CN107676769A - 一种适用于超超临界大容量燃煤机组的u型锅炉及其机组的布置结构 - Google Patents

Abstract

一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉及其机组的布置结构，属于发电技术领域。本发明专利的技术特点是：通过利用U型锅炉来降低高温出口集箱的高度，从而降低高温管道至汽机的长度，降低管道的热量损失和压力损失，提高机组效率。U型锅炉包括炉膛、水平烟道和尾部烟道，所述水平烟道置于锅炉整体结构的下部，炉膛和尾部烟道分别位于水平烟道的前部和后部，三者构成U型结构。锅炉和汽轮发电机组的可行布置方式有三种:1)汽轮发电机组布置在U型锅炉前方的汽机房里；2)汽轮发电机组低位布置在U型锅炉的一侧，且靠近锅炉的高温出口集箱；3)汽轮发电机组高位布置在U型锅炉的一侧，和锅炉的高温出口集箱靠近且在同等高度。

Description

一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉及其机组的 布置结构

技术领域

本发明涉及一种适用于大容量燃煤机组的新型锅炉及其汽轮发电机组的布置结构，具体涉及一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉及其汽轮发电机组的布置结构，属于发电技术领域。

背景技术

汽轮发电机组作为火力发电的核心技术经历了一百多年的发展历程。为了节省燃料和保护环境，机组的运行参数经过了不断的提升从而提高机组循环效率。近期开发的为适合我国经济发展和环保要求的大型高效发电机组塔式锅炉和П型锅炉都变得越来越高。单根蒸汽管道从锅炉到汽机的平均长度就超过了160米。先进超超临界高效机组利用更高的蒸汽温度(≥620℃)和压力，使管道的热量和压力损失问题更加突出。二次再热循环机组利用两个压力等级的再热器再次成为新一代高效超超临界机组的主要技术，机组的管道系统在锅炉和汽机之间往返3次。

图6所示为现有典型的1000MW等级塔式锅炉与二次再热汽轮发电机组的常规布置示意图。汽轮发电机组中的超高压缸，高压缸，中压缸和两低压缸，五缸单轴布置在汽机房内。在锅炉和汽机之间有以下管道：

1.从过热器出口到超高压缸进口之间的主蒸汽管道单根约160米；

2.从超高压缸排汽返回锅炉的低温一次再热蒸汽管道单根约190米；

3.从一次再热器出口至高压缸的高温一次再热蒸汽管道单根约170米；

4.从高压缸排汽返回锅炉的低温二次再热蒸汽管道单根约180米；

5.从二次再热器出口至中压缸的高温二次再热蒸汽管道单根约170米。

以上汽机和锅炉之间的五种管道对于常规1000MW等级蒸汽温度600℃的锅炉来说，每种至少要2根，其外径在457mm到960mm之间，壁厚在30mm到115mm之间。对于蒸汽温度在600℃或以上的高效锅炉，高温管道1、3、5要用昂贵的耐热合金钢。

图7所示为1000MW等级П型锅炉与二次再热汽轮发电机组的常规布置示意图，这种布置同样要用很长的五种大管道系统。

一方面600℃以上等级的大直径及厚壁管道价格昂贵，另一方面是管道的系统阻力和热量损失增加，降低了汽机的做功能力，而使高温高压参数和二次再热系统的理论效益被部分吞噬。上世纪90年代末，中国和美，日，欧盟等国家分别制定了下一代高效超超临界机组的发展计划。这些计划都是以镍基超级合金钢为基础材料的一次再热和二次再热机组。目前700℃等级的耐热镍基合金钢的价格将使锅炉，汽机和管道所增加的投资成本高于这种机组可得到的效益。由此可见，在目前的技术条件，材料条件和常规设计方案下，汽轮发电机组效率的提高存在着投入与收益的矛盾。这也成为制约新一代高效超超临界机组发展的瓶颈。在这种背景下,新的突破迫切需要开发新型的锅炉设计。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明提供了一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉及其机组的布置结构，目的是通过利用一种新的U型锅炉来降低过热器和再热器高温出口集箱的高度，从而降低主蒸汽和再热蒸汽管道的长度和成本，并降低管道的热量损失和压力损失，进一步提高机组效率，这一技术应用到700℃新一代锅炉的设计上，能够有效地降低其成本，提高效益，有利于打破制约新一代高效超超临界机组发展的瓶颈。本发明给出的相应机组布置方式，使U型锅炉的优势得以充分发挥。

