ES2240408T3 - Sistema de combustion de lecho fluidizado circulante incluyendo una camara intercambiadora de calor entre una seccion de separacion y una seccion de horno. - Google Patents
Sistema de combustion de lecho fluidizado circulante incluyendo una camara intercambiadora de calor entre una seccion de separacion y una seccion de horno.Info
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Abstract
Sistema de caldera de lecho fluidizado circulante soportado por la parte superior (10) comprendiendo: un horno (12) que presenta paredes laterales (18, 20) de una construcción de pared en tubos, que sirve para la combustión del combustible y para la generación de productos de combustión; un separador de partículas (14) conectado a dicho horno, para separar las partículas de los productos de combustión procedentes de dicho horno; una cámara de intercambio térmico externa (16) conectada a dicho separador de partículas para eliminar el calor procedente de los productos de la combustión; un conducto de retorno (44) unido a dicha cámara de intercambio térmico, destinado a reenviar las partículas separadas por dicho separador hacia dicho horno y una estructura de soporte rígida (52, 56) destinada a soportar los elementos de dichos sistema, caracterizado porque el sistema comprende medios de suspensión (68), constituidos por al menos uno de los tubos de vapor y tubos de agua, para suspender dichacámara de intercambio térmico a partir de dicha estructura de soporte rígida.
Description
Sistema de combustión de lecho fluidizado
circulante incluyendo una cámara intercambiadora de calor entre una
sección de separación y una sección de horno.
La presente invención se refiere a un sistema de
caldera de lecho fluidizado circulante, soportado en la parte
superior, que comprende las características del preámbulo de la
reivindicación 1. Dicho sistema es conocido a partir del documento
US-A-6 039 008.
Dichos sistemas incluyen una sección de horno en
la que se hace pasar aire a través de un lecho de material en
partículas para fluidizar el lecho y favorecer la combustión del
combustible en el lecho a una temperatura relativamente baja. El
lecho puede incluir combustible fósil, tal como carbón, arena y un
absorbente para los óxidos de azufre generados como resultado de la
combustión del carbón. Estas clases de sistemas de combustión se
suelen utilizar en generadores de vapor en los que se hace pasar
agua, en una relación de intercambio térmico, con el lecho
fluidizado para generar vapor y permitir un alto rendimiento de la
combustión y flexibilidad del combustible, alta adsorción de azufre
y bajas emisiones de nitrógeno.
En los sistemas de lecho fluidizado circulante,
la velocidad del aire fluidizante es tal que los gases que pasan a
través del lecho arrastran una importante cantidad de los sólidos
en partículas finas. El reciclado de sólidos exterior se consigue
disponiendo un separador de partículas, que suele ser un separador
ciclónico, a la salida del horno para recibir los gases de la
combustión y los sólidos arrastrados con ellos desde el lecho
fluidizado. Los sólidos se separan de los gases de combustión y los
gases de combustión se hacen pasar a una sección de recuperación de
calor, mientras los sólidos se reciclan de nuevo hacia el horno.
Este reciclado extiende la retención del combustible y mejora el
rendimiento de utilización de un absorbente de azufre, reduciendo
así el consumo del absorbente y del combustible.
Los lechos fluidizados circulantes están
caracterizados por el reciclado de sólidos, interno y externo,
relativamente intenso, que les hace insensibles a las
configuraciones de liberación del calor del combustible, reduciendo
así al mínimo las variaciones de la temperatura estabilizando las
emisiones de azufre a un nivel bajo. Cuando se utilizan sistemas de
lecho fluidizado para generar vapor, el calor liberado en las
reacciones exotérmicas, que tienen lugar en el horno, puede
recuperarse por las superficies de intercambio térmico dispuestas
en varios lugares en el sistema. Las paredes de la sección del
horno se suelen denominar paredes de tubos obtenidas mediante la
soldadura de tubos junto con aletas. Un fluido de transferencia
térmica, normalmente agua o vapor, se lleva a través de las paredes
de tubos para enfriar las paredes del horno y para transferir calor
desde ellas. Otras superficies de intercambio térmico pueden estar
situadas dentro del horno, tal como en las paredes de un ciclón
refrigerado, en la sección de recuperación de calor corriente abajo
del ciclón o en una cámara de intercambio térmico separada, que
puede estar en conexión de fluido con el reciclado interno o
externo de los sólidos.
