CN108591993A - 用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种本发明涉及一种用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统及其控制方法。紧急冷却系统包括换热器、均与换热器连接的炉水循环冷却装置及外部循环冷却装置，当锅炉给水中断时，通过将来自省煤器集箱或贮水箱中的水与存储容器中的冷却介质在换热器中充分热交换，不断地将炉膛内床料及浇注料的蓄热量转移至外部循环冷却装置中，实现为锅炉紧急降温的目的。本发明提供的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统及其控制方法，其中的炉水循环泵及外部循环泵其扬程仅克服了换热器以及管道阻力，功率不高，无需柴油发动机驱动，故系统初期投资低，后期设备运行维护工作量少。

Description

用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及超临界循环流化床锅炉技术领域，特别是涉及一种用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统及其控制方法。

背景技术

循环流化床锅炉(CFB)具有燃料适应性广、容量范围宽、燃烧效率较高、采用低温燃烧，氮氧化物排放低并可实现在燃烧过程中直接脱硫等优点，使其成为燃用低挥发分、低热值劣质燃料电站锅炉的首选炉型。

循环流化床锅炉不同于煤粉锅炉，其炉内由相当数量的床料所形成的流化床层，燃料颗粒是靠流化床层床料加热而着火和稳定燃烧。由于循环流化床锅炉内存在大量的床料和耐火浇注料，其蓄热容量非常大。当机组遭遇全厂失电等造成锅炉给水中断的工况时，循环流化床锅炉炉内大量高温物料的蓄热会造成水冷壁内的水不断被加热成为蒸汽。随着时间的增加，炉内剩余的工作介质不断减少，如不及时向机组补充给水，会造成锅炉水冷壁受热面超温损坏。

国内早期引进型循环流化床锅炉均设置了紧急补水系统，设置该系统的目的是在机组给水中断时，将紧急补水箱内的除盐水通过紧急补水泵对循环流化床锅炉进行紧急补水。该系统通常由紧急补水泵、柴油发动机(带日用油箱)、紧急补水箱以及相关阀门、管道等组成。这种方案具有系统独立的优点，但是紧急补水泵扬程高、功率大并由柴油发动机驱动，又因采购柴油发动机设备贵且运行成本高，故系统初期投资高且后期设备运行维护工作量大。

发明内容

基于此，有必要针对循环流化床锅炉的紧急补水系统，其中的紧急补水泵扬程高、功率大且由柴油发动机驱动，导致系统初期投资高且后期设备运维工作量大的问题，提供一种消耗功率低、初期投资低、设备运维工作量小的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统及其控制方法。

一种用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统，其特征在于，该超临界循环流化床锅炉包括炉膛、设置于该炉膛外围的水冷壁、省煤器集箱、下降管、下联箱、汽水分离器及贮水箱；该下降管的两端分别与该省煤器集箱及该下联箱连通，该水冷壁的两端分别与该下联箱及该汽水分离器连通，该超临界循环流化床锅炉还包括一端与该贮水箱连通的第一水路管道；该下降管设有第一阀体，该第一水路管道设有第二阀体，该紧急冷却系统包括换热器、均与该换热器连接的炉水循环冷却装置及外部循环冷却装置；该炉水循环冷却装置包括第二水路管道、第三水路管道及设置于该第二水路管道的炉水循环泵，该第二水路管道连通该贮水箱及该换热器进水端，该第三水路管道连通该换热器的出水端及该下联箱，该炉水循环冷却装置还包括设置于该第二水路管道且位于该贮水箱与该炉水循环泵之间的第三阀体及设置于该第三水路管道的第四阀体；该炉水循环冷却装置还包括第四水路管道、设置于该第四水路管道的第五阀体，该第四水路管道的一端连通该省煤器集箱，另一端连通该炉水循环泵；该外部循环冷却装置包括存储冷却介质的存储容器、第五水路管道、第六水路管道及设置于该第五水路管道的外部循环泵，该第五水路管道连通该换热器进水端及该存储容器，该第六水路管道连通该换热器出水端及该存储容器；

