CN103348187B - 具有壁加热表面的强制流蒸汽发生器及其运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及强制流蒸汽发生器(10)及其运行方法。强制流蒸汽发生器(10)具有带喷燃器组件(20)的燃烧室(11)。燃料(B)和由纯氧和烟道气(R)组成的混合物(G)馈送到燃烧室(11)中或馈送到喷燃器组件(20)供燃烧。烟道气管道(27)沿烟道气(R)的流向(S)连接到燃烧室(11)上，并且烟道气通道(26)连接到烟道气管道上。用于氧-烟道气混合物(G)的烟道气(R)通过烟道气再循环管线(28)从烟道气通道(26)馈送回来。强制流蒸汽发生器(10)在所谓的氧燃料过程中运行。多个辅助加热表面(35)在喷燃器组件(20)的下游布置在烟道气管道(27)中。在喷燃器组件(20)和辅助加热表面(35)之间提供壁加热表面组件(36)，其至少部分地覆盖界定燃烧室(11)的燃烧室壁(12)的燃烧室壁区段(38)。为此，壁加热表面组件(36)具有贴靠着燃烧室壁区段(38)的相应地相关联的节段的多个壁加热表面(37)。工作介质(A)流过壁加热表面组件(36)，而且照这样，热能从烟道气(R)消散出来，以便限制工作介质(A)在燃烧室壁管(13)中的加热，以及因此限制锅炉的上部区段中的壁管温度。

Description

具有壁加热表面的强制流蒸汽发生器及其运行方法
技术领域
本发明涉及提供和设计成在所谓的氧燃料过程中运行的强制流蒸汽发生器，而且还涉及用于运行强制流蒸汽发生器的方法。在氧燃料过程中，不是空气，而是基本由再循环烟道气和氧组成的混合物作为氧化剂而馈送到燃烧室中，或者馈送到蒸汽发生器的喷燃器组件。煤以及优选干褐煤可用作燃料。在燃料的燃烧期间，在作为氧化剂的烟道气-氧混合物的协助下，在燃烧室中产生非常高的温度。流过燃烧室壁管和烟道气管道的周壁的邻接管的工作介质被非常强烈地加热。燃烧室壁或周壁必须能够经受住这些温度。
背景技术
在连接到燃烧室上的烟道气管道中在喷燃器组件的下游的强制流蒸汽发生器具有至少一个辅助加热表面，其中，该至少一个辅助加热表面可构造成过热表面、再热表面或所谓的节热器。特别地，提供多个这样的辅助加热表面，使得可提供过热表面、再热表面和节热器的组合。
在燃烧室出口处的或者在到达辅助加热表面之后的烟道气温度要在期望的预定范围内，例如，该范围可介于950摄氏度和1100摄氏度之间，确切值取决于所使用的燃料。在氧燃料运行期间，在喷燃器组件和至少一个辅助加热表面之间的区域中的燃烧室壁必须经受住高温。燃烧室壁和与其邻接的烟道气管道的周壁两者都必须相应地通过工作介质消散大量热量。为了考虑到这些需要，可使用马氏体钢合金和/或镍基材料作为这些壁的材料。但是，这些材料具有缺点，即，如果借助于焊接来使单独的壁区段互连，则这些材料需要在构造期间和在运行现场的任何修理工作期间，进行后热处理。因此构造和维护这样的壁的费用非常高。因此，避免使用马氏体钢合金和镍基材料作为燃烧室壁或周壁的材料是合乎需要的。
用于冷却壁的另一个可能性可为增加用于形成烟道气-氧混合物的较冷的烟道气的再循环比例，以便因此降低燃烧室中的温度，以及减少燃烧室壁管中的工作介质的热吸收。这又将导致必须使用较大量的氧来保持预定的氧比例，例如，为氧-烟道气混合物的21体积%或30体积%。生产氧是昂贵且能量密集型的。由于这个原因，要尽可能最大程度地降低蒸汽发生器对氧的消耗，这在同等程度上限制了用于再循环的烟道气的比例。即使在没有额外地馈送氧的情况下增加烟道气比例是可行的，这也不构成最佳解决方法。因此，必须清洁再循环烟道气，使得由于成本原因，关于装置的资金花费和运行，要尽可能最大程度地减小烟道气的再循环比例。从运行经济性的观点看，再循环烟道气比例越大，装置的效率就越低。
