FI107758B - Kiertoleijureaktori - Google Patents

Kiertoleijureaktori Download PDF

Info

Publication number
FI107758B
FI107758B FI992419A FI19992419A FI107758B FI 107758 B FI107758 B FI 107758B FI 992419 A FI992419 A FI 992419A FI 19992419 A FI19992419 A FI 19992419A FI 107758 B FI107758 B FI 107758B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
wall
furnace
fluidized bed
circulating fluidized
return
Prior art date
Application number
FI992419A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI19992419A (fi
Inventor
Timo Hyppaenen
Kari V O Kauppinen
Original Assignee
Foster Wheeler Energia Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to FI992419A priority Critical patent/FI107758B/fi
Application filed by Foster Wheeler Energia Oy filed Critical Foster Wheeler Energia Oy
Priority to CZ2002-1598A priority patent/CZ304468B6/cs
Priority to CNB00818321XA priority patent/CN1276213C/zh
Priority to AT00976102T priority patent/ATE288050T1/de
Priority to PCT/FI2000/000974 priority patent/WO2001035020A1/en
Priority to HU0204063A priority patent/HU225609B1/hu
Priority to PT00976102T priority patent/PT1228332E/pt
Priority to EP00976102A priority patent/EP1228332B1/en
Priority to PL355656A priority patent/PL196596B1/pl
Priority to RU2002115264/06A priority patent/RU2232939C2/ru
Priority to CA002389818A priority patent/CA2389818C/en
Priority to JP2001536912A priority patent/JP3984051B2/ja
Priority to AU13993/01A priority patent/AU1399301A/en
Priority to ES00976102T priority patent/ES2235987T3/es
Priority to DK00976102T priority patent/DK1228332T3/da
Priority to DE60017778T priority patent/DE60017778T2/de
Priority to US10/129,183 priority patent/US6631698B1/en
Publication of FI19992419A publication Critical patent/FI19992419A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI107758B publication Critical patent/FI107758B/fi

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)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