上述用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统，设置换热器、炉水循环冷却装置及外部循环冷却装置，当锅炉给水中断时，通过将来自省煤器集箱或贮水箱中的水与存储容器中的冷却介质在换热器中充分热交换，不断地将炉膛内床料及浇注料的蓄热量转移至外部循环冷却装置中，实现为锅炉炉膛紧急降温的目的。其中的炉水循环泵及外部循环泵其扬程仅克服了换热器以及管道阻力，功率不高，无需柴油发动机驱动，故系统初期投资低，后期设备运行维护工作量少。

在其中一个实施例中，上述紧急冷却系统的包括可相互切换的第一运行状态和第二运行状态；当上述贮水箱液位低于预设液位时，上述紧急冷却系统处于该第一运行状态，上述第一阀体、上述第二阀体及上述第三阀体关闭，上述第四阀体及上述第五阀体打开，上述炉水循环泵及上述外部循环泵开启；当上述贮水箱液位高于该预设液位时,上述紧急冷却系统处于该第二运行状态，上述第一阀体、上述第二阀体及上述第五阀体关闭，上述第三阀体及上述第四阀体打开，上述炉水循环泵及上述外部循环泵开启。

在其中一个实施例中，上述紧急冷却系统还包括第六阀体，该第六阀体设置于上述第二水路管道且位于上述炉水循环泵与上述换热器的进水端之间；上述第一水路管道的一端连通上述第二水路管道且位于上述炉水循环泵与该第六阀体之间，上述第一水路管道的另一端连通上述省煤器集箱。

在其中一个实施例中，上述第三水路管道以及上述第四水路管道分别与上述下降管连通，且分别设置于上述第一阀体的两端。

在其中一个实施例中，上述炉水循环泵和上述外部循环泵均由电动机驱动并接入保安电源。

在其中一个实施例中，紧急冷却系统还包括多个温度检测装置，上述第二水路管道、上述第三水路管道、上述第五水路管道、上述第六水路管道及上述水冷壁均对应设有一该温度检测装置。

在其中一个实施例中，上述紧急冷却系统还包括多个流量检测装置，上述炉水循环泵与上述换热器之间的上述第二水路管道对应设有一该流量检测装置，且上述外部循环泵与上述换热器之间的上述第五水路管道对应设有一该流量检测装置。

一种用于上述超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统的控制方法，包括以下步骤：检测上述水冷壁中水温及上述第三水路管道中水温；根据上述水冷壁中水温及上述第三水路管道中水温，分别控制上述炉水循环泵的流量及上述外部循环泵的流量；当上述水冷壁中水温高于第一预设温度T1，控制增加上述炉水循环泵的流量，当上述水冷壁中水温低于上述第一预设温度T1，控制减少上述炉水循环泵的流量；当上述第三水路管道中水温高于第二预设温度T2，控制增加上述外部循环泵的流量，当上述第三水路管道中水温低于上述第二预设温度T2，控制减少上述外部循环泵的流量。

上述用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统的控制方法，以水冷壁中水温及第三水路管道中水温为检测反馈点，分别调整炉水循环泵及外部循环泵的流量，来控制水冷壁中水温及第三水路管道中水温达到第一预设温度T1及第二预设温度T2，从而不断地将炉膛内床料及浇注料的蓄热量转移至外部循环冷却装置中，高效实现为锅炉炉膛紧急降温的目的。

在其中一个实施例中，超临界饱和水的温度与上述第一预设温度T1差值大于20℃。

在其中一个实施例中，上述预设温度T1与上述第二预设温度T2的温度差值范围为100℃～250℃。

附图说明

图1为本发明一实施例的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，为本发明一实施例的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统100，用于当超临界循环流化床锅炉200给水中断时，例如全厂失电等，紧急冷却系统100能为超临界循环流化床锅炉200紧急冷却降温，避免循环流化床锅炉200水冷壁220受热面超温损坏。

