CZ304468B6 - Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem - Google Patents
Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem Download PDFInfo
- Publication number
- CZ304468B6 CZ304468B6 CZ2002-1598A CZ20021598A CZ304468B6 CZ 304468 B6 CZ304468 B6 CZ 304468B6 CZ 20021598 A CZ20021598 A CZ 20021598A CZ 304468 B6 CZ304468 B6 CZ 304468B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- wall
- furnace
- sealing
- return
- fluidized bed
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
- F23C10/04—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
- F23C10/08—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
- F23C10/10—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
- F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of 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 of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
- F23C2900/10008—Special arrangements of return flow seal valve in fluidized bed combustors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Abstract
Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem obsahuje topeniště (20), vymezené v podstatě svislou a rovinnou první stěnou (12), a odlučovač (30) částic, mající vratný kanál (40), přiléhající k první stěně (12). Ve spodní části vratného kanálu (40) je uspořádáno plynové těsnění (50), přiléhající k rovinné stěně vodních trubek, kteroužto stěnou je rovinná stěna (12) nebo stěna (16), vymezující prostor, který je průtokově propojen s topeništěm (20). Šířka vodorovného průřezu spodní části vratného kanálu (40), měřená ve směru první stěny (12), je větší, než jeho hloubka, měřená kolmo na tuto šířku. Plynové těsnění (50) má těsnicí konstrukci se zadní stěnou (62, 62', 62'') a klenbovou částí (66), obsahující vzájemně spolu propojené vodní trubky a vytvořenou ohnutím vodních trubek od rovinné stěny (12, 16) vodních trubek. Těsnicí konstrukce odděluje samostatnou část, vytvořenou ve spodní části vratného kanálu (40), od lože cirkulujícího materiálu a vytváří těsnicí kanál (60, 60', 60''), vymezený těsnicí konstrukcí a jehož spodní část je opatřena průtokovými prostředky, tvořenými otvory (52), připojenými k vratnému kanálu (40), a v podstatě svislou přední stěnu (64, 64'), jejíž horní část je průtokově propojena s vratnými prostředky, tvořenými dalšími otvory (54), vytvořenými v rovinné stěně (12, 16) vodních trubek. Těsnicí konstrukce dále obsahuje nejméně jednu boční stěnu (68, 68'), připojenou k přední stěně (64, 64'), přičemž vodní trubky v rovinné stěně (12, 16) vodních trubek jsou ohnuty pro chlazení boční stěny (68, 68') a pro vytvoření nosné konstrukce pro boční stěnu (68, 68').
Description
Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem
Oblast techniky
Vynález se týká reaktoru s cirkulujícím fluidním ložem, který obsahuje
- topeniště, jehož spodní část je opatřena tryskami pro fluidizační plyn pro fluidizaci materiálu lože, který má být přiváděn do topeniště, přičemž uvedené topeniště je vymezeno v podstatě svislou a rovinnou první stěnou,
- odlučovač částic pro odlučování materiálu lože od plynu, odváděného z reaktoru,
- vratný kanál pro materiál lože, odloučený v odlučovači částic, uspořádaný v propojení s uvedenou první stěnou a mající spodní část,
- plynové těsnění, uspořádané ve spodní části vratného kanálu pro zabránění proudění plynu z topeniště do vratného kanálu, a
- přijímací prostor, vymezený rovinnou stěnou vodních trubek, kterýmžto přijímacím prostorem může být uvedené topeniště, přičemž stěnou vodních trubek je první stěna, nebo prostor, průtokově propojený s topeništěm.
Dosavadní stav techniky
Je všeobecně známo vyrábět plynové těsnění smyčkového typu, těsnění ve tvaru písmene L nebo miskové těsnění pro vratný kanál reaktoru s cirkulujícím fluidním ložem.
Ve všech těchto případech vratný kanál odlučovače obsahuje kanál nebo úsek, vyplněný materiálem lože, cirkulujícím z odlučovače částic do topeniště, čímž je zabráněno tomu, aby plyn s topeniště proudil vratným kanálem do odlučovače částic.
U běžného uspořádání odlučovače je vratný kanál nechlazený a nezávislý na stěně topeniště, přičemž je obvyklé uspořádat rovněž plynové těsnění nechlazené konstrukce, vzdálené od stěny topeniště.
Avšak při připojení nechlazených konstrukcí ke chlazenému topeništi dochází nevyhnutelně k teplotním rozdílům a k tepelnému napětí, v důsledku čehož dochází ke snížení trvanlivosti a spolehlivosti celého zařízení.
V patentovém spise EP 0 082 673 je popsána nádoba nechlazeného plynového těsnění, integrovaná ve stěně spodní části nechlazeného topeniště.
Avšak popsané uspořádání je příliš těžké, přičemž zasahuje výrazně daleko od topeniště, takže vyžaduje, aby bylo řádně podepřeno.
Kromě toho může dojít ke snadnému poškození nechlazených konstrukcí v důsledku teplotních rozdílů, a to zejména během spouštění a odstavování reaktoru.
V patentovém spise US 4 951 612 je popsán kotel s fluidním ložem, opatřený čtyřmi samostatnými plynovými těsněními, integrovanými v chlazené vnější stěně válcového topeniště. Konstrukce plynových těsnění zde však není podrobněji popsána a znázorněna.
- 1 CZ 304468 B6
V patentovém spise US 5 269 262 je popsán válcový kotel s fluidním ložem, který má válcovou konstrukci ve svém středu, přičemž tato konstrukce obsahuje odlučovač částic, vratný kanál a vícedílné částečně chlazené plynové těsnění.
U tohoto uspořádání dochází k výraznému snížení trvanlivosti stěny topeniště v místě vratných otvorů pro cirkulující materiál, přičemž široké plochy plných stěn mezi otvory překážejí při stejnoměrném rozdělování materiálu v topeništi.
V patentovém spise US 5 281 398 je popsán nový typ chlazeného odlučovače částic pro reaktor s cirkulujícím fluidním ložem s chlazeným vratným kanálem, integrovaným v chlazené stěně topeniště.
Zejména tento typ uspořádání je výhodný k tomu, aby měl chlazené plynové těsnění, uspořádané v propojení se stěnou topeniště.
V patentovém spise US5341 766 je popsáno plynové těsnění žebrového typu, splňující uvedené požadavky, kteréžto plynové těsnění obsahuje množinu úzkých mezer, přičemž je integrováno přímo ve stěně topeniště.
V praxi bylo prokázáno, že využitelnost plynového těsnění žebrového typu je obecně velmi dobrá, avšak v některých zvláštních situacích může docházet ke snížení jeho provozní kapacity.
V patentovém spise US 5 526 775 je popsáno plynové těsnění žebrového typu mezi vratným kanálem a horní částí teplosměnné komory, kterážto teplosměnná komora je těsně připojena ke stěně reaktorové komory.
Teplosměnná komora je průtokově propojena s reaktorovou komorou prostřednictvím svislého výstupního kanálu a jednoho nebo více otvorů.
V patentovém spise US 4 716 856 je popsána teplosměnná komora, uspořádaná v ohnutém úseku stěny reaktoru, přičemž vratný kanál vede horký materiál fluidního lože v teplosměnné komoře.
Podstata vynálezu
Úkolem předmětu tohoto vynálezu je vyvinout způsob a zařízení, u kterých by byly minimalizovány shora uvedené problémy dosavadního známého stavu techniky.
Úkolem předmětu tohoto vynálezu je zejména vyvinout reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, opatřeným z hlediska prostoru úsporným plynovým těsněním, integrovaným v rovinné chlazené stěně kotle, a to bez snížení jeho nosné kapacity.
Dále je úkolem předmětu tohoto vynálezu vyvinout reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, opatřený lehkým, trvanlivým a spolehlivým plynovým těsněním.
Rovněž je úkolem předmětu tohoto vynálezu vyvinout reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, u kterého bude zdokonaleno rozdělování materiálu lože, recyklovaného z plynového těsnění, ve směru stěny přijímacího prostoru.
