屏式受热机构及循环流化床锅炉系统
技术领域
本发明涉及循环流化床锅炉技术领域，尤其涉及一种屏式受热机构及循环流化床锅炉系统。
背景技术
随着循环流化床锅炉朝着大容量发展，循环流化床的炉膛内通常需要布置较多的屏式受热机构，以满足锅炉吸热的要求，同时控制炉膛内的烟气温度在一个合理的范围内。而且，随着循环流化床锅炉朝着超临界、超超临界参数方向发展，其在炉膛中需要布置更多的屏式受热机构才能满足锅炉蒸汽参数和负荷的要求。
目前，屏式受热机构的形状大多呈“L”型，即屏式受热机构包括垂直相连的两个直线段，由于在安装过程中，屏式受热机构的一端固定于锅炉的水冷壁，另一端悬吊于锅炉顶部的安装吊架，此种情况下，当屏式受热机构在运行过程中管组上下膨胀受阻和同屏管间温度偏差大时，由于屏式受热机构的一端固定，从而容易产生严重弯曲变形，进而影响屏式受热机构的使用寿命。
发明内容
本发明公开一种屏式受热机构及循环流化床锅炉系统，以解决目前的屏式受热机构容易产生弯曲变形的问题。
为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
一种屏式受热机构，应用于循环流化床锅炉系统，所述循环流化床锅炉包括燃烧室，所述屏式受热机构包括进汽总管、出汽总管和多个分管，所述进汽总管和所述出汽总管设置于所述燃烧室之外，且位于所述燃烧室的顶部，所述进汽总管与所述出汽总管相平行，所述分管包括依次连接的第一管段、第二管段和第三管段，所述第一管段和所述第三管段均沿所述第二管段的同一侧延伸，所述第二管段处于所述燃烧室之内，所述第一管段的端部与所述进汽总管相连通，所述第三管段的端部与所述出汽总管相连通，且多个所述分管在所述进汽总管或所述出汽总管的长度方向间隔分布。
一种循环流化床锅炉系统，包括上文所述的屏式受热机构。
本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：
本发明实施例公开的屏式受热机构中，屏式受热机构中的分管包括依次连接的第一管段、第二管段和第三管段，第一管段和第三管段均沿第二管段的同一侧延伸，以使屏式受热机构的形状呈“U”型，在屏式受热机构应用于循环流化床锅炉系统的情况下，屏式受热机构的至少部分悬吊于燃烧室的炉腔内，当屏式受热机构运行时，此种结构的屏式受热机构能够保证分管的自由膨胀和分管的出口汽温均匀，从而能够防止分管中的热应力集中，以使屏式受热机构中的分管较难产生变形，进而能够提高屏式受热机构的使用寿命。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例公开的循环流化床锅炉系统的结构示意图；
图2为本发明实施例公开的屏式受热机构的剖视图；
图3为图2的A-A向的剖视图；
图4为本发明实施例公开的屏式受热机构的部分结构示意图。
附图标记说明：
100-燃烧室；
200-屏式受热机构、210-进汽总管、220-出汽总管、230-分管、231-第一管段、232-第二管段、233-第三管段、240-第一管组、250-第二管组、260-第三管组、270-耐火耐磨部、271-光滑斜面、272-布风通道、280-连接片、290-悬吊架；
300-旋风分离器；
400-返料器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明各个实施例公开的技术方案。
如图1～图4所示，本发明实施例公开一种屏式受热机构200，应用于循环流化床锅炉系统，循环流化床锅炉系统包括燃烧室100、屏式受热机构200、旋风分离器300和返料器400。
燃烧室100是一种燃料通过燃烧生成高温烟气的装置，燃烧室100通常是一种耐高温合金材料的膜式水冷壁制成的燃烧设备。屏式受热机构200的部分设置于所述燃烧室100内，具体的，屏式受热机构200可以设置在燃烧室100的炉腔上部或炉腔烟气出口处，从而能够吸收燃烧室100内的直接辐射热，以及吸收烟气的对流热，进而能够起到降低炉腔的烟气出口温度的作用。而且，屏式受热机构200所吸收的热量能够加热屏式受热机构200中的蒸汽，并送入汽轮机进行膨胀做功，进而将热能转化为电能，供用户使用。
