CZ294253B6 - Reaktor s cirkulačním fluidním ložem a způsob regulování teploty cirkulačního fluidního lože pevných částic u tohoto reaktoru - Google Patents

Abstract

Reaktor s cirkulačním fluidním ložem obsahuje nádrž (40) pro uložení pevných částic s úložnou kapacitou, stanovenou rozsahem změn zásoby cirkulačních pevných částic v plášti (6) reaktoru (1), požadované pro regulaci teploty lože, v závislosti na očekávané proměnlivosti vlastností paliva a sorbentu a zátěžových změn reaktoru (1), pro uložení pevných částic, shromážděných sekundárním odlučovačem (22) pevných částic, recirkulační systém (52) pro regulovanou recirkulaci pevných částic, shromážděných sekundárním odlučovačem (22) pevných částic a uložených v nádrži (40) pro uložení pevných částic, zpět do spodní části pláště (6) reaktoru (1), dále regulační systém (80) pro regulaci teploty lože pro řízení rychlosti recirkulace pevných částic z nádrže (40) pro uložení pevných částic do pláště (6) reaktoru (1) pro změnu zásoby cirkulačních pevných částic v reaktoru (1) s cirkulačním fluidním ložem pro regulaci teploty cirkulačního fluidního lože v plášti (6) reaktoru (1), a dále ještě regulační systém (81) pro regulaci výšky hladiny uložených pevných částic, propojený s regulačním systémem (80) pro regulaci teploty lože, pro řízení zásoby pevných částic v nádrži (40) pro uložení pevných částic pro regulaci teploty lože. Způsob regulování teploty cirkulačního fluidního lože pevných částic u reaktoru (1) s cirkulačním fluidním ložem obsahuje krok shromažďování pevných částic, unášených plynem, proudícím pláštěm (6) reaktoru (1) a ven z tohoto pláště (6) reaktoru (1), v primárním odlučovači (20) pevných částic a navracení pevných částic do spodní části pláště (6) reaktoru (1), krok využívání sekundárního odlučovače (22) pevných části

Description

Oblast techniky

Vynález se týká reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, který obsahuje plášť reaktoru pro uložení a dopravu materiálu cirkulačního fluidního lože, přičemž tento plášť reaktoru má spodní část a horní část, primární odlučovač pevných částic pro shromažďování pevných částic, unášených 10 plynem, proudícím pláštěm reaktoru a ven z pláště reaktoru, zařízení pro navracení pevných částic, shromážděných primárním odlučovačem pevných částic, zpět do spodní části pláště reaktoru, sekundární odlučovač pevných částic pro další shromažďování pevných částic, unášených plynem a dosud zůstávajících v tomto plynu, proudícím z pláště reaktoru po průchodu plynu primárním odlučovačem pevných částic.

Vynález se rovněž týká způsobu regulování teploty cirkulačního fluidního lože pevných částic u shora uvedeného reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, obsaženého v plášti reaktoru a dopravovaného tímto pláštěm, přičemž reaktor obsahuje primární odlučovač pevných částic a sekundární odlučovač pevných částic.

Dosavadní stav techniky

Reaktory nebo spalovací komory s cirkulačním fluidním ložem, používané pro výrobu páry pro 25 průmyslové účely anebo pro výrobu elektrické energie, jsou všeobecně známy.

Obr. 1, obr. 2 a obr. 3 znázorňují různé známé typy konstrukcí reaktorů 1 s cirkulačním fluidním ložem. Palivo a sorbent jsou přiváděny s pomocí přívodu 2 paliva a přívodu 4 sorbentu do spodní části pláště 6 reaktoru 1, tvořeného stěnami 8, které jsou obvykle tvořeny tekutinou chlazenými 30 trubkami. Vzduch pro spalování a fluidizaci je přívodem 10 vzduchu dopravován do větrné skříně 12 a poté vstupuje do pláště 6 reaktoru 1 přes otvory v rozváděči desce 14.

Spaliny, obsahující unášené pevné částice, tj. reagující a nereagující částice, proudí směrem vzhůru pláštěm 6 reaktoru 1 a uvolňují teplo do okolních stěn 8. U většiny konstrukcí je dodáván 35 do pláště 6 přídavný vzduch, a to horními vzduchovými přívodními kanály 18. Zde je také umístěn vyprazdňovací otvor 19 lože reaktoru 1.

Jak reagující, tak i nereagující, pevné částice vstupují do spalin v oblasti pláště 6, načež proud plynu směrem vzhůru tyto částice unáší k výstupu v horní části pláště 6. Zde je část pevných 40 částic shromažďována primárním odlučovačem 20 pevných částic, načež jsou navraceny zpět do spodní části pláště 6, a to řízeným nebo neřízeným průtokem. Účinnost shromažďování primárního odlučovače 20 pevných částic je obvykle nedostatečná pro zadržení částic v plášti 6, jak je požadováno pro účinný výkon anebo pro požadované snížení obsahu tuhých látek v plynech, unikajících do atmosféry. Z tohoto důvodu jsou instalovány dodatečné odlučovače pevných 45 částic, a to směrem po proudu vzhledem k primárnímu odlučovači 20.

Podle obr. 1 jsou u jednoho ze známých reaktorů s cirkulačním fluidním ložem instalovány sekundární odlučovač 22 pevných částic a jeho doprovodné cirkulační zařízení 24 pevných částic, a to za účelem shromažďování a recyklování částic, procházejících primárním odlučova50 čem 20, což je nezbytné pro účinnou funkci reaktoru s cirkulačním fluidním ložem. Plyny a tuhé částice uvolňují teplo do konvenčních vyhřívacích ploch 26, umístěných mezi primárním odlučovačem 20 a sekundárním odlučovačem 22. Poslední nebo třetí odlučovač 28 pevných částic je umístěn směrem po proudu vzhledem k proudu 16 spalin a pevných částic a vzhledem k sekundárnímu odlučovači 22 za účelem koncového vyprázdnění, které má zajistit vyhovění patřičným požadavkům na emise. Vyprazdňovací zařízení 30 může být zařazeno pro vyprazdňování pevných částic, shromážděných ze spalin sekundárním odlučovačem 22.

U jiného provedení reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, znázorněného schematicky na obr. 2, je sekundární odlučovač 22 sám koncovým odlučovačem částic. V tomto případě jsou pevné částice shromažďovány pomocí sekundárního odlučovače 22 za účelem vylepšení zadržování částic, potřebného pro účinnost reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, a mohou být částečně recirkulovány přes doprovodné cirkulační zařízení 24 do spodní části pláště 6 reaktoru s cirkulačním fluidním ložem. Vyprazdňovací zařízení 30 vyprazdňuje pevné částice, shromážděné ze spalin pomoci sekundárního odlučovače 22.

Když je nutno zjistit recirkulaci ze sekundárního odlučovače 22 pro účinnou funkci jednotky, je rychlost recirkulace odpovídající rovnováze materiálu systému reaktoru s cirkulačním fluidním ložem s daným tokem pevných částic a je funkcí fyzikálních charakteristik pevných částic a účinností primárního odlučovače 20 a sekundárního odlučovače 22, a také limitů či cílů, kladených na recirkulační rychlost jedním z následujících parametrů: kapacitou doprovodného cirkulačního zařízení 24 pevných částic maximálním přijatelným zatížením pevnými částicemi, putujícími skrze konvekční vyhřívací plochy 26 směrem po proudu vzhledem k primárnímu odlučovači 20, rychlostí průtoku, která poskytuje optimální výkon reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, spalování, využití sorbentu, eroze konvekčního povrchu, náklady na provoz a údržbu recirkulačního systému pevných částic, a nakonec dolního limitu teploty lože v plášti 6 reaktoru s cirkulačním fluidním ložem.

Když je lychlost recirkulace pevných částic ze sekundárního odlučovače 22 pevných částic omezena v porovnání s rychlostí, která by v každém případě byla dosažena, jak je to určeno rovnováhou materiálů z důvodů jednoho zvýše popsaných limitů, tak jsou nadměrně cirkulující tuhé látky odebírány ze sekundárního odlučovače 22 pevných částic a jsou určeny ke zlikvidování ve vyprazdňovacím zařízení 30, jak je vidět na obr. 1 a na obr. 2, a to za účelem vyhovění limitu rychlosti recirkulace.

U známých zařízení, je minimální počet pevných částic udržován v násypce 32 sekundárního odlučovače 22 pevných částic pomocí ovládání rychlosti vyprazdňování ve vyprazdňovacím zařízení 30. V těchto zařízeních může být nárůst toku tuhých částic, recirkulovaných ze sekundárního odlučovače 22 částic za účelem zvýšení množství tuhých částic v reaktoru 1 s cirkulačním fluidním ložem, prováděn pouze pomalu. Nárůst rychlosti recirkulovaného toku a množství je určován změnou rychlosti vyprazdňování sekundárního odlučovače 22 částic, která je snížena až na nulu, když začne rychlost recirkulace narůstat. Na obr. 1 je znázorněno zařízení, kde tato rychlost vyprazdňování toku není obvykle větší než 10 % toku recirkulace, přičemž nárůst rychlosti recirkulace toku je nedostatečný k odpovídajícímu ovládání vnitřního obsahu reaktoru.

Obr. 3 znázorňuje schematicky známý reaktor s cirkulačním fluidním ložem nebo vyhřívací systém takového typu, kterýje popsán v patentovém spise US 4 538 549.

U tohoto zařízení je teplota lože v plášti 6 reaktoru s cirkulačním fluidním ložem ovládána změnou zásoby cirkulujících tuhých částic v plášti 6, a to ovládáním cirkulační rychlosti tuhých částic, shromážděných primárním odlučovačem 20 pevných částic, a uložených v primární skladovací násypce 34 pevných částic, která je umístěna pod primárním odlučovačem 20 pevných částic. Hmotnost pevných částic v primární skladovací násypce 34 pevných částic se mění v závislosti na požadavcích na ovládání reaktoru s cirkulačním fluidním ložem. Když je potřebná větší zásoba v plášti 6 za účelem snížení teploty lože, pak narůstá cirkulace pevných částic skrze stoupací potrubí a nemechanický L-ventil 36, spojující primární skladovací násypku 34 pevných částic se spodní částí pláště 6 reaktoru J. Část uloženého materiálu v loži je tak přenesena do pláště 6 a stává se jeho součástí. Když má být zásoba částic v reaktoru s cirkulačním fluidním ložem snížena, tak je proveden opačný úkon, který vede k akumulaci pevných částic v primární skladovací násypce 34 pevných částic.

-2 CZ 294253 B6

U systému reaktoru s cirkulačním fluidním ložem podle obr. 3 je rychlost toku částic, recirkulovaných ze sekundárního odlučovače 22 pevných částic, neřízena, ale tzv. samonastavovací, podle sloupce 7 řádky 16 až 19 v patentovém spise US 4 538 549, což je určeno rovnováhou materiálu. Nicméně provozní zkušenosti se systémem reaktoru s cirkulačním fluidním ložem nebo kotlem a způsob ovládání podle patentového spisu US 4 538 549 mají následující nevýhody.

