低质量流速超超临界锅炉水循环装置及水循环方法.pdf

低质量流速超超临界锅炉水循环装置及水循环方法。现有的超超临界锅炉水循环系统存在结构复杂、制造和安装工作量大及高质量流速引起的水冷壁系统阻力较大等缺点。本发明的组成包括：上、下炉膛，下炉膛（1）为下炉膛水冷壁（2）围合的区域，上炉膛（3）为上炉膛水冷壁（4）围合的区域，下炉膛水冷壁下端与下集箱（5）连接，上端与中间混合集箱（6）连接，中间混合集箱再与上炉膛水冷壁连接，上炉膛水冷壁的上端与上集箱（7）连接；下炉膛包括冷灰斗（8），上炉膛内设有折焰角区域（9），冷灰斗拐点处与折焰角区域之间的水冷壁采用优化内螺纹管。本发明用于超超临界锅炉水循环系统。

权利要求书
1.  一种低质量流速超超临界锅炉水循环装置，其组成包括：上、下炉膛，其特征是：所述的下炉膛为下炉膛水冷壁围合的区域，所述的上炉膛为上炉膛水冷壁围合的区域，所述的下炉膛水冷壁下端与下集箱连接，上端与中间混合集箱连接，所述的中间混合集箱再与上炉膛水冷壁连接，所述的上炉膛水冷壁的上端与上集箱连接；所述的下炉膛包括冷灰斗，所述的上炉膛内设有折焰角区域，所述的冷灰斗拐点处与所述的折焰角区域之间的水冷壁采用优化内螺纹管。

2.  根据权利要求1所述的低质量流速超超临界锅炉水循环装置，其特征是：所述的上、下炉膛水冷壁为垂直管圈型式，并且水冷壁管采用大管径膜式结构。

3.  一种权利要求1-2之一所述的低质量流速超超临界锅炉水循环装置的水循环方法，其特征是：该方法步骤如下：
超超临界锅炉给水在给水泵压头的推动下，经过省煤器预热之后，进入水冷壁下集箱，然后进入水冷壁管内，垂直向上流动，通过下炉膛水冷壁围合的区域，即下炉膛，包括冷灰斗，同时吸收炉膛内高温烟气的热量，进入中间混合集箱，在中间混合集箱中进行充分混合，消除工质在下炉膛中由于吸热不均造成的温度偏差；然后继续垂直向上流动，通过上炉膛水冷壁围合的区域，即上炉膛，包括折焰角区域，同时继续吸热，最后进入水冷壁上集箱，在上集箱内再次混合后就通过分离器直接进入到过热器系统；超超临界锅炉给水是一次通过水冷壁区域，其水循环方式属于强制流动的直流锅炉。

