CN201427045Y - 一种u形水冷返料器 - Google Patents

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李诗媛
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Abstract

本实用新型公开了一种U形水冷返料器,涉及固体物料回送技术,由下降管、上升管和返料管依次相连而成;下降管与上升管之间设有中间隔板,二者下部相通;上升管与返料管之间设有返料隔板,二者上部相通;返料器外壳为膜式水冷壁,膜式水冷壁内侧敷设耐火防磨材料;其返料器外壳水冷壁的部分水冷管延伸进返料器内部,形成水冷的中间隔板和返料隔板;中间隔板和返料隔板均带有集箱,与返料器外壳水冷壁的部分水冷管形成的集箱通过集箱连接管相连。本实用新型的返料器,保证隔板与外壳之间无胀差,延长了隔板使用寿命,可长期安全稳定运行。

Description

一种U形水冷返料器
技术领域
本实用新型涉及固体物料回送技术领域,特别是循环流化床的一种U形水冷返料器。
背景技术
在循环流化床的物料循环回路中,返料器起着非常关键的作用。常见的返料器形式有:L形返料器、J形返料器、密封输送罐、U形返料器等,目前最为通用的是U形返料器。
按照壁面是否被冷却,返料器又可分为冷却式和绝热式两种,较为常用的是不带冷却的绝热式返料器。但在高温物料循环回路中,比如循环流化床锅炉、循环流化床焚烧炉等设备中,高温对常用的绝热式的返料器带来两大考验:一是未燃碳易在返料器中发生后燃,温度难以控制,特别是燃用灰熔点较低的燃料,如生物质燃料时,容易发生结焦;二是绝热式返料器与炉膛水冷壁的膨胀量不同,二者之间存在的胀差只能通过设置膨胀节来解决。但膨胀节在运行中易于被拉坏,影响设备运行可靠性。
冷却式返料器,特别利用汽包水冷却的返料器,与水冷式分离器配合使用时,可以消除与炉膛水冷壁之间的胀差,从而取消膨胀节,大大简化设备;而且带冷却的返料器中的循环灰温度将被降低,可以有效控制物料温度,使之远离结焦温度,有利于提高运行的安全性。
但现有的水冷U形返料器中,通常为外壳采用膜式水冷壁,而设置于下降管与上升管之间的中间隔板以及设置于上升管与返料管之间的返料隔板则采用耐火材料砌筑,这使得隔板与外壳的膨胀系数不同,特别是在设备启停过程中二者之间容易产生缝隙,如若循环灰进入缝隙,隔板很容易被损坏,而隔板一旦损坏,返料器的功能将受到严重影响。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种U形水冷返料器,中间隔板和返料隔板与返料器外壳一同被冷却,保证隔板与外壳之间无胀差,同时延长隔板使用寿命,保证返料器长期安全稳定运行。
为达到上述目的,本实用新型的技术解决方案如下:
一种U形水冷返料器,由横截面均为矩形的下降管1、上升管2和返料管3依次相连而成;下降管1与上升管2之间设有中间隔板4,二者下部相通;上升管2与返料管3之间设有返料隔板5,二者上部相通;下降管1和上升管2底部设有布风板6;返料器外壳为膜式水冷壁,包括下降管前壁11、上升管顶板21、返料管前壁31,下降管后壁12、布风板6、返料管后壁32,及左右壁,膜式水冷壁内侧敷设耐火防磨材料;其中,
a)返料器外壳水冷壁的部分水冷管延伸进返料器内部,形成水冷的中间隔板4和返料隔板5,中间隔板4和返料隔板5的两面和端部均敷设耐火防磨材料;
b)中间隔板4和返料隔板5均带有集箱,与返料器外壳水冷壁的部分水冷管形成的集箱通过集箱连接管7、8相连;
