隧道的顶部502是使用料斗隧道的侧壁进行顶部支撑的。水槽密封件或非金属密封件504可形成在料斗隧道270、倒风炉封壳210和对流通道封壳230之间。链条输送器274图示为形成料斗隧道的封壳。
[0064]图5-7是显示料斗隧道270结构上的另一种可能的变化的各种视图。倒风炉封壳210在左边上，而对流通道封壳230在右边上。料斗隧道的底部含有两个浸没的链条输送器474。倒风炉封壳的基部412呈斜坡以导向灰烬/炉渣落到输送器内。此外，垂直壁292位于料斗隧道内的两个输送器之间。垂直壁的基部294沿两个方向侧向成斜坡，以导向灰烬/炉渣落到输送器内。在料斗隧道中心内存在有拱296，并可用来支承料斗隧道的顶部管板502。垂直壁可具有任何要求的长度。还可见料斗隧道、倒风炉封壳和对流通道封壳之间的水槽密封件504。可以设想，地面高度是水槽密封件的高度。隧道自身可以是由混凝土、耐火材料和泥土构成。水冷却管回路可放置在隧道壁和/或拱内。
[0065]特别地参照图6，应该指出的是，垂直壁的基部294成坡度以形成用于灰烬/炉渣的漏斗，使形成的开口 480的宽度482小于浸没的链条输送器486的宽度484。输送器的维护保养位置这里显示为488。可以设想，根据维护或其他用途的需要，输送器可以断开。
[0066]因为炉子封壳和对流通道封壳设计成在高温差下运行，所以，料斗隧道270必须能够操纵非常热的烟气的传输。料斗隧道可以内衬耐火材料276，耐火材料在高温下化学上和物理上是稳定的。示范的耐火材料包括含有氧化铝、二氧化硅或氧化镁的耐火砖或陶瓷砖。如此的材料可抵挡2800F至3000° F的温度。如这里所示的，料斗隧道具有宽度282，耐火砖276位于隧道全部外围的周围，绝热材料278包围耐火砖，并具有合适的尺寸。料斗隧道的上部具有高度284，料斗隧道的下部具有高度286。下部中存在有机械运输系统280 (例如，浸没的链条输送器)，其将灰烬移出料斗隧道。
[0067]图8是倒风的倒置塔型的蒸汽发生器和蒸汽轮机实施例的侧视图。倒风炉封壳1010在左边上，对流通道封壳1030在右边上。蒸汽轮机1100在更远的右边上。实线1122代表将超临界蒸汽和/或再热蒸汽送到蒸汽轮机的蒸汽导管。虚线矩形1128代表再热器/过热器。矩形1156代表预热器。矩形1134代表分离的低压蒸汽发生器，用以产生辅助蒸汽用于公用事业。料斗隧道270也显示在这里。还有，基部412纵向地倾斜以引导灰烬/炉渣进入输送器474内。
[0068]图9-12是显示蒸汽发生器另一实施例的各种图。该实施例含有倒风炉封壳1010、料斗隧道1070以及对流通道封壳1030，还包含附加的下通道1092。
[0069]图9是蒸汽发生器外部的立体图。倒风炉封壳1010在最远的左边上，对流通道封壳1030在中心内。料斗隧道1070是三角形结构，其连接对流通道封壳1030的基部和倒风炉封壳1010的基部。下通道1092在最远的右边上。料斗隧道底部处的矩形代表移动灰烬/炉渣的链条输送器1074。实线1122代表蒸汽出口管道。圆圈1126代表倒风炉封壳顶部处的燃烧器开口。附图标记1120是连接对流通道封壳1030与下通道1092的结构。
[0070]图10是蒸汽发生器和蒸汽轮机的侧视图(沿着假想的y轴)。虚线矩形1128代表用作为再加热器/过热器的水平管排，其提供蒸汽发生器/对流通道封壳的基部附近的蒸汽出口终端。虚线1122代表将超临界蒸汽和/或再热蒸汽输送到蒸汽轮机的蒸汽导管。蒸汽轮机1100安装在用附图标记1130标记的厂房建筑内。应该指出的是，蒸汽轮机相对于蒸汽发生器位于高度1132上。
[0071]图11是蒸汽发生器和蒸汽轮机的前视图(沿着假想的X轴)。对流通道封壳1030在这里完全不可见，因为其位于安装蒸汽轮机的厂房建筑后面。附加的下通道1092可见在右面上。还有，虚线矩形1128代表再热器/过热器。点画的矩形1156代表用作为预热器的水平管排。粗实线矩形1134代表分离的低压蒸汽发生器，其用于产生诸如吹灰器之类用途的辅助蒸汽。使用温度较低的冷却剂有助于降低烟气温度，且对较低水平的服务不使用超过高温度高压力的蒸汽。点画的矩形1136代表留给待安装的将来的加热表面的空间(例如，在蒸汽发生器寿期内用于修改)。蒸汽轮机被标以附图标记1100。