La sección del horno y el separador ciclónico
pueden estar soportados en la parte inferior, estando la estructura
rígidamente soportada en su parte inferior y teniendo lugar la
expansión térmica principal hacia arriba desde la parte inferior.
Cuando se diseña una unidad con soporte en la parte inferior de
grandes dimensiones, las cargas mecánicas sobre las paredes de
tubos han de considerarse como el peso total de la sección del
horno que se transfiere a través de las paredes a las partes
inferiores de la caldera, con las paredes de los tubos sometidas a
un esfuerzo de compresión. Una parte significativa de la carga
puede necesitar realizarse desde la estructura de acero superior a
través de resortes de carga constante, lo que puede aumentar
notablemente los costes.
Por lo tanto, especialmente en las unidades
grandes, es tradicional construir un horno de soporte en la parte
superior y un ciclón, por ejemplo, para soportarlos sobre una
estructura de acero construida en y sobre el sistema, teniendo lugar
la expansión térmica principal hacia abajo. Una unidad soportada en
la parte superior suele ser más fácil de montar que una unidad
soportada en la parte inferior. En los sistemas con soporte en la
parte superior, las paredes del horno no tienen que ser rigidizadas
debido al peso de la caldera, porque las paredes de los tubos
pueden soportar fácilmente el esfuerzo de tracción causado por la
carga.
La manera más típica de fabricar una cámara de
intercambio térmico es hacerla de placas de acero, que estén
térmicamente aisladas y protegidas contra el desgaste mediante una
capa relativamente gruesa de material refractario. Dichos recintos
son de construcción de coste asequible pero, debido a diferentes
expansiones térmicas, son difíciles de unir a otras unidades del
sistema construido de paredes de tubos. Para resolver este
problema, se tiene que utilizar juntas flexibles, tales como
desviadores de metal o tela para admitir los movimientos relativos
entre las diferentes partes del sistema. Dichos desviadores, sin
embargo, son de alto coste y propensos al desgaste.
Es práctica común construir una cámara de
intercambio térmico externa como una estructura de soporte en la
parte inferior. Si la sección del horno y el separador ciclónico
del sistema están también soportados en la parte inferior, los
movimientos relativos entre las diferentes unidades pueden ser
relativamente pequeños y sus juntas no tienen que soportar grandes
movimientos. Puesto que la cámara de intercambio térmico suele
estar situada cerca del suelo, es también común, en unidades más
grandes, construir la cámara de intercambio térmico como estando
soportada en la parte inferior, mientras que la sección del horno y
el separador ciclónico están soportados en la parte superior. En
dicha construcción, los movimientos térmicos relativos pueden ser
muy grandes y se necesitan juntas de dilatación especiales para
admitir los movimientos entre el ciclón y la cámara de intercambio
térmico y entre la cámara de intercambio térmico y el horno. En
condiciones normales, estas juntas de dilatación son juntas
metálicas de muy alto coste.
En el documento
US-A-6 039 008 se enseña una caldera
de lecho fluidizado circulante, soportada en la parte superior, con
una cámara de intercambio térmico separada convencional.
Otro procedimiento de construir una cámara de
intercambio térmico es construir su recinto como una estructura de
paredes de tubos refrigerada. En la patente de los Estados Unidos
5.911.201 se describe una unidad de suspensión que comprende una
cámara de intercambio térmico refrigerada integrada con un separador
ciclónico. En la patente de los Estados Unidos nº 5.425.412 se
enseña un procedimiento para construir un horno, un ciclón y una
cámara de intercambio térmico de paredes de tubos y para
integrarlas estrechamente juntas. En dicho sistema, las
temperaturas de estas unidades están muy próximas entre sí y por lo
tanto, debido a materiales y construcciones similares, sus
expansiones térmicas son muy similares y no se necesita juntas
flexibles entre las unidades. Un inconveniente en dichas cámaras de
intercambio térmico refrigeradas, sin embargo, es que la
construcción, especialmente si comprende estructuras complicadas y
conexiones de entrada y salida refrigeradas, requiere una gran
cantidad de curvado manual y soldadura de los tubos y por lo tanto
exige mucho tiempo y altos costes para la fabricación. Además, en
algunas aplicaciones, las cámaras de intercambio térmico,
apretadamente integradas con el horno, pueden ocupar demasiado
espacio alrededor de la parte inferior del horno. Esto es
especialmente cierto en el caso de unidades grandes, donde se
requiere muy alta capacidad de intercambio térmico total y, por
ejemplo, numerosos conductos de alimentación de combustible, en la
parte inferior del horno.