Doprava pevných částic, uložených v primární skladovací násypce 34 pevných částic při režimu naplnění lože reaktoru, způsobuje problémy s průtokem z důvodu tendence částic nahromadit se v zaplněném loži při teplotě okolo 871 °C, která je typická pro aplikace se suspenzním spalovacím ložem.

Ukládání horkých částic, přenos a ovládací zařízení, požadované ke splnění této řídící metody, představují podstatné náklady a přispívají ke složitosti konstrukce reaktoru s cirkulačním fluidním ložem.

Vylepšený reaktor s cirkulačním fluidním ložem byl navržen podle patentového spisu US 5 343 830, kde jsou pevné částice shromažďovány pomocí celého vnitřního primárního odlučovače částic, který rovněž navrací částice, shromážděné uvnitř, přímo do spodku reaktoru s cirkulačním fluidním ložem. Tento vylepšený reaktor s cirkulačním fluidním ložem tak eliminuje potřebu na jakékoliv vnější recirkulační zařízení, jako například stoupací trubky a L-ventily, což velmi zjednodušuje uspořádání reaktoru s cirkulačním fluidním ložem a snižuje náklady na něj. Nevýhodou této koncepce v porovnání s patentovým spisem US 4 538 549 je to, že tato koncepce neposkytuje ovládání teploty lože pomocí řízení zásoby cirkulujícího materiálu v reaktoru s cirkulačním fluidním ložem přes regulaci rychlosti recirkulace pevných částic z primárního odlučovače.

Podstata vynálezu

Je tedy zjevné, že existuje potřeba způsobu pro řízení teploty lože v reaktoru s cirkulačním fluidním ložem a zařízení pro toto řízení teploty lože v reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, která se nespoléhá na ovládanou recirkulaci částic, shromážděných primárním odlučovačem částic.

Předmět tohoto vynálezu vyhovuje těmto úkolům stejně dobře jako jiným, a to pomocí ovládání zásoby cirkulujícího materiálu v reaktoru s cirkulačním fluidním ložem výjimečným způsobem. Namísto ovládání rychlosti recirkulace pevných částic z primárního odlučovače částic nazpět do reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, tak uvedený vynález řídí rychlost recirkulace těchto pevných částic, shromážděných v sekundárním odlučovači částic, jejich přesunem mezi skladovacím prostorem pro pevné částice, shromážděné v sekundárním odlučovači částic, a reaktorem s cirkulačním fluidním ložem.

Rychlost recirkulace tuhých částic je řízena ovládacím systémem teploty lože, jenž mění zásoby v plášti reaktoru tak, že udržuje teplotu na cílové úrovni. Cílová hodnota teploty pláště je určena jako funkce zatížení reaktoru s cirkulačním fluidním ložem. Zásoba v plášti reaktoru je nastavena v závislosti na rozdílu mezi skutečnou a cílovou teplotou lože. Změny v zásobách jsou uskutečněny pomocí přesunu pevných částic reaktoru mezi pláštěm reaktoru a zásobníkem sekundárního odlučovače částic.

Takže jeden aspekt předmětu tohoto vynálezu je zaměřen na vyvinutí reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, majícího uzavřené prostory pro umístění a dopravování materiálu cirkulačního fluidního lože, kde uvedené uzavřené prostory mají spodní část a horní část. Primární odlučovač částic je zde umístěn z důvodu shromažďování částic, které vniknou do plynu, proudícího skrze a ven z uzavřených prostor reaktoru. Je zde zařízení pro navracení částic, shromážděných

-3 CZ 294253 B6 v primárním odlučovači částic, nazpět do spodní části reaktorových prostor. Sekundární odlučovač separátor částic je zde umístěn za účelem dalšího sběru částic, vstupujících a stále zůstávajících v plynech, protékajících z reaktoru poté, co plyn prošel skrze primární odlučovač částic. Zásobník částic je zde umístěn za účelem skladování tuhých částic, odloučených sekundárním odlučovačem Částic. Zásobník částic má úložnou kapacitu určenu rozsahem změn zásoby cirkulujících tuhých částic v reaktoru, nezbytných pro ovládání teploty lože, pokud je vzata v úvahu očekávaná variabilita vlastností paliva a sorbentu a změn zatížení v reaktoru. Recirkulační systém je zde umístěn za účelem řiditelné recírkulace částic, shromážděných v sekundárním odlučovači částic a uložených v zásobníku částic, nazpět do spodní části reaktoru. Ovládací systém teploty lože reaktoru je určen k řízení rychlosti recírkulace tuhých částic ze zásobníku částic do reaktoru, a to za účelem změny zásoby cirkulujících částic v suspenzním reaktoru tak, jak je požadováno k ovládání teploty cirkulujícího fluidního lože v prostorách reaktoru.

Řídicí systém úrovně pevných částic, interaktivně pracující ovládáním teploty cirkulačního fluidního lože, je zde umístěn za účelem řízení zásoby tuhých částic v zásobníku tuhých částic tak, jak je to požadováno pro řízení teploty.

Další úkol předmětu tohoto vynálezu je rovněž vztažen na suspenzní reaktor, nicméně u tohoto provedení je zásobník částic ve vzdáleném místě od sekundárního odlučovače částic.

Další úkol předmětu tohoto vynálezu je zaměřen na způsob ovládání teploty lože v reaktoru s cirkulačním fluidním ložem s pevnými částicemi, obsaženými uvnitř reaktoru a dopravovanými přes plášť reaktoru u reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, kde reaktor zahrnuje primární odlučovač částic a sekundární odlučovač částic. Fáze tohoto způsobu zahrnují shromažďování částic, vnikajících do plynu, proudícího přes plášť reaktoru v primárním odlučovači částic, a neřízené navracení těchto částic do spodní oblasti pláště reaktoru. Sekundární zásobník částic je zde použit k dalšímu shromažďování částic, vstupujících a stále zůstávajících vplynu, vytékajícím z pláště reaktoru poté, co plyn prošel přes primární odlučovač částic. Tyto částice, shromážděné sekundárním sběračem částic, jsou uloženy v zásobníku částic a jsou řízené recirkulovány z násypky, spojené se sběračem částic, nazpět do spodní části pláště reaktoru za účelem změnit zásobu cirkulujících tuhých částic v suspenzním reaktoru tak, jak je to požadováno křížení teploty suspenzního lože v plášti reaktoru.

Ze shora uvedeného vyplývá, že v souladu s předmětem tohoto vynálezu byl vyvinut reaktor s cirkulačním fluidním ložem, obsahující plášť reaktoru pro uložení a dopravu materiálu cirkulačního fluidního lože, přičemž tento plášť reaktoru má spodní část a homí část, primární odlučovač pevných částic pro shromažďování pevných částic, unášených plynem, proudícím pláštěm reaktoru a ven z pláště reaktoru, zařízení pro navracení pevných částic, shromážděných primárním odlučovačem pevných částic, zpět do spodní části pláště reaktoru, sekundární odlučovač pevných částic pro další shromažďování pevných částic, unášených plynem a dosud zůstávajících v tomto plynu, proudícím z pláště reaktoru po průchodu plynu primárním odlučovačem pevných částic.

Předmětný reaktor s cirkulačním fluidním ložem dále obsahuje nádrž pro uložení pevných částic s úložnou kapacitou, stanovenou rozsahem změn zásoby cirkulačních pevných částic v plášti reaktoru, požadované pro regulaci teploty lože, v závislosti na očekávané proměnlivosti vlastností paliva a sorbentu a zátěžových změn reaktoru, pro uložení pevných částic, shromážděných sekundárním odlučovačem pevných částic, recirkulační systém pro regulovanou recirkulaci pevných částic, shromážděných sekundárním odlučovačem pevných částic a uložených v nádrži pro uložení pevných částic, zpět do spodní části pláště reaktoru, regulační systém pro regulaci teploty lože pro řízení rychlosti recírkulace pevných částic z nádrže pro uložení pevných částic do pláště reaktoru pro změnu zásoby cirkulačních pevných částic v reaktoru s cirkulačním fluidním ložem pro regulaci teploty cirkulačního fluidního lože v plášti reaktoru a regulační systém pro regulaci výšky hladiny uložených pevných částic, propojený s regulačním systémem pro

-4CZ 294253 B6 regulaci teploty lože, pro řízení zásoby pevných částic v nádrži pro uložení pevných částic pro regulaci teploty lože.

Nádrž pro uložení pevných částic je s výhodou opatřena snímacími prostředky pro snímání výšky hladiny pevných částic v nádrži pro uložení pevných částic.

Nádrž pro uložení pevných částic je s výhodou umístěna přímo pod sekundárním odlučovačem pevných částic, přičemž dále obsahuje vyprazdňovací zařízení, ovládané regulačním systémem pro regulaci výšky hladiny uložených pevných částic v nádrži pro uložení pevných částic na základě snímané výšky hladiny uložených pevných částic.

Recirkulační systém dále s výhodou obsahuje recirkulační potrubí pro dopravu pevných částic z nádrže pro uložení pevných částic do spodní části pláště reaktoru a prostředky pro řízení průtokové rychlosti pevných částic, proudících recirkulačním potrubím, ovládané regulačním systémem pro regulaci teploty lože.

Nádrž pro uložení pevných částic je s výhodou vzdálena od sekundárního odlučovače pevných částic, přičemž dále obsahuje dopravní systém pro dopravu pevných částic, ovládaný regulačním systémem pro regulaci výšky hladiny uložených pevných částic ze sekundárního odlučovače pevných částic do nádrže pro uložení pevných částic, a vstřikovací zařízení, ovládané regulačním systémem pro regulaci teploty lože, pro řízené vstřikování pevných částic, uložených ve vzdálené nádrži pro uložení pevných částic, zpět do spodní části pláště reaktoru pro změnu zásoby cirkulačních pevných částic v reaktoru pro regulaci teploty cirkulačního fluidního lože v plášti reaktoru.

Vzdálená nádrž pro uložení pevných částic je s výhodou opatřena zařízením pro snímání výšky hladiny uložených pevných částic.

Dopravní systém pro dopravu pevných částic s výhodou obsahuje potrubí pro dopravu pevných částic ze sekundárního odlučovače pevných částic do vzdálené nádrže pro uložení pevných částic a zařízení pro řízení průtokové rychlosti pevných částic, proudících tímto potrubím.

Vstřikovací zařízení s výhodou obsahuje potrubí pro dopravu pevných částic ze vzdálené nádrže pro uložení pevných částic do spodní části pláště reaktoru a zařízení pro řízení průtokové rychlosti pevných částic tímto potrubím.