Za účelem splnění shora uvedených úkolů byl v souladu s předmětem tohoto vynálezu vyvinut reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, který obsahuje:
-2CZ 304468 B6
- topeniště, jehož spodní část je opatřena tryskami pro fluidizační plyn pro fluidizaci materiálu lože, přiváděného do topeniště, přičemž topeniště je vymezeno v podstatě svislou a rovinnou první stěnou,
- odlučovač částic pro odlučování materiálu lože od plynu, odváděného z topeniště,
- vratný kanál pro materiál lože, odloučený v odlučovači částic, uspořádaný v propojení s první stěnou a mající spodní část,
- plynové těsnění, uspořádané ve spodní části vratného kanálu pro zabránění proudění plynu z topeniště do vratného kanálu, a
- přijímací prostor, vymezený rovinnou stěnou vodních trubek, kterýmžto přijímacím prostorem je buď topeniště, přičemž rovinnou stěnou vodních trubek je první stěna, nebo prostor, průtokově propojený s topeništěm, přičemž
- plynové těsnění je uspořádáno v propojení s rovinnou stěnou vodních trubek, přičemž vodorovná průřezová šířka spodní části vratného kanálu, měřená ve směru první stěny, je větší než hloubka, kolmá na tuto šířku,
- plynové těsnění má těsnicí konstrukci se zadní stěnou a klenbovou částí, obsahující vzájemně spolu propojené vodní trubky a vytvořenou ohnutím vodních trubek od rovinné stěny vodních trubek,
- těsnicí konstrukce odděluje samostatnou část, vytvořenou ve spodní části vratného kanálu, od lože cirkulujícího materiálu a vytváří těsnicí kanál, vymezený těsnicí konstrukcí a jehož spodní část je opatřena průtokovými prostředky, tvořenými otvory, připojenými k vratnému kanálu, a v podstatě svislou přední stěnou, jejíž horní část je průtokově propojena s vratnými prostředky, tvořenými dalšími otvory, vytvořenými v rovinné stěně vodních trubek, přičemž
- těsnicí konstrukce dále obsahuje nejméně jednu boční stěnu, připojenou k přední stěně, přičemž vodní trubky v rovinné stěně vodních trubek jsou ohnuty pro chlazení boční stěny a pro vytvoření nosné konstrukce pro boční stěnu.
Těsnicí konstrukce s výhodou obsahuje vzájemně spolu propojené vodní trubky, ohnuté od vodních trubek v rovinné stěně vodních trubek pro podepírání rovinné stěny vodních trubek a pro zabránění zeslabení rovinné stěny vodních trubek vratnými prostředky.
Těsnicí konstrukce může s výhodou obsahovat dvě boční stěny, zadní stěnu a klenbovou část.
Spodní část zadní stěny je s výhodou průtokově propojena s vratným kanálem.
Část vodních trubek v rovinné stěně vodních trubek je s výhodou ohnuta a probíhá od přední stěny k boční stěně a odtud přes klenbovou část zpět k rovinné stěně vodních trubek.
Část vodních trubek v rovinné stěně vodních trubek může být s výhodou ohnuta a probíhat od přední stěny k boční stěně a odtud přes zadní stěnu a klenbovou část zpět k rovinné stěně vodních trubek.
Vodorovný průřez těsnicího kanálu je s výhodou v podstatě obdélníkovitý, přičemž šířka, měřená ve směru první stěny, je alespoň 1,5 krát větší, než hloubka, kolmá na tuto šířku.
Plynové těsnění s výhodou obsahuje alespoň dva přilehle umístěné těsnicí kanály, rovnoběžné s první stěnou a propojené se společným vratným kanálem.
-3CZ 304468 B6
Celková šířka přilehlých těsnicích kanálů s výhodou činí alespoň přibližně trojnásobek jejich hloubky.
Spodní část vratného kanálu je s výhodou opatřena ve směru první stěny, vymezující topeniště, těsnicím kanálem plynového těsnění vedle spodního ramena pro vedení materiálu lože z odlučovače částic do těsnicího kanálu.
Vratný kanál je s výhodou vytvořen z rovinných panelů z vodních trubek.
U vratného kanálu je vodorovný průřez spodní části s výhodou obdélníkovitý, přičemž jeho šířka, měřená ve směru první stěny, činí alespoň přibližně dvojnásobek hloubky v kolmém směru. Na straně topeniště tvoří zadní stěnu těsnicího kanálu s výhodou rozšíření stěny vratného kanálu.
Těsnicí kanál je s výhodou alespoň částečně uspořádán mezi rozšířením stěny vratného kanálu na straně topeniště a první stěnou, vymezující topeniště.
Vratný kanál, tvořící jeden z rovinných panelů vodních trubek, je s výhodou úsekem první stěn, vymezující topeniště.
Takže pro reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle tohoto vynálezu je charakteristické, že plynové těsnění je uspořádáno v propojení s uvedenou stěnou vodních trubek, vymezující uvedený přijímací prostor, a to tak, že vodorovná průřezová šířka spodní části vratného kanálu, měřená ve směru první stěny, je větší, než hloubka v kolmém směru k uvedené šířce, přičemž plynové těsnění má těsnicí konstrukci, obsahující vzájemně spolu propojené vodní trubky, vytvořenou ohnutím vodních trubek od stěny vodních trubek, vymezující uvedený přijímací prostor.
V jednoduchém případě je spodní část vratného kanálu odlučovače přímo propojena s topeništěm, přičemž v souladu s předmětem tohoto vynálezu může být plynové těsnění uspořádáno v propojení se stěnou topeniště.
V některých případech je však vratný kanál připojen k topeništi prostřednictvím samostatné teplosměnné komory tak, že teplosměnná komora je průtokově propojena s topeništěm, přičemž plynové těsnění je uspořádáno ve směru proudění před teplosměnnou komorou.
V tomto případě může být plynové těsnění podle tohoto vynálezu vytvořeno v propojení se stěnou teplosměnné komory, která je průtokově propojena s topeništěm.
Pro odborníka z dané oblasti techniky je zcela zřejmé, že plynové těsnění podle tohoto vynálezu může rovněž být uspořádáno v propojení s jinou srovnatelnou chlazenou stěnou, vymezující prostor v průtokovém propojení se spodní částí topeniště.
Předmět tohoto vynálezu bude v dalším podrobněji popsán v propojení se stěnou topeniště, je však zcela pochopitelné, že shora uvedený popis rovněž zahrnuje plynová těsnění, propojená se stěnami jiných prostorů v průtokovém propojení s topeništěm kotle s cirkulujícím fluidním ložem.
Plynové těsnění podle tohoto vynálezu s výhodou obsahuje alespoň jeden těsnicí kanál, uspořádaný na spodním konci vratného kanálu, přičemž uvedený kanál je vymezen přední stěnou a těsnicí konstrukcí, která odděluje samostatnou část od lože cirkulujícího materiálu, vytvořenou ve spodní části vratného kanálu.
-4CZ 304468 B6
Těsnicí kanál je s výhodou průtokově propojen s vratným kanálem pouze ve spodní části těsnicí konstrukce, přičemž pouze horní část přední stěny je průtokově propojená s vratnými prostředky, vytvořenými ve stěně vodních trubek, vymezující topeniště.
Pokud je spodní okraj prostředků, připojujících těsnicí kanál k topeništi, to znamená vratných prostředků, umístěn výše, než horní okraj prostředků, připojujících těsnicí kanál k vratnému kanálu, tak těsnicí kanál obsahuje středovou část, která je ve vodorovném směru zcela obklopena stěnami, přičemž lože cirkulujícího materiálu je vytvořeno v těsnicím kanálu.
Plocha lože je v podstatě vyrovnána se spodním okrajem vratných prostředků. V důsledku toho materiál lože v těsnicím kanálu zabraňuje tomu, aby plyn proudil z topeniště do vratného kanálu.
Za účelem zajištění proudění materiálu lože z vratného kanálu přes těsnicí kanál do topeniště je materiál lože v těsnicím kanálu s výhodou fluidizován s pomocí fluidizaěního plynu, který je přiváděn tryskami fluidizaěního plynu uspořádanými ve spodní části těsnicího kanálu. V důsledku fluidizace leží plocha lože obvykle poněkud výše v těsnicím kanálu, než vně těsnicího kanálu ve spodní části vratného kanálu.
Na druhé straně však tření, způsobované prouděním materiálu lože, a tlakový rozdíl, panující mezi topeništěm a vratným kanálem, mají snahu zvýšit plochu lože za ustálených podmínek ve spodní části vratného kanálu vně těsnicího kanálu.
V takových případech, kdy fluidizace v těsnicím kanálu není nutná nebo je příliš pomalá, může být plocha lože v těsnicím kanálu mírně skloněna směrem k přední stěně, přičemž uzavření plynu je těsné i tehdy, pokud je spodní okraj vratných prostředků přibližně vyrovnán nebo dokonce poněkud níže, než horní okraj prostředků, připojených k vratnému kanálu.
