CZ299974B6 - Zpusob regulování prenosu tepla v reaktoru s fluidním ložem a zarízení k jeho provádení - Google Patents
Zpusob regulování prenosu tepla v reaktoru s fluidním ložem a zarízení k jeho provádení Download PDFInfo
- Publication number
- CZ299974B6 CZ299974B6 CZ20002086A CZ20002086A CZ299974B6 CZ 299974 B6 CZ299974 B6 CZ 299974B6 CZ 20002086 A CZ20002086 A CZ 20002086A CZ 20002086 A CZ20002086 A CZ 20002086A CZ 299974 B6 CZ299974 B6 CZ 299974B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- heat transfer
- chamber
- transfer chamber
- flow rate
- fluidized bed
- Prior art date
Links
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims abstract description 333
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 76
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 67
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 31
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 29
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 21
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 20
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 17
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 14
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 102
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000011551 heat transfer agent Substances 0.000 description 1
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D13/00—Heat-exchange apparatus using a fluidised bed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/1818—Feeding of the fluidising gas
- B01J8/1827—Feeding of the fluidising gas the fluidising gas being a reactant
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/1836—Heating and cooling the reactor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/26—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/38—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
- B01J8/384—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only
- B01J8/388—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only externally, i.e. the particles leaving the vessel and subsequently re-entering it
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/40—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed subjected to vibrations or pulsations
-
- 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
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/18—Details; Accessories
- F23C10/28—Control devices specially adapted for fluidised bed, combustion apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
- B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
- B01J2208/00044—Temperature measurement
- B01J2208/00053—Temperature measurement of the heat exchange medium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
- B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
- B01J2208/00088—Flow rate measurement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00115—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
- B01J2208/00132—Tubes
-
- 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
- F23C2206/00—Fluidised bed combustion
- F23C2206/10—Circulating fluidised bed
- F23C2206/103—Cooling recirculating particles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Abstract
Pri zpusobu regulování prenosu tepla v reaktoru (10, 310, 410, 510) s fluidním ložem, který obsahuje komoru (12, 312', 412', 512') pro prenos tepla sfluidním ložem (14, 314', 414', 514') pevných cástic, prostredky (22, 322', 422', 522') pro privádení fluidizacního plynu do komory pro prenos tepla pro fluidizaci lože (14, 314', 414', 514') pevnýchcástic, a teplosmenné plochy (16, 316, 416, 516),usporádané ve styku s ložem (14, 314', 414', 514') pevných cástic v komore (12, 312', 412', 512') pro prenos tepla se do komory (12, 312', 412', 512') kontinuálne privádí fluidizacní plyn pro fluidizaci lože (14, 314', 414', 514') pevných cástic a pro zajištení prenosu tepla z fluidního lože (14, 314', 414', 514') pevných cástic na teplosmenné plochy (16, 316, 416, 516) prostrednictvím pohybu pevných cástic ve styku s teplosmennými plochami (16,316, 416, 516). Pri provádení zpusobu se pomocí prostredku (34, 334, 434, 534) kontinuálne mení prutoková rychlost fluidizacního plynu, privádeného do komory (12, 312', 412', 512') mezi dvema nebo více ruznými kladnými prutokovými rychlostmi podle periodické funkce, a dále se mení parametr funkce prutokové rychlosti fluidizacního plynu, kontinuálne privádeného do komory (12, 312', 412', 512').
Description
Způsob regulování přenosu tepla v reaktoru s fluidním ložem a zařízení k jeho provádění
Oblast techniky
Vynález sc tyká způsobu regulování přenosu tepla v reaktoru s fluidním ložem, který má komoru pro přenos tepla s ložem pevných částic, prostředky pro přivádění zkapalněného plynu do komory pro přenos tepla pro fluidizaci uvedeného lože pevných částic, a teplosrněnné plochy ve styku s uvedeným ložem pevných částic v uvedené komoře pro přenos tepla, přičemž je do něj kontinuálně přiváděn zkapalněný plyn z komory pro přenos tepla pro fluidizaci lože pevných částic a pro zajištění přenosu tepla z fluidního lože pevných částic na teplosrněnné plochy prostřednictvím pohybu pevných částic ve styku s teplosměnnými plochami.
Vynález se rovněž týká zařízení pro regulaci přenosu tepla v reaktoru s fluidním ložem, který má komoru pro přenos tepla s loženi pevných částic, prostředky pro kontinuální přivádění zkapalněného plynu do komory' pro přenos tepla pro fluidizaci uvedeného lože pevných částic, a teplosrněnné plochy ve styku s uvedeným ložem pevných částic v uvedené komoře pro přenos tepla.
Vynález se zejména týká způsobu a zařízení pro opětovné získávání tepla z pevných částic v reaktoru s fluidním ložem, který je opatřen provozní komorou, mající tluidní lože pevných částic, a komorou pro přenos tepla, která je propojena pro průtok pevných částic s provozní komorou. a která je opatřena teplosměnnými plochami.
Komora pro přenos tepla může být s provozní komorou propojena různými způsoby tak, aby docházelo ke vzájemné výměně pevných částic mezi oběma komorami. Komora pro přenos tepla může být v určitých specifických případech dokonce vytvořena v prostoru vlastní provozní komory.
Vynález se týká způsobu a zařízení, kterč mohou být uplatněny jak u atmosférických, tak í u tlakových systémů reaktoru s fluidním ložem.
Dosavadní stav techniky
Reaktory' s fluidním ložem, jako jsou například reaktory s cirkulujícím fluidním ložem, jsou používány u celé řady různých procesů, jako jsou například procesy spalování, teplosrněnné procesy, chemické nebo hutnické ěi metalurgické procesy.
Obvykle je teplo, které je vytvářeno prostřednictvím spalovacích nebo jiných exotcrmických procesů, opětovně získáváno z pevných částic fluidního lože s využitím teplosměmiýeh ploch.
Tyto teplosrněnné plochy odvádějí opětovně získané teplo do látky, jako je například voda nebo pára. kterážto látka odvádí teplo ven z reaktoru.
Teplosrněnné plochy jsou obvykle umístěny v provozní komoře nebo v prostoru konvekeníbo úseku, uspořádaného v plynovém kanále za provozní komorou, nebo v reaktorech s cirkulujícím fluidním ložem v prostoru odlučovače částic.
Přídavné teplosrněnné plochy mohou býl uspořádány v samostatných komorách pro přenos tepla, které mohou být součástí provozní komory, nebo mohou být samostatnými komorami, přiléhajícími k provozní komoře, nebo v reaktorech s cirkulujícím fluidním ložem mohou byt součástí recyklačního systému pevných částic.
CZ 299974 Bó
V komoře pro přenos tepla je teplo obvykle získáváno prostřednictvím kontinuálního přivádění horkých pevných částic například z provozní komory do komory pro přenos tepla, přičemž je teplo v této komoře pro přenos tepla opětovně získáváno z uvedených pevných částic, přičemž jsou tyto pevné částice z komory' pro přenos tepla kontinuálně odváděny do provozní komory. K uvedenému opětovnému získávání tepla dochází s využitím teplosměnných ploch, uspořádaných v komoře pro přenos tepla.
Komora pro přenos tepla je proto opatřena vstupními prostředky pro přivádění kontinuálního proudu horkých pevných částic z provozní komory do komory' pro přenos tepla, teplosměnnýmí plochami a prostředky pro odvádění tepla, opětovně získaného z pevných částic, ven z komory pro přenos tepla, a výstupními prostředky pro kontinuální recyklaci pevných částic, odváděných z komory pro přenos tepla do provozní komory .
Přesná a rychlá rcgulovatelnost přenosu tepla je velice významným aspektem u celé řady uplatnění reaktorů s fluidním ložem, jako jsou například parní kotle, kde udržování konstantní teploty páry může vyžadovat rychlé a přesné regulování přenosu tepla. Důvodem pro požadavek na regulační působení muže být požadavek na změnu množství produkované páry. nebo odchylky z hlediska kvality paliva nebo z hlediska přívodu paliva, nebo nějaké jiné odchy lky či nepravidelnosti příslušného systému.
Rovněž může vzniknout potřeba nastavit daný systém na vhodný provozní stav. U parních kotlů pak dochází k dodatečným požadavkům na regulaci v důsledku skutečnosti, že teplo bývá obvykle opětovně získáváno v několika stupních, například ve výparnícíeh, přehřívaěíeh, ekonomizérech a přihřívácíeh, u kterých může být vyžadována nezávislá samostatná regulace.
hlediska procesů, probíhajících v reaktoru $ fluidním loženi, je účelem regulace přenosu tepla udržovat optimální provoz, zejména s ohledem na škodlivé emise nebo na účinnost spalování. To obvykle vede k závěru, že teplota v reaktoru musí zůstávat konstantní i za těch podmínek, kdy dochází ke změně opětovného získávání tepla a kc změně množství přiváděného paliva.
II reaktorů s cirkulujícím fluidním ložem se může množství opětovně získávaného tepla v horních částech pccc měnit prostřednictvím změny hustoty lože.
Toho lze docílit shromažďováním částí materiálu lože za účelem jeho nahromadění, jak je popsáno v patentovém spise US 4 823 739. nebo jednodušeji a rychleji změnou rychlosti zkapalněného plynu.
Avšak zkapalněný plyn je významným faktorem při reakcích, kc kterým dochází v provozní komoře reaktoru s cirkulujícím fluidním ložem. Za účelem udržování hospodárného a ekologicky výhodného provozu pak změny množství zkapalněného plynu vyžadují provádění i dalších současných změn, jako jsou například změny množství přiváděného paliva.
