[发明专利]用于发电站的锅炉炉子

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于发电站的锅炉炉子，其中限定在外部水管部和内部水管部之间的燃烧空间形成最接近自然火焰的形状，以使水管部和火焰之间的接触面积增加而升高炉子中水管部内热水的温度，从而提高热效率。

此外，本发明涉及一种用于发电站的锅炉炉子，其中供给到炉子的水经由外部水管部重新供给到内部水管部中，以便大大减小给水泵的负载，从而增加了整个系统的热效率，内部的水管壁防止了火球的形成并用作过热器(superheater)来吸收火焰产生的大量热量，因而防止了高温火球引起的热氮氧化物(NOx)的形成并防止了灰燃烧剩余物被高温火球熔化而形成熔渣。

此外，本发明涉及一种用于发电站的锅炉炉子，其中供给至炉子的水首先进行加热，在外部水管部中分离成热水和蒸汽，且在内部水管部中只对分离出的蒸汽再次加热，以便比加热水和蒸汽的情况更快地制造出过热蒸汽。

背景技术

通常，广泛用于热电厂的锅炉主要分成烧煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉。其中，烧煤锅炉占据了发电量的大部分，并且大致分成煤粉锅炉和沸腾层锅炉。

因为煤粉锅炉燃烧粉碎的(或粉料)煤，它具有高的燃烧效率，但由于高温燃烧产生了对大气环境有害的氮氧化物(NOx)。因此，煤粉锅炉在装备有能够处理氮氧化物(NOx)的大型吸尘器的大规模发电站中被使用。因为沸腾层锅炉燃烧粗煤粒子，由于低的燃烧温度，它抑制了氮氧化物(NOx)的产生。因此，为了改善将火焰热量传送到水管的热传递效果，沸腾层锅炉热量使得砂粒从炉子的底部向上吹动以加热砂粒，并使得这样加热的砂粒沿着设置在炉子外部的水管部向下移动，从而改善热效率。

为此，在具有高燃烧效率的煤粉锅炉的情况下，研究人员正在积极开展抑制氮氧化物(NOx)产生的研究。同时，在沸腾层锅炉的情况下，正在尝试扩大炉子的比例来改善热效率。

在本发明中，将要描述占据燃煤火力发电大部分的煤粉锅炉的实施例。

传统的煤粉锅炉的结构是，长度7千米的水管在垂直和水平方向上排列成Z形图案，以便最大程度从向上喷出的火焰吸收热量。

因为这种传统的煤粉锅炉采用了如下的方法，其中多个水管密集地垂直排列来增加从火焰吸热的效率，给水泵的负载异常地增加循环水，同时强迫反转蒸汽的自然流动方向以使水流过具有大流阻的纵长小直径水管。

驱动该给水泵的马达消耗了发电站内部消耗的30-40％。此外，传统的煤粉锅炉存在以下缺陷，它排出了大量的氮氧化物(NOx)，将灰熔化形成粘性炉渣，因而制造出大量渣块，并弄脏了过滤器，从而导致不能使用廉价的劣质煤。

为了解决这种问题，如图1中所示，提出了一种韩国登记专利号10-0764903的煤粉锅炉炉子的结构，其中由多个水管组成的内部水管壁8垂直安装在垂直设置于炉子内圆周附近的外部水管壁6的中间，以便从设置在外部水管壁6上的燃料喷嘴射入的燃料进行燃烧，同时沿着内部水管壁8的内圆周进行旋转，在内部水管壁8和外部水管壁6之间形成管形火柱，从而防止火焰集中在一点上，以提升到超高温度，还使得温度低于火焰的空气通过形成在内部水管壁8中的空气喷射孔引入到内部水管壁8和外部水管壁6之间限定的燃烧空间S中，以防止火焰(F)过度升高到超高温度，因此减少了高温火焰燃烧空气中的氮时产生的氮氧化物(NOx)的数量。

发明内容

技术问题

因此，为了努力解决现有技术中发生的上述问题而完成了本发明，本发明的目的之一在于提供一种用于发电站的锅炉炉子，其中外部水管部和内部水管部之间限定的燃烧空间形成最接近自然火焰形状的形状，以使水管部与火焰之间的接触面积增加来提高炉子水管部中热水的温度，从而增加锅炉底部的吸热效率。

本发明的另一目的在于提供一种用于发电站的锅炉炉子，其中在火焰上方的水管部处形成弯曲部分以使得具有对流热量的对流气体通过其中，因此，炉子的水管部有效地吸收对流气体的对流热量，从而进一步增加锅炉底部的吸热效率。

本发明的又一目的在于提供一种用于发电站的锅炉炉子，其中供给到炉子的水经由外部水管部重新供给到内部水管部中，以便设置在低位置的内部水管壁用作过热器来降低整个水管和锅炉之间的高度，从而降低了构造费用，且水管的长度大大减小，显著降低了给水泵的负载，从而增加了整个系统的热效率。

本发明的又一目的在于提供一种用于发电站的锅炉炉子，其中内部水管壁防止了火球的形成并用作过热器来吸收由火焰产生的大量热量，因而防止了高温火球引起的热NOx的形成并防止了灰燃烧剩余物被高温火球熔化形成熔渣。