Těsnicí konstrukce s výhodou obsahuje boční stěnu, propojenou s přední stěnou, přičemž uvedená boční sténaje chlazena prostřednictvím vodních trubek, ohnutých ze stěny, vymezující topeniště.
V důsledku toho mohou vodní trubky vytvářet opěrnou nosnou konstrukci pro boční stěnu a současně podepírat stěnu topeniště, jakož i zabraňovat tomu, aby vratné prostředky, vytvořené na stěně, způsobovaly zeslabení konstrukce stěny.
Těsnicí konstrukce s výhodou obsahuje dvě boční stěny, zadní stěnu a klenbovou část. Průtokové prostředky, vedoucí z vratného kanálu do těsnicího kanálu, mohou být vytvořeny ve spodní části zadní stěny a/nebo alespoň jedné boční stěny.
Kromě toho boční stěny, ať už zadní stěna a/nebo klenbová část těsnicí konstrukce, mohou být chlazeny s pomocí vodních trubek, ohnutých ze stěny vodních trubek, vymezující topeniště.
Trvanlivost stěn těsnicí konstrukce, obsahujících vodní trubky, může být zvýšena připojením přilehlých vodních trubek vzájemně k sobě prostřednictvím žáruvzdorného materiálu nebo s pomocí úzkých kovových desek, tj. žeber.
Vodní trubky stěn, jakož i žebra mezi vodními trubkami jsou obloženy žáruvzdorným materiálem pro zvýšení jejich odolnosti proti opotřebení.
Je možno ohnout vodní trubky stěny vodních trubek, vymezující topeniště, tak, aby probíhaly od přední stěny k bočním stěnám, poté přes zadní stěnu nebo přímo do klenbové části a nakonec zpět do stěny vodních trubek, vymezující topeniště.
-5CZ 304468 B6
V tomto propojení pak se vodní trubky, ohnuté ze stěny vodních trubek, týkají rovněž trubek, které jsou kontinuální z hlediska průtoku vody, avšak jsou samostatně ohnuty do požadovaného tvaru a poté připojeny svářením k vodním trubkám ve stěně topeniště a k jejich cirkulaci vody.
Vodorovný průřez těsnicího kanálu je s výhodou v podstatě pravoúhlý či obdélníkovitý, přičemž jeho šířka, rovnoběžná s první stěnou, vymezující topeniště, je alespoň přibližně 1, 5 krát větší, než hloubka v kolmém směru. Šířka těsnicího kanálu může být například dvakrát až třikrát větší, než jeho hloubka, nebo dokonce ještě větší.
Plynové těsnění může rovněž obsahovat alespoň dva přilehlé těsnicí kanály, rovnoběžné s první stěnou a propojené se společným vratným kanálem. Potom celková šířka těsnicích kanálů je s výhodou alespoň trojnásobkem jejich hloubky.
V případě nutnosti může být celková šířka těsnicích kanálů dokonce stejná, jako šířka první stěny, přičemž materiál lože, cirkulující z odlučovače částic, může být rozprostírán přes celou šířku topeniště zcela stejnoměrně.
Není nezbytné rozdělovat vratný systém pro materiál lože v souladu s předmětem tohoto vynálezu, i když je velice široký, a to na samostatné úseky prostřednictvím bočních stěn.
Těsnicí kanál může rovněž s výhodou vytvářet kontinuální prostor, přičemž vodní trubky, ohnuté od stěny topeniště, jsou využívány ve vratných prostředcích, například pro vytvoření zadní stěny vratné jednotky nebo samostatných opěrných nosných konstrukcí pro těsnicí kanál. Zejména tento typ širokého těsnicího kanálu je s výhodou opatřen množinou vratných prostředků.
V některých případech může být nejvýhodnější používat každou další trubku stěny pro chlazení a opěru těsnicí konstrukce plynového těsnění a ponechat zbytek trubek v neohnutém stavu, neboje ohnout pouze v těsné blízkosti stěny topeniště tak, aby vytvářely velký počet úzkých vratných prostředků.
Spodní část vratného kanálu podle tohoto vynálezu obsahuje těsnicí kanál plynového těsnění a spodní rameno, vedoucí materiál lože z vratného kanálu dolů do těsnicího kanálu. Tyto kanály mohou být uspořádány při pohledu od topeniště jeden za druhým nebo vedle sebe.
V některých případech je výhodné uspořádat spodní rameno a těsnicí kanál vedle sebe, neboť rozsah spodní části vratného kanálu od stěny topeniště tak může být udržován malý, přičemž podepírání vratného kanálu je velice snadné.
Pokud je velice důležité rozprostírat recyklovaný materiál lože stejnoměrně přes celou šířku stěny topeniště, potom je výhodné využívat několika těsnicích kanálů, uspořádaných vedle sebe při pohledu od topeniště. Uvedené těsnicí kanály mohou pokrývat téměř celou oblast první stěny topeniště.
Proto je výhodné uspořádat spodní rameno v plynovém těsnění, přičemž spodní rameno může být společné pro všechny těsnicí kanály a může být umístěno za těsnicími kanály při pohledu od topeniště.
U velkých kotlů s cirkulujícím fluidním ložem, opatřených několika odlučovači částic, je rovněž obvyklé, že jsou opatřeny několika vratnými kanály, opatřenými sestavami plynového těsnění. Rovněž je možné shromažďovat materiál, recyklovaný ze dvou odlučovačů, v jednom vratném kanálu, nebo rozdělovat materiál, odloučený v jednom odlučovači, tak, aby proudil do dvou vratných kanálů, z nichž například pouze jeden vede do samostatné teplosměnné komory.
-6CZ 304468 B6
Předmět tohoto vynálezu je možno uplatnit u všech těchto případů a přispět tak k zefektivnění stejnoměrného rozprostírání materiálu, recyklovaného do topeniště, a k udržování nosnosti stěny topeniště na konstantní úrovni.
Vratný kanál je s výhodou vytvořen z rovinných panelů z vodních trubek, takže jedna ze stěn vodních trubek, tvořící vratný kanál, může být s výhodou úsekem stěny vodních trubek, vymezující topeniště.
Při využití konstrukce plynového těsnění podle tohoto vynálezu může celý vratný kanál tvořit integrovanou jednotku se stěnou topeniště.
Rozšíření stěny vratného kanálu na straně topeniště může rovněž tvořit zadní stěnu těsnicího kanálu, přičemž těsnicí kanál může být alespoň částečně umístěn mezi rozšířením stěny vratného kanáiu na straně topeniště a první stěnou, vymezující topeniště.
Vodorovný průřez spodní části vratného kanálu je s výhodou pravoúhlý či obdélníkovitý, přičemž jeho šířka ve směru první stěny je alespoň přibližně dvojnásobkem hloubky v kolmém směru. Šířka průřezu může být s výhodou například trojnásobná nebo čtyřnásobná v porovnání s hloubkou, nebo dokonce ještě větší.
Přední stěna těsnicího kanálu u plynového těsnění je s výhodou sdílena topeništěm. Přední stěnou může být konstrukce z vodních trubek, opatřená žáruvzdorným obložením, nechlazená kovová konstrukce, obložená žáruvzdorným materiálem, nebo jednoduchá konstrukce ze žáruvzdorného materiálu.
V souladu s předmětem tohoto vynálezu je alespoň jedna stěna těsnicího kanálu tvořena s výhodou konstrukcí z vodních trubek, opatřenou žáruvzdorným obložením. Ostatní stěny plynového kanálu mohou být provedeny z konstrukcí z vodních trubek, opatřených žáruvzdorným materiálem, ze srovnatelných kovových konstrukcí, nebo z jednoduchých konstrukcí ze žáruvzdorného materiálu.
Plynové těsnění podle tohoto vynálezu s výhodou obsahuje alespoň dva přilehlé těsnicí kanály, propojené se společným vratným kanálem. Přilehlé těsnicí kanály mohou být zcela nezávislé, nebo mohou sdílet společné přepážkové stěny, nebo vytvářet prostor, který není rozdělen na horním a/nebo spodním konci.
Těsnicí kanál může mít své vlastní boční stěny, nebo boční stěny spodní části vratného kanálu mohou rovněž částečně působit jako boční stěny těsnicího kanálu.
Uplatňováním předmětu tohoto vynálezu je možno uspořádat plynové těsnění v propojení se stěnou topeniště takovým způsobem, že stěna zůstává velice účinně chlazena, přičemž si udržuje svou trvanlivost a může tak rovněž působit jako opěrná či nosná konstrukce v topeništi.