方案一：本发明提供了一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉，其包括炉膛、水平烟道和尾部烟道，所述水平烟道置于锅炉整体结构的下部，炉膛和尾部烟道分别位于水平烟道的前部和后部，三者构成U型结构。

进一步地：对于一次再热锅炉，末过出口集箱和末再出口集箱布置在水平烟道的上方；末级再热器水平布置在尾部烟道的底部；尾部烟道上部采用双烟道，在尾部烟道内水平布置低温过热器和低温再热器，低温过热器的上方布置省煤器，利用调温挡板来控制再热蒸汽温度，所述水平烟道内布置屏式过热器和末级过热器，锅炉内部受热面沿烟气方向的次序是屏式过热器、末级过热器、末级再热器、和在并列双烟道里的低温再热器、低温过热器和省煤器。

进一步地：所述炉膛内的水冷壁包括上炉膛水冷壁和下炉膛水冷壁，所述上炉膛水冷壁和下炉膛水冷壁均采用垂直布置的管子(低质量流速的内螺纹管或高质量流速的光管)；所述上炉膛水冷壁的底端安装上炉膛进口集箱，上炉膛水冷壁的顶端安装上炉膛出口集箱，上炉膛水冷壁内介质走向为由下至上；所述下炉膛水冷壁的顶端安装下炉膛进口集箱，下炉膛水冷壁的底端安装下炉膛出口集箱，下炉膛水冷壁内介质走向为由上至下，上炉膛出口集箱通过上炉膛下降管与下炉膛进口集箱连通。上下水冷壁管子在两组进口集箱和之间用鳍片相互连接，达到传递载荷从而通过吊挂顶部集箱来支撑整个水冷壁的目的。

进一步地：所述U型锅炉的上炉膛布置有合理数量的旋流或直流燃烧器，在燃烧器下部布置有燃尽风口。锅炉的燃烧方式可以是对冲式或切圆式的.

进一步地：所述U型锅炉的工质走向为：省煤器的顶端布置省煤器进口集箱，底端布置省煤器出口集箱，从省煤器进口集箱工质经省煤器进入省煤器出口集箱，再经省煤器下降管进入上炉膛进口集箱后经上炉膛水冷壁进入上炉膛出口集箱，工质从上炉膛出口集箱经上炉膛下降管进入下炉膛进口集箱，上炉膛中后墙的工质经炉顶管(进口集箱和出口集箱)后再进入下降管。工质从下炉膛进口集箱一部分经下炉膛水冷壁前墙和侧墙进入下炉膛出口集箱，另一部分经水冷壁后墙和水平烟道顶棚管进入汇集集箱。下炉膛出口集箱和水平烟道进口集箱连通，一部分工质经水平烟道侧墙到出口集箱再与水平烟道汇集集箱连通，另一部分工质经水平烟道底部和出口排管进入水平烟道汇集集箱；由汇集集箱通过下降管与尾部烟道进口集箱连通，尾部烟道进口集箱置于尾部烟道底部，将工质分配到尾部烟道的前墙,侧墙,底部和后墙,尾部烟道四面墙壁的管子内工质都上流至位于上部的尾部烟道出口集箱后经上升管进入汽水分离器，汽水分离器布置在尾部烟道上部两侧墙外，贮水箱布置在尾部烟道后和SCR之间。

进一步地：过热器系统流程为：蒸汽由分离器上部出口经管道进入尾部烟道分隔墙上集箱，分隔墙上集箱把工质分配到吊挂管和隔墙上部管子里，吊挂管的下部利用三通把工质转移到分隔墙下部的排管里，经分隔墙下部管子和上部管子工质汇合于一级过热器进口集箱，低温过热器位于尾部烟道的后烟道里水平布置，出口集箱在尾部烟道后墙外，一级过热器出口集箱经连接管，减温器后至屏过进口集箱，实现左右交叉，工质经双屏过并联受热面后进入出口集箱，在屏过出口工质经连接管，减温器进行左右交叉后至末过进口集箱，再经末过受热面后进入出口集箱和主蒸汽管道。

进一步地：再热器系统流程为：再热器分为两级布置，低温再热器在尾部烟道的前烟道里，末级再热器在尾部烟道的底部占据整个烟道深度，再热器进口集箱在尾部烟道上部的前烟道里，经低温再热器后进入一级出口集箱，再经连接管，减温器进行左右交叉后到后墙外的末级进口集箱，再经过末级受热面后到前墙外的出口集箱和高温再热管道。

