大型循環流化床鍋爐、布風裝置和布風裝置組件的制作方法

專利名稱：大型循環流化床鍋爐、布風裝置和布風裝置組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及循環流化床鍋爐，尤其是大型循環流化床鍋爐的二次風布風裝置。
背景技術：
大型化與高參數化是循環流化床鍋爐技術發展的必然趨勢，隨著鍋爐容量的增大，爐膛橫截面的不斷增大致使二次風難以到達爐膛中心；同時，隨著鍋爐蒸汽參數的提高，特別是提高到超臨界或超超臨界蒸汽參數時，爐膛的放熱容積較爐內蒸發受熱面增加得更快，放熱和吸熱的不平衡增長導致受熱面的布置問題，因此，二次風的穿透與受熱面的布置問題成了制約循環流化床鍋爐向大型化與高參數化發展的主要技術瓶頸。為解決二次風穿透問題，美國專利US5370084公開了一種褲衩腿爐膛結構的循環流化床鍋爐，將爐膛下部設計為形似褲衩腿的結構，爐膛布風板相應的被分為獨立的兩部分，分別對應兩個下部完全分開、頂部相通的褲衩腿，通過在褲衩腿內側壁面上設置二次風口，解決爐膛底部密相區的二次風穿透問題；但由于爐膛密相區下部被分隔為兩個部分，在實際運行過程中，兩褲衩腿之間的壓力波動易導致翻床現象的發生，給鍋爐的安全穩定運行帶來很大隱患。為了解決翻床問題，中國專利ZL 201010159794. 8公開了一種循環流化床鍋爐，采用中間膜式壁將褲衩腿型爐膛縱向分為完全對稱的兩部分，中間膜式壁中上部開通風孔以平衡兩側的壓力，以抑制翻床問題的發生。在褲衩腿爐膛結構的基礎上，為了解決受熱面的布置問題，中國專利201020147895. 9公開了一種循環流化床鍋爐爐膛的中隔墻水冷壁，通過在褲衩腿頂部設置中隔墻水冷壁管屏，以增加爐膛蒸發受熱面面積；但對于大容量高參數循環流化床鍋爐，隨著爐膛高度的增加，這種中隔墻水冷壁管屏的高度也隨之增加，強度難以保證，管屏變形和振動問題難以避免。

發明內容
為解決上述問題中的至少一個方面，提出本發明。根據本發明的一個示例性方面，提出了一種循環流化床鍋爐，包括爐膛側壁；頂棚；設置在爐膛底部的布風板；以及設置在布風板上的至少一個布風錐，其中每一個布風錐從布風板向上延伸到爐膛內部而在延伸方向上具有漸縮的形狀，形成布風錐的布風錐側壁設置有二次風口，布風錐側壁與爐膛側壁間隔開，頂棚、爐膛側壁、布風板、布風錐側壁圍合成爐膛燃燒空間。在循環流化床鍋爐中，可選的，對于每一個布風錐而言布風錐包括相對布置的兩個第一傾斜布風錐側壁和相對布置的兩個豎直布風錐側壁；兩個第一傾斜布風錐側壁在布風錐的頂端相接或匯合、且與所述兩個豎直布風錐側壁相接，兩個第一傾斜布風錐側壁相接或匯合形成的棱線大致平行于布風板；二次風口分別設置在兩個第一傾斜布風錐側壁上。進一步的，所述布風錐側壁由膜式壁構成；在所述棱線處形成與布風板平行的第一集箱，兩個第一傾斜布風錐側壁匯集到該第一集箱中，從所述第一集箱豎直向上引出第一膜式壁受熱屏。可選的，所述第一膜式壁受熱屏布置在所述第一集箱的整個長度方向上。可選的，所述第一膜式壁受熱屏具有設置在靠近第一集箱兩端的兩個第一受熱屏部分，該兩個第一受熱屏部分沿所述第一集箱的長度方向間隔開。有利的，所述兩個豎直布風錐側壁豎直向上延伸構成第二膜式壁受熱屏。進一步有利的，所述第二豎直布風錐側壁在第二集箱處匯集，所述第二集箱垂直于第一集箱，且設置在與所述第一集箱的高度相同的高度位置。所述第一集箱與第二集箱可彼此相通。可選的，所述第二豎直布風錐側壁在第二集箱處匯集，所述第二集箱垂直于第一集箱，且設置在與所述第一集箱的高度不同的高度位置。或可選的，所述布風錐側壁由膜式壁構成；兩個第一傾斜布風錐側壁匯入布置在所述棱線處的三通管，兩個第一傾斜布風錐側壁分別與三通管的兩個支管相通，所述三通管的第三支管豎直向上延伸形成第一膜式壁受熱屏。或可選的，所述布風錐側壁由膜式壁構成；兩個第一傾斜布風錐側壁在所述棱線處相接然后豎直向上并行延伸形成第一膜式壁受熱屏，所述第一膜式壁受熱屏為雙層管屏。 有利的，兩個豎直布風錐側壁豎直向上延伸構成第二膜式壁受熱屏。有利的，所述第一膜式壁受熱屏與所述第二膜式壁受熱屏在兩個第一傾斜布風錐側壁相接或匯合形成的棱線的端部處形成T形擴展受熱面，第一膜式壁受熱屏構成所述T形的一豎，而所述第二膜式壁受熱屏構成所述T形的一橫，所述第一膜式壁受熱屏與所述第二膜式壁受熱屏通過鰭片焊接在一起。