1 107758
KIERTOLEIJUREAKTORI
Esillä oleva keksintö koskee itsenäisen patenttivaatimuksen johdanto-osan mukaista kiertoleijureaktoria.
5
Siten keksintö koskee kiertoleijureaktoria, joka käsittää tulipesän, jonka alaosaan on sovitettu leijutuskaasusuut-timet tulipesään syötettävän petimateriaalin leijuttami-seksi, ja jota tulipesää rajaa ensimmäinen seinä, joka on 10 oleellisesti pystysuora ja tasomainen; hiukkaserottimen, joka erottaa petimateriaalia reaktorista purkautuvasta kaasusta; hiukkaserottimessa erotetun petimateriaalin palautus kana van, joka on sovitettu ensimmäisen seinän yhteyteen, ja jossa palautuskanavassa on alaosa; tasomaisen ve-15 siputkiseinän rajaaman vastaanottotilan, joka voi olla tu-lipesä, jolloin vesiputkiseinä on ensimmäinen seinä, tai tulipesään kaasuvirtausyhteydessä oleva tila, sekä palau-tuskanavan alaosaan sovitetun kaasulukon, joka estää kaa-suvirtauksen tulipesästä palautuskanavaan ja on sovitettu 20 vastaanottotilaa rajaavan vesiputkiseinän yhteyteen siten, että ensimmäisen seinän suunnassa mitattu palautuskanavan alaosan vaakasuoran poikkileikkauksen leveys on suurempi •;.t kuin sitä vastaan kohtisuora syvyys.
• · t • * . 25 On yleisesti tunnettua valmistaa kiertoleijureaktorin pa- *"*. lautuskanavaan kaasulukko, joka on tyypiltään ns. polvi * · t • ·· *,.* (loop seal) , L-lukko tai kaasulukkoastia (seal pot) . Näis- • · · • · · sä kaikissa erottimen palautuskanavaan liittyy kanava tai • · t * · · ‘ osa, joka on hiukkaserottimelta tulipesään palautettavan . 30 petimateriaalin täyttämä ja siten estää tulipesän kaasua - ,tt virtaamasta palautuskanavaa pitkin erottimeen. Tavanomai- * » ·;·* sissa erotinratkaisuissa palautuskanava on jäähdyttämätön ’ ..*·* ja tulipesän seinästä erillään, minkä vuoksi on ollut • · · luonnollista järjestää myös kaasulukko jäähdyttämättömäksi : 35 ja tulipesän seinästä erillään olevaksi rakenteeksi. Jääh- • * * ··· · .·. : dyttämättömien rakenteiden liittäminen jäähdytettyyn tuli- • «I • · 2 107758 pesään johtaa kuitenkin aina lämpötilaeroihin ja lämpöjännityksiin, jotka heikentävät laitteiston kestävyyttä ja luotettavuutta.
5 Patentissa EP 0 082 673 on esitetty jäähdyttämättömään tu-lipesän alaosan seinään välittömästi liittyvä jäähdyttämä-tön kaasulukkoastia. Esitetty ratkaisu on kuitenkin raskas ja ulottuu huomattavan kauas tulipesästä, minkä vuoksi sen tukemiseen on kiinnitettävä erityistä huomiota. Lisäksi 10 jäähdyttämättömät rakenteet voivat lämpötilaerojen vuoksi helposti rikkoutua erityisesti reaktorin ylösajossa ja alasajossa.
US-patentissa No. 4,951,612 esitetään leijupetikattila, 15 jonka sylinterimäisen tulipesän jäähdytettyyn ulkoseinään liittyy kiinteästi neljä erillistä kaasulukkoa. Kaasuluk-kojen yksityiskohtaista rakennetta ei ole kuitenkaan kuvattu .
20 US-patentissa No. 5,269,262 kuvataan sylinterimäinen lei-jupetikattila, jonka keskelle sovitettu sylinterimäinen rakennelma käsittää hiukkaserottimen, palautuskanavan ja moniosaisen, osittain jäähdytetyn kaasulukon. Esitetyssä • · · ·.· · ratkaisussa kiertomateriaalin palautusaukkojen kohdalla 25 tulipesän seinän kantavuus vähenee merkittävästi ja aukko-jen välille jätettävät leveät ehjät seinäpinnat heikentä- • · Σ,’·{ vät materiaalin tasaista jakaantumista tulipesään.
• · · • · · * · · ··« .* US-patentissa No. 5,281,398 on esitetty uuden tyyppinen 30 kiertoleijukattilan jäähdytetty hiukkaserotin, johon liit- *:*·: tyy tulipesän jäähdytettyyn seinään integroitu jäähdytetty ·’1: palautuskanava. Erityisesti tällaisessa ratkaisussa on • · · !·. edullista, että myös kaasulukko on jäähdytetty ja sovitet- tu tulipesän seinän yhteyteen. US-patentissa No. 5,341,766 • · ’·* 35 esitetään suoraan tulipesän seinään integroitu, useasta • · • » · ί : kapeasta raosta muodostuva ns. gill-seal tyyppinen kaasu- • · • · · • · · • · 3 107758 lukko, joka täyttää nämä vaatimukset. Käytännössä on havaittu, että gill-seal tyyppisen kaasulukon käytettävyys on yleensä hyvä, mutta joissakin erikoistilanteissa sen toimintakyky voi heikentyä.
5 FI-patentissa No. 91220 esitetään kaasulukon toteuttaminen sovittamalla kiertoleijukattilan palautuskanavaan toisiinsa liitettyjen tulipesän vesiputkiseinien avulla muodostettuja estokappaleita.
10 Tämän keksinnön tavoitteena on saada aikaan menetelmä ja laite, jossa edellä mainitut tunnetun tekniikan ongelmat on minimoitu.
15 Erityisesti tämän keksinnön tavoitteena on saada aikaan kiertoleijureaktori, jossa on vähän tilaa ottava kaasu-lukko, joka on kiinteästi sovitettu kattilan tasomaisen, jäähdytetyn seinän yhteyteen ilman että seinän kantavuus vähenee.
20
Keksinnön tavoitteena on myös saada aikaan kiertoleijureaktori, jossa on kevyt, kestävä ja toimintavarma kaasu-lukko .
»·· • · • · ♦ ****: 25 Keksinnön tavoitteena on myös saada aikaan kiertoleiju- ..’.V reaktori, jossa on parannettu kaasulukosta palautettavan • · petimateriaalin vastaanottotilan seinän suuntaista jakaan- • · · ·.1 2 3 : tumista.
• · · • ♦ · • · · 30 Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi esitetään kiertoleiju- •‘y1: reaktori, jonka tunnusomaiset piirteet on esitetty itse- • ♦ · \ näisen patenttivaatimuksen tunnusmerkkiosassa.
· · • · · · .···, Siten esillä olevan keksinnön mukaiselle kiertoleijureak- • · 2 • · · 35 torille on tunnusomaista, että kaasulukossa on sulkuraken- • · · 3 | ne, joka käsittää toisiinsa liitettyjä vesiputkia, jotka • · · • 1 · • · 4 107758 on taivutettu vastaanottotilaa raj aavan vesiputkiseinän vesiputkista siten, että vesiputkiseinään muodostuu aukotus, josta kiertomateriaalia voidaan johtaa vastaanottotilaan, sulkurakenne erottaa erillisen osan palautuskanavan 5 alaosaan muodostuvasta palautettavan materiaalin pedistä ja muodostaa sulkukanavan, jota rajaavat sulkurakenne, jonka alaosassa on virtausyhde palautuskanavaan, ja oleellisesti pystysuora etuseinä, jonka yläosa on virtausyhtey-dessä vastaanottotilaa rajaavaan vesiputkiseinään muodos-10 tettuun palautusyhteeseen, sulkurakenne käsittää etuseinään liittyvän sivuseinän, ja vastaanottotilaa rajaavan vesiputkiseinän vesiputkia on taivutettu jäähdyttämään sivuseinää ja muodostamaan sivuseinään tukirakenne, ja kaasulukko käsittää vähintään kaksi ensimmäisen seinän 15 suunnassa rinnakkaista, yhteiseen palautuskanavaan yhteydessä olevaa sulkukanavaa.
Yksinkertaisessa tapauksessa erottimen palautuskanavan alaosa on suoraan yhteydessä tulipesään, jolloin esillä 20 olevan keksinnön mukaisesti kaasulukko voidaan sovittaa tulipesän seinän yhteyteen. Joissakin tapauksissa kuitenkin palautuskanava liittyy tulipesään erillisen lämmön-vaihtokammion kautta siten, että lämmönvaihtokammio on • · » ·.· : kaasuvirtausyhteydessä tulipesään ja kaasulukko on sovi- 25 tettu petimateriaalin virtaussuunnassa ennen lämmönvaih- #>*j* tokammiota. Tällaisessa tapauksessa esillä olevan keksin- • · :/·{ nön mukainen kaasulukko voidaan muodostaa tulipesään kaa- ::: suvirtausyhteydessä olevan lämmönvaihtokammion seinän yhteyteen.
30 *:*·· Ammattimiehelle on ilmeistä, että esillä olevan keksinnön ·***: mukainen kaasulukko voidaan sovittaa myös muun vastaavan • · · *. tulipesän alaosaan kaasuvirtausyhteydessä olevaa tilaa ra- "" jaavan jäähdytetyn seinän yhteyteen. Jäljempänä keksintöä • · *!* 35 esitellään lähinnä tulipesän seinän yhteydessä, mutta on • · • · · :.t : ymmärrettävä, että edellä mainitulla tavalla tarkoitetaan • · • · · « · · • · 5 107758 kaasulukkoa myös muiden kiertoleijukattilan tulipesään kaasuvirtausyhteydessä olevien tilojen seinien yhteydessä.
Esillä olevan keksinnön mukainen kaasulukko käsittää edul-5 lisesti palautuskanavan alapäähän sovitetun vähintään yhden sulkukanavan, jota rajaavat etuseinä ja sulkurakenne, joka erottaa palautuskanavan alaosaan muodostuvasta palautettavan materiaalin pedistä erillisen osan. Edullisesti sulkukanava on ainoastaan sulkurakenteen alaosasta virta-10 usyhteydessä palautuskanavaan ja ainoastaan etuseinän yläosasta virtausyhteydessä tulipesää rajaavaan vesiputkisei-nään muodostettuun palautusyhteeseen.
Kun sulkukanavan tulipesään liittävän yhteen, palautusyh-15 teen, alareuna on ylempänä kuin sulkukanavan palautuskanavaan liittävän yhteen yläreuna, sulkukanava käsittää keskiosan, joka on vaakasuunnassa kokonaan seinien ympäröimä ja sulkukanavaan muodostuu kiertävästä materiaalista peti, jonka pinta on oleellisesti palautusyhteen alareunan ta-20 solia. Siten sulkukanavassa oleva petimateriaali estää kaasua virtaamasta tulipesästä palautuskanavaan.
Jotta petimateriaali kulkee palautuskanavasta sulkukanavan • · · '· kautta tulipesään, sulkukanavan petimateriaalia edullises- « *:**: 25 ti leijutetaan sulkukanavan alaosaan sovitettujen leiju- ..*ί* tuskaasusuuttimien kautta syötettävällä leijutuskaasulla.
Leijutuksen johdosta pedin pinta sulkukanavassa on tyypil- lisesti jonkin verran ylempänä kuin palautuskanavan ala- osassa sulkukanavan ulkopuolella. Toisaalta petimateriaa- 30 Iin virtaukseen liittyvä kitka sekä tulipesän ja palautus- *:··· kanavan välillä vallitseva paine-ero pyrkivät nostamaan ·**': tasapainotilanteessa vallitsevaa pedin pintaa sulkukanavan • « · \ ulkopuolisessa palautuskanavan alaosassa.