Pokud je plynové těsnění reaktoru s fluidním ložem vytvořeno v propojení s chlazenou stěnou topeniště bez silných žáruvzdorných obložení, jsou vnější rozměry plynového těsnění minimalizovány, přičemž hmotnost plynového těsnění zůstává střední. Plynové těsnění tak může být velice hospodárně uloženo a podepíráno bez nutnosti používat velkých a nákladných nosných konstrukcí.
Chlazené plynové těsnění podle tohoto vynálezu je rovněž velice trvanlivé, přičemž jeho teplota může být měněna poměrně velmi rychle, například během spouštění nebo odstavování, a to bez jakéhokoliv poškození jeho konstrukce.
-7 CZ 304468 B6
Vnitřní rozměr průřezu těsnicího kanálu rovnoběžně k přední stěně, to znamená jeho šířka, je větší, s výhodou alespoň 1,5 krát větší, než vnitřní rozměr v kolmém směru, to znamená hloubka těsnicího kanálu.
Při použití nechlazené přední a/nebo zadní stěny u těsnicího kanálu pak šířka, měřená ve směru stěny topeniště, musí být docela malá, s výhodou menší, než přibližně 1000 mm, ještě výhodněji pak zhruba 300 až 500 mm.
Při využití chlazených předních a zadních stěn může být šířka těsnicího kanálu dokonce větší. Největší šířka kanálu může být rovněž zvýšena uspořádáním místního chlazení, například ve středu jinak nechlazené stěny.
Šířka těsnicího kanálu musí být taková, aby stěny topeniště a stěny těsnicího kanálu zůstávaly dostatečně chlazeny a aby byly trvanlivé na jakémkoliv místě.
Myšlenka předmětu tohoto vynálezu spočívá v tom, že cirkulující proud z odlučovače částic bude stejnoměrně rozprostírán přes celé topeniště prostřednictvím vratného kanálu, integrovaného ve stěně topeniště.
Integrování vratného kanálu ve stěně topeniště je optimalizováno vzhledem k využití prostoru a ke konstrukční pevnosti, pokud spodní část vratného kanálu a zde uspořádané plynové těsnění jsou široké ve směru stěny topeniště a zasahují pokud možno co nejmíměji směrem ven z topeniště.
Proto může být plynové těsnění s výhodou realizováno takovým způsobem, že jeho opěrné či nosné konstrukce jsou integrovány v opěrných či nosných konstrukcích stěny topeniště.
Z hlediska trvanlivosti konstrukce je výhodné rozdělit široké plynové těsnění podle tohoto vynálezu alespoň v oblasti otvoru mezi plynovým těsněním a topeništěm na jednotlivé oddíly s pomocí zvláštní boční stěny, přičemž tyto oddíly budou chlazeny prostřednictvím vodních trubek stěny topeniště, ohnutých ven z oblasti otvoru.
Bylo vyvinuto několik způsobů výroby plynového těsnění podle tohoto vynálezu. Pro každý z těchto způsobů je společné, že trubky ve stěně topeniště jsou ohnuty takovým způsobem, že otvory, nezbytné pro recyklování cirkulujícího materiálu, jsou vytvořeny ve stěně, přičemž trubky, ohnuté ze stěny topeniště, jsou využívány v konstrukci stěn plynového těsnění.
V souladu s prvním výhodným provedením jsou trubky, ohnuté od stěny topeniště, využívány především pro vytváření bočních stěn plynových kanálů u plynového těsnění. Takže trubky, které jsou nad a pod plynovým těsněním přilehle ve stěně topeniště, jsou na úrovni plynového těsnění následně v prostoru mezi přední stěnou a zadní stěnou, přičemž rovina, kterou vytvářejí, je alespoň přibližně kolmá ke stěně topeniště.
Tento typ konstrukce lze velice jednoduše vyrábět, přičemž může být realizován takovým způsobem, že průtok materiálu lože v těsnicím kanálu je plynulý, přičemž nedochází k podstatnému snížení nosnosti stěny topeniště. Při využívání této konstrukce je zadní stěna těsnicího kanálu s výhodou tvořena nechlazenou konstrukcí, opatřenou žáruvzdorným obložením.
V souladu s dalším výhodným provedením jsou přední stěna, boční stěny a klenbová část chlazeny s pomocí vodních trubek, ohnutých od stěn topeniště z vodních trubek. Ponecháním spodních částí bočních stěn těsnicích kanálů nechlazených nebo otevřených je možno chladit přední stěnu těsnicího kanálu v podstatě velice účinně přes celou její plochu.
-8CZ 304468 B6
V souladu s třetím výhodným provedením jsou trubky stěny topeniště využity pro vytvoření přední stěny, bočních stěn, zadní stěny a klenbové části těsnicího kanálu. Pokud jsou spodní části bočních stěn ponechány otevřené, je možno chladit všechny stěny těsnicího kanálu velice účinně s pomocí vodních trubek stěny topeniště.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde obr. 1 znázorňuje schematický pohled ve svislém řezu na reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, opatřený plynovým těsněním, podle tohoto vynálezu, obr. 2 znázorňuje schematický pohled ve svislém řezu na druhý reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, opatřený plynovým těsněním, podle tohoto vynálezu, obr. 3 znázorňuje schematický pohled ve svislém řezu na třetí reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, opatřený plynovým těsněním, podle tohoto vynálezu, obr. 4 znázorňuje schematický perspektivní pohled zezadu na těsnicí kanál v plynovém těsnění podle prvního výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu, obr. 5 znázorňuje schematický pohled ve vodorovném řezu na plynové těsnění podle tohoto vynálezu, obr. 6a znázorňuje schematický pohled v řezu na alternativní provedení plynového těsnění v souladu s prvním výhodným provedení předmětu tohoto vynálezu, obr. 6b znázorňuje schematický pohled v řezu na druhé alternativní provedení plynového těsnění v souladu s prvním výhodným provedení předmětu tohoto vynálezu, obr. 7 znázorňuje schematický perspektivní čelní pohled na těsnicí kanál plynového těsnění v souladu s druhým výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu a obr. 8 znázorňuje schematický perspektivní čelní pohled na těsnicí kanál plynového těsnění v souladu s třetím výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 je znázorněn schematický pohled ve svislém, řezu na reaktor 10 s cirkulujícím fluidním ložem, který má plynové těsnění 50, podle tohoto vynálezu.
Reaktor J_0 s cirkulujícím fluidním ložem obsahuje topeniště 20, vymezené stěnami 12 a 14 vodních trubek, ve kterémžto topeništi 20 je materiál lože fluidizován s pomocí fluidizačního plynu 24, přiváděného přes mřížku 22. Fluidizační plyn 24 proudící směrem vzhůru v topeništi 20 a kouřové plyny, vytvářené v reaktoru 10, unášejí materiál lože potrubím 32, uspořádaným v horní části 28 topeniště 20, do odlučovače 30 částic. Plyny vystupují z odlučovače 30 částic výstupní trubkou 34 do konvekční části 36, přičemž odloučené částice jsou odváděny k plynovému těsnění vratným kanálem 40.
Plynové těsnění 50 obsahuje těsnicí konstrukci, jejíž zadní stěna 62 a klenbová část 66 jsou zobrazeny na obr. 1, těsnicí kanál 60, oddělený od spodní části vratného kanálu 40 a spodní rameno
-9CZ 304468 B6
42, vedoucí materiál lože směrem dolů. Spodní část těsnicího kanálu 60 je prostřednictvím otvoru 52 propojena se spodním ramenem 42, přičemž horní část těsnicího kanálu 60 je prostřednictvím vratného otvoru 54 propojena se spodní částí 26 topeniště 20.
Nejnižší bod vratného otvoru 54 je obvykle umístěn výše než nejvyšší bod otvoru 52, takže je vytvořen sloupec materiálu lože, když je materiál lože recyklován přes plynové těsnění 50 do spodního ramena 42 a do těsnicího kanálu 60. Uvedený sloupec zabraňuje tomu, aby plyn proudil ze spodní části 26 topeniště 20 přímo do vratného kanálu 40.
Zadní stěna 62, společná přední stěna 64, sdílená topeništěm 20, a klenbová část 66 vymezují těsnicí kanál 60. Tento těsnicí kanál 60 je rovněž vymezen bočními stěnami, které nejsou na obr. 1 znázorněny. Pokud je spodní část vratného kanálu 40 poměrně úzká, pak jeho boční stěny, které nejsou na obr. 1 znázorněny, mohou rovněž působit jako boční stěny těsnicího kanálu 60. Otvor 52 je vytvořen ponecháním spodního okraje zadní stěny 62 výše, než je úroveň dna 44 vratného kanálu 40.
