CZ20021598A3 - Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem - Google Patents

Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem Download PDF

Info

Publication number
CZ20021598A3
CZ20021598A3 CZ20021598A CZ20021598A CZ20021598A3 CZ 20021598 A3 CZ20021598 A3 CZ 20021598A3 CZ 20021598 A CZ20021598 A CZ 20021598A CZ 20021598 A CZ20021598 A CZ 20021598A CZ 20021598 A3 CZ20021598 A3 CZ 20021598A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
wall
furnace
sealing
return
fluidized bed
Prior art date
Application number
CZ20021598A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ304468B6 (cs
Inventor
Timo Hyppänen
Kari Kauppinen
Original Assignee
Foster Wheeler Energia Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foster Wheeler Energia Oy filed Critical Foster Wheeler Energia Oy
Publication of CZ20021598A3 publication Critical patent/CZ20021598A3/cs
Publication of CZ304468B6 publication Critical patent/CZ304468B6/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • F23C10/04—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
    • F23C10/08—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
    • F23C10/10—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0084—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/10008—Special arrangements of return flow seal valve in fluidized bed combustors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

Oblast techniky
Vynález se týká reaktoru s cirkulujícím fluidním ložem, který obsahuje:
- topeniště, jehož spodní část je opatřena tryskami pro fluidizační plyn pro fluidizaci materiálu lože, který má být přiváděn do topeniště, přičemž uvedené topeniště je vymezeno v podstatě svislou a rovinnou první stěnou,
- odlučovač částic pro odlučování materiálu lože od plynu, odváděného z reaktoru,
- vratný kanál pro materiál lože, odloučený v odlučovači částic, uspořádaný v propojení s uvedenou první stěnou a mající spodní část,
- plynové těsnění, uspořádané ve spodní části vratného kanálu pro zabránění proudění plynu z topeniště do vratného kanálu, a
- přijímací prostor, vymezený rovinnou stěnou vodních trubek, kterýmžto přijímacím prostorem může být uvedené topeniště, přičemž stěnou vodních trubek je první stěna, nebo prostor, průtokově propojený s topeništěm.
Dosavadní stav techniky
Je všeobecně známo vyrábět plynové těsnění smyčkového typu, těsnění ve tvaru písmene L nebo miskové těsnění pro vratný kanál reaktoru s cirkulujícím fluidním ložem. Ve všech těchto případech vratný kanál odlučovače obsahuje kanál nebo úsek, vyplněný materiálem lože, cirkulujícím z odlučovače částic do topeniště, čímž je zabráněno tomu, aby plyn s topeniště proudil vratným kanálem do odlučovače částic.
U běžného uspořádání odlučovače je vratný kanál nechlazený a nezávislý na stěně topeniště, přičemž je obvyklé uspořádat rovněž plynové těsnění nechlazené konstrukce, vzdálené od stěny topeniště. Avšak při připojení nechlazených konstrukcí ke chlazenému topeništi dochází nevyhnutelně k teplotním rozdílům a k tepelnému napětí, v důsledku čehož dochází ke snížení trvanlivosti a spolehlivosti celého zařízení.
V patentovém spise EP 0 082 673 je popsána nádoba nechlazeného plynového těsnění, integrovaná ve stěně spodní části' nechlazeného topeniště. Avšak popsané uspořádání je příliš těžké, přičemž zasahuje výrazně daleko od topeniště, takže vyžaduje, aby bylo řádně podepřeno. Kromě toho může dojít ke snadnému poškození nechlazených konstrukcí v důsledku teplotních rozdílů, a to zejména během spouštění a odstavování reaktoru.
V patentovém spise US 4 951 612 je popsán kotel s fluidním ložem, opatřený čtyřmi samostatnými plynovými těsněními, integrovanými v chlazené vnější stěně válcového
topeniště. Konstrukce plynových těsnění zde však není podrobněji popsána a znázorněna.
______V patentovém . spise US-5 269 262 -je-·popsán -válcový- kotel s fluidním ložem, který má válcovou konstrukci ve svém středu, přičemž tato konstrukce obsahuje odlučovač částic, vratný kanál a vícedílné částečně chlazené plynové těsnění. U totrato uspořádání dochází k výraznému snížení trvanlivosti stěny topeniště v místě vratných otvorů pro cirkulující materiál, přičemž široké plochy plných stěn mezi otvory překážejí při stejnoměrném rozdělování materiálu v topeništi.
V patentovém spise US 5 281 398 je popsán nový typ chlazeného odlučovače částic pro reaktor s cirkulujícím fluidním ložem s chlazeným vratným kanálem, integrovaným v chlazené stěně topeniště. Zejména tento typ uspořádání je výhodný k tomu, aby měl chlazené plynové těsnění, uspořádané v propojení se stěnou topeniště.
V patentovém spise US 5 341 766 je popsáno plynové těsnění žebrového typu, splňující uvedené požadavky, kteréžto plynové těsnění obsahuje množinu úzkých mezer, přičemž je integrováno přímo ve stěně topeniště. V praxi bylo prokázáno, že využitelnost plynového těsnění žebrového typu je obecně velmi dobrá, avšak v některých zvláštních situacích může docházet ke snížení jeho provozní kapacity.
V patentovém spise US 5 526 775 je popsáno plynové těsnění žebrového typu mezi vratným kanálem a horní částí teplosměnné komory, kterážto teplosměnná komora je těsně připojena ke stěně reaktorové komory. Teplosměnná komora je
průtokově propojena s reaktorovou komorou prostřednictvím svislého výstupního kanálu a jednoho nebo více otvorů.
V patentovém spise US 4 -716 856 je popsána - teplosměnná komora, uspořádaná v ohnutém úseku stěny reaktoru, přičemž vratný kanál vede horký materiál fluidního lože v teplosměnné komoře.
Podstata vynálezu
Úkolem předmětu tohoto vynálezu je vyvinout způsob a zařízení, u kterých by byly minimalizovány shora uvedené problémy dosavadního známého stavu techniky.
Úkolem předmětu tohoto vynálezu je zejména vyvinout reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, opatřeným z hlediska prostoru úsporným plynovým těsněním, integrovaným v rovinné chlazené stěně kotle, a to bez snížení jeho nosné kapacity.
Dále je úkolem předmětu tohoto vynálezu vyvinout reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, opatřený lehkým, trvanlivým a spolehlivým plynovým těsněním.
Rovněž je úkolem předmětu tohoto vynálezu vyvinout reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, u kterého bude zdokonaleno rozdělování materiálu lože, recyklovaného z plynového těsnění, ve směru stěny přijímacího prostoru.
Za účelem splnění shora uvedených úkolů byl v souladu s předmětem tohoto vynálezu vyvinut reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, který obsahuje:
- topeniště, jehož spodní část je opatřena tryskami pro fluidizační plyn pro fluidizaci materiálu lože, který má být přiváděn do topeniště, přičemž uvedené topeniště je vymezeno v podstatě svislou a rovinnou první stěnou,
- odlučovač částic pro odlučování materiálu lože od plynu, odváděného z reaktoru,
- vratný kanál pro materiál lože, odloučený v odlučovači částic, uspořádaný v propojení s uvedenou první stěnou a mající spodní část,
- plynové těsnění, uspořádané ve spodní části vratného kanálu pro zabránění proudění plynu z topeniště do vratného kanálu, a