在循環流化床鍋爐，可選的，對于每一個布風錐而言布風錐包括相對布置的兩個第一傾斜布風錐側壁和相對布置的兩個第二傾斜布風錐側壁，兩個第一傾斜布風錐側壁在布風錐的頂端相接或匯合、且與所述兩個第二傾斜布風錐側壁相接，兩個第一傾斜布風錐側壁相接或匯合形成的棱線大致平行于布風板，二次風口分別設置在兩個第一傾斜布風錐側壁上。有利的，二次風口還設置在兩個第二傾斜布風錐側壁上。進一步的，所述布風錐側壁由膜式壁構成；在所述棱線處形成與布風板平行的第一集箱，兩個第一傾斜布風錐側壁匯集到該第一集箱中，從所述第一集箱豎直向上引出第一膜式壁受熱屏。進一步，所述第一膜式壁受熱屏布置在所述第一集箱的整個長度方向上。可選的，所述第一膜式壁受熱屏具有設置在靠近第一集箱兩端的兩個第一受熱屏部分，該兩個第一受熱屏部分沿所述第一集箱的長度方向間隔開。有利的，兩個第二傾斜布風錐側壁分別與兩個第一傾斜布風錐側壁相接，在相接形成的棱線處的上方均設置有第二集箱，兩個第二傾斜布風錐側壁的膜式壁匯入所述第二集箱，且自所述第二集箱向上豎直延伸引出相應的第二膜式壁受熱屏。進一步，每個第二集箱均水平設置在與所述第一集箱的高度相同的高度位置。或者進一步，所述布風錐側壁由膜式壁構成；兩個第一傾斜布風錐側壁匯入布置在所述棱線處的三通管，兩個第一傾斜布風錐側壁分別與三通管的兩個支管相通，所述三通管的第三支管豎直向上延伸形成第一膜式壁受熱屏。或者進一步，所述布風錐側壁由膜式壁構成；兩個第一傾斜布風錐側壁在所述棱線處相接然后豎直向上并行延伸形成第一膜式壁受熱屏，所述第一膜式壁受熱屏為雙層管屏。有利的，所述兩個第二傾斜布風錐側壁與所述第一傾斜布風錐側壁相接后豎直向上延伸構成第二膜式壁受熱屏。有利的，所述第一膜式壁受熱屏與所述第二膜式壁受熱屏在兩個第一傾斜布風錐側壁相接或匯合形成的棱線的端部處形成Y形擴展受熱面，第一膜式壁受熱屏構成所述Y形的一豎，而所述第二膜式壁受熱屏構成所述Y形的V，所述第一膜式壁受熱屏與所述第二膜式壁受熱屏通過鰭片焊接在一起。 有利的，爐膛側壁上設置有另外的二次風口。有利的，布風錐包括鄰近布風板的下部部分和遠離布風板的上部部分，其中所述下部部分從所述布風板豎直向上延伸，所述上部部分從與所述下部部分的相接處向上漸縮延伸。可選的，布風錐的平行于布風板的截面形成為長圓形或者邊數大于4的多邊形。有利的，所述布風錐側壁下方形成不屬于爐膛燃燒空間且與爐膛外部環境相通的空間，用于設置二次風管道。有利的，所述布風錐的結構關于垂直于爐膛前后墻的第一爐膛中分面對稱布置。進一步的，所述布風錐的結構關于垂直于爐膛左右墻的爐膛中分面對稱布置。有利的，第一傾斜布風錐側壁均大致垂直于爐膛前后墻布置。進一步的，所述布風板上設置有多個布風錐，所述布風錐彼此間隔開。有利的，每一個布風錐的尺寸和結構彼此相同。有利的，所述鍋爐還包括設置在頂棚上方的一個或多個爐膛頂部集箱，豎直向上引出或延伸的膜式壁受熱屏穿過頂棚后匯集于對應的爐膛頂部集箱中。有利的，布風錐側壁為膜式壁，且朝向爐膛燃燒空間的一面上敷設有耐火材料。根據本發明的另一個示例性方面，提出了一種用于循環流化床鍋爐的布風裝置，設置在該鍋爐的布風板上，其中所述布風裝置為布風錐的形式，布風錐從布風板向上延伸到爐膛內部而在延伸方向上具有漸縮的形狀，形成布風錐的布風錐側壁設置有二次風口。有利的，所述布風錐側壁下方形成不屬于爐膛燃燒空間且與爐膛外部環境相通的空間，用于設置二次風管道。有利的，布風錐包括相對布置的兩個傾斜布風錐側壁，兩個傾斜布風錐側壁在布風錐的頂端相接或匯合，兩個傾斜布風錐側壁相接或匯合形成的棱線大致平行于布風板；二次風口分別設置在兩個傾斜布風錐側壁上。有利的，所述布風錐側壁由膜式壁構成。根據本發明的再一個示例性方面，提出了一種用于循環流化床鍋爐的布風裝置組件，包括上述布風裝置，所述布風錐側壁由膜式壁構成；以及從所述布風錐向上延伸而形成擴展受熱面的膜式壁受熱屏，所述膜式壁受熱屏與對應的布風錐側壁的膜式壁流體相通。通過在爐膛底部設置一個或多個布風錐，布風板呈“ 口 ”字形、“日”字形或“目”字形等各部分連通的形狀，使爐膛底部密相區和稀相區的物料與氣體均可自由流通，從而可解決現有兩個獨立褲衩支腿內部因壓力不平衡而導致的翻床問題；布風錐提供了布置二次風從爐膛密相區中心噴入爐膛的空間，從而解決了二次風穿透問題；同時，通過在布風錐頂部設置T型或Y型擴展受熱屏，不僅增加了爐內受熱面面積，而且提高了管屏剛度，大大減輕管屏的振動和變形，降低由此帶來的爆管風險。