Reaktor podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje násypku, umístěnou ve spodní části sekundárního odlučovače pevných částic, zařízení pro snímání výšky hladiny uložených pevných částic v násypce a vyprazdňovací zařízení, ovládané regulačním systémem pro regulaci výšky hladiny uložených pevných částic, pro řízení výšky hladiny pevných částic v násypce na základě snímané výšky hladiny pevných částic v této násypce.

Reaktor podle tohoto vynálezu rovněž dále s výhodou obsahuje zařízení pro vysílání signálů o provozních podmínkách reaktoru do regulačního systému pro regulaci teploty lože pro umožnění stanovení požadované rychlosti recirkulace pevných částic zpět do reaktoru.

V souladu s dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu byl dále rovněž vyvinut způsob regulování teploty cirkulačního fluidního lože pevných částic u výše popsaného reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, obsaženého v plášti reaktoru a opravovaného tímto plastem, přičemž reaktor obsahuje primární odlučovač pevných částic a sekundární odlučovač pevných částic, přičemž tento způsob obsahuje krok shromažďování pevných Částic, unášených plynem, proudícím pláštěm reaktoru a ven z tohoto pláště reaktoru, v primárním odlučovači pevných částic a navracení pevných částic do spodní části pláště reaktoru, krok využívání sekundárního odlučovače pevných částic pro další shromažďování pevných částic, unášených plynem a dosud zůstávajících v tomto plynu, proudícím z pláště reaktoru po průchodu plynu primárním odlučo

-5 CZ 294253 B6 vačem pevných částic, krok uložení dalších pevných částic, shromážděných sekundárním odlučovačem pevných částic, v nádrži pro uložení pevných částic a krok řízení recirkulační rychlosti pevných částic, proudících z nádrže pro uložení pevných částic do spodní části pláště reaktoru pro změnu zásoby cirkulačních pevných částic v reaktoru s cirkulačním fluidním ložem prostřednictvím změny zásoby pevných částic v nádrži pro uložení pevných částic pro regulaci teploty cirkulačního fluidního lože v plášti reaktoru.

Způsob podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje krok zjišťování požadavku na zvýšení či snížení recirkulační rychlosti pevných částic z nádrže pro uložení částic do spodní částí pláště reaktoru a krok zadržování pevných částic v nádrži pro uložení pevných částic v případě požadavku na zvýšení recirkulační rychlosti pevných částic z nádrže pro uložení pevných částic do spodní části pláště reaktoru.

Způsob podle tohoto vynálezu rovněž dále s výhodou obsahuje krok zjišťování požadavku na zvýšení nebo snížení recirkulační rychlosti pevných částic z nádrže pro uložení pevných částic do spodní části pláště reaktoru a krok vypouštění pevných částic z nádrže pro uložení pevných částic v případě požadavku na snížení recirkulační rychlosti pevných částic z nádrže pro uložení pevných částic do spodní částí pláště reaktoru.

Způsob podle tohoto vynálezu rovněž dále s výhodou obsahuje krok snímání výšky hladiny pevných částic v nádrži pro uložení pevných částic.

Způsob podle tohoto vynálezu rovněž dále s výhodou obsahuje krok stanovení cílové výšky hladiny pevných částic pro nádrž pro uložení pevných částic, krok porovnávání této cílové výšky hladiny pevných částic se zjištěnou výškou hladiny pevných částic a krok regulování výšky hladiny pevných částic v nádrži pro uložení pevných částic na základě uvedeného porovnávání prostřednictvím regulace vypouštěcího proudu pevných částic z nádrže pro uložení pevných částic.

Způsob podle tohoto vynálezu rovněž dále s výhodou obsahuje krok vypouštění pevných částic z nádrže pro uložení pevných částic, pokud zjištěná výška hladiny pevných částic přesahuje cílovou výšku hladiny pevných částic a pokud není požadavek na zvýšení recirkulační rychlosti pevných částic z nádrže pro uložení pevných částic do reaktoru.

Způsob podle tohoto vynálezu rovněž dále s výhodou obsahuje krok zadržování pevných částic v nádrži pro uložení pevných částic, pokud zjištěná výška hladiny pevných částic leží pod cílovou výškou hladiny.

Způsob podle tohoto vynálezu rovněž dále s výhodou obsahuje krok recirkulování první části dalších shromážděných pevných částic přímo zpět do spodní části pláště reaktoru přes recirkulační systém a krok dopravování druhé části dalších shromážděných pevných částic přes dopravní systém do nádrže pro uložení pevných částic.

Způsob podle tohoto vynálezu rovněž dále s výhodou obsahuje krok řízení recirkulační rychlosti pevných částic, proudících z nádrže pro uložení pevných částic do spodní části pláště reaktoru, prostřednictvím regulace vstřikovací rychlosti pevných částic z nádrže pro uložení pevných částic přes vstřikovací zařízení do pláště reaktoru.

Způsob podle tohoto vynálezu rovněž dále s výhodou obsahuje krok stanovení cílové výšky hladiny pevných částic pro nádrž pro uložení pevných částic, krok snímání výšky hladiny pevných částic v nádrži pro uložení pevných částic, krok porovnávání cílové výšky hladiny pevných částic se zjištěnou výškou hladiny pevných částic a krok řízení výšky hladiny pevných částic v nádrži pro uložení pevných částic na základě tohoto porovnávání prostřednictvím regulace proudění pevných částic ze sekundárního odlučovače pevných částic přes dopravní systém pro dopravu pevných částic do nádrže pro uloženi pevných částic.

-6 CZ 294253 B6

Způsob podle tohoto vynálezu rovněž dále s výhodou obsahuje krok stanovení cílové výšky hladiny pevných částic pro násypku, umístěnou ve spodní části sekundárního odlučovače pevných částic, krok snímání výšky hladiny pevných částic v této násypce, krok porovnáváni cílové výšky hladiny pevných částic v násypce se zjištěnou výškou hladiny pevných částic v násypce a krok vypouštěni pevných částic z násypky, pokud je zjištěná výška hladiny pevných částic v násypce nad cílovou výškou hladiny pevných částic v násypce, pokud není požadavek na zvýšení výšky hladiny pevných částic v nádrži pro uložení pevných částic a pokud není požadavek na zvýšení recirkulační rychlostí pevných částic do reaktoru.

Způsob podle tohoto vynálezu rovněž dále s výhodou obsahuje krok zadržování pevných částic v násypce, pokud je zjištěná výška hladiny pevných částic v násypce pod cílovou výškou hladiny pevných částic v násypce.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům na výkresech, kde obr. 1 schematicky znázorňuje známý systém reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, mající vnější primární, sekundární a terciární odlučovače částic, a recirkulaci shromážděných částic z primárního a sekundárního odlučovače částic nazpět do reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, obr. 2 schematicky znázorňuje známý systém reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, mající vnější primární a sekundární odlučovače částic a recirkulaci shromážděných částic z primárního a sekundárního odlučovače částic nazpět do reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, obr. 3 schematicky znázorňuje známý systém reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, mající vnější primární a sekundární odlučovače částic, řízenou recirkulaci shromážděných částic z primárního a sekundárního shromaždiště částic nazpět do reaktoru s cirkulačním fluidním ložem za účelem řízení teploty lože reaktoru s cirkulačním fluidním ložem a dále mající recirkulaci shromážděných částic z primárního a sekundárního odlučovače částic nazpět do reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, obr. 4 schematicky znázorňuje první provedení předmětu tohoto vynálezu, u kterého jsou prostředky pro recirkulaci částic, shromážděných sekundárním odlučovačem částic a uložených ve shromaždišti částic, umístěném přímo pod sekundárním odlučovačem částic, nazpět do reaktoru s cirkulačním fluidním ložem řízenou rychlostí za účelem změnit zásobu cirkulujících pevných částic reaktoru s cirkulačním fluidním ložem tak, jak je to požadováno pro řízení teploty lože reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, obr. 4a schematicky znázorňuje jedno provedení zařízení pro recirkulaci pevných částic v reaktoru podle obr. 4, obr. 4b schematicky znázorňuje další provedení zařízení pro recirkulaci pevných částic v reaktoru podle obr. 4, obr. 4c schematicky znázorňuje další provedení zařízení pro recirkulaci pevných částic v reaktoru podle obr. 4 a obr. 5 schematicky znázorňuje druhé provedení předmětu tohoto vynálezu, u kterého je zařízení pro shromažďování částic umístěn na vzdáleném místě od sekundárního odlučovače částic.

-7CZ 294253 B6

Příklady provedení vynálezu

Schematické znázornění prvního provedení předmětu tohoto vynálezu je vyobrazeno na obr. 4.

Je zřejmé, že zatímco primární odlučovač 20 částic je schematicky znázorněn odděleně od pláště 6 reaktoru 1 na obr. 4 a na obr. 5 pouze z důvodů zřejmosti, tak provedení podle obr. 4 a obr. 5 zahrnuje výše uvedený reaktor s cirkulačním fluidním ložem podle patentového spisu US 5 343 830, u kterého jsou pevné částice shromažďovány pomocí celého vnitřního primárního odlučovače částic, který také navrací částice, zde shromážděné, dovnitř a přímo do spodní části reaktoru.

Částice jsou shromažďovány ze spalin pomocí sekundárního odlučovače 22 částic a recirkulovány nazpět do pláště 6 reaktoru 1 řízenou rychlostí tak, aby došlo ke změně zásob cirkulujících pevných částic v reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, a tak i k ovládání teploty lože reaktoru. Regulační systém 80 pro regulaci teploty lože ovládá rychlost recirkulace částic nazpět do reaktoru s cirkulačním fluidním ložem.

Uspořádání různých snímacích a/nebo vysílacích prvků pro zatížení x kotle, diferenciální tlak ΔΡ, teplotu T a rychlosti recirkulace částic, poskytuje signály, představující provozní podmínky v reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, zasílané do regulačního systému 80 pro regulaci teploty lože tak, že systém může určit a nastavit požadovanou rychlost recirkulace částic nazpět do reaktoru.

Sekundární jímka neboli nádrž 40 pro uložení pevných částic je zde uspořádána k ukládání částic, přičemž regulační systém 81 pro regulaci výšky hladiny uložených pevných částic řídí zásobu nebo množství částic ve skladovacím zařízení, které může sestávat z nádrže 40 nebo jiné podobné nádoby, přičemž je obvykle umístěno přímo vespodu pod sekundárním odlučovačem 22 částic. Násypka 42 je umístěna ve spodní části skladovacího zařízení. Skladovací zařízení má kapacitu určenou rozsahem změn cirkulace zásoby tuhých částic v plášti 6 reaktoru 1, požadovaným pro řízení teploty lože, pokud vezmeme v úvahu variabilitu vlastností paliva a sorbentu a změny zatížení. Skladovací zařízení je vybaveno snímacími prostředky 44 k detekci úrovně hladiny tuhých částic. Regulační systém 81 pro regulaci výšky hladiny uložených pevných částic reguluje úroveň hladiny na základě porovnávání zjištěné úrovně hladiny pevných částic s předem stanovenou cílovou hodnotou.

