DK165265B - Fremgangsmaade til afkoeling af aske og kraftanlaeg med en anordning til askekoeling - Google Patents

Description

i

DK 165265 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde og en anordning til at køle aske og lejemateriale i en udtagningsanordning i et brændkammer med forbrænding 5 af et brændsel i et fluidiserbart parti kel formet materiale. Opfindelsen er først og fremmest beregnet på at blive anvendt i et anlæg med et brændkammer med luftfordelende lejebund med åbninger, som tillader, at lejet og dannet aske synker ned til et rum under denne bund for udtagning af materiale.

10

TEKNIKKENS STANDPUNKT

Det er nødvendigt at afkøle det materiale, der udtages fra brændkamme-ret til en temperatur, som tillader god håndterbarhed i udtagnings-15 systemet. I anlæg med et brændkammer med en 1 uft fordel ende bund med åbninger, der tillader materiale fra brændkammerets forbrændingsrum at passere til et askerum under denne bund, er det kendt at tilføre askerummet køleluft, som tillades at stige op gennem materialet og bunden til forbrændingsrummet. I dette udnyttes køleluften til forbrændingen.

20 Et anlæg af denne art er beskrevet i SE-C-460.145. Den til kølingen af materialet nødvendige luftstrøm er så stor, at det er svært at undgå lokal fluidisering i askerummet eller i åbningerne i den luftfordelende bund. En sådan fluidisering kan hindre materialetransporten. Køling med luft indebærer også risiko for sintring, særligt såfremt lejemate-25 ri ale måtte indeholde uforbrændt brændsel.

Det er også kendt at køle materialet med rør, der er anbragt i askerummet, og som gennemstrømmes af forbrændingsluft eller vand. Det har imidlertid vist sig vanskeligt indenfor den til rådighed stående plads 30 at opnå en tilstrækkelig køleoverflade. Rørinstallationen i askerummet er også uønsket, set ud fra et vedligeholdelsessynspunkt.

OPFINDELSEN.

35 Ifølge opfindelsen køles aske og lejemateriale i et brændkammers askerum på sin vej gennem dette til en udbringeranordning af gas, som cirkuleres igennem et lag af materiale i askerummet og et kølesystem, som køler gassen. Eventuel oxygen i gassen forbrænder brændselsrester, som passerer ned i askerummet. Den cirkulerende gas kan derfor i praksis

DK 165265 B

2 blive oxygenfri eller meget oxygenfattig. Materialet i askerummet er parti kel formet, og kontåktoverfladen mellem materialepartiklerne og gassen er meget stor. Varmevekslingen bliver meget effektiv. Den fornødne tykkelse af det lag, som kølegassen behøver at passere, er lille.

5 Køleanordningen er simpel, kræver ingen eller ringe vedligeholdelse og simplificerer brændkammeret. Problemet med uønsket, ofte lokal fluidi-sering af materialet i askerummet, som forstyrrer strømningen og kølingen, elimineres, og dette gælder også risikoen for sintring.

10 Gaskøleren kan udnyttes f.eks. til opvarmning af fødevand til rør i brændkammeret, der køler det fluidiserede leje i brændkammeret og frembringer damp til en dampturbine. Gaskøleren kan indeholde et af kølegassen fluidiserbart leje, som giver stor specifik varmeoverføring til forvarmerør til fødevandet.

15

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegning, hvor fig. 1 skematisk viser et stort PFBC-kraftanlæg med en udførsels-20 form for opfindelsen, og fig. 2 viser askerummet med en alternativ udførselsform for opfindelsen.

I fig. 1 betegner 10 et trykkar, 12 et brændkammer og 14 en gasrenser 25 af cyklontypen, der er indsluttet i trykkarret 10. Der er kun vist en cyklon 14, men i realiteten findes der et rensningsanlæg med et antal parallelle grupper med seriekoblede cykloner. Brændkammeret 12 opdeles af en luf tf ordel ende bund 16 i et øverste forbrændingsrum 18, hvis øverste del danner et fribord 18a og et nederste askerum 20. Bunden 16 30 består af langstrakte luftfordelingskamre 22 med luftmundstykker 24. Mellem kamrene 22 findes der spalter 26. I brændkammeret 12's forbrændingsrum 18 findes der et fluidiserbart leje 28 af partikel formet materiale. Forbrugt lejemateriale og dannet aske kan passere fra forbrændingsrummet 18 til askerummet 20 gennem spalterne 26 og fjernes gennem 35 en ledning 30 med en materialesluse 32 og en ventil 34..I forbrændingsrummet 18 findes der rør 26, der afkøler lejet 28 og frembringer damp til en ikke vist dampturbine. Brændsel og frisk lejemasse tilføres brændkammeret 12's leje 28 gennem ledninger, henholdsvis 38 og 39 fra ikke viste forråd for brændsel og lejemasse.

3

DK 165265B

Forbrændingsgasser, der dannes i lejet 28, samles i fribordet 18a og ledes derfra i en ledning 42 til cyklonen 14. Udskilt støv bortføres gennem en trykreducerende udbringeranordning 44. Renset gas føres i en ledning 46 med en afspærringsventil 48 til en turbine 50. Denne driver 5 en kompressor 52 og en generator 54. Komprimeret forbrændingsluft føres i en ledning 56 med en afspærringsventil 58 til et rum 59 mellem trykkarret 10 og brændkammeret 12. Luft herfra fordeles til mundstykkerne 24 gennem luftfordelingskamrene, fluidiserer lejematerialet og forbrænder brændslet i lejet 28.