方案二：本发明提供了一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉与机组的布置结构，本方案中的U型锅炉为方案一中阐述的U型锅炉，

汽轮发电机组布置在U型锅炉前方的汽机房里。

方案三：本发明提供了一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉与机组的布置结构，本方案中的U型锅炉为方案一中阐述的U型锅炉，

汽轮发电机组低位布置在U型锅炉的一侧，且靠近锅炉的高温出口集箱。

方案四：本发明提供了一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉与机组的布置结构，本方案中的U型锅炉为方案一中阐述的U型锅炉，

汽轮发电机组高位布置在U型锅炉的一侧，和锅炉的高温出口集箱靠近且在同等高度。

有益效果：

本发明通过利用一种新的U型锅炉来降低锅炉过热器和再热器高温出口集箱的高度，从而降低主蒸汽和再热蒸汽管道的长度和成本，并降低管道的热量损失和压力损失，进一步提高机组效率，这一技术应用到700℃新一代锅炉的设计上，能够有效地降低其成本，提高效益，有利于打破制约新一代高效超超临界机组发展的瓶颈。本发明给出的相应机组布置方式，使U型锅炉的优势得以充分发挥。

附图说明

图1是U型锅炉的布置图；

图2是U型锅炉的汽水流程布置图；

图3是U型锅炉与常规汽轮发电机组的布置示意图-侧视图；

图4是U型锅炉与侧面低位汽轮发电机组的布置示意图-前视图；

图5是U型锅炉与侧面高位汽轮发电机组的布置示意图-前视图；

图6是现有技术中的塔式锅炉与二次再热汽轮发电机组的常规布置示意图；

图7是现有技术中的П型锅炉与二次再热汽轮发电机组的常规布置示意图。

图中标记如下：

1-省煤器；2-低温过热器；3-低温再热器；4-末级再热器；5-屏式过热器；6-末级过热器；7-上炉膛进口集箱；8-上炉膛出口集箱；9-炉顶进口集箱；10-炉顶出口集箱；11-下炉膛进口集箱；12-下炉膛出口集箱；13-水平烟道进口集箱；14-水平烟道出口集箱；15-水平烟道汇集集箱；16-尾部烟道进口集箱；17-尾部烟道出口集箱；18-末过出口集箱；19-末再出口集箱；20-调温挡板；21-分离器；22-贮水箱；23-燃烧器；24-燃尽风口；25-上炉膛下降管；26-低过进口集箱；27-低过出口集箱；31-省煤器进口集箱；32-省煤器出口集箱；33-省煤器下降管；34-尾部烟道分隔墙上集箱；35-吊挂管到下隔墙三通；36-屏过进口集箱；37-屏过出口集箱；38-末过进口集箱；39-一级再热器进口集箱；40-一级再热器出口集箱；41-末级再热器进口集箱；D-U型锅炉；E-汽轮发电机组；F-主蒸汽管道；G-二次再热热段管道；H-一次再热热段管道；I-二次再热冷段管道；J-一次再热冷段管道；K-再热热段管道；L-再热冷段管道；M-高温出口集箱；N-再热器进口集箱。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本发明公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

实施例1、如附图1-2所示本发明的实施例提供了一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉，其包括炉膛、水平烟道和尾部烟道，所述水平烟道置于锅炉整体结构的下部，炉膛和尾部烟道分别位于水平烟道的前部和后部，三者构成U型结构。

更为具体地：对于一次再热锅炉，把通常布置在炉顶上的末过出口集箱18和末再出口集箱19布置到水平烟道的上方；末级再热器4水平布置在尾部烟道的底部；尾部烟道上部采用双烟道，在尾部烟道内水平布置低温过热器2和低温再热器3，低温过热器2的上方布置省煤器1，利用调温挡板20来控制再热蒸汽温度，所述水平烟道内布置屏式过热器5和末级过热器6，锅炉内部受热面沿烟气方向的次序是屏式过热器5、末级过热器6、末级再热器4、和在并列双烟道里的低温再热器3、低温过热器2和省煤器1。