與現有技術相比，本發明的大型循環流化床鍋爐爐膛的密相區流動均勻性好、消除了翻床隱患，二次風可到達爐膛中心，有利于保證燃燒效率和實現燃燒氣氛的控制；布風錐頂部設置T形或Y形的擴展受熱屏，增加了爐內受熱面面積，且剛度好、振動和變形小，有利于提高鍋爐的運行安全性。


圖1為本發明提供實施例1的一種大型循環流化床鍋爐爐膛的俯視示意圖；圖2為本發明提供實施例1的一種大型循環流化床鍋爐爐膛的A-A剖視示意圖；圖3為本發明提供實施例1的一種大型循環流化床鍋爐爐膛側視示意圖；圖4為本發明提供實施例1的一種擴展受熱屏和布風錐俯視示意圖；圖5為本發明提供實施例1的另一種擴展受熱屏和布風錐俯視示意圖；圖6為本發明提供實施例1的又一種大型循環流化床鍋爐爐膛俯視示意圖。圖7為本發明提供實施例1的再一種大型循環流化床鍋爐爐膛正視示意圖；圖8為本發明提供實施例2的一種大型循環流化床鍋爐爐膛俯視示意圖。圖9為本發明提供實施例2的一種大型循環流化床鍋爐爐膛B-B剖視示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發明的實例性的實施例，實施例的示例在附圖中示出，其中相同或相似的標號表示相同或相似的元件。下面參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。下面參照圖1-9描述具有布風錐的循環流化床鍋爐。如圖1-3、6_9中所示，循環流化床鍋爐包括爐膛側壁41-44 ;頂棚45 ;設置在爐膛底部的布風板11 ;以及設置在布風板上的至少一個布風錐8，其中每一個布風錐8從布風板11向上延伸到爐膛內部而在延伸方向上具有漸縮的形狀，形成布風錐8的布風錐側壁81-84設置有二次風口 28 (在圖1中，側壁81、82上設置有二次風口，在圖8中，側壁81-84上都設置有二次風口)，布風錐側壁與爐膛側壁41-44間隔開，頂棚45、爐膛側壁41-44、布風板11、布風錐側壁81-84圍合成爐膛燃燒空間。布風錐的部分或全部側壁在向上延伸的同時向內收縮(即壁面向布風錐底面投影的中心方向傾斜)，使爐膛下部的橫截面積隨高度上升而連續的增加，直至與爐膛中上部無布風錐處的橫截面積基本相等。由于布風錐8從布風板向上延伸到爐膛內部，并且在布風錐側壁上設置二次風口28，從而提供了布置二次風從爐膛密相區中心噴入爐膛的空間的方案，提高了二次風穿透能力。參見圖1_3、6_7，對于每一個布風錐8而言布風錐8包括相對布置的兩個第一傾斜布風錐側壁81、82和相對布置的兩個豎直布風錐側壁83、84 ;兩個第一傾斜布風錐側壁81、82在布風錐8的頂端相接或匯合、且與所述兩個豎直布風錐側壁83、84相接，兩個第一傾斜布風錐側壁81、82相接或匯合形成的棱線大致平行于布風板11 ;二次風口 24分別設置在兩個第一傾斜布風錐側壁81、82上。有利的，所述布風錐側壁81-84由膜式壁構成；在所述棱線處形成與布風板11平行的第一集箱31 (參見圖2、3)，兩個第一傾斜布風錐側壁81、82匯集到該第一集箱31中(參見圖2),從所述第一集箱31豎直向上引出第一膜式壁受熱屏53、54。第一膜式壁受熱屏為擴展受熱屏。所述第一膜式壁受熱屏可布置在所述第一集箱的整個長度方向上。可選的，所述第一膜式壁受熱屏具有設置在靠近第一集箱兩端的兩個第一受熱屏部分，該兩個第一受熱屏部分沿所述第一集箱的長度方向間隔開。擴展受熱屏可以僅僅包括第一膜式壁受熱屏，例如布風錐8的另外兩個側壁83、84為絕熱式的、而非膜式壁式的。不過，布風錐8的另外兩個側壁83、84為膜式壁式的時，也可以引出另外的擴展受熱屏。具體的，所述兩個豎直布風錐側壁83、84豎直向上延伸構成第二膜式壁受熱屏51、52。如圖1-2中所示，所述第二豎直布風錐側壁83、84在第二集箱32處匯集，所述第二集箱32垂直于第一集箱31，且設置在與所述第一集箱31的高度相同的高度位置。