U prvního provedení předmětu tohoto vynálezu mohou snímací prostředky 44 sestávat z jednoho či několika senzorových zařízení, umístěných na skladovací nádrži 40, jako jsou například kapacitní sondy, jejichž úkolem je detekovat hladinu tuhých částic na jednom nebo několika oddělených předem určených místech. Nejjednodušší přiblížení zahrnuje dvě místa na skladovací nádrži 40, odpovídající maximálnímu naplnění hladiny tuhých částic v reaktoru a minimálnímu naplnění hladiny tuhých částic v reaktoru. Pokud je to požadováno, tak může být použito několikero sond, přičemž každá je umístěna na skladovací nádrži 40 na místech, určujících požadované detekovatelné hladiny.

Jak je například vidět na obrázcích výkresů, mohou být zvoleny tři hladiny, a to první, odpovídající střední hladině M pevných částic, druhá, odpovídající nízké hladině L pevných částic, a třetí, odpovídající vysoké hladině H pevných částic. Mohou být poté prováděny regulační akce, a to na základě porovnání skutečně zjištěné hladiny pevných částic se shora uvedenými třemi předem stanovenými hladinami.

U druhého provedení předmětu tohoto vynálezu mohou snímací prostředky 44 sestávat z prostředků pro zajišťování kontinuální nespojité detekce úrovně hladiny vjakémkoliv místě ve skladovací nádrži 40. U takového provedení by umístění hladin L, M, a H, zobrazených na připojených obrázcích, mohlo přesněji představovat nastavené hladiny, které mohou být předem

-8CZ 294253 B6 nastavené v regulačním systému 80 pro regulaci teploty lože a v regulačním systému 81 pro regulaci výšky hladiny uložených pevných částic.

Vyprazdňovací zařízení 46 výhodně sestává z vyprazdňovacího potrubí 72, dále z vyprazdňovacího potrubí 48 a vypouštěcího ventilu 50 tuhých částic, přičemž je spojeno s násypkou 42 za účelem řízení hladiny tuhých částic ve skladovací nádrži 40. Vypouštěcí ventil 50 tuhých částic obvykle sestává z dálkově ovládaného uzavíracího šoupátka nebo z podobného zařízení typu „zapnuto-vypnuto“, ovládaného regulačním systémem 81 pro regulaci výšky hladiny uložených pevných částic. Vyprazdňovací potrubí 48 se vyprazdňuje do vyrovnávací nádrže 51, ze které jsou tuhé částice odváděny k likvidaci odváděcím zařízením 5Γ pro odvádění pevných částic, což je nejlépe pneumatický systém. Kapacita vyrovnávací nádrže 51 je určena tak, aby poskytovala vyrovnávací kapacitu tak, že kapacita odváděcího zařízení 5Γ se nemusí rovnat kapacitě vyprazdňovacího zařízení 46, které umožňuje cyklický provoz odváděcího zařízení 51' pro odvádění pevných částic.

Recirkulační systém 52 je ovládán regulačním systémem 80 pro regulaci teploty lože tak, aby bylo dosahováno rychlosti recirkulace tuhých částic ze skladovací nádrže 40 přes násypku 42 nazpět do spodní části pláště 6 reaktoru 1 tak, aby se měnila zásoba cirkulujících tuhých látek v reaktoru, jak je to požadováno řízením teploty lože reaktoru. Recirkulační systém 52 s výhodou sestává z recirkulačního potrubí 54 pro dopravu tuhých částic z násypky 42 zpět do spodní části pláště 6 reaktoru L Jsou zde uspořádány snímače S, označené vztahovou značkou na obr. 4, pro snímání a regulaci průtokové rychlosti pevných částic, proudících v recirkulační potrubí 54, a pro zajištění tlakového těsnění mezi oblastí vysokého tlaku v místě přivádění pevných látek do pláště 6 reaktoru 1 a oblastí nízkého tlaku, panujícího v násypce 42. Tyto snímací a regulační prostředky jsou provozně připojeny k regulačnímu systému 80 pro regulaci teploty lože.

Vynález uvažuje několik provedení recirkulačního systému 52, aby bylo umožněno správné fungování tlakového utěsnění a řízení toku tuhých částic. Příklady jsou schematicky znázorněny na obr. 4a, obr. 4b a na obr. 4c.

Jak je vidět na obr. 4a, jedno z provedení recirkulačního systému 52 používá mechanické zařízení, jako například rotační šoupátko 56, které poskytuje jak tlakové utěsnění, tak i zařízení pro řízení toku tuhých částic v plášti 6 reaktoru L V tomto případě je rychlost rotačního šoupátka 56 využita k detekci rychlosti průtoku recirkulovaných tuhých částic.

Jak je vidět na obr. 4b, druhé provedení tohoto zařízení používá nemechanické zařízení, jako je například systém s L-ventilem 56. Vzduch dodávaný do L-ventilu 58 zajišťuje řízení průtoku recirkulovaných tuhých částic. V tomto případě je využita rychlost průtoku vzduchu, dodávaného do L-ventilu 58, k detekci rychlosti toku recirkulovaných tuhých látek.

A konečně, obr. 4c ukazuje uspořádání uvedeného zařízení, u kterého jsou použita nemechanická zařízení, rotační ventily pro řízení rychlosti toku a J-ventil či smyčkové utěsnění pro tlakové utěsnění. Vyprazdňovací zařízení 46, řízené regulačním systémem 81 pro regulaci výšky hladiny uložených pevných částic, vyprázdní tuhé částice z násypky 42, aby byla udržena požadovaná hladina tuhých částic ve skladovací nádrži 40.

Zatímco obr. 4a, obr. 4b a obr. 4c ukazují tři různé varianty recirkulačního systému 52, je zřejmé, že jiná uspořádání tohoto systému jsou rovněž možná.

Jak bude dále podrobněji probíráno, tak řídicí akce, prováděné regulačním systémem 80 pro regulaci lože a regulačním systémem 81 pro regulaci výšky hladiny uložených pevných částic, jsou koordinovány v závislosti na porovnání detekované hladiny tuhých částic ve skladovací nádrži 40 s předem daným limitem hladiny těchto částic. Například, když je detekovaná hladina „nízká“, nebo dokonce pod touto hodnotou, pak nemůže dojít ke zvýšení rychlosti recirkulace

-9CZ 294253 Β6 částic nazpět do reaktoru a ve skutečnosti bude snížena až do té doby, než hladiny tuhých částic ve skladovací nádrži 40 je nad „nízkou“ úrovní hladiny tuhých částic.

Druhé provedení předmětu tohoto vynálezu je znázorněno na obr. 5. U tohoto provedení je skladovací zařízení 60 pevných částic uspořádáno pro uložení pevných částic, odejmutých ze spalin s pomocí sekundárního odlučovače 22 pevných částic, přičemž však skladovací zařízení 60 je umístěno ve vzdáleném místě od sekundárního odlučovače 22 pevných částic.

Skladovací zařízení 60 ke shromažďování částic může sestávat z nádrže nebo jiné podobné nádoby, opatřené násypkou ve spodní části. Skladovací kapacita skladovacího zařízení 60 ke shromažďování je zvolena za použití stejných kritérií, která byla shora popsána pro skladovací nádrž 40. Snímací zařízení 64 pro snímání výšky hladiny jsou zde pro detekování hladiny tuhých částic v zařízení 60, přičemž mohou mít formu různých provedení, zmíněných již dříve ve spojení se skladovací nádrží 40.

Na obr. 5 je násypka 42 spojena přímo se sekundárním odlučovačem 22 pevných částic ve spodní části. Recirkulační systém 52 znovu řízeně recirkuluje částice, shromážděné sekundárním odlučovačem 22 částic, z násypky 42 nazpět do spodní části pláště 6 reaktoru Rychlost průtoku recirkulačním potrubím 54 je přenášena do regulačního systému 80 pro regulaci teploty lože prostřednictvím snímače S rychlosti rotačního šoupátka.

Různé senzorové anebo přenášecí prvky pro zatížení x kotle, diferenciální tlak ΔΡ, teplotu T a rychlost v otáčkách za minutu poskytují informace o provozních parametrech reaktoru do regulačního systému 80 pro regulaci teploty lože. Recirkulační systém 52 je primárně zachován, protože je nežádoucí z důvodů cenových a spotřeby energie, aby všechny shromážděné tuhé částice cirkulovaly a byly recirkulovány pomocí sekundárního odlučovače 22 částic skrze dopravní systém 66 tuhých částic do skladovacího zařízení 60.

U provedení předmětu tohoto vynálezu podle obr. 5 jsou snímací prostředky 44' pro detekci hladiny tuhých částic umístěny na násypce 42, přičemž snímají „vysokou“ a „nízkou“ hladinu částic.

Vyprazdňovací zařízení 46, ovládané regulačním systémem 81 pro regulaci výšky hladiny uložených pevných částic ve vzájemném propojení s regulačním systémem 80 pro regulaci teploty lože, vyprazdňuje tuhé částice z násypky 42 tak, aby byla udržována požadovaná hladina tuhých částic v násypce 42. Kapacita násypky 42 mezi maximálním a minimálním limitem je určena minimální hodnotou požadovanou pro správnou funkci vyprazdňovacího zařízení 46 bez nadměrně častého cyklování. Tato velikostní kritéria jsou podobná těm, použitým pro násypku 32 u předchozích provedení předmětu tohoto vynálezu.

Dopravní systém 66 pro dopravu pevných částic, kterým je s výhodou pneumatický dopravník, je složen z dopravního potrubí 68 a ovládacího systému toku tuhých částic, jako je například rotační šoupátko 70. Jak je vidět na obr. 5, tak dopravní systém 66 pro dopravu pevných částic přijímá shromážděné částice z násypky 42 a dopravuje je do skladovacího zařízení 60. Dopravní potrubí 68 může být propojeno s vyprazdňovacím potrubím 72 v místě mezi násypkou 42 a vypouštěcím ventilem 50, jak je vidět na obr. 5, či může být spojeno přímo s násypkou 42.

Vstřikovací zařízení 74 propojuje násypku 62 s pláštěm 6 skrze vstřikovací potrubí 76. U tohoto provedení předmětu tohoto vynálezu je vstřikovací zařízení 74 ovládáno regulačním systémem 80 pro regulaci teploty lože, přičemž má primární odpovědnost za přenos zásoby tuhých částic do pláště 6 ze skladovacího zařízení 60, aby bylo možno dosáhnout požadované zásoby tuhých látek v plášti 6 a následně i teploty lože. Ovládací zařízení průtoku tuhých částic, jako například L-ventil nebo rotační šoupátko 78, jsou umístěna na vstřikovacím potrubí 76. Ovládací zařízení průtoku tuhých částic může být mechanické, nemechanické nebo kombinace obojího.