这种形式的锅炉和传统的П型炉相比，在整体布置上不用做大的改动。锅炉本体还是包括炉膛、水平烟道和尾部烟道，受热面的布置顺序也不需要大的改动，只是因为水平烟道上部能够布置集箱的区域，其深度有限，末级再热器需要布置在尾部烟道的底部。所述传统п型炉为现有技术，具体实例有哈尔滨锅炉厂有限责任公司的HG-2167/29.3–PM11和HG-2764/33.5/605/623/623-YM2等型号的锅炉。

这种U型锅炉和典型П型锅炉的区别在于燃烧器在炉膛上部，高温受热面在锅炉下部，区别还在于炉膛水冷壁无法采用螺旋管圈，为了达到支撑水冷壁自重的目的，上下炉膛水冷壁管子都要垂直布置。

更为具体地：所述炉膛内的水冷壁包括上炉膛水冷壁和下炉膛水冷壁，所述上炉膛水冷壁和下炉膛水冷壁均采用垂直布置的管子(低质量流速的内螺纹管或高质量流速的光管)；所述上炉膛水冷壁的底端安装上炉膛进口集箱7，上炉膛水冷壁的顶端安装上炉膛出口集箱8，上炉膛水冷壁内介质走向为由下至上；所述下炉膛水冷壁的顶端安装下炉膛进口集箱11，下炉膛水冷壁的底端安装下炉膛出口集箱12，下炉膛水冷壁内介质走向为由上至下，上炉膛出口集箱8通过上炉膛下降管25与下炉膛进口集箱11连通。上下水冷壁管子在两组进口集箱7和11之间用鳍片相互连接，达到传递载荷从而通过吊挂顶部集箱来支撑整个水冷壁的目的。

具体地：上炉膛水冷壁(燃烧器部分)-这部分水冷壁,炉膛受热面热负荷高。在典型П型炉设计上一般采用螺旋管圈来减小管子之间的温度偏差，可是在U型锅炉上，这部分管子要起到支撑炉膛下水冷壁的作用，不能采用螺旋管圈，必须用垂直管子。这里有两种选择，一种是低质量流速的内螺纹管垂直布置，另一种是高质量流速的内部光管垂直布置。其中第一种水冷壁管子压降较低，对高参数的高效锅炉更有必要。这里需要注意的是，由于在低负荷亚临界压力下，这一段水冷壁的工质要经过相变，因此流向应该是向上的，这样才能保证炉膛这部分水冷壁的水动力稳定性，有效地控制管子壁温。

下炉膛水冷壁–上炉膛的工质进入炉膛上部的出口集箱后，经下降管到位于炉膛中部的下炉膛进口集箱。传统П型炉中这部分水冷壁管子里工质流向和烟气的流向是一致的,这有利于控制管子的壁温.这个原则在U型锅炉的设计上也不能改变.这就决定了U型锅炉下炉膛管子里工质的流向是要向下的.这对水动力的设计造成了一定的难度,更难实现流体的稳定性和均匀的流量分配使得管子壁温得到控制.另外由于炉底灰斗加大了这部分管子的长度(尤其是前墙和侧墙最下一管屏，见图2)。为了达到水动力的稳定性，可以增加一组中间集箱。这个中间集箱可以使用简单的压力平衡集箱，必要时也可以加带工质混合器，更有利于控制管子壁温。

更为具体地：所述U型锅炉的上炉膛布置有合理数量的旋流或直流燃烧器23，在燃烧器下部布置有燃尽风口24.锅炉的燃烧方式可以是对冲式或切圆式的.

更为具体地：所述U型锅炉的工质走向为：省煤器1的顶端布置省煤器进口集箱31，底端布置省煤器出口集箱32，从省煤器进口集箱31工质经省煤器进入省煤器出口集箱32，再经省煤器下降管33进入上炉膛进口集箱7后经上炉膛水冷壁进入上炉膛出口集箱8，工质从上炉膛出口集箱8经上炉膛下降管25进入下炉膛进口集箱11，上炉膛中后墙的工质经炉顶管(进口集箱和出口集箱分别为9和10后再进入下降管25。工质从下炉膛进口集箱11一部分经下炉膛水冷壁前墙和侧墙进入下炉膛出口集箱12，另一部分经水冷壁后墙和水平烟道顶棚管进入汇集集箱15。下炉膛出口集箱12和水平烟道进口集箱13连通，一部分工质经水平烟道侧墙到出口集箱14再与水平烟道汇集集箱15连通，另一部分工质经水平烟道底部和出口排管进入水平烟道汇集集箱15；由汇集集箱15通过下降管与尾部烟道进口集箱16连通，尾部烟道进口集箱16置于尾部烟道底部，将工质分配到尾部烟道的前墙,侧墙,底部和后墙，尾部烟道四面墙壁的管子内工质都上流至位于上部的尾部烟道出口集箱17后经上升管进入汽水分离器21，汽水分离器布置在尾部烟道上部两侧墙外，贮水箱22布置在尾部烟道后和SCR之间。