Es un objeto de la presente invención un sistema
de combustión de lecho fluidizado y una cámara de intercambio
térmico, utilizada en dicho sistema, en el que los problemas
anteriormente mencionados son reducidos al mínimo o superados.
Un objeto más concreto de la presente invención
consiste en un sistema de combustión de lecho fluidizado y una
cámara de intercambio térmico utilizada en dicho sistema, que es de
precio de construcción moderado.
En particular, es un objeto de la presente
invención un sistema de combustión de lecho fluidizado y una cámara
de intercambio térmico, utilizada en dicho sistema, en el que los
costes de las juntas flexibles, en las conexiones a la cámara de
intercambio térmico, son reducidos al mínimo.
Asimismo, otro objeto de la presente invención es
un sistema combustión de lecho fluidizado compacto y una cámara de
intercambio térmico, utilizada en dicho sistema, en el que se
proporciona mucho espacio libre alrededor de la parte inferior de
la cámara de combustión, a utilizarse, por ejemplo, para la
alimentación de varios materiales.
Para el cumplimiento de estos y otros objetos, la
presente invención enseña un sistema de caldera de lecho
fluidizado, soportado en la parte superior, que comprende un horno,
presentando paredes laterales de una construcción de paredes de
tubos, para la combustión del combustible y para obtener productos
de la combustión, un separador de partículas, conectado al horno,
para separar partículas desde los productos de la combustión
procedentes del horno, una cámara de intercambio térmico externa
conectada el separador de partículas para extraer calor desde los
productos de combustión, un conducto de retorno, conectado a la
cámara de intercambio térmico, para el retorno de las partículas
separadas por el separador al horno, una construcción de soporte
rígido para soportar los elementos de dicho sistema, que son
conocidos a partir del documento
US-A-6 039 008 y medios de
suspensión, comprendiendo al menos uno de tubos de vapor y tubos de
agua, para suspender dicha cámara de intercambio térmico desde
dicha construcción de soporte rígido.
La cámara de intercambio térmico puede ser una
cámara simple o una unidad que incluya varias cámaras, válvulas,
etc. Los tubos de agua o de vapor calientes de soporte que, cuando
la caldera está en funcionamiento, contienen agua o vapor cerca o
por encima de la temperatura de ebullición del agua a alta presión
están, por lo tanto, a una temperatura de 300ºC a 550ºC,
aproximadamente. Por lo tanto, los tubos de agua o vapor caliente
presentan una expansión térmica similar a la del horno. Suspender
la unidad de intercambio térmico por medios de suspensión que
comprenden tubos de agua o de vapor caliente, en lugar de
soportarla sobre el suelo o colgarla mediante varillas de suspensión
frías rígidas, reduce significativamente los movimientos térmicos
relativos entre el horno y la unidad de intercambio térmico.
Una caldera de lecho fluidizado, de grandes
dimensiones, puede estar a una altura de varias decenas de metros y
por lo tanto, los movimientos térmicos pueden ser del orden de una
décima de metro. Por ejemplo, una pared de acero de 30 m de
longitud, teniendo el acero un coeficiente de dilatación térmica de
12 x 10^{-6}/ºC, se dilata en un cambio de temperatura de 300ºC en
una longitud aproximada de 11 cm. Por lo tanto, si las partes
superiores de un separador del horno y cámara de intercambio
térmico situada 30 m por debajo están fijadas, el conducto desde la
cámara de intercambio térmico a la parte inferior del horno necesita
una junta flexible, que sea capaz de alargarse verticalmente en más
de 11 cm.