[0072]图12是蒸汽发生器1000和蒸汽轮机1100的平面图(即，从顶上观看)。如这里可见，线1122示出向蒸汽轮机供汽的蒸汽导管。该蒸汽导管从对流通道封壳1030上的蒸汽出口终端1062延伸到蒸汽轮机上的多个地方。
[0073]图13是修改的塔型蒸汽发生器和蒸汽轮机的的另一实施例的侧视图(沿着假想的X轴)。虚线矩形1128代表再热器/过热器。点画的矩形1156代表预热器。粗实线矩形1134代表分离的低压蒸汽发生器，其用于产生公用用途的辅助蒸汽。点画的矩形1136代表将来的加热表面。从再生空气加热器1142引出的二次空气导管1140也显示在这里。虚线1122是将超临界蒸汽和/或再热蒸汽馈送给蒸汽轮机1100的蒸汽导管。实线1148是从给水加热器和蒸汽轮机弓I出的给水和冷的再热蒸汽管线。
[0074]图14是显示修改的塔型蒸汽发生器附加细节的平面图(即，从顶上观看)。中间的线1158代表对流加热表面。右手侧上的两个圆圈1144代表再生空气加热器。九个六角形结构1152代表煤粉碎机。
[0075]图15是修改的塔型蒸汽发生器的侧视图(沿着假想的X轴)，与蒸汽轮机1100相t匕，该塔型蒸汽发生器具有基部高度的差异，这缩短了蒸汽管线的长度。中心内的结构1154代表炉子封壳。对流通道封壳1155位于炉子封壳上方。右边上的矩形1156代表对流通道封壳下游的附加的下通道。线1122是将超临界蒸汽和/或再热蒸汽馈送给蒸汽轮机1100的蒸汽导管。黑线1148是从给水加热器和蒸汽轮机引出的给水和冷的再热蒸汽管线。应该指出的是，黑线是从蒸汽轮机延伸到水平的对流通道封壳，它在这里不是完全可见。还有，请注意蒸汽轮机是位于高度1132上。图16类似于图15，例外之处是，蒸汽轮机1100位于与蒸汽发生器同样的高度1133处。
[0076]应该指出的是，对流通道封壳在各种图中显示为具有单一的气体路径。还可设想，对流通道封壳可包括平行的气体路径，其中，一个气体路径可用于使用气体偏置的蒸汽温度控制。
[0077]图17是显示倒风炉倒置的塔型蒸汽发生器另一实施例的侧视图。该实施例也包括倒风炉封壳1010、对流通道封壳1030以及料斗隧道1070。如前一样，底部气体出口存在于倒风炉封壳的底部端处，而底部气体入口存在于对流通道封壳的底部端。这里，料斗隧道的上部由倒风炉封壳1010和对流通道封壳1030的底部端形成。倒风炉封壳1010的底部气体出口 1022包括向外延伸的喷嘴，其从烟气隧道的壁1016延伸处时限制了直径而形成喉部1026。对流通道封壳1030的底部气体入口 1036包括面向内的端口 1038。可以设想，底部气体出口的喉部1026延伸入底部气体入口端口 1038内以形成通道，烟气(箭头1002)可通过该通道从倒风炉封壳流入对流通道封壳内。应该指出的是，烟气隧道(1016)和对流通道封壳(1035)的壁不焊接在一起。然而，两个封壳的平的垂直面紧密地放置在一起以允许使用柔性的气密密封系紧的连接。此外，可使用支柱支撑(未示出)来控制可能发生的两个封壳的相对运动。倒风炉封壳1010和对流通道封壳1030包括通向料斗隧道下部内的开口，浸没的链条输送器274位于该隧道内。对流通道封壳1030内的各种管排(再热、过热、预热器)不在这里示出。
[0078]本发明已经参照示范实施例作了描述。显然，其他人在阅读和理解前面的详细描述后，将会想到各种修改和改变。本发明意欲认为包括所有如此的修改后改变，只要它们落入附后权利要求书或其等价物的范围之内就可。
【权利要求】
1.一种蒸汽发生器，包括: 由水或蒸汽冷却的管子制成的墙所形成的倒风炉封壳，其中，炉子墙形成顶端和底部气体出口 ； 对流通道封壳，所述对流通道封壳包括底部气体入口和位于底部气体入口上方的水平管排； 连接倒风炉封壳的底部气体出口到对流通道封壳的底部气体入口的料斗隧道；以及 位于蒸汽发生器底部处的蒸汽出口终端。
