具有一个过热器和一个再热器的CFB蒸汽发生器 本发明背景
本发明涉及燃烧矿物燃料的循环流化床蒸汽发生器(CFB)，更具体地讲，涉及一种控制来自循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和来自循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终再热输出蒸汽温度的方法。
迄今为止，现有技术中已有各种类型的流化床蒸汽发生器。就此而言，区分所述各种类型的流化床蒸汽发生器的一种常用方法是，根据所发生的流化的性质进行区分。在本文中，“流化”一词是指所提供的固体材料具有自由流动的流体-样特征。为此，当使一种气体向上通过一个流化床蒸汽发生器，以穿过该发生器中的固体颗粒床时，所述气流所产生的力会将所述固体颗粒彼此分开。在低气体速度下，所述力不足于使所述固体颗粒彼此分开，因此，这些固体颗粒仍保持彼此接触，即会阻止它们之间的运动。当出现这种状态时，就称之为固定床。因此，当在流化床蒸汽发生器中出现这种状态时，本领域中通常称之为固定床流化床蒸汽发生器。
另一方面，随着气体速度的加快，所述气体的速度可达到这样地程度：作用在所述固体颗粒上的力足于使这些固体颗粒分离。当出现这种情况时，所述固体颗粒床就成为流化床，其中，这些固体颗粒之间的气垫使得固体颗粒能够自由运动，从而使得该固体颗粒床具有液体-样特征。
流化床蒸汽发生器的设计通常是为了在该流化床中进行燃烧，燃料是在热的不可燃颗粒床中燃烧，所述颗粒由向上流动的流化气体悬浮。另外，该流化气体通常是由空气和副产物组成，将空气输送到该流化床蒸汽发生器中，是为了支持其中的燃料燃烧，而所述气体副产物是由于燃料和空气的燃烧而产生的。
流化床蒸汽发生器包括，但不限于循环流化床蒸汽发生器(CFB)，它通常被用于产生蒸汽。而且，所述蒸汽的产生是由于燃料和空气在所述流化床蒸汽发生器中的燃烧的结果。另外，将以上述方式在所述流化床蒸汽发生器中产生的蒸汽设计成根据预定的热力学蒸汽循环发生作用。因此，通过以上说明可以理解，由循环流化床蒸汽发生器(CFB)产生蒸汽的过程包括一个燃烧过程和一个热力学蒸汽循环。
由于本申请的主题涉及循环流化床蒸汽发生器(CFB)，以下的讨论将围绕循环流化床蒸汽发生器(CFB)进行。为此目的，一个循环流化床蒸汽发生器(CFB)包括炉腔，该炉腔的壁由垂直的水冷壁管组成。在该炉腔的下部，燃料和吸收剂与空气混合，并在空气中燃烧，产生热的燃烧废气，在该废气中夹带有热固体。所述夹带着热固体的燃烧废气在所述炉腔中上升。在上升的过程中，夹带在所述热燃烧废气中的热固体的悬浮密度随着所述炉腔高度的增加而降低。
随着所述热燃烧废气和所夹带着热固体在所述炉腔中继续上升，热量被传给上述水冷壁管，从而使在所述水冷壁管中上升的水以传统方式蒸发产生饱和蒸汽。这种饱和蒸汽是蒸汽和水的混合物，然后在一个汽鼓中以已知方式分离该饱和蒸汽。水由该汽鼓返回到位于所述炉腔下部的水冷壁管，从而完成一个蒸发循环，而蒸汽被输送到一个过热器，在下面将对过热器作进一步说明。
将热的燃烧废气和所夹带着热固体从所述炉腔的底部引导至一个旋风器，在这里通过机械方法将超过预定大小的未燃烧的燃料、飘尘和吸收剂从所述热燃烧废气中分离出来。从所述旋风器中回收未燃烧的燃料、飘尘和吸收剂，然后在重力作用下通过一个立管和一个密封箱沉降，然后将其再一次导入所述炉腔的下部，在这里对所述未燃烧的燃料、飘尘和吸收剂再次进行燃烧处理。以上说明的是被夹带在热的燃烧废气中的超过预定大小的热固体的循环途径。
进入所述旋风器的热的燃烧废气(以下称之为废气)，仍含有有用的能量，从这种废气中分离出超过预定大小的未燃烧的燃料、飘尘和吸收剂，然后将其引导至一个回路，该回路与一个循环流化床蒸汽发生器(CFB)连接，在该循环流化床蒸汽发生器(CFB)中具有另外的热交换表面。所述另外的热交换表面通常包括过热表面，随后可能是再热表面和节能表面。所述过热表面以已知方式加热，即过热上述从循环流化床蒸汽发生器(CFB)的汽鼓中的水里分离出来的蒸汽，让经过过热的所述蒸汽流入高压涡轮机(HPT)。经过过热的上述蒸汽在所述高压涡轮机(HPT)中膨胀以后，流动到所述再热表面，如果在所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的回路中设有这种再热表面的话。所述再热表面以已知方式工作，再次加热，即再热上述从循环流化床蒸汽发生器(CFB)的汽鼓中的水里分离出来的蒸汽，让经过再热的所述蒸汽流入低压涡轮机(LPT)。
接下来，当经过再热的所述蒸汽在所述低压涡轮机(LPT)中进一步膨胀之后，该蒸汽被冷凝成水，然后让由冷凝所述再热蒸汽所产生的水流入位于所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的回路中的节能表面。以上结束了对蒸汽的热力学蒸汽循环的说明，所述蒸汽是由在所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)中进行的燃烧过程所产生的。不过，这里要密切注意这样一个事实：在相对位于所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的回路中的过热表面和再热表面的合适位点上，设有喷水装置，用该装置控制流入所述低压涡轮机(LPT)中的过热蒸汽的温度，和/或控制流入所述低压涡轮机(LPT)中的再热蒸汽的温度。用于所述喷水装置中的水是从由所述再热蒸汽冷凝所产生的水中析出的，这些水流动到位于所述循环流化床蒸汽发生器的回路中的节能表面，因此，用于所述喷水装置的水不能用于产生蒸汽。
所述废气在通过所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的回路期间因为废气与所述过热表面、再热表面(如果有的话)、和节能表面之间所发生的热交换而被冷却，所述表面位于所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的回路。在离开所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的回路以后，将已变得较冷的废气优选以已知方式用于预热空气，这些空气被输送到所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)，由这些空气在所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)中完成与燃料的燃烧。然后，让废气以已知方式流入并通过一个颗粒清除系统，以便从所述废气中清除颗粒，此后，所述废气通过一个与所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)连接的烟道进入大气。以上结束了对废气流通通道的说明，所述废气是由燃料和空气在所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)中燃烧而产生的。
有时要在所述热固体的循环通道上设置一个或几个流化床热交换器(FBHE)，所述热固体是由燃料和空气在所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的炉腔中燃烧所产生的。作为背景技术，本文所使用的术语流化床热交换器(FBHE)是指一个与其外部隔热的密封腔室，该腔室被设计成能在其中进行热介质和冷却介质之间的热交换。在这里，所述热介质包括在所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)运行期间所产生的热固体，而所述冷却介质包括所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的热力学蒸汽循环的蒸汽或水。当以上述方式提供所述流化床热交换器(FBHE)时，在所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)运行期间所产生的热固体的一部分被分流至并且流过所述流化床热交换器(FBHE)，然后将分流的热固体重新导入所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的炉腔。