-10CZ 294253 B6

Vzdáleně umístěné zařízení 60 ke skladování částic podle obr. 5 může být výhodně využito, když uspořádání systému neposkytuje dost místa k instalaci skladovací nádrže 40 o požadované kapacitě pod sekundárním odlučovačem 22 částic. Vzdálené umístění také umožňuje zajistit výškový rozdíl mezi spodním skladovacím zařízením 60 a spodní částí pláště 6. Takový výškový rozdíl je potřebný pro přenos tuhých částic, založený na využití gravitačního zrychlení, jako například při využití L-ventilu, J-ventilu, vzduchového šoupátka, gravitačního podavače, atd., které jsou potřebné pro lepší spolehlivost a jednoduchost uvedeného systému.

Známý systém ovládání teploty lože reaktoru mění zásobu v peci tak, aby nastavil absorpci tepla v peci, takže by se měřená teplota lože vyrovnala cílové teplotě lože, která je určená v závislosti na zatížení reaktoru nebo průtoku kotlem. Zásoba v reaktoru je měřena jako tlakový spád nebo diferenciální tlak mezi specifickým natočením v plášti 6 reaktoru 1, což je všeobecně známý postup.

Předmět tohoto vynálezu poskytuje regulační systém 80 pro regulaci teploty lože, který modifikuje rychlost přivádění tuhých částic do pláště 6 reaktoru 1 ze sekundárního shromažďovacího prostoru tuhých částic, aby bylo dosaženo požadované zásoby částic v reaktoru 1. a následně i požadované teploty lože reaktoru 1. Regulační systém 81 pro regulaci výšky hladiny uložených pevných částic vybírá a udržuje pomocí vyprazdňování tuhých částic nebo jejich přesunu cílovou zásobu ve skladovací nádrži 40 nebo skladovacím zařízení 60 jako funkci zatížení reaktoru a zásoby v peci, omezené předem danými úrovněmi „maximální“ a „minimální“, nebo alternativně nastavuje cílovou zásobu pro skladovací nádrž 40 či skladovací zařízení 60 ke shromažďování na „maximální“ hodnotu.

Způsob podle tohoto vynálezu je efektivnější, pokud je použit u systémů se srovnatelně méně účinným množstvím primárních odlučovačů 20 pevných částic, například separátorů částic dopadového typu, a tam, kde sekundární separátory částic jsou následovány koncovým nebo terciárním zařízením pro shromažďování částic, například elektrostatickým precipitátorem. Sekundární odlučovače 22 částic v tomto případě jsou obvykle mechanické separátory, například multivírové sběrače či vírové prachové sběrače, které nejsou příliš účinné při sběru jemných částic. Toto je nicméně výhoda, pokud se jedná o řízení zásoby v reaktoru, protože pomáhá vyhnout se nežádoucímu rozpuštění recirkulovaného materiálu, který není zadržen v reaktoru.

Během pevné fáze procesu s neřízeným návratem tuhých částic z primárního odlučovače 20 částic jsou celková zásoba částic v plášti 6 reaktoru 1 s cirkulačním fluidním ložem a její rozložení mezi vespodu hustou a nahoře řídkou částí pláště 6 určeny pomocí vlastností paliva a sorbentu, vstupního toku, shromažďovací účinnosti primárního odlučovače 20 částic a sekundárního odlučovače 22 částic, dále rychlosti plynu v reaktoru s cirkulačním fluidním ložem, rozdělení vzduchu na část v přívodu 10 vzduchu, dodávanou do větrné skříně 12, a na část vzduchu, dodávanou nad plamen, pak pomocí rychlosti toku tuhých částic, unikajících skrze vyprazdňovací otvor 19 lože reaktoru 1 a nakonec pomocí rychlosti recyklace tuhých částic ze sekundárního odlučovače 22 částic. Během pevné fáze procesuje rychlost recirkulace nastavena požadavky na výkon reaktoru, přičemž rychlost vyprazdňování částic, nashromážděných sekundárním odlučovačem 22 částic, udržuje rovnováhu částic v systému.

Regulační systém 80 pro regulaci teploty lože vytváří požadavek na nárůst zásoby částic v peci, když je měřená teplota v peci nad cílovou hodnotou, nebo na snížení zásoby částic v peci, pokud je měřená teplota v peci pod cílovou teplotou. Cílová teplota pece je obvykle funkci zatížení reaktoru s cirkulačním fluidním ložem nebo kotle s tím opatřením, že je možné ji nastavit podle potřeby. K. dynamičtější odezvě na řízení je rozředěná zásoba částic v peci rovněž měřena jako tlakový rozdíl mezi dvěma body v horní části reaktoru nebo pláště 6 reaktoru 1 a je porovnávána s předem nastavenou cílovou zásobou částic, která je funkci zatížení reaktoru s cirkulačním fluidním ložem. Regulační systém 80 teplot lože porovnává naměřenou teplotu pece a tlakový rozdíl s jejich odpovídajícími cílovými hodnotami a vydává signál za použití známého signálního zařízení, odpovídající požadovanému toku tuhých částic, recirkulovaných ze skladovací nádrže

- 11 CZ 294253 B6 nebo skladovacího zařízení 60 do pláště 6 reaktoru 1. Tento signál je porovnán se skutečnou rychlosti recirkulace tuhých částic, naměřenou jako průtok vzduchu rotačním šoupátkem nebo L-ventilem, přičemž mění tuto rychlost recirkulace tak, aby vyhověla požadavkům.

U zařízení podle obr. 4 na sebe vzájemně působí regulační systém 80 teploty lože a prostředky pro regulaci proudění jako je rotační šoupátko 56 a/nebo L-ventil 58, také podle obr. 4a až obr. 4c, umístěné v recirkulačním systému 52.

U zařízení podle obr. 5 na sebe vzájemně působí regulační systém 80 teploty lože a řídicí zařízení jednotlivých toků v obou systémech jak ve vstřikovacím zařízení 74, tak i v recirkulačním systému 52. Když má signál z regulačního systému 80 teploty lože zvýšit zásobu částic v peci, je zaslán řídicí signál do vstřikovacího zařízení 74 a do recirkulačního systému 52. Zpětnovazební nastavení recirkulačního systému 52 je zajištěno vzájemným působením mezi regulačním systémem 81 hladiny uložených částic a regulačním systémem 80 teploty lože. Když je zde signál, mající za úkol zvýšit zásobu částic v peci, tak toto nastavení zvýší tok recirkulace skrze recirkulační systém 52, když je hladina v násypce 42 na „maximu“, nebo jej sníží, když je hladina v násypce na „minimu“. A podobně, když je zde signál ke snížení zásoby částic v peci, tak je vyslán signál do vstřikovacího zařízení 74, aby bylo zastaveno vstřikování tuhých částic, a do recirkulačního systému 52, aby se snížil tok recirkulace s odpovídajícím nastavením zpětné vazby, založeném na výšce hladiny v násypce 42.

Na řídicí akce za účelem nastavení rychlosti recirkulace se vztahují následující omezení.

U provedení předmětu tohoto vynálezu podle obr. 4 a obr. 5 nemůže být zvýšena rychlost recirkulace skrze recirkulační systém 52 nad předem danou hodnotu maximálního toku.

Rychlost recirkulace skrze recirkulační systém 52 nemůže být zvýšena, když je úroveň hladiny ve skladovací nádrži 40 podle obr. 4 nebo v násypce 42 podle obr. 5 na hodnotě či pod hodnotou spodního minimálního limitu, protože by zde neexistovalo žádné podstatné množství částic, které by bylo možno recirkulovat, zatímco by bylo udržováno tlakové utěsnění.

Rychlost recirkulace skrze recirkulační systém 52 nemůže být zvýšena, kdy celková diferenciální zásoba částic v peci je na hodnotě či nad hodnotou předem dané maximální, horní, úrovně. To je přednostně systémové omezení, vynucené kapacitou ventilátoru, čerpajícího vzduch do reaktoru s cirkulačním fluidním ložem.

Regulační systém 81 hladiny uložených částic řídí hladinu tuhých částic ve skladovací nádrži 40 podle obr. 4 a ve skladovacím zařízení 60 a v násypce 42 podle obr. 5.

U provedení předmětu tohoto vynálezu podle obr. 4 má regulační systém 81 hladiny skladovaných částic následující úkoly.

Zejména má otevírat vypouštěcí ventil 50 v případě, kdy je hladina tuhých částic ve skladovací nádrži 40 na hodnotě nebo nad hodnotou cílovou, která může být až do hodnoty „maximální“ včetně, přičemž zde není žádný požadavek od regulačního systému 80 teploty lože na zvýšení recirkulační rychlosti tuhých částic skrze recirkulační systém 52.

Dále má udržovat vypouštěcí ventil 50 v uzavřené poloze, když je hladina tuhých částic ve skladovací nádrži 40 pod cílovou hodnotou.

U provedení předmětu tohoto vynálezu podle obr. 5 má regulační systém 81 hladiny skladovaných Částic následující úkoly.

Zejména má otevírat vypouštěcí ventil 50 v případě, kdy je hladina tuhých částic ve skladovacím zařízení 60 na hodnotě nebo nad hodnotou cílovou, která může být až do hodnoty „maximální“

-12CZ 294253 B6 včetně, přičemž zde není žádný požadavek od regulačního systému 80 teploty lože na přivádění tuhých částic do pláště 6 reaktoru 1 ze skladovacího zařízení 60 a hladina částic v násypce 42 je na hodnotě nebo nad hodnotou „maximální“.

Dále má zvyšovat průtok tuhých částic skrze dopravní potrubí 68 v případě, že hladina tuhých částic ve skladovacím zařízení 60 je pod cílovou hodnotu, přičemž hladina tuhých částic v násypce 42 je nad „minimální“ spodní hodnotou.

Dále má také udržovat vypouštěcí ventil 50 v uzavřené poloze, když je hladina tuhých částic ve skladovacím zařízení 60 pod cílovou hodnotou.

U provedení podle obr. 4 zařízení v provedení podle tohoto vynálezu pracuje a je řízeno následovně.

Rychlost recirkulace ze skladovací nádrže 40 se mění v závislosti na požadavku, stanoveném regulačním systémem 80 teploty lože. Rychlost vyprazdňování je ovládána tak, aby byla udržována cílová hladina zásoby částic ve skladovací nádrži 40.

Když například narůstá teplota lože z důvodů změn ve vlastnostech paliva nebo sorbentu, může být vznesen požadavek na zvýšení tepelné absorpce reaktorovými vyhřívacími plochami, a to z důvodů řízení teploty lože. To je provedeno zvýšením zásoby tuhých částic, neboli jejich hustoty, v rozředěné horní části lože, kde je umístěna největší vyhřívací plocha. Toho může být docíleno redukcí rychlosti toku tuhých částic, opouštějících vyprazdňovací otvor 19 lože, ale tento způsob řízení je pomalý z důvodů malé kapacity vyprazdňovacího otvoru 19 ve srovnání s tokem tuhých částic, recirkulovaných z primárního odlučovače 20 částic nebo ze sekundárního odlučovače 22 částic. Je to také nedostatečné z důvodu tendence hustší nižší zásoby částic v loži narůstat mnohem rychleji než v rozředěné vyšší části lože. Nárůst celkové zásoby částic v reaktoru má také za následek vyšší nucený tah, způsobený ventilátorem, a následně vyšší spotřebu energie.