2.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，倒风炉封壳的顶端包括用以从相关炉子接受烟气的气体入口。
3.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，还包括位于倒风炉封壳顶端处用以产生烟气的风箱和燃烧器。
4.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，流出对流通道封壳的烟气再循环到倒风炉封壳的顶端。
5.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，流出对流通道封壳的烟气再循环到倒风炉封壳的底部。
6.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，流出对流通道封壳的烟气再循环到对流通道封壳的底部。
7.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，流出对流通道封壳的烟气通过再生空气加热器，然后再循环到倒风炉封壳的顶端、倒风炉封壳的底部，或对流通道封壳的底部。
8.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，流出对流通道封壳的烟气通过颗粒清洗装置，然后再循环到倒风炉封壳的顶端、倒风炉封壳的底部，或对流通道封壳的底部。
9.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，料斗隧道内衬耐火材料。
10.如权利要求9所述的蒸汽发生器，其特征在于，料斗隧道包括浸没的用以除烟灰和炉洛的链条传输器。
11.如权利要求10所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述浸没的链条传输器与烟气流动成一直线。
12.如权利要求10所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述浸没的链条传输器横向于烟气流动来移动。
13.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，料斗隧道由蒸汽或水冷却的管板形成。
14.如权利要求13所述的蒸汽发生器，其特征在于，水槽密封件设置在倒风炉封壳、料斗隧道以及对流通道封壳之间。
15.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，倒风炉封壳的管子内流体以与烟气流动的逆流流动。
16.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，对流通道封壳由蒸汽或水冷却管制成的封壳墙形成，其中，对流通道封壳管内的冷却流体是烟气流动的逆流流动。
17.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，对流通道封壳内的水平管排包括过热器、再热器和预热器。
18.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，蒸汽发生器还包括连接到对流通道封壳顶端和下通道的上部水平通道封壳、上部水平通道和含有附加管排的下通道。
19.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，料斗隧道由倒风炉封壳的底部气体出口的向外延伸的喉部形成，所述喉部延伸到对流通道封壳的底部气体入口的端口内。
【文档编号】F22B31/08GK104515125SQ201410471783
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2013年10月3日
【发明者】P·S·魏兹尔 申请人:巴布科克和威尔科克斯能量产生集团公司