例如从英国教授KarlStrauss的出版物“KraftwerkstechnikzurNutzungfossiler,regenerativerundnuklearerEnergiequellen”(“Powerplanttechnologyforusingfossil,regenerativeandnuclearenergysources(用于使用化石能源、再生能源和核能源的功率装置技术)”斯普林格(Springerverlag)，1994第二版，第4.4.2.4章，第171-174页，在本质上得知强制流蒸汽发生器，它也被称为直通蒸汽发生器。与再循环蒸汽发生器或强制循环蒸汽发生器相反，呈水、蒸汽或水-蒸汽混合物的形式的工作介质在直通运行中在直通传送期间，在直通蒸汽发生器或强制流蒸汽发生器中的蒸发器中已经完全蒸发。另一方面，在再循环蒸汽发生器中，在传送通过蒸发器之后，工作介质未完全蒸发，而在与蒸汽分离之后，未蒸发部分再次馈送到蒸发器。
发明内容
基于此，可认为本发明的目标是生产一种强制流蒸汽发生器，在生产的情况下，其维护和运行的成本比较低，而且适于在其中烟道气-氧混合物而非空气作为氧化剂的氧燃料过程中运行。
借助于具有专利权利要求1的特征的强制流蒸汽发生器，以及还借助于具有专利权利要求14的特征的强制流蒸汽发生器的运行方法来达到这个目标。
强制流蒸汽发生器具有界定燃烧室的燃烧室壁和界定烟道气管道的周壁。烟道气管道沿流向连接到燃烧室上。在所有情况下，两个壁都具有多个互连壁管，互连壁管可优选地布置成与水平方向和竖向倾斜地延伸。燃烧室壁管优选通过肋而互连，以形成不透气的燃烧室壁。周壁管对应地互连，以形成不透气的周壁。相应的管或壁由铬比例为1.9-2.6原子%(原子百分比)的钢合金生产而成。因此，在蒸汽发生器的运行现场将单独的壁节段焊接在一起之后，无需进行昂贵的后处理，而马氏体钢合金或镍基材料则需要。用于壁管或壁的钢合金是铁素体。在优选实施例中，钢合金的铬比例在2.25-2.5原子%的范围内。例如，可使用在例如美国西康舍霍肯的ASTM国际的规范A213/A213M-09a中定义和标准化的材料T23或T24作为合金。在2001年第6期的(技术检验机构协会)材料规范表511/2中找到材料T23的另外的定义，并且例如，在2007年10月期的标准规范表DINEN10216-2中找到例如材料T24的另外的定义。
当燃料(尤其是干褐煤)与由烟道气和纯氧组成的作为氧化剂的混合物一起燃烧时，用于壁管或壁的钢合金不能经受住高温。特别地，工作介质的热吸收和因此引起的介质温度连同运行压力将过高。为了将强制流蒸汽发生器设计成用于在氧燃料过程中运行，根据本发明，因此在燃烧室中布置壁加热表面组件。这个壁加热表面组件用来限制流过壁管的工作介质的热吸收。为此壁加热表面组件从烟道气中抽取热能，并且至少部分地防护燃烧室壁区段，使得在燃烧室壁管中沿着这个燃烧室壁区段流动的工作介质不被加热，或仅被加热到预定程度。仅在未被壁加热表面组件覆盖的壁管的一部分上面，在其中流动的工作介质被显著地加热。特别地，确定在燃烧室壁区段中的壁加热表面组件的大小和部署，使得燃烧室壁管和周壁管中的工作介质不超过例如500℃的预定临界温度。
壁加热表面组件沿烟道气流向布置在喷燃器组件和至少一个辅助加热表面之间。壁加热表面组件优选具有多个单独的壁加热表面，该多个单独的壁加热表面在燃烧室壁区段的内部沿周向方向布置成紧挨着彼此。在这种情况下，壁加热表面在一个高度处紧挨着彼此附连是可行的，如在流向上看到的那样。备选地，壁加热表面也可沿烟道气流向，以相对于彼此偏开的方式布置在燃烧室壁区段的内部。壁加热表面优选形成基本封闭的环，并且大体上完全覆盖燃烧室壁区段。
