CN108870365A - 锅炉及其改进方法 - Google Patents

锅炉及其改进方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108870365A
CN108870365A CN201710338144.1A CN201710338144A CN108870365A CN 108870365 A CN108870365 A CN 108870365A CN 201710338144 A CN201710338144 A CN 201710338144A CN 108870365 A CN108870365 A CN 108870365A
Authority
CN
China
Prior art keywords
boiler
superheater
steam
burner hearth
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710338144.1A
Other languages
English (en)
Inventor
威廉·罗斯·米勒
尹向梅
格哈德·威辛格
丹尼·爱德华·格里巴
赫尔穆特·布鲁格曼
弗兰克·迈克尔·克卢格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Priority to CN201710338144.1A priority Critical patent/CN108870365A/zh
Priority to US15/969,890 priority patent/US11015801B2/en
Priority to AU2018203172A priority patent/AU2018203172A1/en
Publication of CN108870365A publication Critical patent/CN108870365A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/08—Installation of heat-exchange apparatus or of means in boilers for heating air supplied for combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22G—SUPERHEATING OF STEAM
    • F22G7/00—Steam superheaters characterised by location, arrangement, or disposition
    • F22G7/14—Steam superheaters characterised by location, arrangement, or disposition in water-tube boilers, e.g. between banks of water tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/18—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
    • F01K3/20—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters with heating by combustion gases of main boiler
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22G—SUPERHEATING OF STEAM
    • F22G1/00—Steam superheating characterised by heating method
    • F22G1/06—Steam superheating characterised by heating method with heat supply predominantly by radiation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22G—SUPERHEATING OF STEAM
    • F22G1/00—Steam superheating characterised by heating method
    • F22G1/02—Steam superheating characterised by heating method with heat supply by hot flue gases from the furnace of the steam boiler

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种锅炉，其包括水冷壁，围成炉膛，用于加热水和产生蒸汽；过热器系统，设置在炉膛上方，包括用于加热蒸汽的第一过热器；和附加过热器，设置在炉膛内，用于加热蒸汽。本申请还提供了一种改进锅炉的方法，其中锅炉包括置于炉膛上方的具有第一过热器的过热器系统，该方法包括：在所述炉膛内的水冷壁上安装附加过热器；连接所述过热器系统的输出至所述附加过热器的入口；和连接所述附加过热器的出口至汽轮机发电。