有利的，第一集箱31與第二集箱32彼此相通，即兩者形成工字型。可選的，所述第二豎直布風錐側壁在第二集箱處匯集，所述第二集箱垂直于第一集箱，且設置在與所述第一集箱的高度不同的高度位置。作為圖1-3中的示例的變型，所述布風錐側壁由膜式壁構成；兩個第一傾斜布風錐側壁匯入布置在所述棱線處的三通管，兩個第一傾斜布風錐側壁分別與三通管的兩個支管相通，所述三通管的第三支管豎直向上延伸形成第一膜式壁受熱屏。圖4中示出了該情形。作為圖1-3中的示例的變型，所述布風錐側壁由膜式壁構成；兩個第一傾斜布風錐側壁在所述棱線處相接然后豎直向上并行延伸形成第一膜式壁受熱屏，所述第一膜式壁受熱屏為雙層管屏。所述兩個豎直布風錐側壁也可豎直向上延伸而構成第二膜式壁受熱屏。圖5中示出了該情形。有利的，所述第一膜式壁受熱屏53、54與所述第二膜式壁受熱屏51、52在兩個第一傾斜布風錐側壁相接或匯合形成的棱線的端部處形成T形擴展受熱面(例如，如圖1中所示)，第一膜式壁受熱屏構成所述T形的一豎，而所述第二膜式壁受熱屏構成所述T形的一橫。所述第一膜式壁受熱屏與所述第二膜式壁受熱屏可通過鰭片焊接在一起。以上描述了布風錐側壁81-84中的一對側壁為豎直延伸狀態的情形。下面參照圖8-9描述布風錐側壁81-84均傾斜的情形。如圖8-9中所示，對于布風錐8而言布風錐8包括相對布置的兩個第一傾斜布風錐側壁81、82和相對布置的兩個第二傾斜布風錐側壁83、84，兩個第一傾斜布風錐側壁81、82在布風錐的頂端相接或匯合、且與所述兩個第二傾斜布風錐側壁83、84相接，兩個第一傾斜布風錐側壁81、92相接或匯合形成的棱線大致平行于布風板11，二次風口 28分別設置在兩個第一傾斜布風錐側壁81、82上。二次風口 28還可設置在兩個第二傾斜布風錐側壁83、84 上。如圖8、9中所示，所述布風錐側壁81-84由膜式壁構成；在所述棱線處形成與布風板平行的第一集箱33，兩個第一傾斜布風錐側壁81、82匯集到該第一集箱33中，從所述第一集箱33豎直向上引出第一膜式壁受熱屏53、54。類似的,第一膜式壁受熱屏53、54為擴展受熱屏。所述第一膜式壁受熱屏可布置在所述第一集箱的整個長度方向上。可選的，所述第一膜式壁受熱屏具有設置在靠近第一集箱兩端的兩個第一受熱屏部分，該兩個第一受熱屏部分沿所述第一集箱的長度方向間隔開。如圖8-9中所示，兩個第二傾斜布風錐側壁83、84分別與兩個第一傾斜布風錐側壁81-82相接，在相接形成的棱線處的上方均設置有第二集箱34，兩個第二傾斜布風錐側壁的膜式壁匯入所述第二集箱34，且自所述第二集箱向上豎直延伸引出相應的第二膜式壁受熱屏51、52。可選的，每個第二集箱均設置在與所述第一集箱的高度相同的高度位置且與所述第一集箱相通。作為圖8-9中的示例的變型，所述布風錐側壁由膜式壁構成；兩個第一傾斜布風錐側壁匯入布置在所述棱線處的三通管，兩個第一傾斜布風錐側壁分別與三通管的兩個支管相通，所述三通管的第三支管豎直向上延伸形成第一膜式壁受熱屏。作為圖8-9中的示例的變型，所述布風錐側壁由膜式壁構成；兩個第一傾斜布風錐側壁在所述棱線處相接然后豎直向上并行延伸形成第一膜式壁受熱屏，所述第一膜式壁受熱屏為雙層管屏。有利的，作為圖8-9中的示例的變型，所述兩個第二傾斜布風錐側壁與所述第一傾斜布風錐側壁相接后豎直向上延伸構成第二膜式壁受熱屏51、52。如圖8中所示，所述第一膜式壁受熱屏與所述第二膜式壁受熱屏在兩個第一傾斜布風錐側壁相接或匯合形成的棱線的端部處形成Y形擴展受熱面，第一膜式壁受熱屏構成所述Y形的一豎，而所述第二膜式壁受熱屏構成所述Y形的V。所述第一膜式壁受熱屏與所述第二膜式壁受熱屏可通過鰭片焊接在一起。如圖1-3、6_8中所示，爐膛側壁上可設置有另外的二次風口 24。雖然沒有示出，可選的，布風錐包括鄰近布風板的下部部分和遠離布風板的上部部分，其中所述下部部分從所述布風板豎直向上延伸，所述上部部分從與所述下部部分的相接處向上漸縮延伸。以上的示例中，以布風錐為近似四棱錐為例進行說明。但是，布風錐的形狀不限于此。例如，布風錐的平行于布風板的截面可形成為長圓形或者邊數大于4的多邊形。