DE2452190A1

DE2452190A1 - Verbrennungskammer mit feststoffwirbelbett

Info

Publication number: DE2452190A1
Application number: DE19742452190
Authority: DE
Inventors: Thomas Basil Webb
Original assignee: Babcock and Wilcox Ltd
Current assignee: Babcock International Ltd
Priority date: 1973-11-02
Filing date: 1974-11-04
Publication date: 1975-05-07
Also published as: GB1484571A; SE7413782L; FR2250074A1; SE396463B; ZA747039B; AU7501774A; FR2250074B1; IE40196L; JPS5078933A; BE821842A; NL7414346A; IN142690B; ES431603A1; IE40196B1

Description

Verbrennungskammer mit Feststoff-Wirbelbett

Die Erfindung betrifft eine geschlossene (enclosed) Verbrennungskammer, die dazu eingerichtet ist, mit einem Wirbelbett aus brennbarem Feststoff zusammenzuwirken. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Verbrennungskammer, in welcher ein Wirbelbett aus Kohleteilchen bei Ubeiv-atmosphärischem Druck verbrannt wird und wobei die Wärme mittels Durchgang eines Fludes durch mit dem Wirbelbett verbundene Wärmetauschröhren entzogen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Verbrennungskammer dieser Gattung zu schaffen, bei der die Nachteile bekannter Verbrennungskammern vermieden sind.

Die Lösung geschieht nach der Erfindung durch eine Verbrennungskammer der erwähnten Gattung mit dem Kennzeichen, daß die Tiefe des Wirbelbettes variabel ausgebildet ist und daß sich

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ein Röhrenstüek oder Röhrenstücke in das ¥irbelbett hinein erstrecken,, wobei das Röhrenstück oder Jedes Röhrenstück sowohl zur Vertikalen als auch zur Horizontalen geneigt sind₉ und zwar derart ₀ 'daß die in das Ifirbelbett eintauchende Länge des betreffenden Röhrenstückes von der Tiefe des Wirbel-= bettes abhängig ist»

Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Äusfühmngsbeispiele/jder Erfindung ■©gsg^Q££=sd=3fe=s£s^^

■=®4sss=^gs)#^si3feS^3fessg4=e^s3p welches aus einer Verbrennungskammer von aufrechter Zylinderform besteht _s wobei die Verbrennungskammer mit · Zuführungsdüsen für das fluidisis'ende Luft=Kohle=6emisch und mit einem unteren Aschenaustrag ver·= sehen isto . "

Spiralig© Röhrenstücke _ΰ bei denen die Spiralenachse mit der Achs© der Verbrennungskammer zusammenfällt₉ verlaufen von einem Bereich dicht am Boden der Verbrennungskammer_p ausgehend von zentralen Fallröhren ₀ nach oben zu einem oberen Kopfteil der Verbrennungskammer und stehen dort mit stummelartigen Röhrenstücken in Verbindung ₉ die sich ebenfalls durch den Kopfteil der Verbrennungskammer erstrecken.

Das äußerste spiralige Röhrenstück hat einen geringen Abstand von der Wand des unteren Teils der Verbrennungskammer, die selbst mit feuerfestem Material und mit Röhren ausgekleidet ist, wobei die Röhren in das Kreislaufsystem eingegliedert sind. Die zunehmend radial inneren spiraligen Röhrenstücke haben eine.- geringere Neigung (pitch) oder erstrecken sich zu einem größeren Ausmaß-.nach oben oder haben einen geringeren inneren Röhrendurchmesser oder weisen eine Kombination dieser Merkmale auf, so daß die Reibungsverluste beim Strömen durch die betreffenden Spiralen im wesentlichen gleich sind* Zwischen benachbarten Ringen Jedes spiraligen Röhrenstückes

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sind Träger und Abstandhalter angeordnet, um das Röhrenstück von dem betreffenden Fallrohr (downcomer) oder Röhrenstummel oder von beiden tragen zu lassen.

Der Kopfteil der Verbrennungskammer ist mit einem Flansch ausgestattet, welcher mit einem Flansch an der zylindrischen Wand des verbleibenden Kammerteils zusammenwirkt, damit eine Trennung des Kopfteils zusammen mit den zugeordneten spiraligen Röhrenstücken von dem verbleibenden Teil zum Zwecke der Wartung und Reparatur der spiraligen Röhrenstücke ermöglicht wird.

Die Röhrenstücke sind in Parallelschaltung miteinander verbunden, um die Dampferzeugung in einem sogenannten Einmal-Durchlauf-Kreislaufsystem geschehen zu lassen (once through forced flow circulatory system). Bei einer abgewandelten Ausführungsform sind einige der spiraligen Röhrenstücke in das Kreislaufsystem eingebunden, um eine Überhitzung oder Aufheizung des Dampfes zu erhalten. Nach einer weiteren Ausführungsform können auch getrennte Verbrennungskammern verwendet werden, um die zum Überhitzen oder Aufheizen benötigte Wärme für den Dampf zu erzeugen, der durch die zugeordneten spiraligen Röhrenstücke strömt.