这样，上述流化床热交换器(FBHE)能被用于在其中进行所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的热力学蒸汽循环的某些过程。举例而言(而不是限定)，一个这样的流化床热交换器(FBHE)可以包括过热表面，因此，过热蒸汽可以通过该流化床热交换器(FBHE)，以便能在这里对所述过热蒸汽进行最后的过热，然后，所述过热蒸汽流入所述高压涡轮机(HPT)和/或另一个这样的流化床热交换器(FBHE)可以包括再热表面，因此，再热蒸汽可以通过该流化床热交换器(FBHE)，以便在这里对所述再热蒸汽进行最终的再热，然后，所述再热蒸汽流入所述低压涡轮机(LPT)。每一个所述流化床热交换器(FBHE)除了包括过热表面或再热表面之外，还可以包括蒸发表面。这些蒸发表面能以流体流通关系与所述炉腔的水冷壁管连接，优选将这些蒸发表面设置在上述流化床热交换器(FBHE)中，位于所述过热表面或再热表面的下游，根据情况这些表面也设置在其中。
在此前的现有技术中，业已披露了与过热器和/或再热器相关的方法和/或装置。举例而言(而不是限定)，在于1982年6月29日授权的US4,336,769中涉及这样一种方法和/或装置。按照US4,336,769的说明，在接近炉腔上部的部位设有热量回收区，该热量回收区与所述炉腔呈气体流通连通状态，并包括一个连廊部分和一个对流部分。所述对流部分包括一个前壁、一个后壁和两个侧壁。所述后壁、侧壁和所述前壁的下部是由若干垂直分布的、精密的、相互连接的管以类似于炉腔部分的形式组成的，而且在所述前壁的上部设有槽或开口，以使得所述连廊部分和对流部分之间相通。在所述对流部分设有一个同样由若干精密的、相互连接的管组成的分隔壁，以便将该对流部分分成前部气体通道和后部气体通道。将一个节能器安装在所述后气体通道的下部，紧挨着该节能器的上方安装一个主过热器，而在所述前气体通道中设有一组再热器管。在炉腔的上部设有一个平板过热器，而在所述连廊部分设有一个与所述平板过热器呈直接流体连通的最终过热器。
举例而言(而不是限定)，在于1991年10月8日授权的US5,054,436中披露了另一种这样的方法和/或装置。按照US5,054,436的说明，提供了一个热量回收部分。该热量回收部分包括一个外壳，该外壳由一个垂直的隔板分隔成容纳一个再热器的第一通道，和一个容纳主过热器和一个上节能的第二通道，以上通道均由若干热交换管组成，这些热交换管沿着从所述分离器中排出的气体通过该外壳的通道分布。在所述隔板的上部设有一个开口，使一部分气体流入装有所述过热器和上部节能的通道。所述气体在通过以上两个平行的通道中的所述再热器、过热器和节能之后，再通过一个下部节能，然后通过设在其后壁上的一个出口排出该外壳。
举例而言(而不是限定)，在于1991年12月3日授权的US5,069,170中披露了另一种这样的方法和/或装置。按照US5,069,170的说明提供了一个热量回收部分。该热量回收部分包括外壳，该外壳由一个垂直的隔板分隔成容纳一个再热器的第一通道，和一个主过热器和一个上节能器的第二通道，以上通道均由若干热交换管组成，这些热交换管沿着从所述分离器中排出的气体通过该外壳的通道分布。在所述隔板的上部设有一个开口，使一部分气体流入装有所述过热器和节能器的通道。所述气体在通过以上两个平行的通道中的所述再热器、过热器和节能器之后，通过一个出口排出所述外壳。
尽管上述与过热器和再热器有关的现有方法和/或装置被视为能实现其目的，不过，仍然有必要提供对来自循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度以及对来自所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终再热输出蒸汽温度进行控制的新的改进方法。为此，就所述高压涡轮机和低压涡轮机而言，所述涡轮机与一个循环流化床蒸汽发生器(CFB)连接，重要的是要对输送到这些涡轮机的蒸汽加以正确控制。类似地，为了确保实现所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)所需要的热力学蒸汽循环，重要的是对按照所希望的热力学蒸汽循环所产生的蒸汽进行正确控制。通常，对所述蒸汽的控制是通过使用喷水减温器而实现的，该减温器从策略上讲，位于所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的热力学蒸汽循环中。不过，就装有流化床热交换器的循环流化床蒸汽发生器(CFB)而言，对所述蒸汽的控制通常是通过一个反馈控制系统实现的，该控制系统与所述流化床热交换器可操作地连接。
具体地讲，业已证实了提供这样一种对来自所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度进行控制的新的改进方法的必要性，其中，这种控制可以用所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的热力学蒸汽循环的流体回路而实现，该回路可以对所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的炉腔中的固体悬浮密度进行控制，这些固体被夹带在在所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)中所发生的燃烧过程所产生的热燃烧废气中，并可以对通过所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)所具有的多腔室回流腔的热燃烧废气的分配进行控制。更具体地讲，以上目的可以通过使用传热表面的组合而实现，所述表面构成所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的热力学蒸汽循环的流体回路的一部分，而且位于所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的炉腔中。另外，对输入所述高压涡轮机和低压涡轮机的蒸汽的控制可以通过调节所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的炉腔中的上述悬浮密度或所述热燃烧废气在所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的回流腔的多腔室中的分配而实现，以上调节可单独或组合进行。最后，还证实了提供这样一种对来自循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度进行控制的新的改进方法的必要性，其中，取消了所必需的昂贵的流化床热交换器，这样，由该热交换器所执行的热力学蒸汽循环将由位于所述炉腔中的以及位于所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的多腔室回流腔中的热交换表面来实现。流化床热交换器的取消可以降低寄生能量，这些能量是由所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)消耗的，因为取消了与所述流化床热交换器匹配的流化鼓风机。由于取消了所述流化床热交换器和与之匹配的流化鼓风机，可以实现电厂性能的改善，这种改善可以通过由所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)每产生1000瓦的电能所消耗的BTU’s量来衡量。