Za účelem udržování nosnosti stěny 12 je vratný otvor 54 s výhodou poměrně úzký. Plynové těsnění 50 jednoho vratného kanálu 40 je s výhodou opatřeno více než jedním těsnicím kanálem 60, přičemž alespoň jedna boční stěna těsnicích kanálů 60 není boční stěnou vratného kanálu 40. Tento typ boční stěny těsnicího kanálu 60, která není boční stěnou vratného kanálu 40, může dosahovat úrovně dna 44 vratného kanálu 40, nebo její spodní okraj může být umístěn výše, s výhodou přibližně v úrovni spodního okraje zadní stěny 62.
V souladu s předmětem tohoto vynálezu alespoň boční stěna těsnicího kanálu 60 u plynového těsnění 50 obsahuje vodní trubky, ohnuté od stěny 12 vodních trubek topeniště 20.
Výhoda uspořádání podle tohoto vynálezu spočívá v tom, že současně s tím, jak jsou vodní trubky ohnuty ven od stěny 12 pro vytvoření vratného otvoru 54, je boční stěna těsnicího kanálu 60 u plynového těsnění 50 chlazena a vyztužená. Vodní trubky mohou být uspořádány v boční stěně těsnicího kanálu 60 téměř stejnoměrně, nebo mohou být soustředěny určitým způsobem, například v blízkosti přední stěny 64. Na základě geometrie každého provedení může být stanoveno, zdaje výhodné používat vodních trubek, ohnutých od stěny 12 stejnoměrně v zadní stěně 62 a v klenbové části 66, a to navíc k bočním stěnám.
Za účelem zajištění proudění materiálu lože v těsnicím kanálu 60 je s výhodou do těsnicího kanálu 60 přiváděn fluidizační vzduch 72. a to přes jeho spodní část. Těsnicí kanál 60 nebo spodní rameno 42 plynového těsnění 50, jak je znázorněno na obr. 1, mohou být rovněž s výhodou opatřeny teplosměnnými plochami 74. Další fluidizační vzduch 76 může být rovněž přiváděn do spodního ramena 42.
Na obr. 2 je znázorněn schematický pohled ve svislém řezu na druhý reaktor 10’ s cirkulujícím fluidním ložem, kde spodní část vratného kanálu 40 je opatřena plynovým těsněním 50’ podle tohoto vynálezu.
Reaktor 10’ s cirkulujícím fluidním ložem, znázorněný na obr. 2, se liší od reaktoru 10 s cirkulujícím fluidním ložem podle obr. 1 v tom, že reaktor 10 je opatřen teplosměnnou komorou 80, která je propojena přes otvor 82 se spodní částí 26 topeniště 20. Plynové těsnění 50 mezi vratným kanálem 40, připojeným k odlučovači 30 částic a k teplosměnné komoře 80, je vytvořeno takovým způsobem, že boční stěna těsnicího kanálu 60’ plynového těsnění 50 obsahuje vodní trubky, ohnuté od stěny 16 teplosměnné komory 80.
Plynové těsnění 50’, znázorněné na obr. 2, se liší od plynového těsnění 50 podle obr. 1 v tom, že cirkulující materiál nepadá na vrchol klenbové části 66 těsnicího kanálu 60’, avšak přímo do spodního ramena 42. U tohoto uspořádání přímé rozšíření stěny 16 vytváří zadní stěnu 62’ těsni- 10CZ 304468 B6 čího kanálu 60’, přičemž trubky, ohnuté od stěny 16 směrem ke stěně 12 topeniště, se rozprostírají směrem vzhůru v přední stěně 64’ těsnicího kanálu 60’ a v jeho bočních stěnách, což není na obr. 2 znázorněno.
Obdobně jako stěna 12 podle obr. 1 je rovněž stěna 16 podle obr. 2 s výhodou, nosnou stěnou, rozprostírající se přibližně od úrovně mřížky 22 ke klenbě topeniště 20. Nejprve stěna 16 vytváří stěnu teplosměnné komory 80’, přičemž později nad plynovým těsněním 50’ vytváří stěnu vratného kanálu 60’, a konečně stěnu odlučovače 30’ částic.
Uspořádání plynového těsnění 50, 50’ podle tohoto vynálezu může být s výhodou realizováno takovým způsobem, že nosná stěna 12 nebo 16 si v podstatě udržuje svou nosnost, pokud otvory, dostatečně velké pro cirkulaci částic, jsou uspořádány ve stěně 12 nebo 16. Současně pak trubky, ohnuté od stěny 12 nebo 16, chladí a vyztužují těsnicí konstrukci plynového těsnění 50 nebo 50’.
Na obr. 3 je znázorněn schematický pohled ve svislém řezu na třetí reaktor 10” s cirkulujícím fluidním ložem, kde je spodní část vratného kanálu 40 opatřena plynovým těsněním 50” podle tohoto vynálezu.
Reaktor 10” s cirkulujícím fluidním ložem, znázorněný na obr. 3, se liší od reaktoru 10 s cirkulujícím fluidním ložem podle obr. 1 v tom, že stěna na straně odlučovače 30” částic topeniště 20 má dvojitou konstrukci stěny 12, 16”, přičemž těsnicí kanál 60” plynového těsnění 50” je vytvořen ve středním prostoru mezi nimi. Jelikož u uspořádání podle obr. 3 spodní část stěny 16” odlučovače částic 30” a vratného kanálu tvoří zadní stěnu 62” těsnicí konstrukce, mohou být trubky, ohnuté od stěny 12 topeniště 20 s výhodou využity pro vytvoření bočních stěn pro těsnicí kanál 60”.
Na obr. 4 je schematicky znázorněn perspektivní pohled zezadu na uspořádání vodních trubek, ohnutých od stěny 12 topeniště 20 těsnicího kanálu 60 plynového těsnění v souladu s prvním provedením předmětu tohoto vynálezu.
Na obr. 4, stejně jako na obr. 7 a obr. 8, silné čáry zobrazují, jak vodní trubky probíhají ve spojitosti s těsnicím kanálem 60, zatímco tenké čáry znázorňují obrysy konstrukcí, opatřených žáruvzdorným obložením.
Na obr. 4 je schematicky znázorněna klenbová část 66 těsnicího kanálu 60, zadní stěna 62, jedna z bočních stěn 68 a částečně spodní část 78. Obr. 4 znázorňuje, jak vodní trubky při pohledu seshora dolů jsou nejprve ohnuty rovnoběžně s klenbovou částí 66, poté jsou dále vyrovnány s klenbovou částí 66 směrem k bočním stěnám 68. z nichž je znázorněna pouze jedna boční stěna 68. Přestože to z důvodu větší jasnosti není na obr. 4 znázorněno, je pro odborníka z dané oblasti techniky zcela jasné, jak mohou vodní trubky být opět ve spodní části 78 ohnuty přilehle ve stěně
12.
Vodní trubky jsou s výhodou opatřeny žáruvzdorným obložením přes celý těsnicí kanál 60’. Jelikož u provedení podle obr. 1 materiál lože, padající z vratného kanálu 40, naráží na horní plochu klenbové části 66 těsnicího kanálu 60, musí být tato klenbová část 66 dostatečně trvanlivá. Klenbová část 66 je obvykle provedena jako skloněná pro zabránění tvorby usazenin. Proto mohou být vodní trubky ohnuty od bočních stěn 68 směrem vzhůru ke stěně 12 podél klenbové části 66, přičemž mohou být stále udržovány v kontinuálním stoupání, jak je požadováno pro bezproblémové odpařování vody.
Jelikož je horní plocha spodní části 78 obvykle provedena jako přibližně vodorovná, tak žáruvzdorná podlaha ve spodní části 78 musí být s výhodou tak silná, že vodní trubky uvnitř žáruvzdorné podlahy spodní části 78 mohou být ohnuty jako kontinuálně stoupající od úrovně spodní části stěny 12 do úrovně bočních stěn 68.
-11 CZ 304468 B6
Všechny trubky, ohnuté od stěny 12 topeniště 20, jsou uspořádány tak, že probíhají podél bočních stěn 68 těsnicího kanálu 60, takže zadní stěna 62 těsnicího kanálu 60, znázorněná na výkresech, a přední stěna 64 těsnicího kanálu 60, která není na výkresech často znázorněna, jsou tvořeny nechlazenými kovovými konstrukcemi, opatřenými žáruvzdorným obložením nebo jednoduchými žáruvzdornými konstrukcemi.