Takže tento způsob regulace přenosu tepla ovlivňuje všechny tcplosmčnné plochy daného systému. přičemž může být výhodně uplatňován pouze v časovém měřítku tepelné časové konstanty v celém systému.
V důsledku velkých tepelných kapacit pak tepelná časová konstanta reaktoru s fluidním ložem, to znamená doba. kdy po stupňovité stimulaci dochází přibližně ke dvěma třetinám změny teploty, může být velice dlouhá, například 25 minut. Takže přenos tepla z fluídního lože, založený na teplosměnných plochách, které mají neměnný tepelný kontakt s ložem, není dostatečně rychlý pro účely celé řady uplatnění reaktorů s fluidním ložem.
Za účelem umožnění provádění rychlé regulace přenosu tepla z reaktoru s fluidním ložem, a to s časovou konstantou v řádu například několika desítek vteřin, byly vyvinuty různé konstrukce, využívající samostatných komor pro přenos tepla.
? Jelikož rovněž v těchto komorách pro přenos tepla se může teplota pevných částic měnit pouze pomalu, byly vyvinuty různé způsoby, které nejsou založeny na změnách teploty uvedených pevných částic pro účely regulace přenosu tepla.
Nejjednoduššími prostředky pro prov ádění takovéto regulace je provádění změn množství horkéio ho materiálu ve styku s teplosměnnými plochami v komoře pro přenos tepla tak. že pouze proměnná část těchto teplosměnných ploch je pokryta pevnými částicemi. Tento typ konstrukce je předmětem například patentového spisu US 4 813 479. Avšak pro provádění kontroly hladiny pevných částic je nutno používat alespoň jednoho přídavného průtokového kanálu a regulačního ventilu, což vede k nárůstu složitosti daného systému a rovněž ke zvýšení příslušných nákladů.
Jiným přístupem, který' byl uplatňován u reaktorů s cirkulujícím fluidním ložem, je rozdělení proudu horkých pevných částic za odlučovačem částic do dvou kanálů, z nichž je pouze jeden opatřen teplosměnnými plochami. Takže v důsledku změny rozdělovacího poměru pevných Částic. proudících uvedenými dvěma kanály, dochází kc změnám intenzity přenosu tepla. Za účelem
2o řádného fungování pak tento způsob rovněž vyžaduje příliš složitou konstrukci, jaká je popsána například v patentovém spise US 5 140 950. přičemž je u takovéto konstrukce využíváno mnoha oddílů a kanálů.
Komory' pro přenos tepla běžně představují promývací fluidní lože s nízkými rychlostmi proudě25 ní plynu, například od 0,1 do 0,5 m/s.
Přeprava pevných částic komorou pro přenos tepla nebo jejími různými kanály muže být řízena či regulována prostřednictvím mechanických ventilů nebo prostřednictvím změny rychlosti zkapalněného plynu, a tím í výšky lože, v různých částech komory pro přenos tepla.
Je známo, žc koeficient přenosu tepla teplosměnnc plochy ve fluidním loži se může do určité míry měnit prostřednictvím změny rychlosti proudění zkapalněného plynu. (Koeficient přenosu tepla se vztahuje na množství tepelné energie, přenášené jedním čtverečním metrem teplosmenné plochy najeden stupeň teplotního rozdílu mezi ložem a látkou, odvádějící teplo pryč.)
K tomu dochází v důsledku skutečnosti, žc při vyšších rychlostech proudění zkapalněného plynu je pohyb pevných částí daleko intenzivnější a zaručuje mnohem stejnoměrnější rozdělení teplot ve fluidním loži. v důsledku čehož je přenos tepla na teplosměnných plochách zvýšen,
Jelikož u typických konstrukcí komory pro přenos tepla sc rychlosti proudění plynu vztahují na proudění částic, nemohou být nezávisle měněny. V patentovém spise US 5 425 412 je popsáno uspořádání ve vratném kanálu reaktoru s cirkulujícím fluidním ložem, kde komora pro přenos tepla obsahuje samostatný tcplosměnný úsek. ve kterém může být rychlost proudění plynu měněna nezávisle na proudění částic.
Kromě toho patentový spis US 5 406 914 popisuje jiné uspořádání se samostatným tcplosměnným úsekem, který je rovněž opatřen přídavným kanálem pro částice, vedoucím přímo z provozní komory do komory pro přenos tepla.
Na obdobném principu může být rovněž zkonstruována samostatná komora pro přenos tepla s prouděním plynu, přenášejícím teplo, které je nezávislé na proudění plynu, přenášejícím částice.
- j CZ 299974 B6
Avšak alespoň tehdy, kdy je nezbytný vysoký pokles poměru, pak uvedené způsoby, popisované v patentovém spise US 5 425 412 a v patentovém spise US 5 406 914, nezajišťují ideální řízení a regulaci přenosu tepla, neboť v promývacích fluidních ložích se koeficient přenosu tepla obvykle mění od nízké hodnoty na mnohem vyšší hodnotu spíše prudce v rámci úzkého rozmezí rychlostí proudícího zkapalněného plynu. Takže při využívání průtokové rychlosti jako regulačního parametru není možno dosáhnout hladkého a kontinuálně regulovatelného provozu ve velkém regulačním rozmezí.
V patentovém spise GB 929 156 byl navržen způsob výměny tepla mezi tekutinou, cirkulující ío přes teplosměnnou plochu, a zrnitým práškovým materiálem prostřednictvím fluid izace zrnitého práškového materiálu pulzujícím způsobem. Proto v průběhu každého impulzu je prováděno vstřikování zkapalněného plynu při rychlosti, která je podobná nebo vyšší, než je rychlost zkapalněného plynu bčhem kontinuální fluidizace. přičemž mezi dvěma impulzy nedochází k žádnému vstřikování zkapalněného plynu.
Periodické pulzace obsahují poměrně krátká vstřikovací období, střídající se s delšími stacionárními obdobími. Proto je ve shora uvedeném patentovém spise GB pojednáváno o dvou problémech. Objemové množství zkapalněného plynu se snižuje, přičemž je zrnitý materiál udržován po dlouhá období ve stavu jeho maximální hustoty .
Způsob, navrhovaný v patentovém spise GB 929 156, se však nejeví jako vhodný pro uplatnění u reaktorů s fluidním ložem, kde jsou vyžadovány pokud možno co nejstabiInčjší provozní podmínky. Všechny typy změn. které záporně ovlivňují daný postup, musejí být odstraněny, Velké kolísání fluidizaění rychlosti, tj. mezi nulovou fluidizací a rychlostí, podobnou nebo vyšší, než je obvyklá fluidizaění rychlost, mohou mít negativní důsledky na další provozní proměnné.
Dalším nedostatkem navrhované regulace přenosu tepla, založené na pulzující rychlosti proudění plynu, a to včetně nulových rychlostí proudění plynu, je slabé promíchávání pevných částic v komoře pro přenos tepla. Zejména tehdy, pokud dochází k dohořívání nebo přídavnému spalo30 vání. zde existuje riziko přehřívání a spékání materiálu lože v určitém místě komory' pro přenos tepla.
Bylo rovněž zjištěno, že trysky ve dně reaktoru s fluidním ložem mají snahu netěsnit, pokud je v reaktoru udržována minimální rychlost plynu.
Podstata vynálezu
Úkolem tohoto vynálezu je vyvinout způsob a zařízení pro regulací přenosu tepla v reaktorech id s fluidním ložem, kde budou shora uvedené nedostatky pokud možno co nejvíce minimalizovány.
Zejména je úkolem tohoto vynálezu vyvinout způsob a zařízení, u kterých bude možno přenos tepla v komoře pro přenos tepla v reaktoru s fluidním ložem rychle a přesně regulovat ve velkém regulačním rozmezí, a to dokonce i při nízkých intenzitách přenosu tepla, bez rizika přehřívání.
V souladu s předmětem tohoto vynálezu byl vyvinut způsob regulování přenosu tepla v reaktoru s fluidním ložem, který obsahuje komoru pro přenos tepla s fluidním ložem pevných částic, prostředky pro přivádění fluidizaěního plynu do komory pro přenos tepla pro fluidizaci lože pevných částic, a teplosměnné plochy, uspořádané ve styku s ložem pevných částic v komoře pro přenos tepla, do kteréžto komory pro přenos tepla se kontinuálně přivádí fluidizační plyn pro fluidizací lože pevných částic a pro zajištění přenosu tepla z fluidního lože pevných částic na teplosměnné plochy prostřednictvím pohybu pevných částic ve styku s teplosmčnnými plochami.
-4CZ 299974 B6
Při provádění tohoto způsobu se kontinuálně mění průtoková rychlost fluidizačního plynu, přiváděného do komory pro přenos tepla, mezi dvěma nebo více různými kladnými průtokovými rychlostmi podle periodické funkce, a mění se parametr funkce průtokové rychlosti fluidizačního plynu, kontinuálně přiváděného do komory pro přenos tepla, pro měnění fluidtzace lože pevných částic a pro regulaci okamžitého přenosu tepla z pevných částic na teplosměnné plochy v komoře pro přenos tepla.
Průtoková rychlost ply nu, který se kontinuálně přivádí do komory pro přenos tepla, se s výhodou střídavě mění mezi první a druhou průtokovou rychlostí, přičemž první průtoková rychlost je vyšší, než druhá průtoková rychlost, takže první průtoková rychlost zajišťuje vyšší přenos tepla z pevných částic na teplosměnné plochy, než druhá průtoková rychlost.
U výhodného provedení se průtoková rychlost plynu, přiváděného do komory pro přenos tepla, mění periodicky podle stupňovité, pilovité nebo sinusoidní funkce.