Předmět tohoto vynálezu poskytuje lepší způsob ke zvýšení řídké zásoby částic v loži, což se děje nárůstem rychlosti recirkulace tuhých částic, shromážděných sekundárním odlučovačem 22 částic a uložených ve skladovací nádrži 40, do reaktoru. Tato řídící akce je nesrovnatelně rychlejší z důvodu vyššího dostupného recirkulačního toku v porovnání s vyprazdňovacím otvorem 19 lože a je také mnohem efektivnější, protože změna rychlosti recirkulace ze skladovací nádrže 40 ovlivňuje hlavně řídkou horní část zásoby částic v loži s relativně malou změnou hustoty v hustší spodní části zásoby v loži. Tyto rozdílné účinky nastávají z toho důvodu, že tuhé částice ve skladovací nádrži 40 jsou ty, které prošly primárním odlučovačem 20 částic, takže jsou mnohem jemnější z hlediska své velikosti než ty částice, které jsou shromážděné primárním odlučovačem 20 pevných částic.

Částice ve spalinách jsou ve velikostech v rozsahu 5 až 800 pm. Primární odlučovač 20 pevných částic je účinný pro částice větší než 75 pm, přičemž shromažďuje skoro všechny částice větší než 250 pm. Sekundární odlučovač 22 pevných částic obvykle shromažďuje částice ze spalin, které jsou větší než 5 až 10 pm a skoro všechny částice větší než 75 pm.

Rozsah řízení rozředěné zásoby částic v loži změnou recirkulační rychlosti ze sekundárního odlučovače 22 částic je určen množstvím a velikostí rozložení částic uložených ve skladovací nádrži 40. Nejdůležitější částice pro řízení rozředěné zásoby částic v loži jsou částice ve zlomcích velikosti účinně shromážděné primárním odlučovačem 20 částic, přičemž obvykle jsou to ty větší než 75 pm, a to pro reaktory s cirkulačním fluidním ložem s primárními odlučovači částic nárazového typu. Jakýkoliv postupný nárůst rychlosti recirkulace částic v rozsahu 75 až 250 pm, shromážděných sekundárním odlučovačem 22 částic a uložených ve skladovací nádrži 40, má za následek 15 až 25 krát větší postupný nárůst rychlosti recirkulace primárního odlučovače 20 částic za předpokladu 93 až 95 % účinnosti shromažďování částic v primárním odlučovači 20

- 13 CZ 294253 B6 částic pro částice této velikosti a odpovídající nárůst zásoby těchto částic v reaktoru. Menší částice, které primární odlučovač 20 částic nezachytí, nezůstanou v reaktoru a projdou dále skrze sekundární odlučovač 22 částic.

Na druhé straně bude dodání částic o velikosti 250 až 280 pm méně účinné pro nárůst rozředění zásoby částic v loži ve srovnání s částicemi v rozsahu 75 až 250 pm, a to proto, že se bude akumulovat větší množství těchto částic v hustší spodní zásobě částic lože. Pokud jsou teploty pece detekovány senzorem, funkce řízení zásoby v regulačním systému 80 teploty lože generuj í signál k nárůstu zásoby v rozředěné horní části lože a recirkulační tok ze skladovací nádrže 40 skrze recirkulační systém 52 bude zvýšen. To povede ke snížení zásoby ve skladovací nádrži 40 a ke zvýšení zásoby v plášti 6 reaktoru 1 s cirkulačním fluidním ložem. Když poklesne, jako výsledek této akce, hladina částic ve skladovací nádrži 40 pod cílovou úroveň, tok tuhých částic z násypky 42 skrze vyprazdňovací zařízení 46 ustane. Po počáteční přechodové periodě se stabilizují zásoby tuhých částic v plášti 6 a ve skladovací nádrži 40, stejně jako recirkulační rychlost tuhých částic skrze recirkulační systém 52, a to na nějakých nových hodnotách s vyšší zásobou částic v plášti 6, nižší zásobou ve skladovací nádrži 40 a vyšší rychlostí recirkulace v recirkulačním systému 52.

Pokračující přivádění tuhých částic, paliva, sorbentu, atd. do reaktoru s cirkulačním fluidním ložem při absenci tuhých částic z násypky 42 způsobí postupný nárůst zásoby částic ve skladovací nádrži 40. Žádné tuhé částice ze skladovací nádrže 40 nejsou vyprazdňovány skrze vyprazdňovací zařízení 46 až do doby, kdy hladina tuhých částic v tomto zařízení dosáhne cílové hodnoty. V tomto bodě vyprazdňovací zařízení 46 pokračuje v činnosti, přičemž velikost a rychlost částic, které jsou vyprazdňovány, bude odpovídat uvedené nové rovnováze tuhých částic.

Podobné akce, ale opačným směrem, budou probíhat v případě, kdy teplota lože reaktoru 1 s cirkulačním fluidním ložem poklesne, což vyžaduje, aby zásoba částic v reaktoru 1 s cirkulačním fluidním ložem byla snížena, a tak se i snížila tepelná absorpce vyhřívacích ploch reaktoru 1 s cirkulačním fluidním ložem. Rychlost recirkulace ze skladovací nádrže 40 bude snížena v odezvě na signalizovaný požadavek z regulačního systému 80 teploty lože k přenosu zásoby částic z reaktoru 1 s cirkulačním fluidním ložem do skladovací nádrže 40. Celková odezva systému reaktoru 1 s cirkulačním fluidním ložem na řídící akci je v tomto případě podobná té, jaká byla popsána výše. Počáteční silná odezva bude následována stabilizační periodou, během které je ustavena nová rovnováha, mající nižší rozředěnou zásobu částic v loži, a nižší rychlost recirkulace v recirkulačním systému 52. Přenesené tuhé částice z pece do skladovací nádrže 40 budou vyprázdněny skrze vyprazdňovací zařízení 46, pokud přesáhne hladina částic ve skladovací nádrži 40 cílovou hodnotu.

Když dojde ke změně zatížení reaktoru 1 s cirkulačním fluidním ložem, bude provedena odpovídající oprava zásoby částic v peci také podobným způsobem, s teplotou lože v reaktoru 1 jako primárně řízenou proměnnou. Při snížení zatížení bude snížena rychlost recirkulace ze skladovací nádrže 40 podle požadavku na udržení teploty lože na cílové hodnotě a zásoba v rozředěném horním loži bude snížena přenosem cirkulujících tuhých částic do skladovací nádrže 40. Vyprazdňovací zařízení 46 bude pokračovat v provozu, když hladina částic ve skladovací nádrži 40 bude nad cílovou hodnotou a dojde tak ke zbavení se částic do vyrovnávací nádrže 5k Pokud dojde k nárůstu zatížení, tak budou uložené částice přeneseny ze skladovací nádrže 40 do pláště 6 za účelem řízení teploty lože tak, jak bylo popsáno již výše. Jakmile hladina tuhých částic ve skladovací nádrži 40 klesne pod cílovou hodnotu, tak dojde k vypnutí vyprazdňovacího zařízení 46.

Pro provedení vynálezu podle obr. 5 je zařízení podle tohoto vynálezu provozováno a řízeno následujícím způsobem.

Rychlost recirkulace tuhých částic, shromážděných sekundárním odlučovačem 22 částic a dodaných do pláště 6 vstřikovacím potrubím 76 a recirkulačním systémem 52, se mění v závislosti na

-14CZ 294253 B6 požadavku na zásobu částic, vzneseném regulačním systémem 80 teploty lože. Rychlost vyprazdňování a přenosu částic do skladovacího zařízení 60 je ovládána regulačním systémem 81 hladiny uložených částic tak, aby došlo k udržení cílové hodnoty množství tuhých částic v násypce 42 a ve skladovacím zařízení 60.

Recirkulační systém 52 pracuje nepřetržitě, když je reaktor 1 s cirkulačním fluidním ložem rovněž v provozu. Když dojde k nárůstu zásoby částic v peci pomocí regulačního systému 80 teploty lože, a to přenosem částic ze skladovacího zařízení 60, dojde rovněž k nárůstu rychlosti recirkulace v recirkulačním systému 52, a to částečně z důvodu signálu k dopřednému plnění, přivedeného do recirkulačního systému 52, a částečně z důvodu zpětnovazebního signálu, když hladina částic v násypce 42 je na hodnotě nebo nad hodnotou cílovou. Když dojde ke snížení zásoby částic v plášti 6, a to regulačním systémem 80 teploty lože, je regulačním systémem 80 teploty lože vyslán signál do recirkulačního systému 52, aby tento snížil rychlost recirkulace.

Dopravní systém 66 pro dopravu pevných částic pracuje občas během provozu reaktoru s cirkulačním fluidním ložem nebo spalovací komory, tj. pouze vtom případě, když hladina tuhých částic ve skladovacím zařízení 60 je pod cílovou hodnotou. Když je hladina částic ve skladovacím zařízení 60 pod cílovou hodnotou, tak je dopravní systém 66 nasměrován pomocí regulačního systému 81 hladiny uložených částic k tomu, aby dodal materiál a dorovnal hladinu částic na cílovou hodnotu. Zpětná vazba je zde také zajištěna pomocí snímacího zařízení 64 pro snímání výšky hladiny, umístěného na skladovacím zařízení 60 pevných částic.

Vstřikovací zařízení pracuje pouze v tom případě, když je požadován vzrůst zásoby částic v peci. Vstřikování ustane, když je hladina částic ve skladovacím zařízení 60 tuhých částic na hodnotě nebo pod hodnotou, danou jako „minimální“. Je zde ovšem zajištěna rovněž zpětná vazba pomocí snímacího zařízení 64 pro snímání výšky hladiny částic.

Vyprazdňovací zařízení 46 pracuje tehdy, je-li hladina v násypce nad nebo přímo na cílové hodnotě, dané jako „maximální“ horní, přičemž zde není žádný požadavek na dopravní systém 66, aby zvýšil zásobu ve skladovacím zařízení 60 tuhých částic, není zde žádný požadavek ke zvýšení recirkulace skrze recirkulační systém 52, a tehdy, když dosáhne hladina v násypce 42 extrémní „maximální“ hladiny nebo hladina v násypce 42 zůstává na horní cílové hodnotě nebo nad horní cílovou hodnotou po delší dobu než je předem daný časový limit. Jinými slovy, pokud je zde požadavek na tuhé částice v jiné části reaktoru 1 s cirkulačním fluidním ložem nebo ve skladovacím zařízení 60 či ve skladovací nádrži 40 pro uložení pevných částic, tak vyprazdňovací zařízení 46 bude vypnuto, dokud jiné vlivy neurčí jinak.