旋风分离器300通过返料器400与燃烧室100连通，在具体的工作过程中，旋风分离器300能够利用离心沉降原理从气流中分离出颗粒，返料器400是将旋风分离器300分离下来的颗粒稳定地送回至压力较高的燃烧室100内。
本发明实施例中，屏式受热机构200包括进汽总管210、出汽总管220和多个分管230，进汽总管210和出汽总管220设置于燃烧室100之外，且位于燃烧室100的顶部，进汽总管210与出汽总管220相平行，进汽总管210和出汽总管220上均可以设置有悬吊架290，进汽总管210和出汽总管220均可以通过悬吊架290设置于锅炉钢架上，从而方便进汽总管210和出汽总管220的安装。
分管230包括依次连接的第一管段231、第二管段232和第三管段233，第一管段231和第三管段233均沿第二管段232的同一侧延伸，第二管段232处于燃烧室100之内，以使分管230可以吸收燃烧室100内产生的热量，在安装过程中，第一管段231的端部可以穿出燃烧室100的炉腔，以使第一管段231的端部与进汽总管210相连通，相应地，第三管段233的端部可以穿出燃烧室100的炉腔，以使第三管段233的端部与出汽总管220相连通，且多个分管230在进汽总管210或出汽总管220的长度方向间隔分布。
在具体的工作过程中，进汽总管210中温度较低的蒸汽通过第一管段231流入至第二管段232，从而使得通过进汽总管210流入的低温蒸汽加热至高温蒸汽，然后通过第三管段233输送至出汽总管220中，进而供汽轮机发电使用。
通过上文可知，本发明实施例公开的屏式受热机构中，屏式受热机构200中的分管230包括依次连接的第一管段231、第二管段232和第三管段233，第一管段231和第三管段233均沿第二管段232的同一侧延伸，以使屏式受热机构200的形状呈“U”型，在屏式受热机构200应用于循环流化床锅炉系统的情况下，屏式受热机构200的至少部分悬吊于燃烧室100的炉腔内，当屏式受热机构200运行时，此种结构的屏式受热机构200能够保证分管230的自由膨胀和分管230的出口汽温均匀，从而能够防止分管230中的热应力集中，以使屏式受热机构200中的分管230较难产生变形，进而能够提高屏式受热机构200的使用寿命。
通常情况下，在燃烧室100的工作过程中，燃烧室100在其中心至侧壁的方向上的温度逐渐减小，因此，为了保证屏式受热机构200中的多个分管230能够均匀受热，可选地，本发明实施例公开的屏式受热机构200可以包括第一管组240、第二管组250和第三管组260，第一管组240、第二管组250和第三管组260均可以由多个分管230组成，具体的，自燃烧室100的中心至燃烧室100的侧壁的方向上，第一管组240、第二管组250和第三管组260可以依次分布，且第一管组240、第二管组250和第三管组260的长度可以依次增大。
在此种情况下，虽然燃烧室100在其中心至侧壁方向上的温度逐渐减小，但是温度变化幅度较大的区域在距离水冷壁间距的1000mm内，其他区域内的温度降低幅度较小，因此，自燃烧室100的中心至燃烧室100的侧壁的方向上，第一管组240、第二管组250和第三管组260的长度逐渐增大，从而在单位时间里，第一管组240、第二管组250和第三管组260所吸收的热量较为一致，以使第一管组240、第二管组250和第三管组260通入进汽总管210的蒸汽的温度较为均匀，进而便于后续使用。
进一步地，第一管组240中的分管230、第二管组250中的分管230和第三管组260中的分管230的直径可以逐渐减小。此种情况下，在单位时间里，第一管组240、第二管组250和第三管组260所吸收的热量更为一致，以使第一管组240、第二管组250和第三管组260通入进汽总管210的蒸汽的温度更为均匀，进而便于后续使用。
本发明实施例公开的屏式受热机构200还可以包括耐火耐磨部270，耐火耐磨部270可以套设于多个第二管段232。在屏式受热机构200安装于燃烧室100内的情况下，耐火耐磨部270能够起到保护屏式受热机构200的作用，以防止燃烧室100内的大量高温颗粒物在上下流动过程中对燃烧室100内的屏式受热机构200产生磨损，进而能够提高屏式受热机构200的使用寿命。