U dalšího výhodného provedení se průtoková rychlost plynu, přiváděného do komory pro přenos tepla, mění periodicky mezi horní a spodní mezní rychlostí, přičemž pro jemné materiály, jako je materiál lože v reaktoru s cirkulujícím fluidním ložem, je horní mez větší, než 0,2 m/s. s výhodou větší, než 0.25 m/s. přičemž rozdíl mezi horní a spodní mezí je větší, než 0,1 m/s, s výhodou větší, než 0.15 m/s.
Průtoková rychlost plynu, přiváděného do komory' pro přenos tepla, se s výhodou mění periodicky mezi horní a spodní mezní rychlostí, přičemž pro hrubé materiály, jako je pevný materiál v chladiči popela, je horní mez větší, než 0.4 m/s, s výhodou větší, než 0.5 m/s, přičemž rozdíl mezi horní a spodní mezí je větší, než 0,2 m/s, s výhodou větší, než 0,25 m/s.
IJ výhodného provedení se průtoková rychlost plynu, přiváděného do komory pro přenos tepla, mění periodicky mezí horní a spodní mezní rychlostí, přičemž okamžitý koeficient přenosu tepla pro teplo, přenášené z pevných částic v komoře pro přenos tepla na teplosměnné plochy, je při spodní mezní rychlosti menší, než 60 % jeho maximální hodnoty, a při horní mezní rychlosti je větší, než 80 % jeho maximální hodnoty.
Průtok plynu, přiváděného do komory pro přenos tepla, se s výhodou mění mezi průtokem plynu o vysoké rychlosti a průtokem plynu o nízké rychlosti, přičemž trvání období průtoku plynu o vysoké rychlosti je konstantní, zatímco trvání období průtoku plynu o nízké rychlosti se mění pro regulaci přenosu tepla v komoře pro přenos tepla.
Trvání průtoku plynu o nízké rychlosti je s výhodou menší než 30 s, s výhodou do 10 s.
Průtok plynu, přiváděného do komory pro přenos tepla, sc s výhodou ment mezi průtokem plynu o vysoké rychlosti a průtokem plynu o nízké rychlosti, přičemž trvání období průtoku plynu o nízké rychlosti je konstantní, zatímco trvání období průtoku plynu o vysoké rychlosti se mění pro regulaci přenosu tepla v komoře pro přenos tepla.
Reaktor s fluidním loženi s výhodou obsahuje první zónu a druhou zónu komory pro přenos tepla, přičemž proud fluidizačního plynu se přivádí do první a druhé zóny komory7 pro přenos tepla a reguluje se samostatné pro zabránění periodickým tepelným poruchám v systému.
Reaktor s fluidním ložem dále s výhodou obsahuje provozní komoru, jako je spalovací komora, která je průtokově propojena pro průtok pevných částic s komorou pro přenos tepla, přičemž se teplo, vytvářené ve spalovací komoře, opětovně získává prostřednictvím teplosměnných ploch v komoře pro přenos tepla.
- 5 CZ 299974 B6
Komorou pro přenos teplu je s výhodou chladič popela, přičemž se teplo opětovně získává z popela, odváděného i reaktoru s fluidním ložem.
Reaktorem s fluidním ložem je s výhodou reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, obsahující komoru reaktoru a odlučovač pevných částic, přičemž komora pro přenos tepla je připojena k vratnému kanálu, připojujícímu odlučovač částic ke spodní části komory reaktoru, a přičemž teplo, vytvářené ve spalovací komoře, se opětovně získává prostřednictvím teplosměnných ploch v komoře pro přenos tepla.
U výhodného provedení se sleduje změna potřeby přenosu tepla, přičemž prostředky pro přivádění fluidizačního plynu do komory pro přenos tepla se regulují pro dosažení zjištěné potřeby změny přenosu tepla.
Teplota teplosměnné látky, jako je horká voda nebo pára, na teplosměnných plochách se s výhodou sleduje a porovnává s předem stanovenou hodnotou, přičemž trvání období proudění plynu o vysoké rychlosti a období proudění plynu o nízké rychlosti se střídá podle předem stanoveného programu pro dosažení požadovaného přenosu tepla v komoře pro přenos tepla, a pro dosažení předem stanovené hodnoty teploty .
V souladu s dalším aspektem tohoto vynálezu bylo dále rovněž vyvinuto zařízení pro regulaci přenosu tepla v reaktoru s fluidním ložem, který obsahuje komoru pro přenos tepla s fluidním ložem pevných částic, prostředky pro kontinuální přivádění fluidizačního plynu do komory pro přenos tepla pro íluidizaei lože pevných částic, a teplosměnné plochy ve styku s ložem pevných částic v komoře pro přenos tepla. Reaktor s fluidním ložem je dále opatřen prostředky pro kontinuální měnění průtokové rychlosti fluidizačního plynu, přiváděného do komory pro přenos tepla, mezi dvěma nebo více různými kladnými průtokovými rychlostmi podle periodické funkce, přičemž tyto prostředky pro měnění průtokové rychlosti obsahují prostředky pro měnění parametru periodické funkce průtokové rychlosti pro regulaci okamžitého přenosu tepla z pevných částic na teplosměnné plochy v komoře pro přenos tepla.
Prostředky pro měnění fluidizace dále s výhodou obsahují prostředky pro sledování potřeby změny přenosu tepla v komoře pro přenos tepla, a prostředky pro zpracování uvedené zjištěné potřeby změny přenosu tepla na změnu parametru periodické průtokové rychlosti.
Prostředky pro sledování potřeby změny přenosu tepla v komoře pro přenos tepla rovněž s výhodou obsahují prostředky pro měření teploty, uspořádané pro měření teploty teplosměnné látky pro odvádění tepla ven z komory pro přenos tepla.
Prostředky pro měnění fluidizace s výhodou zahrnují ventilové prostředky pro regulování rychlosti proudění plynu, přiváděného do komory pro přenos tepla.
Reaktor s fluidním loženi dále s výhodou obsahuje provozní komoru, jako je spalovací komora, která jc pro průtok pevných částic propojena s komorou pro přenos tepla.
Komorou pro přenos tepla je s výhodou chladič popela pro odvádění hrubého pevného materiálu lože z provozní komory .
Reaktorem s fluidním ložem je s výhodou reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, obsahující komoru reaktoru a odlučovač pevných částic, přičemž komora pro přenos tepla je připojena k vratnému kanálu, připojujícímu odlučovač částic ke spodní části komory reaktoru.
V souladu s předmětem tohoto vynálezu byl tedy vyvinut zdokonalený způsob a zdokonalené zařízení pro regulování přenosu tepla v reaktoru s fluidním ložem, který má komoru pro přenos tepla s ložem pevných částic, prostředky pro kontinuální, tj. v podstatě nepřerušované přivádění
-6CZ. 299974 B6 zkapalněného plynu do komory pro přenos tepla pro fluidizaei uvedeného lože pevných částic, a teplosměnné plochy ve styku s uvedeným ložem pevných částic v uvedené komoře pro přenos tepla, přičemž teplosměnné plochy znovu získávají teplo z pevných částic v komoře pro přenos tepla.
Reaktor s fluidním ložem podle tohoto vynálezu je dále opatřen prostředky pro měnění kontinuální tluidizace v loži pevných částic v komoře pro přenos tepla v souladu s periodickou funkcí. Proudění zkapalněného plynu, který je kontinuálně přiváděn do komory pro přenos tepla, se periodicky mění mezi dvěma nebo více různými průtokovými rychlostmi pro účely regulace okamžitého přenosu tepla z pevných částic na uvedené teplosměnné plochy v uvedené komoře pro přenos tepla.
Účinný nebo průměrný celkový přenos tepla v komoře pro přenos tepla je tak regulován prostřednictvím měnění parametrů periodicky se měnícího průtoku zkapalněného plynu, který je is přiváděn do komory pro přenos tepla.
Předmět tohoto vynálezu je uplatnitelný u různých typů reaktorů s fluidním ložem, jako jsou například reaktory s promývaeím fluidním ložem nebo reaktory s cirkulujícím fluidním ložem.
Takže reaktory' s fluidním ložem obsahují provozní komoru, jako jc například spalovací komora, která je průtokově propojena z hlediska proudění pevných částic s komorou pro přenos tepla. Teplo, vytvářené v uvedené provozní komoře, je tak opětovně získáváno prostřednictvím teplosménných ploch v komoře pro přenos tepla.
Komora pro přenos tepla, ve které je přenos tepla regulován v souladu s předmětem tohoto vynálezu, může být dokonce integrální součástí reaktoru s promývaeím fluidním ložem, takže alespoň část vlastního promývacího lože může tvořit oblast „komory pro přenos tepla.
Předmět tohoto vynálezu je rovněž uplatnitelný u chladičů popela ve fluidním loží. při chlazení
3» popela a/nebo dalších materiálů lože, odváděných ze spalovací komory reaktoru s fluidním ložem. Komora pro přenos tepla může být připojena k cirkulujícímu fluidnímu loži jako vnější tepelný výměník v recirkulaění smyčce pevného materiálu, nebo jako vnitřní tepelný výměník, připojený k vnitřní cirkulaci materiálu lože.
Takže v souladu s výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu byl vyvinut zdokonalený způsob opětovného získávání tepla z pevných částic v reaktoru s fluidním ložem, využívající komory pro přenos tepla, kterýžto způsob zahrnuje následující kroky :
kontinuální přivádění horkých pevných částic z provozní komory do komory pro přenos tepla a kontinuální odvádění uvedených pevných částic z komory' pro přenos tepla do pro40 vozní komory, opětovné získávání tepla z uvedených pevných částic v komoře pro přenos tepla prostřednictvím teplosměnných ploch, měnění průtokové rychlosti zkapalněného plynu, přiváděného do komory pro přenos tepla, v souladu s periodickou funkcí.