Řídicí akce prováděné regulačním systémem 80 teploty lože a regulačním systémem 81 hladiny skladovaných částic jsou ovlivňovány detekovanou hladinou částic v násypce 42, a to následujícím způsobem.

Když je detekovaná hladina v násypce 42 určena jako „vysoká“, tak bude regulační systém 80 teploty lože zvyšovat rychlost recirkulace tuhých částic skrze recirkulační systém 52 nazpět do reaktoru 1 s cirkulačním fluidním ložem, pokud je potřeba zvýšit zásobu částic v loži reaktoru 1 a rychlost recyklace je pod maximálním limitem. Pokud zde není žádný požadavek z regulačního systému 80 teploty lože ke zvýšení zásoby částic v loži reaktoru 1 a hladina ve skladovacím zařízení 60 je pod svou cílovou hodnotou, tak regulační systém 81 hladiny uložených částic zajistí přenos tuhých částic z násypky 42 do skladovacího zařízení 60. Pokud zde není žádný požadavek z regulačního systému 80 teploty lože ke zvýšení zásoby částic v loži reaktoru 1 a hladina ve skladovacím zařízení 60 je na své cílové hodnotě nebo nad svou cílovou hodnotou, tak regulační systém 81 hladiny uložených částic zajistí odstranění tuhých částic z násypky 42.

Když bude detekovaná hladina v násypce 42 určena jako „nízká“, tak bude vyslán limitní signál od regulačního systému 81 hladiny uložených částic do regulačního systému 80 teploty lože k tomu, aby byla snížena rychlost recyklace, tj. aby byl potlačen regulační systém 80 teploty lože.

-15 CZ 294253 B6

Shora popsané řídicí strategie jsou v některých případech jednou z několika možností. Alternativní postupy mohou být rovněž použity odborníky z dané oblasti techniky, a to tak, že způsob řízení zásoby částic v reaktoru 1 bude v oblasti rozsahu předmětu tohoto vynálezu.

Zařízení a způsob podle tohoto vynálezu jsou upotřebitelné za následujících podmínek.

Jsou upotřebitelné, zejména během provozu s konstantním zatížením tehdy, když je rychlost recirkulace, určená výkonovými požadavky reaktor £ s cirkulačním fluidním ložem, podstatně nižší než maximální rychlost, založená na kapacitě recirkulačního systému nebo na maximálním povoleném zatížení tuhými částicemi na vodivých plochách, nebo tehdy, když je nutné vyprázdnění materiálu ze sekundárního separátoru částic z důvodu materiálové rovnováhy systému.

Předmět tohoto vynálezu je rovněž využitelný během změn zatížení pro jakýkoliv systém reaktoru £ s cirkulačním fluidním ložem tak, jak bylo popsáno výše.

Výhodami tohoto vynálezu v porovnání s předchozími konstrukcemi, znázorněnými na obr. 1 a na obr. 2, je to, že je zde umožněn přenos zásoby tuhých částic mezi reaktorem £ a skladovacím zařízením tuhých částic, spojeným se sekundárním odlučovačem 22 částic za účelem řízení absorpce tepla v reaktoru, a proto i teploty lože reaktoru £, a to v odezvě na změny ve vlastnostech paliva a sorbentu či na změny v zatížení.

Během provozu při konstantním zatížení vylepšuje vyrovnávací zásoba částic ve skladovací nádrži 40 nebo ve skladovacím zařízení 60 dynamickou odezvu reaktoru £ s cirkulačním fluidním ložem na požadavek, vyvolaný regulačním systémem 80 teploty lože, a umožňuje tak rychlou změnu toku recirkulace ve skladovací nádrži 40 nebo ve skladovacím zařízení 60.

U známých aplikací reaktoru £ s cirkulačním fluidním ložem je rychlost nárůstu toku recirkulace z násypky 32 určena pomocí rychlosti nárůstu zásoby cirkulujícího materiálu v systému reaktoru £ s cirkulačním fluidním ložem v odezvě na snížení vyprazdňování násypky 32. Rychlost toku recirkulace narůstá v tomto případě pomalu, a i když je v násypce 32 obsaženo pouze malé množství částic, je toto množství částic nedostatečné pro odpovídající řízení zásoby částic v reaktoru.

Během změn zatížení pak akumulace tuhých částic ve skladovací nádrži 40 a ve skladovacím zařízení 60 při snížení zatížení nebo přenos tuhých částic ze skladovací nádrže 40 a ze skladovacího zařízení 60 do reaktoru £ s cirkulačním fluidním ložem poskytuje při zvýšení zatížení jistou kapacitu pro vyšší rychlost změn zatížení. To snižuje spotřebu materiálu v loži, který byl předtím požadován pro řízení zásoby částic v reaktoru £, během změn jeho zatížení.

Výhody tohoto vynálezu vzhledem k předchozím konstrukcím a způsobům podle obr. 3 jsou následující.

Uložené tuhé částice v systému reaktoru £ s cirkulačním fluidním ložem u tohoto vynálezu mají výrazně nižší teplotu, obvykle okolo 260 °C, oproti 872 °C u předchozích konstrukcí, během provozu při vysokém zatížení, což vede k vyhnutí se shromažďování při stagnačních podmínkách. Nashromáždění tuhých částic v primární skladovací násypce 34 částic a v L-ventilu 36 může být překážkou pro použití částic, nashromážděných primárním odlučovačem částic, pro řízení zásoby částic v reaktoru, a to během provozu při vysokém zatížení takovéto jednotky reaktoru s cirkulačním fluidním ložem.

U tohoto vynálezu mají uložené cirkulující tuhé částice podstatně nižší střední velikost, což vylepšuje účinek změny zásoby částic v reaktoru £ na přenos tepla v peci, protože rychlost přenosu teplaje větší pro menší průměr tuhých částic.

-16CZ 294253 B6

Přenos jemnějších částic ovlivňuje výrazně rozředěnou horní část zásoby v loži, která je odpovědná za většinu tuhých částic přepravovaných do reaktoru 1 s cirkulačním fluidním ložem. U předchozích provedení, kde je větši velikost částic, shromážděných primárním odlučovačem, tak přeprava zásoby významně ovlivňuje hustotu zásoby v loži, která způsobuje malý účinek na přenos tepla. Výsledkem toho je celkový nárůst celkové zásoby v loži reaktoru 1, odpovídající požadovanému nárůstu rozředěné horní části zásoby v loži, který je větší, což pak následně způsobuje vyšší požadovaný tlak ventilátoru a vyšší spotřebu tohoto ventilátoru.

Během provozu při konstantním zatížení má přenos tuhých částic ve známých aplikacích reaktoru 1 s cirkulačním fluidním ložem pouze přechodný účinek, protože nemění pevnou stavovou rovnováhu materiálu v systému reaktoru 1. s cirkulačním fluidním ložem, tj. v množství a rozdělení vyprazdňovacího toku cirkulujících tuhých částic mezi vyprazdňovacím otvorem 19 lože a vyprazdňovacím zařízením 30, spojeným se sekundárním odlučovačem 22 částic. Během pevných stavových podmínek určuje toto rozložení zásobu cirkulujících tuhých částic v reaktoru j_. Když je rozředěná horní část zásoby v reaktorovém loži zvýšena přenosem částic ze skladovací násypky 34 primárního odlučovače 20 částic a zvýšením rychlosti recirkulace primárního odlučovače 20 částic, bude mít toto rovněž za následek zvýšenou koncentraci cirkulujících částic v husté spodní části lože. To způsobí vyšší ztrátu cirkulujícího materiálu skrze vyprazdňovací otvor 19 lože. Rychlost vyprazdňování ze sekundárního odlučovače 22 částic se také zvýší u systému s omezenou rychlostí recirkulace sekundárního odlučovače 22 částic, a to z důvodu vyššího množství cirkulujícího materiálu, procházejícího skrze primární odlučovače 20 částic. S vyšší ztrátou a vstupem tuhých částic do systému, stále nezměněného, bude se postupně snižovat zásoba částic cirkulujícího materiálu v reaktor 1 na původní stálou stavovou hodnotu, odpovídající původní stavové rovnováze systému.

Naproti tomu dosahuje předmět tohoto vynálezu stálého nárůstu, tj. stálého stavu zásoby částic, a to z důvodu snížených ztrát přes vyprazdňovací zařízení 46, pokud je zvýšena rychlost recirkulace ze skladovací nádrže 40 nebo ze skladovacího zařízení 60. Snížená rychlost vyprazdňování bude kompenzována vzrůstem rychlosti vyprazdňování přes vyprazdňovací otvor 19 lože, odpovídající nárůstu zásoby částic v reaktoru 1.

Přestože zde byly popsány specifické způsoby provedení předmětu tohoto vynálezu až do detailů za účelem vysvětlení jejich aplikace a principů, je pro odborníka zdané oblasti techniky zcela zřejmé, že u předmětu tohoto vynálezu mohou být provedeny některé změny, a to v poli působnosti uvedeného vynálezu a bez toho, že by došlo k odchýlení se od tohoto uvedeného pole působnosti.

Zatímco například regulační systém teploty lože v peci a regulační systém hladiny uložených částic byly popsány jako dva oddělené systémy, a to zjevně pouze z ilustračních důvodů, tak ve skutečnosti může odborník z dané oblasti techniky dospět k závěru, že tyto dva systémy mohou být zahrnuty v systému pouze jednom, a to jako propojené řídicí funkce, zahrnuté do programovatelného digitálního ovládacího systému, založeného na mikroprocesorové bázi. Tato pružnost tak propůjčuje aplikaci uvedeného vynálezu novou konstrukci a nové uplatnění, zahrnující reaktor 1 s cirkulačním fluidním ložem a spalovací komoru, nebo mu umožňuje působit jako náhrada či modifikace stávajících reaktorů 1 s cirkulačním fluidním ložem či spalovacích komor. U jistých provedení předmětu tohoto vynálezu mohou být někdy použity jen některé jisté znaky tohoto vynálezu, a to bez jeho odpovídajících jiných částí a podobně, přičemž některé jiné znaky mohou být navzájem zkombinovány tak, aby bylo dosaženo požadovaného výsledku. Avšak veškeré tyto změny spadají do rozsahu předmětu tohoto vynálezu.