- přijímací prostor, vymezený rovinnou stěnou vodních trubek, kterýmžto přijímacím prostorem může být uvedené topeniště, přičemž stěnou vodních trubek je první stěna, nebo prostor, průtokově propojený s topeništěm, přičemž
- plynové těsnění je uspořádáno v propojení s uvedenou stěnou vodních trubek, vymezující uvedený přijímací prostor tak, že vodorovná průřezová šířka spodní části vratného kanálu, měřená ve směru první stěny, je větší, než hloubka, kolmá na uvedenou šířku,
- plynové těsnění má těsnicí konstrukci, obsahující vzájemně spolu propojené vodní trubky a vytvořenou ohnutím »4» · · · »·'·..
··· ·» ··· 1»· ·* ···· vodních trubek od stěny vodních trubek, vymezující uvedený přijímací prostor,
- těsnicí konstrukce odděluje- samostatnou část od = lože’ cirkulujícího materiálu/ vytvořenou ve spodní části vratného kanálu, a vytváří těsnicí kanál, vymezený těsnicí konstrukcí, jehož spodní část je opatřena průtokovými prostředky, přepojenými k vratnému kanaluj- a v podstatě svislou přední stěnu, jejíž horní část je průtokově propojena s vratnými prostředky, vytvořenými ve stěně vodních trubek, vymezující přijímací prostor, a
- těsnicí konstrukce obsahuje boční stěnu, připojenou k uvedené přední stěně, přičemž vodní trubky ve stěně vodních trubek, vymezující uvedený přijímací prostor, jsou ohnuty pro chlazení boční stěny a pro vytvoření nosné konstrukce pro boční stěnu.
Těsnicí konstrukce obsahuje vzájemně spolu propojené vodní trubky, ohnuté od vodních trubek ve stěně vodních trubek, vymezující uvedený přijímací prostor, podepírající stěnu vodních trubek a zabraňující zeslabení stěny vodních trubek vratnými prostředky.
Těsnicí konstrukce s výhodou obsahuje dvě boční stěny, zadní stěnu a klenbovou část.
Spodní část zadní stěny je průtokově propojena s vratným kanálem.
Část vodních trubek ve stěně vodních trubek, vymezující přijímací prostor, je ohnuta a probíhá od přední stěny
9 k boční stěně a odtud přes klenbovou část zpět ke stěně vodních trubek, vymezující přijímací prostor.
Část vodních trubek ve stěně vodních- trubek je ohnuta a probíhá od přední stěny k boční stěně a odtud přes zadní stěnu a klenbovou část zpět ke stěně vodních trubek, vymezující přijímací prostor.
Vodorovný průřez těsnicího kanálu je v podstatě obdélníkovitý, přičemž šířka, měřená ve směru první stěny, je alespoň 1,5 krát větší, než hloubka, kolmá na uvedenou šířku.
Plynové těsnění obsahuje alespoň dva přilehle umístěné těsnicí kanály, rovnoběžné s první stěnou a propojené se společným vratným kanálem.
Celková šířka přilehlých těsnicích kanálů činí' alespoň přibližně trojnásobek jejich hloubky.
Spodní část vratného kanálu je opatřena ve směru první stěny, vymezující topeniště, těsnicím kanálem plynového těsnění vedle spodního ramena pro vedení materiálu lože z odlučovače částic do těsnicího kanálu.
Vratný kanál je s výhodou vytvořen z rovinných panelů z vodních trubek.
Vodorovný průřez spodní části vratného kanálu je obdélníkovitý, přičemž jeho šířka, měřená ve směru první stěny, činí alespoň přibližně dvojnásobek hloubky v kolmém směru.
Rozšíření stěny vratného kanálu na straně topeniště s výhodou tvoří zadní stěnu těsnicího kanálu.
Těsnicí kanál je alespoň částečně uspořádán mezi rozšířením stěny vratného kanálu na straně topeniště a první stěnou, vymezující topeniště.
-----------Jedna—ze—stěn —vodních trubek, tvořících vratný kanál, je s výhodou úsekem první stěny, vymezující topeniště.
Takže pro reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle tohoto vynálezu je charakteristické, že plynové těsnění je uspořádáno v propojení s uvedenou stěnou vodních trubek, vymezující uvedený přijímací prostor, a to tak, že vodorovná průřezová šířka spodní části vratného kanálu, měřená ve směru první stěny, je větší, než hloubka v kolmém směru k uvedené šířce, přičemž plynové těsnění má těsnicí konstrukci, obsahující vzájemně spolu propojené vodní trubky, vytvořenou ohnutím vodních trubek od stěny vodních trubek, vymezující uvedený přijímací prostor.
V jednoduchém případě je spodní část vratného kanálu odlučovače přímo propojena s topeništěm, přičemž v souladu s předmětem tohoto vynálezu může být plynové těsnění uspořádáno v propojení se stěnou topeniště.
V některých případech je však vratný kanál připojen k topeništi prostřednictvím samostatné teplosměnné komory tak, že teplosměnné komora je průtokově propojena s topeništěm, přičemž plynové těsnění je uspořádáno ve směru proudění před teplosměnnou komorou. V tomto případě může být plynové těsnění podle tohoto vynálezu vytvořeno v propojení
·· se stěnou teplosměnné komory, která je průtokově propojena s topeništěm.
Pro odborníka z dané. oblasti techniky je zcela - zřejmé, že plynové těsnění podle tohoto vynálezu může rovněž být uspořádáno v propojení s jinou srovnatelnou chlazenou stěnou, vymezující prostor v průtokovém propojení se spodní částí toperrřš-těr
Předmět tohoto vynálezu bude v dalším podrobněji popsán v propojení se stěnou topeniště, je však zcela pochopitelné, že shora uvedený popis rovněž zahrnuje plynová těsnění, propojená se stěnami jiných prostorů v průtokovém propojení s topeništěm kotle s cirkulujícím fluidním ložem.
Plynové těsnění podle tohoto vynálezu s výhodou obsahuje alespoň jeden těsnicí kanál, uspořádaný na spodním konci vratného kanálu, přičemž uvedený kanál je vymezen přední stěnou a těsnicí konstrukcí, která odděluje samostatnou část od lože cirkulujícího materiálu, vytvořenou ve spodní části vratného kanálu. Těsnicí kanál' je s výhodou průtokově propojen s vratným kanálem pouze ve spodní části těsnicí konstrukce, přičemž pouze horní část přední stěny je průtokově propojená s vratnými prostředky, vytvořenými ve stěně vodních trubek, vymezující topeniště.
Pokud je spodní okraj prostředků, připojujících těsnicí kanál k topeništi, to znamená vratných prostředků, umístěn výše, než horní okraj prostředků, připojujících těsnicí kanál k vratnému kanálu, tak těsnicí kanál obsahuje středovou část, která je ve vodorovném směru zcela obklopena stěnami, přičemž lože cirkulujícího materiálu je vytvořeno v těsnicím kanálu.
««·« ·♦<··· · • · * * · · * * ··· ·· ··· (»'· ·'· ·*··
Plocha lože je v podstatě vyrovnána se spodním okrajem vratných prostředků. V důsledku toho materiál lože v těsnicím kanálu zabraňuje tomu, aby plyn proudil z topeniště do vratného kanálu. . _ . - · ·· - Za účelem zajištění proudění materiálu lože z vratného kanálu přes těsnicí kanál do topeniště je materiál lože v--t-ě-sn-re-í-m---karráiu s výhodou fluiďizován s pomocí fluidizačního plynu, který je přiváděn tryskami fluidizačního plynu uspořádanými ve spodní části těsnicího kanálu. V důsledku fluidizace leží plocha lože obvykle poněkud výše v těsnicím kanálu, než vně těsnicího kanálu ve spodní části vratného kanálu.
Na druhé straně však tření, způsobované prouděním materiálu lože, a tlakový rozdíl, panující mezi topeništěm a vratným kanálem, mají snahu zvýšit plochu lože za ustálených podmínek ve spodní části vratného kanálu vně těsnicího kanálu.