• · · · • · · • · • · *1* 35 Tapauksissa, joissa sulkukanavan leijutusta ei tarvita tai • · : se on hyvin hidasta, sulkukanavassa olevan pedin pinta voi • · • · · • · * · 6 107758 olla vähän etuseinän suuntaan vinossa, jolloin kaasulukko on tiivis vaikka palautusyhteen alareuna on likimain samalla tasolla tai jopa vähän alempana kuin palautuskana-vaan johtavan yhteen yläreuna.
5
Edullisesti sulkurakenne käsittää etuseinään liittyvän sivuseinän, joka on jäähdytetty tulipesää rajaavasta seinästä taivutetuilla vesiputkilla. Tällöin vesiputket voivat muodostaa sivuseinään tukirakenteen, joka samalla tukee 10 tulipesän seinää ja estää seinään muodostetun palautusyhteen aiheuttamaa heikentymistä.
Sulkurakenne käsittää edullisesti kaksi sivuseinää, takaseinän ja katto-osan. Virtausyhde palautuskanavasta sulku-15 kanavaan voi olla muodostettu takaseinän ja/tai yhden tai useamman sivuseinän alaosaan. Sivuseinien lisäksi myös sulkurakenteen takaseinä ja/tai katto-osa voivat olla tulipesää rajaavasta vesiputkiseinästä taivutetuilla vesi-putkilla jäähdytettyjä.
20
Vesiputkia sisältävien sulkurakenteen seinien lujuutta voidaan parantaa liittämällä vierekkäisiä vesiputkia toisiinsa tulenkestävällä massalla tai kapeilla metallile- * · · ·.·’ ' vyillä, evillä. Edullisesti seinien vesiputket ja vesiput- 25 kien väliset evät päällystetään niiden kulutuskestävyyden *:1 2 lisäämiseksi tulenkestävällä massalla.
···( · · 2 • · · • · ϊ Γ: Tulipesää rajaavan vesiputkiseinän vesiputkia voidaan tai- vuttaa kulkemaan etuseinältä sivuseinälle, sieltä takasei- 30 nän kautta tai suoraan katto-osalle ja sieltä takaisin ·:··· vastaanottotilaa raj aavalle vesiputkiseinälle. Tässä yh- ·3; teydessä vesiputkiseinästä taivutetuilla vesiputkilla tar- \ koitetaan myös veden virtauksen kannalta yhtenäisiä put- *ΓΓΓ kia, jotka on erillisinä taivutettu haluttuun muotoon ja • · *Γ 35 sen jälkeen hitsaamalla yhdistetty tulipesän seinän vesi-• · • ♦ · : putkiin Da niiden vesikiertoon.
3 • · • · · • · · • · 7 107758
Edullisesti sulkukanavan vaakasuora poikkileikkaus on oleellisesti suorakaiteen muotoinen ja sen tulipesää ra-jaavan ensimmäisen seinän suunnassa mitattu leveys on vä-5 hintään noin 1,5 kertaa sitä vastaan kohtisuora syvyys. Sulkukanavan leveys voi olla esimerkiksi 2 tai 3 kertaa sen syvyys, jopa suurempikin. Kaasulukko voi käsittää myös kaksi tai useampia ensimmäisen seinän suunnassa rinnakkaista, yhteiseen palautuskanavaan yhteydessä olevaa sullo kukanavaa. Tällöin sulkukanavien yhteenlaskettu leveys on edullisesti vähintään noin kolme kertaa niiden syvyys. Tarvittaessa sulkukanavien yhteenlaskettu leveys voi olla jopa lähes yhtä suuri kuin ensimmäisen seinän leveys, jolloin hiukkaserottimelta palautettava petimateriaali voi-15 daan jakaa hyvin tasaisesti koko tulipesän leveydelle.
Esillä olevan keksinnön mukaista hyvinkin leveää petimate-riaalin palautusjärjestelmää ei välttämättä tarvitse jakaa sivuseinillä erillisiin osiin. Sulkukanava voi edullisesti 20 olla myös yhtenäistä tilaa, jolloin tulipesän seinän pa-lautusyhteiden kohdalta taivutettuja vesiputkia käytetään muodostamaan esimerkiksi palautusrakenteen takaseinää tai erillisiä sulkurakenteen tukirakenteita. Erityisesti täi- • · · ·.: ϊ laiseen leveään sulkukanavaan liittyy edullisesti useita *:*" 25 palautusyhteitä. Joissakin tapauksissa voi olla edullisin- ta käyttää seinän joka toinen putki jäähdyttämään ja tuke-:\l maan kaasulukon sulkurakennetta ja jättää loput putket :’Γ: taivuttamatta tai taivuttaa niitä vain tulipesän seinän läheisyydessä siten, että syntyy suuri joukko kapeita pa-30 lautusyhteitä.
♦ · ·***; Keksinnön mukaisessa palautuskanavan alaosassa on kaasulu- • · · ' *. kon sulkukanava ja petimateriaalia palautuskanavasta sul- • · · “.V. kukanavaan johtava laskukanava. Nämä kanavat voi olla so- • · • · 'V 35 vitettu tulipesän suunnasta katsottuna peräkkäin tai rin-• · • · · · » I · · : nakkain. Joissakin tilanteissa on edullista sovittaa las- • · • · · • ·* • · 8 107758 kukanava ja sulkukanava rinnakkain, koska tällöin palau-tuskanavan alaosan ulottuvuus tulipesän seinästä voidaan pitää pienenä ja palautuskanavan tukeminen on helppoa.
5 Kun on erityisen tärkeätä jakaa palautettava petimateriaa-li tasaisesti tulipesän seinän leveydelle, on edullista käyttää useaa, tulipesän suunnasta katsoen vierekkäin sovitettua sulkukanavaa, jotka voivat kattaa lähes koko tulipesän ensimmäisen seinän alueen. Tällöin on edullista 10 sovittaa kaasulukkoon laskukanava, joka voi olla yhteinen kaikille sulkukanaville, tulipesän suunnasta katsottuna sulkukanavien kanssa peräkkäin.
Suurissa kiertoleijureaktoreissa, joissa on useita hiuk-15 kaserottimia, on luonnollista, että myös palautuskanavia ja niiden kaasulukkojärjestelyjä on useita. On myös mahdollista yhdistää kahdesta erottimesta palautettava materiaali yhteen palautuskanavaan tai jakaa yhden erottimen erottama materiaali kahteen palautuskanavaan, joista esi-20 merkiksi vain toinen johtaa erilliseen lämmönvaihtokammi-oon. Kaikkiin näihin tapauksiin voidaan soveltaa nyt esillä olevaa keksintöä ja siten saada aikaan tasainen palautettavan materiaalin jakaantuminen tulipesään sekä tulipe- • · · · sän seinän kantavuuden säilyminen.
·:**: 25 "* Palautuskanava on edullisesti muodostettu tasomaisista ve- i··· ί/.j siputkipaneeleista. Tällöin yksi palautuskanavan muodosta- vista vesiputkiseinistä voi edullisesti olla osa tulipesää ra jaavaa vesiputkiseinää. Käytettäessä esillä olevan kek- 30 sinnön mukaista kaasulukon rakennetta koko palautuskanava ·:*·; voi muodostaa tulipesän seinän kanssa kiinteän kokonaisuu- ·'**: den. Palautuskanavan tulipesän puoleisen seinän jatke voi • · · muodostaa myös sulkukanavan takaseinän, jolloin sulkukana-va voi ainakin osittain olla muodostettu palautuskanavan • ♦ **' 35 tulipesän puoleisen seinän jatkeen ja tulipesää rajaavan • · : ensimmäisen seinän väliin.
♦ · • · ♦ • ♦ ♦ • ♦ 9 107758
Palautuskanavan alaosan vaakasuora poikkileikkaus on edullisesti suorakaiteen muotoinen ja sen ensimmäisen seinän suunnassa mitattu leveys on vähintään noin 2 kertaa sitä 5 vastaan kohtisuora syvyys. Poikkileikkauksen leveys voi edullisesti olla esimerkiksi 3 tai 4 kertaa sen syvyys tai suurempikin.
Kaasulukon sulkukanavan etuseinä on edullisesti tulipesän 10 kanssa yhteinen seinä. Etuseinä voi olla suojamassalla päällystetty vesiputkirakenne, jäähdyttämätön massapääl-lysteinen metallirakenne tai yksinkertainen massarakenne. Esillä olevan keksinnön mukaisesti vähintään yksi sulku-kanavan seinä on edullisesti suojamassalla päällystetty 15 vesiputkirakenne. Sulkukanavan muut seinät voivat olla suojamassalla päällystettyjä vesiputkirakenteita, massa-päällysteisiä metallirakenteita tai yksinkertaisia massa-rakenteita.
20 Edullisesti esillä olevan keksinnön mukainen kaasulukko käsittää vähintään kaksi rinnakkaista, yhteiseen palau- tuskanavaan yhteydessä olevaa sulkukanavaa. Rinnakkaiset sulkukanavat voivat olla täysin itsenäisiä tai niillä voi olla yhteisiä väliseiniä tai ne voivat muodostaa alaosas- ·:··· 25 taan ja/tai yläosastaan yhtenäisen tilan. Sulkukanavalla ··» voi olla täysin omat sivuseinät tai palautuskanavan ala- ···· ;1·.· osan sivuseinät voivat osittain toimia myös sulkukanavan « · sivuseininä.
• · · • · · • · « 30 Esillä olevaa keksintöä soveltamalla on mahdollista saada aikaan tulipesän seinän yhteyteen sovitettu kaasulukko si- .···. ten, että seinä pysyy tehokkaasti jäähdytettynä ja säilyt- • · · tää lujuutensa ja voi siten toimia myös tulipesän kantava- ··· ···1 na rakenteena.
• · · • « • « *:1 35 • · • · · • · · • · · · · • · « • · · * · ίο 107758
Kun leijupetireaktorin kaasulukko muodostetaan tulipesän jäähdytetyn seinän yhteyteen ilman paksuja massauksia, kaasulukko saadaan ulkomitoiltaan pieneksi ja kaasulukon paino jää kohtuulliseksi. Tällöin kaasulukko voidaan tukea 5 edullisesti, ilman suuria ja kalliita tukirakenteita. Keksinnön mukainen jäähdytetty kaasulukko on myös kestävä ja sen lämpötilaa voidaan esimerkiksi laitteiston ylösajossa ja alasajossa muuttaa suhteellisen nopeasti ilman että rakenne rikkoutuu.
10
Edullisesti sulkukanavan poikkileikkauksen etuseinän suuntainen sisämitta, leveys, on suurempi, erityisen edullisesti vähintään 1,5 kertaa suurempi, kuin sitä vastaan kohtisuora sisämitta, sulkukanavan syvyys. Käytettäessä 15 sulkukanavassa jäähdyttämätöntä etu- ja/tai takaseinää, sulkukanavan tulipesän seinän suunnassa mitatun leveyden on kuitenkin oltava pienehkö, edullisesti vähemmän kuin noin 1000 mm, erityisen edullisesti 300-500 mm. Käytettäessä jäähdytettyjä etu- ja takaseiniä sulkukanavan leveys 20 voi olle suurempikin. Kanavan suurinta leveyttä voidaan suurentaa myös järjestämällä paikallisesti jäähdytys esimerkiksi muuten jäähdyttämättömän seinän keskelle. Sulku-kanavan leveyden on oltava sellainen, että joka kohdassa .1·1: säilytetään riittävä tulipesän ja sulkukanavien seinien * ·;··· 25 jäähdytys ja lujuus.