具体地，超临界循环流化床锅炉200包括炉膛210、设置于炉膛210外围的水冷壁220、省煤器集箱231、下降管232、下联箱233、汽水分离器234及贮水箱235。更具体地，下降管232的两端分别与省煤器集箱231及下联箱233连通，水冷壁220的两端分别与下联箱233及汽水分离器234连通，超临界循环流化床锅炉200还包括连通贮水箱235与省煤器集箱231的第一水路管道236，下降管232设有第一阀体237，第一水路管道236设有第二阀体238。水冷壁220为受热部件，用于吸收炉膛210内床料及浇注料的蓄热，降低炉墙的温度，保护炉墙，其内部为流动的水和蒸汽。当超临界循环流化床锅炉200正常运行时，省煤器集箱231接收来自高压给水系统的水，并由省煤器对接收的水进行加热处理后送至下降管232，后经水冷壁220加热后送至汽水分离器234进行汽水分离，分离后的液态工质流入贮水箱235中，机组启动或冲洗时可再次被回收至省煤器集箱231中进行循环利用，分离后的气态工质可送至锅炉过热器系统中。应当理解地是，省煤器集箱231包括与下降管232连通的省煤器出口集箱和与贮水箱235连通的省煤器进口集箱。

在本实施例中，超临界循环流化床锅炉200为直流流化床锅炉，在其他实施例中，也可以为其他超临界循环流化床锅炉200，在此不作限制。

用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统100包括炉水循环冷却装置10、换热器20及外部循环冷却装置30；炉水循环冷却装置10包括第二水路管道11、第三水路管道12及设置于第二水路管道11的炉水循环泵13，第二水路管道11连通贮水箱235与换热器20的进水端，第三水路管道12连通换热器20的出水端与下联箱233，炉水循环冷却装置10还包括设置于第二水路管道11且位于贮水箱235与炉水循环泵13之间的第三阀体14及设置于第二水路管道12的第四阀体15。

进一步地，炉水循环冷却装置10还包括第四水路管道16、设置于第四水路管道16的第五阀体17，第四水路管道16的一端连通省煤器集箱231，另一端连通炉水循环泵13。

在本实施例中，紧急冷却系统100还包括第六阀体239，第六阀体239设置于第二水路管道11且位于炉水循环泵13与换热器20的进水端之间；第一水路管道236的一端连通第二水路管道11且位于炉水循环泵13与第六阀体239之间，第一水路管道11的另一端连通省煤器集箱231。当超临界循环流化床锅炉200启动或者冲洗时，贮水箱235中的水可通过第二水路管道11及第一水路管道236流回至省煤器集箱231中进行循环利用，设置第六阀体239可避免贮水箱235中的水流至换热器20中，造成在未启动紧急冷却系统100时，对换热器20造成损坏。将第一水路管道236与第二水路管道11相连通，可避免在贮水箱235的外壁开设两个不同开口来分别连接第一水路管道236与第二水路管道11，在第二水路管道11上开设开口方式简单也便于后续维修及替换，另外，利用炉水循环泵13可以方便抽取贮水箱235的水从第一水路管道236进入省煤器集箱231中，不用另外在第一水路管道236上单独设置泵而增加额外成本。在其他实施例中，第一水路管道236也可直接连至贮水箱235作为单独管道。

在另一实施例中，第一水路管道236也可直接由贮水箱235排至疏水扩容器作为单独管道。

在本实施例中，下降管232位于第一阀体237的两端分别开设有第一开口和第二开口，第一开口与第四水路管道16的一端连通，使得第四水路管道16将省煤器集箱231中的水经下降管232引导流至换热器20的进水端；第二开口与第三水路管道12的一端连通，使得第三水路管道12将换热器20的出水端的水引导经下降管232流至下联箱233。此设置方式，不必在省煤器集箱231和下联箱233上开设开口与第四水路管道16和第三水路管道12连通，在下降管232上开设开口的方式简单且后续维修及替换方便。

更进一步地，外部循环冷却装置30包括存储冷却介质的存储容器31、第五水路管道32、第六水路管道33及设置于第五水路管道32的外部循环泵34，第五水路管道32连通换热器20进水端及存储容器31，第六水路管道33连通换热器20出水端及存储容器31。外部循环冷却装置30将存储容器中的冷却介质不断地提供至换热器20中，与来自贮水箱235以及省煤器集箱231的高温水进入换热器20后，迅速降温再送回至水冷壁220中，能及时为水冷壁220降温，避免水冷壁220超温损坏。