Description

锅炉及其改进方法
技术领域
本申请一般涉及利用蒸汽发电的发电锅炉领域，尤其涉及一种发电锅炉以及基于传统锅炉的改进方法。
背景技术
发电锅炉的原理是将燃料(如煤炭)的热量交换成为高温高压的水蒸汽，从而推动汽轮机做功产生电。传统发电锅炉的结构包括省煤器，水冷壁，汽包，和过热器系统，包括初级过热器，中间过热器和末级过热器。省煤器通过烟气加热水。水冷壁围成炉膛加热水，并将水变为蒸汽。由于水冷壁中的低温水吸收了热量，所以尽管水冷壁处于高温烟气和贴近热源，水冷壁也能够承受炉膛内的辐射热量。汽包从省煤器和水冷壁接收了水和蒸汽，将水和蒸汽分离，并将蒸汽输入初级过热器，和后面的过热器部分。在蒸汽的温度升高以后，高温高压的蒸汽通过末级过热器被送入汽轮机的高压缸做功，从而产生电能。再热器接收高压缸的排气，并重新加热到更高的温度，并将重新加热后的蒸汽送入汽轮机的中压缸发电。这样，整体设备的效率将得到提升。
传统地，为了提高效率，通常会重新设计现有过热器系统，或将现有的过热器系统的原有部分移除或替换为增大的受热面。在本申请中，提出了更好的方法。
发明内容
在一个实施例中，本申请提供了一种锅炉，其特征在于，包括水冷壁，围成炉膛，用于加热水和产生蒸汽；过热器系统，设置在炉膛上方，包括用于过热蒸汽的第一过热器；和附加过热器，设置在炉膛内，用于加热蒸汽。
在另一个实施例中，本申请提供了一种改进锅炉的方法，其中锅炉包括置于炉膛上方的具有第一过热器的过热器系统，该方法包括：在所述炉膛内的水冷壁上安装附加过热器；连接所述过热器系统的输出至所述附加过热器的入口；和连接所述附加过热器的出口至汽轮机发电。
在另一个实施例中，本申请提供了一种用于安装在锅炉水冷壁上的附加过热器，其特征在于，包括多个具有第一端和第二端的并排设置的通道；与所述通道第一端连接的入口联箱；和与所述通道第二端连接的出口联箱。
附图说明
通过参照附图阅读以下详细描述，本发明的这些和其它特征、方面及优点会变得更好理解，在附图中，相似的元件标号在全部附图中用于表示相似的部件，其中：
图1A是根据本发明一个实施例的发电锅炉的示意图；
图1B是根据本发明另一个实施例的发电锅炉的示意图；
图2是根据本发明一个实施例中的附加过热器的侧剖视图；
图3是根据本发明一个实施例的具有附加过热器的发电锅炉的上剖视图；
图4是根据本发明一个实施例的改进传统锅炉方法的流程图。
具体实施方式
为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本发明所要求保护的主题，下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。在以下对这些具体实施方式的详细描述中，本说明书对一些公知的功能或构造不做详细描述以避免不必要的细节而影响到本发明的披露。
除非另作定义，本权利要求书和说明书中所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中所使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“前部”“后部”“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“或”等词语表示包括性的，并且是指所列出的项目中的一个或全部。“包括”或者“具有”等类似的词语意指出现在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“具有”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接或偶联，不管是直接的还是间接的。
请参照图1A和图1B，本申请公开了一种与汽轮机连接并发电的发电锅炉15。发电锅炉包括水冷壁11围城炉膛10，用于加热水产生蒸汽；过热器系统13，设置在炉膛的上方，其包括第一过热器131；附加过热器12设置在炉膛内部，并安装在水冷壁上，用于进一步加热蒸汽；燃烧装置14设置在炉膛下部，用于给水冷壁11，过热器系统13和附加过热器12提供热量。本申请可以应用于任何现有的结构，并不局限于图1A和图1B的例子。
炉膛10由燃烧装置14提供热量，燃烧装置14的燃烧喷嘴141可以注入燃料从而在炉膛的燃烧部产生火焰。请参看图3，锅炉15包括多个水冷壁11，例如4个水冷壁。水冷壁11由过个内有水的管道，用于产生蒸汽并且消耗热量，所以水冷壁的材料可以承受很高的烟气温度和燃烧辐射，其可能超过1500℃。第一过热器131设置在炉膛的上方，并且第一过热器131包括多个间隔的独立管道，通过传导和辐射来传递热量，从而加热蒸汽至更高的温度和压力，用于驱动汽轮机产生电能。
在本实施例中，附加过热器12形成辐射板设置在炉膛10的上部，并且安装在新的或现有的水冷壁11上，来进一步加热蒸汽。由于这里的直接辐射和高热气流，并且没有如水冷壁中的水，附加过热器12内部为已经温度很高的过热蒸汽，所以附加过热器12的材料需要能够承受更高的金属温度。在一个例子中，附加过热器12的材料为HR6W。通过提供附加过热器12从热源吸收更多的热量，设备循环的热效率提高了，并且不改变现有现有锅炉的结构或过热系统结构。
在一个实施例中，附加过热器12与过热器系统13连接，用于进一步加热来自过热器系统13的蒸汽。传统地，来自过热器系统13的蒸汽一般为540℃，并且送入汽轮机的高压缸发电。然而在本实施例中，来自过热器系统13的蒸汽进一步在附加过热器12中加热，蒸汽温度进一步升高，至540℃和650℃之间，尤其是575℃和625℃之间。这样经过附加过热器12中加热的蒸汽被送入汽轮机的高压缸发电。由于蒸汽的温度更高了，所以整个设备的效率提升了。由于附加过热器12处于高烟气温度环境，这样整个设备紧凑并且不需要对现有过热器系统做改动。
请参见图2，在一个实施例中，附加过热器12包括至少一个通道121，具有第一端1211和第二段1212；与通道第一端1211连接的入口联箱1221，用于接收蒸汽；与通道第二端1212连接的出口联箱1231，用于输出蒸汽。通道竖直设置，第一端在下，第二端在上。在一个例子中，附加过热器12包括多个管，其内形成多个通道121。多个管并排设置。
在一个实施例中，锅炉15包括第一连接管道123，连接出口联箱1231和汽轮机；和第二连接管道122，连接入口联箱1221和过热器系统13。
请参见图3，在一个实施例中，炉膛10由四个水冷壁11包围，并且锅炉15包括四个分别安装在四个水冷壁11上的附加过热器12。第二连接管道122连接四个入口联箱121，将过热器系统13内的蒸汽输送给附加过热器12；四个出口联箱1231与第一连接管道123相连，将蒸汽从附加过热器12输出给汽轮机发电。
过热器系统13包括第一过热器131,为现有过热器，从汽包中接收蒸汽。过热器系统还包括末级过热器133，与第一过热器连接，输出蒸汽。传统地，末级过热器输出的蒸汽被送入汽轮机的高压缸发电。然而，在本申请的一个实施例中，末级过热器133输出的蒸汽通过第二连接管道122和入口联箱1221被输入到附加过热器12进一步加热，然后通过出口联箱1231和第一连接管道再送入汽轮机的高压缸发电。
过热器系统13还包括一个再热器132与汽轮机的高压缸相连，用于再次加热高压缸做过功的蒸汽。然后，重新被加热后的蒸汽被送入汽轮机的中压缸发电。
在其它的实施例中，附加过热器12可以连接到其它的蒸汽流通环节，进一步加热蒸汽，比如，连接在第一过热器131和末级过热器133之间，或连接在再热器132之前或之后进一步加热蒸汽，都可以增加整个设备的效率。
如图1至4所示，本发明还包括一个发电锅炉15的改进方法，其中发电锅炉15包括过热器系统13，具有设置在炉膛上方的第一过热器131，包括如下步骤：在炉膛10内的水冷壁11上安装附加过热器12；连接过热器系统13的输出至附加过热器12的入口；连接附加过热器12的出口至汽轮机发电。
在一个实施例中，附加过热器12包括能够承受炉膛内烟气温度，并且进一步过热过热器系统13输出的蒸汽温度。在一个例子中，附加过热器12的材料能够承受至少600℃的温度,或高于700℃的温度。
请参见图2和图3，连接过热器系统13的输出至附加过热器12的入口的步骤包括通过第二连接管道122连接过热器系统13的输出至附加过热器12的入口联箱1221；连接附加过热器12的出口至汽轮机发电的步骤包括通过第一连接管道123连接附加过热器12的出口联箱1231至汽轮机。
虽然结合特定的具体实施方式对本发明进行了详细说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以做出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims (10)