Según la presente invención, el medio de
suspensión de la unidad de intercambio térmico comprende
principalmente tubos de agua o de vapor caliente y por lo tanto, la
elasticidad requerida de los conductos que llevan a la cámara de
intercambio térmico es claramente menor que la del ejemplo anterior.
Según una realización preferida de la presente invención, la unidad
de intercambio térmico está suspendida desde una estructura de
acero por encima del sistema de la caldera y más del 60%, más
preferiblemente incluso más del 80%, de la longitud del medio de
suspensión de la unidad de intercambio térmico incluye tubos de
agua o de vapor caliente.
La sección de reciclado de partículas de una
caldera de lecho fluidizado suele comprender una sección de
separador que tiene una parte superior cilíndrica, una parte
inferior cónica y un conducto de retorno conectado a una cámara de
intercambio térmico. La sección del separador, o al menos su parte
superior, puede ser de una construcción de pared de tubos
refrigerada. En condiciones normales, la sección transversal
horizontal de la cámara de intercambio térmico es aproximadamente
tan grande como la sección transversal horizontal de la parte
superior del separador de partículas. En dicho sistema, la cámara de
intercambio térmico puede, según una realización preferida de la
presente invención, disponerse por debajo de la sección del
separador de tal manera que el medio de suspensión de la cámara de
intercambio térmico incluya medios de soporte que estén conectados
a una parte superior refrigerada del separador de partículas.
Según otra realización preferida de la presente
invención, el medio de suspensión de una unidad de intercambio
térmico incluye medios de suspensión colgantes, que comprenden
tubos de agua o vapor caliente y varillas de suspensión rígidas
cortas. Dicho medio de suspensión colgante refrigerado está
dispuesto, en una realización preferible, entre la unidad de
intercambio térmico y la parte superior de un separador de
partículas. Según una realización preferida, al menos un 50%, e
incluso más preferiblemente al menos un 70%, de la longitud del
medio de suspensión, entre la parte superior del separador de
partículas y la unidad de intercambio térmico, está constituido por
tubos de vapor o de agua caliente. Los tubos de vapor o de agua
caliente, entre la parte superior del separador de partículas y la
unidad de intercambio térmico, pueden ser, por ejemplo, conductos de
suministro de agua o vapor o prolongaciones de los tubos de
refrigeración en la parte superior del separador de partículas.
Según una construcción avanzada, descrita en, por
ejemplo, la patente de los Estados Unidos nº 5.281.398, el
separador de partículas puede tener una parte superior rectangular
y una parte inferior no simétrica, donde la pared lateral del
separador más próxima a la sección del horno se extiende casi
verticalmente en todo su recorrido descendente hasta la parte
inferior del conducto de retorno. La fabricación y mantenimiento de
dicho separador es de coste muy moderado y el separador se puede
conectar al horno de una forma compacta. En una realización
preferida de la presente invención que es especialmente aplicable a
separadores de partículas no simétricos, según se describió
anteriormente, una cámara de intercambio térmico está suspendida
por medios colgantes, una parte de los cuales están unidos al
conducto de retorno o a la parte inferior del separador de
partículas y otra parte a la sección superior del separador de
partículas.
Preferentemente, en la realización de la
invención antes citada, la parte de los medios colgantes conectada
a la parte superior del separador comprende tubos de vapor o agua
caliente y varillas colgantes rígidas cortas. En correspondencia,
la parte de los medios colgantes conectada al conducto de retorno o
a la parte inferior del separador de partículas comprende, en una
realización preferida, varillas colgantes rígidas cortas conectadas
a un colector de entrada horizontal extendido que alimenta el vapor
o agua caliente a los tubos verticales de un conducto de retorno
refrigerado o de la parte inferior del separador de partículas.
Las partículas se suelen conducir desde la unidad
de intercambio térmico de nuevo a la parte inferior del horno a
través de un conducto que tiene una junta flexible. Puesto que la
unidad de intercambio térmico, suspendida según la presente
invención, sigue más o menos los movimientos térmicos del horno, la
junta flexible en el conducto, entre la unidad de intercambio
térmico y el horno, tampoco tiene que soportar movimientos muy
grandes y una junta con una flexibilidad moderada es
suficiente.