在一个实施例中，冷却介质从存储容器31进入换热器20加热后，流回至存储容器31中进行冷却后，仍能作为下一次外部循环冷却装置30的冷却介质使用，该冷却方式可为自然降温或其他降温方式。在一个实施方式中，存储容器31可为容积巨大的箱体，冷却介质升温后流回至该箱体后，，因箱体内冷却介质足够多，散热面大，故降温速度快，在另一实施方式中，冷却介质经升温后可流至电厂开式循环水系统中，因循环水系统内冷却介质足够多，散热面大，故降温速度快。在本实施例中，冷却介质为除盐水，除盐水能避免盐在换热器20上结垢，造成换热效率降低，在其他实施例中，也可以为其他他冷却介质，在此不作限制。

上述用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统100，设置换热器20、炉水循环冷却装置10及外部循环冷却装置30，当超临界循环流化床锅炉200给水中断时，通过将来自省煤器集箱231或贮水箱235中的水与存储容器31中的冷却介质在换热器20中充分热交换，不断地将炉膛210内床料及浇注料的蓄热量转移至外部循环冷却装置30中，实现为超临界循环流化床锅炉200紧急降温的目的。其中的炉水循环泵13及外部循环泵34其扬程仅克服了换热器以及管道阻力，功率不高，无需柴油发动机驱动，故系统初期投资低，后期设备运行维护工作量少。

上述用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统100，炉水循环泵13、换热器20及外部循环泵34等主要设备均布置在炉外，便于检修维护，可满足连续、可靠地运行。

具体到紧急冷却系统100运行过程中，当超临界循环流化床锅炉200给水中断时，紧急冷却系统100包括第一运行状态和第二运行状态；当贮水箱235液位低于预设液位时，紧急冷却系统处于第一运行状态，第一阀体237、第二阀体238及第三阀体14关闭，第四阀体15、第五阀体17及第六阀体239打开，炉水循环泵13及外部循环泵34开启；当贮水箱235液位高于预设液位时，紧急冷却系统100处于第二运行状态，第一阀体237、第二阀体238及第五阀体17关闭，第三阀体14、第四阀体15及第六阀体239打开，炉水循环泵13及外部循环泵34开启，此时，经水冷壁220进入汽水分离器234、贮水箱235的工质与流出贮水箱235的工质平衡，紧急冷却系统100可稳定维持在第二运行状态。应当理解地是，当经水冷壁220进入汽水分离器234、贮水箱235的工质与流出贮水箱235的工质平衡时，紧急冷却系统启动第二运行状态，亦可理解为，当经水冷壁220进入汽水分离器234、贮水箱235的工质与流出贮水箱235的工质平衡时，贮水箱235的液位即为预设液位。在紧急冷却系统100运行过程中，能充分利用省煤器231及贮水箱235中的积水，保证循环流化床锅炉200的安全运行的同时，也为紧急冷却系统100节约了成本。在一个实施例中，第二阀体14可为水位调节阀，其开度由贮水箱235液位控制。在其他实施例中，若第一水路管道236直接连至贮水箱235作为单独管道，取消第六阀体239的设置，则无需在紧急冷却系统100运行时，对第六阀体239进行打开或关闭操作。

在一个实施例中，炉水循环泵13和外部循环泵34均由电动机驱动并接入保安电源。电动机驱动启动功率小，在接入保安电源后，电动机可随时处于备用状态；当超临界循环流化床锅炉200给水中断时，及时提供电源启动电动机，使得炉水循环泵13及外部循环泵34快速进入工作状态，为超临界循环流化床锅炉200紧急降温。另外，相对于柴油发动机驱动，初期投资低及运行成本低。

在本实施例中，第一阀体237、第二阀体238、第三阀体14、第四阀体15、第五阀体17基第六阀体239均为电动闸阀。电动闸阀可电控控制其开关，且具有结构简单，易维护，响应灵敏及安全可靠的特点。

进一步地，炉水循环泵13与外部循环泵34的出口端均设置有阀门，该阀门能保证泵的安全性能及调节控制泵流量的作用。

请再次参阅图1，在一个实施例中，紧急冷却系统100还包括多个止回阀40，贮水箱235与炉水循环泵13之间的第二水路管道11、第三水路管道12及第四水路管道16均对应设有一止回阀40，用于防止水倒流回贮水箱235、换热器20及下降管232。当炉水循环泵13或其他部件故障时，导致已从贮水箱235、下降管232中流出的水及已从换热器20中流出的水倒流回时，如果不及时制止其倒流，会对贮水箱235、下降管232及换热器20造成损坏，增加维护费用。

