[实用新型]一种能够减小热偏差的循环流化床外置式换热器

说明书

本实用新型涉及一种能够减小热偏差的循环流化床外置式换热器，包括壳体，壳体一端设有进灰口，另一端设有出灰口，壳体内部设有进灰仓和灰仓，进灰仓和灰仓之间设有隔墙，所述灰仓中设有若干换热管；所述灰仓底部设有带风帽的布风板，靠近壳体侧壁的两排风帽为增强风帽，所述增强风帽上方空置；最外侧的换热管与相邻的壳体侧壁之间距离为D，相邻的两个换热管之间距离为d，D≥1.5d。本实用新型通过对换热管排布进行改造从而改善外置式换热器中气固两相流状态，降低受热面之间的热偏差从而提高受热面的安全性；本实用新型可以有效地优化改善边壁区气泡生成频率过低、流化速度过低导致的边壁区传热系数过低带来的换热管受热面热偏差。

技术领域

本实用新型属于循环流化床技术领域，特别涉及一种能够减小热偏差的循环流化床外置式换热器。

背景技术

循环流化床燃烧技术近几十年来发展迅速，随着循环流化床单元负荷的增加，炉膛体积的增加速度比封闭水壁的增加速度要快，因此需要在循环回路中增加更多的受热面。外置式换热器为锅炉负荷和床层温度的调节提供了很大的便利，有利于提高循环流化床锅炉的燃料灵活性和负荷适应性。因此，它在大型循环流化床锅炉的设计中得到了广泛的接受，包括世界上最大的600MW超临界循环流化床锅炉。

虽然外置式换热器有许多优点，但在工业应用中发现了一些严重的问题。其中一个问题是外置式换热器中的受热面的管壁温度呈鞍形分布，在床中心较高，但在管壁区附近较低。研究表明，外置式换热器中受热面产生热偏差的主要原因是边壁效应，该区域相对中心区域较低的气泡产生频率和较低的流化速度是传热系数不均匀的主要原因。以600MW超临界循环流化床锅炉为例，对于高温再热器，设计蒸汽温度为565℃，但温度偏差大于90℃。在300MW循环流化床锅炉中也发现了类似的分布。即使目前受热面的壁温仍然可以接受，但如果蒸汽温度超过600℃，则中央管排的最高温度可能会超过超临界蒸汽电厂的允许温度。在长期运行时，过热很容易导致管子破裂甚至发生事故。为了追求更高的蒸汽参数，必须解决好这个问题，以实现高效发电的安全运行。

专利号为CN201620264431.3公开号为CN205535772U的实用新型专利公开了一种循环流化床锅炉外置式换热器，通过设置相互串联的至少两组蛇形管组和至少一个中间集箱，使得热交换从一级完成分为多级完成，从而防止高温爆管的发生。但这种方式使得换热器体积增大并且换热时间增长，因此依旧需要对外置式换热器进行结构改进。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题提供一种能够减小热偏差的循环流化床外置式换热器，针对大型循环流化床锅炉的外置式换热器，通过对换热管排布进行改造从而改善外置式换热器中气固两相流状态，降低受热面之间的热偏差从而提高受热面的安全性。

本实用新型包括如下技术方案：一种能够减小热偏差的循环流化床外置式换热器，包括壳体，壳体一端设有进灰口，另一端设有出灰口，壳体内部设有进灰仓和灰仓，进灰仓和灰仓之间设有隔墙，所述灰仓中设有若干换热管；所述灰仓底部设有带风帽的布风板，靠近壳体侧壁的两排风帽为增强风帽，所述增强风帽上方空置；最外侧的换热管与相邻的壳体侧壁之间距离为D，相邻的两个换热管之间距离为d，D≥1.5d。

灰仓内的边壁区传热系数较小，因此需要保证最外侧的换热管与壳体侧壁之间有一定距离，从而减少换热管的受热面处于传热系数较小边壁区的比例，进而减小换热管之间的热偏差。

进一步的，所述增强风帽顶部增设若干风帽开口。增强风帽较其他区域的风帽具有更低的阻力和更高的流量，能够提高边壁区的流化速度进而提高边壁区的传热效率从而减小换热管之间的热偏差。

进一步的，所述增强风帽外壳上的风帽开口斜向下设置。

进一步的，所述增强风帽内芯上部的风帽开口水平设置。

进一步的，所述换热管为蛇形管；换热管的进口位于灰仓上方，换热管的出口位于灰仓侧面。

进一步的，所述进灰口设置在进灰仓一侧。