因此，本发明的一个目的是提供一种对来自循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度进行控制的新的改进方法。
本发明的另一个目的是提供一种用于控制循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度的新的改进方法，其中，所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)包括一个炉腔，在该炉腔中具有传热表面。
本发明的又一个目的是提供一种用于控制循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度的新的改进方法，其中，所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)包括一个回流腔，在该回流腔中具有传热表面。
本发明的再一个目的是提供一种用于控制循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度的新的改进方法，其中，所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)包括一个在其中具有传热表面的炉腔和一个在其中具有传热表面的回流腔。
本发明的又一个目的是提供一种用于控制循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度的新的改进方法，其中循环流化床蒸汽发生器(CFB)包括其内有传热表面的炉腔和其内有传热表面的回流腔。
本发明的另一个目的是提供一种用于控制循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度的新的改进方法，其中，省略了实施传热过程所必需的一个或几个流化床热交换器。
本发明的另一个目的是提供一种用于控制循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度的新的改进方法，其中，所述控制是通过操纵所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的炉腔中的固体悬浮密度而实现的。
本发明的另一个目的是提供一种用于控制循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度的新的改进方法，其中，所述控制是通过操纵所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的回流腔中的气流而实现的。
本发明的还有一个目的是提供一种用于控制循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度的新的改进方法，其中，所述控制是通过操纵所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的炉腔中的固体悬浮密度和通过操纵所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的回流腔中的气流而实现的。本发明概述
根据本发明，提供了一种用于控制循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度的方法，所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)包括一个炉腔，一个旋风器和一个多腔室的回流腔，并可以根据预定的热力学蒸汽循环在其中产生蒸汽，所产生的蒸汽将被输送到一个高压涡轮机和/或一个低压涡轮机。上述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的工作模式是这样的：蒸汽的发生始于所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的炉腔的下部，燃料、吸收剂和空气在这里混合并进行燃烧。上述燃烧的结果是产生了热的燃烧气体和热固体，所述热固体被夹带在所述热的燃烧气体中。本文所使用的“悬浮密度”一词是指所述热固体被夹带在所述热的燃烧气体中的浓度。
接着，所述夹带着热固体的热的燃烧气体在循环流化床蒸汽发生器(CFB)的炉腔中上升，而且，在这一过程中，热量从气体中传给所述水冷壁管中的水，所述水冷壁管起着形成上述炉腔的作用，因此，由于所述热量向所述水的传递而蒸发性地产生了蒸汽。所述热的燃烧气体在到达所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的炉腔顶部以后，现在一般被称为废气，让仍然夹带着热固体的废气流过止于一个旋风器的烟道。这种旋风器以已知的方式进行工作，在这里使超过预定大小的热固体与所述废气分离。在所述旋风器中从所述废气中分离出的热固体，由该旋风器返回所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的炉腔下部，以便重新注入其中。
另一方面，让所述废气通过另一个烟道由所述旋风器流到一个多腔室的回流腔，该回流腔是所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)所具有的，该回流腔包括用于实施一部分传热任务的传热表面，所述传热过程是按照所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的预定热力学蒸汽循环进行循环所必需的。更具体地讲，上述传热任务的某些部分是在所述废气的某一些通过所述多腔室回流腔的第一腔室的过程中实现的，其中，在第一腔室中适当地安装有过热表面，以及节能表面，并可以通过所述废气的其余部分在通过所述多腔室回流腔的第二腔室期间的传热而实现，其中，在第二腔室中适当安装有再热表面以及另一个节能表面。优选地，所述废气在上述第一腔室和第二腔室之间的分配是通过调节风门的适当定位而实现的，为此所述调节风门被安装在所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的多腔室回流腔的出口处。在所述多腔室回流腔的上述第一腔室中对所述蒸汽进行最终的过热之后，所述过热蒸汽被输送到一个高压涡轮机。类似地，在所述多腔室回流腔的上述第二腔室中对所述蒸汽进行最终的再热之后，所述再热蒸汽被输送到一个低压涡轮机。所述涡轮机以已知方式设计成与一个发电机结合，由所述涡轮机驱动该发电机，从而使该发电机工作产生电力。
上述部分的传热任务根据所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的预定热力学蒸汽循环是必需完成的，这一过程是在所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的多腔室回流腔的上述第一腔室和第二腔室中进行的，除此之外，所述传热任务的需要完成的其余部分在所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)中完成。为此，所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的炉腔可以包括或不包括另外的过热表面和/或另外的再热表面，这要取决于特定循环流化床蒸汽发生器(CFB)所采用的热力学蒸汽循环的特定性质。
总之，就所述最终过热蒸汽和最终再热蒸汽而言，对它们各自输出温度的控制是通过本发明的用于控制循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度的方法而实现的，该方法是通过分别或同时操纵夹带在所述燃烧废气中的热固体在所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的炉腔中的悬浮密度和所述废气在所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的多腔室回流腔的上述第一腔室和第二腔室之间的分配而实现的。