进一步地，炉水循环泵13和外部循环泵34的出口端处均对应设有一止回阀40，用于防止水和冷却介质倒流回炉水循环泵13和外部循环泵42。此止回阀40能保证炉水循环冷却装置10及外部循环冷却装置30可靠运行。

在本实施例中，用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统100还包括多个温度检测装置50，第二水路管道11、第三水路管道12、第五水路管道32、第六水路管道33及冷却壁220均对应设有一温度检测装置50。温度检测装置50可随时监控各处水及冷却介质的温度，适应性调整各处流量来调节温度，以保证炉内水冷壁220不发生超温损坏以及避免低温紧急补水产生温度冲击的最终目的，同时也可控制各处处在最佳温度，使炉水循环泵13以及外部循环冷却水泵34功耗低，且可使整个紧急冷却系统100处于最低成本运行工况。

在本实施例中，紧急冷却系统100还包括流量检测装置60，炉水循环泵13与换热器20之间的第二水路管道11对应设有一流量检测装置60，且外部循环泵34与换热器20之间的第五水路管道32对应设有一流量检测装置60。流量检测装置60可以同温度检测装置一起反馈炉水循环装置10和外部循环装置30的现状，并且当某处温度偏离设定值时，经调整泵流量后，也可通过流量检测装置及时反馈该处流量现状，以便快速调整。

请再次参阅图1，基于上述用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统100，本发明还提供一种用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统100的控制方法，包括以下步骤：

S10：检测水冷壁220中水温及第三水路管道12中水温；

其中，可使用温度检测装置50检测水冷壁220和第三水路管道12的水温。

S20：根据水冷壁220中水温及第三水路管道12中水温，分别控制炉水循环泵13的流量及外部循环泵34的流量；当水冷壁220中水温高于第一预设温度T1，控制增加炉水循环泵13的流量，当水冷壁220中水温低于第一预设温度T1，控制减少炉水循环泵13的流量；当第三水路管道12中水温高于第二预设温度T2，控制增加外部循环泵34的流量，当第三水路管道12中水温低于第二预设温度T2，控制减少外部循环泵34的流量。

在一个具体实施例中，以超临界典型参数为例，蒸汽压力为25.5MPa，蒸汽温度为571℃左右，省煤器集箱231内的未饱和水温度为315℃左右，存储容器31内存储的冷却介质温度为20℃～30℃。当超临界循环流化床锅炉200给水中断时，贮水箱235液位低于预设液位，紧急冷却系统进入第一运行状态，第一阀体237、第二阀体238及第三阀体14关闭，第四阀体15、第五阀体17及第六阀体239打开，炉水循环泵13及外部循环泵34开启。经换热器20对省煤器集箱231内的未饱和水与来自存储容器31的冷却介质进行热交换后，冷却介质进入第六水路管道33的温度升至80℃～85℃，未饱和水进入第三水路管道12温度降至200℃左右，后该未饱和水进入水冷壁220，吸收炉内蓄热温度升至340℃左右，该温度下的未饱和水进入汽水分离器234进行汽水分离。

进一步，汽水分离后的液态工质回收至贮水箱235中，当贮水箱235液位高于预设液位时，紧急冷却系统100进入第二运行状态，第一阀体237、第二阀体238及第五阀体17关闭，第三阀体14、第四阀体15及第六阀体239打开，贮水箱235中的未饱和水流至换热器20与来自存储容器31中的冷却介质进行热交换，各处温度变化同上述第一运行状态的各处温度变化。

更进一步地，紧急冷却系统100稳定维持在第二运行状态，以炉内原有工质和炉外冷却介质作为循环介质，在炉水循环泵13以及外部循环泵34的驱动下，通过换热器20不断将炉内床料及浇注料蓄热量转移至外部循环冷却装置30，达到保护炉内水冷壁220不发生超温损坏以及避免低温紧急补水产生温度冲击的最终目的。随着超临界循环流化床锅炉200给水中断时长增加，炉内床料及浇注料蓄热量不断的减少，汽水参数不断地降低，以上温度值可根据实际情况进行相应调整。

