[发明专利]循环流化床锅炉的热交换装置

说明书

本发明涉及到一种用于循环流化床锅炉的热交换装置。

这样的锅炉包括下列示于图1中的部件：

—一个炉子C，用于通过微粒循环流化床来保障燃料的燃烧，该炉子的壁包括若干垂直管，引入其下部的水的蒸发所产生的水乳剂(液相和汽相)在其中循环；

—一个分离机构S，通常是一个旋风分离器，由之回收在炉子顶端排出的气体和微粒，以便将它们送入两个不同的管道；

—一个第一热交换器ET1，通常与分离机构S的气体管道S1相连，该热交换器例如是余热利用器、蒸发器、过热器或者再过热器；

—一个稠密流化床ET2，向其供给来自分离机构S的微粒，也就是说，它一方面与该分离机构的微粒管道S2相连，另一方面与炉子C的下部相连(还可以设置一个稠密流化床ET2B，向其供给在炉子C中收集的微粒，也就是说，该流化床ET2B一方面与该炉子的排出管相连，另一方面与炉子的底部相连)，该稠密流化床包括一个第二热交换器，其入口与第一热交换器ET1的出口相连。

该第二热交换器通常由若干管道组构成，每一管道组包括许多蛇形管，后者安置在若干通常垂直的平行平面内。载热流体，通常是水蒸气，在这些管道组中循环。所有管道组都集成于一个矩形箱中。

通常，所述管道组是按下述方式设置的：从所述矩形箱的一壁开始，首先是第一管道组，其与所述壁之间没有隔离，或者由一个没有蛇形管的空间隔开，然后是第二管道组，其与第一管道组之间没有隔离，或者由一个没有蛇形管的空间隔开；第一和第二管道组之间的空间可以有一层物理隔离，比如隔墙或者隔板；还可能有若干附加管道组，它们的设置方式类似，使得最后一个管道组与矩形箱的另一壁之间没有隔离，或者由一个没有蛇形管的空间隔开，所述另一壁在矩形箱的与第一管道组正对的壁的对面。

这样，稠密流化床ET2的微粒供给管道就与矩形箱的一壁相连，或者与第一管道组和该壁之间的自由空间相连，向炉子C的微粒回送由对壁完成，或者由与最后管道组和该对壁之间的自由空间相连的一个出口完成。

微粒的强烈搅动倾向于使矩形箱中的温度均一化，但是，由于微粒再从矩形箱中排出时要比其进矩形箱时温度要低，所述趋向均一化的温度并非处处相同。在微粒入口附近的管道与在出口附近的管道相比，受到的加热作用更强。

此外，当锅炉的功率上升时，热交换器的功率，从而其工作表面也要增大。然而，温度的扩散是与矩形箱的工作表面直接相联系的。因此，设置在微粒入口处的第一管道组产生的蒸汽的温度要高于设置在出口处的最后管道组产生的蒸汽，而这种情况是不希望出现的。

另外，要避免去实现能够承受矩形箱的任何地方的最大温度的管道组，因为这样涉及到的方案代价昂贵。因此，一个热交换器中需要有多少管道组类型，就准备多少类型的管道组，每一类型的尺寸都按其自己在矩形箱中的位置所对应的工作温度来确定。而这样将管道组分级的结果，又导致丧失了单一生产线所带来的许多好处。

因此，本发明的目的是提供一种热交换装置，它使得可在第二热交换器的管道组出口处获得大致均一的温度。

根据本发明，该热交换装置包括一个第一热交换器，后者下游是置于一稠密流化床中的第二热交换器，该第二热交换器由一系列沿稠密流化床中的悬浮态微粒的路径放置的管道组构成。另外，所述第二热交换器包括至少两个入口，位于其中央的两侧，这两个入口分别接收不同的混合物，即第一热交换器的输入流体和输出流体的混合物，以使得进入每一管道组的流体的温度是到所述稠密流化床中的微粒入口处的距离的递增函数。

这样，稠密流化床中的微粒温度的差异就由供给各个管道组的流体的温度差异进行补偿。

至于热交换面，当第二热交换器包括多于两个的管道组时，一种有效率的方案是为每一个管道组设置一个专用入口。

但是，一种经济的方案是，与上述相反，使管道组的所有入口都与一个唯一的总管相连。

根据本发明的一个有利特征，管道组由设置在平行垂直面中的蛇形管构成。

另外，微粒的路径垂直于在其中实现所述蛇形管的平面。

本发明的一个最佳实施例在于所有管道组都是相同的。

有利的是，至少一种第一热交换器的入口和出口流体的混合物由与该第一热交换器的入口和出口相连的一些调节阀实现。

但是，至少一种第一热交换器的入口和出口流体的混合物也可以由与该第一热交换器的入口或者出口相连的一个调节阀来实现。

通过参照附图给出的实施例的说明可以更清楚地了解本发明，附图中：

—图1是一个可应用本发明的锅炉的示意图，