说明书低质量流速超超临界锅炉水循环装置及水循环方法
技术领域：
本发明涉及一种低质量流速超超临界锅炉水循环装置及水循环方法。
背景技术：
现有的超超临界锅炉水循环系统有两种型式：一种为带节流孔圈的高质量流速垂直管圈水冷壁；另一种为采用高质量流速的螺旋管圈水冷壁。这两种水冷壁型式均存在结构较复杂，制造和安装工作量大及高质量流速引起的水冷壁系统阻力较大等缺点。
发明内容：
本发明的目的是提供一种低质量流速超超临界锅炉水循环装置及水循环方法。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种低质量流速超超临界锅炉水循环装置，其组成包括：上、下炉膛，所述的下炉膛为下炉膛水冷壁围合的区域，所述的上炉膛为上炉膛水冷壁围合的区域，所述的下炉膛水冷壁下端与下集箱连接，上端与中间混合集箱连接，所述的中间混合集箱再与上炉膛水冷壁连接，所述的上炉膛水冷壁的上端与上集箱连接；所述的下炉膛包括冷灰斗，所述的上炉膛内设有折焰角区域，所述的冷灰斗拐点处与所述的折焰角区域之间的水冷壁采用优化内螺纹管。
所述的低质量流速超超临界锅炉水循环装置，所述的上、下炉膛水冷壁为垂直管圈型式，并且水冷壁管采用大管径膜式结构，管内工质的质量流速较低，其流量分配呈正流量响应特性。
一种所述的低质量流速超超临界锅炉水循环装置的水循环方法，该方法步骤如下：
超超临界锅炉给水在给水泵压头的推动下，经过省煤器预热之后，进入水冷壁下集箱，然后进入水冷壁管内，垂直向上流动，通过下炉膛水冷壁围合的区域，即下炉膛，包括冷灰斗，同时吸收炉膛内高温烟气的热量，进入中间混合集箱，在中间混合集箱中进行充分混合，消除工质在下炉膛中由于吸热不均造成的温度偏差；然后继续垂直向上流动，通过上炉膛水冷壁围合的区域，即上炉膛，包括折焰角区域，同时继续吸热，最后进入水冷壁上集箱，在上集箱内再次混合后就通过分离器直接进入到过热器系统；超超临界锅炉给水是一次通过水冷壁区域，其水循环方式属于强制流动的直流锅炉。
本发明的有益效果：
本发明水冷壁管由于采用了大管径膜式结构，质量流速较低（900-1100 kg/m2s），其管内工质流量分配呈正流量响应特性。所谓正流量响应特性，即当某根水冷壁管子吸热量增加时，该管子的工质流量也相应增加，工质对管子的冷却能力提高，部分抵消掉管子吸热量增加引起的壁温升高，使该水冷壁管子的金属壁温得到有效控制，保证了水循环系统的安全性。同时在上、下炉膛水冷壁之间装设中间混合集箱。可以有效消除下炉膛水冷壁工质吸热与温度的偏差。
本发明采用了低质量流速垂直管圈技术，在保持超超临界锅炉水循环的稳定性、增加水冷壁管运行可靠性的同时，简化了水冷壁系统结构，降低了制造、安装、维护工作量和工作难度；大大降低了水冷壁系统的阻力，减少给水泵电耗，从而减少了机组厂用电，提高了电厂的经济性。
本发明采用了优化内螺纹管技术，工质在优化内螺纹管内流动时，由于受到内螺纹的作用产生旋转，增强了管内壁面附近流体的扰动，避免了汽泡在管子内壁面上的积聚所形成的“汽膜“，从而有效防止膜态沸腾的发生，扩大了核态沸腾可靠的适用范围，因此有利于实现低负荷工况下防止偏离核态沸腾的发生，提高了水冷壁的安全性。
附图说明：
附图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式：
实施例1：
一种低质量流速超超临界锅炉水循环装置，其组成包括：上、下炉膛，所述的下炉膛1为下炉膛水冷壁2围合的区域，所述的上炉膛3为上炉膛水冷壁4围合的区域，所述的下炉膛水冷壁下端与下集箱5连接，上端与中间混合集箱6连接，所述的中间混合集箱再与上炉膛水冷壁4连接，所述的上炉膛水冷壁的上端与上集箱7连接；所述的下炉膛包括冷灰斗8，所述的上炉膛内设有折焰角区域9，所述的冷灰斗拐点处与所述的折焰角区域之间的水冷壁采用优化内螺纹管。
实施例2：
根据实施例1所述的低质量流速超超临界锅炉水循环装置，所述的上、下炉膛水冷壁为垂直管圈型式，并且水冷壁管采用大管径膜式结构，管内工质的质量流速较低，其流量分配呈正流量响应特性。
实施例3：
一种权实施例1-2之一所述的低质量流速超超临界锅炉水循环装置的水循环方法，该方法步骤如下：
超超临界锅炉给水在给水泵压头的推动下，经过省煤器预热之后，进入水冷壁下集箱，然后进入水冷壁管内，垂直向上流动，通过下炉膛水冷壁围合的区域，即下炉膛，包括冷灰斗，同时吸收炉膛内高温烟气的热量，进入中间混合集箱，在中间混合集箱中进行充分混合，消除工质在下炉膛中由于吸热不均造成的温度偏差；然后继续垂直向上流动，通过上炉膛水冷壁围合的区域，即上炉膛，包括折焰角区域，同时继续吸热，最后进入水冷壁上集箱，在上集箱内再次混合后就通过分离器直接进入到过热器系统；超超临界锅炉给水是一次通过水冷壁区域，其水循环方式属于强制流动的直流锅炉。