附图的简要说明
图1是按照本发明制造的一个循环流化床蒸汽发生器(CFB)的示意性的侧视图，包括一个炉腔，一个旋风器部分，一个回流腔和一个密封室；和
图2是按照本发明制造的图1所示的所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的回流腔的更详细的示意性侧视图；和
图3是热力学蒸汽循环的流体回路的一种实施方案的简化示意图，该实施方案可以使用诸如图1所示的、按照本发明制造的循环流化床蒸汽发生器(CFB)的循环流化床蒸汽发生器(CFB)；和
图4是热力学蒸汽循环的流体回路的第二种实施方案的简化示意图，该实施方案可以使用诸如图1所示的、按照本发明制造的循环流化床蒸汽发生器(CFB)的循环流化床蒸汽发生器(CFB)；和
图5是热力学蒸汽循环的流体回路的第三种实施方案的简化示意图，该实施方案可以使用诸如图1所示的、按照本发明制造的循环流化床蒸汽发生器(CFB)的循环流化床蒸汽发生器(CFB)；和
图6是热力学蒸汽循环的流体回路的第四种实施方案的简化示意图，该实施方案可以使用诸如图1所示的、按照本发明制造的循环流化床蒸汽发生器(CFB)的循环流化床蒸汽发生器(CFB)；和
图7是将所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的炉腔中的热固体的悬浮密度作为所述炉腔的高度的函数绘制的曲线图，和所述悬浮密度随着导入该炉腔的一级空气和二级空气之间的比例变化而变化的曲线图。
优选实施方案的说明
参见附图中的图1，图中示出了一种循环流化床蒸汽发生器，总体上用编号2表示。如图1所示，循环流化床蒸汽发生器2包括一个用编号4表示的炉腔，所述炉腔由水冷壁管组成，这些水冷壁管用编号4a表示；用编号6表示的第一节烟道；用编号8表示的旋风器部分；用编号10表示的第二节烟道；用编号12表示的一个回流腔，从这里延伸出用编号20表示的另一个烟道。
参见附图中的图1，从图中可以清楚地看到，旋风器8的下部通过管道以流体流通的关系与炉腔4的下部连接，根据图1，所述管道由一个用编号14表示的立管、一个用编号14表示的密封室和用编号18表示的热固体入口组成。为了进行以下的讨论，由炉腔4出发，通过第一节烟道6和旋风器部分8以及管道14、16、18，再回到炉腔4的流通通道，在下文中将被称为热固体循环通道4，6，8，14，16，18，4。
接着，按照传统做法，而且，从图1中显而易见的是，向炉腔4输送由燃料22和吸收剂24组成的混合物。燃料22和吸收剂24的混合物在炉腔4中混合，以便在这里与图1所示的一级空气26和二级空气28燃烧。通过上述燃烧以已知方式产生图1所示的热的燃烧废气30和热的固体32，热固体32被夹带在所述热的燃烧废气30中。所述夹带着热固体32的热的燃烧废气30在炉腔4中上升，在炉腔4的顶部，所述夹带着热固体32的热的燃烧废气30通过第一节烟道6流入旋风器部分8。在所述旋风器部分8中，通过机械方法将流入其中的超过预定大小的热固体32从夹带着热固体32的热的燃烧废气30中分离出来。让含有未燃烧的燃料、飘尘和吸收剂的、分离出来的热固体32流过旋风器部分8。热固体32在重力作用下从所述旋风器部分8排入立管14，然后热固体32通过立管14流入并通过密封室16。然后，通过热固体入口18将热固体32从密封室16重新送入炉腔4的下部，然后在所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)2中对所述热固体32再次进行燃烧处理。
另一方面，离开旋风器部分8的热的燃烧废气30(以下称之为废气)通过第二节烟道10由旋风器部分8引导至回流腔12，在这里完成其它的传热任务，正如下文将要更详细地讲述的。废气30通过烟道20离开回流腔12，并可将其用于预热空气，这些空气被输送到炉腔4，以便与燃料22燃烧，燃烧的废气30流入一个颗粒清除系统(为了保持附图清楚起见图中没有示出)，然后通过一个通风管(为了保持附图清楚起见图中没有示出)排出。
参见图2，图中示出了循环流化床蒸汽发生器(CFB)2的回流腔12的更详细的示意性质的侧视图。由图2可以看出，回流腔12由一个垂直的隔板12c分隔成第一腔室12a和第二腔室12b。由图2同样可以看出，回流腔12的上部适当地具有一个开口12d，设计该开口是为了让流过第二节烟道10的废气30在离开该烟道时要么流入第一腔室12a，要么流入第二腔室12b，如下文将要更详细地讲述的。
参见图2，可以理解的是，垂直的隔板12c包括一个由翅片管组成的板，这些管彼此之间适当地相互连接，以便从开口12d以下将第一腔室12a和第二腔室12b彼此隔开。而且，由图2可以看出，回流腔12本身是由一个前壁12e，一个后壁12f，一个顶板12h和一对侧壁(为了保持附图清楚起见图中没有示出)组成。所述前壁12e、后壁12f、顶板12h和一对侧壁(为了保持附图清楚起见图中没有示出)优选各自以类似于垂直隔板12c的方式构成，即各自包括一个由精密管组成的表面，这些精密管彼此相互连接，以便形成一个固体表面。除此之外，回流腔12还包括一组在图2中用编号13a表示的第一调节风门，这些调节风门是适当地安装的，以便在回流腔12的第一腔室12a的出口末端的开启和关闭位置之间运动；以及第二组在图2中用编号13b表示的调节风门，这些调节风门是适当地安装的，以便在所述回流腔12的第二腔室12b的出口末端的开启和关闭位置之间运动。所述第一组调节风门13a和第二组调节风门13b被用于控制流入第一腔室12a和第二腔室12b中的废气30的量。为了结束对回流腔12的说明，参考以下事实：在第一腔室12a中适当地安装有一个过热器表面34(图2)，接着是一个第一节能表面38a(图2)，而在第二腔室12b中适当地有一个再热器表面36(图2)，随后是一个第二节能表面38b(图2)。为此，正如下文将要更详细地讨论的，过热器表面34、再热器表面36、第一节能表面38a和第二节能表面38b均构成所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)2的热力学蒸汽循环的一部分。
为了更好地了解发生在循环流化床蒸汽发生器(CFB)2的炉腔4中的燃烧过程，下面将依次参见图3、4、5和6，从图3开始，所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)与热固体循环通道4、6、8、14、16、18、4连接，并与废气30的流通通道连接，以及与在图3、4、5和6中分别用编号100、200、300、400表示的各个热力学蒸汽循环连接。为此，在图3中示出了热力学蒸汽循环的流体回路100的一种实施方案的简化的示意图，该回路可以采用本发明的循环流化床蒸汽发生器(CFB)2。为了在下文中对循环流化床蒸汽发生器(CFB)2的热力学蒸汽循环100进行说明，应当注意以下事实：热力学蒸汽循环的流体回路100包括多个下行管、上行管、管、集管、连接管等，这些管是水和蒸汽根据热力学蒸汽循环100的性质所决定的要求进行流动所必需的。另外，参见图3，热力学蒸汽循环100包括第一循环流体流通通道100a和第二循环流体流通通道100b。进一步参见图3，第一循环流体流通通道100a起着蒸发蒸汽回路的作用，在图3中该回路用编号40、42、4a、44、40表示。另一方面，第二循环流体流通通道100b起着过热蒸汽-再热蒸汽回路的作用，包括在图3中用编号46、12c、12g、12e、12f、12h、86表示的饱和蒸汽部分，在图3中用编号34a、88、48、88’、34、90、50、52、48a、52’表示的过热蒸汽部分，在图3中用编号36、54、60、62表示的再热蒸汽部分，和图3中用编号70、72、80、82、38a、38b、84、40表示的节能器部分。