通過在布風錐頂部設置T型或Y型擴展受熱屏，不僅增加了爐內受熱面面積，而且提高了管屏剛度，大大減輕管屏的振動和變形，降低由此帶來的爆管風險，有利于提高鍋爐的運行安全性。雖然沒有示出，有利的，所述布風錐側壁下方形成不屬于爐膛燃燒空間且與爐膛外部環境相通的空間，用于設置二次風管道。有利的，布風錐在爐膛內對稱布置，例如，所述布風錐的結構關于垂直于爐膛前后墻43、44的第一爐膛中分面對稱布置。更進一步的，所述布風錐的結構還關于垂直于爐膛左右墻41、42的爐膛中分面對稱布置。可選的，第一傾斜布風錐側壁均大致垂直于爐膛前后墻布置，更進一步的，所述布風板上設置有多個布風錐，所述布風錐彼此間隔開，有利的，每一個布風錐的尺寸和結構彼此相同，例如，圖7中示出了該情形。以上更有助于提高大型循環流化床鍋爐爐膛的密相區流動的均勻性、消除了翻床隱患。如圖2、3、9中所示，設置在頂棚45上方的一個或多個爐膛頂部集箱7，豎直向上引出或延伸的膜式壁受熱屏穿過頂棚45后匯集于對應的爐膛頂部集箱中。本發明還提出了一種用于循環流化床鍋爐的布風裝置，設置在該鍋爐的布風板上，其中所述布風裝置為布風錐的形式，布風錐從布風板向上延伸到爐膛內部而在延伸方向上具有漸縮的形狀，形成布風錐的布風錐側壁設置有二次風口。有利的，所述布風錐側壁下方形成不屬于爐膛燃燒空間且與爐膛外部環境相通的空間，用于設置二次風管道。有利的，布風錐包括相對布置的兩個傾斜布風錐側壁，兩個傾斜布風錐側壁在布風錐的頂端相接或匯合，兩個傾斜布風錐側壁相接或匯合形成的棱線大致平行于布風板；二次風口分別設置在兩個傾斜布風錐側壁上。有利的，所述布風錐側壁由膜式壁構成。本發明還涉及一種用于循環流化床鍋爐的布風裝置組件，包括上述的布風裝置；以及從所述布風錐向上延伸而形成擴展受熱面的膜式壁受熱屏，所述膜式壁受熱屏與對應的布風錐側壁的膜式壁流體相通。布風錐8可以為單個，此時爐膛布風板呈“口 ”字形(如圖1、6、8中所示)；也可以為兩個或者更多，此時布風板呈“日”字形或“目”字形等(如圖7中所示)；這樣爐膛下部密相區為相互連通的區域，保證了爐內物料和氣體流動的均勻性，避免將爐膛下部分割成兩個獨立的褲衩支腿而帶來的翻床風險。布風錐頂部設置擴展受熱屏，由布風錐的形狀決定擴展受熱屏的橫截面形狀，可以為T形，也可以為Y形。當布風錐只有兩片相對的側壁為傾斜的時，擴展受熱屏橫截面為T形；當布風錐有兩對相對的側壁為傾斜的時，擴展受熱屏橫截面為Y形。布風錐相對的一組傾斜側壁的膜式壁在布風錐頂部匯聚到一條棱線，從該棱線向爐頂延伸出管屏，構成T形或Y形擴展受熱屏的“T”或“Y”字的一豎。具體的，該棱線處可以設置水平的集箱，布風錐的這組傾斜側壁的膜式壁管匯集到該集箱中，再從該集箱向上引出管屏，管屏寬度可以與集箱長度相同，也可以只從靠近集箱兩端的部分引出管屏，集箱中間部分不引出管屏，以留出連通管屏兩側的流動空間；或者，布風錐的這組傾斜側壁的膜式壁管在該棱線處匯入三通管，三通管的一支即為向上延伸的管屏；還可以為布風錐的這組傾斜側壁的膜式壁管在該棱線處并行向上延伸，形成雙層管屏，兩層之間可以通過梳形板相互固定，并填充耐火材料。后兩種方式形成的管屏寬度通常與布風錐頂部的棱線長度相等。布風錐的另外一組側壁為豎直的時，其膜式壁管向爐頂延伸，形成構成T形擴展受熱屏的“T”字的一橫的管屏；該片管屏與構成T形擴展受熱屏的“T”字的一豎的管屏通過鰭片焊接在一起，連接處的管屏的管子可以設計為大管徑厚壁管，以增加強度。側壁膜式壁管向上延伸時，還可以先匯入水平的集箱，再從集箱引出管屏。采用集箱，有利于為布風錐側壁膜式壁管與管屏分別選擇最佳的管徑、管間距等設計參數。布風錐的另外一組側壁也為傾斜的時，其在向上延伸的同時向內收縮，其膜式壁管與相鄰的布風錐側壁形成四條棱線，通過與上述類似的方法，即集箱、三通管或雙層管屏等，可以形成構成Y形擴展受熱屏的“Y”字上部的“V”的管屏；其中，如采用集箱，也為Y形的，且優選的為水平集箱，這樣有利于V形管屏從相同的高度引出，從而具有較為均勻的水動力分配特性。該V形管屏與構成Y形擴展受熱屏的“Y”字的一豎的管屏通過鰭片焊接在一起。下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做進一步的說明。