1.一种锅炉，其特征在于，包括：
水冷壁，围成炉膛，用于加热水和产生蒸汽；
过热器系统，设置在炉膛上方，包括用于加热蒸汽的第一过热器；和
附加过热器，设置在炉膛内，用于加热蒸汽。
2.如权利要求1所述的锅炉，其特征在于，所述附加过热器与所述过热器系统连接，用于加热来自所述过热器系统的蒸汽。
3.如权利要求1所述的锅炉，其特征在于，所述附加过热器安装炉膛内的水冷壁上。
4.如权利要求3所述的锅炉，其特征在于，所述附加过热器包括至少一个通道，具有第一端和第二端，并且设置为第一端在下方，第二端在上方。
5.如权利要求4所述的锅炉，其特征在于，所述附加过热器包括与所述通道第一端连接的入口联箱；和与所述通道第二端连接的出口联箱。
6.如权利要求5所述的锅炉，其特征在于，包括与所述出口联箱连接的第一连接管道和连接所述过热器系统和入口联箱的第二连接管道。
7.如权利要求1所述的锅炉，其特征在于，包括多个安装在水冷壁上的附加过热器。
8.如权利要求1所述的锅炉，其特征在于，所述附加过热器包括能够承受炉膛内烟气温度，并且进一步提高过热器系统输出的蒸汽。
9.一种改进锅炉的方法，其中锅炉包括置于炉膛上方的具有第一过热器的过热器系统，其包括：
在所述炉膛内的水冷壁上安装附加过热器；
连接所述过热器系统的输出至所述附加过热器的入口；和
连接所述附加过热器的出口至汽轮机做功。
10.一种用于安装在锅炉水冷壁上的附加过热器，其特征在于，包括：
多个具有第一端和第二端的并排设置的通道；
与所述通道第一端连接的入口联箱；和
与所述通道第二端连接的出口联箱。
CN201710338144.1A 2017-05-15 2017-05-15 锅炉及其改进方法 Pending CN108870365A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710338144.1A CN108870365A (zh) 2017-05-15 2017-05-15 锅炉及其改进方法
US15/969,890 US11015801B2 (en) 2017-05-15 2018-05-03 Boiler and modifying method thereof
AU2018203172A AU2018203172A1 (en) 2017-05-15 2018-05-08 Boiler and modifying method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710338144.1A CN108870365A (zh) 2017-05-15 2017-05-15 锅炉及其改进方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108870365A true CN108870365A (zh) 2018-11-23

Family

ID=64096039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710338144.1A Pending CN108870365A (zh) 2017-05-15 2017-05-15 锅炉及其改进方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11015801B2 (zh)
CN (1) CN108870365A (zh)
AU (1) AU2018203172A1 (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1194204A (ja) * 1997-09-24 1999-04-09 Babcock Hitachi Kk ボイラ
EP1517085A2 (en) * 2003-09-16 2005-03-23 Praxair Technology, Inc. Low NOx combustion using cogenerated oxygen and nitrogen streams
CN101986024A (zh) * 2010-11-18 2011-03-16 上海锅炉厂有限公司 一种循环流化床锅炉各级过热器的布置结构
CN102147105A (zh) * 2011-04-11 2011-08-10 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 适用于超高汽温蒸汽参数的倒置煤粉锅炉布置结构
CN102588933A (zh) * 2011-01-12 2012-07-18 熊天渝 直接利用高温烧结矿料的显热产生蒸汽的系统及方法
WO2013098798A2 (en) * 2011-12-30 2013-07-04 Alstom Technology Ltd Steam power plant with integrated solar receiver
CN203797614U (zh) * 2014-01-26 2014-08-27 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 冷却生物质合成气用于发电的余热锅炉
CN204593340U (zh) * 2014-06-04 2015-08-26 川崎重工业株式会社 锅炉

