1.本实用新型涉及循环流化床锅炉设备的技术领域，更具体地讲，涉及一种高温级受热面低位布置的循环流化床锅炉。


背景技术：

2.近年来，随着国内循环流化床锅炉技术的飞速发展，其参数一直在不断的提升。现如今，国内已有660mw等级超临界循环流化床锅炉的运行，更高等级的超超临界循环流化床锅炉也在研发中。
3.大部分循环流化床锅炉的高温过热器、高温再热器布置在炉膛或尾部烟道内。对于高参数的循环流化床锅炉，由于末级受热面的汽温大幅提升，炉膛或尾部烟道的高温级受热面的传热温压较低，换热系数也较小，导致高等级受热面较多，炉内布置紧凑，锅炉结构复杂。同时，高过、高再的出口设置在锅炉顶部，通过连接管，蒸汽从高过、高再出口流向汽轮机。汽轮机一般放置在运转层，从高过、高再出口到汽轮机有几十米的落差，具体如图1所示。因此，主汽管道、再热蒸汽管道的管材耗量较大。特别是高参数的循环流化床锅炉，蒸汽管道需要用到大口径、高等级的管材，其成本也越高。
4.因此，高等级受热面和管道昂贵的投资在一定程度上限制了循环流化床锅炉往更高参数、更多再热级数发展。