具体地，在炉水循环冷却装置10中，设定第一预设温度T1为340℃，以此作为检测反馈点调节炉水循环泵13的流量。当水冷壁220温度高于340℃时，增加炉水循环泵13的流量；当水冷壁220温度低于340℃时，减小炉水循环泵13的流量；当水冷壁220温度等于340℃时，保持炉水循环泵13的流量。其次，在外部循环冷却装置30中，设定第二预设温度200℃，以此作为检测反馈点调节外部循环泵34的流量，当第三水路管道12中的水温高于200℃时，增加外部炉水循环泵34的流量；当第三水路管道12中的水温低于200℃时，减少外部炉水循环泵34的流量；当第三水路管道12中的水温等于200℃时，保持外部炉水循环泵34的流量。在其他实施例中，炉水循环装置10和外部循环装置30的各处温度值相互影响，故也可相互进行调整，在此不作限制。

在一个实施例中，超临界饱和水的温度与第一预设温度T1差值大于20℃。设定超临界饱和水的温度与第一预设温度T1差值大于20℃，一方面能够降低未饱和水在水冷壁220中经加热升温后汽化程度，防止炉内工质大幅减少，且进入贮水箱235的工质与流出贮水箱235的工质迅速达到平衡，紧急冷却系统100可稳定维持在第二运行状态；另一方面，也能尽可能地使来自第三水路管道12中的未饱和水流入水冷壁220后携带更多的热量，加快降温速度。

在一个实施例中，预设温度T1与第二预设温度T2的温度差值范围为100℃～250℃。调节各处温度在上述温度差值范围内，能适应于各超临界参数下的汽包231中的饱和水温度值，其次也能降实现低水冷壁220内工质汽化程度且保证从第三水路管道12进入水冷壁220的水温度足够低，较低的水温能够携带更多的热量，降低炉水流量，降低炉水循环泵13功耗。

本发明中的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统100及其控制方法，相比现有技术具有以下优点：

(1)、通过设置换热器20、炉水循环冷却装置10及外部循环冷却装置30，当超临界循环流化床锅炉200给水中断时，通过将来自省煤器集箱231或贮水箱235中的水与存储容器31中的冷却介质在换热器20中充分热交换，不断地将炉膛210内床料及浇注料的蓄热量转移至外部循环冷却装置30中，实现为超临界循环流化床锅炉200紧急降温的目的。其中的炉水循环泵13及外部循环泵34其扬程仅克服了换热器以及管道阻力，功率不高，无需柴油发动机驱动，故系统初期投资低，后期设备运行维护工作量少；

(2)、通过设置第六阀体239，使第一水路管道236与第二水路管道11相连通，且位于炉水循环泵13与第六阀体239之间，可避免在贮水箱235的外壁开设两个不同开口来分别连接第一水路管道236与第二水路管道11，在第二水路管道11上开设开口方式简单也便于后续维修及替换，另外，利用炉水循环泵13可以方便抽取贮水箱235的水从第一水路管道236进入省煤器集箱231中，不用另外在第一水路管道236上单独设置泵而增加额外成本；

(3)、通过设置炉水循环泵13和外部循环泵34均由电机驱动并接入保安电源，当超临界循环流化床锅炉200给水中断时，及时提供电源启动电动机，使得炉水循环泵13及外部循环泵34快速进入工作状态，为超临界循环流化床锅炉200紧急降温；另外相对于柴油发动机驱动，初期投资低及运行成本低；

(4)、通过设置温度检测装置50，可随时监控各处水及冷却介质的温度，适应性调整各处流量来调节温度，以保证炉内水冷壁220不发生超温损坏以及避免低温紧急补水产生温度冲击的最终目的；

(5)、通过检测水冷壁220中水温及第三水路管道12中水温后，根据水冷壁220中水温及第三水路管道12中水温，分别控制炉水循环泵13的流量及外部循环泵34的流量，不断将炉内床料及浇注料蓄热量转移至外部循环冷却装置30，达到保护炉内水冷壁220不发生超温损坏以及避免低温紧急补水产生温度冲击的最终目的。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统，其特征在于，所述超临界循环流化床锅炉包括炉膛、设置于所述炉膛外围的水冷壁、省煤器集箱、下降管、下联箱、汽水分离器及贮水箱；所述下降管的两端分别与所述省煤器集箱及所述下联箱连通，所述水冷壁的两端分别与所述下联箱及所述汽水分离器连通，所述超临界循环流化床锅炉还包括一端与所述贮水箱连通的第一水路管道，所述下降管设有第一阀体，所述第一水路管道设有第二阀体，所述紧急冷却系统包括换热器、均与所述换热器连接的炉水循环冷却装置及外部循环冷却装置；

