NL1005518C2 - Inrichting voor het uitvoeren van een fysisch en/of chemisch proces, zoals een warmtewisselaar. - Google Patents

Description

Titel: Inrichting voor het uitvoeren van een fysisch en/of chemisch proces, zoals een warmtewisselaar.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van een fysisch en/of chemisch proces, zoals een warmtewisselaar, omvattende een met opwaarts gerichte buizen uitgerust reservoir, welke buizen aan de boven- en 5 onderzijde zijn opgenomen in pijpplaten en die in open verbinding staan met een bovenkast en een onderkast, in welke onderkast tenminste één verdeelplaat is aangebracht voor het ondersteunen van een uit granulair materiaal bestaand wervelbed, dat door middel van een via de onderkast 10 toegevoerd en door de buizen stromend, te behandelen c.q. te verwarmen medium in een quasi-stationaire, gefluïdiseerde toestand kan worden gehouden, welke inrichting verder is voorzien van middelen voor het vanuit de bovenkast terugvoeren van wervelbeddeeltjes in de vorm van een buiten het 15 reservoir geplaatste valpijp, die aan de bovenzijde door middel van een scheidingsinrichting is verbonden met de bovenkast en waarvan de onderzijde op in- en uitschakelbare wijze verbindbaar is met de onderkast van het reservoir.

Een dergelijke inrichting is bekend uit EP-B-0.694.152 20 (zie fig. 1).

Bij toenemende afmetingen van het met buizen uitgeruste reservoir en van de buiten dat reservoir geplaatste valbuis, van welke delen de lengte zeer wel 10-12 meter kan bedragen en die verder aan sterk verschillende temperaturen zijn 25 onderworpen, treden belangrijke verschillen in thermische uitzetting op, die lastig zijn op te vangen in de verbin-dingsleiding tussen het ondereinde van de valbuis en de onderkast van het reservoir. Bij toenemende afmetingen wordt bovendien het debiet van de wervelbeddeeltjes groter, 30 waardoor de diameter van genoemde verbindingsleiding noodzakelijkerwijze groter moet worden gekozen. De in die verbindingsleiding te plaatsen afsluiter wordt daardoor zeer 1005518 2 kostbaar. Bij groot debiet aan wervelbeddeeltjes kan via een enkele verbindingsleiding geen gelijkmatig verdeelde toevoer van die deeltjes aan de onderkast van het reservoir worden verkregen, hetgeen kan resulteren in een ongelijkmatige 5 verdeling van de wervelbeddeeltjes over de buizen in het reservoir.

De uitvinding beoogt een inrichting van het bovenomschreven type te verschaffen waarbij deze bezwaren zijn ondervangen.

10 De inrichting volgens de uitvinding is daartoe geken merkt doordat de verbindingsleiding tussen het ondereinde van de valbuis en de onderkast van het met buizen uitgeruste reservoir in hoofdzaak bestaat uit tenminste twee onafhankelijke, vertikaal in eikaars verlengde opgestelde leiding-15 secties waartussen een expansiebalg is aangebracht, terwijl de bovenste leidingsectie op afsluitbare wijze is verbonden met de valpijp.

Bij een op de bovenaangegeven wijze geplaatste expansiebalg wordt vermeden dat de ruimte tussen de golven met 20 wervelbeddeeltjes worden gevuld waardoor de expansiebalg zijn flexibiliteit zou verliezen. Het afsluiten van de verbindingsleiding tussen valpijp en reservoir kan plaatsvinden door middel van een eenvoudig afsluitmechanisme, ofwel door middel van een juiste dimensionering van die 25 verbindingsleiding.

Voor het gelijkmatig verdelen van de stroom wervelbeddeelt jes naar de onderkast van het reservoir zijn bij voorkeur twee of meer aansluitstompen op de onderste leidingsectie aangesloten, terwijl voor elke aansluitstomp een 30 bijbehorende afbuigplaat aanwezig is.

Verder uitgewerkte uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de uitvinding zijn nader omschreven in de volg-conclusies.

Uitvoeringsvoorbeelden van de inrichting volgens de 35 uitvinding worden aan de hand van de tekening nader toegelicht. Hierin toont: 1005518 3 fig. 1 een eerste uitvoeringsvorm van de verbindings-leiding tussen het uiteinde van de valbuis en de onderkast van een warmtewisselaar-reservoir bij een installatie volgens EP-B-0.694.152; 5 fig. 2 een variant van de inrichting volgens fig. l, met verdeelde toevoer naar het warmtewisselaar-reservoir; fig. 3 een tweede variant overeenkomstig fig. 2; en fig. 4 een derde variant overeenkomstig fig. 2.