壁加热表面组件特别地具有多个加热表面管，多个加热表面管贴靠着彼此，或者彼此相邻最大2cm、以及优选小于5mm的距离而延伸，从而形成小间隙。壁加热表面组件单独的壁加热表面直接贴靠着彼此，或者形成最大30cm或最大10cm的小空隙。因此，壁加热表面组件可紧密地构造而成，或者考虑到壁加热表面的材料在热负荷期间有膨胀行为，壁加热表面组件可具有最大30cmm或最大10cm的较小间隙或空隙。照这样，壁加热表面组件大体沿周向方向完全覆盖燃烧室壁区段。可保持所描述的较小间隙的情况要通过用语“大体”来理解。已经显示了这样的间隙在强制流蒸汽发生器的运行期间非常快速地被灰粒堵塞，使得在强制流蒸汽发生器投入运行之后的短时间里就已经完成了完全覆盖。
壁加热表面组件还至少部分地防护位于其后的燃烧室壁区段，以抵抗喷燃器火焰的热辐射。
由于壁加热表面组件防止工作介质在壁管中不被允许地强烈加热，所以使得对燃烧室壁管和周壁管使用具有仅为1.9至2.6原子%的铬比例的耐热钢合金可行。避免了用于降低燃烧室中的温度的烟道气的高再循环比例及其在引言中描述的缺点。照这样，强制流蒸汽发生器可非常经济地运行。对于壁，可省去马氏体钢合金或镍基材料，这显著地简化了蒸汽发生器的构造和维护两者。
在有利实施例中，仅借助于燃烧室中的烟道气来在一侧加热壁加热表面组件。因此壁加热表面组件构造和布置在燃烧室壁上，使得没有烟道气或者仅非常小部分的烟道气可穿透壁加热表面组件和燃烧室壁之间的区域。壁加热表面组件至少在其与喷燃器组件相关联的下侧上优选间接或直接地贴靠着燃烧室壁。在优选的示例性实施例中，壁加热表面组件也可沿烟道气的流向，沿着壁加热表面组件的整个范围，贴靠着燃烧室壁，优选直接贴靠着燃烧室壁。
在所有情况下，壁加热表面都在一个平面上延伸是有利的。在优选实施例中，各个壁加热表面包括多个加热表面管，多个加热表面管贴靠着彼此，或者彼此相邻地延伸，从而形成最大2cm的小间隙。加热表面管可具有一个弯曲点或多个弯曲点，并且在所述壁加热表面所延伸的平面上延伸。各个壁加热表面的加热表面管可流体地连接到单独的集管上。由于平坦的壁加热表面的原因，位于它们后面的燃烧室壁区段得到良好的防护，而且工作介质在燃烧室壁管中的热吸收完全降低。此外，平坦的壁加热表面生产和维护起来简单。将壁加热表面组件分成多个单独的壁加热表面使得在生产期间以及在强制流蒸汽发生器的构造期间操作起来较容易。
在优选的示例性实施例中，工作介质流过各个壁加热表面的加热表面管。特别地，工作介质连续地流过燃烧室壁管，并且然后流过壁加热表面组件的加热表面管，以及/或者流过至少一个辅助加热表面的管。壁加热表面组件可构造成壁过热器或再热器。在另一个实施例中，壁加热表面的一部分可形成再热器，而壁加热表面的另一部分可形成过热器。
在根据本发明的氧燃料过程中，氧-烟道气混合物馈送到至少一个喷燃器，或者馈送到燃烧室，以燃烧燃料，优选干褐煤。纯氧与氧-烟道气混合物的总体积的比例相当于18体积%至40体积%，以及优选21体积%至30体积%。具有至少90体积%的氧的比例的氧在这里要理解为纯氧。
附图说明
从从属专利权利要求和描述中获悉强制流蒸汽发生器和用于运行强制流蒸汽发生器的方法的有利实施例。在该描述中，基于优选的示例性实施例来阐明本发明的另外的特征，其中，另外要参考附图。在图中：
图1在示意性框图状的示图中显示强制流蒸汽发生器的示例性实施例，
图2显示根据图1的强制流蒸汽发生器的壁加热表面的示意性框图状的示图，其中，加热表面管以U形构造延伸，
图3显示根据图1的强制流蒸汽发生器的壁加热表面的另一个示例性实施例的示意性框图状的示图，其中，加热表面管以Z形构造延伸，以及
图4显示在符合截面线IV-IV的壁加热表面组件的区域中通过根据图1的强制流蒸汽发生器的燃烧室的横截面的示意图。