所述炉水循环冷却装置包括第二水路管道、第三水路管道及设置于所述第二水路管道的炉水循环泵，所述第二水路管道连通所述贮水箱及所述换热器进水端，所述第三水路管道连通所述换热器的出水端及所述下联箱，所述炉水循环装置还包括设置于所述第二水路管道且位于所述贮水箱与所述炉水循环泵之间的第三阀体及设置于所述第三水路管道的第四阀体；

所述炉水循环冷却装置还包括第四水路管道及设置于所述第四水路管道的第五阀体，所述第四水路管道的一端连通所述省煤器集箱，另一端连通所述炉水循环泵；

所述外部循环冷却装置包括存储冷却介质的存储容器、第五水路管道、第六水路管道及设置于所述第五水路管道的外部循环泵，所述第五水路管道连通所述换热器进水端及所述存储容器，所述第六水路管道连通所述换热器出水端及所述存储容器。

2.根据权利要求1所述的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统，其特征在于，当所述超临界循环流化床锅炉给水中断时，所述紧急冷却系统包括第一运行状态和第二运行状态；

当所述贮水箱液位低于预设液位时，所述紧急冷却系统处于所述第一运行状态，所述第一阀体、所述第二阀体及所述第三阀体关闭，所述第四阀体及所述第五阀体打开，所述炉水循环泵及所述外部循环泵开启；

当所述贮水箱液位高于所述预设液位时,所述紧急冷却系统处于所述第二运行状态，所述第一阀体、所述第二阀体及所述第五阀体关闭，所述第三阀体及所述第四阀体打开，所述炉水循环泵及所述外部循环泵开启。

3.根据权利要求1所述的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统，其特征在于，所述紧急冷却系统还包括第六阀体，所述第六阀体设置于所述第二水路管道且位于所述炉水循环泵与所述换热器的进水端之间；所述第一水路管道的一端连通所述第二水路管道且位于所述炉水循环泵与所述第六阀体之间，所述第一水路管道的另一端连通所述省煤器集箱。

4.根据权利要求1所述的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统，其特征在于，所述第三水路管道以及所述第四水路管道分别与所述下降管连通，且分别设置于所述第一阀体的两端。

5.根据权利要求1～4任一项所述的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统，其特征在于，所述炉水循环泵和所述外部循环泵均由电动机驱动并接入保安电源。

6.根据权利要求1～4任一项所述的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统，其特征在于，所述紧急冷却系统还包括多个温度检测装置，所述第二水路管道、所述第三水路管道、所述第五水路管道、所述第六水路管道及所述水冷壁均对应设有一所述温度检测装置。

7.根据权利要求1～4任一项所述的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统，其特征在于，所述紧急冷却系统还包括多个流量检测装置，所述炉水循环泵与所述换热器之间的所述第二水路管道对应设有一所述流量检测装置，且所述外部循环泵与所述换热器之间的所述第五水路管道对应设有一所述流量检测装置。

8.一种如权利要求1～7任一项所述的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测所述水冷壁中水温及所述第三水路管道中水温；

根据所述水冷壁中水温及所述第三水路管道中水温，分别控制所述炉水循环泵的流量及所述外部循环泵的流量；当所述水冷壁中水温高于第一预设温度T1，控制增加所述炉水循环泵的流量，当所述水冷壁中水温低于所述第一预设温度T1，控制减少所述炉水循环泵的流量；当所述第三水路管道中水温高于第二预设温度T2，控制增加所述外部循环泵的流量，当所述第三水路管道中水温低于所述第二预设温度T2，控制减少所述外部循环泵的流量。

9.根据权利要求8所述的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统的控制方法，其特征在于，超临界饱和水的温度与所述第一预设温度T1差值大于20℃。

10.根据权利要求8所述的用于超临界循环流化床锅炉的紧急冷却系统的控制方法，其特征在于，所述预设温度T1与所述第二预设温度T2的温度差值范围为100℃～250℃。