本实用新型属于超临界CO2布雷顿循环高效火力发电领域，涉及一种超临界CO2循环流化床锅炉装置。
背景技术：
与传统水蒸气朗肯循环发电系统相比，采用超临界CO2布雷顿循环发电系统不仅具有更高的循环效率，而且整个系统的设备占地更小。研究表明，超临界CO2布雷顿循环系统可以在620℃温度范围内达到常规蒸汽朗肯循环700℃的效率，不需要再开发新型的高温镍基合金，因而具有更好的应用前景。
我国能源禀赋的特点决定了燃煤发电仍然是未来很长时期内我国电力结构的主体，因此，开发大型煤基超临界CO2布雷顿循环高效发电系统非常符合我国的基本国情，具有十分广阔的应用前景。
超临界CO2锅炉是大型煤基超临界CO2布雷顿循环高效发电系统中的关键设备之一。对于煤基超临界CO2布雷顿循环高效发电系统来讲，由于整个系统中回热量大，锅炉炉膛气冷壁入口工质温度通常都较高，可达500℃左右。若超临界CO2锅炉选用室燃方式的煤粉炉，由于煤粉炉燃烧温度高，可达1200～1400℃，尤其是燃烧器区域，烟气温度更高，如此高的烟气温度和气冷壁入口工质温度很可能会产生严重的气冷壁管壁超温问题，从而威胁超临界CO2锅炉的正常安全运行。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种超临界CO2循环流化床锅炉装置，该装置能够有效解决超临界CO2锅炉气冷壁管壁超温的问题。
为达到上述目的，本实用新型所述的超临界CO2循环流化床锅炉装置包括炉膛、旋风分离器、控制调节阀、外置床换热器及高温再热器；
炉膛的烟气出口与旋风分离器的入口相连通，旋风分离器的底部出口分为两路，其中一路与炉膛的风室相连通，另一路经控制调节阀与外置床换热器的入口相连通，外置床换热器的出口与炉膛的风室相连通，高温再热器布置于外置床换热器中，旋风分离器的顶部出口与尾部烟道相连通。
炉膛的出口经分离器进气管与旋风分离器的入口相连通。
旋风分离器的底部出口经分离器立管分为两路，其中一路经高温返料管与炉膛的风室相连通，另一路经控制调节阀与外置床换热器的入口相连通。
旋风分离器的顶部出口经分离器排气出口管与尾部烟道相连通。
外置床换热器的出口经低温返料管与炉膛的风室相连通。
用于煤基超临界CO2布雷顿循环发电系统中，尾部烟道内沿烟气流通的方向依次设置有高温过热器、低温再热器、烟气冷却器及空气预热器；
煤基超临界CO2布雷顿循环发电系统中低温回热器的冷端出口分为两路，其中一路与烟气冷却器的入口相连通，另一路与煤基超临界CO2布雷顿循环发电系统中高温回热器的冷侧入口相连通，烟气冷却器的出口及煤基超临界CO2布雷顿循环发电系统中高温回热器的冷侧出口通过管道并管后与炉膛的气冷壁入口相连通；
炉膛的气冷壁出口与高温过热器的入口相连通，高温过热器的出口与煤基超临界CO2布雷顿循环发电系统中高压透平的入口相连通；
煤基超临界CO2布雷顿循环发电系统中高压透平的出口与低温再热器的入口相连通，低温再热器的出口与高温再热器的入口相连通，高温再热器的出口与煤基超临界CO2布雷顿循环发电系统中的低压透平相连通。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型所述的超临界CO2循环流化床锅炉装置在具体操作时，旋风分离器底部输出的高温循环灰分为两路，其中一路直接进入到炉膛的风室中，另一路经控制调节阀进入到外置床换热器中，再在外置床换热器中与高温再热器中的工质进行换热转变为低温循环灰，然后再进入到炉膛的风室内，在实际操作时，可以充分利用循环流化床锅炉燃烧温度低及床温均匀的特点，从而有效解决超临界CO2锅炉气冷壁管壁超温问题，通过控制调节阀调节进入到炉膛风室内高温循环灰与低温循环灰的比例，可实现调节循环流化床锅炉床温及再热气温的目的。