具体实施方式
在图1中显示强制流蒸汽发生器10的框图状的示图。强制流蒸汽发生器10具有由燃烧室壁12界定的燃烧室11。燃烧室壁12以不透气的方式封闭燃烧室11。燃烧室壁具有多个燃烧室壁管13(图4)，在所有情况下，燃烧室壁管都构成用于工作介质A的流体通道。烟道气管道27沿烟道气R的流向S连接到燃烧室11上。烟道气管道27由周壁17界定，周壁17具有以不透气的方式互连的多个周壁管。烟道气管道27连接到燃烧室11上，并且用于从强制流蒸汽蒸发器10中排出烟道气R。周壁管流体地串联连接到燃烧室壁管13上，并且工作介质流过所述周壁管。
水或水-蒸汽混合物用作工作介质A。在强制流蒸汽发生器10中，在工作介质单次传送通过蒸发器的期间，产生亚临界或超临界热蒸汽，并且然后，例如，热蒸汽可馈送到功率装置中的蒸汽涡轮，以产生功率。工作介质A在馈送点15处馈送到燃烧室壁管13中。
在优选的示例性实施例中，燃烧室壁管13通过肋16而互连，以产生不透气的燃烧室壁12。在所有情况下，在两个相邻的燃烧室壁管13之间提供肋16，肋常常也被称为翅片。燃烧室壁12的这种结构也被称为管-翅片连接。根据该示例，周壁管以相同的方式互连。
燃烧室壁12以及还有周壁17(即，位于其间的燃烧室壁管13、周壁管和肋16)由下者生产而成，铬比例为至少1.9原子%的钢合金，以及在优选的示例性实施例的情况下，最多2.6原子%的铬。在这种情况下，钢合金是铁素体钢合金。铬比例优选在2.25原子%至2.5原子%的范围内。例如，钢合金T23或T24适合用作材料。在下表中规定了这种钢合金的化学属性：
n.s=未规定。
在示例性实施例中，燃烧室壁管13大部分相对于水平方向和竖向倾斜地延伸。强制流蒸汽发生器10设计成塔型结构。在底部处，燃烧室11构造成燃烧室漏斗18。在燃烧室11的与燃烧室漏斗18相关联的端部处，提供具有喷燃器或多个喷燃器21的喷燃器组件20。喷燃器21产生火焰，以燃烧燃料B，在优选的示例性实施例中，燃料是碾碎了的干褐煤。
氧-烟道气混合物G馈送到燃烧室11或喷燃器组件20。为此，至少一个馈送管线22连接到喷燃器组件20或燃烧室11上。根据该示例，已经混合的氧-烟道气混合物G馈送通过馈送管线22。馈送管线22通过预混合器30而连接到氧供应23和烟道气再循环管线28上。纯氧O2存储在氧供应23中。在这种情况下，O2比例为至少90体积%的氧要理解为纯氧。预混合器30也可为喷燃器组件20的构件部分。备选地，也存在在单独的管线中将氧O2和烟道气R单独馈送到燃烧室11或喷燃器组件20的可能性。提供多级混合以及优选两级混合也是可行的，其中，在烟道气再循环管线28中馈送回的烟道气R的一部分直接馈送到燃烧室11中，而则馈送回的烟道气R的其它部分则用来与氧预混合。在图1中用虚线示出了这个备选方案。
连接到烟道气管道27上的是烟道气通道26，烟道气再循环管线28连接到上烟道气通道26，如前面描述的那样，烟道气再循环管线28使烟道气R的一部分再循环，以产生烟道气-氧混合物G。在烟道气管道27和烟道气通道26之间可提供烟道气处理单元25，烟道气处理单元25包含例如烟道气洗涤器。返馈烟道气R的比例可为固定的或在其设置方面可通过调节装置29来改变。在这种情况下，返馈烟道气R的比例适合强制流蒸汽发生器10的当前运行需要是可行的。但是，返馈烟道气R的比例在其设置方面优选是固定。
至少一个辅助加热表面以及优选多个辅助加热表面35在烟道气R的流向S上，相对于喷燃器组件20有一定距离，其中，在图1中纯粹以示例的方式示出三个辅助加热表面35。辅助加热表面35可用作用于工作介质A的所谓的节热器、过热器或再热器。它们以液压的方式串联连接到燃烧室壁管13和周壁管上。辅助加热表面35布置在烟道气管道27中。燃烧室11设计成使得在通往烟道气管道27的过渡点24处，烟道气R达到预定的燃烧室出口温度，例如介于950℃和1100℃之间。