V takových případech, kdy fluidizace v těsnicím kanálu není nutná nebo je příliš pomalá, může být plocha lože v těsnicím kanálu mírně skloněna směrem k přední stěně, přičemž uzavření plynu je těsné i tehdy, pokud je spodní okraj vratných prostředků přibližně vyrovnán nebo dokonce poněkud níže, než horní okraj prostředků, připojených k vratnému kanálu.
Těsnicí konstrukce s výhodou obsahuje boční stěnu, propojenou s přední stěnou, přičemž uvedená boční stěna je chlazena prostřednictvím vodních trubek, ohnutých ze stěny, vymezující topeniště. V důsledku toho mohou vodní trubky
4 44 4 4· 4» 44
·· '· * 4 4 4 4 4 4 4
4 »· 4 4 · 4 4 ·
• 4 «4 4 4 4 4 4 4 4
♦ 4 *
44 4 44. 444 44 4'· 4444
vytvářet opěrnou nosnou konstrukci pro boční stěnu a současně podepírat stěnu topeniště, jakož i zabraňovat tomu, aby vratné prostředky, vytvořené na stěně, způsobovaly zeslabení konstrukce stěny. .. . ...... - · - - ......
Těsnicí konstrukce s výhodou obsahuje dvě boční stěny, zadní stěnu a klenbovou část. Průtokové prostředky, vedoucí -z— vratnéhO—karrábu-do těsnícíhcTTtanalu, mohou být vytvořeny ve spodní části zadní stěny a/nebo alespoň jedné boční stěny. Kromě toho boční stěny, ať už zadní stěna a/nebo klenbová část těsnicí konstrukce, mohou být chlazeny s pomocí vodních trubek, ohnutých ze stěny vodních trubek, vymezující topeniště.
Trvanlivost stěn těsnicí konstrukce, obsahujících vodní trubky, může být zvýšena připojením přilehlých vodních trubek vzájemně k sobě prostřednictvím žáruvzdorného materiálu nebo s pomocí úzkých kovových desek, tj. žeber. Vodní trubky stěn, jakož i žebra mezi vodními trubkami jsou obloženy žáruvzdorným materiálem pro zvýšení jejich odolnosti proti opotřebení.
Je možno ohnout vodní trubky stěny vodních trubek, vymezující topeniště, tak, aby probíhaly od přední stěny k bočním stěnám, poté přes zadní stěnu nebo přímo do klenbové části a nakonec zpět do stěny vodních trubek, vymezující topeniště. V tomto propojení pak vodní trubky, ohnuté ze stěny vodních trubek, se týkají rovněž trubek, které jsou kontinuální z hlediska průtoku vody, avšak jsou samostatně Ohnuty do požadovaného tvaru a poté připojeny svářením k vodním trubkám ve stěně topeniště a k jejich cirkulaci vody.
ί Φ 9 9 9 9 • 99 »9 « · · !>· • · > 9« 9···
Vodorovný průřez těsnicího kanálu je s výhodou
v podstatě pravoúhlý či obdélníkovitý, přičemž jeho šířka,
rovnoběžná s první stěnci -* λ vyrnGsujj-d Lopeinště^ je alespoň
přibližně 1,5 krát větší, než hloubka v kolmém směru. Šířka těsnicího kanálu může být například dvakrát až třikrát větší, než jeho hloubka, nebo dokonce ještě větší.
Plynové těsnění může rovněž obsahovat alespoň dva přilehlé těsnicí kanály, rovnoběžné s první stěnou a propojené se společným vratným kanálem. Potom celková šířka těsnicích kanálů je s výhodou alespoň trojnásobkem jejich hloubky. V případě nutnosti může být celková šířka těsnicích kanálů dokonce stejná, jako šířka první stěny, přičemž materiál lože, cirkulující z odlučovače částic, může být rozprostírán přes celou šířku topeniště zcela stejnoměrně.
Není nezbytné rozdělovat vratný systém pro materiál lože v souladu s předmětem tohoto vynálezu, i když je velice široký, a to na samostatné úseky prostřednictvím bočních stěn. Těsnicí kanál může rovněž s výhodou vytvářet kontinuální prostor, přičemž vodní trubky, ohnuté od stěny topeniště, jsou využívány ve vratných prostředcích, například pro vytvoření zadní stěny vratné jednotky nebo samostatných opěrných nosných konstrukcí pro těsnicí kanál. Zejména tento typ širokého těsnicího kanálu je s výhodou opatřen množinou vratných prostředků.
V některých případech může být nejvýhodnější používat každou další trubku stěny pro chlazení a operu těsnicí konstrukce plynového těsnění, a ponechat zbytek trubek v neohnutém stavu, nebo je ohnout pouze v těsné blízkosti ·» 13
9 * 44 4 4 4 1 4
• ·· 4 S · · 4 · ·
• 4 4 í 4 · 4 4 4
··· 44 44» 4 4 44 ··♦·
stěny topeniště tak, aby vytvářely velký počet úzkých vratných prostředků.
Spodní__ část vratného .. kanálu - podle tohoto vynálezu obsahuje těsnicí kanál plynového těsnění a spodní rameno, vedoucí materiál lože z vratného kanálu dolů do těsnicího kanálu. Tyto kanály mohou být uspořádány při pohledu od toperrište ýedeh za druhým nebo vedle sebe. V některých případech je výhodné uspořádat spodní rameno a těsnicí kanál vedle sebe neboť rozsah spodní části vratného kanálu od stěny topeniště tak může být udržován malý, přičemž podepírání vratného kanálu je velice snadné.
Pokud je velice důležité rozprostírat recyklovaný materiál lože stejnoměrně přes celou šířku stěny topeniště, potom je výhodné využívat několika těsnicích kanálů, uspořádaných vedle sebe při pohledu od topeniště. Uvedené těsnicí kanály mohou pokrývat téměř celou oblast, první stěny topeniště. Proto je výhodné uspořádat spodní rameno v plynovém těsnění, kteréžto spodní rameno může být společné pro všechny těsnicí kanály a může být umístěno za těsnicími kanály při pohledu od topeniště.
U velkých kotlů s cirkulujícím fluidním ložem, opatřených několika odlučovači částic, je rovněž obvyklé, že jsou opatřeny několika vratnými kanály, opatřenými sestavami plynového těsnění. Rovněž je možné shromažďovat materiál, recyklovaný ze dvou odlučovačů, v jednom vratném kanálu, nebo rozdělovat materiál, odloučený v jednom odlučovači, tak, aby proudil do dvou vratných kanálů, z nichž například pouze jeden vede do samostatné teplosměnné komory. Předmět tohoto vynálezu je možno uplatnit u všech těchto případů a přispět «•14 > *·
4 4 • ·
4 4 9
9 9
9 99
444 44 tak ke zefektivnění stejnoměrného rozprostírání materiálu, recyklovaného do topeniště, a k udržování nosnosti stěny topeniště na konstantní úrovni.
Vratný kanál je s výhodou vytvořen z rovinných panelů z vodních trubek. Takže jedna ze stěn vodních trubek, tvořící vratný kanál, může být s výhodou úsekem stěny vodních trubek, vymezující--toperrfštět Fří vyučit í konstrukce plynového těsnění podle tohoto vynálezu může celý vratný kanál tvořit integrovanou jednotku se stěnou topeniště. Rozšíření stěny vratného kanálu na straně topeniště může rovněž tvořit zadní stěnu těsnicího kanálu, přičemž těsnicí kanál může být alespoň částečně umístěn mezi rozšířením stěny vratného kanálu na straně topeniště a první stěnou, vymezující topeniště.
Vodorovný průřez spodní části vratného kanálu je s výhodou pravoúhlý či obdélníkovitý, přičemž jeho šířka ve směru první stěny je alespoň přibližně dvojnásobkem hloubky v kolmém směru. Šířka průřezu může být s výhodou například trojnásobná nebo čtyřnásobná v porovnání s hloubkou, nebo dokonce ještě větší.
Přední stěna těsnícího kanálu u plynového těsnění je s výhodou sdílena topeništěm. Přední stěnou může být konstrukce z vodních trubek, opatřená žáruvzdorným obložením, nechlazená kovová konstrukce, obložená žáruvzdorným materiálem, nebo jednoduchá konstrukce ze žáruvzdorného materiálu.
V souladu s předmětem tohoto vynálezu je alespoň jedna stěna těsnicího kanálu tvořena s výhodou konstrukcí z vodních
» 4 4 '4 • 4 44
• 4 4 4 44: 4 4 • 4 4
4 44 •'ť 4 4 4 4