10

Ved driftsforstyrrelser med gasturbinetrip isoleres turbinen 50 og kompressoren 52 fra lejekarret 12, henholdsvis rummet 59 i trykkarret ved, at ventilerne 48 og 58 lukkes. En ventil 60 i en ledning 62 åbnes samtidig. Ved langvarig driftsforstyrrelse og nedslukning af anlægget 15 sænkes trykket til atmosfæreniveau og i mange tilfælde tømmes forbrændingsrummet 18 gennem askerummet.

Både ved normal drift og ved nedslukning køles aske og lejemateriale ved udtagning fra askerummet 20 helt eller delvist ved hjælp af gas, 20 der cirkulerer igennem et lag 21 af materiale i askerummet og et kølesystem 69.

I udførelsesformen ifølge fig. 1 findes der i askerummet 20's nederste del et rørsystem 70 med mundstykker 72 til jævn fordeling af kølegas 25 over rummet 20's tværsnit. Ovenover dette findes der nedad åbne opsamlingskanaler 74 til kølegassen, og som er sluttet til et eller flere opsamlingsrør 76. Disse er ved hjælp af en ledning 78 sluttet til kølekredsens køler 80, der danner forvarmer til fødevandet til turbinen 26. Fra køleren 80 føres kølegassen tilbage til rørsystemet 70 med 30 mundstykkerne 72 gennem en ledning 82, en renser 84, en ledning 86, kompressoren eller ventilatoren 80 og ledningen 90. Ved drift af anlægget er arbejdstrykket ca. 12 bar. Det fornødne drivtryk kan være af størrelsesorden 0,5 bar. Ved køling ved tømning af lejekarret 12 ved nedslukning er trykket lig med atmosfæretrykket. Den fornødne afstand 35 mellem rørsystemet 70 med mundstykkerne 72 og opsamlingskanalerne 74 kan være af størrelsesordenen 200 mm.

I udførelsesformen ifølge fig. 2 findes der en central lodret kølegas- a.

fordeler 71 med slidser 73 til fordeling af kølegassen til askelaget 5 4

DK 165265 B

75. Kølegassen passerer laget 73 vandret som pilene 77 viser og opsamles i render 79, der kommunikerer med askerummet 21 gennem slidser 81.

10 15 20 25 30 35

Claims (6)

1. Fremgangsmåde til afkøling af aske og lejemateriale ved udtagning af asken og lejematerialet fra et brændkammer (12) med forbrænding i 5 et fluidi seret leje (28) af partikulært materiale med et askerum (20) i eller i tilslutning til brændkammeret (12), kendetegnet ved, at materialet ved passage gennem askerummet (20) køles af cirkulerende gas, som indføres i og udtages fra askerummet (20) på en sådan måde, at gassen kommer til at passere igennem et i hovedsagen vandret 10 materialelag (21), den opvarmede gas køles i en varmeveksler (80) og føres tilbage til askerummet (20).

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kølegassen indføres i askerummet (20) gennem en gasfordeler (70) ved et 15 niveau, passerer op gennem materialelaget (21), opsamles i en opsamlingsanordning (76) ved et andet højere niveau, passerer en køler (80) og føres tilbage til askerummets (20) gasfordeler (70).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at køle-20 gassen indføres i askerummet (20) gennem en gasfordeler (71), passerer i hovedsagen vandret gennem materialelaget (21), opsamles i en opsamlingsanordning (79), passerer igennem en køler (80) og føres tilbage til askerummets (20) gasfordeler (71).

4. Kraftanlæg med forbrænding af et brændsel i et fluidiseret leje (28) af parti kel formet materiale, hvilket kraftanlæg omfatter: et brændkammer (12) med et forbrændingsrum (18), en bund (16) i brændkammerets nederste del med mundstykker (24) for tilførsel af forbrændingsluft til brændkammeret (12) for fluidisering 30 af et leje (28) og forbrænding af brændsel, der er tilført lejet (28), et askerum (20) under bunden (16) og anordninger (32) for udbringning af materiale fra askerummet (20), åbninger i den nævnte bund (16) gennem hvilke materiale kan passere fra forbrændingsrummet (18) til askerummet (20), 35 kendetegnet ved, at anlægget indeholder: en anordning (70, 71) til fordeling af gas til et i hovedsagen vandret materialelag (20), en anordning (76, 79) for opsamling af gas, som har passeret gennem dette materialelag (21), DK 165265B 6 en køler (80) til køling af gassen, og en kompressor eller ventilator (88), der cirkulerer gassen gennem materi al el åget (21) og køleren (80).

5. Kraftanlæg ifølge krav 4, k e n d e t e g n e t ved, at det omfat ter: en i hovedsagen vandret anordning (70) i et første niveau for fordeling af kølegas over askerummets (20) tværsnit, en anordning (76) i et højere niveau for opsamling af kølegas, 10 en til fordelingsanordningen (70) og opsamlingsanordningen (76) til sluttet kølekreds med en køler (80) og en kompressor eller ventilator (88) for cirkulering og køling af kølegassen.

6. Kraftanlæg ifølge krav 4, kendetegnet ved, at det omfat-15 ter: en i hovedsagen lodret anordning (71) for fordeling af kølegas til det vandrette materialelag (21), en omkring eller midt ud for fordelingsanordningen (71) anbragt opsamlingsanordning (79) for gas, som er passeret tværs gennem materiale- 20 laget (21) og en til fordelingsanordningen (71) og opsamlingsanordningen (79) sluttet kølekreds med en køler (80) og en kompressor eller ventilator (88) for cirkulering og køling af kølegassen. 25 * 30 35