在喷燃器组件20和至少一个辅助加热表面35之间，在燃烧室11中提供壁加热表面组件36，在优选的示例性实施例中，壁加热表面组件36包括多个单独的壁加热表面37。壁加热表面组件36沿周向方向U，至少部分地覆盖且根据该示例大体完全覆盖燃烧室区段38。壁加热表面组件36在烟道气R的流向S上具有高度H。可选择面积以及尤其是高度H，使得壁加热表面组件36充分地从烟道气R中吸收热，以及阻止流过燃烧室壁管13的工作介质A被过于强烈地加热。壁加热表面组件36可通过其下侧39直接连接到喷燃器组件20上。在这种情况下，如果喷燃器组件20的喷燃器21沿流向S布置不同的高度处，则喷燃器组件20的在竖向上处于最上面的喷燃器21被认为是基准点。备选地或者另外，壁加热表面组件36可通过其在流向S上相对的上侧40直接连接到第一或最下面的辅助加热表面35上，如在流向S上看到的那样。壁加热表面组件36优选布置成使得下侧39布置成与喷燃器组件20相隔一定距离。
壁加热表面组件36的壁加热表面37的数量可改变。在此处仅示意性地显示的示例性实施例中，提供四个单独的壁加热表面37，如在图4中示出的那样。在所有情况下，壁加热表面37都在沿竖向延伸(根据该示例)的平面上延伸。因此，在示例性实施例中，壁加热表面37布置成平行于被所述壁加热表面37覆盖的燃烧室壁12的相应地相关联的壁节段。在图4中，以方形的方式表示燃烧室壁12，如在横截面中看到的那样。作为这个的变型，也可实现其它横截面形状，例如长方形横截面或另一种多边形横截面。
各个壁加热表面37都具有多个单独的加热表面管43。加热表面管43布置成与彼此接触，或者紧紧地挨着彼此，使得它们形成平坦的壁加热表面37，如针对在图2和3中的两个示例性实施例示意性地显示的那样。在根据图2的示例性实施例中，壁加热表面37的加热表面管43的长度是不同的。这个示例性实施例，各个加热表面管43，具有两个基本平行的延伸区段，这两个延伸区段在一端处通过横向区段互连，使得产生加热表面管的U形构造。这些弓形加热表面管布置成一个在另一个的内部，使得大体产生基本封闭的表面。
在根据图3的壁加热表面37的另一个示例性实施例中，单独的加热表面管43都具有大致相同的长度。在描绘的示例中，它们具有Z形路线，该Z形路线具有基本平行于彼此而延伸的三个区段。在所有情况下，中心平行区段在其两端处连接到两个外部平行区段中的一个上。弯曲成Z形构造的多个加热表面管43在一个平面上一个位于另一个的内部，使得总体上对壁加热表面37产生基本封闭的表面，如图3中示意性地显示的那样。
壁加热表面37的加热表面管43或者接触性地贴靠着彼此，或者位于彼此附近，从而形成最大2cm的小间隙或空隙。因此，确保没有热烟道气或仅少量热烟道气可通过壁加热表面37到达被覆盖的燃烧室壁区段38。
根据该示例，壁加热表面37的加热表面管43未不动地互连，而是仅沿着路线邻接。壁加热表面37的加热表面管43的连接仅在与燃烧室壁12的连接点的区域中实现。备选地，壁加热表面37也可设计成管-翅片连接，以及形成不透气的表面。
多个这样的平坦的壁加热表面37形成壁加热表面组件36。在优选的示例性实施例中，壁加热表面37沿周向方向U贴靠着彼此，或者形成最大30cm且优选最大10cm的小间隙。在根据图4的优选示例性实施例中显示了四个平坦的壁加热表面37，它们紧紧地挨着彼此，从而形成小间隙44。单独的壁加热表面37优选以机械的方式互连，但如有必要，可贴靠着彼此。在壁加热表面组件36的壁加热表面37之间不存在焊接连接或另一个固定连接。壁加热表面37仅不动地连接到燃烧室壁12上。