4 4 4 4 ' 4 4 4 4 4
• 4 4 4 4 »·» 4 4 • · • 44
trubek, opatřenou žáruvzdorným obložením. Ostatní stěny plynového kanálu mohou být provedeny z konstrukcí z vodních trubek, opatřených žáruvzdorným materiálem, ze srovnatelných kovových konstrukcí, nebo ..z jednoduchých -konstrukcí - ze žáruvzdorného materiálu.
Plynové těsnění podle tohoto vynálezu s výhodou obsahuje
-------a-tes poň—dva příTeTrle těsnicí kanály, propojené se společným vratným kanálem. Přilehlé těsnicí kanály mohou být zcela nezávislé, nebo mohou sdílet společné přepážkové stěny, nebo vytvářet prostor, který není rozdělen na horním a/nebo spodním konci. Těsnicí kanál může mít své vlastní boční stěny, nebo boční stěny spodní části vratného kanálu mohou rovněž částečně působit jako boční stěny těsnicího kanálu.
Uplatňováním předmětu tohoto vynálezu je možno uspořádat plynové těsnění v propojení se stěnou topeniště takovým způsobem, že stěna zůstává velice účinně chlazena, přičemž si udržuje svou trvanlivost a může tak rovněž působit jako opěrná či nosná konstrukce v topeništi.
Pokud je plynové těsnění reaktoru s fluidním ložem vytvořeno v propojení s chlazenou stěnou topeniště bez silných žáruvzdorných obložení, jsou vnější rozměry plynového těsnění minimalizovány, přičemž hmotnost plynového těsnění zůstává střední. Plynové těsnění tak může být velice hospodárně uloženo a podepíráno bez nutnosti používat velkých a nákladných nosných konstrukcí. Chlazené plynové těsnění podle tohoto vynálezu je rovněž velice trvanlivé, přičemž jeho teplota může být měněna poměrně velmi rychle, například během spouštění nebo odstavování, a to bez jakéhokoliv poškození jeho konstrukce.
— 16
» 9 99 99 9 9
99 9 * 9 9 ·^ 9 9 9 9
9 99 ·« · 9< • 9 9
9 9
9 9 9 · 9 • 9 9
99 9 99 99 9 99 ·· 9999
Vnitřní rozměr průřezu těsnicího kanálu rovnoběžně k přední stěně, to znamená jeho šířka, je větší, s výhodou alespoň 1,5 krát větší, než.-vnitřní rozměr v kolmém směru, to znamená hloubka těsnicího kanálu. Při použití nechlazené přední a/nebo zadní stěny u těsnicího kanálu pak šířka, měřená ve směru stěny topeniště, musí být docela malá, s výhodou menší, než přibližně 1 000 mm, ještě výhodněji pak zhruba 300 až 500 mm.
Při využití chlazených předních a zadních stěn může být šířka těsnicího kanálu dokonce větší. Největší šířka kanálu může být rovněž zvýšena uspořádáním místního chlazení, například ve středu jinak nechlazené stěny. Šířka těsnicího kanálu musí být taková, aby stěny topeniště a stěny těsnicího kanálu zůstávaly dostatečně chlazeny, a aby byly trvanlivé na jakémkoliv místě.
Myšlenka předmětu tohoto vynálezu spočívá v tom, že cirkulující proud z odlučovače částic bude stejnoměrně rozprostírán přes celé topeniště prostřednictvím vratného kanálu, integrovaného ve stěně topeniště. Integrování vratného kanálu ve stěně topeniště je optimalizováno vzhledem k využití prostoru a ke konstrukční pevnosti, pokud spodní část vratného kanálu a zde uspořádané plynové těsnění jsou široké ve směru stěny topeniště a zasahují pokud možno co nejmírněji směrem ven z topeniště.
Proto může být plynové těsnění s výhodou realizováno takovým způsobem, že jeho opěrné či nosné konstrukce jsou integrovány v opěrných či nosných konstrukcích stěny topeniště.
• 44 44 4 4 44 « 44 4 4 44 4 «4 •
• 44 4 4 4 4
4 4 4 4' ě 4 4 4 4
• 4· 44 44· 44 4 * • 444
Z hlediska trvanlivosti konstrukce je výhodné rozdělit široké plynové těsněni podle tohoto vynálezu alespoň v oblasti otvoru - mezi plynovým-těsněním a topeništěm na jednotlivé oddíly s pomocí zvláštní boční stěny, přičemž tyto oddíly budou chlazeny prostřednictvím vodních trubek stěny topeniště, ohnutých ven z oblasti otvoru.
Bylo vyvinuto několik způsobů výroby plynového těsnění podle tohoto vynálezu. Pro každý z těchto způsobů je společné, že trubky ve stěně topeniště jsou ohnuty takovým způsobem, že otvory, nezbytné pro recyklování cirkulujícího materiálu, jsou vytvořeny ve stěně, přičemž trubky, ohnuté ze stěny topeniště, jsou využívány v konstrukci stěn plynového těsnění.
V souladu s prvním výhodným provedením jsou trubky, ohnuté od stěny topeniště, využívány především pro vytváření bočních stěn plynových kanálů u plynového těsnění. Takže trubky, které jsou nad a pod plynovým těsněním přilehle ve stěně topeniště, jsou na úrovni plynového těsnění následně v prostoru mezi přední stěnou a zadní stěnou, přičemž rovina, kterou vytvářejí, je alespoň přibližně kolmá ke stěně topeniště.
Tento typ konstrukce lze velice jednoduše vyrábět, přičemž může být realizován takovým způsobem, že průtok materiálu lože v těsnicím kanálu je plynulý, přičemž nedochází k podstatnému snížení nosnosti stěny topeniště. Při využívání této konstrukce je zadní stěna těsnicího kanálu s výhodou tvořena nechlazenou konstrukcí, opatřenou žáruvzdorným obložením:
9 9» 9 *9 9· • 9
99 9 · 99 9 9 9 9 9
9 9< 9 ·' • • 9
9
9 9 9 9 9 9 9 9 9
99 9 9 9 99« 9« 99 9999
V souladu s dalším výhodným provedením jsou přední stěna, boční stěny a klenbová část chlazeny s pomocí vodních trubek, ohnutých od stěn_ topeniště z vodních trubek. Ponecháním spodních částí bočních stěn těsnicích kanálů nechlazených nebo otevřených je možno chladit přední stěnu těsnicího kanálu v podstatě velice účinně přes celou její p-loe-hu^-----V souladu s třetím výhodným provedením jsou trubky stěny topeniště využity pro vytvoření přední stěny, bočních stěn, zadní stěny a klenbové části těsnicího kanálu. Pokud jsou spodní části bočních stěn ponechány otevřené, je možno chladit všechny stěny těsnicího kanálu velice účinně s pomocí vodních trubek stěny topeniště.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:
obr. 1 znázorňuje schematický pohled ve svislém řezu na reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, opatřený plynovým těsněním podle tohoto vynálezu;
obr. 2 znázorňuje schematický pohled ve svislém řezu na druhý reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, opatřený plynovým těsněním podle tohoto vynálezu;
9 ·«· 6 ·· 9·
99 9 9 • 9 > 9 9 9 9
• «9 * 9 9 9 9 •
9 i · • 9 9 9 9 9
«69 99 *·♦ 99 4· »990
obr. 3 znázorňuje schematický pohled ve svislém řezu na třetí reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, opatřený plynovým těsněním podle tohoto vynálezu;
obr. 4 znázorňuje schematický perspektivní pohled zezadu na těsnicí kanál v plynovém těsnění podle prvního výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu;
obr. 5 znázorňuje schematický pohled ve vodorovném řezu na plynové těsnění podle tohoto vynálezu;
obr. 6a znázorňuje schematický pohled v řezu na alternativní provedení plynového těsnění v souladu s prvním výhodným provedení předmětu tohoto vynálezu;
obr. 6b znázorňuje schematický pohled v řezu na druhé alternativní provedení plynového těsnění v souladu s prvním výhodným provedení předmětu tohoto vynálezu;
obr. 7 znázorňuje schematický perspektivní čelní pohled na těsnicí kanál plynového těsněni v souladu s druhým výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu; a obr. 8 znázorňuje schematický perspektivní čelní pohled na těsnicí kanál plynového těsnění v souladu s třetím výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Na vyobrazení podle obr. 1 je znázorněn schematický pohled ve svislém, řezu na reaktor 10 s cirkulujícím fluidním ložem, který má plynové těsnění 50 podle tohoto vynálezu.
