具有底部支撑的床内热交换器的循环流化床锅炉制造技术

具有底部支撑的床内热交换器的循环流化床锅炉，该循环流化床(CFB)锅炉具有一个或多个鼓泡流化床罩壳，所述一个或多个鼓泡流化床罩壳包含加热表面并且位于CFB锅炉的下部内以提供床内热交换器(IBHX)。鼓泡流化床中的固体通过单独控制的流化气体供应而维持在缓慢鼓泡流化床状态下。所述床以开放底部分配网格且具有下方设置的漏斗来收集固体为特征。限定IBHX的罩壳支撑于网格下方的结构，并且罩壳可以由漏斗进行支撑。

A circulating fluidized bed boiler with a bed heat exchanger with a bottom support

Circulating fluidized bed boiler with a heat exchanger support at the bottom of the bed, the circulating fluidized bed (CFB) boiler has one or more bubbling fluidized bed cover, one or more of the bubbling fluidized bed cover comprising a heating surface and is positioned in the CFB boiler to provide bed heat exchanger (IBHX). Solids in a bubbling fluidized bed are maintained in a slow bubbling fluidized bed by the supply of a separate controlled fluidizing gas. The bed is characterized by an open bottom distribution grid and a funnel set below to collect solids. The hood of the IBHX is supported by the structure below the grid, and the shell can be supported by the funnel.