Während des Betriebes werden Kohleteilchen in einem dichtphasigen Zustand dem unteren Teil der Verbrennungskammer zugeführt, und Zusatzluft wird durch die fluidisierenden Luftdüsen eingebracht, um ein Wirbelbett aus Kohlenasche und anderen Partikeln entsprechend auszubilden. Alsdann wird das Bett gezündet und mit einer geeigneten Zuführung von Kohle und Luft in diesem Zustand erhalten, wobei die gasförmigen Erzeugnisse der Verbrennung nach oben durch einen Zug im oberen Bereich der Verbrennungskammer abstreichen. Die im Wirbelbett erzeugte Hitze wird von durch die spiraligen Röhren umlaufende?¹ Wasser aufgenommen und zur Erzeugung von Dampf sowie zur Bewirkung der Dampfüberhitzung verwendet. Bei den abgewandelten Aus-

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führungsformen der Erfindung kann es sich auch um Überhitzung oder Nachwärmen handeln.

Die Steuerung der Menge der von dem Wirbelbett abgegebenen Wärme wird zu einem gewissen Maß mittels Regulierung der Zuführung von Wasser zu den Wärmeaustauschröhren„ ferner durch Regulierung der Kohle- und Luftzufuhr hervorgerufen. Es ist jedoch nur ein begrenzter Grad von Steuerung auf diese Weise durchführbar, und wenn ©in weiterer Steuerungsbereich hervorgerufen werden soll, insbesondere zur Senkung des Umfanges der Feuerung, wird die Tiefe des Wirbelbettes mittels Regulierung des Durchsatzes an Wirbelbettmaterial von der Verbrennungskammer variiert» Eine Senkung der Zuführung von Kohle verringert den Umfang des Wärmeeinsatzes, hat jedoch eine verhältnismäßig lange Ansprechzeit zur Folge. Eine Verringerung der Tiefe des Wirbelbettes und dadurch eine Entfernung eines Abschnittes der spiraligen Röhrenstücke von ihrer direkten Berührung mit dem Wirbelbett sowie eine Senkung des Wärmeeinsatzesy hat eine sehr schnell Ansprechrate, insbesondere wenn ein erheblicher Teil des Wirbelbettes heruntergesetzt wird. Mittels geeigneter Auswahl des Schraubenwinkels der spiraligen Röhren, d„ h₀ im Ergebnis des Neigungswinkels der Röhren gegenüber der Waagerechten, läßt sich eine Ansprechrate erzielen, die auf die zugeordneten Einrichtungen abgestimmt ist.

Durch die Verwendung schraubenförmiger Röhrenstücke in einer zylindrischen Verbrennungskammer wird eine maximale Raumausnutzung erzielt, während die Anwendung einer vorteilhaften Verbrennungskammerform aus dem Gesichtspunkt einer Feuerung mit über^-atmosphärischem Druck günstig ist. In ähnlicher Weise kann es vorteilhaft sein, eine im wesentlichen sphärische Verbrennungskammer zu benutzen. Die spiraligen Röhrenstücke gestatten im übrigen auch eine obere und zwischengeschaltete Halterungen £, und die dadurch hervorgerufene Beabstandung erleichtert den Ausbau und hält die Röhrenstücke

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frei von der Wand und dem Boden der Verbrennungskammer, so daß der Prozeß im Wirbelbett weder nachteilig beeinflußt noch es nötig wird, Durchführungen für die Röhren im Boden der Verbrennungskammer vorzusehen.

Die in der vorstehenden Beschreibung^ und in den nachfolgenden Patentansprüchen offenbarten Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Patentansprüche

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Claims

.Patentansprüche

Geschlossene Verbrennungskammer zum Betrieb mit einem Feststoff-Wirbelbett aus yerbrennbarem Material _g dadurch gekennzeichnet _g daß die Tiefe des Wirbelbettes variabel ausgebildet ist^ und daß sich ein Röhrenstück oder Röhrenstücke in das Wirbelbett hinein erstrecken₉ wobei das Röhrenstüek oder jedes Röhrenstück sowohl zur Vertikalen als auch zur Horizontalen geneigt sind_D und zwar derart ₉ daß di© in das Wirbelbett eintauchende Länge des betreffen= den Röhrenstückes von der Tiefe des Wirbelbettes abhängig

2ο Verbrennungskammer nach Anspruch 1 ₉ dadurch gekennzeichnet, daß di© Verbrennungskammer eine aufrechte Zylinderform hat und das Röhrenstück oder jedes Röhrenstück schraubenförmig ausgebildet ist₀

5» Verbrennungskammer nach Anspruch 1 öder Z₉ dadurch gekennzeichnet , daß das Röhrenstück oder jedes Röhrenstück sich von einem oberen Bereich der Verbrennungskammer aus abwärts erstreckt und von diesem Bereich getragen wird.

4. Verbrennungskammer nach Anspruch 3₉ dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich der Verbrennungskammer von dem oberen Bereich zusammen mit den jeweils zugeordneten Röhrenstücken trennbar ist.

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