壁加热表面37可沿流向，以相对于彼此偏开的方式布置在燃烧室壁区段38的内部。壁加热表面37优选沿着预定长度覆盖燃烧室壁区段38中的各个燃烧室壁管13。但是，备选地，不覆盖燃烧室壁区段38中的所有燃烧室壁管13也是可行的，但是，这需要额外的措施来阻止在未被壁加热表面37覆盖的这些燃烧室壁管13中超过临界工作介质温度。
工作介质还流过加热表面管。可在工作介质的抽取部的上方或下方执行工作介质的馈送。换句话说，存在逆着烟道气R的流向S或顺着烟道气的流向S而通过壁加热表面37的流。因此在图2和3中显示的通过流也可沿相反的方向进行。
壁加热表面组件36以及(根据示例)所有壁加热表面37由马氏体钢、奥氏体钢或镍基合金构成。特别地，马氏体钢具有9-12原子%的铬比例，奥氏体钢具有高达25原子%的铬比例，而镍基合金具有20-30原子%的铬比例。例如，可使用马氏体材料T91(X10CrMoVNb9-l)、T92(X10CrWMoVNb9-2)或VM12-SHC、奥氏体钢合金SUPER304H、HR3C、DMV304HCu、DMV3101N或镍基合金，诸如合金617(NiCr23Col2Mo)或合金617mod(NiCr23Col2Momod)。这样的材料适合高的介质温度。至少部分地被壁加热表面组件36覆盖的燃烧室壁区段38得到有效的防护，以便避免燃烧室壁管13中的工作介质A的温度升高到临界温度以上，例如大约500℃以上。
在优选的示例性实施例中，壁加热表面37在流向S上沿着它们的整个高度H直接贴靠着燃烧室壁管13。但是，壁加热表面37至少在它们的下侧39贴靠着燃烧室壁管13。因此，保证至少在下侧39、在壁加热表面组件36的壁加热表面37和燃烧室壁区段38之间仍然仅有1cm或更小的小间隙或空隙45，使得最多仅少量热烟道气R可穿透到壁加热表面组件36和燃烧室壁12之间的区域中。在相对于切向于燃烧室壁管13而延伸的平面E的直角处测量这个空隙45。因此，壁加热表面组件36仅在一侧接触热烟道气R，并且仅在一侧被加热。面向燃烧室壁区段38的另一侧未被加热。因此，壁加热表面组件36至少部分地防护燃烧室壁区段38，以防热吸收。
燃烧室壁管13至少在燃烧室壁区段38的区域中沿竖向延伸。在燃烧室壁区段38下方，以及尤其在喷燃器组件20的区域中，燃烧室壁管13相对于竖向和水平方向倾斜地延伸。
选择壁加热表面组件36或其受加热表面的高度H，使得在壁加热表面组件36上面进行预定的热能吸收。照这样，在沿流向S流动的同时，烟道气的温度降低。在燃烧室壁管13中以及还有在周壁管中的工作介质A的能量吸收因此受到限制。保证不超过燃烧室壁管13和周壁管中的工作介质A的预定运行压力下的临界温度。因此，对于燃烧室壁12和周壁17，使用铬比例低的、可简单地加工(尤其是焊接)的钢合金。
在强制流蒸汽发生器10的运行期间，粒度优选小于1mm的被细细地碾碎的干褐煤作为燃料B馈送到燃烧室11。而且，氧-烟道气混合物G作为氧化剂，通过馈送管线22而馈送到喷燃器组件20和/或燃烧室11。为此，一部分烟道气R被从烟道气通道26中抽出，并且通过烟道气再循环管线28而馈送回来，以进行再循环。由水或水-蒸汽混合物形成的工作介质A馈送到燃烧室壁管13中，并且在那里被加热。在燃烧室壁管13之后，工作介质A还传送通过辅助加热表面，或者通过多个辅助加热表面35，而且还通过壁加热表面组件36的壁加热表面37的加热表面管43。工作介质A在该过程中蒸发且被过度加热。然后水-蒸汽馈送到蒸汽涡轮，例如，以产生功率。在单次传送通过蒸发器的期间，工作介质A在强制流蒸汽发生器10发生蒸发。