··· • · · t ;1·.· Esillä olevan keksinnön taustalla on ajatus, että hiukkas- * 9 j1;1. erottimelta tuleva kiertovirta on pyrittävä jakamaan tuli- .1i1. pesän seinään kiinteästi integroidun palautuskanavan avul- 30 la tasaisesti koko tulipesän alueelle. Palautuskanavan in-tegrointi tulipesän seinään on tilankäytön ja konstruktion • · lujuuden kannalta optimoitu, kun palautuskanavan alaosa ja ··♦ ·. sen sisään sovitettu kaasulukko ovat tulipesän seinän «·· ‘l‘[ suunnassa leveitä ja mahdollisimman vähän tulipesästä • « *···1 35 poispäin ulottuvia. Tällöin kaasulukko voidaan edullisesti • « * 1 · • · · ··» · · • · · • · · • « 11 107758 toteuttaa siten, että sen tukirakenteet liittyvät kiinteästi tulipesän seinän tukirakenteisiin.
Keksinnön mukainen leveä kaasulukko on rakenteen lujuuden 5 kannalta ainakin kaasulukon ja tulipesän välisen yhteen alueella edullista jakaa osastoihin erityisillä sivuseinillä, jotka jäähdytetään yhteen alueelta pois taivutetuilla tulipesän seinän vesiputkilla.
10 Keksinnön mukaisen kaasulukon valmistamiseen on useita mahdollisuuksia. Yhteistä niille kaikille on, että tulipesän seinän putkia taivutetaan siten, että seinään syntyy kiertomateriaalin palauttamiseen vaadittava aukotus ja tulipesän seinästä taivutettuja putkia hyödynnetään kaasu-15 lukon seinien rakenteessa.
Ensimmäisen edullisen suoritusmuodon mukaan tulipesän seinästä taivutetut putket käytetään ensisijaisesti muodostamaan kaasulukon sulkukanavien sivuseiniä. Tällöin putket, 20 jotka ovat kaasulukon yläpuolella ja alapuolella tulipesän seinässä vierekkäin, ovat kaasulukon tasolla sulkukanavan etuseinän ja takaseinän välisessä tilassa peräkkäin, jolloin niiden muodostama taso on ainakin likimain kohti- ... suorassa tulipesän seinää vastaan.
» · • 1 · 25 • · . Tällainen rakenne on yksinkertainen valmistaa ja se voi- • · · ***:. daan toteuttaa siten, että petimateriaalin kulku sulkuka- • · · 'mmmm navassa on esteetöntä ja tulipesän seinän kantavuus ei • · · oleellisesti heikkene. Tätä rakennetta käytettäessä sulku- • 2 · ’·1 2 30 kanavan takaseinä toteutetaan edullisesti jäähdyttämättö- mänä, massattuna rakenteena.
• · • · · » · ' ···1 Toisen edullisen suoritusmuodon mukaan sulkukanavan etu- *:2 seinä, sivuseinät ja katto-osa on jäähdytetty tulipesän ···· :3: 35 vesiputkiseinästä taivutetuilla vesiputkilla. Jättämällä • · · ; ]·, sulkukanavan sivuseinät alaosastaan jäähdyttämättömiksi • · · ··» · · 2 • · · • · · 3 • · 12 107758 tai avoimiksi voidaan sulkukanavan etuseinä jäähdyttää oleellisesti koko alaltaan tehokkaasti.
Kolmannen edullisen suoritusmuodon mukaan tulipesän seinän 5 putkia käytetään muodostamaan sulkukanavan etuseinää, sivuseiniä, takaseinää ja katto-osaa. Kun sivuseinät jätetään alaosastaan avoimiksi, tulipesän seinän vesiputkien avulla voidaan jäähdyttää tehokkaasti sulkukanavan kaikki seinät.
10
Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa
Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti pystysuoraa poikkileikkaus-15 ta kiertoleijureaktorista, jossa on keksinnön mu kainen kaasulukko,
Kuvio 2 esittää kaaviomaisesti pystysuoraa poikkileikkausta toisesta kiertoleijureaktorista, jossa on kek- 20 sinnön mukainen kaasulukko, •V: Kuvio 3 esittää kaaviomaisesti pystysuoraa poikkileikkaus- *:**: ta kolmannesta kiertolei jureaktorista, jossa on ·;· keksinnön mukainen kaasulukko, ···« 25 • ·
Kuvio 4 esittää kaaviomaisesti keksinnön ensimmäisen edullisen suoritusmuodon mukaisen kaasulukon sulkukanavaa aksonometrisesti takaa päin, ····· • · •***; 30 Kuvio 5 esittää kaaviomaisesti keksinnön ensimmäisen • · · edullisen suoritusmuodon mukaisen kaasulukon • · • · · "... vaakasuoraa poikkileikkausta, • · • · ··· ·.·.* Kuvio 6a esittää kaaviomaisesti vaihtoehtoista keksinnön ***** 35 ensimmäisen edullisen suoritusmuodon mukaisen kaasulukon vaakasuoraa poikkileikkausta, 5 13 107758
Kuvio 6b esittää kaaviomaisesti toista vaihtoehtoista keksinnön ensimmäisen edullisen suoritusmuodon mukaisen kaasulukon vaakasuoraa poikkileikkausta,
Kuvio 7 esittää kaaviomaisesti keksinnön toisen edullisen suoritusmuodon mukaisen kaasulukon sulkukanavaa aksonometrisesti edestä päin, 10 Kuvio 8 esittää kaaviomaisesti keksinnön kolmannen edullisen suoritusmuodon mukaista kaasulukon sulkukanavaa aksonometrisesti edestä päin.
Kuvio 1 on kaaviomainen pystysuora poikkileikkaus kierto-15 leijureaktorista 10, jossa on esillä olevan keksinnön mukainen kaasulukko 50. Kiertoleijureaktori käsittää vesi-putkiseinien 12, 14 rajaaman tulipesän 20, jossa olevaa petimateriaalia leijutetaan arinan 22 läpi syötettävällä leijutuskaasulla 24. Tulipesässä ylöspäin virtaava leiju-20 tuskaasu ja reaktorissa syntyvät savukaasut kuljettavat mukanaan petimateriaalia tulipesän yläosaan 28 sovitetun yhteen 32 kautta hiukkaserottimeen 30. Hiukkaserottimesta kaasut poistuvat poistoputken 34 kautta konvektio-osaan 36 #t, ja erotetut hiukkaset palautuskanavan 40 kautta kaasuluk- • · *** 25 koon 50.
« • · • · · ····_ Kaasulukko 50 käsittää sulkurakenteen, josta Kuviossa 1 on • · · *· 1· näkyvissä takaseinä 62 ja katto-osa 66, palautuskanavan 40 ··· • · » *·2 1 alaosasta erottaman sulkukanavan 60 sekä petimateriaalia • · · • · · *·’ ’ 30 alaspäin johtavan laskukanavan 42. Sulkukanava on alaosas taan yhteen 52 kautta yhteydessä laskukanavaan 42 ja ylä- * 2 osastaan palautusyhteen 54 kautta yhteydessä tulipesän 20 • · · ' ...1 alaosaan 26. Palautusyhteen 54 alin kohta on yleensä ··· ylempänä kuin yhteen 52 ylin kohta, jotta petimateriaalia *··» :3: 35 kaasulukon 50 kautta kierrätettäessä laskukanavaan 42 ja • · · . sulkukanavaan 60 syntyy petimateriaalipatsas, joka estää • · · • · « · · • · · 2 • · · 3 • · 14 107758 kaasua virtaamasta tulipesän alaosasta 26 suoraan palau-tuskanavaan 40.
Sulkukanavaa 60 rajaavat takaseinä 62, tulipesän kanssa 5 yhteinen etuseinä 64 sekä katto-osa 66. Sulkukanavaa rajaavat myös sivuseinät, jotka eivät näy Kuviossa 1. Jos palautuskanavan alaosa on suhteellisen kapea, palautuska-navan alaosan sivuseinät, jotka eivät näy Kuviossa 1, voivat olla samalla myös sulkukanavan sivuseinät. Yhde 52 on 10 muodostettu jättämällä takaseinän 62 alareuna ylemmäksi kuin palautuskanavan pohjataso 44.
Seinän 12 kantavuuden säilyttämiseksi palautusyhde 54 on edullisesti suhteellisen kapea. Edullisesti yhden palau-15 tuskanavan kaasulukkoon liittyy enemmän kuin yksi sulkukanava ja sulkukanavilla on yksi tai useampia sivuseiniä, jotka eivät ole palautuskanavan alaosan sivuseiniä. Tällainen sulkukanavan sivuseinä, joka ei ole palautuskanavan sivuseinä, voi jatkua palautuskanavan pohjatasolle 44 asti 20 tai sen alareuna voi olla ylempänä, edullisesti likimain takaseinän 62 alareunan tasolla.
Esillä olevan keksinnön mukaisesti ainakin kaasulukon sulkukanavan sivuseinä käsittää toisiinsa liitettyjä, tulipe- • · 25 sän vesiputkiseinästä 12 taivutettuja vesiputkia. Keksinnön mukaisen ratkaisun edullisuus perustuu siihen, että ♦ ♦ · ·”· samalla kun palautusyhteen 54 muodostamiseksi taivutetaan *· 1· vesiputkia pois seinästä 12, samalla jäähdytetään ja vah- • · · • · · *·1 1 vietetään kaasulukon sulkukanavan sivuseinää. Vesiputket • · · • · · *·1 1 30 voidaan jakaa sulkukanavan sivuseinässä likimain tasaises ti tai ne voivat keskittyä erityisesti esimerkiksi etusei- * 1 nän 64 lähelle. Kulloisenkin sovellutuksen geometrian pe- • · ♦ rusteella voidaan päättää, onko edullisinta käyttää sei- ··· nästä 12 taivutettuja vesiputkia sivuseinien lisäksi myös • · « · ·“1· 35 takaseinässä 62 ja katto-osassa 66.
*·· • · « · « • · · • M · · • · · • · ♦ • ♦ 15 107758
Jotta petimateriaali kulkee sulkukanavassa 60, sulkukanavaan syötetään edullisesti sen alaosasta leijutusilmaa 72. Kaasulukon sulkukanavaan tai laskukanavaan 42, kuten Kuviossa 1 on esitetty, voi edullisesti olla sovitettu myös 5 lämmönvaihtopintoja 74. Myös laskukanavaan voidaan syöttää leijutusilmaa 76.
Kuvio 2 esittää kaaviomaisesti pystysuoraa poikkileikkausta toisesta kiertoleijureaktorista 10', jonka palautuska-10 navan 40 alaosassa on esillä olevan keksinnön mukainen kaasulukko 50'. Kuvion 2 esittämä kiertoleijureaktori 10' poikkeaa Kuvion 1 esittämästä kiertoleijureaktorista 10 siinä, että reaktorissa 10' on tulipesän 20 alaosaan 26 yhteen 82 kautta kaasuvirtausyhteydessä oleva lämmönsiir-15 tokammio 80. Hiukkaserottimeen 30 liittyvän palautuskana-van 40 ja lämmönsiirtokammion 80 välillä oleva kaasulukko 50' on muodostettu siten, että kaasulukon sulkukanavan sivuseinä käsittää lämmönsiirtokammion seinästä 16 taivutettuja vesiputkia.
20
Kuvion 2 esittämä kaasulukko 50' poikkeaa Kuvion 1 esittämästä kaasulukosta 50 siinä, että kiertävä petimateriaali ei putoa sulkukanavan katto-osan päälle vaan suoraan laskukanavaan 42. Ratkaisussa seinän 16 suora jatke muodostaa • · · • 1 *·1 ] 25 sulkukanavan takaseinän 62' ja seinästä 16 kohti tulipesän seinää 12 taivutetut putket kulkevat ylös sulkukanavan • · · etuseinässä 64' ja sivuseinissä, jotka eivät näy Kuviossa • · · • ·· o • · 2 .