實施例1如圖1至圖3所示的循環流化床鍋爐，由底部帶風室I的爐膛4、帶有旋風分離器入口管道61的旋風分離器6、返料器(圖中未示出)與尾部煙道(圖中未示出)組成；六個旋風分離器6布置在爐膛的左側墻41與右側墻42的外側，爐膛4底部、布風板11上設有一個橫截面為矩形的布風錐8，使爐膛布風板11呈“口”字形。布風錐8側壁由四片敷設耐火材料的膜式水冷壁圍合而成，中空，底部對大氣敞開。布風錐8的四面側壁中，與爐膛左、右側墻41、42相對的兩面81、82向布風錐底面投影中心方向傾斜，其上布有一層或多層二次風口 28 ;布風錐的另兩面與爐膛前后墻43、44相對的側墻83、84為豎直設置。二次風口 28與從布風錐8下方引入的二次風管道相通。在爐膛兩側墻41、42上也布置有一層或多層二次風口 24，其與布風錐上的二次風口 28高度一致。布風錐8的兩面向內傾斜的側壁81、82在布風錐8頂部匯聚為一條與布風板11平行的棱線，棱線處設有橫置的集箱31，側壁81、82的水冷壁管匯聚于集箱31中，從集箱31向上引出兩片管屏53、54，分別靠集箱31的兩端頭設置；布風錐8的另兩面豎直設置的側墻83、84的水冷壁管向上延伸，匯入與集箱31高度相同的水平集箱32中(集箱31與集箱32相連通，構成工字形集箱)，形成管屏51和管屏52 ;管屏51、管屏52分別與管屏53、54呈T字形布置，分別構成兩組橫截面呈T形的擴展受熱屏5。管屏53與管屏54不相接，二者之間留有連通管屏兩側的空間，可供爐膛內物料和氣體自由流動。(集箱31與集箱32也可以不相連通，二者在高度上略為錯開，以便布置。)擴展受熱屏5從布風錐8頂部沿爐膛高度方向一直延伸至爐膛頂棚45，并穿過頂棚45匯集于爐膛頂部集箱7。布風錐8頂部也可以不設集箱，通過布風錐8側壁81、82的水冷壁管采用三通管或雙層屏的方式直接向上延伸而成管屏53、54，此時管屏53、54連成一片，之間不留空間，使兩個T字形的擴展受熱屏連成一個工字形的擴展受熱屏。采用三通管的擴展受熱屏的俯視圖如圖4所示，形成雙層屏的擴展受熱屏的俯視圖如圖5所示。當爐膛前后墻43與44下部為傾斜設置時，布風錐8的兩面豎直設置的側墻上也可以設有二次風口，如圖6所示。布風錐8側壁也可以由汽冷膜式壁構成，擴展受熱屏5相應的為汽冷屏。圖7示出了爐膛4底部帶有兩個布風錐8的情況，此時爐膛布風板呈“日”字形，布風錐8頂部帶有兩個連成一體的T字形擴展受熱屏5。實施例2如圖8所示的循環流化床鍋爐，由底部帶風室I的爐膛4、帶有旋風分離器入口管道61的旋風分離器6、返料器(圖中未示出)與尾部煙道(圖中未示出)組成；六個旋風分離器6布置在爐膛的左側墻41與右側墻42的外側，爐膛4底部、布風板11上設有一個布風錐8，使爐膛布風板11呈“口”字形。布風錐8側壁由四片敷設耐火材料的膜式水冷壁圍合而成，底部中空，與大氣相通。布風錐8的四面側壁中，與爐膛左、右側墻41、42相對的兩面81、82向布風錐底面投影中心方向傾斜，在布風錐8頂部形成一條與布風板11平行的棱線，棱線處設置水平的集箱33 ;其余兩面83、84也向布風錐底面投影中心方向傾斜，并與布風錐側壁81、82相交，形成4條與布風板11成夾角的棱線。在4條棱線上方、與集箱33大致相同的高度上分別設置水平的集箱34。集箱33與集箱34可以是分體的，也可以是相通的、形成Y形集箱。
布風錐側壁81、82中部的水冷壁管匯集到集箱33中，布風錐側壁81、82靠近兩端的水冷壁管和布風錐側壁83、84的水冷壁管在上述4條棱線處折彎，向上延伸、匯集到集箱34中。從集箱33、34向上引出Y形的擴展受熱屏5，一直延伸至爐膛頂棚45，并穿過頂棚45匯集于爐膛頂部集箱7。在布風錐側壁81、82、83、84上均可設有二次風口 28，二次風口 2與從布風錐8底部引入的二次風管道連通。爐膛兩側墻41、42及前后墻43、44上也可設置二次風口 24。盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行變化。本發明的適用范圍由所附權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種循環流化床鍋爐，包括爐膛側壁；頂棚；設置在爐膛底部的布風板；以及設置在布風板上的至少一個布風錐，其中每一個布風錐從布風板向上延伸到爐膛內部而在延伸方向上具有漸縮的形狀，形成布風錐的布風錐側壁設置有二次風口，布風錐側壁與爐膛側壁間隔開，頂棚、爐膛側壁、布風板、布風錐側壁圍合成爐膛燃燒空間。