• 20 · • ·· · » • »· • «· ·· 9 · • · · e · · > · ·
• · · • · · • · ·
• •9 9· ·· ··*·
Uvedený reaktor 10 s cirkulujícím fluidním ložem obsahuje topeniště 20, vymezené stěnami 12 a 14 vodních trubek, ve kterémžto topeništi 20 je materiál ..„lože. fluidizován s pomocí fluidizačního plynu 2 4, přiváděného přes mřížku 22. Fluidizační plyn 24 proudící směrem vzhůru v topeništi 20, a kouřové plyny, vytvářené v reaktoru 10, u-náš-ej-í—mate-r-iá-1---1-o-že—potrubím—-3~2y-cspočárďarrýrn vhorní části 28 topeniště 20, do odlučovače 30 částic. Plyny vystupují z odlučovače 30 částic výstupní trubkou 34 do konvekční části 36, přičemž odloučené částice jsou odváděny k plynovému těsnění vratným potrubím 40.
Plynové těsnění 50 obsahuje těsnicí konstrukci, jejíž zadní stěna 62 a klenbová část 66 jsou zobrazeny na vyobrazení podle obr. 1, těsnicí kanál 60, oddělený od spodní části vratného potrubí 40, a spodní rameno 42, vedoucí materiál lože směrem dolů. Spodní část těsnicího kanálu 60 je prostřednictvím otvoru 52 propojena se spodním ramenem 42, přičemž horní část těsnicího kanálu 60 je prostřednictvím vratného otvoru 54 propojena se spodní částí 26 topeniště 20.
Nejnižší bod vratného otvoru 54 je obvykle umístěn výše, než nejvyšší bod otvoru 52, takže je vytvořen sloupec materiálu lože, když je materiál lože recyklován přes plynové těsnění 50 do spodního ramena 42 a do těsnicího kanálu 60. Uvedený sloupec zabraňuje tomu, aby plyn proudil ze spodní části 26 topeniště 20 přímo do vratného potrubí 40.
Zadní stěna 62, společná přední stěna 64, sdílená topeništěm 20 a klenbovou částí 66, vymezují těsnicí kanál 60. Tento těsnicí kanál 60 je rovněž vymezen bočními
·. 2i ·* : . · · ..····
... *·.* ·Σ· *··* *·· ··' stěnami, které nejsou na vyobrazení podle obr. 1 znázorněny. Pokud je spodní část vratného kanálu poměrně úzká, pak jeho boční stěny, které nejsou na vyobrazení podle obr. 1 znázorněny, .mohou rovněž působit- jako-boční - stěny - těsnicího kanálu. Otvor 52 je vytvořen ponecháním spodního okraje zadní stěny 62 výše, než je úroveň dna 44 vratného kanálu.
ZaldícelenThldr^žUváhi nosnosti stěny 12 je vratný otvor 54 s výhodou poměrně úzký. Plynové těsnění jednoho vratného kanálu je s výhodou opatřeno více než jedním těsnicím kanálem, přičemž alespoň jedna boční stěna těsnicích kanálů není boční stěnou vratného kanálu. Tento typ boční stěny těsnicího kanálu, která není boční stěnou vratného kanálu, může dosahovat úrovně dna 44 vratného kanálu, nebo její spodní okraj může být umístěn výše, s výhodou přibližně v úrovni spodního okraje zadní stěny 62.
V souladu s předmětem tohoto vynálezu alespoň boční stěna těsnicího kanálu u plynového těsnění, obsahuje vodní trubky, ohnuté od stěny 12 vodních trubek topeniště 20.
Výhoda uspořádání podle tohoto vynálezu spočívá v tom, že současně s tím, jak jsou vodní trubky ohnuty ven od stěny 12 pro vytvoření vratného otvoru 54, je boční stěna těsnicího kanálu u plynového těsnění chlazena a vyztužená. Vodní trubky mohou být uspořádány v boční stěně těsnicího kanálu téměř stejnoměrně, nebo mohou být soustředěny určitým způsobem, například v blízkosti přední stěny 64 . Na základě geometrie každého uplatnění může být stanoveno, zda je výhodné používat vodních trubek, ohnutých od stěny 12 stejnoměrně v zadní stěně 62 a v klenbové části 66, a to navíc k bočním stěnám.
— 22
Za účelem zajištění proudění materiálu lože v těsnicím kanálu 60 je s výhodou do těsnicího kanálu 60 přiváděn fluidizační .vzduch . 72, _ a =to. přes = jeho -spodní-část-Těsnicíkanál 60 nebo spodní rameno 42 plynového těsnění, jak je znázorněno na obr. 1, mohou být rovněž s výhodou opatřeny teplosměnnými plochami 7 4 . Fluidizační vzduch 7 6 může být rovntřybtvaděTTtlb spodního ramena 42Í ~~
Na vyobrazení podle obr. 2 je znázorněn schematický pohled ve svislém -řezu na druhý reaktor 10/ s cirkulujícím fluidním ložem, kde spodní část vratného potrubí 4 0 je opatřena plynovým těsněním 50 ' podle tohoto vynálezu.
Reaktor 10/ s cirkulujícím fluidním ložem, znázorněný na vyobrazení podle obr. 2, se liší od reaktoru 10 s cirkulujícím fluidním ložem podle obr. 1 v tom, že reaktor 10' je opatřen teplosměnnou komorou 80, která je propojena přes otvor 82 se spodní částí 2 6 topeniště 20.. Plynové těsnění 50 ' mezi vratným potrubím 4 0, připojeným k odlučovači 30 částic a k teplosměnné komoře 80, je vytvořeno takovým způsobem, že boční stěna těsnicího kanálu plynového těsnění obsahuje vodní trubky, ohnuté od stěny 16 teplosměnné komory 80.
Plynové těsnění 50/, znázorněné na vyobrazení podle obr. 2, se liší od plynového těsnění 50 podle obr. 1 v tom, že cirkulující materiál nepadá na vrchol klenbové části těsnicího kanálu, avšak přímo do spodního ramena 42 . U tohoto uspořádání přímé rozšíření stěny 16 vytváří zadní stěnu 62z těsnicího kanálu, přičemž trubky, ohnuté od stěny 16 směrem ke stěně 12 topeniště, se rozprostírají směrem vzhůru
v přední stěně 64 ' těsnicího kanálu a v jeho bočních stěnách, což není na vyobrazení podle obr. 2 znázorněno.
Obdobně jako stěna 12, podle obr._.l. je. rovněž stěna 16 podle obr. 2 s výhodou nosnou stěnou, rozprostírající se přibližně od úrovně mřížky 22 ke klenbě topeniště 20. Nejprve stěna 16 vytváří stěnu teplosměnné komory, přičemž později nad plynovým tesrrěrrím 5~0'/ vytvař í sběhů vratné ho kaná 1ΊΤ, a konečně stěnu odlučovače částic.
Uspořádání plynového těsnění podle tohoto vynálezu může být s výhodou realizováno takovým způsobem, že nosná stěna 12 nebo 16 si v podstatě udržuje svou nosnost, pokud otvory, dostatečně velké pro cirkulaci částic, jsou uspořádány ve stěně 12 nebo 16. Současně pak trubky, ohnuté od stěny 12 nebo 16, chladí a vyztužují těsnicí konstrukci plynového těsnění 50 nebo 50'.
Na vyobrazení podle obr. 3 je znázorněn schematický pohled ve svislém řezu na třetí reaktor 10' s cirkulujícím fluidním ložem, kde je spodní část vratného potrubí 40 opatřena plynovým těsněním 50/' podle tohoto vynálezu.
Reaktor 10 ' ' s cirkulujícím fluidním ložem, znázorněný na vyobrazení podle obr. 3, se liší od reaktoru 10 s cirkulujícím fluidním ložem podle obr. 1 v tom, že stěna na straně odlučovače 30'' částic topeniště 20 má dvojitou konstrukci stěny 12, 16'', přičemž těsnicí kanál 60' ' plynového těsnění je vytvořen ve středním prostoru mezi nimi. Jelikož u uspořádání podle obr. 3 spodní část stěny 16'' odlučovače částic a vratného kanálu tvoří zadní stěnu 62'' těsnicí konstrukce, mohou být trubky, ohnuté od stěny 12 — 24 • · · topeniště 20 s výhodou využity pro vytvoření bočních stěn pro těsnicí kanál 60/'.
Na vyobrazení podle. obr. 4 je .schematicky- znázorněn perspektivní pohled zezadu na uspořádání vodních trubek, ohnutých od stěny 12 topeniště 20 kanálu 60 plynového těsnění v souladu s prvním provedením předmětu tohoto vynálezu.