Nechlazená konstrukce je trvanlivá, pokud je její šířka dostatečně malá a pokud je vymezena vzhledem k chlazeným konstrukcím. Na obr. 4 nejsou znázorněny další stěny, vymezující spodní část vratného kanálu 40, ani trysky, jejichž prostřednictvím je vzduch přiváděn do spodní části 78 těsnicího kanálu 60.
Na obr. 5 je znázorněn schematický pohled ve vodorovném řezu na plynové těsnění 50 podle prvního výhodného provedení, vedeném mezi otvory 52 a 54 těsnicího kanálu 60.
Na obr. 5 jsou znázorněny dva podobné těsnicí kanály 60, mající přední stěny 64 a zadní stěny 62 ze žáruvzdorného materiálu. Boční stěny 68 těsnicích kanálů 60 jsou vyztuženy vodními trubkami, ohnutými od stěny 12 topeniště 20. Dále jsou boční stěny 48 a zadní stěna 46, vymezující spodní část vratného kanálu 40 a spodní rameno 42, znázorněny kolem těsnicího kanálu 60. Vodní trubky ve stěnách 46 a 48 s výhodou nejsou ohnuty od vodních trubek ve stěně 12, avšak představují samostatný úsek zařízení na výrobu páry v kotli.
Počet těsnicích kanálů 60 u provedení podle obr. 5 může rovněž být jeden nebo dokonce více než dva. Jelikož trubky, ohnuté k bočním stěnám 68, nesou stěnu 12, není nutno opouštět zvláštní stěnové úseky, sestávající z neohnutých vodních trubek, mezi těsnicími kanály 60, neboť těsnicí kanály 60 mohou být uspořádány téměř přes celou šířku stěny 12, pokud je to nutné. Cirkulující materiál tedy může být rozkládán co nej rovnoměrněji přes celou šířku stěny topeniště.
Na obr. 6a je znázorněno alternativní uspořádání k provedení podle obr. 5, kde spodní rameno 42 je umístěno mezi dvěma těsnicími kanály 60 vedle sebe rovnoběžně se stěnou 12. Jelikož trubky stěny 12 nejsou ohnuty a směřují vzhůru, je nosnost stěny 12 u provedení podle obr. 6a dokonce lépe udržována, než u provedení podle obr. 5.
Na obr. 6b je znázorněno alternativní uspořádání k provedení podle obr. 5, kde spodní část vratného kanálu 40 je rozdělena na dvě spodní ramena 42, uspořádaná mezi třemi těsnicími kanály 60 vedle sebe ve směru stěny 12. Navracení materiálu lože do topeniště 20, ke kterému dochází na předních stěnách 64 těsnicích kanálů 60, je mnohem více homogenní u uspořádání podle obr. 6b než u uspořádání podle obr. 6a.
Na obr. 6a a obr. 6b nejsou znázorněny vodní trubky, ohnuté od stěny 12, jelikož je možno je vést přes stěny plynového potrubí celou řadou různých způsobů. Jedním výhodným způsobem je, chladit všechny vnitřní stěny plynového těsnění 50 s pomocí trubek stěny 12, tj. boční stěny 68 na straně spodního ramena 42 těsnicích kanálů 60.
Chladicí trubky vnějších stěn plynového těsnění 50 potom mohou pokračovat jako chladicí trubky vratného kanálu 40.
Je přirozené, že předmět tohoto vynálezu rovněž pokrývá srovnatelná provedení, kde je počet těsnicích kanálů 60 a spodních ramen 42 odlišný od shora uvedených příkladů.
Na obr. 7 je znázorněn schematický perspektivní čelní pohled na uspořádání podle druhého výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu, kde jsou vodní trubky ohnuty od stěny 12 topeniště 20 pro vytvoření těsnicího kanálu 60 plynového těsnění 50.
- 12CZ 304468 B6
Proud 84 materiálu cirkulujícího lože z vratného kanálu 40 vstupuje do spodní části 78 těsnicího kanálu 60 zespoda zadní stěny 62 a bočních stěn 68. Proud 86 materiálu lože z horní části těsnicího kanálu 50 prochází přední stěnou 64 do topeniště 20.
U provedení podle obr. 7 pak spodní části bočních stěn 68, obsahující vodní trubky, ohnuté od stěny 12 topeniště 20, probíhají pouze do úrovně spodního okraje zadní stěny 62. U provedení podle obr. 7 vodní trubky, ohnuté od stěn 12 topeniště 20, probíhají při pohledu zezdola nahoru od úseku stěny 12, tvořícího přední stěnu 64, k bočním stěnám 68 a odtud přes klenbovou část 66 zpět ke stěně 12 topeniště 20.
Uspořádání podle obr. 7 se liší od uspořádání podle obr. 4 v tom, že přední stěna 64 je velice účinně chlazena.
Na obr. 8 je schematicky znázorněn perspektivní čelní pohled na uspořádání podle třetího výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu, kde vodní trubky, ohnuté od stěny 12 topeniště 20, vytvářejí těsnicí kanál 60 plynového těsnění 50.
Uspořádání podle obr. 8 se liší od uspořádání podle obr. 7 v tom, že některé z trubek, ohnutých od přední stěny 64 k bočním stěnám 68, pokračují k zadní stěně 62, zatímco jiné stoupají vzhůru podél boční stěny 68 až ke klenbové části 66. U provedení podle obr. 8 je každá stěna těsnicího kanálu 60 chlazena a vyztužena vodními trubkami, ohnutými od stěny 12 topeniště 20.
Ve shora uvedeném popise byl předmět tohoto vynálezu popsán ve spojitosti s jeho příkladnými provedeními, která jsou v současné době považována za nejvýhodnější, je však zcela pochopitelné, že předmět tohoto vynálezu není omezen pouze na tato provedení, neboť rovněž pokiývá celou řadu dalších provedení spadajících do popisovaného rozsahu.
Claims (15)
1. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem, obsahující
- topeniště (20), jehož spodní část je opatřena tryskami pro fluidizační plyn pro fluidizaci materiálu lože, přiváděného do topeniště (20), přičemž topeniště (20) je vymezeno v podstatě svislou a rovinnou první stěnou (12),
- odlučovač (30) částic pro odlučování materiálu lože od plynu, odváděného z topeniště (20),
- vratný kanál (40) pro materiál lože, odloučený v odlučovači (30) částic, uspořádaný v propojení s první stěnou (12) a mající spodní část,
- plynové těsnění (50, 50’, 50”), uspořádané ve spodní části vratného kanálu (40) pro zabránění proudění plynu z topeniště (20) do vratného kanálu (40), a
- přijímací prostor, vymezený rovinnou stěnou (12, 16) vodních trubek, kterýmžto přijímacím prostorem je buď topeniště (20), přičemž rovinnou stěnou (12, 16) vodních trubek je první stěna (12), nebo prostor (80), průtokově propojený s topeništěm (20), přičemž
- plynové těsnění (50, 50’, 50”) je uspořádáno v propojení s rovinnou stěnou (12, 16) vodních trubek, přičemž vodorovná průřezová šířka spodní části vratného kanálu (40), měřená ve směru první stěny (12), je větší než hloubka, kolmá na tuto šířku,
- 13CZ 304468 B6
- plynové těsnění (50) má těsnicí konstrukci se zadní stěnou (62, 62’, 62”) a klenbovou částí (66), obsahující vzájemně spolu propojené vodní trubky a vytvořenou ohnutím vodních trubek od rovinné stěny (12,16) vodních trubek,
- těsnicí konstrukce odděluje samostatnou část, vytvořenou ve spodní části vratného kanálu (40), od lože cirkulujícího materiálu a vytváří těsnicí kanál (60, 60’, 60”), vymezený těsnicí konstrukcí a jehož spodní část je opatřena průtokovými prostředky, tvořenými otvory (52), připojenými k vratnému kanálu (40), a v podstatě svislou přední stěnu (64, 64’), jejíž homí část je průtokově propojena s vratnými prostředky, tvořenými dalšími otvory (54), vytvořenými v rovinné stěně (12,16) vodních trubek, vyznačující se tím, že
- těsnicí konstrukce dále obsahuje nejméně jednu boční stěnu (68, 68’), připojenou k přední stěně (64, 64’), přičemž vodní trubky v rovinné stěně (12, 16) vodních trubek jsou ohnuty pro chlazení boční stěny (68, 68’) a pro vytvoření nosné konstrukce pro boční stěnu (68, 68’).
2. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 1, vyznačující se tím, že těsnicí konstrukce obsahuje vzájemně spolu propojené vodní trubky, ohnuté od vodních trubek v rovinné stěně (12, 16) vodních trubek pro podepírání rovinné stěny (12, 16) vodních trubek a pro zabránění zeslabení rovinné stěny (12, 16) vodních trubek vratnými prostředky.
3. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 1, vyznačující se tím, že těsnicí konstrukce obsahuje dvě boční stěny (68, 68’), zadní stěnu (62, 62’, 62”) a klenbovou část (66).
4. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 3, vyznačující se tím, že spodní část zadní stěny (62, 62’, 62”) je průtokově propojena s vratným kanálem (40).
5. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 3, vyznačující se tím, že část vodních trubek v rovinné stěně (12, 16) vodních trubek je ohnuta a probíhá od přední stěny (64, 64’) k boční stěně (68, 68’) a odtud přes klenbovou část (66) zpět k rovinné stěně (12, 16) vodních trubek.
6. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 3, vyznačující se tím, že část vodních trubek v rovinné stěně (12, 16) vodních trubek je ohnuta a probíhá od přední stěny (64, 64’) k boční stěně (68, 68’) a odtud přes zadní stěnu (62) a klenbovou část (66) zpět k rovinné stěně (12, 16) vodních trubek.
7. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 1, vyznačující se tím, že vodorovný průřez těsnicího kanálu (60, 60’, 60”) je v podstatě obdélníkovitý, přičemž šířka, měřená ve směru první stěny (12), je alespoň 1,5 krát větší, než hloubka, kolmá na tuto šířku.
8. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 1, vyznačující se tím, že plynové těsnění (50, 50’, 50”) obsahuje alespoň dva přilehle umístěné těsnicí kanály (60, 60’, 60”), rovnoběžné s první stěnou (12) a propojené se společným vratným kanálem (40).
9. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 8, vyznačující se tím, že celková šířka přilehlých těsnicích kanálů (60, 60’, 60”) činí alespoň přibližně trojnásobek jejich hloubky.
10. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 1, vyznačující se tím, že spodní část vratného kanálu (40) je opatřena ve směru první stěny (12), vymezující topeniště (20), těsnicím kanálem (60, 60’, 60”) plynového těsnění (50, 50’, 50”) vedle spodního ramena
- 14CZ 304468 B6 (42) pro vedení materiálu lože z odlučovače (30) částic do těsnicího kanálu (60, 60’, 60”).
11. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 1, vyznačující se tím, že vratný kanál (40) je vytvořen z rovinných panelů z vodních trubek.
12. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 1, vyznačující se tím, žeu vratného kanálu (40) je vodorovný průřez spodní části obdélníkovitý, přičemž jeho šířka, měřená ve směru první stěny (12), činí alespoň přibližně dvojnásobek hloubky v kolmém směru.
13. Reaktor cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 11, vyznačující se tím, žena straně topeniště (20) tvoří zadní stěnu (62”) těsnicího kanálu (60”) rozšíření stěny (16”) vratného kanálu (40).
14. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 11, vyznačující se tím, že těsnicí kanál (60”) je alespoň částečně uspořádán mezi rozšířením stěny (16”) vratného kanálu (40) na straně topeniště (20) a první stěnou (12), vymezující topeniště (20).
15. Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem podle nároku 11, vyznačující se tím, že vratný kanál (40), tvořící jeden z rovinných panelů vodních trubek, je úsekem první stěny (12), vymezující topeniště (20).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI992419A FI107758B (fi) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | Kiertoleijureaktori |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20021598A3 CZ20021598A3 (cs) | 2003-02-12 |
| CZ304468B6 true CZ304468B6 (cs) | 2014-05-21 |
Family
ID=8555581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2002-1598A CZ304468B6 (cs) | 1999-11-10 | 2000-11-09 | Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6631698B1 (cs) |
| EP (1) | EP1228332B1 (cs) |
| JP (1) | JP3984051B2 (cs) |
| CN (1) | CN1276213C (cs) |
| AT (1) | ATE288050T1 (cs) |
| AU (1) | AU1399301A (cs) |
| CA (1) | CA2389818C (cs) |
| CZ (1) | CZ304468B6 (cs) |
| DE (1) | DE60017778T2 (cs) |
| DK (1) | DK1228332T3 (cs) |
| ES (1) | ES2235987T3 (cs) |
| FI (1) | FI107758B (cs) |
| HU (1) | HU225609B1 (cs) |
| PL (1) | PL196596B1 (cs) |
| PT (1) | PT1228332E (cs) |
| RU (1) | RU2232939C2 (cs) |
| WO (1) | WO2001035020A1 (cs) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI107758B (fi) | 1999-11-10 | 2001-09-28 | Foster Wheeler Energia Oy | Kiertoleijureaktori |
| FI114115B (fi) * | 2003-04-15 | 2004-08-13 | Foster Wheeler Energia Oy | Menetelmä ja laite lämmön talteenottamiseksi leijupetireaktorissa |
| FI116417B (fi) * | 2004-07-01 | 2005-11-15 | Kvaerner Power Oy | Kiertoleijukattila |
| CN100552293C (zh) * | 2006-10-25 | 2009-10-21 | 中国科学院工程热物理研究所 | 循环流化床锅炉多点返料器 |
| US20090031967A1 (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-05 | Alstom Technology Ltd | Integral waterwall external heat exchangers |
| US9163829B2 (en) | 2007-12-12 | 2015-10-20 | Alstom Technology Ltd | Moving bed heat exchanger for circulating fluidized bed boiler |
| ES2735985T3 (es) * | 2008-09-26 | 2019-12-23 | Univ Ohio State | Conversión de combustibles carbonosos en portadores de energía libre de carbono |
| FI121284B (fi) * | 2008-11-06 | 2010-09-15 | Foster Wheeler Energia Oy | Kiertoleijupetikattila |
| CN101929672B (zh) * | 2009-06-24 | 2012-10-24 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种u形水冷返料器 |
| AU2010292310B2 (en) | 2009-09-08 | 2017-01-12 | The Ohio State University Research Foundation | Synthetic fuels and chemicals production with in-situ CO2 capture |
| EP2475613B1 (en) | 2009-09-08 | 2017-05-03 | The Ohio State University Research Foundation | Integration of reforming/water splitting and electrochemical systems for power generation with integrated carbon capture |
| US8434430B2 (en) * | 2009-09-30 | 2013-05-07 | Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. | In-bed solids control valve |
| US8622029B2 (en) * | 2009-09-30 | 2014-01-07 | Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. | Circulating fluidized bed (CFB) with in-furnace secondary air nozzles |
| US8961629B2 (en) | 2009-12-21 | 2015-02-24 | Southern Company Services, Inc. | Apparatus, components and operating methods for circulating fluidized bed transport gasifiers and reactors |
| US20110226195A1 (en) * | 2010-03-18 | 2011-09-22 | Foster Wheeler North America Corp. | Wall Construction for a Boiler Arrangement |
| CN103354763B (zh) * | 2010-11-08 | 2016-01-13 | 俄亥俄州立大学 | 具有反应器之间的气体密封和移动床下导管的循环流化床 |
| CN102563633B (zh) * | 2010-12-31 | 2015-07-01 | 贵州中烟工业有限责任公司 | 循环流化床锅炉返料器 |
| FI123843B (fi) * | 2011-02-24 | 2013-11-15 | Foster Wheeler Energia Oy | Kiertoleijupetireaktori |
| AU2012253332B2 (en) | 2011-05-11 | 2017-05-11 | Ohio State Innovation Foundation | Oxygen carrying materials |
| CN103635449B (zh) | 2011-05-11 | 2016-09-07 | 俄亥俄州国家创新基金会 | 用来转化燃料的系统 |
| FI125773B (en) * | 2012-10-11 | 2016-02-15 | Amec Foster Wheeler En Oy | LEIJUPETILÄMMÖNVAIHDIN |
| CN109536210B (zh) | 2013-02-05 | 2020-12-18 | 俄亥俄州国家创新基金会 | 用于碳质燃料转化的方法 |
| US9616403B2 (en) | 2013-03-14 | 2017-04-11 | Ohio State Innovation Foundation | Systems and methods for converting carbonaceous fuels |
| WO2015043946A1 (de) * | 2013-09-26 | 2015-04-02 | Frodeno, Christa | Wirbelschichtfeuerung |