蒸发蒸汽回路40、42、4a、44、40，由于发生在炉腔4中的燃烧过程而开始工作。正如上文所提到的，随着夹带着热固体32的热的燃烧废气30在炉腔4中上升，其中的热量被传给构成炉腔4的水冷壁管4a。其结果是，由在图3中用编号40表示的汽鼓通过在图3中用编号42表示的下行管42进入水冷壁管4a的饱和水，随着这种饱和水在水冷壁管4a中的上升而被蒸发转变成饱和水和饱和蒸汽的混合物。然后让所述饱和水和饱和蒸汽的混合物流入汽鼓40，以便在这里分离，分离以后的饱和水通过下行管42再次流入水冷壁管4a的下部，而分离以后的饱和蒸汽通过在图3中用编号46表示的连接管和一个通用集管(为了保持附图清楚起见图中没有示出)流到垂直的隔板12c。
接着，使流向垂直隔板12c的饱和蒸汽通过回流腔12循环。更具体地讲，所述饱和蒸汽通过垂直隔板12c、在图4中用编号12g表示的下部环状集管、前壁12e、后壁12f和顶板12h。在通过回流腔12循环的过程中，所述饱和蒸汽起到冷却的作用，即冷却垂直隔板12c、前壁12e、后壁12f和顶板12h。尽管上文所述的冷却是通过使用蒸汽完成的，但应当理解的是，所述冷却作用也可以在不脱离本发明实质的前提下，通过使用水来实现。所述饱和蒸汽通过回流腔12以上述方式循环，然后再通过连接管86(图3)，让该饱和蒸汽流至一个低温过热器34a(图3)，所述低温过热器是为了这一目的而适当地安装在炉腔4的上部的。
随着所述饱和蒸汽流过低温过热器34a，和夹带着热固体32的热的燃烧废气30在炉腔4中上升，在较冷的饱和蒸汽和较热的夹带着热固体32的燃烧废气30之间发生了传热作用，在上文中对此已有所涉及。通过连接管88(图3)流出低温过热器34a的饱和蒸汽现在呈过热状态。按照本发明的最佳实施方案，对流出低温过热器34a的过热蒸汽的温度的控制是通过使用过热喷水减温器48(图3)而实现的。
由图3可以看出，仍然过热的蒸汽通过连接管88’(图3)由过热喷水减温器48流至位于回流腔12的第一腔室12a中的最终的过热器34。在最终过热器34中，在较冷的过热蒸汽和流过第一腔室12a的较热的废气30之间发生了传热作用，在上文中对此已有所涉及，以便对所述过热蒸汽进行进一步的过热。当最终的过热蒸汽流出最终的过热器34时，已成为高度过热状态的处于预定温度的最终过热输出蒸汽，让该蒸汽通过连接管90(图3)流至高压涡轮机50。所述最终过热蒸汽在高压涡轮机50中以已知方式进行膨胀。然后让所述过热蒸汽通过连接管52(图3)由高压涡轮机50流至再热喷水减温器48a(图3)，再通过连接管52’(图3)流至位于回流腔12的第二腔室12b中的再热器36。
接着，说明所述循环流通通道，热力学蒸汽循环100包括在再热器36中发生的较冷的但仍然是过热的蒸汽和流过第二腔室12b的较热的废气30之间的传热作用，在上文中对此已有所涉及，以便对所述过热蒸汽进行进一步的过热。在离开再热器36之后，所述最终的再热蒸汽现在已成为处于预定的最终再热输出蒸汽温度的、仍然是高度过热的状态，让所述蒸汽通过连接管54(图3)流至低压涡轮机60。所述最终再热蒸汽在低压涡轮机60中以已知方式进行进一步膨胀。然后，让饱和蒸汽通过连接管62(图3)流至冷凝器70(图3)，在这里，所述饱和蒸汽被冷凝成补给水。然后通过连接管72、82(图3)，并通过给水泵80(图3)让所述补给水由冷凝器70流至位于回流腔12的第一腔室12a中的第一节能表面38a和位于回流腔12的第二腔室12b中的第二节能表面38b。来自第一节能表面38a和第二节能表面38b的补给水现在已成为饱和状态，让这种水通过连接管84(图3)流至汽鼓40，从而完成本发明热力学蒸汽循环100的循环流体流通通道。
应当指出的是，所产生的蒸汽可以是通过分别在图3、4、5和6中示出的编号为100、200、300和400的热力学蒸汽循环中的任一个产生，根据本发明，所述循环可以用循环流化床蒸汽发生器(CFB)2以已知方式工作，产生驱动高压涡轮机50和低压涡轮机60所需要的动力。高压涡轮机50和低压涡轮机60又与一个发电机连接(为了保持附图清楚起见图中没有示出)，该发电机以常规方式运转产生电力。
除了上文所述的对所述过热蒸汽和再热蒸汽进行控制以外，根据本发明，还可以对最终过热蒸汽的输出温度和最终再热蒸汽的输出温度作进一步的控制。为此，根据本发明，所述对最终过热蒸汽的输出温度和最终再热蒸汽的输出温度的进一步控制是通过分别或同时控制炉腔4中的热固体32的悬浮密度和废气30在回流腔12的第一腔室12a和第二腔室12b之间的分配而实现。更具体地讲，由图7可以看出，如果炉腔4中热固体32的悬浮密度曲线，由于一级空气26与二级空气28之间的比例提高而发生偏移，这将导致更多的热固体32在炉腔4中上升到其上部。这样，在炉腔4的上部将有更多的能量可供由夹带着热固体32的热的燃烧废气30传给流入低温过热器34a的饱和蒸汽。这又会导致流出低温过热器34a的过热蒸汽的温度升高，并同时导致流至最终的过热器34的过热蒸汽的温度升高。因此，在回流腔12中不发生其它变化的前提下，可以实现最终过热蒸汽的输出温度的提高。相反，如果一级空气26和二级空气28的比例降低，将会导致较少的热固体32在炉腔4中上升到其上部。这样，将最终导致所述最终过热蒸汽的输出温度降低。
下面将讨论废气30在回流腔12的第一腔室12a和第二腔室12b之间的分配问题。根据本发明的优选实施方案，所述分配可以通过操纵第一组调节风门13a而实现，这些风门如上文所述般地适当地进行安装，以便在第一腔室12a的出口末端的开启和关闭位置之间运动，并可以通过操纵第二组调节风门13b而实现，这些风门如上文所述般地适当地进行安装，以便在第二腔室12b的出口末端的开启和关闭位置之间运动。为此，通过操纵第一组调节风门13a和第二组调节风门13b，可以让废气30更多地或更少地流过第一腔室12a或第二腔室12b。因此，根据废气30在第一腔室12a和第二腔室12b之间的分配量，将有更多或更少的能量，即更多或更少的热量可供由废气30传给位于回流腔12的第一腔室12a中的最终的过热器34和第一节能表面38a，或传给位于回流腔12的第二腔室12b中的再热器36和第二节能表面38b。即，如果流入第一腔室12a中的废气30多于流入第二腔室12b的废气30，将会导致最终过热蒸汽的输出温度升高和最终再热蒸汽的输出温度降低。相反，如果流入第二腔室12b中的废气30多于流入第一腔室12a中的废气30，将导致最终再热蒸汽的输出温度升高和最终过热蒸汽的输出温度降低。
下面将对图4所示的热力学蒸汽循环200进行说明。为了在下文中对循环流化床蒸汽发生器(CFB)2的热力学蒸汽循环200进行说明，应当注意以下事实：热力学蒸汽循环的流体回路200包括多个下行管、上行管、管、集管、连接管等，这些管是水和蒸汽根据热力学蒸汽循环200的性质所决定的要求进行流动所必需的。另外，参见图4，热力学蒸汽循环200包括第一循环流体流通通道200a和第二循环流体流通通道200b。进一步参见图4，第一循环流体流通通道200a起着蒸发蒸汽回路的作用，在图4中该回路用编号40、42、4a、44、40表示。另一方面，第二循环流体流通通道200b起着过热蒸汽-再热蒸汽回路的作用。因此，所述过热蒸汽-再热蒸汽回路包括在图4中用编号46、12c、12g、12e、12f、12h、92表示的饱和蒸汽部分，在图4中用编号94、48、34a、98、50、52、48a、52’表示的过热蒸汽部分，在图4中用编号70、72、80、82、38a、38b、84、40表示的再热蒸汽部分。
蒸发蒸汽回路40、42、4a、44、40，由于发生在炉腔4中的燃烧过程而开始工作。正如上文所提到的，随着夹带着热固体32的热的燃烧废气30在炉腔4中上升，其中的热量被传给构成炉腔4的水冷壁管4a。其结果是，由在图4中用编号40表示的汽鼓通过在图4中用编号42表示的下行管42进入水冷壁管4a的饱和水，随着这种饱和水在水冷壁管4a中的上升而被蒸发转变成饱和水和饱和蒸汽的混合物。然后让所述饱和水和饱和蒸汽的混合物流入汽鼓40，以便在这里分离，分离以后的饱和水通过下行管42再次流入水冷壁管4a的下部，而分离以后的饱和蒸汽通过在图4中用编号46表示的连接管和一个通用集管(为了保持附图清楚起见图中没有示出)流到垂直的隔板12c。