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1779706A (en) * 1924-06-17 1930-10-28 Babcock & Wilcox Co Superheater steam boiler and method of operating the same
US2403237A (en) * 1943-10-20 1946-07-02 Comb Eng Co Inc Superheater baffling
US2579027A (en) * 1949-04-14 1951-12-18 Comb Eng Superheater Inc Overheat protection for steam reheaters
US2834326A (en) * 1952-08-26 1958-05-13 Babcock & Wilcox Co Vapor generating and superheating unit, and method effected thereby
US3151601A (en) * 1961-05-18 1964-10-06 Combustion Eng Apparatus for combustion control of multiple furnace steam boiler
GB1140036A (en) * 1965-03-15 1969-01-15 Babcock & Wilcox Ltd Improvements in vapour generating and superheating units in ship propulsion power plant
US5605118A (en) * 1994-11-15 1997-02-25 Tampella Power Corporation Method and system for reheat temperature control
US8277726B2 (en) * 2010-03-17 2012-10-02 Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. Hybrid water treatment for high temperature steam generators
US10415819B2 (en) * 2016-04-05 2019-09-17 The Babcock & Wilcox Company High temperature sub-critical boiler with common steam cooled wall between furnace and convection pass

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1194204A (ja) * 1997-09-24 1999-04-09 Babcock Hitachi Kk ボイラ
EP1517085A2 (en) * 2003-09-16 2005-03-23 Praxair Technology, Inc. Low NOx combustion using cogenerated oxygen and nitrogen streams
CN101986024A (zh) * 2010-11-18 2011-03-16 上海锅炉厂有限公司 一种循环流化床锅炉各级过热器的布置结构
CN102588933A (zh) * 2011-01-12 2012-07-18 熊天渝 直接利用高温烧结矿料的显热产生蒸汽的系统及方法
CN102147105A (zh) * 2011-04-11 2011-08-10 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 适用于超高汽温蒸汽参数的倒置煤粉锅炉布置结构
WO2013098798A2 (en) * 2011-12-30 2013-07-04 Alstom Technology Ltd Steam power plant with integrated solar receiver
CN203797614U (zh) * 2014-01-26 2014-08-27 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 冷却生物质合成气用于发电的余热锅炉
CN204593340U (zh) * 2014-06-04 2015-08-26 川崎重工业株式会社 锅炉

Also Published As

Publication number Publication date
US11015801B2 (en) 2021-05-25
AU2018203172A1 (en) 2018-11-29
US20180328583A1 (en) 2018-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2285442A (en) Vapor generator
WO2012065356A1 (zh) 一种循环流化床锅炉各级过热器的布置结构
CN104420995A (zh) 联合循环系统及其操作方法及对应的热回收蒸汽发生器
AU674751B2 (en) Steam turbine
CN104534438A (zh) 节能锅炉
CN105953216A (zh) 一种垃圾焚烧锅炉再热器的减温结构
CN108870365A (zh) 锅炉及其改进方法
CN102913892A (zh) 一种具有再热器的t型锅炉
US2878791A (en) Steam generating, superheating, and resuperheating plant
US1895220A (en) Method of vaporizing
CN209540846U (zh) 700℃二次再热卧式侧墙对冲锅炉辐射受热面布置结构
US10527278B2 (en) Radiant to convection transition for fired equipment
CA2507821C (en) Method for producing a continuous steam generator and a continuous steamgenerator
US3312198A (en) Steam generator having improved steam heating sections arranged for parallel flow
CN106369588B (zh) 燃气锅炉
US1870009A (en) Waste heat boiler
CN109611816A (zh) 700℃二次再热卧式侧墙对冲锅炉的水冷壁及工作方法
CN205243569U (zh) 加热锅炉二次风的二次再热汽轮机抽汽过热度利用系统
CN105627283B (zh) 适用于蒸汽参数为700℃等级及以上电站锅炉的蒸汽系统
US2874543A (en) Steam power plant including reheat boiler cycle
CN218119727U (zh) 一种过热蒸汽锅炉
CN208595535U (zh) 集成式高温过热蒸汽发生系统
CN218542346U (zh) 一种火电机组发电控制系统
CN206540157U (zh) 一种利用高炉煤气锅炉烟气加热凝结水的加热系统
CN210511637U (zh) 过热蒸汽锅炉

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181123