2.根據權利要求1所述的鍋爐，其中對于每一個布風錐而言布風錐包括相對布置的兩個第一傾斜布風錐側壁和相對布置的兩個豎直布風錐側兩個第一傾斜布風錐側壁在布風錐的頂端相接或匯合、且與所述兩個豎直布風錐側壁相接，兩個第一傾斜布風錐側壁相接或匯合形成的棱線大致平行于布風板；二次風口分別設置在兩個第一傾斜布風錐側壁上。
3.根據權利要求2所述的鍋爐，其中所述布風錐側壁由膜式壁構成；在所述棱線處形成與布風板平行的第一集箱，兩個第一傾斜布風錐側壁匯集到該第一集箱中，從所述第一集箱豎直向上引出第一膜式壁受熱屏。
4.根據權利要求3所述的鍋爐，其中所述第一膜式壁受熱屏布置在所述第一集箱的整個長度方向上。
5.根據權利要求3所述的鍋爐，其中所述第一膜式壁受熱屏具有設置在靠近第一集箱兩端的兩個第一受熱屏部分，該兩個第一受熱屏部分沿所述第一集箱的長度方向間隔開。
6.根據權利要求3-5中任一項所述的鍋爐，其中所述兩個豎直布風錐側壁豎直向上延伸構成第二膜式壁受熱屏。
7.根據權利要求6所述的鍋爐，其中所述第二豎直布風錐側壁在第二集箱處匯集，所述第二集箱垂直于第一集箱，且設置在與所述第一集箱的高度相同的高度位置。
8.根據權利要求7所述的鍋爐，其中所述第一集箱與第二集箱彼此相通。
9.根據權利要求6所述的鍋爐，其中所述第二豎直布風錐側壁在第二集箱處匯集，所述第二集箱垂直于第一集箱，且設置在與所述第一集箱的高度不同的高度位置。
10.根據權利要求2所述的鍋爐，其中所述布風錐側壁由膜式壁構成；兩個第一傾斜布風錐側壁匯入布置在所述棱線處的三通管，兩個第一傾斜布風錐側壁分別與三通管的兩個支管相通，所述三通管的第三支管豎直向上延伸形成第一膜式壁受熱屏。
11.根據權利要求2所述的鍋爐，其中所述布風錐側壁由膜式壁構成；兩個第一傾斜布風錐側壁在所述棱線處相接然后豎直向上并行延伸形成第一膜式壁受熱屏，所述第一膜式壁受熱屏為雙層管屏。
12.根據權利要求10或11所述的鍋爐，其中所述兩個豎直布風錐側壁豎直向上延伸構成第二膜式壁受熱屏。
13.根據權利要求6或12所述的鍋爐，其中所述第一膜式壁受熱屏與所述第二膜式壁受熱屏在兩個第一傾斜布風錐側壁相接或匯合形成的棱線的端部處形成T形擴展受熱面，第一膜式壁受熱屏構成所述T形的一豎，而所述第二膜式壁受熱屏構成所述T形的一橫，所述第一膜式壁受熱屏與所述第二膜式壁受熱屏通過鰭片焊接在一起。
14.根據權利要求1所述的鍋爐，其中對于每一個布風錐而言布風錐包括相對布置的兩個第一傾斜布風錐側壁和相對布置的兩個第二傾斜布風錐側壁，兩個第一傾斜布風錐側壁在布風錐的頂端相接或匯合、且與所述兩個第二傾斜布風錐側壁相接，兩個第一傾斜布風錐側壁相接或匯合形成的棱線大致平行于布風板，二次風口分別設置在兩個第一傾斜布風錐側壁上。
15.根據權利要求14所述的鍋爐，其中二次風口還設置在兩個第二傾斜布風錐側壁上。
16.根據權利要求14所述的鍋爐，其中所述布風錐側壁由膜式壁構成；在所述棱線處形成與布風板平行的第一集箱，兩個第一傾斜布風錐側壁匯集到該第一集箱中，從所述第一集箱豎直向上引出第一膜式壁受熱屏。
17.根據權利要求16所述的鍋爐，其中所述第一膜式壁受熱屏布置在所述第一集箱的整個長度方向上。
18.根據權利要求16所述的鍋爐，其中所述第一膜式壁受熱屏具有設置在靠近第一集箱兩端的兩個第一受熱屏部分，該兩個第一受熱屏部分沿所述第一集箱的長度方向間隔開。
19.根據權利要求16-18中任一項所述的鍋爐，其中兩個第二傾斜布風錐側壁分別與兩個第一傾斜布風錐側壁相接，在相接形成的棱線處的上方均設置有第二集箱，兩個第二傾斜布風錐側壁的膜式壁匯入所述第二集箱，且自所述第二集箱向上豎直延伸引出相應的第二膜式壁受熱屏。
20.根據權利要求19所述的鍋爐，其中每個第二集箱均水平設置在與所述第一集箱的高度相同的高度位置。
21.根據權利要求14所述的鍋爐，其中所述布風錐側壁由膜式壁構成；兩個第一傾斜布風錐側壁匯入布置在所述棱線處的三通管，兩個第一傾斜布風錐側壁分別與三通管的兩個支管相通，所述三通管的第三支管豎直向上延伸形成第一膜式壁受熱屏。