接着，使流向垂直隔板12c的饱和蒸汽通过回流腔12循环。更具体地讲，所述饱和蒸汽通过垂直隔板12c、在图4中用编号12g表示的下部环状集管、前壁12e、后壁12f和顶板12h。在通过回流腔12循环的过程中，所述饱和蒸汽起到冷却的作用，即冷却垂直隔板12c、前壁12e、后壁12f和顶板12h。尽管上文所述的冷却是通过使用蒸汽完成的，但应当理解的是，所述冷却作用也可以在不脱离本发明实质的前提下，通过使用水来实现。所述饱和蒸汽通过回流腔12以上述方式循环，然后再通过连接管92(图4)，让该饱和蒸汽流至一个低温过热器34(图4)，所述低温过热器是为了这一目的而适当地安装在回流腔12的第一腔室12a的上部的。随着所述饱和蒸汽流过低温过热器34，在较冷的饱和蒸汽和较热的燃烧废气30之间发生了传热作用，如上文所述，所述废气业已流过第一腔室12a。流出低温过热器34的饱和蒸汽现在呈过热状态。按照本发明的最佳实施方案，对流出低温过热器34的过热蒸汽的温度的控制是通过使用过热喷水减温器48(图4)而实现的。
由图4可以看出，仍然过热的蒸汽通过连接管96(图4)由过热喷水减温器48流至适当位于炉腔4上部的最终的过热器34a(图4)。在最终过热器34a中，随着夹带着热固体32的热的燃烧废气30在炉腔4中上升，在较冷的饱和蒸汽和较热的夹带着热固体32的燃烧废气30之间发生了传热作用，在上文中对此已有所涉及，以便对所述过热蒸汽进行进一步的过热。当最终的过热蒸汽流出最终的过热器34a时，已成为高度过热状态的处于预定温度的最终过热输出蒸汽，让该蒸汽通过连接管98(图4)流至高压涡轮机50。
所述最终过热蒸汽在高压涡轮机50中进行膨胀。然后让所述过热蒸汽通过连接管52(图4)由高压涡轮机50流至再热喷水减温器48a(图4)，再通过连接管52’(图4)流至位于回流腔12的第二腔室12b中的再热器36。在再热器36中，发生了较冷的但仍然是过热的蒸汽和流过第二腔室12b的较热的废气30之间的传热作用，在上文中对此已有所涉及，以便对所述过热蒸汽进行进一步的过热。在离开再热器36之后，所述最终的再热蒸汽现在已成为处于预定的最终再热输出蒸汽温度的、仍然是高度过热的状态，让所述蒸汽流至低压涡轮机60。所述最终再热蒸汽在低压涡轮机60中以已知方式进行进一步膨胀。然后，让饱和蒸汽通过连接管62(图4)流至冷凝器70(图4)，在这里，所述饱和蒸汽被冷凝成补给水。然后通过连接管72、82(图4)，并通过给水泵80(图4)让所述补给水由冷凝器70流至位于回流腔12的第一腔室12a中的第一节能表面38a和位于回流腔12的第二腔室12b中的第二节能表面38b。来自第一节能表面38a和第二节能表面38b的补给水现在已成为饱和状态，让这种水通过连接管84(图4)流至汽鼓40，从而完成本发明热力学蒸汽循环200的循环流体流通通道。
除了上文所述的对所述过热蒸汽和再热蒸汽进行控制以外，根据本发明，还可以对最终过热蒸汽的输出温度和最终再热蒸汽的输出温度作进一步的控制。为此，根据本发明，所述对最终过热蒸汽的输出温度和最终再热蒸汽的输出温度的进一步控制是通过分别或同时控制炉腔4中的热固体32的悬浮密度和废气30在回流腔12的第一腔室12a和第二腔室12b之间的分配而实现。更具体地讲，由图7可以看出，如果炉腔4中热固体32的悬浮密度曲线，由于一级空气26与二级空气28之间的比例提高而发生偏移，这将导致更多的热固体32在炉腔4中上升到其上部。这样，在炉腔4的上部将有更多的能量可供由夹带着热固体32的热的燃烧废气30传给流入最终过热器34a的饱和蒸汽。这又会导致流出最终过热器34a的过热蒸汽的温度升高。相反，如果一级空气26和二级空气28的比例降低，将会导致较少的热固体32在炉腔4中上升到其上部，并同时导致由最终过热器34a流至高压涡轮机50的最终过热蒸汽的输出温度降低。
下面将讨论废气30在回流腔12的第一腔室12a和第二腔室12b之间的分配问题。根据本发明的优选实施方案，所述分配可以通过操纵第一组调节风门13a而实现，这些风门如上文所述般地适当地进行安装，以便在第一腔室12a的出口末端的开启和关闭位置之间运动，并可以通过操纵第二组调节风门13b而实现，这些风门如上文所述般地适当地进行安装，以便在第二腔室12b的出口末端的开启和关闭位置之间运动。为此，通过操纵第一组调节风门13a和第二组调节风门13b，可以让废气30更多地或更少地流过第一腔室12a或第二腔室12b。因此，根据废气30在第一腔室12a和第二腔室12b之间的分配，将有更多或更少的能量，即更多或更少的热量可供由废气30传给位于回流腔12的第一腔室12a中的低温过热器34和第一节能表面38a，或传给位于回流腔12的第二腔室12b中的再热器36和第二节能表面38b。即，如果流入第一腔室12a中的废气30多于流入第二腔室12b的废气30，将会导致流出低温过热器34的过热蒸汽的输出温度升高和最终再热蒸汽的输出温度降低。相反，如果流入第二腔室12b中的废气30多于流入第一腔室12a中的废气30，将导致最终再热蒸汽的输出温度升高和由低温过热器34进入最终过热器34a的过热蒸汽的温度降低。
下面将对图5所示的热力学蒸汽循环300进行说明。为了在下文中对循环流化床蒸汽发生器(CFB)2的热力学蒸汽循环300进行说明，应当注意以下事实：热力学蒸汽循环的流体回路300包括多个下行管、上行管、管、集管、连接管等，这些管是水和蒸汽根据热力学蒸汽循环300的性质所决定的要求进行流动所必需的。另外，参见图5，热力学蒸汽循环300包括第一循环流体流通通道300a和第二循环流体流通通道300b。进一步参见图5，第一循环流体流通通道300a起着蒸发蒸汽回路的作用，在图5中该回路用编号40、42、4a、44、40表示。另一方面，第二循环流体流通通道300b起着过热蒸汽-再热蒸汽回路的作用。因此，所述过热蒸汽-再热蒸汽回路包括在图5中用编号146表示的饱和蒸汽部分，在图5中用编号34a、148、48、148’、12c、12g、12e、12f、12h、92表示的第一过热蒸汽部分，在图5中用编号34、90’、50、52、48a、52’表示的第二过热蒸汽部分，在图5中用编号36、54、60、62表示的再热蒸汽部分，在图5中用编号70、72、80、82、38a、38b、84、40表示的节能器部分。
蒸发蒸汽回路40、42、4a、44、40，由于发生在炉腔4中的燃烧过程而开始工作。正如上文所提到的，随着夹带着热固体32的热的燃烧废气30在炉腔4中上升，其中的热量被传给构成炉腔4的水冷壁管4a。其结果是，由在图5中用编号40表示的汽鼓通过在图5中用编号42表示的下行管42进入水冷壁管4a的饱和水，随着这种饱和水在水冷壁管4a中的上升而被蒸发转变成饱和水和饱和蒸汽的混合物。然后让所述饱和水和饱和蒸汽的混合物通过一个上行管44(图5)流入汽鼓40，以便在这里分离。分离以后的饱和水通过下行管42再次流入水冷壁管4a的下部，而分离以后的饱和蒸汽通过在图5中用编号146表示的连接管由汽鼓40流到适当地位于循环流化床蒸汽发生器(CFB)2的炉腔4上部的、在图5中用编号34a表示的低温过热器。随着所述饱和蒸汽流过低温过热器34a，和夹带着热固体32的热的燃烧废气30在炉腔4中上升，在较冷的饱和蒸汽和较热的夹带着热固体32的燃烧废气30之间发生了传热作用，在上文中对此已有所涉及。通过连接管148(图5)流出低温过热器34a的饱和蒸汽现在呈过热状态。按照本发明的最佳实施方案，对流出低温过热器34a的过热蒸汽的温度的控制是通过使用过热喷水减温器48(图5)而实现的。