• · · »Il I I « »Il *.1 1 30 Kuten Kuvion 1 seinä 12, Kuvion 2 seinä 16 on edullisesti likimain arinan 22 tasolta tulipesän katon tasolle asti ulottuva kantava seinä. Seinä 16 alkaa lämmönvaihtokammion • · · seinänä ja jatkuu kaasulukon 50' yläpuolella palautuskana- ··· van ja edelleen hiukkaserottimen seinänä. Esillä olevan • · · · .1'1· 35 keksinnön mukainen kaasulukkoratkaisu voidaan edullisesti » · • · · . toteuttaa siten, että kantava seinä 12 tai 16 oleellisesti • · · • · · »·· · · • · · • · · • » 16 107758 säilyttää kantavuutensa samalla kun seinään 12 tai 16 tehdään riittävän suuret aukot hiukkasten kierrätystä varten. Samalla seinästä 12 tai 16 taivutetut putket jäähdyttävät ja vahvistavat kaasulukon 50 tai 50' sulkurakennetta.
5
Kuvio 3 esittää kaaviomaisesti pystysuoraa poikkileikkausta kolmannesta kiertoleijureaktorista 10'', jonka palau-tuskanavan 40 alaosaan on sovitettu keksinnön mukainen kaasulukko 50''. Kuvion 2 esittämä kiertoleijureaktori 10 10'' poikkeaa Kuvion 1 esittämästä kiertoleijureaktorista 10 siinä, että tulipesän 20 hiukkaserottimen 30'' puoleisessa seinässä on kaksoisrakenne (12, 16''), jonka keskelle jäävään tilaan on muodostettu kaasulukon sulkukanava 60''. Koska kuvion 3 mukaisessa ratkaisussa hiukkaserotti-15 men ja palautuskanavan seinän 16'' alaosa muodostaa sulku-rakenteen takaseinän 62'', voidaan tulipesän seinästä 12 taivutettuja putkia edullisesti käyttää muodostamaan sulkukanavan sivuseiniä.
20 Kuvio 4 esittää kaaviomaisesti keksinnön ensimmäisen edullisen suoritusmuodon mukaisen kaasulukon sulkukanavan 60 • · · • st t tulipesän seinästä 12 taivutettujen vesiputkien järjeste- *:*·: lyä aksonometrisesti takaa päin. Kuviossa 4, kuten myös ·;* Kuvioissa 7 ja 8, paksut viivat kuvaavat sulkukanavaan • ·♦ « 25 liittyvien vesiputkien kulkua ja ohuet viivat massattujen • · rakenteiden ääriviivoja.
• ·· • · ♦ • ♦ ♦
Kuviossa 4 näkyy kaaviomaisesti sulkukanavan katto-osa 66, ♦;·♦· takaseinä 62, toinen sivuseinä 68 ja osittain pohjaosa 78.
♦***; 30 Kuviossa näkyy miten vesiputket, ylhäältä alaspäin tarkas-«·· teltaessa, on ensin taivutettu katto-osan 66 suuntaisiksi, « · • · · *... sitten edelleen katto-osan tasossa kohti sivuseiniä, jois- • · * · *” ta on näkyvissä vain toinen sivuseinä 68. Vaikka sitä ei selvyyden vuoksi Kuviossa 2 ole esitetty, ammattimiehelle *·’** 35 on ilmeistä, miten vesiputket voidaan taivuttaa pohjaosassa 78 jälleen vierekkäin seinälle 12.
17 107758
Sulkukanavan jokaisessa kohdassa vesiputket on edullisesti peitetty suojäävällä massakerroksella. Koska kuvion 1 mukaisessa ratkaisussa palautuskanavasta 40 putoava petima-5 teriaali osuu sulkukanavan katto-osan yläpintaan, katto-osan on oltava riittävän kestävä. Katto-osa tehdään yleensä vinoksi, jotta vältetään kerrostumien muodostumista. Tällöin vesiputket voidaan taivuttaa sivuseiniltä 68 ylöspäin seinälle 12 katto-osan 66 suuntaisina ja pitää 10 kuitenkin vesiputket häiriöttömän veden höyrystyksen edellyttämällä tavalla jatkuvasti ylöspäin nousevina.
Koska pohjaosan 78 yläpinta tehdään yleensä likimain vaakasuoraksi, on pohjaosan massakerroksen edullisesti oltava 15 niin paksu, että vesiputket voidaan pohjaosan massakerroksen sisällä taivuttaa jatkuvasti nousevina seinän 12 alaosan tasosta sivuseinien tasoon.
Koska Kuvion 4 mukaisessa ratkaisussa kaikki tulipesän 20 seinästä 12 taivutetut putket on sovitettu kulkemaan sulkukanavan sivuseiniä pitkin, kuvassa näkyvä sulkukanavan takaseinä 62, samoin kuin piilossa oleva sulkukanavan etu-*:·*: seinä, tehdään jäähdyttämättöminä massattuina metallira- ··· kenteina tai pelkkinä massarakenteina. Jäähdyttämätön ra- • · · · 25 kenne on kestävä, kun sen leveys on riittävän pieni ja se • · :*·*: tukeutuu jäähdytettyihin rakenteisiin. Kuviossa 4 ei ole :*·*: esitetty muita palautuskanavan alaosaa rajaavia seiniä ei- kä myöskään suuttimia, joilla syötetään ilmaa sulkukanavan ·...: 60 alaosaan.
• · .·**. 30 ·· ·
Kuvio 5 esittää kaaviomaisesti keksinnön ensimmäisen edul- • · • · · *... lisen suoritusmuodon mukaisen kaasulukon 50, sulkukanavan • · t · *;* yhteiden 52 ja 54 väliltä otettua vaakasuoraa poikkileik- :.i.: kausta. Kuviossa 5 näkyy kaksi samanlaista sulkukanavaa *·"· 35 60, joilla on massarakenteiset etuseinät 64 ja takaseinät 62. Sulkukanavien sivuseinät 68 on vahvistettu tulipesän 18 107758 seinästä 12 taivutetuilla vesiputkilla. Sulkukanavan ympärillä näkyvät palautuskanavan alaosaa ja laskukanavaa 42 rajaavat sivuseinät 48 ja takaseinä 46. Edullisesti seinien 46 ja 48 vesiputkia ei ole taivutettu seinän 12 vesi-5 putkista, vaan ne liittyvät kattilan höyryntuottojärjes-telmään erillisenä osana.
Luonnollisesti Kuvion 5 mukaisessa ratkaisussa sulkukanavien lukumäärä voi olla myös yksi tai suurempikin kuin 10 kaksi. Koska sivuseinille 68 taivutetut putket tukevat edelleen myös seinää 12, sulkukanavien välille ei ole välttämätöntä jättää erityisiä taivuttamattomista vesiputkista koostuvia seinäosia, vaan sulkukanavia voidaan tarvittaessa sovittaa lähes koko seinän 12 leveydelle. Näin 15 saadaan palautettava materiaali levitettyä mahdollisimman tasaisesti koko tulipesän seinän leveydelle.
Kuvio 6a esittää kuvion 5 mukaisun ratkaisun vaihtoehtoa, jossa laskukanava 42 on kahden seinän 12 suunnassa rin-20 nakkain olevan sulkukanavan 60 välissä. Koska kanavan 42 kohdalla seinän 12 putket kulkevat taivuttamattornina ylös, kuvion 6 ratkaisussa seinän 12 kantavuus säilyy vieläkin paremmin kuin kuvion 5 ratkaisussa.
··· · · * 1 25 Kuvio 6b esittää toista Kuvion 5 mukaisen ratkaisun vaih- toehtoa, jossa palautuskanavan alaosa on jakaantunut kah- • · · ···· deksi laskukanavaksi 42, jotka on sovitettu kolmen seinän • « • · 4 *· 1· 12 suunnassa rinnakkain olevan sulkukanavan 60 väleihin.
• · · • · · *·1 1 Sulkukanavien etuseinien 64 kohdalta tapahtuva petimateri- *·« • · · ’·’ 1 30 aalin palautus tulipesään 20 on Kuvion 6b mukaisessa rat kaisussa tasaisempaa kuin Kuvion 6a mukaisessa ratkaisus-sa.
• · · • · • · · ··· Kuvioissa 6a ja 6b ei ole esitetty seinältä 12 taivutettu- • · · · 35 ja vesiputkia, koska ne voidaan johtaa kaasulukon seinien • · · . 1. kautta usealla eri tavalla. Eräs edullinen tapa on jääh- • · · ^ • · · • · · · · • · · • ·· • · 19 107758 dyttää seinän 12 putkilla kaikki kaasulukon sisäpuoliset seinät, toisin sanoen sulkukanavien laskukanavien puoleiset sivuseinät 68'. Tällöin kaasulukon ulkoseinien jäähdy tysputket voivat jatkua palautuskanavan jäähdytysputki-5 na. Luonnollisesti esillä oleva keksintö kattaa myös vastaavat ratkaisut, joissa sulkukanavien ja laskukanavien lukumäärät ovat erilaiset kuin näissä esimerkeissä.
Kuvio 7 esittää kaaviomaisesti keksinnön toisen edullisen 10 suoritusmuodon mukaisen kaasulukon sulkukanavan 60 tuli-pesän seinästä 12 taivutettujen vesiputkien järjestelyä aksonometrisesti edestä päin. Kiertävä petimateriaalivirta 84 tulee palautuskanavasta 40 sulkukanavan alaosaan takaseinän 62 ja sivuseinien 68 alta. Sulkukanavan yläosasta 15 petimateriaalivirta 86 ohjautuu seinän 64 yli tulipesään 20.
Kuvion 7 mukaisessa ratkaisussa tulipesän seinästä 12 taivutettuja vesiputkia sisältävät sivuseinät 68 ulottuvat 20 alaosastaan vain takaseinän 62 alareunan tasolle asti. Kuvion 7 mukaisessa ratkaisussa tulipesän seinästä 12 taivutetut vesiputket kulkevat, alhaalta ylöspäin tarkasteltaessa, etuseinän 64 muodostavalta seinän 12 osalta sivuseinille 68 ja sieltä edelleen katto-osan 66 kautta takaisin • M ^ • · *·1 ] 25 tulipesän seinälle 12 . Kuvion 7 mukainen ratkaisu poikkeaa
Kuvion 4 mukaisesta ratkaisusta siinä, että etuseinä 64 on • · · ··" tehokkaasti jäähdytetty.
• · « · · • M • · ·· · * · · *2 1 Kuvio 8 esittää kaaviomaisesti keksinnön kolmannen edulli- • · 2 • · · *.1 ’ 30 sen suoritusmuodon mukaista kaasulukon sulkukanavan 60 tu lipesän seinästä 12 taivutettujen vesiputkien järjestelyä ****· aksonometrisesti edestä päin. Kuvion 8 mukainen ratkaisu • · » ’ ...· poikkeaa Kuvion 7 mukaisesta ratkaisusta siinä, että etu- t ··♦ seinältä 64 sivuseinille 68 taivutetuista putkista osa • m · · ;3· 35 jatkaa takaseinälle 62 ja osa nousee sivuseinää 68 pitkin ««· . 1. katto-osaan 66. Kuvion 8 mukaisessa ratkaisussa kaikki • · · • · · • ·· 1 · 2 • · ♦ • · ♦ 3 • 1 20 107758 sulkukanavan seinät on jäähdytetty ja vahvistettu tulipe-sän seinältä 12 taivutetuilla vesiputkilla.
Keksintöä on edellä kuvattu tällä hetkellä edullisimpina 5 pidettyjen suoritusmuotojen yhteydessä, mutta on ymmärrettävä, että keksintö ei rajoitu näihin vaan kattaa myös lukuisia muita sovellutuksia jäljempänä esitettyjen patenttivaatimusten määrittelemän suojapiirin puitteissa.
• · · • · • · · ♦ • · · · ♦ • · «»· ♦ • ♦ ♦ · • ♦ • · · • · · • · • · · • · · • · · ♦ ♦ ♦ • ♦ · • · · • · · » · • · • · ♦ • · • ♦ ♦ « • · ♦ ···« ··· • · • · ·»· • ♦ • · · • · ♦ • · · ♦ 1 ♦ • · · • · · « ·