En comparación con la unidad de intercambio
térmico revelada en la patente de los Estados Unidos nº 5.425.412,
la presente construcción proporciona también una solución compacta,
pero no requiere mucho espacio en la parte inferior del horno. Por
lo tanto, hay mucho espacio para varias conexiones para alimentar,
por ejemplo, combustible, material del lecho, absorbente y aire
secundario para el lecho.
La principal idea de la presente invención es que
la suspensión de la unidad de intercambio térmico no esté a una
temperatura constante sino que, en cambio, consista principalmente
en tubos de vapor o agua caliente, que siguen aproximadamente la
temperatura de las paredes de los tubos del sistema de caldera.
Esta construcción reduce significativamente los movimientos
relativos entre la unidad de intercambio térmico y el resto del
sistema de caldera. Por lo tanto, no se necesitan juntas de
dilatación para movimientos grandes. Los movimientos reducidos
reducirán también los costes de las juntas de dilatación y permiten
el uso de desviadores de tela en lugar de desviadores metálicos de
muy alto coste.
La anterior breve descripción, así como otros
objetos y ventajas de la presente invención, se apreciarán más
completamente haciendo referencia a la siguiente descripción
detallada de las realizaciones actualmente preferidas, pero no
obstante ilustrativas, según la presente invención, cuando se toman
en conjunción con los dibujos adjuntos en los que:
La Figura 1 es una vista en alzado esquemática de
un sistema de combustión de lecho fluidizado según una primera
realización ejemplar de la presente invención;
La Figura 2 es otra vista en alzado esquemática
de un sistema de combustión de lecho fluidizado, según la primera
realización de la presente invención;
La Figura 3 es una vista en alzado esquemática de
una segunda realización de la presente invención y
La Figura 4 es una vista en alzado esquemática de
una tercera realización de la presente invención.
Las Figuras 1 y 2 ilustran un sistema de
combustión de lecho fluidizado 10 según una realización preferida
de la presente invención. el sistema de combustión 10 se utiliza
para la generación de vapor e incluye una sección de horno 12, una
sección separadora 14 (tal como un separador ciclónico) y una cámara
de intercambio térmico 16. La sección del horno 12 incluye un
recinto vertical enfriado por agua, que tiene una pared frontal 18,
una pared posterior 20, dos paredes laterales 22 y 24, un suelo 26
y un techo 28.
Un conducto 30 está provisto en la parte superior
de la sección del horno 12 para permitir que los gases de
combustión producidos en la sección del horno 12 pasen desde la
sección del horno 12 a la sección separadora 14. Ha de entenderse
que los conductos adecuados (no ilustrados) se proporcionan para
permitir que los gases separados pasen desde la parte superior de
la sección separadora 14 a una sección de recuperación del calor,
un separador de polvo y una chimenea (no ilustrada).
Las paredes 18, 20, 22 y 24 de la sección del
horno 12, así como las paredes 74, 76, 80 y 82 de la sección
separadora 14, están formadas por una pluralidad de tubos de
intercambio térmico formados de una manera hermética a los gases
paralela para transportar el fluido a calentarse, tal como agua o
vapor. Queda también entendido que una pluralidad de colectores, de
los cuales solamente se ilustra el colector 72, está dispuesta en
ambos extremos de cada una de las paredes de tubos que, junto con
los tubos adicionales y circuitos de flujo asociados, funcionaría
para encaminar el agua a través de los tubos de agua del reactor de
una manera convencional.
Un sistema distribuidor de aire, incluyendo una
pluralidad de toberas de distribuidor de aire (no ilustrada) está
montado en las correspondientes aberturas formadas en un panel de
tubo 32 que se extiende a través de la parte inferior del recinto
12. El panel de tubos 32 está separado del suelo 26 para definir
una cámara de contrapresión de aire 34, que está adaptada para
recibir aire desde una fuente exterior (no ilustrada) y para
distribuir el aire a través de las toberas al interior de la
sección del horno 12.