仍然过热的蒸汽通过连接管148’(图5)和集管(为了保持附图清楚起见图中没有示出)由过热喷水减温器48流至垂直隔板12c(图5)。接着，使流向垂直隔板12c的饱和蒸汽通过回流腔12循环。更具体地讲，所述饱和蒸汽通过垂直隔板12c、在图5中用编号12g表示的下部环状集管、前壁12e、后壁12f和顶板12h。在通过回流腔12循环的过程中，所述饱和蒸汽起到冷却的作用，即冷却垂直隔板12c、前壁12e、后壁12f和顶板12h。尽管上文所述的冷却是通过使用蒸汽完成的，但应当理解的是，所述冷却作用也可以在不脱离本发明实质的前提下，通过使用水来实现。所述饱和蒸汽通过回流腔12以上述方式循环，然后再让该饱和蒸汽流至一个最终过热器34(图5)，所述最终过热器是为了这一目的而适当地安装在回流腔12的第一腔室12a的上部的。随着过热蒸汽流过所述最终过热器34，在较冷的饱和蒸汽和流过第一腔室12a的较热的燃烧废气30之间发生了传热作用，在上文中对此已有所涉及，以便对所述过热蒸汽进行进一步的过热。当最终的过热蒸汽流出最终的过热器34时，已成为高度过热状态的处于预定温度的最终过热输出蒸汽，让该蒸汽通过连接管90’(图5)流至高压涡轮机50。
在所述最终过热蒸汽在高压涡轮机50中，让所述过热蒸汽通过连接管52(图5)由高压涡轮机50流至再热喷水减温器48a(图5)，再通过连接管52’(图5)流至位于回流腔12的第二腔室12b中的再热器36。在再热器36中，发生了较冷的但仍然是过热的蒸汽和流过第二腔室12b的较热的废气30之间的传热作用，在上文中对此已有所涉及，以便对所述过热蒸汽进行进一步的过热。在离开再热器36之后，所述最终的再热蒸汽现在已成为处于预定的最终再热输出蒸汽温度的、仍然是高度过热的状态，让所述蒸汽通过连接管54(图5)流至低压涡轮机60。所述最终再热蒸汽在低压涡轮机60中以已知方式进行进一步膨胀。然后，让饱和蒸汽通过连接管62(图5)流至冷凝器70(图5)，在这里，所述饱和蒸汽被冷凝成补给水。然后通过连接管72、82(图5)，并通过给水泵80(图4)让所述补给水由冷凝器70流至位于回流腔12的第一腔室12a中的第一节能表面38a和位于回流腔12的第二腔室12b中的第二节能表面38b。在节能表面38a中，在流过它的较冷的补给水和流过第一腔室12a的仍然较热的废气30之间发生了传热，在上文中对此已有所涉及；而在节能表面38b中，在流过它的较冷的补给水和流过第一腔室12b的仍然较热的废气30之间发生了传热，在上文中对此已有所涉及，来自第一节能表面38a和第二节能表面38b的补给水现在已成为饱和状态，让这种水通过连接管84(图5)流至汽鼓40，从而完成本发明热力学蒸汽循环300的循环流体流通通道。
除了上文所述的对所述过热蒸汽和再热蒸汽进行控制以外，根据本发明，还可以对最终过热蒸汽的输出温度和最终再热蒸汽的输出温度作进一步的控制。为此，根据本发明，所述对最终过热蒸汽的输出温度和最终再热蒸汽的输出温度的进一步控制是通过分别或同时控制炉腔4中的热固体32的悬浮密度和废气30在回流腔12的第一腔室12a和第二腔室12b之间的分配而实现。更具体地讲，由图7可以看出，如果炉腔4中热固体32的悬浮密度曲线，由于一级空气26与二级空气28之间的比例提高而发生偏移，这将导致更多的热固体32在炉腔4中上升到其上部。这样，在炉腔4的上部将有更多的能量可供由夹带着热固体32的热的燃烧废气30传给流入低温过热器34a的饱和蒸汽。这又会导致流入回流腔12的过热蒸汽的温度升高。相反，如果一级空气26和二级空气28的比例降低，将会导致较少的热固体32在炉腔4中上升到其上部。这又会导致由低温过热器34a流至回流腔12的过热蒸汽的输出温度降低。
下面将讨论废气30在回流腔12的第一腔室12a和第二腔室12b之间的分配问题。根据本发明的优选实施方案，所述分配可以通过操纵第一组调节风门13a而实现，这些风门如上文所述般地适当地进行安装，以便在第一腔室12a的出口末端的开启和关闭位置之间运动，并可以通过操纵第二组调节风门13b而实现，这些风门如上文所述般地适当地进行安装，以便在第二腔室12b的出口末端的开启和关闭位置之间运动。为此，通过操纵第一组调节风门13a和第二组调节风门13b，可以让废气30更多地或更少地流过第一腔室12a或第二腔室12b。因此，根据废气30在第一腔室12a和第二腔室12b之间的分配量，将有更多或更少的能量，即更多或更少的热量可供由废气30传给位于回流腔12的第一腔室12a中的最终过热器34和第一节能表面38a，或传给位于回流腔12的第二腔室12b中的再热器36和第二节能表面38b。即，如果流入第一腔室12a中的废气30多于流入第二腔室12b的废气30，将会导致流出最终过热器34的过热蒸汽的输出温度升高和最终再热蒸汽的输出温度降低。相反，如果流入第二腔室12b中的废气30多于流入第一腔室12a中的废气30，将导致流入低压涡轮机60的最终再热蒸汽的输出温度升高和流入高压涡轮机50的过热蒸汽的温度降低。
下面将对图6所示的热力学蒸汽循环400进行说明。为了在下文中对循环流化床蒸汽发生器(CFB)2的热力学蒸汽循环400进行说明，应当注意以下事实：热力学蒸汽循环的流体回路300包括多个下行管、上行管、管、集管、连接管等，这些管是水和蒸汽根据热力学蒸汽循环400的性质所决定的要求进行流动所必需的。另外，参见图6，热力学蒸汽循环400包括第一循环流体流通通道400a和第二循环流体流通通道400b。进一步参见图6，第一循环流体流通通道400a起着蒸发蒸汽回路的作用，在图5中该回路用编号40、42、4a、44、40表示。另一方面，第二循环流体流通通道400b起着过热蒸汽-再热蒸汽回路的作用。因此，所述过热蒸汽-再热蒸汽回路包括在图6中用编号46、12c、12g、12e、12f、12h、92表示的饱和蒸汽部分，在图6中用编号34、94’、48、96’、34a、98’、50、52、48a、52’表示的过热蒸汽部分，在图6用编号36、54’、36a、54”、60、62表示的再热蒸汽部分，和在图6中用编号70、72、80、82、38a、84、40表示的节能器部分。
蒸发蒸汽回路40、42、4a、44、40，由于发生在炉腔4中的燃烧过程而开始工作。正如上文所提到的，随着夹带着热固体32的热的燃烧废气30在炉腔4中上升，其中的热量被传给构成炉腔4的水冷壁管4a。其结果是，所述饱和水由在图6中用编号40表示的汽鼓进入水冷壁管4a，并随着这种饱和水由汽鼓40进入水冷壁管4a，而被蒸发转变成饱和水和饱和蒸汽的混合物。然后让所述饱和水和饱和蒸汽的混合物通过一个在图6中用编号44表示的上行管流入汽鼓40，以便在这里分离。分离以后的饱和水通过下行管42再次流入水冷壁管4a的下部，而分离以后的饱和蒸汽通过在图6中用编号46表示的连接管和一个通用集管(为了保持附图清楚起见图中没有示出)流到垂直的隔板12c。
接着，使流向垂直隔板12c的饱和蒸汽通过回流腔12循环。更具体地讲，所述饱和蒸汽通过垂直隔板12c、在图6中用编号12g表示的下部环状集管、前壁12e、后壁12f和顶板12h循环。在通过回流腔12循环的过程中，所述饱和蒸汽起到冷却的作用，即冷却垂直隔板12c、前壁12e、后壁12f和顶板12h。尽管上文所述的冷却是通过使用蒸汽完成的，但应当理解的是，所述冷却作用也可以在不脱离本发明实质的前提下，通过使用水来实现。所述饱和蒸汽通过回流腔12以上述方式循环，然后再通过连接管92(图6)，让该饱和蒸汽流至一个低温过热器34(图6)，所述低温过热器是为了这一目的而适当地安装在回流腔12的第一腔室12a的上部的。随着所述饱和蒸汽流过低温过热器34，在较冷的饱和蒸汽和较热的燃烧废气30之间发生了传热作用，如上文所述，让所述废气流过第一腔室12a。通过连接管94’(图6)流出低温过热器34的饱和蒸汽现在呈过热状态。按照本发明的最佳实施方案，对流出低温过热器34的过热蒸汽的温度的控制是通过使用过热喷水减温器48(图6)而实现的。
由图6可以看出，仍然过热的蒸汽通过连接管96’(图6)由过热喷水减温器48流至适当位于炉腔4上部的最终的过热器34a(图6)。在最终过热器34a中，随着夹带着热固体32的热的燃烧废气30在炉腔4中上升，在较冷的饱和蒸汽和较热的夹带着热固体32的燃烧废气30之间发生了传热作用，在上文中对此已有所涉及，以便对所述过热蒸汽进行进一步的过热。当最终的过热蒸汽流出最终的过热器34a时，已成为高度过热状态的处于预定温度的最终过热输出蒸汽，让该蒸汽通过连接管98’(图6)流至高压涡轮机50。