c)返料管3与炉膛相通的返料口处设有环形的返料口集箱30,返料口集箱30为返料器冷却工质的入口集箱,与汽包下降管相连;下降管1顶部设有环形的返料器出口集箱10,返料器出口集箱10为返料器冷却工质的出口集箱,其与汽包中部相连,或经水冷分离器水冷管与汽包相连;
d)返料管前壁31中部设有水平的返料管前壁集箱33,下降管后壁12中部设有水平的下降管后壁集箱13;返料管前壁31从返料口集箱30引出的每两根相邻水冷管中的一根进行跳管,与返料管前壁集箱33相连;下降管后壁12汇入返料器出口集箱10的每两根相邻水冷管中的一根进行跳管,与下降管后壁集箱13相连。
所述的U形水冷返料器,其所述a)、b),是:
返料管后壁32每两根相邻水冷管中的一根,在返料管后壁32与布风板6交界处进行跳管,弯管至竖直向上延伸入返料器内,最终汇入返料隔板集箱50,形成返料隔板5;返料隔板5的水冷管竖直设置,两面和顶部均敷设耐火防磨材料;返料隔板集箱50水平设置,位于返料隔板5的顶部,最高点不高于下降管后壁集箱13的最高点,二者通过集箱连接管8相连通;
下降管前壁11每两根相邻水冷管中的一根,在下降管前壁11与上升管顶板21交界处进行跳管,竖直向下延伸入返料器内,最终汇入中间隔板集箱40,形成中间隔板4;中间隔板4的水冷管竖直设置,两面和底部均敷设耐火防磨材料;中间隔板集箱40水平设置,位于中间隔板4的底部,最低点不低于返料管前壁集箱33的最低点,二者通过集箱连接管7相连通。
所述的U形水冷返料器,其所述a)、b),是:
返料隔板左集箱501和返料隔板右集箱502分别竖直设置在返料器外壳左右壁外侧;返料管后壁32每两根相邻水冷管中的一根,在返料管后壁32与布风板6交界处进行跳管,弯管至竖直向上延伸入返料器内后,在返料隔板5所在平面内分为左右两半,分别向左和向右弯管至水平穿出返料器外壳,最终分别汇入两返料隔板集箱501、502,两返料隔板集箱501、502最高点不高于下降管后壁集箱13的最高点,两返料隔板集箱501、502与下降管后壁集箱13通过集箱连接管8相连通;
中间隔板左集箱401和中间隔板右集箱402分别竖直设置在返料器外壳左右壁外侧;下降管前壁11每两根相邻水冷管中的一根,在下降管前壁11与上升管顶板21交界处进行跳管,竖直向下延伸入返料器内后,在中间隔板4所在平面内分为左右两半、分别向左和向右弯管至水平穿出返料器外壳,最终分别汇入两中间隔板集箱401、402,两中间隔板集箱401、402最低点不低于返料管前壁集箱33的最低点,两中间隔板集箱401、402与返料管前壁集箱33通过集箱连接管7相连通。
本实用新型实现了水冷返料器外壳与内部隔板的一体化设计,工质流程顺畅,保证了隔板与外壳之间无胀差,同时延长隔板使用寿命,保证返料器长期安全稳定运行。
附图说明
图1为本实用新型的一种U形水冷返料器实施例1的U形水冷返料器的外观示意图;
图2为实施例1的U形水冷返料器的隔板、集箱及集箱连接管示意图;
图3为实施例1的U形水冷返料器的工质流程示意图;
图4为本实用新型的一种U形水冷返料器实施例2的U形水冷返料器的工质流程示意图;
图5为实施例2的U形水冷返料器的A-A剖面示意图;
图6为实施例2的U形水冷返料器的B-B剖面示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2和图3所示的水冷U形返料器,由横截面为矩形的下降管1、上升管2和返料管3依次相连而成;下降管1与上升管2之间设有中间隔板4,二者下部相通;上升管2与返料管3之间设有返料隔板5,二者上部相通;下降管1和上升管2底部设有布风板6;