Claims (22)

1. Reaktor s cirkulačním fluidním ložem, obsahující plášť (6) reaktoru pro uložení a dopravu materiálu cirkulačního fluidního lože, přičemž tento plášť (6) reaktoru má spodní část a horní část, primární odlučovač (20) pevných částic pro shromažďování pevných částic unášených plynem proudícím pláštěm (6) reaktoru a ven z pláště (6) reaktoru, zařízení pro navracení pevných částic shromážděných primárním odlučovačem (20) pevných částic zpět do spodní části pláště (6) reaktoru, sekundární odlučovač (22) pevných částic pro další shromažďování pevných částic unášených plynem a dosud zůstávajících v tomto plynu proudícím z pláště (6) reaktoru po průchodu plynu primárním odlučovačem (20) pevných částic, vyznačující se tím, že dále obsahuje nádrž (40) pro uložení pevných částic s úložnou kapacitou, stanovenou rozsahem změn zásoby cirkulačních pevných částic v plášti (6) reaktoru požadované pro regulaci teploty lože, v závislosti na očekávané proměnlivosti vlastností paliva a sorbentu a zátěžových změn reaktoru, pro uložení pevných částic, shromážděných sekundárním odlučovačem (22) pevných částic, recirkulační systém (52) pro regulovanou recirkulaci pevných částic shromážděných sekundárním odlučovačem (22) pevných částic a uložených v nádrži (40) pro uložení pevných částic zpět do spodní části pláště (6) reaktoru, regulační systém (80) pro regulaci teploty lože pro řízení rychlosti recirkulace pevných částic z nádrže (40) pro uložení pevných částic do pláště (6) reaktoru pro změnu zásoby cirkulačních pevných částic v reaktoru s cirkulačním fluidním ložem pro regulaci teploty cirkulačního fluidního lože v plášti (6) reaktoru, a regulační systém (81) pro regulaci výšky hladiny uložených pevných částic, propojený s regulačním systémem (80) pro regulaci teploty lože, pro řízení zásoby pevných částic v nádrži (40) pro uložení pevných částic pro regulaci teploty lože.

2. Reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že nádrž (40) pro uložení pevných částic je opatřena snímacími prostředky (44) pro snímání výšky hladiny pevných částic v nádrži (40) pro uložení pevných částic.

3. Reaktor podle nároku 2, vyzn ač u j í cí se tí m , že nádrž (40) pro uložení pevných částic je umístěna přímo pod sekundárním odlučovačem (22) pevných částic, přičemž dále obsahuje vyprazdňovací zařízení (46), ovládané regulačním systémem (81) pro regulaci výšky hladiny uložených pevných částic v nádrži (40) pro uložení pevných částic na základě snímané výšky hladiny uložených pevných částic.

4. Reaktor podle nároku 1,vyznačující se tím, že recirkulační systém (52) obsahuje recirkulační potrubí (54) pro dopravu pevných částic z nádrže (40) pro uložení pevných částic do spodní části pláště (6) reaktoru a prostředky pro řízení průtokové rychlosti pevných částic, proudících recirkulačním potrubím (54), ovládané regulačním systémem (80) pro regulaci teploty lože.

5. Reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že nádrž (40) pro uložení pevných částic je vzdálena od sekundárního odlučovače (22) pevných částic, přičemž dále obsahuje dopravní systém (66) pro dopravu pevných částic, ovládaný regulačním systémem (81) pro regulaci výšky hladiny uložených pevných částic ze sekundárního odlučovače (22) pevných částic do nádrže (40) pro uložení pevných částic, a vstřikovací zařízení (74), ovládané regulačním systémem (80) pro regulaci teploty lože, pro řízené vstřikování pevných částic, uložených ve vzdálené nádrži (40) pro uložení pevných částic, zpět do spodní části pláště (6) reaktoru pro změnu zásoby cirkulačních pevných částic v reaktoru pro regulaci teploty cirkulačního fluidního lože v plášti (6) reaktoru.

6. Reaktor podle nároku 5, vy z n a č uj í c í se tím, že vzdálená nádrž (40) pro uložení pevných částic je opatřena zařízením (64) pro snímání výšky hladiny uložených pevných částic.

-18CZ 294253 B6

7. Reaktor podle nároku 5, v y z n a č u j í c í se t í m , že dopravní systém (66) pro dopravu pevných částic obsahuje potrubí (68) pro dopravu pevných částic ze sekundárního odlučovače (22) pevných částic do vzdálené nádrže (40) pro uložení pevných částic a zařízení pro řízení průtokové rychlosti pevných částic, proudících tímto potrubím (68).

8. Reaktor podle nároku 5, v y z n a č u j í c í se t í m , že vstřikovací zařízení (74) obsahuje potrubí (76) pro dopravu pevných částic ze vzdálené nádrže (40) pro uložení pevných částic do spodní části pláště (6) reaktoru a zařízení pro řízení průtokové rychlosti pevných částic tímto potrubím (76).

9. Reaktor podle nároku 6, vyznačující se tím, že dále obsahuje násypku (62), umístěnou ve spodní části sekundárního odlučovače (22) pevných částic, zařízení (64) pro snímání výšky hladiny uložených pevných částic v násypce (62) a vyprazdňovací zařízení (46), ovládané regulačním systémem (81) pro regulaci výšky hladiny uložených pevných částic, pro řízení výšky hladiny pevných částic v násypce (62) na základě snímané výšky hladiny pevných částic v této násypce (62).

10. Reaktor podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje zařízení pro vysílání signálů o provozních podmínkách reaktoru do regulačního systému (80) pro regulaci teploty lože pro umožnění stanovení požadované rychlosti recirkulace pevných částic zpět do reaktoru.

11. Způsob regulování teploty cirkulačního fluidního lože pevných částic u reaktoru s cirkulačním fluidním ložem podle nároků 1 až 10, obsaženého v plášti (6) reaktoru a dopravovaného tímto pláštěm (6), přičemž reaktor obsahuje primární odlučovač (20) pevných částic a sekundární odlučovač (22) pevných částic, vyznačující se tím, že obsahuje krok shromažďování pevných částic, unášených plynem proudícím pláštěm (6) reaktoru a ven z tohoto pláště (6) reaktoru, v primárním odlučovači (20) pevných částic a navracení pevných částic do spodní části pláště (6) reaktoru, krok využívání sekundárního odlučovače (22) pevných částic pro další shromažďování pevných částic, unášených plynem a dosud zůstávajících v tomto plynu proudícím z pláště (6) reaktoru po průchodu plynu primárním odlučovačem (20) pevných částic, krok uložení dalších pevných částic shromážděných sekundárním odlučovačem (22) pevných částic v nádrži (40) pro uložení pevných částic, a krok řízení recirkulační rychlosti pevných částic proudících z nádrže (40) pro uložení pevných částic do spodní části pláště (6) reaktoru pro změnu zásoby cirkulačních pevných částic v reaktoru s cirkulačním fluidním ložem prostřednictvím změny zásoby pevných částic v nádrži (40) pro uložení pevných částic pro regulaci teploty cirkulačního fluidního lože v plášti (6) reaktoru.

12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že dále obsahuje krok zjišťování požadavku na zvýšení či snížení recirkulační rychlosti pevných částic z nádrže (40) pro uložení částic do spodní části pláště (6) reaktoru, a krok zadržování pevných částic v nádrži (40) pro uložení pevných částic v případě požadavku na zvýšení recirkulační rychlosti pevných částic z nádrže (40) pro uložení pevných částic do spodní části pláště (6) reaktoru.

13. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že dále obsahuje krok zjišťování požadavku na zvýšení nebo snížení recirkulační rychlosti pevných částic z nádrže (40) pro uložení pevných částic do spodní části pláště (6) reaktoru, a krok vypouštění pevných částic z nádrže (40) pro uložení pevných částic v případě požadavku na snížení recirkulační rychlosti pevných částic z nádrže (40) pro uložení pevných částic do spodní části pláště (6) reaktoru.

14. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že dále obsahuje krok snímání výšky hladiny pevných částic v nádrži (40) pro uložení pevných částic.

- 19CZ 294253 B6

15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že dále obsahuje krok stanovení cílové výšky hladiny pevných částic pro nádrž (40) pro uložení pevných částic, krok porovnávání této cílové výšky hladiny pevných částic se zjištěnou výškou hladiny pevných částic, a krok regulování výšky hladiny pevných částic v nádrži (40) pro uložení pevných částic na základě uvedeného porovnávání prostřednictvím regulace vypouštěcího proudu pevných částic z nádrže (40) pro uložení pevných částic.

16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že dále obsahuje krok vypouštění pevných částic z nádrže (40) pro uložení pevných částic, pokud zjištěná výška hladiny pevných částic přesahuje cílovou výšku hladiny pevných částic a pokud není požadavek na zvýšení recirkulační rychlosti pevných částic z nádrže (40) pro uložení pevných částic do reaktoru.

17. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že dále obsahuje krok zadržování pevných částic v nádrži (40) pro uložení pevných částic, pokud zjištěná výška hladiny pevných částic leží pod cílovou výškou hladiny.

18. Způsob podle nároku 11, v y z n a č uj í c í se t í m , že dále obsahuje krok recirkulování první části dalších shromážděných pevných částic přímo zpět do spodní části pláště (6) reaktoru přes recirkulační systém (52), a krok dopravování druhé části dalších shromážděných pevných částic přes dopravní systém (66) do nádrže (40) pro uložení pevných částic.

19. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že dále obsahuje krok řízení recirkulační rychlosti pevných částic proudících z nádrže (40) pro uložení pevných částic do spodní části pláště (6) reaktoru prostřednictvím regulace vstřikovací rychlosti pevných částic z nádrže (40) pro uložení pevných částic přes vstřikovací zařízení (74) do pláště (6) reaktoru.

20. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že dále obsahuje krok stanovení cílové výšky hladiny pevných částic pro nádrž (40) pro uložení pevných částic, krok snímání výšky hladiny pevných částic v nádrži (40) pro uložení pevných částic, krok porovnávání cílové výšky hladiny pevných částic se zjištěnou výškou hladiny pevných částic, a krok řízení výšky hladiny pevných částic v nádrži (40) pro uložení pevných částic na základě tohoto porovnávání prostřednictvím regulace proudění pevných částic ze sekundárního odlučovače (22) pevných částic přes dopravní systém (66) pro dopravu pevných částic do nádrže (40) pro uložení pevných částic.

21. Způsob podle nároku 18, vyznaču j ící se tím, že dále obsahuje krok stanovení cílové výšky hladiny pevných částic pro násypku (62), umístěnou ve spodní části sekundárního odlučovače (22) pevných částic, krok snímání výšky hladiny pevných částic v této násypce (62), krok porovnávání cílové výšky hladiny pevných částic v násypce (62) se zjištěnou výškou hladiny pevných částic v násypce (62), a krok vypouštění pevných částic z násypky (62), pokud je zjištěná výška hladiny pevných částic v násypce (62) nad cílovou výškou hladiny pevných částic v násypce (62), pokud není požadavek na zvýšení výšky hladiny pevných částic v nádrži (40) pro uložení pevných částic a pokud není požadavek na zvýšení recirkulační rychlosti pevných částic do reaktoru.

22. Způsob podle nároku 21, vy z n a č uj í c í se tím, že dále obsahuje krok zadržování pevných částic v násypce (62), pokud je zjištěná výška hladiny pevných částic v násypce (62) pod cílovou výškou hladiny pevných částic v násypce (62).