[发明专利]燃烧矿物燃料的蒸汽发生器

说明书

本发明涉及一种蒸汽发生器，它包括第一燃烧室和第二燃烧室，它们各有一些矿物燃料烧嘴。

在设有蒸汽发生器的电站设备中，充分利用燃料的燃烧热量来蒸发蒸汽发生器内的流动介质。为了蒸发流动介质，蒸汽发生器内具有一些蒸发管，通过加热这些蒸发管使在其中流动的流动介质蒸发。由蒸汽发生器制备的蒸汽可例如再被用于一个所连接的外部过程，但也可用于驱动汽轮机。若蒸汽推动汽轮机，则通过汽轮机的透平轴通常传动发电机或工作机械。在发电机的情况下，由发电机产生的电流可馈入联合电网和/或独立电网。

在这里，蒸汽发生器可设计为直流式蒸汽发生器。由论文“用于本生蒸汽发生器的蒸发器设计方案”(作者J.Franke、W.Koehler和E.Wittchow，公开发表在VGB发电站工程73-1993，第4期352-360页)已知一种直流式蒸汽发生器。在直流式蒸汽发生器中，对用作蒸发管的蒸汽发生器管进行加热，使流动介质在蒸汽发生器管内一次通过时蒸发。

直流式蒸汽发生器通常设计有直立结构形式的燃烧室。这意味着燃烧室设计为使加热的介质或热烟气基本上沿垂直的方向流过。沿热烟气流向，可在燃烧室下游设水平烟道。这样，在从燃烧室向水平烟道过渡时，热烟气偏转为沿基本上水平流向的转向。然而由于温度会引起燃烧室长度的改变，因而通常燃烧室需要一个悬挂燃烧室的支架。这就导致在生产和装配直流式蒸汽发生器时需要昂贵的工程费用，而且直流式蒸汽发生器的结构高度越大这笔开支就越大。

燃烧矿物燃料的蒸汽发生器通常针对规定品种和质量的燃料以及针对一定的功率范围设计。这意味着，蒸汽发生器的燃烧室的主要尺寸，亦即长度、宽度、高度，应与所规定燃料的燃烧特性和灰分特性相匹配并适应于规定的功率范围。因此，每一种蒸汽发生器具有配属于它的燃料和功率范围，对其燃料室的主要尺寸也需要进行单独设计。

若现在例如针对一个新的功率范围和/或针对另一个品种或质量的燃料，要重新设计蒸汽发生器的燃烧室，则必需引用现已存在的蒸汽发生器的设计资料。然后借助于这些资料通常进行使燃烧室的主要尺寸适应于这台要重新设计的蒸汽发生器的工作。尽管这是简单的措施，但是由于作为基础的系统的复杂性，这种针对新规定边界条件的蒸汽发生器设计仍然需要比较大量的设计工作量。当要求该蒸汽发生器有特别高的总效率时则更是如此。

因此本发明的目的是提供一种上述类型的蒸汽发生器，这种蒸汽发生器的燃烧室的设计方案允许特别简单地针对一种规定品种和质量的燃料以及针对预先规定的功率范围进行设计，而且它只需要特别低的生产和装配费用。

本发明的目的是这样来实现的，即，将第一和第二燃烧室设计成，让热烟气有基本上水平的主流方向，其中，第一和第二燃烧室汇入一个设在垂直烟道上游的共同的水平烟道内。

本发明的出发点是，用于蒸汽发生器燃烧室的方案应允许特别简单地针对规定的燃料品种和质量以及预先规定的蒸汽发生器功率范围来设计。当燃烧室的结构采用模块化方式时便是这种情况。业已证明同类模块操作起来特别方便，而且在所期望的燃烧室功率参数方面允许有极大程度的适应性。此外，燃烧室通过采用模块能非常简单地增大或缩小。

但是针对热烟气基本上沿垂直方向流动设计的燃烧室则需要一个用大额工程费用制成的支架。在改装蒸汽发生器时还必须开支大的费用进行适当地适配。与之相对，用较低工程费用制成的支架能得到的是结构高度特别小的蒸汽发生器。因此，一个特别简单的用于模块化结构的蒸汽发生器的方案，提供了一种按水平结构方式设计的包括第一和第二燃烧室的燃烧室。在这里，无论在第一燃烧室内还是在第二燃烧室内的烧嘴均安装在燃烧室壁中水平烟道的高度内。因此在蒸汽发生器运行时热烟气沿基本上水平的主流方向流过这两个燃烧室。

比较有利的方式是，烧嘴装在第一燃烧室的端壁上和第二燃烧室的端壁上，亦即装在第一或第二燃烧室与去往水平烟道的流出口处于相对位置的那个环壁上。如此设计的蒸汽发生器可以极简单的方式适应于燃料的燃尽长度。在这里，燃料的燃尽长度指的是，在规定的平均热烟气温度时热烟气沿水平方向的速度乘以燃料的燃尽时间t_A。因此，该蒸汽发生器的最大燃尽长度是在全负荷时的蒸汽发生器蒸发量的情况下，亦即在蒸汽发生器进行所谓全负荷运行时得出的。燃尽时间t_A则是例如一个平均尺寸的煤粉粒在规定的平均热烟气温度下完全燃烧所需要的时间。