而且，耐火耐磨部270可以为一体式结构，从而能够起到连接各个分管230的作用，以使相邻的两个分管230之间能够保持一定的距离，以防止分管230的热应力集中造成分管230的变形。
当然，在屏式受热机构200包括第一管组240、第二管组250和第三管组260的情况下，耐火耐磨部270可以包括第一部分、第二部分和第三部分，第一部分可以套设于第一管组240中的多个第二管段232，第二部分可以套设于第二管组250中的多个第二管段232，第三部分可以套设于第三管组260中的多个第二管段232，此种情况下，耐火耐磨部270能够对不同组中的分管230起到更好的保护作用，以提高屏式受热机构200的使用寿命。
进一步地，耐火耐磨部270朝向进汽总管210或出汽总管220的表面可以为光滑斜面271，且光滑斜面271可以与燃烧室100的中心轴之间的夹角小于90°。此种情况下，由于光滑斜面271相对于燃烧室100的中心轴倾斜，当燃烧室100内产生的飞灰落到光滑斜面271时，由于重力的作用，飞灰将沿光滑斜面271的延伸方向滑落，以防止飞灰沉积到耐火耐磨部270上，从而能够防止耐火耐磨部270上积灰而对屏式受热机构200的传热和膨胀造成影响，以使屏式受热机构200较难产生变形。
本发明实施例中，在相邻的两个分管230之间，耐火耐磨部270可以开设有布风通道272。如图3所示，布风通道272可以贯穿耐火耐磨部270，以使燃烧室100底部的烟气可以通过布风通道272吹送到光滑斜面271上，此种情况下，在具体的工作过程中，燃烧室100内的烟气可以通过布风通道272吹送到光滑斜面271上，以使光滑斜面271上的积灰滑落，而且，光滑斜面271上的积灰也可以通过布风通道272掉落下来，从而防止光滑斜面271上产生较多的积灰而对屏式受热机构200的悬吊系统造成影响，以使屏式受热机构200较难产生变形。
进一步地，为了能够对光滑斜面271上的积灰的吹送效果较好，可选地，在耐火耐磨部270朝向进汽总管210或出汽总管220的方向上，布风通道272的直径可以逐渐减小。此种结构的布风通道272能够使得吹送到光滑斜面271上的风的压力更大，从而能够较容易地将光滑斜面271上的积灰吹走，以防止光滑斜面271上的积灰过大而造成屏式受热机构200产生变形。
而且，在另一种可选的方案中，在相邻的两个分管230之间，耐火耐磨部270可以间隔开设有多个布风通道272，此种情况下，多个布风通道272使得大量的风能够吹到光滑斜面271上，从而能够对光滑斜面271上的积灰的吹送效果较好，而且，光滑斜面271上的大量积灰可以通过多个布风通道272掉落，进而能够更好地防止光滑斜面271上产生积灰。
本发明实施例公开的屏式受热机构200还可以包括连接片280，连接片280可以连接多个第一管段231或第三管段233。此种情况下，连接片280能够使得屏式受热机构200上的多个分管230的安装效果较好，同时，连接片280也能够使得相邻的两个分管230之间保持一定的间距，以防止各个分管230之间靠的太近而造成分管230变形。可选地，连接片280的数量可以为多个，多个连接片280可以在第一管段231或第三管段233的延伸方向间隔设置，从而能够使得各个分管230之间的安装效果较好。
本发明实施例中，第二管段232可以为弧形管段，弧形管段的开口可以朝向进汽总管210或出汽总管220。请参考图2，相比于其他形状，弧形管段内的蒸汽的流通效果较好，从而能够防止分管230中某一处热应力集中造成分管230的变形。与此同时，相比于直管段，弧形管段能够防止底部积灰而对屏式受热机构200的悬吊系统造成影响，进而防止屏式受热机构200产生变形。
基于本发明实施例公开的屏式受热机构200，本发明实施例还公开一种循环流化床锅炉系统，所公开的循环流化床锅炉系统包括上文任意实施例所述的屏式受热机构200。
本发明上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