在强制流蒸汽发生器10的运行期间，在壁加热表面37和燃烧室壁区段38之间，以及还有在加热表面管43之间的空隙或间隙44、45被灰粒堵塞。这是由大小固定为最大1cm的间隙45和大小固定为最大2cm的间隙44实现的。可以这么说，利用这些间隙44、45的堵塞来密封壁加热表面组件36和燃烧室壁区段38之间的区域，以及阻止或减少这个燃烧室壁区段38与热烟道气的接触，使得至少显著地降低燃烧室壁区段38的区域中的热能吸收。
根据本发明，使用纯的O2，而不是空气。为了控制燃烧室11中的燃烧温度，借助于再循环烟道气R来产生氧-烟道气混合物G，并且氧-烟道气混合物G在燃烧室11中与燃料B共同燃烧。这个过程也被称为氧燃料过程。通过覆盖燃烧室壁区段38，可容许燃烧室11中有较高的温度，而不必担心超过工作介质的临界温度。可保持再循环烟道气R的比例以及还有氧的消耗为最小。
本发明涉及强制流蒸汽发生器10及其运行方法。强制流蒸汽发生器10具有带喷燃器组件20的燃烧室11。燃料B和由纯氧和烟道气R组成的混合物G馈送到燃烧室11中，或者馈送到喷燃器组件20供燃烧。由周壁17界定的烟道气管道27沿烟道气R的流向S连接到燃烧室11上，而烟道气通道26连接到烟道气管道上。用于氧-烟道气混合物G的烟道气R通过烟道气再循环管线28从烟道气通道26馈送回来。因此，强制流蒸汽发生器10在所谓的氧燃料过程中运行。多个辅助加热表面35布置在烟道气管道27中。在喷燃器组件20和辅助加热表面35之间，在燃烧室11中提供壁加热表面组件36，壁加热表面组件36至少部分地覆盖界定燃烧室11的燃烧室壁12的燃烧室壁区段38。为此，壁加热表面组件36具有贴靠着燃烧室壁区段38的相应地相关联的节段的多个壁加热表面37。工作介质A流过壁加热表面组件36，而且照这样，热能从烟道气R中消散出来，以便限制工作介质A在燃烧室11的壁管中的以及还有烟道气管道27中的加热，并且因此限制锅炉的上部区段中的壁管温度。

Claims (15)

1.一种强制流蒸汽发生器(10)，
具有由不透气的燃烧室壁(12)界定的燃烧室(11)，其中，所述燃烧室壁(12)具有多个互连的燃烧室壁管(13)，工作介质(A)流过所述燃烧室壁管，而且所述燃烧室壁管由铬比例为1.9重量%至2.6重量%的耐热钢合金构成，
具有烟道气管道(27)，所述烟道气管道沿烟道气(R)的流向(S)连接到所述燃烧室(11)上，并且由周壁(17)界定，所述周壁具有多个周壁管，所述工作介质(A)流过所述周壁管，并且所述周壁管由铬比例为1.9重量%至2.6重量%的耐热钢合金构成，
具有喷燃器组件(20)，所述喷燃器组件具有至少一个喷燃器(21)，并且布置在所述燃烧室(11)中，
具有至少一个辅助加热表面(35)，所述工作介质(A)流过所述辅助加热表面，并且所述辅助加热表面布置在所述烟道气管道(27)中，
具有连接到所述喷燃器组件(20)和/或所述燃烧室(11)上的至少一个馈送管线(22)，其中，氧(O2)和烟道气(R)单独地或共同馈送通过所述至少一个馈送管线(22)，以便获得氧-烟道气混合物(G)，
并且具有壁加热表面组件(36)，所述工作介质(A)流过所述壁加热表面组件，并且所述壁加热表面组件沿所述烟道气(R)的流向(S)在所述喷燃器组件(20)和所述至少一个辅助加热表面(35)之间布置在所述燃烧室(11)中，而且至少部分地覆盖燃烧室壁区段(38)；所述壁加热表面组件(36)至少在其与所述喷燃器组件(20)相关联的下侧(39)上贴靠所述燃烧室壁(12)。
2.根据权利要求1所述的强制流蒸汽发生器(10)，其特征在于，所述壁加热表面组件(36)沿周向方向(U)部分地覆盖或大体上完全覆盖所述燃烧室壁区段(38)。
3.根据权利要求1所述的强制流蒸汽发生器(10)，其特征在于，至少一个馈送管线(22)流体地连接到氧供应(23)上。