技术实现要素：

5.为了降低高参数循环流化床锅炉的制造成本，同时降低高过、高再炉内或尾部布置时的复杂性，本实用新型提出了一种高温级受热面低位布置的循环流化床锅炉，将高温过热器或高温再热器低位布置来降低成本和简化结构。
6.为此，本实用新型提供了一种高温级受热面低位布置的循环流化床锅炉，包括：
7.分离回料单元，所述分离回料单元与锅炉炉膛相连，其能够分离烟气中的循环灰并且将部分循环灰返回至锅炉炉膛；
8.外置换热单元，所述外置换热单元通过放灰组件与分离回料单元相连，其能够通过蒸汽换热回收另一部分循环灰的热量并将所述另一部分循环灰返回至锅炉炉膛；
9.其中，所述外置换热单元低位布置在所述分离回料单元的下方并与汽轮机相连。
10.进一步地，所述外置换热单元为外置高温过热器、外置一次高温再热器和/或外置二次高温再热器，所述外置换热单元的蒸汽来源为过热蒸汽或再热蒸汽。
11.进一步地，所述外置换热单元的蒸汽进口管道与蒸汽来源相连且蒸汽出口管道与汽轮机的蒸汽入口相连，并且外置换热单元的蒸汽出口管道标高与汽轮机的蒸汽入口标高相等或相近。
12.进一步地，所述分离回料单元包括分离器和回料器，所述分离器的烟气入口与锅炉炉膛的烟气出口相连，所述分离器通过回料器与锅炉炉膛相连。
13.进一步地，所述放灰组件包括放灰管道和设置在放灰管道上的灰控阀，所述外置
换热单元通过放灰管道与分离器相连并且通过回料管道与锅炉炉膛相连。
14.进一步地，来自分离回料单元的另一部分循环灰依次通过放灰管道、外置换热单元和回料管道返回锅炉炉膛。
15.进一步地，来自蒸汽来源的蒸汽依次通过蒸汽进口管道、外置换热单元和蒸汽出口管道去往汽轮机。
16.本实用新型提供的高温级受热面低位布置的循环流化床锅炉，将外置换热单元布置在分离回料单元下方，相对现有技术而言锅炉结构简单，同时可以减少高温级受热面、主汽管道、再热蒸汽管道等的管材耗量，大幅降低高参数循环流化床锅炉的制造成本。
附图说明
17.图1示出了现有技术中蒸汽出口设置在锅炉炉顶的循环流化床锅炉结构示意图。
18.图2示出了根据本实用新型示例性实施例高温级受热面低位布置的循环流化床锅炉的结构示意图。
19.附图标记说明：
[0020]1‑
分离器、2
‑
放灰管道、3
‑
灰控阀、4
‑
外置换热单元、5
‑
回料管道、6
‑
蒸汽进口管道、7
‑
蒸汽出口管道、8
‑
汽轮机、9
‑
回料器。
具体实施方式
[0021]
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0022]
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0023]
下面将对本实用新型高温级受热面低位布置的循环流化床锅炉进行详细说明。
[0024]
图2示出了根据本实用新型示例性实施例高温级受热面低位布置的循环流化床锅炉的结构示意图。
[0025]
如图2所示，根据本实用新型的示例性实施例，所述高温级受热面低位布置的循环流化床锅炉包括分离回料单元和外置换热单元4，其中，分离回料单元与锅炉的炉膛相连，其能够分离烟气中的循环灰并且将部分循环灰返回至炉膛；外置换热单元4通过放灰组件与分离回料单元相连，其能够通过蒸汽换热回收另一部分循环灰的热量并将该另一部分循环灰返回至炉膛。
[0026]
本实用新型的外置换热单元4低位布置在分离回料单元的下方并与汽轮机8相连。也即，外置换热单元4是通过蒸汽与循环灰的换热实现对蒸汽的加热，并且通过低位布置减少管材耗量，大幅降低高参数循环流化床锅炉的制造成本。
[0027]
其中，外置换热单元4可以为外置高温过热器、外置一次高温再热器和/或外置二次高温再热器，具体根据蒸汽的种类来选择设置。该外置换热单元4的蒸汽来源可以为过热蒸汽或再热蒸汽，经外置换热单元4加热后的过热蒸汽或再热蒸汽进入汽轮机做功。
[0028]
优选地，外置换热单元4的蒸汽进口管道与蒸汽来源相连且蒸汽出口管道与汽轮机的蒸汽入口相连，并且外置换热单元4的蒸汽出口管道标高与汽轮机的蒸汽入口标高相
等或相近。由此，能够使加热后的过热蒸汽或再热蒸汽水平进入汽轮机，相对现有的蒸汽从炉顶引出的技术，减少了出口管道的长度。
[0029]
根据本实用新型，分离回料单元包括分离器1和回料器9，分离器1的烟气入口与锅炉炉膛的烟气出口相连，分离器1通过回料器9与锅炉炉膛相连，其中分离器1可以为旋风分离器等常用分离设备。
[0030]
放灰组件包括放灰管道2和设置在放灰管道2上的灰控阀3，外置换热单元通过放灰管道2与分离器1相连并且通过回料管道5与锅炉炉膛相连。分离器1底部开有放灰口，放灰口与放灰管道2连接，设置在放灰管道2上的灰控阀3用于调节进入外置换热单元4的灰量。
[0031]
锅炉运行时，分离器1分离出的一部分循环灰通过回料器9直接返回炉膛，另一部分循环灰通过放灰管道2进入外置换热单元4，循环灰加热蒸汽后通过回料管道5返回锅炉炉膛。从低级换热器过来的蒸汽从蒸汽进口管道6进入外置换热单元4，然后从蒸汽出口管道7离开，进入布置在运转层的汽轮机8。
[0032]
也即，通过外置换热单元的低位设置，来自分离回料单元的另一部分循环灰依次通过放灰管道2、外置换热单元4和回料管道5返回锅炉炉膛，来自蒸汽来源的蒸汽依次通过蒸汽进口管道6、外置换热单元4和蒸汽出口管道7去往汽轮机8。
[0033]
由于外置换热单元4具有更高的换热系数，相对炉内布置可减少高温级受热面面积，同时外置换热单元布置在分离器1下方且与运转层标高相近。经过外置换热单体加热的过热蒸汽或再热蒸汽能够水平进入汽轮机，相对现有的蒸汽从炉顶引出的技术减少了出口管道的长度。
[0034]
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0035]
实施例：
[0036]
如图2所示，本实施例高温级受热面低位布置的循环流化床锅炉包括分离器1、放灰管道2、灰控阀3、外置换热单元4、回料管道5、蒸汽进口管道6、蒸汽出口管道7、汽轮机8、回料器9。
[0037]
外置换热器单元可选择仅外置高温过热器和同时外置高温过热器和高温再热器，其具体实施过程相同。分离器1底部开有放灰口，与放灰管道2连接，灰控阀3设置在放灰管道2上，在锅炉运行过程中床温、蒸汽温度数不稳定时，可调节灰控阀3控制进入外置换热单元4的灰量，进而调节床温和蒸汽温度并保证锅炉运行时床温、蒸汽参数的稳定。
[0038]
锅炉运行时，分离器1分离出的一部分循环灰通过回料器直接返回锅炉炉膛，另一部分循环灰通过放灰管道2进入外置换热单元4，同时从低级换热器过来的蒸汽从蒸汽进口管道6进入外置换热单元4内部的受热面，高温循环灰与受热面内的蒸汽进行换热。然后循环灰通过回料管道5返回锅炉炉膛，高参数的蒸汽从蒸汽出口管道7离开，进入布置在运转层的汽轮机8。
[0039]
外置换热单元相比炉内或尾部布置的换热器，其换热系数更大。相同参数的循环流化床锅炉，外置换热单元的面积更小，可减少高温级受热面的高等级管材耗量。同时，外置换热单元布置在回料器下方并与运转层标高相近，经过外置换热单元加热的过热蒸汽或再热蒸汽水平进入汽轮机。
[0040]
以600mw超超临界带二次再热循环流化床锅炉为例。现有技术方案如图1所示，高
温级受热面炉内布置，主汽、再热蒸汽出口设计在炉顶60m左右，双侧向下引至布置在10m运转层的汽轮机，其落差为50m。而本实施例方案如图2所示，将高温级受热面放置于外置床内，相对炉内或尾部外置，外置床换热系数约为炉内的1.35倍，相同换热量的情况下，可减少受热面积24％。同时，外置换热单元4布置在分离回料单元下方，其出口蒸汽水平引至布置在10m运转层的汽轮机，二者高度上无落差。与已有技术相比，蒸汽出口管道单侧可减少50m。
[0041]
以600mw超超临界带二次再热循环流化床锅炉为例，蒸汽出口管道双侧布置。主汽出口管道规格为φ419
×
85、sa
‑
335p92，一次再热器出口管道规格为φ565
×
70、sa
‑
335p92，二次再热器出口管道规格为φ813
×
36、sa
‑
335p92，sa
‑
335p92无缝钢管按3万元/吨计算，高温过热器管子规格按φ51
×
12(super304h)，高温再热器管子规格按φ63.5
×
8.5(super304h)，按单价7万元/吨计算。
[0042]
对比例不采用外置换热单元的方案，实施例11采用外置高温过热器的方案，实施例2采用外置高温过热器+外置一次高温再热器的方案，实施例3采用外置高温过热器+外置一、二次高温再热器的方案，下表1示出了本实用新型的各实施例相对于对比例可节省的管道及受热面成本，可见本实用新型方案在成本上节省巨大，具有良好的推广应用价值。
[0043]
表1本实用新型的各实施例相对于对比例可节省的管道及受热面成本
[0044] 对比例实施例1实施例2实施例3外置高温过热器/是是是外置一次高温再热器//是是外置二次高温再热器///是节省管道长度(m)0100200300节省管道重量(t)070155224节省管道成本(万元)0210465672节省受热面面积(
㎡
)03256711017节省受热面重量(t)04183125节省受热面成本(万元)0290581875总节省成本(万元)050010461547
[0045]
本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。