具体地：以下给出一次再热U型锅炉的汽水流程。同样的基本原则，并参照П型二次再热锅炉的流程，可以用来设计二次再热U型锅炉的汽水流程：

a)省煤器系统–省煤器中工质和烟气的流向采用逆流，进口集箱在上，出口集箱在下。省煤器有两种典型布置方式:一种是只布置在尾部烟道过热器上面，一种是布置在过热器和再热器上面.这两种布置型式在П型锅炉中都已有广泛的应用。如果采用前者，省煤器的进出口集箱都在尾部烟道的后烟道里，从省煤器出口集箱，工质经下降管和分配器进入位于炉膛中部的上炉膛进口集箱。附图2显示了这种布置。如果采用后一种省煤器布置，尾部烟道受热面的吊挂可以用省煤器吊挂管来实现。这样吊挂管的温度更低，承载能力更高。这种设计的吊挂管出口集箱需要布置在尾部烟道下部烟道以外，从这个集箱，工质经连接管和分配器进入位于炉膛中部的上炉膛进口集箱。

b)水冷壁系统–水冷壁上部管子里的工质是向上流的，进口集箱在下，出口集箱在上，出口集箱之间在四角设有压力平衡管，后墙出口集箱的工质经连接管进入炉顶管进口集箱，经炉顶管进入位于前部的炉顶管出口集箱，炉膛前墙和侧墙出口集箱里的工质和炉顶管出口集箱里的工质都经过连接管进入位于左右侧墙外的混合器和下降管将工质引到位于炉膛中部的下炉膛分配器，再经连接管分配到四面的下炉膛进口集箱里，上下炉膛管子在集箱区域要有重叠使得下炉膛的载荷能传递到上炉膛水冷壁管子上，由炉膛上部的集箱来支撑上下水冷壁，下炉膛前墙和侧墙的管屏如果需要分成两段以满足水动力的要求，分隔集箱的位置应该在灰斗以下一些，形式可以是一组集箱(既是上部的出口集箱也是下部的进口集箱)，也可以是两组集箱中间加混合器，下炉膛后墙的工质经过折烟角和水平烟道顶部到一出口集箱，下炉膛前墙的工质从冷灰斗前部下集箱到后部集箱后，再沿后部灰斗和水平烟道出口排管也进入水平烟道顶部出口集箱，来自下炉膛侧墙的工质进入水平烟道侧墙，上流到上面的出口集箱，然后经水平烟道顶部连接管也进入水平烟道顶部的出口集箱，从这个集箱由两侧连接管把工质引到位于尾部烟道底部的尾部烟道进口集箱。

c)尾部烟道系统-尾部烟道进口集箱将工质分配到尾部烟道的前墙,侧墙,底部和后墙。所有尾部烟道四面墙壁的管子工质都上流至位于上部的出口集箱后经上升管进入汽水分离器，汽水分离器布置在尾部烟道上部两侧墙外，贮水箱布置在尾部烟道后和SCR之间。

d)过热器系统-蒸汽由分离器上部出口经管道进入尾部烟道分隔墙上集箱，分隔墙上集箱把工质分配到吊挂管和隔墙上部管子里，吊挂管的下部利用三通把工质转移到分隔墙下部的排管里，经分隔墙下部管子和上部管子工质汇合于一级过热器进口集箱，一级过热器位于尾部烟道的后部烟道里水平布置，出口集箱在尾部烟道后墙外，一级过热器出口集箱经连接管，减温器后至屏过进口集箱，实现左右交叉，工质经双屏过并联受热面后进入出口集箱，在屏过出口工质经连接管，减温器进行左右交叉后至末过进口集箱，再经末过受热面后进入出口集箱和主蒸汽管道。。

e)再热器系统-再热器分为两级布置，一级在尾部烟道的前部烟道里，二级在尾部烟道的底部占据整个烟道深度，再热器进口集箱在尾部烟道上部的烟道里，经一级再热器后进入一级出口集箱，由出口集箱经连接管，减温器进行左右交叉后到后墙外的末级进口集箱，再经过末级受热面后到前墙外的出口集箱和高温再热管道。