Na vyobrazení podle obr. 4, stejně jako na vyobrazeních podle obr. 7 a podle obr. 8, silné čáry zobrazují, jak vodní trubky probíhají ve spojitosti s těsnicím kanálem, zatímco tenké čáry znázorňují obrysy konstrukcí, opatřených žáruvzdorným obložením.
Na vyobrazení podle obr. 4 je schematicky znázorněna klenbová část 66 těsnicího kanálu, zadní stěna 62, jedna z bočních stěn 68 a částečně spodní část 78 . Obr. 4 znázorňuje, jak vodní trubky při pohledu seshora dolů jsou nejprve ohnuty rovnoběžně s klenbovou částí 66, poté jsou dále vyrovnány s klenbovou částí 66 směrem k bočním stěnám, z nichž je znázorněna pouze jedna boční stěna 68 . Přestože to z důvodu větší jasnosti není na obr. 4 znázorněno, je pro odborníka z dané oblasti techniky zcela jasné, jak mohou vodní trubky být opět ve spodní části 78 ohnuty přilehle ve stěně 12 .
Vodní trubky jsou s výhodou opatřeny žáruvzdorným obložením přes celý těsnicí kanál. Jelikož u provedení podle obr. 1 materiál lože, padající z, vratného kanálu 40, naráží na horní plochu klenbové části těsnicího kanálu, musí být tato klenbová část dostatečně trvanlivá. Klenbová část 66 je obvykle provedena jako skloněná pro zabránění tvorby — 25 usazenin. Proto mohou být vodní trubky ohnuty od bočních sten 68 směrem vzhůru ke stěně 12 podél klenbové části 66, přičemž mohou být stále udržovány v kontinuálním stoupání, jak je požadováno pro bezproblémové odpařov ári í vody * - · “ *
Jelikož je horní plocha spodní části 7 8 obvykle provedena jako přibližně vodorovná, tak žáruvzdorná podlaha ve—spodnrí~čásb±· musí“byt s výhodou tak silnáý že vodní trubky uvnitř žáruvzdorné podlahy spodní části mohou být ohnuty jako kontinuálně stoupající od úrovně spodní části stěny 12 do úrovně bočních stěn.
Všechny trubky, ohnuté od stěny 12 topeniště 20 jsou uspořádány tak, že probíhají podél bočních stěn těsnicího kanálu, takže zadní stěna 62 těsnicího kanálu, znázorněná na vyobrazení, a přední stěna těsnicího kanálu, která není na vyobrazení znázorněna jsou tvořeny nechlazenými kovovými konstrukcemi, opatřenými žáruvzdorným obložením nebo jednoduchými žáruvzdornými konstrukcemi.
Nechlazená konstrukce je trvanlivá, pokud je její šířka dostatečně malá a pokud je vymezena vzhledem k chlazeným konstrukcím. Na vyobrazení podle obr. 4 nejsou znázorněny další stěny, vymezující spodní Část vratného kanálu, ani trysky, jejichž prostřednictvím je vzduch přiváděn do spodní části těsnicího kanálu 60.
Na vyobrazení podle obr. 5 je znázorněn schematický pohled ve vodorovném řezu na plynové těsnění 50 podle prvního výhodného provedení, vedeném mezi otvory 52 a 54 těsnicího kanálu.
·'·
Na vyobrazení podle obr. 5 jsou znázorněny dva podobné těsnicí kanály 60, mající přední stěny 64 a zadní stěny 62 ze žáruvzdorného materiálu. Boční stěny 68 těsnicích kanálů jsou vyztuženy vodními ^trubkami, ohnutými - od stěny> 12 topeniště 20. Dále jsou boční stěny 48 a zadní stěna 4 6, vymezující spodní část vratného kanálu a spodní rameno 42, znázorněny kolem těsnicího kanálu. Vodní trubky ve stěnách 46 -a—4-8—s—výhodou—rrej^sou ohnuty oď~vbdříích trubek ve stěně 12, avšak představují samostatný úsek zařízení na výrobu páry v kotli.
Počet těsnicích kanálů u provedení podle obr. 5 může rovněž být jeden nebo dokonce více než dva. Jelikož trubky, ohnuté k bočním stěnám 68, nesou stěnu 12, není nutno opouštět zvláštní stěnové úseky, sestávající z neohnutých vodních trubek, mezi těsnicími kanály, neboť těsnicí kanály mohou být uspořádány téměř přes celou šířku stěny 12, pokud je to nutné. Takže cirkulující materiál může být rozkládán co nejrovnoměrněji přes celou šířku stěny topeniště.
Na vyobrazení podle obr. 6a je znázorněno alternativní uspořádání k provedení podle obr. 5, kde spodní rameno 42 je umístěno mezi dvěma těsnicími kanály 60 vedle sebe rovnoběžně se stěnou 12 . Jelikož trubky stěny 12 nejsou ohnuty v kanálu 42 a směřují vzhůru, je nosnost stěny 12 u provedení podle obr. 6a dokonce lépe udržována, než u provedení podle obr. 5.
Na vyobrazení podle obr. 6b je znázorněno alternativní uspořádání k provedení podle obr. 5, kde spodní část vratného kanálu je rozdělena na dvě spodní ramena 42, uspořádaná mezi třemi těsnicími kanály 60 vedle sebe ve směru stěny 12.
Navracení materiálu lože do topeniště 20, ke kterému dochází na předních stěnách těsnicích kanálů, je mnohem více homogenní u uspořádání podle obr. 6b, než u uspořádání podle
Na vyobrazeních podle obr. 6a a podle obr. 6b nejsou znázorněny vodní trubky, ohnuté od stěny 12, jelikož je možno je—vést přea sVěny plynového potrubí celou řadou různých způsobů. Jedním výhodným způsobem je chladit všechny vnitřní stěny plynového těsnění s pomocí trubek stěny 12, tj . boční stěny 68' na straně spodního ramena těsnicích kanálů. Chladicí trubky vnějších stěn plynového těsnění potom mohou pokračovat jako chladicí trubky vratného kanálu.
Je přirozené, že předmět tohoto vynálezu rovněž pokrývá srovnatelná provedení, kde je počet těsnicích kanálů a spodních ramen odlišný od shora uvedených příkladů.
Na vyobrazení podle obr. 7 je znázorněn schematický perspektivní čelní pohled na uspořádání podle druhého výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu, kde jsou vodní trubky ohnuty od stěny 12 topeniště 20 pro vytvoření kanálu 60 plynového těsnění.
Proud 84 materiálu cirkulujícího lože z vratného kanálu 40 vstupuje do spodní části těsnicího kanálu zespoda zadní stěny 62 a bočních stěn 68. Proud 86 materiálu lože z horní části těsnicího kanálu prochází stěnou 64 do topeniště 20.
U provedení podle obr. 7 pak spodní části bočních stěn 68, obsahující vodní trubky, ohnuté od stěny 12 '·
topeniště 20, probíhají pouze do úrovně spodního okraje zadní stěny 62 . U provedení podle obr. 7 vodní trubky, ohnuté od stěn 12 topeniště 20, probíhají při pohledu zezdola nahoru od úseku stěny 12, tvořícího přední,, stěnu 64
V· stěnám 68, a odtud přes klenbovou část 66 zpět ke stěně 12 topeniště 20 .
-------U-spo-řád-án-í—podře—ohm 7 se Tiši dd uspořádání podle obr. 4 v tom, že přední stěna 64 je velice účinně chlazena.
Na vyobrazení podle obr. 8 je schematicky znázorněn perspektivní čelní pohled na uspořádání podle třetího výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu, kde vodní trubky, ohnuté od stěny 12 topeniště 20, vytvářejí kanál 60 plynového těsnění.
Uspořádání podle obr. 8 se liší od uspořádání podle obr. 7 v tom, že některé z trubek, ohnutých od přední stěny 64 k bočním stěnám 68, pokračují k zadní stěně 62, zatímco jiné stoupají vzhůru podél boční stěny 68 až ke klenbové části 66. U provedení podle obr. 8 je každá stěna těsnicího kanálu chlazena a vyztužena vodními trubkami, ohnutými od stěny 12 topeniště 20.
Ve shora uvedeném popise byl předmět tohoto vynálezu popsán ve spojitosti s jeho příkladnými provedeními, která jsou v současné době považována za nejvýhodnější, je však zcela pochopitelné, že předmět tohoto vynálezu není omezen pouze na tato provedení, neboť rovněž pokrývá celou řadu dalších provedení spadajících do rozsahu následujících patentových nároků.