4.根据权利要求1所述的强制流蒸汽发生器(10)，其特征在于，至少一个馈送管线(22)流体地连接到烟道气再循环管线(28)上。
5.根据权利要求1所述的强制流蒸汽发生器(10)，其特征在于，就所述燃烧室壁管(13)和/或所述周壁管的钢合金而论，所述钢合金是铁素体钢合金。
6.根据权利要求5所述的强制流蒸汽发生器(10)，其特征在于，所述钢合金是钢合金T23和/或T24。
7.根据权利要求1所述的强制流蒸汽发生器(10)，其特征在于，所述壁加热表面组件(36)仅在一侧被所述燃烧室(11)中的所述烟道气(R)加热。
8.根据权利要求1所述的强制流蒸汽发生器(10)，其特征在于，所述壁加热表面组件(36)具有多个壁加热表面(37)，所述壁加热表面沿所述燃烧室(11)的周向方向(U)贴靠彼此，并且在所有情况下都在一个平面上延伸。
9.根据权利要求8所述的强制流蒸汽发生器(10)，其特征在于，各个壁加热表面(37)包括多个加热表面管(43)，所述加热表面管贴靠彼此，或者彼此相邻最大2cm的距离而延伸，从而形成小间隙。
10.根据权利要求8所述的强制流蒸汽发生器(10)，其特征在于，沿所述周向方向(U)连接到彼此上的所述壁加热表面(37)贴靠彼此，或者定位成彼此相邻最大30cm的距离，从而形成小间隙(44)。
11.根据权利要求1所述的强制流蒸汽发生器(10)，其特征在于，所述壁加热表面组件(36)由铬比例为9原子%至12原子%的马氏体钢合金和/或铬比例高达25原子%的奥氏体钢合金和/或铬比例为20原子%至30原子%的镍基合金构成。
12.根据权利要求1所述的强制流蒸汽发生器(10)，其特征在于，所述壁加热表面组件(36)沿所述烟道气的流向(S)在其整个高度(H)上面贴靠所述燃烧室壁(12)。
13.根据权利要求1所述的强制流蒸汽发生器(10)，其特征在于，所述氧具有为馈送到所述燃烧室(11)和/或所述喷燃器组件(20)的所述氧-烟道气混合物(G)的总体积的18体积%至40体积%的比例。
14.根据权利要求13所述的强制流蒸汽发生器(10)，其特征在于，所述氧具有为所述氧-烟道气混合物(G)的总体积的21体积%至30体积%的比例。
15.一种用于运行强制流蒸汽发生器(10)的方法，
所述强制流蒸汽发生器具有带有喷燃器组件(20)的燃烧室(11)，所述燃烧室(11)由不透气的燃烧室壁(12)界定，其中，所述燃烧室壁(12)具有多个互连的燃烧室壁管(13)，所述燃烧室壁管由铬比例为1.9重量%至2.6重量%的耐热钢合金构成，
所述强制流蒸汽发生器具有烟道气管道(27)，所述烟道气管道沿烟道气(R)的流向(S)连接到所述燃烧室(11)上，并且由周壁(17)界定，所述周壁具有多个周壁管，工作介质(A)流过所述周壁管，并且所述周壁管由铬比例为1.9重量%至2.6重量%的耐热钢合金构成，
所述强制流蒸汽发生器具有布置在所述烟道气管道(27)中的至少一个辅助加热表面(35)，
并且所述强制流蒸汽发生器具有壁加热表面组件(36)，所述壁加热表面组件沿所述烟道气(R)的流向(S)布置在所述喷燃器组件(20)和所述至少一个辅助加热表面(35)之间，并且至少部分地覆盖燃烧室壁区段(38)，所述方法具有以下步骤：
将工作介质(A)的流传送通过所述燃烧室壁管(13)、所述周壁管、所述辅助加热表面(35)和所述壁加热表面组件(36)，
将氧(O2)和烟道气(R)馈送到所述喷燃器组件(20)，以及/或者馈送到所述燃烧室(11)中，并且燃烧燃料(B)，其中，所述氧-烟道气混合物(G)用作氧化剂；
所述壁加热表面组件(36)至少在其与所述喷燃器组件(20)相关联的下侧(39)上贴靠所述燃烧室壁(12)。
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