【技术实现步骤摘要】
具有底部支撑的床内热交换器的循环流化床锅炉相关申请的交叉引用本专利申请要求2016年6月13日提交并且标题为“具有底部支撑的床内热交换器的循环流化床锅炉(CIRCULATINGFLUIDIZEDBEDBOILERWITHBOTTOM-SUPPORTEDIN-BEDHEATEXCHANGER)"的美国临时专利申请号62/349,627的优先权。该专利申请的整个文本以引用方式好像在本文中完全阐述一样并入本文。
本专利技术总的涉及诸如使用于发电厂的循环流化床(CFB)反应器或锅炉
，并且具体涉及允许具有床内热交换器(IBHX)的CFB反应腔室内和/或流出的固体进行温度控制的新颖且有用的CFB反应器布置。该CFB反应器布置提供底部支撑的IBHX，其中限定IBHX的罩壳由用于CFB的静止固体漏斗和IBHX的鼓泡流化床(BFB)支撑。
技术介绍
循环流化床(CFB)反应器或锅炉用于工业生产过程和发电的蒸汽生产中；例如，参见美国专利号5,799,593、4,992,085、4,891,052、5,343,830、5,378,253、5,435,820和5,809,940。对于CFB锅炉的设计和操作的总览，参见“蒸汽/其产生和利用”，由G.L.托梅编辑的42期，版权2015，巴布考克及威尔考克斯公司，ISBN978-0-9634570-2-8(Steam/itsgenerationanduse(42ndEdition,editedbyG.L.Tomei,Copyright2015,TheBabcock&WilcoxCompany,ISBN978-0-9634570-2-8))，其文本以引用方式全文并入本文。在CFB锅炉中，向上的气流将反应和非反应固体带到熔炉的上部处的出口，在该处通常通过交错阵列的冲击类型颗粒分离器将固体与气体分离。固体在燃烧过程内用来将来自化学过程的热量传递到锅炉水冷式罩壳壁和其它加热表面。固体因此帮助控制导致减少NOx和SO2的整体熔炉温度。到达熔炉顶部的大部分固体被集中且并返回到熔炉底部。美国专利6,532,905专利技术了称为床内热交换器(IBHX)的可控固体热交换器。该热交换器浸没在鼓泡流化床(BFB)内。热交换器中的热传递通过控制从BFB的下部进入熔炉的固体排出速率来进行控制。排出控制使用至少一个非机械阀来完成，所述非机械阀通过控制该非机械阀附近的流化气体的流速来进行操作。减少或完全切断向流化控制装置的流化气流(通常，多个泡罩用来分配流化气体)妨碍了局部流化，并且相应地减慢通过非机械阀的固体移动，因此允许从BFB到CFB的固体排出的控制。美国专利8,434,430专利技术了用于该专利的图3中的IBHX的可控非机械阀的示例。降低非机械阀附近的流化气体的流速的不期望缺点是床物质聚集。局部流化速度的降低和床混合的对应减少(当燃烧发生时)可以导致足以用于床物质聚集的局部床温度升高。固体聚集也可以在IBHX的床中的其它地方发生，因为BFB中的大致更低流化速度(相比于CFB)导致更不有力的混合并且因此导致形成聚集的温度和化学不均匀性的更高可能性。为了通过专用排出开口从IBHX排出，聚集物必须通过固体排出流动朝向该开口移动。如果流动不足以移动聚集物，它们最终将会积聚在IBHX中，致使其不可操作。使用开放底部设计(参见蒸汽：其产生和利用，41期，第17-3页(2005，巴布考克及威尔考克斯公司，巴伯顿，俄亥俄州)(Steam:ItsGenerationandUse,41sted.,page17-3(2005；TheBabcock&WilcoxCompany,Barberton,Ohio))允许从IBHX的任何位置处排出聚集物，因此极大地提升了其操作可靠性。然而，使用具有IBHX的开放底部设计伴随着IBHX下方的(一个或多个)漏斗中的床物质的实质重量和锅炉支撑钢板上的相应负荷增加。
技术实现思路
本专利技术改善了具有IBHX的CFB锅炉的可靠性，同时降低了其成本并且拓宽了设计选项的范围。本专利技术提供了这样的构造，其中IBHX的罩壳由用于CFB和位于分配网格下方的IBHX的静止固体漏斗支撑。本专利技术提供了这样的支撑构造，其中罩壳壁的管之间的隔膜移除从而限定延伸通过漏斗壁以适应热膨胀的松管。本专利技术提供了这样的支撑构造，其中裙部设置在IBHX漏斗内部以防止从IBHX漏斗到罩壳支撑物周围的CFB漏斗的气体泄漏。本专利技术提供了这样的支撑构造，其中二次气体导管由CFB漏斗支撑，其中二次气体管道由具有喷嘴的IBHX罩壳承载以向CFB提供二次气体。本专利技术的一个实施例专利技术了一种循环流化床(CFB)锅炉，包括：CFB反应腔室，所述CFB反应腔室具有侧壁和开放底部网格，所述开放底部网格限定所述CFB反应腔室的下端处的底板以提供进入所述CFB反应腔室的流化气体；至少一个鼓泡流化床(BFB)，所述至少一个鼓泡流化床(BFB)位于所述CFB反应腔室的下部内，并且由罩壳壁和所述CFB反应腔室的所述底板界定，其中供给到所述网格的所述BFB部分的所述流化气体与供给到所述网格的所述CFB部分的所述流化气体分开控制；至少一个可控的床内热交换器(IBHX)，所述IBHX占据所述CFB反应腔室底板的一部分，并且由所述BFB的所述罩壳壁围绕；底部支撑的漏斗，所述底部支撑的漏斗容纳设置在所述CFB和所述BFB下方的静止固体；所述BFB的所述罩壳壁支撑于所述底部支撑的漏斗；所述BFB的所述罩壳壁是围绕所述BFB周边的冷却隔膜气密性设计，包括：至少一个顶部开口以用于CFB固体流入BFB；至少一个溢出口，用于设置所述BFB高度；至少一个下溢口，用于BFB固体受控再循环到CFB内；所述气密性BFB罩壳在所述网格下方延伸至这样的标高，所述标高足以使通过前述标高与所述网格之间的所述静止固体的所述床从所述BFB到所述CFB内的所述流化气体泄露不超过预定百分比；以及在该标高下方的所述BFB罩壳的管变成松管设计，具有用于当所述管穿透所述漏斗的所述壁时适应所述管与所述漏斗的热膨胀的差异的足够柔韧性。本专利技术的另一实施例专利技术了一种循环流化床(CFB)锅炉，包括：CFB反应腔室，所述CFB反应腔室具有壁和开放底部网格，所述开放底部网格限定所述CFB反应腔室的下端处的底板，用于提供进入所述CFB反应腔室的流化气体；至少一个鼓泡流化床(BFB)，所述至少一个鼓泡流化床(BFB)位于所述CFB反应腔室的下部内，并且由罩壳壁和所述CFB反应腔室的所述底板界定，其中供给到所述网格的所述BFB部分的所述流化气体与供给到所述网格的所述CFB部分的所述流化气体分开控制；至少一个可控的床内热交换器(IBHX)，所述IBHX占据所述CFB反应腔室底板的一部分，并且由所述BFB的所述罩壳壁围绕；漏斗，所述底部支撑的漏斗容纳设置在所述CFB和所述BFB下方的静止固体；所述BFB的所述罩壳壁支撑于所述底部支撑的漏斗。本专利技术的又一实施例专利技术了一种循环流化床(CFB)锅炉，包括：CFB反应腔室，所述CFB反应腔室具有壁和开放底部网格，所述开放底部网格限定所述CFB反应腔室的下端处的底板，用于提供进入所述CFB反应腔室的流化气体；至少一个鼓泡流化床(BFB)，所述至少一个鼓泡流化床(BFB)位于所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种循环流化床(CFB)锅炉，包括：CFB反应腔室，所述CFB反应腔室具有侧壁和开放底部网格，所述开放底部网格限定所述CFB反应腔室的下端处的底板以提供进入所述CFB反应腔室的流化气体；至少一个鼓泡流化床(BFB)，所述至少一个鼓泡流化床(BFB)位于所述CFB反应腔室的下部内，并且由罩壳壁和所述CFB反应腔室的所述底板界定，其中供给到所述网格的所述BFB部分的所述流化气体与供给到所述网格的所述CFB部分的所述流化气体分开控制；至少一个可控的床内热交换器(IBHX)，所述IBHX占据所述CFB反应腔室底板的一部分，并且由所述BFB的所述罩壳壁围绕；底部支撑的漏斗，所述底部支撑的漏斗容纳置于所述CFB和所述BFB下方的静止固体；所述BFB的所述罩壳壁支撑于所述底部支撑的漏斗；所述BFB的所述罩壳壁是围绕所述BFB周边的冷却隔膜气密性设计，包括：至少一个顶部开口，用于CFB固体流入所述BFB；至少一个溢出口，用于设定所述BFB高度；至少一个下溢口，用于BFB固体受控再循环到所述CFB内；所述气密性BFB罩壳在所述网格下方延伸至所述标高，所述标高足以使通过前述标高与所述网格之间的所述静止固体的所述床而从所述BFB到所述CFB内的所述流化气体泄露不超过预定百分比；以及在该标高下方的所述BFB罩壳的管变成松管设计，具有用于当所述管穿透所述漏斗的所述壁时适应所述管与所述漏斗的热膨胀的差异的足够柔韧性。...