返料器外壳由四片膜式水冷壁组成,分别是:构成下降管前壁11、上升管顶板21、返料管前壁31的前片,构成下降管后壁12、布风板6、返料管后壁32的后片,分别构成下降管1左右壁、上升管2左右壁、返料管3左右壁的返料器外壳左壁和右壁;上述膜式水冷壁内侧均敷设耐火防磨材料。
返料管3与炉膛相通的返料口处设有环形的返料口集箱30,下降管1顶部设有环形的返料器出口集箱10;返料口集箱30为返料器冷却工质的入口集箱,其与汽包下降管相连;返料器出口集箱10为返料器冷却工质的出口集箱,其与汽包上部相连,或经水冷分离器水冷管与汽包相连。
图2为隔板、集箱及集箱连接管的示意图,为便于看清水冷管布置方式,图中未画出管间鳍片和耐火材料,实际隔板的水冷管间带有鳍片,以便于敷设耐火材料。返料管前壁31中部设有水平的返料管前壁集箱33,下降管后壁12中部设有水平的下降管后壁集箱13;返料管前壁31从返料口集箱30引出的每两根相邻水冷管中的一根进行跳管,与返料管前壁集箱33相连;下降管后壁12汇入返料器出口集箱10的每两根相邻水冷管中的一根进行跳管,与下降管后壁集箱13相连;也就是说,返料管前壁31有一半的水冷管最终通入返料器出口集箱10,而另一半水冷管从返料口集箱30引出后,仅延伸至返料管前壁31中部就结束于返料管前壁集箱33;同样,下降管后壁12上部的水冷管中,只有一半是由返料口集箱30引来的,而另一半水冷管是从下降管后壁集箱13引出、并结束于返料器出口集箱10的。
返料管后壁32每两根相邻水冷管中的一根,在返料管后壁32与布风板6交界处进行跳管,并弯管至竖直向上延伸入返料器内,汇入水平的返料隔板集箱50,形成返料隔板5;返料隔板5两面和顶部均敷设耐火防磨材料;返料隔板集箱50低于下降管后壁集箱13,二者通过集箱连接管相连。
下降管前壁11每两根相邻水冷管中的一根,在下降管前壁11与上升管顶板21交界处进行跳管,竖直向下延伸入返料器内,汇入水平的中间隔板集箱40,形成中间隔板4;中间隔板4两面和底部均敷设耐火防磨材料;中间隔板集箱40与返料管前壁集箱33等高,二者通过集箱连接管相连。
运行时,从汽包下降管引来的汽包水中的大部分由返料口集箱30进入返料器,分别沿返料器外壳的前、后、左、右四片,向上流动,汇入返料器出口集箱10;一小部分沿返料管前壁31、经返料管前壁集箱33、集箱连接管7、中间隔板集箱40,流经中间隔板4和下降管前壁11,汇入返料器出口集箱10;还有一小部分沿返料管后壁32、返料隔板5、经返料隔板集箱50、集箱连接管8、下降管后壁12,也汇入返料器出口集箱10。
实施例2
如图4所示的水冷U形返料器,由横截面为矩形的下降管1、上升管2和返料管3依次相连而成;下降管1与上升管2之间设有中间隔板4,二者下部相通;上升管2与返料管3之间设有返料隔板5,二者上部相通;下降管1和上升管2底部设有布风板6。
返料器外壳由四片膜式水冷壁组成,分别是:构成下降管前壁11、上升管顶板21、返料管前壁31的前片,构成下降管后壁12、布风板6、返料管后壁32的后片,分别构成下降管1左右壁、上升管2左右壁、返料管3左右壁的返料器外壳左壁和右壁;上述膜式水冷壁内侧均敷设耐火防磨材料。
返料管3与炉膛相通的返料口处设有环形的返料口集箱30,下降管1顶部设有环形的返料器出口集箱10;返料口集箱30为返料器冷却工质的入口集箱,其与汽包下降管相连;返料器出口集箱10为返料器冷却工质的出口集箱,其与汽包上部相连,或经水冷分离器水冷管与汽包相连。