| PL2884163T3 (pl) * | 2013-12-16 | 2017-09-29 | Doosan Lentjes Gmbh | Urządzenie ze złożem fluidalnym z wymiennikiem ciepła ze złożem fluidalnym |
| US20150238915A1 (en) | 2014-02-27 | 2015-08-27 | Ohio State Innovation Foundation | Systems and methods for partial or complete oxidation of fuels |
| CN104696951B (zh) * | 2015-01-28 | 2017-01-11 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种循环流化床锅炉炉内一体化耦合脱硫脱硝的方法 |
| CA3020406A1 (en) | 2016-04-12 | 2017-10-19 | Ohio State Innovation Foundation | Chemical looping syngas production from carbonaceous fuels |
| US11090624B2 (en) | 2017-07-31 | 2021-08-17 | Ohio State Innovation Foundation | Reactor system with unequal reactor assembly operating pressures |
| RU2675644C1 (ru) * | 2017-10-18 | 2018-12-21 | Евгений Михайлович Пузырёв | Котел с циркулирующим слоем |
| US10549236B2 (en) | 2018-01-29 | 2020-02-04 | Ohio State Innovation Foundation | Systems, methods and materials for NOx decomposition with metal oxide materials |
| WO2020033500A1 (en) | 2018-08-09 | 2020-02-13 | Ohio State Innovation Foundation | Systems, methods and materials for hydrogen sulfide conversion |
| CA3129146A1 (en) | 2019-04-09 | 2020-10-15 | Liang-Shih Fan | Alkene generation using metal sulfide particles |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5341766A (en) * | 1992-11-10 | 1994-08-30 | A. Ahlstrom Corporation | Method and apparatus for operating a circulating fluidized bed system |
| US5526775A (en) * | 1994-10-12 | 1996-06-18 | Foster Wheeler Energia Oy | Circulating fluidized bed reactor and method of operating the same |
| US5601039A (en) * | 1992-05-21 | 1997-02-11 | Foster Wheeler Energia Oy | Method and apparatus for providing a gas seal in a return duct and/or controlling the circulating mass flow in a circulating fluidized bed reactor |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4469050A (en) | 1981-12-17 | 1984-09-04 | York-Shipley, Inc. | Fast fluidized bed reactor and method of operating the reactor |
| DE3688007D1 (de) * | 1985-06-12 | 1993-04-22 | Metallgesellschaft Ag | Verbrennungsvorrichtung mit zirkulierender wirbelschicht. |
| FI85909C (fi) * | 1989-02-22 | 1992-06-10 | Ahlstroem Oy | Anordning foer foergasning eller foerbraenning av fast kolhaltigt material. |
| US5242662A (en) * | 1989-05-18 | 1993-09-07 | Foster Wheeler Energy Corporation | Solids recycle seal system for a fluidized bed reactor |
| US4951612A (en) | 1989-05-25 | 1990-08-28 | Foster Wheeler Energy Corporation | Circulating fluidized bed reactor utilizing integral curved arm separators |
| US5281398A (en) | 1990-10-15 | 1994-01-25 | A. Ahlstrom Corporation | Centrifugal separator |
| FI89535C (fi) | 1991-04-11 | 1997-07-22 | Tampella Power Oy | Foerbraenningsanlaeggning |
| EP0692999B2 (en) * | 1993-04-05 | 2005-06-08 | Foster Wheeler Energia Oy | A fluidized bed reactor system and a method of manufacturing the same |
| US5809912A (en) * | 1996-06-11 | 1998-09-22 | Foster Wheeler Energy, Inc. | Heat exchanger and a combustion system and method utilizing same |
| FI107758B (fi) | 1999-11-10 | 2001-09-28 | Foster Wheeler Energia Oy | Kiertoleijureaktori |
| US6269778B1 (en) * | 1999-12-17 | 2001-08-07 | The Babcock & Wilcox Company | Fine solids recycle in a circulating fluidized bed |
-
1999
- 1999-11-10 FI FI992419A patent/FI107758B/fi not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-11-09 HU HU0204063A patent/HU225609B1/hu not_active IP Right Cessation
- 2000-11-09 PT PT00976102T patent/PT1228332E/pt unknown
- 2000-11-09 WO PCT/FI2000/000974 patent/WO2001035020A1/en active IP Right Grant
- 2000-11-09 DK DK00976102T patent/DK1228332T3/da active
- 2000-11-09 EP EP00976102A patent/EP1228332B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-09 RU RU2002115264/06A patent/RU2232939C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2000-11-09 CZ CZ2002-1598A patent/CZ304468B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2000-11-09 JP JP2001536912A patent/JP3984051B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-11-09 US US10/129,183 patent/US6631698B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-11-09 CN CNB00818321XA patent/CN1276213C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-11-09 PL PL355656A patent/PL196596B1/pl unknown
- 2000-11-09 AT AT00976102T patent/ATE288050T1/de active
- 2000-11-09 AU AU13993/01A patent/AU1399301A/en not_active Abandoned
- 2000-11-09 DE DE60017778T patent/DE60017778T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-09 ES ES00976102T patent/ES2235987T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-09 CA CA002389818A patent/CA2389818C/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5601039A (en) * | 1992-05-21 | 1997-02-11 | Foster Wheeler Energia Oy | Method and apparatus for providing a gas seal in a return duct and/or controlling the circulating mass flow in a circulating fluidized bed reactor |
| US5341766A (en) * | 1992-11-10 | 1994-08-30 | A. Ahlstrom Corporation | Method and apparatus for operating a circulating fluidized bed system |
| US5526775A (en) * | 1994-10-12 | 1996-06-18 | Foster Wheeler Energia Oy | Circulating fluidized bed reactor and method of operating the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003514211A (ja) | 2003-04-15 |
| EP1228332A1 (en) | 2002-08-07 |
| FI107758B (fi) | 2001-09-28 |
| EP1228332B1 (en) | 2005-01-26 |
| PT1228332E (pt) | 2005-05-31 |
| CZ20021598A3 (cs) | 2003-02-12 |
| CA2389818A1 (en) | 2001-05-17 |
| HU225609B1 (hu) | 2007-05-02 |
| PL355656A1 (en) | 2004-05-04 |
| DK1228332T3 (da) | 2005-05-17 |
| JP3984051B2 (ja) | 2007-09-26 |
| CN1423739A (zh) | 2003-06-11 |
| CA2389818C (en) | 2007-01-02 |
| WO2001035020A1 (en) | 2001-05-17 |
| FI19992419A (fi) | 2001-05-11 |
| ATE288050T1 (de) | 2005-02-15 |
| PL196596B1 (pl) | 2008-01-31 |
| ES2235987T3 (es) | 2005-07-16 |
| US6631698B1 (en) | 2003-10-14 |
| DE60017778T2 (de) | 2006-01-12 |
| CN1276213C (zh) | 2006-09-20 |
| HUP0204063A2 (en) | 2003-03-28 |
| AU1399301A (en) | 2001-06-06 |
| RU2232939C2 (ru) | 2004-07-20 |
| DE60017778D1 (de) | 2005-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ304468B6 (cs) | Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem | |
| CA2200450C (en) | Circulating fluidized bed reactor and method of operating the same | |
| KR100828108B1 (ko) | 내부에 제어가능한 열교환기를 갖춘 순환유동상 보일러 | |
| FI103299B (fi) | Kiertopetireaktori | |
| EP2361148B1 (en) | A circulating fluidized bed boiler | |
| EP0682761B1 (en) | Method and apparatus for recovering heat in a fluidized bed reactor | |
| FI105499B (fi) | Menetelmä ja laite leijupetireaktorissa | |
| JPH07506663A (ja) | 戻りダクトにガスシールを備えおよび／または循環流動床反応装置において循環質量流量を制御する方法および装置 | |
| KR102605385B1 (ko) | 루프시일 열 교환기를 갖춘 순환식 유동층 보일러 | |
| EP2884169B1 (en) | Fluidized bed apparatus | |
| US10900660B2 (en) | Fluidized bed heat exchanger | |
| US20160356488A1 (en) | Fluidized Bed Apparatus and its Components | |
| EP2884164A1 (en) | Fluidized bed heat exchanger | |
| EP2884172A1 (en) | Fluidized bed syphon | |
| SK47597A3 (en) | Cooling surface cladding | |
| RU2599888C1 (ru) | Теплообменник с псевдоожиженным слоем | |
| KR20120125380A (ko) | 보일러 장치용 벽 구조 | |
| EP2884165A1 (en) | Fluidized bed heat exchanger | |
| EP2884166A1 (en) | Fluidized bed heat exchanger | |
| EP2884167A1 (en) | Fluidized bed apparatus | |
| EP2884168A1 (en) | Fluidized bed apparatus and mounting components | |
| CS231427B1 (cs) | Rošt fluidní vrstvy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20191109 |