【技术特征摘要】
2016.06.13 US 62/349,627;2017.06.09 US 15/618,9131.一种循环流化床(CFB)锅炉，包括：CFB反应腔室，所述CFB反应腔室具有侧壁和开放底部网格，所述开放底部网格限定所述CFB反应腔室的下端处的底板以提供进入所述CFB反应腔室的流化气体；至少一个鼓泡流化床(BFB)，所述至少一个鼓泡流化床(BFB)位于所述CFB反应腔室的下部内，并且由罩壳壁和所述CFB反应腔室的所述底板界定，其中供给到所述网格的所述BFB部分的所述流化气体与供给到所述网格的所述CFB部分的所述流化气体分开控制；至少一个可控的床内热交换器(IBHX)，所述IBHX占据所述CFB反应腔室底板的一部分，并且由所述BFB的所述罩壳壁围绕；底部支撑的漏斗，所述底部支撑的漏斗容纳置于所述CFB和所述BFB下方的静止固体；所述BFB的所述罩壳壁支撑于所述底部支撑的漏斗；所述BFB的所述罩壳壁是围绕所述BFB周边的冷却隔膜气密性设计，包括：至少一个顶部开口，用于CFB固体流入所述BFB；至少一个溢出口，用于设定所述BFB高度；至少一个下溢口，用于BFB固体受控再循环到所述CFB内；所述气密性BFB罩壳在所述网格下方延伸至所述标高，所述标高足以使通过前述标高与所述网格之间的所述静止固体的所述床而从所述BFB到所述CFB内的所述流化气体泄露不超过预定百分比；以及在该标高下方的所述BFB罩壳的管变成松管设计，具有用于当所述管穿透所述漏斗的所述壁时适应所述管与所述漏斗的热膨胀的差异的足够柔韧性。2.根据权利要求1所述的CFB锅炉，其中所述CFB反应腔室的所述壁是顶部支撑的，并且膨胀接头在其壁与所述漏斗之间安装在所述反应腔室周边周围，用于提供压力密封且同时允许所述壁的向下膨胀和所述漏斗的向上膨胀。3.根据权利要求1所述的CFB锅炉，其中所述BFB罩壳包括二次气体管道。4.根据权利要求3所述的CFB锅炉，其中所述二次气体管道由所述BFB罩壳的管组成。5.根据权利要求3所述的CFB锅炉，其中所述二次气体管道通过由隔膜面板组成的至少一个导管供应所述二次气体，所述隔膜面板向下延伸到与所述气密性BFB罩壳终止并转变为松管设计的地方实质上相同的标高。6.根据权利要求5所述的CFB锅炉，其中所述至少一个二次气体导管在所述隔膜-面板设计的终止时：以板类型设计继续气密性地连接到所述导管的所述隔膜-面板部分，所述连接设计允许任一部分的独立热膨胀，所述板类型部分进一步穿透所述漏斗壁，所述穿透设计适应所述导管和所述漏斗的独立热膨胀，以及形成所述隔膜类型部分的所述管变成松管设计，具有用于当所述管穿透所述漏斗的所述壁时适应所述管与所述漏斗的热膨胀的差异的足够柔韧性。7.根据权利要求1所述的CFB锅炉，其中所述CFB反应腔室的所述壁是底部支撑的。8.一种循环流化床(CFB)锅炉，包括：CFB反应腔室，所述CFB反应腔室具有壁和开放底部网格，所述开放底部网格限定所述CFB反应腔室的下端处的底板以提供进入所述CFB反应腔室的流化气体；至少一个鼓泡流化床(BFB)，所述至少一个鼓泡流化床(BFB)位于所述CFB反应腔室的下部内，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·玛亚切克，S·B·安德森，A·盖维拉克，D·L·克拉夫特，J·M·桑德斯，M·J·斯玛尼亚，
申请(专利权)人：巴布考克及威尔考克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US