Het verschil in thermische uitzetting tussen de valpijp 10 5 en de (niet weergegeven) warmtewisselaar bestaande uit een romp met onder- en bovenkast wordt opgenomen door een vertikaal geplaatste expansiebalg 1 tussen de korte leidingsecties 2 en 3. Door de vertikale positie van de expansiebalg 1 zullen de ruimten tussen de golven niet snel 15 vollopen met wervelbeddeeltjes. De bovenste leidingsectie 2 is door middel van een aansluiting 4 verbonden met de valpijp 5. De onderste leidingsectie 3 is door middel van een aansluiting 6 verbonden met de onderkast van de warmtewisselaar. Door de flexibiliteit van de balg wordt ook voor-20 zien in een methode om eventuele maatonnauwkeurigheden in de vertikale afstand tussen de aansluitingen 4 en 6 op te vangen door de balg 1 bij montage van de leidingsecties 2, 3 iets in te drukken dan wel uit te rekken. De aansluitingen 4 en 6 behoeven niet uitsluitend horizontaal te lopen. Soms 25 verdient het aanbeveling om één danwel beide aansluitingen 4, 6 onder een schuine neerwaartse hoek te laten aflopen, waardoor het transport van het wervelbedmateriaal vanuit de valpijp 5 naar de onderkast 7 meer vloeiend verloopt en daardoor wordt vergemakkelijkt.

30 In de bovenste leidingsectie 2 is een eenvoudig mecha nisme 8-12 gemonteerd, ook geschikt voor grote doorlaten, waardoor het transport van wervelbeddeeltjes vanuit de valpijp 5 naar de onderkast kan worden geregeld danwel verhinderd. Dit afsluitmechanisme 8-12 bestaat uit een 35 metalen plaat 8 welke zodanig is gevormd dat deze in de ronding van de binnendiameter van leidingsectie 2 past. Deze plaat 8 is bevestigd aan een schijf of dwarsverbinding 9, 1005518 4 die op zijn beurt weer vast verbonden is met een vertikale as 10 welke door een afsluitflens 11 en een pakkingbus 12 naar buiten steekt. Door de afmetingen van de gebogen plaat 8 juist te kiezen kan bij rotatie van de as 10 worden 5 bereikt dat de plaat 8 de opening van aansluiting 4 op leidingsectie 2 geheel dan wel gedeeltelijk afsluit waardoor de toevoer van wervelbeddeeltjes vanuit de valpijp 5 naar de onderkast 7 kan worden geregeld dan wel worden afgesloten. Indien de aansluiting 4 juist is gedimensioneerd, schuin 10 opwaarts verloopt, danwel vertikaal middels een zwanehalsconstructie met de leidingsectie 2 wordt verbonden en er geen vloeiend medium door de aansluiting 4 naar de leidingsectie 2 stroomt, kan het transport van wervelbeddeelt jes vanuit de valpijp 5 naar de onderkast 7 worden 15 geblokkeerd, zonder dat daarvoor een apart afsluitmechanisme noodzakelijk is.

Experimenten hebben aangetoond dat, bij stopzetting van de toevoer van vloeiend medium aan de schuin in het ondereinde van de valpijp 5 stekende mediumleiding, er geen 20 wervelbeddeeltjes vanuit de valpijp 5 naar de leidingsectie 2 stromen indien de lengte L van de horizontale aansluiting 4 groter is dan 1,8 x de inwendige diameter D van die aansluiting.

De onderste leidingsectie 3 kan door middel van een 25 plaat 13 worden afgesloten. Door een schuine opstelling van deze plaat 13 kan een vloeiend transport van medium en wervelbeddeelt jes naar de onderkast worden gerealiseerd. Plaat 13 is met steunen 14 bevestigd aan de flens 15 en kan in het geval van slijtage door de wervelbeddeeltjes op eenvoudige 30 wijze worden vervangen. In het geval dat niet veel slijtage te verwachten is, kan de onderste leidingsectie 3 ook door een plaat 13, welke vast met de onderzijde van leidingsectie 3 verbonden is, worden afgesloten. Eventueel kan in het geval van geringe slijtage leidingsectie 3 ook via een 35 bochtstuk vloeiend overgaan in de aansluitleiding 6.

In fig. 2 is aangegeven op welke wijze het transport van wervelbeddeeltjes en medium in twee gelijke stromen 1005518 5 wordt verdeeld om daarmee een beter verdeelde toevoer naar de onderkast 7 te bewerkstelligen en vervolgens een meer gelijkmatige verdeling van medium en wervelbeddeeltjes over alle warmtewisselaarpijpen te realiseren, voor dit doel 5 wordt de onderste leidingsectie 3 gesplitst in twee leidingen 6A en 6B, welke aansluiten op de onderkast. In beide leidingen zijn in principe identieke smoorplaten 16A en 16B geplaatst. Bij een juist ontwerp van deze smoorplaten zal, ten gevolge van het optredende drukverschil over de smoor-10 platen, de stroming van zowel wervelbeddeeltjes als medium zich gelijkmatig over de leidingen 6A, 6B verdelen. Opnieuw kan een vloeiend transport van medium en wervelbeddeeltjes vanuit leidingsectie 3 naar de leidingen 6A en 6B worden gerealiseerd door middel van een verwijderbare of vaste 15 plaat 13A, danwel via bochtstukken.