Přídavně může předmětný způsob zahrnovat i následující kroky :
sledování možné nutností změny intenzity přenosu tepla, například prostřednictvím monitorování teploty látky, která odvádí opětovně získané teplo z komory pro přenos tepla, a měnění parametru průtokové rychlosti zkapalněného plynu v komoře pro přenos tepla za účelem dosažení změny intenzity účinného přenosu tepla v souladu se zjištěnou nutností.
V souladu s výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu bylo rovněž vyvinuto zdokonalené
-7CZ 299974 B6 zařízení na opětovné získávání tepla z pevných částic v reaktoru s fluidním ložem, který využívá komory pro přenos tepla, přičemž uvedené zařízení obsahuje :
prostředky pro kontinuální přivádění pevných částic z provozní komory do komory pro přenos tepla a prostředky pro kontinuální odvádění uvedených pevných částic z komory pro přenos tepla do provozní komory , teplosměnné plochy pro opětovné získávání tepla z uvedených pevných částic a prostředky pro odvádění opětovně získaného tepla z komory' pro přenos tepla, a prostředky pro zajištění periodických změn průtoku zkapalněného plynu.
io Přídavné může předmětné zařízení dále obsahovat:
prostředky pro sledování možné nutností změny intenzity přenosu tepla, a prostředky pro měnění parametru uvedeného periodicky se měnícího proudění zkapalněného ply mi.
V souladu s jedním aspektem předmětu tohoto vynálezu se průtoková rychlost kontinuálního proudu plynu střídavě mění mezi první a druhou průtokovou rychlostí, přičemž první průtoková rychlost je vyšší, než je druhá průtoková rychlost, takže první průtoková ry chlost zajišťuje vyšší okamžitý přenos tepla z pevných částic na teplosměnné plochy, než druhá průtoková rychlost. Tyto průtokové rychlosti se v případě nutnosti mohou střídavě měnit mezi více než dvěma rúz20 ným i průtokovými rychlostmi.
Pokud se průtoková rychlost střídavě mění mezi předem stanovenými konstantními hodnotami, pak nejnižší rychlost musí ještě překračovat nulu. to znamená, že musí být kladná. Nejnižší průtoková rychlost může být zejména nastavena na hladinu, která zabraňuje tomu, aby docházelo k úniku z fluidizačních trysek nebo k jejich zablokování částicemi, padajícími do otvorů těchto try sek nebo na tyto otvory.
IJ systémů, kde zkapalněný plyn v komoře pro přenos tepla tvoří výraznou část spalovacího vzduchu, přiváděného do systému, musí být udržována minimální průtoková rychlost plynu nebo so vzduchu, a to za tím účelem, aby nedošlo k nestabilitě tohoto systému. Rovněž určitá minimální průtoková rychlost vzduchu je vyžadována za účelem zabránění vzniku odkysličovaeích podmínek a zvýšené koroze na teplosměnnýeh plochách.
Ze shora uvedených důvodů musí být minimální hodnota periodicky se měnící průtokové rycht5 losti zkapalněného plynu v komoře pro přenos tepla s výhodou udržována na úrovni, odpovídající alespoň 10 %. s výhodou pak alespoň 20 % minimální hodnoty periodicky se měnící průtokové rychlosti zkapalněného plynu v komoře pro přenos tepla.
Průtoková rychlost plynu, přiváděného do komory pro přenos tepla, se může rovněž periodicky
4i) měnit v souladu s například stupňovitou funkcí, pilovitou funkcí, sinusovou funkcí nebo podobně. forma této funkce jako takové není obvykle důležitá. Forma uvedené funkce závisí obecně na konstrukci prostředků, zajišťujících periodické změny průtoku zkapalněného plynu a/nebo prostředků pro měnění parametru periodického průtoku zkapalněného plynu. Za účelem umožnění měnit průměrný průtok zkapalněného plynu a účinnou intenzitu přenosu tepla bude možné měnit alespoň j ed e n z p a ra metru danéfunkee.
Jak již bylo shora uvedeno, tak se koeficient přenosu tepla u promývacího fluidního lože obvykle mění od nízké hodnoty na mnohem vyšší hodnotu spíše prudce bez úzkého rozmezí průtokové rychlosti zkapalněného plynu. Koeficient přenosu tepla dosahuje maximální hodnoty při určité průtokové rychlosti, načež opci klesá při vyšších průtokových rychlostech.
-8CZ 299974 Β6
V následujícím bude rozmezí průtokové rychlosti, ve kterém sc koeficient přenosu tepla pro okamžitý přenos tepla mění od 60 % z jeho maximální hodnoty na 80 % jeho maximální hodnoty, nazýváno „rozmezí přenosové rychlosti, přičemž průtokové rychlosti nižší, než, jsou hodnoty v „rozmezí přenosové rychlosti, budou nazývány „nízké rychlosti, a průtokové rychlosti vyšší, než jsou hodnoty v „rozmezí přenosové rychlosti budou nazývány „vysoké rychlosti.
U výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu pak uvedené periodicky sc měnící průtokové rychlosti zkapalněného plynu závisejí na čase jako časově závislá stupňovitá funkce, tj. funkce, jejíž hodnota se mění mezi dvěma konstantami, z nichž jedna představuje ..nízkou rychlost, a druhá představuje „vysokou rychlost. Takže parametry periodického průtoku jsou trvání a rychlosti „vysoké a „nízké části průtokového období.
V průběhu podružného období, kdy je rychlost „vysoká, je vysoká intenzita okamžitého přenosu tepla na teplosměnných plochách. Pokud jc rychlost „nízká, jc okamžitý přenos tepla rovněž nízký.
Pokud je periodická funkce taková, že lože je vždy nebo po většinu času ve „vysokém stavu, pak je účinná nebo průměrná celková intenzita přenosu tepla vysoká. Pokud je poměr „vysoké rychlosti malý, pak je účinná intenzita přenosu tepla nízká.
Funkce periodické zmčny průtokové rychlosti plynu nemusí být nezbytně stupňovitou Funkcí, střídavě se měnící mezi dvěma konstantami, neboť to může být popřípadě i jiná vhodná časově závislá funkce, která se však s výhodou mění v rozmezí, vymezeném, „nízkou a „vysokou rychlostí, přičemž „nízká“ a „vysoká rychlost jsou s výhodou předem stanoveny.
Na vyobrazení podle obr. la je schematicky znázorněna periodická stupňovitá funkce střídavě se měnícího průtoku, přičemž η je doba trvání „vysoké průtokové rychlosti, a t3 je doba trvání „nízké“ průtokové rychlosti. V bodech, označených na obr. la a rovněž u ostatních příkladů podle obr. lb, obr. Ic a obr. Id jako i a ii, pak intenzita účinného přenosu tepla vzrůstá z nízké hodnoty na střední hodnotu a ze střední hodnoty na vysokou hodnotu.
Při atmosférickém tlaku je rozmezí přenosové průtokové rychlosti, oddělující oblasti vysokého a nízkého přenosil tepla, obvykle v blízkosti hodnoty 0,2 m/s pro jemný materiál lože, a mezi hodnotami 0,4 a 0,5 m/s pro hrubý materiál lože.
Takže při okolním tlaku pro jemný materiál lože, jako je například materiál lože. cirkulující v reaktoru s cirkulujícím fluidním ložem, mohou mít „vysoké průtokové rychlosti nebo horní hranice pro průtokovou ry chlost hodnotu například větší nebo rovnu 0,2 m/s. obvykle větší nebo rovnu 0.25 tn/s. Rozdíl mezi „vysokou a „nízkou průtokovou rychlostí bude větší, než 0,1 m/s. s výhodou větší, než 0.15 m/s.
Obdobně pak při okolním tlaku pro hrubý materiál lože, jako je například popel, odváděný ze spodní části reaktoru s cirkulujícím fluidním ložem, mohou být „vysoké průtokové rychlosti například větší nebo rovny hodnotě 0,4 m/s, obvykle větší nebo rovny hodnotě 0,5 m/s. Rozdíl mezi „vysokou a „nízkou průtokovou rychlostí bude větší, než 0.2 m/s, s výhodou pak větší, než. 0.25 m/s.
Rozdíl mezi „vysokou a „nízkou průtokovou rychlostí však nesmí přesáhnout hodnotu „vysoké průtokové rychlosti, přičemž minimální „nízká průtoková rychlost musí být po celou dobu udržována, a to za tím účelem, aby se zamezilo takovým problémům, jako je spékání materiálu, únik l trysek, ucpávání trysek a nestabilita celého systému, ke kterým dochází v důsledku nulových nebo příliš nízkých průtokových rychlostí.
- 9 CZ 299974 B6
Je však třeba zdůraznit, žc hodnoty ..vysoké“ a ..nízké průtokové rychlosti výrazně závisejí na tlaku. Takže při zvýšeném tlaku, například o hodnotě 10 barů. mohou býl shora uvedené hodnoty průtokové rychlosti poděleny číslem 2 nebo i vyšším,
Periodicky se měnící koeficient okamžitého přenosu tepla tcplosměnných ploch ve fluidním loži závisí kromě tlaku rovněž na velikostí, zaoblení a hustotě částic v loži. Jakže v souladu s jedním aspektem předmětu tohoto vynálezu může být rozmezí průtokových rychlostí, které odděluje hodnoty ..vysoké” a ..nízké“ průtokové rychlosti, jenom obtížně definováno jako rozmezí rychlostí,
Alternativně může byl rozmezí definováno jako rozmezí, kde sc koeficient okamžitého přenosu tepla mění od 60% do 80% jeho maximální hodnoty. Maximální hodnota okamžitého přenosu tepla je maximální hodnotou, která je prakticky dosažitelná prostřednictvím specifických teplosměnnýeh ploch ve specifické komoře pro přenos tepla.