返料管前壁31中部设有水平的返料管前壁集箱33,下降管后壁12中部设有水平的下降管后壁集箱13;返料管前壁31从返料口集箱30引出的每两根相邻水冷管中的一根进行跳管,与返料管前壁集箱33相连;下降管后壁12汇入返料器出口集箱10的每两根相邻水冷管中的一根进行跳管,与下降管后壁集箱13相连;也就是说,返料管前壁31有一半的水冷管最终通入返料器出口集箱10,而另一半水冷管从返料口集箱30引出后,仅延伸至返料管前壁31中部就结束于返料管前壁集箱33;同样,下降管后壁12上部的水冷管中,只有一半是由返料口集箱30引来的,而另一半水冷管是从下降管后壁集箱13引出、并结束于返料器出口集箱10的。
图5示出了返料隔板的水冷管形状,为便于看清,图中未画出耐火材料和管间鳍片,实际隔板的水冷管间带有鳍片,以便于敷设耐火材料。返料管后壁32每两根相邻水冷管中的一根,在返料管后壁32与布风板6交界处进行跳管,并弯管至竖直向上延伸入返料器内,在竖直管段所在平面内,左侧一半水冷管向左、右侧一半水冷管向右,弯管至水平方向穿出返料器外壳,分别汇入竖直设置在返料器外壳左壁外侧的返料隔板左集箱501和右壁外侧的返料隔板右集箱502,返料隔板集箱501、502最高点与下降管后壁集箱13的最高点等高,返料隔板集箱501、502与下降管后壁集箱13通过集箱连接管8相连。左、右侧弯管形成的平板构成了返料隔板5,返料隔板5两面和顶部均敷设耐火防磨材料。
图6示出了中间隔板的水冷管形状,为了便于看清,图中未画出耐火材料和管间鳍片。下降管前壁11每两根相邻水冷管中的一根,在下降管前壁11与上升管顶板21交界处进行跳管,竖直向下延伸入返料器内,在竖直管段所在平面内,左侧一半水冷管向左、右侧一半水冷管向右,弯管至水平方向穿出返料器外壳,分别汇入竖直设置在返料器外壳左壁外侧的中间隔板集箱401和右壁外侧的中间隔板集箱402,中间隔板集箱401、204最低点高于返料管前壁集箱33,二者通过集箱连接管7相连;左、右侧弯管形成的平板构成了中间隔板4,中间隔板4两面和底部均敷设耐火防磨材料。
运行时,从汽包下降管引来的汽包水中的大部分由返料口集箱30进入返料器,分别沿返料器外壳的前、后、左、右四片,向上流动,汇入返料器出口集箱10;一小部分沿返料管前壁31、经返料管前壁集箱33、集箱连接管7、中间隔板集箱401、402,流经中间隔板4和下降管前壁11,汇入返料器出口集箱10;还有一小部分沿返料管后壁32、返料隔板5、经返料隔板集箱501、502、集箱连接管8、下降管后壁12,也汇入返料器出口集箱10。
本实用新型的原理是:
采用来自汽包下降管的汽包水作为返料器冷却工质时,返料器中的工质与炉膛水冷壁中的工质温度一致,膨胀系数也相同,配合汽包水冷却的水冷分离器使用时,可以消除炉膛与分离返料侧的胀差,取消膨胀节,从而简化设备。但由于汽包水只能以自然循环的方式流动,即流动方向必须是自下而上,这使得结构复杂的返料器的工质流程设计困难。
本实用新型巧妙的利用跳管方式,一方面使返料器外壳水冷壁延伸至返料器内部形成了水冷隔板,同时又从返料器下降管后壁和返料管前壁分出半数的水冷管形成两个集箱,与两个隔板的工质集箱相连,打通了工质流程。

Claims (3)

1.一种U形水冷返料器,由横截面均为矩形的下降管(1)、上升管(2)和返料管(3)依次相连而成;下降管(1)与上升管(2)之间设有中间隔板(4),二者下部相通;上升管(2)与返料管(3)之间设有返料隔板(5),二者上部相通;下降管(1)和上升管(2)底部设有布风板(6);返料器外壳为膜式水冷壁,包括下降管前壁(11)、上升管顶板(21)、返料管前壁(31),下降管后壁(12)、布风板(6)、返料管后壁(32),及左右壁,膜式水冷壁内侧敷设耐火防磨材料;其特征在于,