La sección separadora 14 comprende una parte
superior recta 36, una parte inferior en forma de tolva 38 y un
conducto de retorno 40. El material en partículas separado pasa
desde la sección separadora 14, a través del conducto de torno 40 a
la cámara de intercambio térmico 16. La cámara de intercambio
térmico 16 está constituida por placas metálicas de coste moderado
cubiertas por una capa relativamente gruesa de aislamiento para
impedir la erosión y pérdida de calor desde la cámara. Por lo
tanto, las paredes exteriores de la cámara 16 no están enfriadas.
Naturalmente, el interior de la cámara de intercambio térmico 16
comprende superficies de intercambio térmico (no ilustradas) para
recuperar el calor desde el material en partículas recirculante en
un fluido, tal como agua o vapor, que fluye a través del
interruptor de las superficies de intercambio térmico en la cámara
de intercambio térmico 16.
Desde la cámara de intercambio térmico 16, el
material recirculante se conduce, a través de un conducto 44, de
nuevo a la sección del horno 12 del sistema de combustión 10. En el
conducto 44 se puede conectar un alimentador de combustible 46,
mediante el cual el combustible que contiene material en partículas
se puede introducir en la sección del horno 12. Alimentadores
adicionales 48 para combustible, así como para material de lecho
inerte, un agente absorbente de azufre, etc., pueden estar situados
en la parte inferior de la sección del horno 12. Aire secundario se
introduce en la sección del horno 12 a través de las entradas
50.
Una pluralidad de columnas de soporte de acero
que se extienden verticalmente 52 se extiende desde el suelo 54 a
una pluralidad de vigas espaciadas de extensión horizontal 56. Una
pluralidad de varillas colgantes 58 se extiende hacia abajo desde
las vigas 56 para soportar la sección del horno 12 y la sección
separadora 14.
Según la presente invención, la cámara de
intercambio térmico 16 es soportada por una pluralidad de varillas
colgantes cortas 60 y 62, que están soportadas por tubos de vapor o
de agua caliente. En la realización ilustrada en las Figuras 1 y 2,
las varillas colgantes 60 están soportadas por el colector de
entrada horizontal 72, que alimenta vapor o agua caliente a una
pared planar 74 de la sección separadora 14. Como puede observarse
en la Figura 2, aun cuando el conducto de retorno 40 es cónico en
sentido descendente, la pared 74 mantiene su anchura completa en
todo su recorrido descendente hacia el colector 72, permitiendo así
que las varillas colgantes 60 se conecten en ambos lados del
conducto de retorno 40.
En la realización de las Figuras 1 y 2, es
posible fijar las varillas colgantes directamente al colector 72 de
los tubos de pared 74 porque el conducto de retorno del separador
ciclónico de la sección separadora 14 está situado no
simétricamente, como una continuación de la pared 74. En el lado
opuesto "hacia fuera", la correspondiente pared lateral 76 de
la sección separadora 14 no se extiende tan hacia abajo como en el
lado "hacia dentro" y por lo tanto, tiene que utilizarse un
sistema de soporte diferente. Si una varilla de conexión rígida se
extiende en todo el recorrido desde la cámara de intercambio
térmico 16 a la pared superior 36 del separador ciclónico de la
sección separadora 14, los movimientos térmicos relativos entre los
lados, hacia dentro y hacia fuera, serían grandes y se necesitaría
una disposición especial para compensar la diferencia.
Según otra realización de la presente invención,
cuando una cámara de intercambio térmico 16 ha de soportarse por la
parte superior del separador ciclónico de la sección separadora 14,
secciones verticales 68 del conducto de suministro de agua o vapor
66 se utilizan como parte del sistema de soporte. La función
principal de los conductos 66 es suministrar agua o vapor a las
paredes de tubos de la sección separadora 14 o a alguna otra parte
del sistema de caldera del sistema de combustión 10. En la
realización ilustrada en las Figuras 1 y 2, la parte inferior de la
sección vertical 68 del conducto de suministro 66 está conectada a
la sección de intercambio térmico 16 mediante una varilla colgante
corta 62. En correspondencia, la parte superior de la sección
vertical 68 del conducto de suministro 66 está unida a la parte
superior del separador ciclónico 14 mediante una varilla colgante
corta 64.