Claims (14)

21 107758
1. Kiertoleijureaktori, joka käsittää: - tulipesän (20), jonka alaosaan on sovitettu leijutus- 5 kaasusuuttimet tulipesään syötettävän petimateriaalin leijuttamiseksi, ja jota tulipesää rajaa ensimmäinen seinä (12), joka on oleellisesti pystysuora ja tasomainen; - hiukkaserottimen (30), joka erottaa petimateriaalia 10 reaktorista purkautuvasta kaasusta; - hiukkaserottimessa erotetun petimateriaalin palautus-kanavan (40), joka on sovitettu ensimmäisen seinän (12) yhteyteen, ja jossa palautuskanavassa on alaosa; - tasomaisen vesiputkiseinän rajaaman vastaanottotilan, 15 joka voi olla tulipesä (20), jolloin vesiputkiseinä on ensimmäinen seinä (12), tai tulipesään kaasuvirta-usyhteydessä oleva tila (80), sekä - palautuskanavan alaosaan sovitetun kaasulukon (50), joka estää kaasuvirtauksen tulipesästä palautuskana- 20 vaan ja on sovitettu vastaanottotilaa rajaavan vesi putkiseinän (12, 16) yhteyteen siten, että ensimmäisen seinän suunnassa mitattu palautuskanavan alaosan vaakasuoran poikkileikkauksen leveys on suurempi kuin *·* | sitä vastaan kohtisuora syvyys 25 tunnettu siitä, että ··» ****. - kaasulukossa on sulkurakenne (62, 66, 68), joka kä- II» • · · sittää toisiinsa liitettyjä vesiputkia, jotka on tai- • · · *[. vutettu vastaanottotilaa rajaavan vesiputkiseinän ve- • · · ’** * siputkista siten, että vesiputkiseinään muodostuu 30 aukotus, josta kiertomateriaalia voidaan johtaa vastaanottotilaan, • ·· • · • *;* - sulkurakenne erottaa erillisen osan palautuskanavan alaosaan muodostuvasta palautettavan materiaalin m pedistä ja muodostaa sulkukanavan (60) , jota raj aavat l 35 sulkurakenne, jonka alaosassa on virtausyhde (52) ·»· · • · • · · • · · • · 22 107758 palautuskanavaan, ja oleellisesti pystysuora etuseinä (64), jonka yläosa on virtausyhteydessä vastaanottotilaa rajaavaan vesiputkiseinään (12, 16) muodostettuun palautusyhteeseen (54) , 5. sulkurakenne käsittää etuseinään liittyvän sivuseinän (68), ja vastaanottotilaa rajaavan vesiputkiseinän (12, 16) vesiputkia on taivutettu jäähdyttämään sivu-seinää ja muodostamaan sivuseinään tukirakenne, ja - kaasulukko käsittää vähintään kaksi ensimmäisen 10 seinän (12) suunnassa rinnakkaista, yhteiseen palautuskanavaan (40) yhteydessä olevaa sulkukanavaa (60) .
2. Vaatimuksen 1 mukainen kiertoleijureaktori, tunnettu 15 siitä, että sulkurakenne (62, 66, 68) käsittää toisiin sa liitettyjä vesiputkia, jotka on taivutettu vastaanottotilaa rajaavan vesiputkiseinän (12, 16) vesiputkista ja tukevat vesiputkiseinää (12, 16) ja estävät palautusyhteen (54) aiheuttamaa vesiputkiseinän (12, 20 16) heikentymistä.
3. Vaatimuksen 1 mukainen kiertoleijureaktori, tunnettu siitä, että sulkurakenne käsittää kaksi sivuseinää ··« • ♦ *♦* * (68), takaseinän (62) ja katto-osan (66). * · ·♦ · ’ * 25
♦ ♦ ♦♦ ·♦·: 4. Vaatimuksen 3 mukainen kiertolei jureaktori, tunnettu • ♦ # · · *· *· siitä, että takaseinä (62) on alaosastaan virtausyh- • · · • · · *·* * teydessä palautuskanavaan. • · · • « » • · ·
5. Vaatimuksen 3 mukainen kiertoleijureaktori, tunnettu * ' siitä, että osa vastaanottotilaa rajaavan vesi- ··· ...* putkiseinän (12, 16) vesiputkista on taivutettu ··· kulkemaan etuseinältä (64) sivuseinälle (68) ja sieltä •i · · · :***: edelleen katto-osan (66) kautta takaisin vastaan- • · · . 35 ottotilaa rajaavalle vesiputki seinälle. • » · ··· · ♦ · « · · • · · * · 23 107758
6. Vaatimuksen 3 mukainen kiertoleijureaktori, tunnettu siitä, että osa vastaanottotilaa rajaavan vesi-putkiseinän vesiputkista on taivutettu kulkemaan etu- 5 seinältä (64) sivuseinälle (68) ja sieltä edelleen ta kaseinän (62) ja katto-osan (66) kautta takaisin vastaanottotilaa rajaavalle vesiputkiseinälle.
7. Vaatimuksen 1 mukainen kiertoleijureaktori, tunnettu 10 siitä, että sulkukanavan vaakasuora poikkileikkaus on oleellisesti suorakaiteen muotoinen ja sen ensimmäisen seinän (12) suunnassa mitattu leveys on vähintään noin 1,5 kertaa sitä vastaan kohtisuora syvyys.
8. Vaatimuksen 1 mukainen kiertoleijureaktori, tunnettu siitä, että rinnakkaisten sulkukanavien (60) yhteenlaskettu leveys on vähintään noin kolme kertaa niiden syvyys.
9. Vaatimuksen 1 mukainen kiertoleijureaktori, tunnettu siitä, että palautuskanavan (40) alaosaan on sovitettu tulipesää rajaavan ensimmäisen seinän (12) suunnassa rinnakkain kaasulukon sulkukanava (60) ja pe- * · · ·.· · timateriaalia hiukkaserottimelta sulkukanavaan johtava *·'*· 25 laskukanava (42) . * · · a • · · « :.‘*i 10 .Vaatimuksen 1 mukainen kiertoleijureaktori, tunnettu *.· · siitä, että pal au tuskana va (40) on muodostettu taso- • · · : maisista vesiputkipaneeleista. 30 11.Vaatimuksen 1 mukainen kiertoleijureaktori, tunnettu »·· siitä, että palautuskanavan (40) alaosan vaakasuora poikkileikkaus on suorakaiteen muotoinen ja sen ensim- • · · · .**·. mäisen seinän (12) suunnassa mitattu leveys on vä- • · · . *. 35 hintään noin 2 kertaa sitä vastaan kohtisuora syvyys. • · · • a · • aa · • · • · · • ·« 4 · 24 107758 12.Vaatimuksen 11 mukainen kiertoleijureaktori, tunnettu siitä, että palautuskanavan (12) tulipesän puoleisen seinän (16'') jatke on sulkukanavan takaseinä (62). 5 13.Vaatimuksen 11 mukainen kiertoleijureaktori, tunnettu siitä, että sulkukanava (40) on ainakin osittain muodostettu palautuskanavan tulipesän puoleisen seinän (16'') jatkeen ja tulipesää rajaavan ensimmäisen seinän (12) väliin.
10 14.Vaatimuksen 11 mukainen kiertoleijureaktori, tunnettu siitä, että yksi palautuskanavan muodostavista vesiput-kiseinistä on osa tulipesää rajaavaa ensimmäistä seinää (12) . 15 • · · • · * • · ♦ 1 · 4·1« • ♦ • 9 9 9 · · • · • · 1 * 1 1 • 1 · m 9. m • · · • · · • · • · · • · • · · * 1 9 9 9 9 » • 99 9 9 99 9 9 • 9 9 99 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 • ♦ 25 107758
FI992419A 1999-11-10 1999-11-10 Kiertoleijureaktori FI107758B (fi)