Na vyobrazení podle obr, I, stejně jako u ostatních příkladů podle obr. lb. obr. le a obr, ld. pak čárkovaná vodorovná čára představuje přibližně rozmezí průtokově rychlosti, které odděluje oblast vysokého a nízkého koeficientu přenosu tepla.
U výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu je doba trvání podružného období „vysoké“ průtokové rychlosti konstantní, například 2.0 s. přičemž doba trvání podružného období „nízké“ průtokové rychlosti se může pro účely regulace přenosu tepla měnit mezi určitými hodnotami, řekněme Osa 10 s. a to za účelem pokrytí požadovaného rozmezí přenosu tepla.
V případě požadavku může být doba trvání podružného období „nízké“ průtokové rychlosti konstantní, a doba trvání podružných období „vysoké“ průtokové rychlosti se může měnit, nebo se může měnit doba trvání obou uvedených podružných období.
Dostatečné promíchávání promývacího lože vyžaduje, aby podružná období „vysoké“ rychlosti byla v určitých ne příliš dlouhých intervalech, přičemž tyto intervaly obvykle nepřesahují dobu 30 s. Rovněž za účelem zabránění škodlivého periodického kolísání teploty média pro přenos tepla nebo reaktoru jc výhodné, aby podružná období byla ve většině případů kratší, než jsou příslušné tepelné časové konstanty daného systému.
Za účelem odstranění případných periodických tepelných poruch, například cyklického kolísání teploty páry, může být komora pro přenos tepla opatřena dvěma nebo více oblastmi se samostatně regulovanými vstupy zkapalněného plynu, nebo dvěma ěi více soustavami samostatně regulovaných vstupů zkapalněného plynu ve stejné oblasti.
4o Podružná období „vysoké“ a „nízké“ průtokové rychlosti mohou být uzpůsobena tak, aby k nim docházelo na samostatně regulovaných vstupech zkapalněného plynu v rozdílných časech v různých oblastech nebo v různých soustavách vstupů. Pokud zkapalněné plyny pro různé vstupy mají své ..vysoké“ průtokové rychlosti v různých časech, jc riziko cyklického kolísání teploty minimalizováno,
Pokud má komora pro přenos plynu N oblastí, pak jsou periodické průtokové rychlosti s výhodou prováděny s 360 stupňů/N fázových rozdílů.
Periodická průtoková funkce může mít celou řadu dalších forem, než pouze shora popsaná funkce. Jelikož je intenzita účinného přenosu tepla v praxí velice složitou funkcí s mnoha parametry. mohou být jako regulační proměnné použity jakékoliv parametry nebo jakékoliv kombinace těchto parametrů.
- 10CZ. 299974 B6
Na vyobrazení podle obr. lb je znázorněn jiný příklad stupňovité funkce, kde je poměr doby trvání podružných období ..vysoké*' a ..nízké** průtokové rychlostí využit jako regulační parametr.
Periodická průtoková funkce nemusí nutně být stupňovitou funkcí, avšak může být například sinusovou funkci nebo pilovitou funkcí s proměnným přesahem, nebo pilovitou funkcí s proměnnou amplitudou.
Na vyobrazeních podle obr. lc a podle obr. Id jsou znázorněny další příklady sinusové funkce io a pilovité funkce, které mohou být využity' jako periodické průtokové funkce.
Při zkušebním provozu se koeficient účinného přenosu tepla tcplosměnných ploch v komoře pro přenos tepla měnil obvykle mezi hodnotami 100 W/nrK a 400 W/mJK. Při tomto provozu byla periodická průtoková rychlost zkapalněného plynu takového typu, který je znázorněn na vyobrai? zení podle obr, la.
Doba trvání podružného období „vysoké** průtokové rychlosti byla udržována konstantní, obvykle o délce I s, přičemž doba trvání podružného období „nízké** průtokové rychlosti se měnila. Při době trvání podružného období „nízké průtokové rychlosti v délce 10 s by la konstanta přenosu
2o tepla 100 W7mK, a při dobč trvání 0 s byla tato konstanta 400 W/nrK. Koeficient přenosu tepla se měnil se střední dobou trvání v podstatě přímočaře mezi těmito mezními hodnotami. Bylo tak dosaženo využitelného regulačního rozmezí od 100 % do 25 %.
Další znak předmětu tohoto vynálezu spočívá v tom, že na základě potřeby, která je sledována například prostřednictvím monitorování teploty látky, která odvádí teplo z komory pro přenos tepla, je rozmezí přenosu tepla z fluidního lože nastaveno prostřednictvím změny parametru periodicky se měnící rychlosti zkapalněného plynu v komoře pro přenos tepla.
Doba trvání podružných období vysoké průtokové rychlosti plynu a podružných období nízké
3(i průtokové rychlosti plynu se může rovněž střídavé měnit v souladu s předem nastaveným programem za účelem dosažení požadovaného přenosu tepla v uvedené komoře pro přenos tepla, to znamená za účelem dosažení předem nastavené hodnoty uvedené teploty.
Při snaze o dosažení stabilních podmínek v procesech, využívajících reaktory s fluidním ložem obvykle odborník z dané oblasti techniky usiluje o odstranění všech typů změn či kolísání v daném systému a snaží se je nezpůsobovat.
Překvapivě bylo nyní zjištěno, že přenos tepla v reaktoru s fluidním ložem může být regulován vyloženě periodickým měněním průtokové rychlosti s využitím vhodné průtokové funkce v komoře pro přenos tepla.
S využitím předmětu tohoto vynálezu bylo zjištěno, žc v důsledku tepelných kapacit, obsažených v daném systému, jako jsou například kovová potrubí, tekutá média a podobně, je možno využívat periodicky se měnících regulačních postupů. Kromě toho pak s využitím těchto periodicky se měnících regulačních postupů (s ne příliš dlouhým trváním) je možno docílit ideálně regulovaného provozu.
Předmět tohoto vynálezu není nákladný a může být v praxi snadno uplatněn, neboť může být v mnoha případech uveden do provozu pouze s nepatrnými změnami regulačního zařízení pro průtokovou rychlost plynu u již stávajících komor pro přenos tepla.
S využitím shora popsaného způsobu je časová odezva systému pro přenos tepla krátká, protože časová konstanta průtoku plynu činí řádově několik vteřin, a časová konstanta teplosmčnných ploch bývá obvykle většinou pouze několik desítek vteřin, S využitím různých hodnot parametrů
-11CZ 299974 B6 periodické průtokové rychlosti zkapalněného plynuje možno dosáhnout \ehni širokého regulačního rozmezí, například od 100 % do 25 %.
Přehled obrázků na výkresech
Shora uvedené a další úkoly; znaky a výhody předmětu tohoto vynálezu budou v dalším objasněny na příkladech jeho provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:
obr. la až obr. Id znázorňují grafy; zobrazující periodické kolísání průtokové rychlosti:
obr. 2 znázorňuje schematicky pohled v řezu na spodní část reaktoru s promývacím fluidním ložem podle jednoho příkladného provedení předmětu tohoto vy nálezu;
obr. 3 znázorňuje schematický pohled v řezu na reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle jiného příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu; a obr. 4 a obr. 5 znázorňují schematické pohledy \ řezu na reaktory s cirkulujícím fluidním ložem podle dalších příkladných provedení předmětu tohoto vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Na shora uvedených obrázcích výkresů označují stejné vztahové značky, které jsou uvedeny na obr. 2, stejné součásti, vyobrazené na obr. 3 až obr. 5.
Avšak vztahové značky; uváděné na obr. 3 jsou opatřeny předřazenou číslicí 3, přičemž vztahové značky, uváděné na obr. 4 a na obr, 5, jsou opatřeny příslušnými předřazenými číslicemi 4 a 5.
Způsob a zařízení podle tohoto vynálezu budou nejprve popsány ve spojitostí s reaktorem 10 s promývacím fluidním ložem, jehož spodní část komory 12 reaktoru 10 jc vyobrazena na obr. 2.
Na tomto vyobrazení podle obr. 2 je znázorněno velice jednoduché provedení předmětu tohoto vynálezu, přičemž komora J_2 reaktoru J_0 s fluidním ložem slouží jako zpracovatelská komora, například jako spalovací komora, tak jako komora pro přenos tepla. Promývací fluidní lože J_4 je uspořádáno v komoře 12 reaktoru l_0. Plochy pro přenos tepla neboli teplosrněnné plochy 16, vytvářející teplosměnný systém, jsou uspořádány v prostoru fluidního lože 14 pro účely regenerace tepla neboli jeho opětovného získávání z pevných částic, které se zde nacházejí.
Přídavně nebo alternativně mohou být stěny J_8 komory J2 reaktoru 10 vytvořeny jako leplosměnné plochy pro uskutečnění teplosměnného systému.
Rošt 20 pro rozvod fluidizačního neboli zkapalněného plynu tvoří dno komory J_2 reaktoru 10. Zkapalněný plyn, jako například vzduch, je přiváděn z větrné skříně 22 přes rošt 20 do komory 12 reaktoru l_0. Vstupní potrubí 24 zkapalněného plynu přivádí zkapalněný plyn do větrné skříně 22.
Regulační prostředky 26. tvořené například ventilem nebo podobnými prostředky; jsou uspořádány za účelem provádění regulace průtoku zkapalněného plynu přes rošt 20, čímž je rovněž prováděna regulace průtokové rychlosti plynu nebo vzduchu v komoře 12 reaktoru JO.