Claims (15)

  1. PATENTOVÉ NÁ ROKY
    1. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, obsahující:
    - topeniště (20), jehož spodní část je opatřena tryskami pro fluidizační plyn pro fluidizaci materiálu lože, který má být přiváděn do topeniště (20), přičemž uvedené topeniště ('
  2. 2Oj je vymezeno v podstatě švřsTou á rovinnou první stěnou (12),
    - odlučovač (30) částic pro odlučování materiálu lože od plynu, odváděného z reaktoru,
    - vratný kanál (40) pro materiál lože, odloučený v odlučovači (30) částic, uspořádaný v propojení s uvedenou první stěnou (12) a mající spodní část,
    - plynové těsnění (50), uspořádané ve spodní části vratného kanálu (40) pro zabránění proudění plynu z topeniště (20) do vratného kanálu (40), a
    - přijímací prostor, vymezený rovinnou stěnou vodních trubek, kterýmžto přijímacím prostorem může být uvedené topeniště (20), přičemž stěnou vodních trubek je první stěna (12), nebo prostor (80), průtokově propojený s topeništěm (20), vyznačující se tím, že
    - plynové těsnění (50) je uspořádáno v propojení s uvedenou stěnou (12, 16) vodních trubek, vymezující uvedený přijímací prostor tak, že vodorovná průřezová šířka spodní části vratného kanálu, měřená ve směru první stěny, je větší, než hloubka, kolmá na uvedenou šířku,
    - plynové ..těsnění (50) má- těsnicí -konstrukci (62,-66, 68), obsahující vzájemně spolu propojené vodní trubky a vytvořenou ohnutím vodních trubek od stěny vodních trubek, vymezující uvedený přijímací prostor,
    - těsnicí konstrukce odděluje samostatnou část od lože cirkulujícího materiálu, vytvořenou ve spodní části vratného kanálu, a vytváří těsnicí kanál (60), vymezený těsnicí konstrukcí, jehož spodní část je opatřena průtokovými prostředky (52), připojenými k vratnému kanálu, a v podstatě svislou přední stěnu (64), jejíž horní část je průtokově propojena s vratnými prostředky (54), vytvořenými ve stěně (12, 16) vodních trubek, vymezující přijímací prostor, a
    - těsnicí konstrukce obsahuje boční stěnu (68), připojenou k uvedené přední stěně, přičemž vodní trubky ve stěně (12, 16) vodních trubek, vymezující uvedený přijímací prostor, jsou ohnuty pro chlazení boční stěny a pro vytvoření nosné konstrukce pro boční stěnu.
    ' 2. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 1, vyznačující se tím, že těsnicí konstrukce (62, 66, 68) obsahuje vzájemně spolu propojené vodní trubky, ohnuté od vodních trubek ve stěně (12, 16) vodních trubek, vymezující uvedený přijímací prostor, podepírající stěnu (12, 16) vodních trubek a zabraňující zeslabení stěny (12, 16) vodních trubek vratnými prostředky (54).
    4 4 4 •
    • • 4 4
    4 44 • 4 4 4
    4 · 4
    4 4 4
    4 4 4
    44 · ·’·
    44 4*
    4 .4* 4
    4 4 '·
    4*4 4 4 4 ·'· ····
  3. 3. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 1, vyznačující se tím, že těsnicí konstrukce obsahuje dvě boční stěny (68), zadní stěnu (62) a klenbovou část (66) . „ _ - . - ...... ..... .
  4. 4. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 3, vyznačující se tím, že spodní část zadní s-tě-n-y—(-6-2-)—j-e—průtokově propO-j-erra—s— vratným karráTemt
  5. 5. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 3, vyznačující se tím, že část vodních trubek ve stěně (12, 16) vodních trubek, vymezující přijímací prostor, je ohnuta a probíhá od přední stěny (64) k boční stěně (68) a odtud přes klenbovou část (66) zpět ke stěně vodních trubek, vymezující přijímací prostor.
  6. 6. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 3, vyznačující se tím, že část vodních trubek ve stěně vodních trubek je ohnuta a probíhá od přední stěny (64) k boční stěně (68) a odtud přes zadní stěnu (62) a klenbovou část (66) zpět ke stěně vodních trubek, vymezující přijímací prostor.
  7. 7. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 1, vyznačující se tím, že vodorovný průřez těsnicího kanálu je v podstatě obdélníkovitý, přičemž šířka, měřená ve směru první stěny (12), je alespoň 1,5 krát větší, než hloubka, kolmá na uvedenou šířku.
  8. 8. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 1, vyznačující se tím, že plynové těsnění obsahuje alespoň dva přilehle umístěné těsnicí kanály (60),
    14 4
    4 i
    4 4
    4 4 »44 ·
    41 4
    4 4
    4 4
    4 4 4 ·, ·
    4 4 4 4 » · <4 4 4 · 4 rovnoběžné s první stěnou (12) a propojené se společným vratným kanálem (40).
  9. 9. Reaktor _ s__cirkuluí ícím „fluidním ložem podle naruku o, vyznačující se tím přilehlých těsnicích kanálů (60) trojnásobek jejich hloubky.
    že celková šířka činí alespoň přibližně
  10. 10..Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle spodní první se tím, že opatřena ve směru nároku 1,. vyznačující část vratného kanálu (40) je stěny (12), vymezující topeniště (20), těsnicím kanálem (60) plynového těsnění vedle spodního ramena (42) pro vedení materiálu lože z odlučovače částic do těsnicího kanálu.
  11. 11. Reaktor s cirkulujícím nároku 1, vyznačující fluidním ložem podle se tím, že vratný kanál (40) je vytvořen z rovinných panelů z vodních trubek.
  12. 12. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 1,vyznačující se tím, že vodorovný průřez spodní části vratného kanálu (40) je obdélníkovitý, přičemž jeho šířka, měřená ve směru první stěny (12), činí alespoň přibližně dvojnásobek hloubky v kolmém směru.
  13. 13. Reaktor nároku 11, s cirkulujícím vyznačuj ící rozšíření stěny (16'') vratného kanálu (40) na straně topeniště (20) tvoří zadní stěnu (62) těsnicího kanálu.
    fluidním ložem podle se tím, že
  14. 14. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 11, vyznačující se tím, že těsnicí » »· »1 ♦ 1 » »» •· ♦*. *» >>' g e '· »19
    9 » » · * ’·.
    • » » » · », * • 4 · » · »
    9»· ·» ·· ··»· kanál (60) je alespoň částečně uspořádán mezi rozšířením stěny (16'') vratného kanálu (40) na straně topeniště (20) a první stěnou (12), vymezující topeniště (20).
  15. 15. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 11, vyznačující se tím, že jedna ze stěn vodních trubek, tvořících vratný kanál, je úsekem první stěny (Τ2/Γ, vymezujTci topeniště CZ0T~.
CZ2002-1598A 1999-11-10 2000-11-09 Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem CZ304468B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI992419A FI107758B (fi) 1999-11-10 1999-11-10 Kiertoleijureaktori