实施例2、如附图3所示本发明的实施例提供了一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉与机组的布置结构，本实施例中的U型锅炉为实施例1中阐述的U型锅炉，

汽轮发电机组布置在U型锅炉前方的汽机房里。

在实施例2中(见图3)，汽轮发电机的布置按照现有机组的布置方式，放在锅炉前面的汽机房里。分析显示U型锅炉单根主蒸汽或高温再热蒸汽管道长度上较П型炉可以减少大约40-50m。冷再管道和给水管道从汽机到尾部烟道进口集箱的长度会增加约20m，但这些管道的材料是低等级的。采用U型锅炉后，总的管道成本还是有明显的降低。管道长度的降低，也降低了管道的热量和压力损失,进一步提高机组的效率。

实施例3、如附图4所示本发明的实施例提供了一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉与机组的布置结构，本实施例中的U型锅炉为实施例1中阐述的U型锅炉，

汽轮发电机组低位布置在U型锅炉的一侧，且靠近锅炉的高温出口集箱。

在实施例3中(见图4)，汽轮发电机布置在低位高度。但是为了减小高温管道长度，汽轮发电机布置在锅炉的一侧尽量靠近锅炉的高温出口集箱。这时高温管道从出口集箱沿水平再垂直方向进入汽机。对于1000MW机组来说，单根高温管道的长度大约有40米，是现有技术的1/4。冷再管道和给水管道从汽机到尾部烟道进口集箱的长度也有少量的缩短。

实施例4、如附图5所示本发明的实施例提供了一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉与机组的布置结构，本实施例中的U型锅炉为实施例1中阐述的U型锅炉，

汽轮发电机组高位布置在U型锅炉的一侧，和锅炉的高温出口集箱靠近且在同等高度。

在实施例4中(见图5)，汽轮发电机还是布置在锅炉的一侧尽量靠近锅炉的高温出口集箱，但是高位布置，和锅炉高温出口集箱在同等高度。这时高温管道从出口集箱沿水平方向进入汽机。对于1000MW机组来说，单根高温管道的长度大约在20-30米，是现有技术的1/5。冷再管道和给水管道从汽机到尾部烟道进口集箱的长度也明显缩短。这种高位布置的汽轮发电机的钢结构支撑和基础设计问题已经得到解决，并在中国已有实施项目在进行中与塔式炉或П型炉配合使用。通过使用U型锅炉，和传统塔式和П型锅炉相比，降低了高位布置的汽轮发电机的高度，也会大幅度降低汽轮发电机钢结构支撑和基础的成本。

虽然本发明所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本发明的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本发明所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉，其特征在于：包括炉膛、水平烟道和尾部烟道，所述水平烟道置于锅炉整体结构的下部，炉膛和尾部烟道分别位于水平烟道的前部和后部，三者构成U型结构。

2.根据权利要求1所述的一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉，其特征在于：对于一次再热锅炉，末过出口集箱(18)和末再出口集箱(19)布置在水平烟道的上方；末级再热器(4)水平布置在尾部烟道的底部；尾部烟道上部采用双烟道，其内水平布置低温过热器(2)和低温再热器(3)，低温过热器(2)的上方布置省煤器(1)，利用调温挡板(20)来控制再热蒸汽温度，所述水平烟道内布置屏式过热器(5)和末级过热器(6)，锅炉内部受热面沿烟气方向的次序是屏式过热器(5)、末级过热器(6)、末级再热器(4)、和在并列双烟道里的低温再热器(3)、低温过热器(2)和省煤器(1)。

3.根据权利要求1或2所述的一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉，其特征在于：所述炉膛内的水冷壁包括上炉膛水冷壁和下炉膛水冷壁，所述上炉膛水冷壁和下炉膛水冷壁均采用垂直布置的管子，所述管子为低质量流速的内螺纹管或高质量流速的光管；所述上炉膛水冷壁的底端安装上炉膛进口集箱(7)，上炉膛水冷壁的顶端安装上炉膛出口集箱(8)，上炉膛水冷壁内介质走向为由下至上；所述下炉膛水冷壁的顶端安装下炉膛进口集箱(11)，下炉膛水冷壁的底端安装下炉膛出口集箱(12)，下炉膛水冷壁内介质走向为由上至下，上炉膛出口集箱(8)通过上炉膛下降管(25)与下炉膛进口集箱(11)连通；上下水冷壁管子在两组进口集箱(7)和(11)之间用鳍片相互连接，达到传递载荷从而通过吊挂顶部集箱(8)来支撑整个水冷壁的目的。