Médium pro přenos tepla neboli teplosměnná látka, jako je například voda nebo pára. je přiváděna do tepelného výměníku Γ7 za účelem jejího proudění přes teplosrněnné plochy 1_6, dále vstup- 12 CZ 299974 Bó ním potrubím 28 média pro přenos tepla, načež je-odváděna při vyšší teplotě z. komor} 12 reaktoru 10 výstupním potrubím 30 média pro přenos tepla.
Prostředky 32 pro měření nebo sledování teploty, jako je například teploměr, jsou uspořádány ve výstupním potrubí 30 média pro přenos tepla pro účely sledování tepla, odváděného ven z tepelného výměníku a pro účely nutnosti změny rychlosti přenosu tepla v tepelném výměníku jj. Prostředky 32 pro měření nebo sledování teploty jsou uspořádány v proudu teplosměnného média směrem za teplosměnnými plochami L6. Prostředky 32 pro měření nebo sledování teploty jsou připojeny k řídicí jednotce 34. která řídí a reguluje přívod zkapalněného plynu do komory' io J2 reaktoru JO.
Řídicí jednotka 34 obsahuje:
generátor 36 funkce, který ovládá regulační prostředky 26, tvořené jedním nebo několika ventil} , vc vstupním potrubí nebo ve více vstupních potrubích 24 zkapalněného plynu za účelem zajišťo15 vání možnosti periodické změny nebo kolísání průtokové rvchlosli zkapalněného plynu v komoře 12 reaktoru 1_0; a seřizovači prostředky 38. které jsou schopné nastavovat parametry periodicky se měnící průtokové rychlosti plynu na základě signálů z prostředků 32 pro měření nebo sledování teploty, nebo na základě jinak obdržených signálů. Periodicky se měnící průtoková ry chlost plynu, která je ovlivňována prostřednictvím řídicí jednotky 34 a prostřednictvím regulačních prostředků 26, může představovat jeden z typů, vyobrazených na obr. la až obr. 1 d.
Předmět tohoto vynálezu muže být stejně dohře uplatněn i u jiných reaktorů s promývacím fluidním ložem, do kterých je teplo přiváděno jiným způsobem, než spalováním.
Na vyobrazení podle obr. 3 jc znázorněn schematický pohled v řezu na reaktor 310 s cirkulujícím fluidním ložem, který je opatřen provozní komorou 312 reaktoru 3 10, odlučovačem 3 11 částic a vratným kanálem 313. Komora 312 reaktoru .310 je provozní komorou, jakoje například spalovací komora, přičemž je opatřena pevným ložem 314 částic. Cirkulace materiálu v loži reaktoru 310 s cirkulujícím fluidním ložem je regulována prostřednictvím regulace přívodu zkapalněného so plynu přes dno .320 provozní komory 312. Jelikož jsou reaktory s cirkulujícím fluidním ložem všeobecně známy, nebude zde nadále podrobněji popisována ani jejich konstrukce, ani jejich provoz.
Komora 312’ pro přenos tepla je propojena s vratným kanálem 313, takže částice, odloučené v odlučovači 311 částic, proudí přes komoru 312' pro přenos tepla na jejich cestě zpět do provozní komory 312. Promývací fluidní lože je uspořádáno v komoře 312’ pro přenos tepla, kterou procházejí pevné částice.
Komora 312’ pro přenos tepla a lože pevných částic v této komoře 312' vytváří plynové těsnění
-io mezi spodní částí komory 312 reaktoru 310 a odlučovačem 311 částic. Pevné částice z lože jsou opětovně přiváděny z komory 312' pro přenos tepla do provozní komory 312 prostřednictvím jejich přetékání přes přepadový otvor 340 ve společné stěně 342 mezi komorami 312 a 31_2’.
Teplosměnnc plochy 316 jsou uspořádány vc fluidním loži v komoře 3J_2’ pro účely opětovného získávání tepla z pevných částic, cirkulujících v systému s cirkulujícím fluidním ložem. U specifického provedení předmětu tohoto vynálezu, které je znázorněno na vyobrazení podle obr. 3, jsou teplosměnné plochy 3 16 uspořádány v zóně 314' přenosu tepla v určité vzdálenosti od přepadového otvoru 340, takže druhá zóna 314 fluidního lože v blízkosti společné stěny 342 neobsahuje teplosměnné plochy.
Větrná skříň pod roštem 320' jc rozdělena na dvě oddělené části, a to na část 322', přivádějící zkapalněný plyn do druhé zóny 314' lože, obsahující teplosměnné plochy, a na část 322, přivádějící zkapalněný plyn do zóny 3J4 bez teplosměnných ploch. lak je umožněno odděleně regulovat zkapalnovánt v zónách 314' a 314 fluidního lože. Regulace zkapalněného plynu, přiváděného do části 322 větrné skříně 322 v blízkosti společné stěny 342. reguluje odvádění pevných částic prostřednictvím přetékání přes přepadový otvor 340.
Prostřednictvím regulace zkapalněného plynu, přiváděného do části 322' větrné skříně 322 jc regulován přenos tepla z pevných částic v loži na teplosměnnc plochy 316 v souladu s předmětem tohoto vynálezu. Ventil 326 je uspořádán ve vstupním potrubí 324. přivádějícím plyn do části 322’ větrné skříně 322.
io Řídicí jednotka 334 s generátorem 336 funkce a se seřizovacími prostředky 338, stejně jako prostředky 332 pro měření nebo sledování teploty, připojené k výstupnímu potrubí 330 systému tepelného výměníku 3.17, jsou uspořádány pro účely regulování přenosu tepla.
Na vyobrazení podle obr. 4 je znázorněn schematický pohled v řezu na jiný reaktor 410 s cirkulujícím fluidním ložem v souladu s dalším provedením předmětu tohoto vynálezu.
U tohoto reaktoru 410 je komora 412' pro přenos tepla uspořádána v blízkosti provozní nebo spalovací komory 412 reaktoru 410. přičemž vsak není propojena s vratným kanálem 413.
Vstupní otvor 444 je uspořádán v části 442 společné stěny mezi provozní komorou 412 a komorou 412' pro přenos tepla pro účely přivádění pevných částic z vnitřní cirkulace v prov ožni komoře 44 2 do komory 412' pro přenos tepla. Přídavné je v části 442 společné stěny uspořádán výstupní otvor 440 pro účely recirkulace pevných částic prostřednictvím jejich přetékání z komory 44 2' pro přenos tepla do provozní komory' 412·
Komora 412* pro přenos tepla je rozdělena na zónu 414' pro přenos tepla, která jc opatřena teplosměnnými plochami 416, a která jc přímo propojena se vstupním otvorem 444. a na druhou zónu 4 i4, která vytváří přepravní zónu, a která je připojena k výstupnímu otvoru 440 pro recyklaci pevných částic do provozní komory' 412.
Obě zóny 4J4' a 414 jsou fluidizovány samostatně prostřednictvím příslušných větrných skříní 422’ a 422. Přepážková stěna 446 jc uspořádána v horní části komory 412' pro přenos tepla mezd horními částmi zón 414’ a 414 pro účely zabránění přímému proudění částic mezi horními částmi.
Přivádění zkapalněného plynu přes větrnou skříň 422’ je regulováno prostřednictvím řídicí jednotky 434. která je obdobná, jako řídicí jednotky, znázorněné na vyobrazeních podle obr. 2 a podle obr. 3, a to pro účely regulace opětovného získávání tepla v komoře 442’ pro přenos tepla.
Na vyobrazení podle obr. 5 je znázorněn schematický pohled v řezu na další reaktor 5f0 s cirkulujícím fluidním ložem podle ještě dalšího provedení předmětu tohoto vynálezu.
V tomto reaktoru 510, opatřeném spalovací komorou 512 a k ní připojenou komorou 512’ pro přenos tepla, je uspořádán chladič popílku pro účely přijímání materiálu lože, odváděného ze spodní části spalovací komory 512- fcplosměnné plochy 516 jsou uspořádány v komoře 512' pro přenos tepla, a to pro účely opětovného získávání tepla z daného systému.
Materiál lože jc odváděn ze spalovací komory 5 [2 do komory 5]2' pro přenos tepla otvorem 544 v části 542 společné stěny v blízkosti dna 520 spalovací komory 512. Další otvor 540 je uspořádán nad otvorem 544 pro umožnění proudění plynu a jemného pevného materiálu z komory 512' pro přenos tepla do spalovací komory 512.
- 14 C7. 299974 B6
Otvor 548 pro odvádění popela je uspořádán ve dnu komory 512’ pro přenos tepla, a to pro účely odvádění popela z daného systému. Komora 512' pro přenos tepla není rozdělena na dvě samostatné zóny. jelikož pevný materiál není v podstatě recyklován do spalovací komory 512.
? Přivádění zkapalněného plynu přes větrnou skříň 522' do komory 512' pro přenos tepla je regulováno prostřednictvím řídicí jednotky 534, která je obdobná, jako řídicí jednotky, znázorněné na vyobrazeních podle obr. 2 až obr. 4, a to pro účely regulace opětovného získávání tepla v komoře 512’ pro přenos tepla.
io Forma, tvar a konstrukce reaktoru nebo komory pro přenos tepla se mohou podstatné lišit od shora uvedených příkladných provedení. Zde je nutno zdůraznit, že reaktorem s fluidnim ložem může být i spalovací komora. Předmět tohoto vynálezu může být pochopitelně uplatněn i pro další procesy, jako je například opětovné získávání či regenerace tepla ve spojitosti s chlazením horkých plynů.