a)返料器外壳水冷壁的部分水冷管延伸进返料器内部,形成水冷的中间隔板(4)和返料隔板(5),中间隔板(4)和返料隔板(5)的两面和端部均敷设耐火防磨材料;
b)中间隔板(4)和返料隔板(5)均带有集箱,与返料器外壳水冷壁的部分水冷管形成的集箱通过集箱连接管(7)、(8)相连;
c)返料管(3)与炉膛相通的返料口处设有环形的返料口集箱(30),返料口集箱(30)为返料器冷却工质的入口集箱,与汽包下降管相连;下降管(1)顶部设有环形的返料器出口集箱(10),返料器出口集箱(10)为返料器冷却工质的出口集箱,其与汽包中部相连,或经水冷分离器水冷管与汽包相连;
d)返料管前壁(31)中部设有水平的返料管前壁集箱(33),下降管后壁(12)中部设有水平的下降管后壁集箱(13);返料管前壁(31)从返料口集箱(30)引出的每两根相邻水冷管中的一根进行跳管,与返料管前壁集箱(33)相连;下降管后壁(12)汇入返料器出口集箱(10)的每两根相邻水冷管中的一根进行跳管,与下降管后壁集箱(13)相连。
2.按照权利要求1所述的U形水冷返料器,其特征在于,所述a)、b),是:
返料管后壁(32)每两根相邻水冷管中的一根,在返料管后壁(32)与布风板(6)交界处进行跳管,弯管至竖直向上延伸入返料器内,最终汇入返料隔板集箱(50),形成返料隔板(5);返料隔板(5)的水冷管竖直设置,两面和顶部均敷设耐火防磨材料;返料隔板集箱(50)水平设置,位于返料隔板(5)的顶部,最高点不高于下降管后壁集箱(13)的最高点,二者通过集箱连接管(8)相连通;
下降管前壁(11)每两根相邻水冷管中的一根,在下降管前壁(11)与上升管顶板(21)交界处进行跳管,竖直向下延伸入返料器内,最终汇入中间隔板集箱(40),形成中间隔板(4);中间隔板(4)的水冷管竖直设置,两面和底部均敷设耐火防磨材料;中间隔板集箱(40)水平设置,位于中间隔板(4)的底部,最低点不低于返料管前壁集箱(33)的最低点,二者通过集箱连接管(7)相连通。
3.按照权利要求1所述的U形水冷返料器,其特征在于,所述a)、b),是:
返料隔板左集箱(501)和返料隔板右集箱(502)分别竖直设置在返料器外壳左右壁外侧;返料管后壁(32)每两根相邻水冷管中的一根,在返料管后壁(32)与布风板(6)交界处进行跳管,弯管至竖直向上延伸入返料器内后,在返料隔板(5)所在平面内分为左右两半,分别向左和向右弯管至水平穿出返料器外壳,最终分别汇入两返料隔板集箱(501、502),两返料隔板集箱(501、502)最高点不高于下降管后壁集箱(13)的最高点,两返料隔板集箱(501、502)与下降管后壁集箱(13)通过集箱连接管(8)相连通;
中间隔板左集箱(401)和中间隔板右集箱(402)分别竖直设置在返料器外壳左右壁外侧;下降管前壁(11)每两根相邻水冷管中的一根,在下降管前壁(11)与上升管顶板(21)交界处进行跳管,竖直向下延伸入返料器内后,在中间隔板(4)所在平面内分为左右两半、分别向左和向右弯管至水平穿出返料器外壳,最终分别汇入两中间隔板集箱(401、402),两中间隔板集箱(401、402)最低点不低于返料管前壁集箱(33)的最低点,两中间隔板集箱(401、402)与返料管前壁集箱(33)通过集箱连接管(7)相连通。
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