4.根据权利要求3所述的一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉，其特征在于：所述U型锅炉的上炉膛布置有合理数量的旋流或直流燃烧器(23)，在燃烧器下部布置有燃尽风口(24)；锅炉的燃烧方式是对冲式或切圆式的。

5.根据权利要求4所述的一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉，其特征在于：所述U型锅炉的工质走向为：省煤器(1)的顶端布置省煤器进口集箱(31)，底端布置省煤器出口集箱(32)，从省煤器进口集箱(31)工质经省煤器进入省煤器出口集箱(32)，再经省煤器下降管(33)进入上炉膛进口集箱(7)后经上炉膛水冷壁进入上炉膛出口集箱(8)，工质从上炉膛出口集箱(8)经上炉膛下降管(25)进入下炉膛进口集箱(11)，上炉膛中后墙的工质经炉顶管后再进入下降管(25)；工质从下炉膛进口集箱(11)一部分经下炉膛水冷壁前墙和侧墙进入下炉膛出口集箱(12)，另一部分经水冷壁后墙和水平烟道顶棚管进入汇集集箱(15)；下炉膛出口集箱(12)和水平烟道进口集箱(13)连通，一部分工质经水平烟道侧墙到出口集箱(14)再与水平烟道汇集集箱(15)连通，另一部分工质经水平烟道底部和出口排管进入水平烟道汇集集箱(15)；由汇集集箱(15)通过下降管与尾部烟道进口集箱(16)连通，尾部烟道进口集箱(16)置于尾部烟道底部，将工质分配到尾部烟道的前墙,侧墙,底部和后墙，尾部烟道四面墙壁的管子内工质都上流至位于上部的尾部烟道出口集箱(17)后经上升管进入汽水分离器(21)，汽水分离器布置在尾部烟道上部两侧墙外，贮水箱(22)布置在尾部烟道后和SCR之间。

6.根据权利要求5所述的一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉，其特征在于：过热器系统流程为：蒸汽由分离器上部出口经管道进入尾部烟道分隔墙上集箱(34)，分隔墙上集箱把工质分配到吊挂管和隔墙上部管子里，吊挂管的下部利用三通(35)把工质转移到分隔墙下部的排管里，经分隔墙下部管子和上部管子工质汇合于一级过热器进口集箱(26)，一级过热器(2)位于尾部烟道的后烟道里水平布置，出口集箱(27)在尾部烟道后墙外，一级过热器出口集箱(27)经连接管，减温器后至屏过进口集箱(36)，实现左右交叉，工质经双屏过并联受热面后进入出口集箱(37)，在屏过出口工质经连接管，减温器进行左右交叉后至末过进口集箱(38)，再经末过受热面后进入出口集箱(18)和主蒸汽管道(F)。

7.根据权利要求6所述的一种适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉，其特征在于：再热器系统流程为：再热器分为两级布置，低温再热器(3)在尾部烟道的前烟道里，末级再热器(4)在尾部烟道的底部占据整个烟道深度，再热器进口集箱(39)在尾部烟道上部的前烟道里，经低温再热器(3)后进入一级出口集箱(40)，再经连接管，减温器进行左右交叉后到后墙外的末级进口集箱(41)，再经过末级受热面后到前墙外的出口集箱(19)和高温再热管道(K)。

8.一种权利要求1-7任意一项所述的适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉与汽轮发电机组的布置结构，其特征在于：汽轮发电机组布置在U型锅炉前方的汽机房里。

9.一种权利要求1-7任意一项所述的适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉与汽轮发电机组的布置结构，其特征在于：汽轮发电机组低位布置在U型锅炉的一侧，且靠近锅炉的高温出口集箱。

10.一种权利要求1-7任意一项所述的适用于超超临界大容量燃煤机组的U型锅炉与汽轮发电机组的布置结构，其特征在于：汽轮发电机组高位布置在U型锅炉的一侧，和高温出口集箱靠近且在同等高度。