Overmatige en mogelijk ongelijke slijtage van de openingen in de smoorplaten 16A en 16B, doordat de wervel-beddeeltjes uitzakken tot een onderstroom, kan worden verminderd door de openingen excentrisch in de smoorplaat en 20 tegen de onderzijde van de leidingen 6A, 6B te plaatsen.

Een nog betere oplossing is het plaatsen van deze smoorplaten in een vertikaal gedeelte van de leidingen 6A en 6B zoals in fig. 3 aangegeven, waardoor een gelijkmatige aanstroming van de smooropeningen ontstaat.

25 Een variant op de plaatsing van de smooropeningen als weergegeven in fig. 3 is de combinatie van de afsluitplaat 15 met daarin de smooropeningen 16A en 16B voor de leiding-stukken 6A en 6B, zoals weergegeven in fig. 4.

Vanzelfsprekend zijn er vele mogelijkheden om de 30 toevoer van medium en wervelbeddeeltjes over meer dan twee aansluitpunten op de onderkast te verdelen, bijvoorbeeld door meerdere aansluitingen op leidingsectie 3 aan te brengen, danwel door de leidingen 6A en 6B, zoals in fig. 3 aangegeven, verder op te splitsen, waarbij het van belang is 35 dat de smoorplaten steeds geplaatst worden in die leidingen welke direct met de onderkast verbonden zijn.

1005518

Claims (9)

1. Inrichting voor het uitvoeren van een fysisch en/of chemisch proces, zoals een warmtewisselaar, omvattende een met opwaarts gerichte buizen uitgerust reservoir, welke buizen aan de boven- en onderzijde zijn opgenomen in 5 pijpplaten en die in open verbinding staan met een bovenkast en een onderkast, in welke onderkast tenminste één verdeel-plaat is aangebracht voor het ondersteunen van een uit granulair materiaal bestaand wervelbed, dat door middel van een via de onderkast toegevoerd en door de buizen stromend, 10 te behandelen c.q. te verwarmen medium in een quasi- stationaire, gefluïdiseerde toestand kan worden gehouden, welke inrichting verder is voorzien van middelen voor het vanuit de bovenkast terugvoeren van wervelbeddeeltjes in de vorm van een buiten het reservoir geplaatste valpijp, die 15 aan de bovenzijde door middel van een scheidingsinrichting is verbonden met de bovenkast en waarvan de onderzijde op in- en uitschakelbare wijze verbindbaar is met de onderkast van het reservoir, met het kenmerk, dat de verbindings-leiding (4, 2, l, 3, 6) tussen het ondereinde van de valbuis 20 (5) en de onderkast van het met buizen uitgeruste reservoir in hoofdzaak bestaat uit tenminste twee onafhankelijke, vertikaal in eikaars verlengde opgestelde leidingsecties (2, 3. waartussen een expansiébalg (1) is aangebracht, terwijl de bovenste leidingsectie (2) op afsluitbare wijze is 25 verbonden met de valpijp (5).

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat in de onderste leidingsectie (3) een schuinstaande afbuigplaat (13) is aangebracht voor het ombuigen van de stroom wervel-beddeeltjes in de richting van een aansluitstomp (6) voor de 30 onderkast van het reservoir.

3. Inrichting volgens de conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat tenminste twee of meer aansluitstompen (6A, 6B) op de onderste leidingsectie (3) zijn aangesloten voor het gelijkmatig verdelen van de stroom wervelbeddeeltjes naar de 1005518 onderkast van het reservoir, terwijl voor elke aansluitstomp (6A, 6B) een bijbehorende afbuigplaat (13A) aanwezig is.

4. Inrichting volgens één der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat elke aansluitstomp (6A, 6B) is voorzien van een 5 smoorplaat (16A, 16B).

5. Inrichting volgens één der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de smooropening in elke smoorplaat (16A, 16B) excentrisch is aangebracht.

6. Inrichting volgens één der conclusies 1-5, met het 10 kenmerk, dat elke aansluitstomp (16A, 16B) via een tenminste ten dele vertikaal lopende buisleiding met de onderkast van het reservoir is verbonden, waarbij de smoorplaten (16A, 16B) in deze vertikale buisleidingdelen zijn aangebracht.

7. inrichting volgens één der conclusies 1-6, met het 15 kenmerk, dat de onderste leidingsectie (3) is afgesloten door een van smooropeningen (16A, 16B) voorziene afsluit-plaat (15), waarbij neerwaarts gerichte aansluitstompen (6A, 6B) zijn aangesloten.

8. Inrichting volgens conclusie l, met het kenmerk, dat de 20 bovenste leidingsectie (2) is voorzien van een afsluitmechanisme (8-12), dat een gebogen plaat (8) omvat, waarvan de kromtestraal overeenkomt met die van de bovenste leidingsectie (2), welke plaat (8) in rotatierichting aandrijfbaar is ter afsluiting van de stroom wervelbed-25 deeltjes vanuit de valbuis (5).

9. Inrichting volgens conclusie l, met het kenmerk, dat de leidingsectie (2) met de valpijp (5) is verbonden door middel van een aansluiting (4), waarvan de lengte (L) tenminste 1,8 x de inwendige diameter (D) bedraagt. 1005518