Debido a la dilatación térmica del medio de
soporte en los lados "hacia dentro" y "hacia fuera" de la
cámara de intercambio térmico 16 pueden, según las construcciones
reveladas, hacerse mucho más similar, no se necesita disposiciones
especiales para compensar su diferencia. Además, la dilatación
térmica de los medios colgantes está próxima a la del conducto de
retorno 40 y la parte inferior 38 de la sección separadora 14 y
por lo tanto, un desviador relativamente corto 70 basta para
compensar sus movimientos térmicos relativos.
El sistema de suspensión de la cámara de
intercambio térmico 16 sigue estrechamente el movimiento térmico
del resto del sistema de reactor de lecho fluidizado suspendido en
la parte superior 10.
Por lo tanto, la conexión entre la cámara de
intercambio térmico 16 y la parte inferior de la sección del horno
12 puede realizarse también simplemente, utilizando un tubo
inclinado 44, que incluye una parte vertical con un desviador corto
78. La construcción revelada es compacta en el sentido de que la
cámara de intercambio térmico 16 está situada próxima a la sección
separadora 14 y a la sección del horno 12. Sin embargo, la cámara
de intercambio térmico 16 no ocupa ningún espacio cerca de la parte
inferior de la sección del horno 12 o cerca del suelo 54. Por lo
tanto, se dispone de mucho espacio para disponer otros posibles
conductos y depósitos cerca de la parte inferior de la sección del
horno 12.
La Figura 3 ilustra, de forma esquemática, el
sistema de suspensión de una cámara de intercambio térmico 16 según
otra realización de la presente invención. De hecho, la Figura 3
ilustra una modificación de una parte de la Figura 1, donde el agua
o vapor caliente se alimenta a los tubos de pared de la pared
lateral 80 y de la pared lateral 82 (que no se ilustran en esta
Figura) de la sección separadora 14 a través de los colectores de
entrada horizontales 84. La cámara de intercambio térmico 16 está
suspendida por varillas colgantes rígidas 86 fijadas a los
colectores de entrada 84. La Figura 3 ilustra 3 varillas colgantes
pero, naturalmente, su número puede variar en aplicaciones
prácticas. Además, se puede combinar las cases de medios de
suspensión ilustrados en las Figuras 1 y 3, si así se requiere.
Asimismo, es posible extender una parte, por ejemplo, cada cinco
tubos, de los tubos de pared desde la pared 76 en la Figura 1 hacia
abajo, por ejemplo, al nivel del colector de entrada 84 y para
utilizar estos tubos como una parte del sistema de suspensión de la
cámara de intercambio térmico 16.
La Figura 4 ilustra, de forma esquemática, un
sistema de suspensión de una cámara de intercambio térmico 16 en
conexión con una sección separadora simétrica 14, según una tercera
realización de la presente invención. En la Figura 4, todos los
medios colgantes de la cámara de intercambio térmico 16 incluyen
secciones verticales 68 de tubos de vapor o agua caliente 66. Estas
secciones verticales 68 están conectadas a la cámara de intercambio
térmico 16 y al borde inferior de la parte superior cilíndrica 36
de la sección separadora 14 mediante varillas colgantes rígidas
cortas 62 y 64, respectivamente. Por lo tanto, la dilatación térmica
de los medios colgantes casi está en correspondencia con la de la
parte inferior 38 de la sección separadora 14 y el conducto de
retorno 40 y un desviador corto 70 basta para compensar sus
movimientos térmicos relativos.