Přestože u znázorněných provedení předmětu tohoto vynálezu byla regulace přenosu tepla založena na sledování teploty teplosmčnné tekutiny v okamžiku, kdy opouští komoru pro přenos tepla. může být tato regulace pochopitelně založena i na sledování nebo měření jiných vhodných veličin. Rovněž potřeba změny lychlosti přenosu tepla může být založena na sledování nebo
2o měření v různých místech v prostoru systému nebo vně tohoto systému. Předmětný regulační systém může být zkonstruován tak. aby mohl být ovládán nebo regulován automaticky nebo ručně.
Claims (22)
1. Způsob regulování přenosu tepla v reaktoru (10, 310. 410, 510) s fluidnim ložem, který' obsahuje komoru (12, 312’, 412'. 512') pro přenos tepla s fluidnim ložem (14. 314' 414'. 514’) so pevných částic, prostředky (22, 322'. 422'. 522') pro přivádění fluidizačního plynu do komory pro přenos tepla, pro fluidizaci lože (14. 314', 414', 514’) pevných částic, a teplosmčnné plochy (16,
316. 416, 516), uspořádané ve styku s ložem (14, 314’, 414’, 514’) pevných částic v komoře (12. 312’, 412’, 512’) pro přenos tepla, do kteréžto komory (12. 312', 412’. 512') pro přenos tepla sc kontinuálně přivádí ťluidizaění plyn pro fluidizaci lože (14, 314’. 414’, 514') pevných částic a pro
55 zajištění přenosu tepla z fluidního lože (14,314', 414’. 514') pevných částic na tcplosměnnc plochy (16, 316, 416, 516) prostřednictvím pohybu pevných částic ve styku s teplosměnnými plochami (16, 316, 416. 516). v y z n ač u j í c í se t í ni. žc se kontinuálně mění průtoková rychlost fluidizačního plynu přiváděného do komory (12, 312', 412'. 512') pro přenos tepla, mezi dvěma nebo více různými kladnými průtokovými rychlostmi podle periodické funkce, a mění se
40 parametr funkce průtokové rychlosti fluidizačního plynu, kontinuálně přiváděného do komory (12. 3 12'. 412’, 512’) pro přenos tepla, pro měnění fluidizace lože (14, 314’. 414', 514') pevných ěásiic a pro regulaci okamžitého přenosu tepla z pevných částic na teplosmčnné plochy (16, 316. 416, 516) v komoře (12. 312'. 412', 512') pro přenos tepla,
45
2. Způsob podle nároku I,vyznačuj íeí se t í ni, že průtoková rychlost plynu, který se kontinuálně přivádí do komory’ pro přenos tepla, sc střídavě mění mezi první a druhou průtokovou rychlostí, přičemž první průtoková rychlost jc vyšší než druhá průtoková rychlost, takže první průtoková rychlost zajišťuje vyšší přenos tepla z pevných částic na teplosměnnc plochy, než druhá průtoková rychlost.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že průtoková ry chlost plynu, přiváděného do komory pro přenos tepla, se mění periodicky podle stupňovité, pilovité nebo sinusoidní funkce.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se t í m , že průtoková rychlost plynu, přiváděného do komory pro přenos tepla, se méní periodicky mezi horní a spodní mezní rychlostí, přičemž pro jemné materiály, jako je materiál lože v reaktoru s cirkulujícím fluidním ložem, je horní mez větší než 0,2 m/s, s výhodou větší než 0,25 m/s. přičemž rozdíl mezi horní a spodní mezí ? je větší než 0,1 m/s, s výhodou větší než 0,15 m/s.
5 15. Způsob podle nároku 1, v y z n a č uj í c í se t í m , že teplota tcplosmčnné látky, jako je horká voda nebo pára. na teplosměnných plochách se sleduje a porovnává s předem stanovenou hodnotou, přičemž trvání období proudění plynu o vysoké rychlosti a období proudění plynu o nízké rychlosti se střídá podle předem stanoveného programu pro dosažení požadovaného přenosu tepla v komoře pro přenos tepla, a pro dosažení předem stanovené hodnoty teploty.
io
5. Způsob podle nároku 1, v y z n a č u j í c t sc t í m , že průtoková rychlost plynu, přiváděného do komory pro přenos tepla, se méní periodicky mezi horní a spodní mezní rychlostí, přičemž pro hrubé materiály, jako je pevný materiál v chladicí popela, je horní mez větší než ío 0,4 m/s, s výhodou větší než 0,5 m/s, přičemž rozdíl mezi horní a spodní mezí je větší než 0,2 m/s, s výhodou větší než 0,25 m/s.
6. Způsob podle nároku I, v y z n a č u j í c í se t í m . žc průtoková rychlost plynu, přiváděného do komory pro přenos tepla, se mění periodicky mezi horní a spodní mezní rychlostí, při15 čemž okamžitý koeficient přenosu tepla pro teplo, přenášené z pevných částic v komoře pro přenos tepla na teplosměnné plochy, je při spodní mezní rychlosti menší než 60% jeho maximální hodnoty, a při horní mezní rychlosti je větší než 80 % jeho maximální hodnoty.
7. Způsob podle nároku ^vyznačující se t í ni. že průtok plynu, přiváděného do
2i) komory pro přenos tepla, se mění mezi průtokem plynu o vysoké rychlosti a průtokem plynu o nízké rychlosti, přičemž trvání období průtoku ply nu o vysoké rychlosti je konstantní, zatímco trvání období průtoku plynu o nízké rychlosti se mění pro regulaci přenosu tepla v komoře pro přenos tepla.
25
8. Způsob podle nároku 7. v y z n a č u j í c í se t í m , že trvání průtoku plynu o nízké rychlosti je menší, než 30 s. s výhodou do 10 s.
9. Způsob podle nároku {.vyznačující se tím, že průtok plynu, přiváděného do komory pro přenos tepla, se mění mezi průtokem plynu o vysoké rychlosti a průtokem plynu sn o nízké rychlosti, přičemž trvání období průtoku plynu o nízké rychlosti je konstantní, zatímco trvání období průtoku plynu o vysoké rychlosti se mění pro regulaci přenosu tepla v komoře pro přenos tepla.
10. Způsob podle nároku {.vyznačující se t í m , že reaktor s fluidním ložem obsahuje
35 první zónu a druhou zónu komory pro přenos tepla, přičemž proud fluidizaěního plynu se přivádí do první a druhé zóny komory pro přenos tepla a reguluje se samostatně pro zabránění periodickým tepelným poruchám v systému.
11. Způsob podle nároku {.vyznačující se t í m . že reaktor s tluidním ložem dále
4o obsahuje provozní komoru, jako jc spalovací komora, která je průtokově propojena, pro průtok pevných částic, s komorou pro přenos tepla, přičemž se teplo, vytvářené ve spalovací komoře opětovně získává prostřednictvím teplosměnných ploch v komoře pro přenos tepla.
12. Způsob podle nároku 11, vy zn a ču j í cí se t í m , že komorou pro přenos tepla jc
45 chladič popela, přičemž se teplo opětovně získává z popela odváděného z reaktoru s fluidním ložem.
13. Způsob podle nároku (.vyznačující se t í m , že reaktorem s fluidním ložem je reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, obsahující komoru reaktoru a odlučovač pevných částic.
50 přičemž komora pro přenos teplaje připojena k vratnému kanálu připojujícímu odlučovač částic ke spodní části komory- reaktoru, a přičemž teplo, vytvářené ve spalovací komoře, se opětovně získává prostřednictvím teplosměnných ploch v komoře pro přenos tepla.
14, Způsob podle nároku 1, vy znač uj íc í se 1 í m , že se sleduje potřeba změny přenosu tepla, přičemž prostředky pro přivádění fluidizaeního plynu do komory pro přenos tepla se regulují pro dosažení zjištěné potřeby změny přenosu tepla.
- 15 CZ 299974 Bó
16. Zařízení pro regulaci přenosu tepla v reaktoru (10, 310, 410. 510) s fluidním ložem, který obsahuje komoru (12, 312'. 412', 512') pro přenos tepla s fluidním ložem (14, 314', 414'. 514') pevných částic, prostředky (22. 322’. 422'. 522') pro kontinuální přivádění fluidizaeního plynu do komory (12, 312'. 412', 512') pro přenos tepla pro fluidizaci lože (14, 314'. 414', 514’) pevných i? částic, a teplosmcnné plochy (16,316,416,516) vc styku s ložem (14, 314’. 414’. 514') pevných částic v komoře (12. 312'. 412'. 512') pro přenos tepla, vyznačující se t í m . že reaktor (10. 310, 410, 510) s fluidním ložem je dále opatřen prostředky (34,334,434,534) pro kontinuální měnění průtokové rychlosti fluidizačniho plynu, přiváděného do komory- (12, 312’, 412'. 512') pro přenos tepla, mezi dvěma nebo více různými kladnými průtokovými rychlostmi podle perio20 dické funkce, přičemž tyto prostředky (34, 334. 434, 534) pro měnění průtokové rychlosti obsahují prostředky pro měnění parametru periodické funkce průtokové rychlosti pro regulaci okamžitého přenosu tepla z pevných částic na teplosměnné plochy (16. 316, 416, 516) v komoře (12, 312’, 412'. 512') pro přenos tepla.
25
17. Zařízení podle nároku 1 ó, vy z n ač u j í c í se t í m , že prostředky pro měnění fluidizacc dále obsahují prostředky (32, 332) pro sledování potřeby změny přenosu tepla v komoře (12, 312’, 412', 512') pro přenos tepla, a prostředky (38.338) pro zpracování uvedené zjištěné potřeby změny přenosu tepla na změnu parametru periodické průtokové rychlosti.
.to
18. Zařízení podle nároku 17, v y z n a č uj í c í se t í m , žc prostředky pro sledování potřeby změny přenosu tepla v komoře (12, 312'. 412', 512’) pro přenos tepla obsahují prostředky pro měření teploty, uspořádané pro měření teploty teplosměnné látky pro odvádění tepla ven z komory (12. 312’. 412’, 512’) pro přenos tepla.