所述最终过热蒸汽在高压涡轮机50中以已知方式进行膨胀。然后让所述过热蒸汽通过连接管52(图6)由高压涡轮机50流至再热喷水减温器48a(图6)，再通过连接管52’(图6)流至位于回流腔12的第二腔室12b中的低温再热器36。在再热器36中，发生了较冷的但仍然是过热的蒸汽和流过第二腔室12b的较热的废气30之间的传热作用，在上文中对此已有所涉及，以便对所述过热蒸汽进行进一步的过热。在离开低温再热器36之后，让所述过热蒸汽连接管54’(图6)流入最终的再热器36a(图6)，再热器36a适当地位于炉腔4上部。在再热器36a中，随着夹带着热固体32的热的燃烧废气30在炉腔4中上升，在较冷的过热蒸汽和较热的夹带着热固体32的燃烧废气30之间发生了传热作用，在上文中对此已有所涉及。当最终的再热蒸汽流出最终的再热器36a时，所述最终的再热蒸汽现在已成为处于预定的最终再热输出蒸汽温度的、仍然是高度过热的状态，让所述蒸汽通过连接管54’(图6)流至低压涡轮机60。所述最终再热蒸汽在低压涡轮机60中以已知方式进行进一步膨胀。然后，让饱和蒸汽通过连接管62(图6)流至冷凝器70(图6)，在这里，所述饱和蒸汽被冷凝成补给水。然后通过连接管72、82(图6)，并通过给水泵80(图6)让所述补给水由冷凝器70流至位于回流腔12的第一腔室12a中的第一节能表面38a和位于回流腔12的第二腔室12b中的第二节能表面38b。在第一节能表面38a和第二节能表面38b中，在较冷的补给水和分别流过第一腔室12a和流过第一腔室12b的仍然较热的废气30之间发生了传热。来自第一节能表面38a和第二节能表面38b的补给水现在已成为饱和状态，让这种水通过连接管84(图6)流至汽鼓40，从而完成本发明热力学蒸汽循环400的循环流体流通通道。
除了上文所述的对所述过热蒸汽和再热蒸汽进行控制以外，根据本发明，还可以对最终过热蒸汽的输出温度和最终再热蒸汽的输出温度作进一步的控制。为此，根据本发明，所述对最终过热蒸汽的输出温度和最终再热蒸汽的输出温度的进一步控制是通过分别或同时控制炉腔4中的热固体32的悬浮密度和废气30在回流腔12的第一腔室12a和第二腔室12b之间的分配而实现。更具体地讲，由图7可以看出，如果炉腔4中热固体32的悬浮密度曲线，由于一级空气26与二级空气28之间的比例提高而发生偏移，这将导致更多的热固体32在炉腔4中上升到其上部。这样，在炉腔4的上部将有更多的能量可供由夹带着热固体32的热的燃烧废气30传给流入最终过热器34a的过热蒸汽和流入最终再热器36a的再热蒸汽。这又会导致流入高压涡轮机50的最终过热蒸汽的温度和流入低压涡轮机60的最终再热蒸汽的温度升高。相反，如果一级空气26和二级空气28的比例降低，将会导致较少的热固体32在炉腔4中上升到其上部，从而导致流入高压涡轮机50的最终过热蒸汽的温度和流入低压涡轮机60的最终再热蒸汽的温度降低。
下面将讨论废气30在回流腔12的第一腔室12a和第二腔室12b之间的分配问题。根据本发明的优选实施方案，所述分配可以通过操纵第一组调节风门13a而实现，这些风门如上文所述般地适当地进行安装，以便在第一腔室12a的出口末端的开启和关闭位置之间运动，并可以通过操纵第二组调节风门13b而实现，这些风门如上文所述般地适当地进行安装，以便在第二腔室12b的出口末端的开启和关闭位置之间运动。为此，通过操纵第一组调节风门13a和第二组调节风门13b，可以让废气30更多地或更少地流过第一腔室12a或第二腔室12b。因此，根据废气30在第一腔室12a和第二腔室12b之间的分配量，将有更多或更少的能量，即更多或更少的热量可供由废气30传给位于回流腔12的第一腔室12a中的低温过热器34和第一节能表面38a，或传给位于回流腔12的第二腔室12b中的低温再热器36和第二节能表面38b。即，如果流入第一腔室12a中的废气30多于流入第二腔室12b的废气30，将会导致流出低温过热器34的过热蒸汽的输出温度升高。因此，在炉腔4的固定状态下，将会导致流入高压涡轮机50的最终过热蒸汽的温度升高。另外，如果有更多的废气30流入第一腔室12a，还可同时导致流出低温再热器36的再热蒸汽的温度降低。因此，在炉腔4的固定状态下，将会导致流入低压涡轮机60的最终再热蒸汽的温度降低。相反，如果有更多的的废气30流入第二腔室12b中，将导致流出低温再热器36的再热蒸汽的温度升高。因此，在炉腔4的固定状态下，将会导致流入低压涡轮机60的最终再热蒸汽的输出温度升高。另外，如果有更多的废气30流入第一腔室12b，还可同时导致流出低温过热器34的过热蒸汽的温度降低。因此，在炉腔4的固定状态下，将会导致流入高压涡轮机50的最终过热蒸汽的输出温度降低。
因此，根据本发明，提供了一种用于控制循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度的新的改进方法。此外，根据本发明，提供了一种用于控制循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度的新的改进方法，其中，所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)包括一个炉腔，在该炉腔中具有传热表面。另外，根据本发明，提供了一种用于控制循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度的新的改进方法，其中，所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)包括一个回流腔，在该回流腔中具有传热表面。另外，根据本发明，提供了一种用于控制循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度的新的改进方法，其中，所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)包括一个在其中具有传热表面的炉腔和一个在其中具有传热表面的回流腔。另外，根据本发明，提供了一种用于控制循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度的新的改进方法，其中，省略了实施传热过程所必需的一个或几个流化床热交换器。另外，根据本发明，提供了一种用于控制循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度的新的改进方法，其中，所述控制是通过操纵所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的炉腔中的固体悬浮密度而实现的。其次，根据本发明，提供了一种用于控制循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度的新的改进方法，其中，所述控制是通过操纵所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的回流腔中的废气流而实现的。最后，提供了一种用于控制循环流化床蒸汽发生器(CFB)的最终过热输出蒸汽温度和最终再热输出蒸汽温度的新的改进方法，其中，所述控制是通过操纵所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的炉腔中的固体悬浮密度和通过操纵所述循环流化床蒸汽发生器(CFB)的回流腔中的废气流而实现的。
尽管业已说明了本发明的若干实施方案，但应当理解的是，本领域技术人员可以轻易地对这些方案加以改进，其中的某些改进在上文业已暗示过。因此，我们希望由所附的权利要求书来覆盖本文所暗示过的改进，以及所有落入本发明的实质构思和范围内的其它改进。