Aunque la invención ha sido aquí descrita a modo
de ejemplos en relación con lo que actualmente son consideradas las
realizaciones más preferidas, ha de entenderse que la invención no
está limitada a las realizaciones reveladas, si no que está
prevista para cubrir varias combinaciones o modificaciones de sus
características y varias otras aplicaciones, según se define en las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (19)
1. Sistema de caldera de lecho fluidizado
circulante soportado por la parte superior (10) comprendiendo:
un horno (12) que presenta paredes laterales (18,
20) de una construcción de pared en tubos, que sirve para la
combustión del combustible y para la generación de productos de
combustión;
un separador de partículas (14) conectado a dicho
horno, para separar las partículas de los productos de combustión
procedentes de dicho horno;
una cámara de intercambio térmico externa (16)
conectada a dicho separador de partículas para eliminar el calor
procedente de los productos de la combustión;
un conducto de retorno (44) unido a dicha cámara
de intercambio térmico, destinado a reenviar las partículas
separadas por dicho separador hacia dicho horno y
una estructura de soporte rígida (52, 56)
destinada a soportar los elementos de dichos sistema,
caracterizado porque el sistema comprende medios de
suspensión (68), constituidos por al menos uno de los tubos de vapor
y tubos de agua, para suspender dicha cámara de intercambio térmico
a partir de dicha estructura de soporte rígida.
2. Sistema según la reivindicación 1, en el cual
dichos tubos de vapor o dichos tubos de agua funcionan a una
temperatura de 300ºC a 550ºC aproximadamente.
3. Sistema según la reivindicación 1, en el cual
dicha cámara de intercambio térmico externa comprende paredes
externas que no están refrigeradas.
4. Sistema según la reivindicación 1, en el cual
dicha estructura de soporte rígida está colocada por encima de
dicho sistema de caldera para soportar los elementos de dicho
sistema de caldera.
5. Sistema según la reivindicación 1, en el cual
más del 60% aproximadamente de la longitud de dichos medios de
suspensión comprende al menos uno de los tubos de vapor y tubos de
agua
6. Sistema según la reivindicación 1, en el cual
dicho separador de partículas comprende una parte rectilínea
superior constituida por paredes laterales de una construcción de
pared en tubos y una parte inferior cónica.
7. Sistema según la reivindicación 6 que
comprende, además, medios de suspensión para suspender dicha cámara
de intercambio térmico a partir de la parte superior de dicho
separador de partículas.
8. Sistema según la reivindicación 7, en el cual
dichos medios de suspensión comprenden al menos uno de los tubos de
vapor y tubos de agua.
9. Sistema según la reivindicación 7, en el cual
dichos medios de suspensión comprenden al menos uno de los tubos de
vapor y tubos de agua que se extienden hacia abajo a partir de la
parte superior de dicho separador de partículas.
10. Sistema según la reivindicación 7, en el cual
dichos medios de suspensión comprenden al menos una de las líneas de
vapor y líneas de alimentación de agua.
11. Sistema según la reivindicación 7, en el cual
que al menos aproximadamente un 50% de longitud de dichos medios de
suspensión comprende por lo menos uno de los tubos de vapor y tubos
de agua.
12. Sistema según la reivindicación 6, que
comprende, además, un colector que proporciona al menos agua
caliente o vapor a las paredes en tubos de dicho separador de
partículas.
13. Sistema según la reivindicación 12, en el
cual al menos una parte de dichos medios de suspensión está
conectada al colector.
14. Sistema según la reivindicación 1, en el cual
dicho separador de partículas comprende paredes laterales que
presentan una estructura de paredes en tubos, una sección rectilínea
superior y una sección inferior no simétrica.
15. Sistema según la reivindicación 14, en el
cual dichos medios de suspensión comprenden al menos una de las
líneas de vapor y de las líneas de alimentación de agua.
16. Sistema según la reivindicación 15, que
comprende, además, varillas de suspensión para conectar dichos
medios de suspensión a la sección superior de dicho separador de
partículas.
17. Sistema según la reivindicación 14, en el
cual una parte de dichos medios de suspensión comprenden por lo
menos una de las líneas de vapor y de las líneas de alimentación de
agua.
18. Sistema según la reivindicación 17, que
comprende, además, varillas de suspensión para conectar la parte de
dichos medios de suspensión a la sección superior a dicho separador
de partículas.
19. Sistema según la reivindicación 18, en el
cual una parte de dichos medios de suspensión comprenden tubos de
pared de la sección inferior de dicho separador de partículas.
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