35
19. Zařízení podle nároku 16. v y z n a č u j í c í se t í m . že prostředky pro měnění fluid izace zahrnují ventilové prostředky (26,326) pro regulování rychlosti proudění plynu, přiváděného do komory (12, 312'. 412'. 512') pro přenos tepla.
- 16 CZ 299974 B6
20. Zařízení podle nároku 16, vy znač uj ící se t í m , že reaktor (10. 3 10, 410. 5 10) io s fluidním ložem dále obsahuje provozní komoru (312,412,5 12), jako je spalovací komora, která je pro průtok pevných částic propojena s komorou (12, 312', 412'. 512') pro přenos tepla.
21. Zařízení podle nároku 20, vyznačující se t í m . že komorou (512’) pro přenos tepla jc chladič popela pro odvádění hrubého pevného materiálu lože z provozní komory.
22. Zařízení podle nároku 16. vy značuj ící se t í m . že reaktorem (10, 310, 410, 510) s fluidním ložem je reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, obsahující komoru (312) reaktoru a odlučovač (311) pevných částic, přičemž komora (312') pro přenos tepla je připojena k vratnému kanálu (313) připojujícímu odlučovač (311) částic kc spodní části komory (312) reak5(i toru (10. 310. 410, 510).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/FI1997/000811 WO1999032217A1 (en) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | Method and apparatus for controlling heat transfer from solid particles in a fluidized bed |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20002086A3 CZ20002086A3 (cs) | 2001-03-14 |
| CZ299974B6 true CZ299974B6 (cs) | 2009-01-07 |
Family
ID=8556698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20002086A CZ299974B6 (cs) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | Zpusob regulování prenosu tepla v reaktoru s fluidním ložem a zarízení k jeho provádení |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1062030B1 (cs) |
| JP (1) | JP3485891B2 (cs) |
| AT (1) | ATE250454T1 (cs) |
| AU (1) | AU4118299A (cs) |
| CA (1) | CA2308500C (cs) |
| CZ (1) | CZ299974B6 (cs) |
| DE (1) | DE69725188T2 (cs) |
| PL (1) | PL190653B1 (cs) |
| WO (1) | WO1999032217A1 (cs) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1019983C2 (nl) * | 2002-02-18 | 2003-08-19 | Klarex Beheer B V | Inrichting voor het uitvoeren van een fysisch en/of chemisch proces, zoals een warmtewisselaar, alsmede werkwijze voor het uitvoeren van een fysisch en/of chemisch proces. |
| JP3876362B2 (ja) * | 2002-06-27 | 2007-01-31 | 日立造船株式会社 | 土壌浄化装置 |
| US9163829B2 (en) * | 2007-12-12 | 2015-10-20 | Alstom Technology Ltd | Moving bed heat exchanger for circulating fluidized bed boiler |
| CN101959589B (zh) * | 2008-03-07 | 2013-09-18 | 国际壳牌研究有限公司 | 用于裂化烃进料的反应器组件 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2753409A1 (de) * | 1976-11-30 | 1978-06-01 | Akademia Ekonomiezna Im Oskara | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung einer pulsierenden staubfliessschicht |
| JPS5922649A (ja) * | 1982-07-28 | 1984-02-04 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 気相流動層反応器の壁部における粒子塊状化防止方法 |
| US5184671A (en) * | 1987-12-21 | 1993-02-09 | Foster Wheeler Energy Corporation | Fluidized bed heat exchanger and method of operating same |
| CZ284843B6 (cs) * | 1991-04-22 | 1999-03-17 | Momtaz N. Mansour | Pulsní reaktor s fluidním ložem a způsob spalování pevného paliva |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB761072A (en) * | 1952-09-25 | 1956-11-07 | Cie Ind De Procedes Et D Appli | Improvements relating to the fluidization of solid granular materials |
| FR1288835A (fr) * | 1961-02-14 | 1962-03-30 | Procédé d'échange de chaleur par surface entre fluides d'une part et matières granuleuses ou pulvérulentes d'autre part | |
| FR2527760B1 (fr) * | 1982-05-26 | 1985-08-30 | Creusot Loire | Procede de controle du transfert de chaleur entre une matiere granulaire et une surface d'echange et echangeur de chaleur pour la mise en oeuvre du procede |
| US5273000A (en) * | 1992-12-30 | 1993-12-28 | Combustion Engineering, Inc. | Reheat steam temperature control in a circulating fluidized bed steam generator |
| FI962653A7 (fi) * | 1996-06-27 | 1997-12-28 | Foster Wheeler Energia Oy | Menetelmä ja laite kiinteistä hiukkasista tapahtuvan lämmön siirtymisen valvomiseksi leijupetireaktorissa |
-
1997
- 1997-12-19 EP EP97948918A patent/EP1062030B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-19 AU AU41182/99A patent/AU4118299A/en not_active Abandoned
- 1997-12-19 CA CA002308500A patent/CA2308500C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-19 AT AT97948918T patent/ATE250454T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-12-19 WO PCT/FI1997/000811 patent/WO1999032217A1/en active IP Right Grant
- 1997-12-19 PL PL97340660A patent/PL190653B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1997-12-19 JP JP2000525199A patent/JP3485891B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-19 DE DE69725188T patent/DE69725188T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-19 CZ CZ20002086A patent/CZ299974B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2753409A1 (de) * | 1976-11-30 | 1978-06-01 | Akademia Ekonomiezna Im Oskara | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung einer pulsierenden staubfliessschicht |
| JPS5922649A (ja) * | 1982-07-28 | 1984-02-04 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 気相流動層反応器の壁部における粒子塊状化防止方法 |
| US5184671A (en) * | 1987-12-21 | 1993-02-09 | Foster Wheeler Energy Corporation | Fluidized bed heat exchanger and method of operating same |
| CZ284843B6 (cs) * | 1991-04-22 | 1999-03-17 | Momtaz N. Mansour | Pulsní reaktor s fluidním ložem a způsob spalování pevného paliva |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001526379A (ja) | 2001-12-18 |
| ATE250454T1 (de) | 2003-10-15 |
| PL340660A1 (en) | 2001-02-12 |
| JP3485891B2 (ja) | 2004-01-13 |
| PL190653B1 (pl) | 2005-12-30 |
| DE69725188D1 (de) | 2003-10-30 |
| DE69725188T2 (de) | 2004-06-03 |
| CA2308500A1 (en) | 1999-07-01 |
| AU4118299A (en) | 1999-07-12 |
| CZ20002086A3 (cs) | 2001-03-14 |
| WO1999032217A1 (en) | 1999-07-01 |
| CA2308500C (en) | 2004-03-16 |
| EP1062030B1 (en) | 2003-09-24 |
| EP1062030A1 (en) | 2000-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100203007B1 (ko) | 유동층 냉각기,유동층 연소 반응기 및 그 작동 방법 | |
| FI104213B (fi) | Menetelmä ja laite kiertomassaperiaatteella toimivan leijukerrossysteemin käyttämiseksi | |
| KR100828108B1 (ko) | 내부에 제어가능한 열교환기를 갖춘 순환유동상 보일러 | |
| US5239946A (en) | Fluidized bed reactor system and method having a heat exchanger | |
| FI92157B (fi) | Pyörrekerroslaitteisto | |
| FI104215B (fi) | Menetelmä ja laite lämmön talteenottamiseksi leijukerrosreaktorissa | |
| CN87103597A (zh) | 带有独立循环床的流化床蒸汽发生器及产生蒸汽的方法 | |
| US4400150A (en) | Fluidized bed combustor distributor plate assembly | |
| US6336500B2 (en) | Method and apparatus for controlling heat transfer from solids particles in a fluidized bed | |
| CN104837549B (zh) | 具有提高的可靠性的床内固体控制阀 | |
| PL193302B1 (pl) | Sposób regulacji wymiany ciepła w wymienniku ze złożem fluidalnym, wymiennik ciepła ze złożem fluidalnym oraz reaktor z obiegowym złożem fluidalnym | |
| EP2217856B1 (en) | Moving bed heat exchanger for circulating fluidized bed boiler | |
| US5054435A (en) | Furnace, especially a fluidized furnace | |
| CZ299974B6 (cs) | Zpusob regulování prenosu tepla v reaktoru s fluidním ložem a zarízení k jeho provádení | |
| US4345894A (en) | Light fuel start-up fluidized bed combustor | |
| JPH01203801A (ja) | 垂直伝熱管を有した流動床ボイラおよび該ボイラを用いた流動床温水ボイラ | |
| RU2176217C1 (ru) | Способ и установка для получения сорбента на основе терморасширенного графита | |
| FI85417B (fi) | Foerfarande och anordning foer reglering av temperaturen i en reaktor med fluidiserad baedd. | |
| SU1153217A1 (ru) | Способ регулируемого отвода тепла из псевдоожиженного сло | |
| DK165265B (da) | Fremgangsmaade til afkoeling af aske og kraftanlaeg med en anordning til askekoeling | |
| JPH10500477A (ja) | 循環流動層式冷却塔の中の蒸気の過熱温度を調節する方法 | |
| EA000099B1 (ru) | Паровой котел с сжиганием под давлением циркулирующего псевдоожиженного слоя | |
| JPH05346203A (ja) | 定置の流動層を備えた流動層式燃焼装置及びそれを用いて高温水または蒸気を発生する方法。 | |
| JPS6329108A (ja) | 流動層装置における散気装置 | |
| SE450163B (sv) | Anleggning for forbrenning i en fluidiserad bedd |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 19971219 |