Priority Applications (17)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI992419A FI107758B (fi) 1999-11-10 1999-11-10 Kiertoleijureaktori
CA002389818A CA2389818C (en) 1999-11-10 2000-11-09 Circulating fluidized bed reactor
AT00976102T ATE288050T1 (de) 1999-11-10 2000-11-09 Reaktor mit zirkulierender wirbelschicht
PCT/FI2000/000974 WO2001035020A1 (en) 1999-11-10 2000-11-09 Circulating fluidized bed reactor
HU0204063A HU225609B1 (hu) 1999-11-10 2000-11-09 Cirkulációs rendszerû fluidizált ágyas reaktor
PT00976102T PT1228332E (pt) 1999-11-10 2000-11-09 Reactor de leito fluidificado circulante
EP00976102A EP1228332B1 (en) 1999-11-10 2000-11-09 Circulating fluidized bed reactor
PL355656A PL196596B1 (pl) 1999-11-10 2000-11-09 Reaktor z cyrkulującym złożem fluidalnym
CZ2002-1598A CZ304468B6 (cs) 1999-11-10 2000-11-09 Reaktor s cirkulujícím fluidním ložem
CNB00818321XA CN1276213C (zh) 1999-11-10 2000-11-09 循环的流化床反应器
JP2001536912A JP3984051B2 (ja) 1999-11-10 2000-11-09 循環式流動床反応装置
AU13993/01A AU1399301A (en) 1999-11-10 2000-11-09 Circulating fluidized bed reactor
ES00976102T ES2235987T3 (es) 1999-11-10 2000-11-09 Reactor de leche fluidizado circulante.
DK00976102T DK1228332T3 (da) 1999-11-10 2000-11-09 Reaktor med cirkulerende fluidiseret leje
DE60017778T DE60017778T2 (de) 1999-11-10 2000-11-09 Reaktor mit zirkulierender wirbelschicht
US10/129,183 US6631698B1 (en) 1999-11-10 2000-11-09 Circulating fluidized bed reactor
RU2002115264/06A RU2232939C2 (ru) 1999-11-10 2000-11-09 Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI992419 1999-11-10
FI992419A FI107758B (fi) 1999-11-10 1999-11-10 Kiertoleijureaktori