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中，1为风室、2为炉膛、3为分离器进气管、4为旋风分离器、5为分离器立管、6为高温返料管、7为控制调节阀、8为外置床换热器、9为高温再热器、10为低温返料管、11为分离器排气出口管、12为高温过热器、13为低温再热器、14为烟气冷却器、15为空气预热器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
参考图1，本实用新型所述的超临界CO2循环流化床锅炉装置包括炉膛2、旋风分离器4、控制调节阀7、外置床换热器8及高温再热器9；炉膛2的烟气出口与旋风分离器4的入口相连通，旋风分离器4的底部出口分为两路，其中一路与炉膛2的风室1相连通，另一路经控制调节阀7与外置床换热器8的入口相连通，外置床换热器8的出口与炉膛2的风室1相连通，高温再热器9布置于外置床换热器8中，旋风分离器4的顶部出口与尾部烟道相连通。
炉膛2的出口经分离器进气管3与旋风分离器4的入口相连通；旋风分离器4的底部出口经分离器立管5分为两路，其中一路经高温返料管6与炉膛2的风室1相连通，另一路经控制调节阀7与外置床换热器8的入口相连通；旋风分离器4的顶部出口经分离器排气出口管11与尾部烟道相连通；外置床换热器8的出口经低温返料管10与炉膛2的风室1相连通。
本实用新型用于煤基超临界CO2布雷顿循环发电系统中，尾部烟道内沿烟气流通的方向依次设置有高温过热器12、低温再热器13、烟气冷却器14及空气预热器15；煤基超临界CO2布雷顿循环发电系统中低温回热器的冷端出口分为两路，其中一路与烟气冷却器14的入口相连通，另一路与煤基超临界CO2布雷顿循环发电系统中高温回热器的冷侧入口相连通，烟气冷却器14的出口及煤基超临界CO2布雷顿循环发电系统中高温回热器的冷侧出口通过管道并管后与炉膛2的气冷壁入口相连通；炉膛2的气冷壁出口与高温过热器12的入口相连通，高温过热器12的出口与煤基超临界CO2布雷顿循环发电系统中高压透平的入口相连通；煤基超临界CO2布雷顿循环发电系统中高压透平的出口与低温再热器13的入口相连通，低温再热器13的出口与高温再热器9的入口相连通，高温再热器9的出口与煤基超临界CO2布雷顿循环发电系统中的低压透平相连通。
旋风分离器4的底部输出的高温循环灰经分离器立管5分为两路，其中，一路经高温返料管6进入到炉膛2的风室1中，另一路经控制调节阀7进入到外置床换热器8中，然后在外置床换热器8中与高温再热器9中的工质进行换热转变为低温循环灰，在实际应用时，通过控制调节阀7调节进入到炉膛2的风室1中高温循环灰与低温循环灰的比例，以达到调节循环流化床锅炉床温及再热气温的目的，进而有效解决超临界CO2锅炉气冷壁管壁超温的问题。
另外，需要说明的是，循环流化床锅炉具有燃烧温度低及床层温度均匀等特点，超临界CO2锅炉采用循环流化床锅炉型式能够很好地克服气冷壁入口工质温度高所产生的管壁超温问题。本实用新型通过设置外置床换热器8，实现超临界CO2循环流化床锅炉床温及再热气温的调节，外置床换热器8中可根据实际情况布置再热器、过热器或同时布置再热器及过热器。另外，本实用新型能够显著的提高外置床换热器8中高温循环灰与受热面的换热系数，同时本实用新型将高温再热器9布置在外置床换热器8中，可显著减少高温再热器9的换热面积，节约材料成本。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。