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20021598A3 true CZ20021598A3 (cs) 2003-02-12
CZ304468B6 CZ304468B6 (cs) 2014-05-21

Family

ID=8555581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2002-1598A CZ304468B6 (cs) 1999-11-10 2000-11-09 Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem

Country Status (17)

Country Link
US (1) US6631698B1 (cs)
EP (1) EP1228332B1 (cs)
JP (1) JP3984051B2 (cs)
CN (1) CN1276213C (cs)
AT (1) ATE288050T1 (cs)
AU (1) AU1399301A (cs)
CA (1) CA2389818C (cs)
CZ (1) CZ304468B6 (cs)
DE (1) DE60017778T2 (cs)
DK (1) DK1228332T3 (cs)
ES (1) ES2235987T3 (cs)
FI (1) FI107758B (cs)
HU (1) HU225609B1 (cs)
PL (1) PL196596B1 (cs)
PT (1) PT1228332E (cs)
RU (1) RU2232939C2 (cs)
WO (1) WO2001035020A1 (cs)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI107758B (fi) 1999-11-10 2001-09-28 Foster Wheeler Energia Oy Kiertoleijureaktori
FI114115B (fi) * 2003-04-15 2004-08-13 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä ja laite lämmön talteenottamiseksi leijupetireaktorissa
FI116417B (fi) * 2004-07-01 2005-11-15 Kvaerner Power Oy Kiertoleijukattila
CN100552293C (zh) * 2006-10-25 2009-10-21 中国科学院工程热物理研究所 循环流化床锅炉多点返料器
US20090031967A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Alstom Technology Ltd Integral waterwall external heat exchangers
US9163829B2 (en) 2007-12-12 2015-10-20 Alstom Technology Ltd Moving bed heat exchanger for circulating fluidized bed boiler
TWI447329B (zh) 2008-09-26 2014-08-01 Univ Ohio State 將碳質燃料轉化成無碳能量載體
FI121284B (fi) * 2008-11-06 2010-09-15 Foster Wheeler Energia Oy Kiertoleijupetikattila
CN101929672B (zh) * 2009-06-24 2012-10-24 中国科学院工程热物理研究所 一种u形水冷返料器
CA2773458C (en) 2009-09-08 2018-05-08 The Ohio State University Research Foundation Integration of reforming/water splitting and electrochemical systems for power generation with integrated carbon capture
CA3011693C (en) 2009-09-08 2021-03-09 The Ohio State University Research Foundation Synthetic fuels and chemicals production with in-situ co2 capture
US8622029B2 (en) * 2009-09-30 2014-01-07 Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. Circulating fluidized bed (CFB) with in-furnace secondary air nozzles
US8434430B2 (en) * 2009-09-30 2013-05-07 Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. In-bed solids control valve
US8961629B2 (en) 2009-12-21 2015-02-24 Southern Company Services, Inc. Apparatus, components and operating methods for circulating fluidized bed transport gasifiers and reactors
US20110226195A1 (en) * 2010-03-18 2011-09-22 Foster Wheeler North America Corp. Wall Construction for a Boiler Arrangement
WO2012064712A1 (en) * 2010-11-08 2012-05-18 The Ohio State University Circulating fluidized bed with moving bed downcomers and gas sealing between reactors
CN102563633B (zh) * 2010-12-31 2015-07-01 贵州中烟工业有限责任公司 循环流化床锅炉返料器
FI123843B (fi) * 2011-02-24 2013-11-15 Foster Wheeler Energia Oy Kiertoleijupetireaktori
ES2746905T3 (es) 2011-05-11 2020-03-09 Ohio State Innovation Foundation Materiales portadores de oxígeno
US9903584B2 (en) 2011-05-11 2018-02-27 Ohio State Innovation Foundation Systems for converting fuel
FI125773B (en) * 2012-10-11 2016-02-15 Amec Foster Wheeler En Oy LEIJUPETILÄMMÖNVAIHDIN
CA3148322A1 (en) 2013-02-05 2014-08-14 Ohio State Innovation Foundation Methods for converting fuel into syngas
US9616403B2 (en) 2013-03-14 2017-04-11 Ohio State Innovation Foundation Systems and methods for converting carbonaceous fuels
WO2015043946A1 (de) * 2013-09-26 2015-04-02 Frodeno, Christa Wirbelschichtfeuerung
RS56057B1 (sr) * 2013-12-16 2017-09-29 Doosan Lentjes Gmbh Uređaj sa fluidizovanim slojem sa izmenjivačem toplote sa fluidizovanim slojem
US20150238915A1 (en) 2014-02-27 2015-08-27 Ohio State Innovation Foundation Systems and methods for partial or complete oxidation of fuels
CN104696951B (zh) * 2015-01-28 2017-01-11 中国神华能源股份有限公司 一种循环流化床锅炉炉内一体化耦合脱硫脱硝的方法
CA3020406A1 (en) 2016-04-12 2017-10-19 Ohio State Innovation Foundation Chemical looping syngas production from carbonaceous fuels
CN111065459B (zh) 2017-07-31 2023-09-22 俄亥俄州立创新基金会 具有不相等反应器组件运行压力的反应器系统
RU2675644C1 (ru) * 2017-10-18 2018-12-21 Евгений Михайлович Пузырёв Котел с циркулирующим слоем
US10549236B2 (en) 2018-01-29 2020-02-04 Ohio State Innovation Foundation Systems, methods and materials for NOx decomposition with metal oxide materials
WO2020033500A1 (en) 2018-08-09 2020-02-13 Ohio State Innovation Foundation Systems, methods and materials for hydrogen sulfide conversion
EP3894061B1 (en) 2019-01-17 2023-12-20 Ohio State Innovation Foundation Systems, methods and materials for stable phase syngas generation
CA3129146A1 (en) 2019-04-09 2020-10-15 Liang-Shih Fan Alkene generation using metal sulfide particles
EP4010115A4 (en) 2019-08-19 2023-07-19 Ohio State Innovation Foundation MESOPOROUS SUPPORT-IMMOBILIZED NANOPARTICLES BASED ON METAL OXIDE
AU2020340961A1 (en) 2019-09-03 2022-03-24 Ohio State Innovation Foundation Redox reaction facilitated carbon dioxide capture from flue gas and conversion to carbon monoxide

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4469050A (en) 1981-12-17 1984-09-04 York-Shipley, Inc. Fast fluidized bed reactor and method of operating the reactor
ATE87077T1 (de) * 1985-06-12 1993-04-15 Metallgesellschaft Ag Verbrennungsvorrichtung mit zirkulierender wirbelschicht.
FI85909C (fi) * 1989-02-22 1992-06-10 Ahlstroem Oy Anordning foer foergasning eller foerbraenning av fast kolhaltigt material.
US5242662A (en) * 1989-05-18 1993-09-07 Foster Wheeler Energy Corporation Solids recycle seal system for a fluidized bed reactor
US4951612A (en) 1989-05-25 1990-08-28 Foster Wheeler Energy Corporation Circulating fluidized bed reactor utilizing integral curved arm separators
US5281398A (en) 1990-10-15 1994-01-25 A. Ahlstrom Corporation Centrifugal separator
FI89535C (fi) 1991-04-11 1997-07-22 Tampella Power Oy Foerbraenningsanlaeggning
FI91220C (fi) 1992-05-21 1994-06-10 Ahlstroem Oy Menetelmä ja laite kaasulukon toteuttamiseksi palautusputkessa ja/tai kiertomateriaalin virtauksen säätämiseksi kiertoleijureaktorissa
US5341766A (en) 1992-11-10 1994-08-30 A. Ahlstrom Corporation Method and apparatus for operating a circulating fluidized bed system
US5540894A (en) * 1993-05-26 1996-07-30 A. Ahlstrom Corporation Method and apparatus for processing bed material in fluidized bed reactors
US5332553A (en) * 1993-04-05 1994-07-26 A. Ahlstrom Corporation Method for circulating solid material in a fluidized bed reactor
ATE146377T1 (de) * 1993-04-05 1997-01-15 Foster Wheeler Energia Oy Wirbelbettreaktorsystem und methode zu dessen herstellung
US5526775A (en) 1994-10-12 1996-06-18 Foster Wheeler Energia Oy Circulating fluidized bed reactor and method of operating the same
US5809912A (en) * 1996-06-11 1998-09-22 Foster Wheeler Energy, Inc. Heat exchanger and a combustion system and method utilizing same
FI107758B (fi) 1999-11-10 2001-09-28 Foster Wheeler Energia Oy Kiertoleijureaktori
US6269778B1 (en) * 1999-12-17 2001-08-07 The Babcock & Wilcox Company Fine solids recycle in a circulating fluidized bed

Also Published As

Publication number Publication date
CA2389818A1 (en) 2001-05-17
DE60017778D1 (de) 2005-03-03
DK1228332T3 (da) 2005-05-17
EP1228332B1 (en) 2005-01-26
PL196596B1 (pl) 2008-01-31
EP1228332A1 (en) 2002-08-07
HUP0204063A2 (en) 2003-03-28
ATE288050T1 (de) 2005-02-15
RU2232939C2 (ru) 2004-07-20
CN1276213C (zh) 2006-09-20
WO2001035020A1 (en) 2001-05-17
AU1399301A (en) 2001-06-06
HU225609B1 (hu) 2007-05-02
ES2235987T3 (es) 2005-07-16
PL355656A1 (en) 2004-05-04
CA2389818C (en) 2007-01-02
FI107758B (fi) 2001-09-28
JP2003514211A (ja) 2003-04-15
US6631698B1 (en) 2003-10-14
CN1423739A (zh) 2003-06-11
JP3984051B2 (ja) 2007-09-26
CZ304468B6 (cs) 2014-05-21
FI19992419A7 (fi) 2001-05-11
PT1228332E (pt) 2005-05-31
DE60017778T2 (de) 2006-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20021598A3 (cs) Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem
CA2200450C (en) Circulating fluidized bed reactor and method of operating the same
RU2002118783A (ru) Циркулирующий пвсевдоожиженный слой с управляемым внутрислойным теплообменником
US7464669B2 (en) Integrated fluidized bed ash cooler
CA2149047C (en) Method and apparatus for recovering heat in a fluidized bed reactor
FI105499B (fi) Menetelmä ja laite leijupetireaktorissa
GB2075360A (en) Water-cooled fluidised bed distributor plate
KR20000047628A (ko) 바닥부가 형성된 내부 1차 입자분리기를 갖춘 순환유동상반응로
EP2884169B1 (en) Fluidized bed apparatus
US20160356488A1 (en) Fluidized Bed Apparatus and its Components
KR102052140B1 (ko) 순환 유동층 보일러
US10900660B2 (en) Fluidized bed heat exchanger
EP2884164A1 (en) Fluidized bed heat exchanger
EP2884172A1 (en) Fluidized bed syphon
EP2884170A1 (en) Fluidized bed apparatus
FI119974B (fi) Leijukerrosreaktorijärjestelmä ja menetelmä sen valmistamiseksi
EP2884165A1 (en) Fluidized bed heat exchanger
EP2884166A1 (en) Fluidized bed heat exchanger
RU2599888C1 (ru) Теплообменник с псевдоожиженным слоем
JPH0419292Y2 (cs)
JPS606445B2 (ja) 蒸気流路装置
CS231427B1 (cs) Rošt fluidní vrstvy

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20191109