22.根據權利要求14所述的鍋爐，其中所述布風錐側壁由膜式壁構成；兩個第一傾斜布風錐側壁在所述棱線處相接然后豎直向上并行延伸形成第一膜式壁受熱屏，所述第一膜式壁受熱屏為雙層管屏。
23.根據權利要求21或22所述的鍋爐，其中所述兩個第二傾斜布風錐側壁與所述第一傾斜布風錐側壁相接后豎直向上延伸構成第二膜式壁受熱屏。
24.根據權利要求19或23所述的鍋爐，其中所述第一膜式壁受熱屏與所述第二膜式壁受熱屏在兩個第一傾斜布風錐側壁相接或匯合形成的棱線的端部處形成Y形擴展受熱面，第一膜式壁受熱屏構成所述Y形的一豎，而所述第二膜式壁受熱屏構成所述Y形的V，所述第一膜式壁受熱屏與所述第二膜式壁受熱屏通過鰭片焊接在一起。
25.根據權利要求1所述的鍋爐，其中爐膛側壁上設置有另外的二次風口。
26.根據權利要求1所述的鍋爐，其中布風錐包括鄰近布風板的下部部分和遠離布風板的上部部分，其中所述下部部分從所述布風板豎直向上延伸，所述上部部分從與所述下部部分的相接處向上漸縮延伸。
27.根據權利要求1所述的鍋爐，其中布風錐的平行于布風板的截面形成為長圓形或者邊數大于4的多邊形。
28.根據權利要求1所述的鍋爐，其中所述布風錐側壁下方形成不屬于爐膛燃燒空間且與爐膛外部環境相通的空間，用于設置二次風管道。
29.根據權利要求1-28中任一項所述的鍋爐，其中所述布風錐的結構關于垂直于爐膛前后墻的第一爐膛中分面對稱布置。
30.根據權利要求29所述的鍋爐，其中所述布風錐的結構關于垂直于爐膛左右墻的爐膛中分面對稱布置。
31.根據權利要求29所述的鍋爐，其中第一傾斜布風錐側壁均大致垂直于爐膛前后墻布置。
32.根據權利要求31所述的鍋爐，其中所述布風板上設置有多個布風錐，所述布風錐彼此間隔開。
33.根據權利要求32所述的鍋爐，其中每一個布風錐的尺寸和結構彼此相同。
34.根據權利要求3-13、16-24中任一項所述的鍋爐，還包括設置在頂棚上方的一個或多個爐膛頂部集箱，豎直向上引出或延伸的膜式壁受熱屏穿過頂棚后匯集于對應的爐膛頂部集箱中。
35.根據權利要求3-13、16-24中任一項所述的鍋爐，其中布風錐側壁朝向爐膛燃燒空間的一面上敷設有耐火材料。
36.一種用于循環流化床鍋爐的布風裝置，設置在該鍋爐的布風板上，其中所述布風裝置為布風錐的形式，布風錐從布風板向上延伸到爐膛內部而在延伸方向上具有漸縮的形狀，形成布風錐的布風錐側壁設置有二次風口。
37.根據權利要求36所述的布風裝置，其中所述布風錐側壁下方形成不屬于爐膛燃燒空間且與爐膛外部環境相通的空間，用于設置二次風管道。
38.根據權利要求36或37所述的布風裝置，其中布風錐包括相對布置的兩個傾斜布風錐側壁，兩個傾斜布風錐側壁在布風錐的頂端相接或匯合，兩個傾斜布風錐側壁相接或匯合形成的棱線大致平行于布風板；二次風口分別設置在兩個傾斜布風錐側壁上。
39.根據權利要求36-38中任一項所述的布風裝置，其中所述布風錐側壁由膜式壁構成。
40.一種用于循環流化床鍋爐的布風裝置組件，包括根據權利要求39所述的布風裝置；以及從所述布風錐向上延伸而形成擴展受熱面的膜式壁受熱屏，所述膜式壁受熱屏與對應的布風錐側壁的膜式壁流體相通。
全文摘要
本發明提出了一種循環流化床鍋爐，包括爐膛側壁；頂棚；設置在爐膛底部的布風板；以及設置在布風板上的至少一個布風錐，其中每一個布風錐從布風板向上延伸到爐膛內部而在延伸方向上具有漸縮的形狀，形成布風錐的布風錐側壁設置有二次風口，布風錐側壁與爐膛側壁間隔開，頂棚、爐膛側壁、布風板、布風錐側壁圍合成爐膛燃燒空間。本發明還涉及一種用于循環流化床鍋爐的布風裝置，為布風錐的形式，布風錐從布風板向上延伸到爐膛內部而在延伸方向上具有漸縮的形狀，形成布風錐的布風錐側壁設置有二次風口。本發明也涉及一種用于循環流化床鍋爐的布風裝置組件。
文檔編號F23C10/20GK102997231SQ20121059111
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者呂清剛, 高鳴, 宋國良, 王小芳, 孫運凱, 王東宇, 周托 申請人:中國科學院工程熱物理研究所