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI19992419A FI19992419A (fi) 2001-05-11
FI107758B true FI107758B (fi) 2001-09-28

Family

ID=8555581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI992419A FI107758B (fi) 1999-11-10 1999-11-10 Kiertoleijureaktori

Country Status (17)

Country Link
US (1) US6631698B1 (fi)
EP (1) EP1228332B1 (fi)
JP (1) JP3984051B2 (fi)
CN (1) CN1276213C (fi)
AT (1) ATE288050T1 (fi)
AU (1) AU1399301A (fi)
CA (1) CA2389818C (fi)
CZ (1) CZ304468B6 (fi)
DE (1) DE60017778T2 (fi)
DK (1) DK1228332T3 (fi)
ES (1) ES2235987T3 (fi)
FI (1) FI107758B (fi)
HU (1) HU225609B1 (fi)
PL (1) PL196596B1 (fi)
PT (1) PT1228332E (fi)
RU (1) RU2232939C2 (fi)
WO (1) WO2001035020A1 (fi)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
WO2010037011A2 (en) 2008-09-26 2010-04-01 The Ohio State University Conversion of carbonaceous fuels into carbon free energy carriers
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
CA3011693C (en) 2009-09-08 2021-03-09 The Ohio State University Research Foundation Synthetic fuels and chemicals production with in-situ co2 capture
ES2630217T3 (es) 2009-09-08 2017-08-18 The Ohio State University Research Foundation Integración de reformación/división de agua y sistemas electromagnéticos para generación de energía con captura de carbono integrada
US8622029B2 (en) * 2009-09-30 2014-01-07 Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. Circulating fluidized bed (CFB) with in-furnace secondary air nozzles
US8434430B2 (en) * 2009-09-30 2013-05-07 Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. In-bed solids control valve
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
CN103635673B (zh) 2011-05-11 2016-05-04 俄亥俄州国家创新基金会 载氧材料
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 (fi) * 2012-10-11 2016-02-15 Amec Foster Wheeler En Oy Leijupetilämmönvaihdin
WO2014124011A1 (en) 2013-02-05 2014-08-14 Ohio State Innovation Foundation Methods for fuel conversion
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
EP2884163B1 (en) * 2013-12-16 2017-04-05 Doosan Lentjes GmbH Fluidized bed apparatus with a fluidized bed heat exchanger
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
AU2017250214B2 (en) 2016-04-12 2021-08-12 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
US11413574B2 (en) 2018-08-09 2022-08-16 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

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
EP0206066B1 (de) 1985-06-12 1993-03-17 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
FI91220C (fi) 1992-05-21 1994-06-10 Ahlstroem Oy Menetelmä ja laite kaasulukon toteuttamiseksi palautusputkessa ja/tai kiertomateriaalin virtauksen säätämiseksi kiertoleijureaktorissa
US5341766A (en) 1992-11-10 1994-08-30 A. Ahlstrom Corporation Method and apparatus for operating a circulating fluidized bed system
JP2939338B2 (ja) * 1993-04-05 1999-08-25 フォスター ホイーラー エナージア オサケ ユキチュア 流動床反応装置およびその製造方法
US5526775A (en) * 1994-10-12 1996-06-18 Foster Wheeler Energia Oy Circulating fluidized bed reactor and method of operating 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

Also Published As

Publication number Publication date
CZ304468B6 (cs) 2014-05-21
DK1228332T3 (da) 2005-05-17
CZ20021598A3 (cs) 2003-02-12
WO2001035020A1 (en) 2001-05-17
FI19992419A (fi) 2001-05-11
PT1228332E (pt) 2005-05-31
CA2389818A1 (en) 2001-05-17
CA2389818C (en) 2007-01-02
AU1399301A (en) 2001-06-06
HUP0204063A2 (en) 2003-03-28
JP3984051B2 (ja) 2007-09-26
EP1228332A1 (en) 2002-08-07
US6631698B1 (en) 2003-10-14
DE60017778D1 (de) 2005-03-03
CN1423739A (zh) 2003-06-11
PL196596B1 (pl) 2008-01-31
HU225609B1 (hu) 2007-05-02
RU2232939C2 (ru) 2004-07-20
ATE288050T1 (de) 2005-02-15
EP1228332B1 (en) 2005-01-26
DE60017778T2 (de) 2006-01-12
CN1276213C (zh) 2006-09-20
ES2235987T3 (es) 2005-07-16
JP2003514211A (ja) 2003-04-15
PL355656A1 (en) 2004-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI107758B (fi) Kiertoleijureaktori
FI119917B (fi) Kiertoleijureaktori ja menetelmä sen käyttämiseksi
US7464669B2 (en) Integrated fluidized bed ash cooler
FI104213B (fi) Menetelmä ja laite kiertomassaperiaatteella toimivan leijukerrossysteemin käyttämiseksi
US5406914A (en) Method and apparatus for operating a circulating fluidized bed reactor system
FI91220C (fi) Menetelmä ja laite kaasulukon toteuttamiseksi palautusputkessa ja/tai kiertomateriaalin virtauksen säätämiseksi kiertoleijureaktorissa
EP0667945B2 (en) Method and apparatus for operating a circulating fluidized bed reactor system
EP2884169B1 (en) Fluidized bed apparatus
US10900660B2 (en) Fluidized bed heat exchanger
KR100194702B1 (ko) 유동층 열회수장치
FI119974B (fi) Leijukerrosreaktorijärjestelmä ja menetelmä sen valmistamiseksi
US20160356488A1 (en) Fluidized Bed Apparatus and its Components
EP2884164A1 (en) Fluidized bed heat exchanger
EP2884170A1 (en) Fluidized bed apparatus
EP2884172A1 (en) Fluidized bed syphon
FI118307B (fi) Leijukerroskattila ja menetelmä leijukerroskattilan pohjatuhkanjäähdyttimen muodostamiseksi
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

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed