NL8006832A

NL8006832A - Fluidised bed fluid heater - has heat exchanger housing with circuit to recycle particulate matter separated from combustion air by baffle

Info

Publication number: NL8006832A
Application number: NL8006832A
Authority: NL
Original assignee: Foster Wheeler Energy Corp
Priority date: 1980-12-17
Filing date: 1980-12-17
Publication date: 1982-07-16

Abstract

The fluidised bed fired fluid heaters is for heating water in a tube bank between a water drum and a steam drum. It has a heat exchanger incorporates baffles (94, 96, 98, 100) within the heat exchanger housing, for separating particulate matter and valves (104, -106) for recycling separated matter to the bed. The baffle has partitions (94, 96, 98) across the tube bank. The baffle directs the effluent gases along a sinuous path across the tube bank.

Description

N/30.029-tM/f. *N / 30,029-tM / f. *

Stofhercirculatiesysteem voor een warmtewisselaar met een gefluïdiseerd bed.Dust recirculation system for a fluidized bed heat exchanger.

De uitvinding heeft betrekking op een warmtewisselaar met een gefluïdiseerd bed en meer in het bijzonder op een dergelijke warmtewisselaar, waarbij uitstromende gassen uit het bed worden gevoerd over een aantal warmtewissel-5 buizen om warmte toe te voeren aan het water dat door de buizen stroomt.The invention relates to a fluidized bed heat exchanger, and more particularly to such a heat exchanger, wherein effluent gases are passed from the bed over a number of heat exchanger tubes to supply heat to the water flowing through the tubes.

De toepassing van gefluïdisëerde bedden is al lang erkend als een aantrekkelijk middel om warmte op te wekken. Bij deze inrichtingen wordt lucht gevoerd door een 10 bed van deeltjesmateriaal, dat is voorzien van een mengsel van inert materiaal, een brandstofmateriaal, zoals bitumineuze kool met een hoog zwavelgehalte en gewoonlijk absor-. berend materiaal voor het zwavel, dat vrijkomt als resultaat van de verbranding van de kool. Als resultaat van de lucht, 15 die door het bed passeert, wordt het bed gefluïdiseerd, hetgeen de verbranding van de brandstof bevordert. De voornaamste voordelen van een dergelijke inrichting zijn talrijk en omvatten een betrekkelijk hoge warmte-overdrachtsnelheid, een althans nagenoeg gelijkmatige bedtemperatuur, verbran-20 ding bij betrekkelijk lage temperaturen, gemakkelijke hantering van de brandstofmaterialen, een reductie in corrosie en ketelvervuiling en een reductie in ketelafmeting.The use of fluidized beds has long been recognized as an attractive means of generating heat. In these devices, air is passed through a bed of particulate material, which is provided with a mixture of inert material, a fuel material, such as high sulfur bituminous coal and usually absorbent. sulfur bearing material, which is released as a result of the combustion of the coal. As a result of the air passing through the bed, the bed is fluidized which aids combustion of the fuel. The main advantages of such a device are numerous and include a relatively high heat transfer rate, a substantially uniform bed temperature, combustion at relatively low temperatures, easy handling of the fuel materials, a reduction in corrosion and boiler fouling and a reduction in boiler size .

Er is voorgesteld een pijpengroep aan te brengen in verband met hét. bovenbeschreven type gefluïdiseerd 25 bed, welke pijpengroep normaal zich uitstrekt tussen twee trommels om water daartussen te circuleren, zodat wanneer het mengsel van de verbrandingsgassen uit het gefluïdiseerde bed en de luchtovermaat die passeert door het gefluïdiseerde bed (welk mengsel hierna wordt aangeduid als "uitstromende 30 gassen") wordt gevoerd over de pijpengroep, warmte uit de uitstromende gassen wordt toegevoegd aan het water in de pijpen. Bij dit type inrichtingen wordt echter een aanzien-lijke hoeveelheid brandbaar materiaal en/of ander reagerend materiaal in de vorm van vaste stofdeeltjes normaal afge-35 voerd als deeltjes in de uitstromende gassen. Dit levert problemen op in verband met de toepassing van pijpgroepen daar het vaste deeltjesmateriaal de neiging heeft zich te verzame- 8006832 ί» * -2- len en zich. op te hopen op de pijpen, waardoor erosie en een verminderd rendement worden veroorzaakt.It has been proposed to add a pipe group in connection with the. the fluidized bed type described above, which pipe group normally extends between two drums to circulate water between them, so that when the mixture of the combustion gases from the fluidized bed and the excess air passes through the fluidized bed (which mixture is hereinafter referred to as "outflowing" gases ") is passed over the pipe group, heat from the outflowing gases is added to the water in the pipes. However, in this type of equipment, a substantial amount of combustible material and / or other reactive material in the form of solid particles is normally discharged as particles in the effluent gases. This presents problems with the use of pipe groups since the solid particulate material tends to collect and settle. accumulate on the pipes, causing erosion and reduced efficiency.

Hoewel is voorgesteld dit deeltjesmateriaal af te scheiden uit de uitstromende gassen, wordt dit vaak 5 gedaan door uitwendige cycloonafschelders of dergelijke, die behalve dat ze betrekkelijk duur zijn moeten worden geplaatst buiten de warmtewisselaar en dus een systeem vereisen voor het afvoeren van de uitstromende gassen buiten de warmtewisselaar naar de cycloonafscheider.Although it has been proposed to separate this particulate material from the effluent gases, this is often done by external cyclone separators or the like, which, in addition to being relatively expensive, must be placed outside the heat exchanger and thus require a system for discharging the effluent gases outside the heat exchanger to the cyclone separator.

10 Derhalve is een doel van de onderhavige uitvinding het verschaffen van een warmtewisselaar met een gefluïdiseerd bed, die is voorzien van een inwendig systeem voor het afscheiden van de vaste deeltjes uit de uitstromende gassen.Therefore, an object of the present invention is to provide a fluidized bed heat exchanger having an internal system for separating the solid particles from the effluent gases.

15 Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een warmtewisselaar van het bovengenoemde type, waarin de bovengenoemde afscheiding wordt uitgevoerd door betrekkelijk goedkope constructies, die Zijn toegevoegd aan het systeem.A further object of the invention is to provide a heat exchanger of the above-mentioned type, wherein the above-mentioned separation is performed by relatively inexpensive constructions added to the system.

20 Weer een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een warmtewisselaar van het bovengenoemde type, waarin de afgescheide deeltjes worden verzameld en teruggeinjecteerd in het gefluïdiseerde bed.Yet a further object of the invention is to provide a heat exchanger of the above type, in which the separated particles are collected and injected back into the fluidized bed.

Om deze en andere doelen te bereiken omvat 25 het systeem van de onderhavige uitvinding een bed van brand-stofbevattend deeltjesmateriaal, .dat is aangebracht in een huis, waarbij lucht wordt gevoerd door het bed om het materiaal te fluïdiseren en de verbranding van de brandstof te bevorderen. Een watercirculatiesysteem is aangebracht in het 30 huis bij het bed en omvat een serie watèrcircuiatiefcuizen, die zijn verbonden met ten minste één trommel. De uitstromende gassen uit het bed worden gericht over de buizen om warmte toe te voeren aan het water in de buizen. Een lei-platensysteem is aangebracht in de baan van de gassen, ter-*· 35 wijl de gassen passeren van het bed over de buizen om het vastedeeltjesmateriaal af te scheiden uit de gassen. Een ^ stortbak is aangebracht bij het gefluïdiseerde bed om het afgescheiden deeltjesmateriaal te verzamelen en een injecteur is aangebracht om het afgescheiden deeltjesmate-40 riaal terug te injecteren in het bed.To achieve these and other objects, the system of the present invention includes a bed of fuel-containing particulate material, which is disposed in a housing, with air being passed through the bed to fluidize the material and to fuel combustion. promote. A water circulation system is arranged in the housing near the bed and includes a series of water circulation tubes connected to at least one drum. The outflowing gases from the bed are directed over the pipes to supply heat to the water in the pipes. A slate plate system is provided in the path of the gases, while the gases pass from the bed over the tubes to separate the solids from the gases. A cistern is provided at the fluidized bed to collect the separated particulate material and an injector is provided to inject the separated particulate material back into the bed.

8006832 -3-8006832 -3-

De bovenstaande beschrijving alsmede verdere doelen, kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen duidelijker worden met verwijzing naar de volgende beschrijving van een tegenwoordig bij voorkeur maar niettemin 5 als voorbeeld bedoelde uitvoering volgens de onderhavige uitvinding in samenhang genomen met de bijgaande tekening, waarin: fig. 1 is een schematische dwarsdoorsnede van de warmtewisselaar volgens de onderhavige uitvinding; 10 fig. IA is een aanzicht op grotere schaal van het deel van de constructie van fig. 1, dat is opgenomen binnen de cirkel IA; fig. 2 is een doorsnede volgens de lijn 2-2 van fig. 1; en 15 fig. 3 is een gedeeltelijk perspectivisch aan zicht op grotere schaal van een deel van de onderdelen, die zijn afgebeeld in fig. 1.The above description as well as further objects, features and advantages of the present invention will become more apparent with reference to the following description of a presently preferred but nevertheless exemplary embodiment of the present invention taken in conjunction with the accompanying drawing, in which: FIG. 1 is a schematic cross section of the heat exchanger according to the present invention; Figure 1A is an enlarged view of the portion of the structure of Figure 1 included within circle 1A; FIG. 2 is a section on line 2-2 of FIG. 1; and FIG. 3 is a partial, enlarged perspective view of part of the components shown in FIG. 1.

Meer in het bijzonder verwijzend naar fig. 1 van de tekeningen verwijst het verwijzingscijfer 10 in het 20 algemeen naar de warmtewisselaar met een gefluïdiseerd bed volgens de onderhavige uitvinding, die bij wijze van voorbeeld is afgebeeld in de vorm van een stookgenerator. De generator omvat een buitenste omhulsel met een bovenwand of dak 12, een bovenste voorwand 14a, een onderste voorwand 25 14b, een achterwand 16 en twee zijwanden, waarvan er één is afgebeeld bij het Verwijzingscijfer 18.Referring more particularly to Fig. 1 of the drawings, reference numeral 10 generally refers to the fluidized bed heat exchanger of the present invention, which is shown, for example, in the form of a combustion generator. The generator includes an outer shell with a top wall or roof 12, an upper front wall 14a, a lower front wall 25b, a rear wall 16 and two side walls, one of which is shown at Reference 18.

Een paar op afstand van elkaar liggende scheidingswanden 20 en 22 strekken zich evenwijdig aan de achterwand 16 en tussen de zijwanden 18 uit om twee kamers 30 24 en 26 te vormen. Een zich horizontaal uitstrekkende luchtverdeelplaat 28 strekt zich uit tussen de scheidingswand 22 en de achterwand 16 tussen de twee zijwanden 18 bij het onderste deel van elke kamer 24 en 26 en ligt op een afstand van de vloer van het omhulsel om luchtverdeelkamers ♦ 35 30 resp. 32 te vormen. Twee bedden van deeltjesmateriaal, die in het algemeen zijn afgebeeld bij de verwijzingscijfers w 34 en 36 zijn aangebracht in de kamers 24 resp. 26 en worden ondersteund door de plaat 28. Elk bed van deeltjesmateriaal omvat een mengsel van fijn gemalen kool en een inert mate-40 riaal zoals in de handel verkrijgbaar hematitisch ijzererst.A pair of spaced apart walls 20 and 22 extend parallel to the back wall 16 and between the side walls 18 to form two chambers 24, 26. A horizontally extending air distribution plate 28 extends between the dividing wall 22 and the rear wall 16 between the two side walls 18 at the lower part of each chamber 24 and 26 and is spaced from the floor of the enclosure around air distribution chambers 30 and 30, respectively. 32. Two particulate beds, generally depicted at reference numerals w 34 and 36, are disposed in chambers 24 and 16, respectively. 26 and are supported by the plate 28. Each bed of particulate material comprises a mixture of finely ground coal and an inert material such as commercially available hematite iron barley.

8006832 is % , -4-8006832 is%, -4-

Ook kan fijne kalksteen of dolomiet worden opgenomen voor toepassing als een absorberend middel voor de zwavel, die vrijkomt tijdens de verbranding van de brandstof zoals gebruikelijk is. , 5 Twee als spreider uitgevoerde kooltoevoerin richtingen 38 en 40 zijn gemonteerd op een zijwand 18 om de fijngemalen kool toe te voeren aan de bedden 34 resp. 36, terwijl een kalksteentoevoerpijp 42 is gemonteerd in de wand 16 om de kalksteen toe te voeren aan het bed 36 en een kalk-10 steentoevoerpijp 44 is gemonteerd door de wand 22 om kalksteen toe te voeren aan het bed 34. Een afvoer 46 is aangebracht voor elk van de bedden 34 en 36 en strekt zich uit door de plaat 28 om het afgewerkte deeltjesmateriaal te kunnen afvoeren uit het bed, zoals later in detail zal worden 15 beschreven.Also, fine limestone or dolomite can be included for use as a sulfur absorbent, which is released during combustion of the fuel as usual. Two spreader coal feeders 38 and 40 are mounted on a sidewall 18 to supply the finely ground coal to the beds 34 and 45, respectively. 36, while a limestone supply pipe 42 is mounted in the wall 16 to supply the limestone to the bed 36 and a lime-stone supply pipe 44 is mounted through the wall 22 to supply limestone to the bed 34. A drain 46 is provided for each of the beds 34 and 36 and extends through the plate 28 to allow the spent particulate matter to be discharged from the bed, as will be described in detail later.

Zoals ook is afgebeeld met verwijzing naar fig.As also shown with reference to fig.

2 is elk van de wanden 18 en 22 gevormd door een aantal buizen met twee zich in langsrichting uitstrekkende vinnen 47, die zijn verbonden aan diametraal tegenovergestelde delen 20 daarvan, waarbij de vinnen van aangrenzende buizen aan elkaar ............. zijn gelast om een gasdichte constructie te vormen. Hoewel niet afgebeeld in fig. 2 zal het duidelijk zijn, dat de wanden 16 en 20 op gelijke wijze zijn gevormd. Zoals is afgebeeld in fig. 1, strekt een buitenste laag van isolatiema-25 teriaal 48 zich uit om en omsluit deze de achterwand 16 en de zijwanden 18 en vormt deze oök het dak 12 en de bovenste en onderste voorwanden 14a en 14b van het omhulsel.2, each of the walls 18 and 22 is formed by a plurality of tubes with two longitudinally extending fins 47 connected to diametrically opposite parts 20 thereof, the fins of adjacent tubes being joined together ......... .... are welded to form a gastight construction. Although not shown in FIG. 2, it will be appreciated that walls 16 and 20 are similarly shaped. As shown in Fig. 1, an outer layer of insulating material 48 extends and encloses the rear wall 16 and side walls 18, also forming the roof 12 and the top and bottom front walls 14a and 14b of the enclosure .

Twee luchtverdeelleidingen 50 en 52 zijn aangebracht onmiddellijk onder de luchtverdeelkamers 30 resp.Two air distribution lines 50 and 52 are provided immediately below the air distribution chambers 30 and 52, respectively.

30 32 om lucht te verdelèn aan de laatstgenoemde kamers en in de bedden 34 resp. 36. De lucht stroomt door de leidingen 50 en 52 onder de regeling van kleppen 54 resp. 55, die liggen in de leidingen en dan omhoog door de kamers 30 en 32 en de plaat 28 om de bedden 34 en 36 te fluïdiseren en de verbran-* 35 ding van het deeltjesvormige brandstofmateriaal te bevorderen.30 32 to distribute air to the latter rooms and in the beds 34 resp. 36. The air flows through lines 50 and 52 under the control of valves 54 and 52 respectively. 55, which lie in the conduits and then up through the chambers 30 and 32 and the plate 28 to fluidize the beds 34 and 36 and promote combustion of the particulate fuel material.

Nadat de lucht is gepasseerd door de bedden 34 en 36 en deel heeft genomen aan de verbrandingsreacties, combineert de lucht zich met de gasvormige verbrandingsproduCten en treedt deze uit de kamers 24 resp. 26 op een wijze, die later 40. in detail zal worden beschreven. Een water/stoomcirculatie- 8006832 -5- 6 t* systeem is aangebracht tussen de scheidingswand 22 en de bovenste voorwand 14a en omvat een bovenste stoomtrommel 56 en een onderste water- of moddertrommel 58. Een ketelgroep 60 is ook aangebracht en bestaat uit een groot aantal op afstand 5 van elkaar geplaatste buizen, die de stoomtrommel 56 en de watertrommel 58 verbinden om deze in fluïdumcommunicatie te plaatsen. De stoomtrommel 56 is ondersteund door een uitwendige steunconstructie (niet afgebeeld) en de watertrommel 58 is ondersteund door de stoomtrommel via de ketelgroep 60.After the air has passed through beds 34 and 36 and has taken part in the combustion reactions, the air combines with the gaseous combustion products and exits the chambers 24 and 24, respectively. 26 in a manner which will be described in detail later 40. A water / steam circulation 8006832-5-6 system is disposed between the dividing wall 22 and the upper front wall 14a and includes an upper steam drum 56 and a lower water or mud drum 58. A boiler group 60 is also provided and consists of a large a number of spaced apart tubes connecting the steam drum 56 and the water drum 58 to place them in fluid communication. The steam drum 56 is supported by an external support structure (not shown) and the water drum 58 is supported by the steam drum via the boiler group 60.

10 Twee paar daalhuizen 62 en 64 strekken zich omlaag vanaf de stoomtrommel 56 uit, waarbij één daalhuis van elk paar is afgebeeld in fig. 1. De daalhuis 62 is verbonden met een serie horizontale voedingpijpen 65 en 66, die liggen aan het onderste deel van het omhulsel, waarbij één voeding-15 pijp van elke serie is afgebeeld in fig. 1. De voedingpijpen 65 zijn verbonden in fluïdumcommunicatie met twee horizontale verdeelstukken 68 en 70, die op hun beurt zijn verbonden in fluïdumcommunicatie met de ondereinden van de buizen, die de scheidingswand 22 vormen resp. de voorste helft van de zij-20 wanden 18. Op soortgelijke wijze zijn de voedingpijpen 66 verbonden met een horizontaal verdeelstuk 72, dat is verbonden in fluïdumcommunicatie met de ondereinden van de buizen, die de scheidingswand 20 vormen. De daalhuizen 64 zijn verbonden met een serie voedingpijpen 74 en 76, waarvan er tel-25 kens één is afgebeeld in fig. 1, waarbij de voedingpijpen 74 zijn verbonden in fluïdumcommunicatie met een verdeelstuk 77, dat op zijn beurt is verbonden met de ondereinden van 'de buizen, die de achterwand ;16 vormen. Hoewel dit niet uit de tekeningen blijkt zal het duidelijk zijn, dat de voedingpij-30 pen 76 zijn verbonden met een verdeelstuk (niet afgebeeld), dat in fluïdumcommunicatie is met de ondereinden van de buizen, die de achterhelft van de zijwanden 18 vormen.Two pairs of descending housings 62 and 64 extend downwardly from the steam drum 56, one descending housing of each pair is shown in Fig. 1. The descending housing 62 is connected to a series of horizontal feed pipes 65 and 66 located on the lower portion of the the casing, with one feed pipe of each series shown in Fig. 1. The feed pipes 65 are connected in fluid communication with two horizontal manifolds 68 and 70, which in turn are connected in fluid communication with the lower ends of the tubes, which the dividing wall 22 respectively. the front half of the side walls 18. Similarly, the feed pipes 66 are connected to a horizontal manifold 72, which is connected in fluid communication with the lower ends of the tubes, which form the partition wall 20. The descending housings 64 are connected to a series of feed pipes 74 and 76, one of which is depicted in FIG. 1 each, the feed pipes 74 being connected in fluid communication with a manifold 77, which in turn is connected to the lower ends of the tubes, which form the rear wall; While not apparent from the drawings, it will be appreciated that the feed pipes 76 are connected to a manifold (not shown) which is in fluid communication with the lower ends of the tubes forming the rear half of the side walls 18.

Een bovenste verdeelstuk 78, dat ligt bij het dak 12 is verbonden met de boveneinden van de buizen, die 35 de zijwanden 18 volgens fig. 1 vormen voor het opnemen van „ het fluïdum uit deze laatste. Een aantal stijgbuizen 79 is verbonden tuseen het verdeelstuk 78 en de stoomtrommel 56 om het fluïdum terug te voeren naar de stoomtrommel. Het zal duidelijk zijn, dat een ander verdeelstuk gelijk aan het ver-40 deelstuk 78 is aangebracht in verbinding met de buizen, die 80 0 6 8 3 2 » _ » ' . -g- de andere zijwand 18 vormen en via aanvullende buizen is verbonden met de stoomtrommel 56.An upper manifold 78 adjacent to the roof 12 is connected to the upper ends of the tubes which form the sidewalls 18 of FIG. 1 for receiving the fluid from the latter. A plurality of risers 79 are connected between the manifold 78 and the steam drum 56 to return the fluid to the steam drum. It will be appreciated that another manifold similar to manifold 78 is provided in connection with the tubes, which are 80, 6, 3, 3, 3, 3, 4, 5, 6, 6, 5, 5, 6, 5, and 5. -g- form the other side wall 18 and is connected via additional tubes to the steam drum 56.

Weer verwijzend naar fig.1 zijn de bovenste delen van de buizen, die de wanden 16, 20 en 22 vormen, 5 gebogen in een horizontale vorm, zoals is afgebeeld en zijn ze verbonden met de stoomtrommel 56 om het stromingscircuit te completeren. In dit verband wordt opgemerkt, dat de van vinnen voorziene delen van de buizen, die de wanden 20 en 22 vormen eindigen bij de punten, die zijn afgebeeld bij de 10 verwijzingscijfers 20a resp. 22a, maar dat de buizen, diè deze wanden vormen verder omhoog lopen èn zijn gebogen, zoals is afgebeeld voor verbinding met de stoomtrommel 56. Als resultaat kunnen de lucht en gasvormige verbrandingsproducten uit de bedden 34 en 36 passeren door de ruimte, die aldus is 15 gevormd tussen de bovenste delen van de buizen, die de wanden 20 en 22 vormen, wanneer deze uit de kamers 24 resp. 26 treden, zoals later in detail zal worden beschreven.Referring again to FIG. 1, the upper portions of the tubes forming walls 16, 20 and 22 are curved in a horizontal shape as shown and are connected to the steam drum 56 to complete the flow circuit. In this regard, it should be noted that the finned portions of the tubes forming the walls 20 and 22 terminate at the points shown at the reference numerals 20a and 10, respectively. 22a, but that the pipes forming these walls continue to rise and are bent as shown for connection to the steam drum 56. As a result, the air and gaseous combustion products from the beds 34 and 36 can pass through the space, which is thus 15 formed between the upper parts of the tubes forming walls 20 and 22 as they exit chambers 24 and 22, respectively. 26 steps, as will be described in detail later.

Een aanvullend circuit voor de passage van het water en dë stoom is gevormd door twee series bedbui-20 zen 80 en 82, die aan hun ondereinden zijn verbonden met de verdeelstukken 77 resp. 72, en die omhoog passeren op althans nagenoeg vertikale wijze door de luchtverdeelkamers 30 en 32 en in de onderste delen van de bedden 34 resp. 36. De bedbui-zen 80 en 82 zijn dan gebogen volgens een hoek met het boven-25 vlak van de bedden 34 resp. 36 en strekken zich diagonaal over de bedden uit waardoor ze weer zijn gebogen, zodat ze zich vertikaal omhoog uitstrekken door de overige delen van de kamers 24 resp. 26, voordat ze weer in een althans nagenoeg horizontale vorm zijn gebogen voor verbinding met de stoom-30 trommel 56.An additional circuit for the passage of the water and steam is formed by two series of bed tubes 80 and 82, which are connected at their lower ends to the manifolds 77 and 82 respectively. 72, and passing upward in at least substantially vertical manner through the air distribution chambers 30 and 32 and into the lower parts of the beds 34 and 32, respectively. 36. The bed tubes 80 and 82 are then bent at an angle to the top plane of the beds 34 and 32, respectively. 36 and extend diagonally over the beds so that they are bent again so that they extend vertically upwards through the other parts of the chambers 24 and 24 respectively. 26, before being bent back into a substantially horizontal shape for connection to the steam drum 56.

Sett #asu±tlaat 90 is gevonnd; in de bovenste voorwand 14a voor de afvoer van de lucht en de gasvormige verbrandingsproducten uit de kamers 24 en 26. Bij het passeren uit de laatste kamers passeren de lucht en de gasvormige 35 verbrandings-producten over de ketelgroep 60 om warmte toe te voeren aan het water/de stoom in de buizen, die de ketel-groep vormen, zoals later in detail zal worden beschreven.Sett # asu ± let 90 is found; in the upper front wall 14a for the exhaust of the air and the gaseous combustion products from the chambers 24 and 26. When passing from the last chambers, the air and the gaseous combustion products pass over the boiler group 60 to supply heat to the water / steam in the tubes, which form the boiler group, as will be described in detail later.

Een stoomuitlaat 92 is aangebracht in de stoomtrommel 56 voor het afvoeren van de stoom naar een andere eenheid, zoals een 40 stoomturbine, of.dergelijke.A steam outlet 92 is provided in the steam drum 56 for discharging the steam to another unit, such as a steam turbine, or the like.

8006832 -7- <3 U\8006832 -7- <3 U \

Zoals in fig. 1 is afgebeeld, zijn drie leiplaten 94, 96 en 98 gemonteerd op verschillende buizen, die de huizengroep 60 vormen. De leiplaten strekken zich uit over de gehele breedte van het huis 10 in een richting lood-5 recht op het vlak van de tekening en kunnen door lassen of op andere wijze zijn bevestigd aan de buizen. De leiplaat 94 is gemonteerd op de achterste rij buizen onmiddellijk. bij de gefluidiseerde bedden, terwijl de leiplaat 98 is gemonteerd op de voorste rij buizen en de leiplaat 96 is gemon-10 teerd op een tussenliggende rij buizen. De leiplaat 96 is op een afstand omlaag aangebracht van de leiplaten 94 en 98 en strekt zich omhoog uit van de trommel 58.As shown in Fig. 1, three guide plates 94, 96 and 98 are mounted on different tubes, forming the housing group 60. The guide plates extend over the entire width of the housing 10 in a direction perpendicular to the plane of the drawing and may be attached to the tubes by welding or otherwise. The baffle plate 94 is mounted on the rear row of tubes immediately. in the fluidized beds, while the baffle plate 98 is mounted on the front row of pipes and the baffle plate 96 is mounted on an intermediate row of pipes. The guide plate 96 is spaced downward from the guide plates 94 and 98 and extends upwardly from the drum 58.

Een aanvullend leiplaatsysteem 100 is afgebeeld in het algemeen in fig. 1 en speciaal in verband met 15 fig. IA, 2 en 3. In het bijzonder bestaat het leiplaatsysteem 100 uit een aantal kanaalvormige stalen balken 102, die zich uitstrekken vanaf het onderste deel van de leiplaat 94 en volgens een hoek omlaag naar de scheidingswand 22. Zoals beter in fig. 3 is afgebeeld, zijn afwisselende balken 102 20 iéts omhoog geplaatst ten opzichte van hun twee aangrenzende balken om betrekkelijk kleine ruimten te vormen voor de passage van gassen. De banden 102 zijn in dwarsdoorsnede althans nagenoeg U-vormig en als zodanig verzamelen ze stof uit de gassen als deze laatste opbotsen tegen hun bovenvlakken op 25 een wijze, die later in detail zal worden beschreven.An additional baffle system 100 is shown generally in FIG. 1 and especially in connection with FIGS. 1A, 2 and 3. In particular, the baffle system 100 is comprised of a plurality of channel-shaped steel beams 102 extending from the lower portion of the the baffle plate 94 and at an angle down to the partition wall 22. As better shown in Figure 3, alternating beams 102 are spaced slightly up from their two adjacent beams to form relatively small spaces for the passage of gases. The belts 102 are at least substantially U-shaped in cross-section and as such they collect dust from the gases as the latter bump into their top surfaces in a manner which will be described in detail later.

Weer verwijzend naar fig. 1, is een stortbak 104 gevormd bij de onderste voorwand 14b van het huis 10 en deze verzamelt het afgescheiden deeltjesmateriaal, dat 1 afkomstig is van het leiplaatsysteem 100. Een pneumatisch 30 werkende injeöteur 106 is aangebracht onmiddellijk onder de stortbak 1Θ4 en neemt het deeltjesmateriaal uit de stortbak op wanneer de mesklep 108 open is. De injecteur 106 staat in verbinding met het onderste deel van het gefluïdiseerde bed in de kamer 26 en werkt om het deeltjesmateriaal in het 35 laatste bed te injecteren. Daar de injecteur 106 en de klep 108 op een gebruikelijke wijze werken zullen ze niet verder in detail worden beschreven. „Referring again to Fig. 1, a cistern 104 is formed at the lower front wall 14b of the housing 10 and collects the separated particulate material 1 from the baffle system 100. A pneumatically operated injector 106 is provided immediately below the cistern 1Θ4. and picks up the particulate material from the cistern when the blade valve 108 is open. The injector 106 communicates with the bottom part of the fluidized bed in chamber 26 and acts to inject the particulate material into the last bed. Since the injector 106 and valve 108 operate in a conventional manner, they will not be described in further detail. "

Tijdens de werking wordt het deeltjesvor-mige brandstofmateriaal in de bedden 34 en 36 aangestoken 40 door ontstekers of dergelijke (niet afgebeeld), die zijn 8006832 -8- aangebracht in een ontstekingszone aan de einden van de bedden, op gebruikelijke wijze. Lucht wordt gevoerd door de luchtleidingen 50 en 52 onder regeling van de kleppen 54 en 55 in de luchtverdeelkamers 30 resp. 32 en passeert omhoog door de 5 plaat 28 in de bedden 34 resp. 36 om het deeltjesvormige bedmateriaal te fluïdiseren en de verbranding van het brand-stofmateriaal te bevorderen. De luchtovermaat passeert door de bedden en combineert zich met de gasvormige verbrandings-producten van het brandstófmateriaal en stroomt omhoog in de 10 bovenste delen van de kamers 24 en 26 alvorens uit de kamers te treden in de zone, die de ketelgroep 60, de leiplaten 94, 96 en 98 en het leiplaatsysteem 100 bevat.In operation, the particulate fuel material in the beds 34 and 36 is lit 40 by igniters or the like (not shown), which are located 8006832 -8- in an ignition zone at the ends of the beds, in a conventional manner. Air is fed through the air lines 50 and 52 under control of the valves 54 and 55 in the air distribution chambers 30 and 52, respectively. 32 and passes up through the plate 28 in the beds 34 and 32 respectively. 36 to fluidize the particulate bed material and promote combustion of the fuel material. The excess of air passes through the beds and combines with the gaseous combustion products of the fuel material and flows upwards into the 10 upper parts of the chambers 24 and 26 before exiting the chambers in the zone that the boiler group 60, the baffle plates 94 , 96 and 98 and the baffle plate system 100.

Een groot deel van deze uitstromende gassen zal aanvankelijk ophotsen tegen de leiplaat 94 of de 15 balken 102 van het leiplaatsysteem 100, waardoor het door de gassen meegevoerde deeltjesmateriaal daaruit wordt afgescheiden en door de zwaartekracht van de einden van de balken 102 en door de door de balken gevormde ruimten in de stortbak 104 valt. Na passage door het leiplaatsysteem 100 zullen de gassen 20 dan passeren naar links in fig. 1 en omhoog in de richting, die is aangegeven door de pijl tussen de leiplaten 94 en 96.A large portion of these outflowing gases will initially bump up against the baffle plate 94 or the beams 102 of the baffle system 100, thereby separating the particulate material carried by the gases therefrom and by gravity from the ends of the beams 102 and by the beams formed spaces in the cistern 104. After passing through the baffle system 100, the gases 20 will then pass to the left in Fig. 1 and up in the direction indicated by the arrow between the baffle plates 94 and 96.

De gassen passeren verder in de richting, die is aangegeven door de pijl over de bovenzijde van de leiplaat 96 en omlaag tussen de leiplaten 96 en 98. De gassen keren dan omhoog en 25 treden uit het Omhulsel via de uitlaat 90. Het afgescheiden deeltjesmateriaal, dat is verzameld in de stortbak 104 wordt toegevoerd aan de pneumatische injecteur 106 via de mesklep 108 en wordt naar behoefte door de injecteur geïnjecteerd in het onderste deel van de kamer 26 om verder te worden toege-30 past ih het verbrandingsproces.The gases pass further in the direction indicated by the arrow over the top of the baffle plate 96 and down between the baffle plates 96 and 98. The gases then rise and exit the Casing through the outlet 90. The particulate material separated, collected in the cistern 104 is fed to the pneumatic injector 106 through the blade valve 108 and injected as needed by the injector into the lower portion of the chamber 26 for further application in the combustion process.

stater wordt gecirculeerd uit de stoömtrom-mei 56 door de ketelgroep 60 in de watertrommel 58 en terug naar de stoomtrommel 56 en uit de daalhuizen 62 en 64 naar de bedbulzen 80 en 82 en de buizen, dié de wanden 16, 18, 20 35 en 22 vormen, zoals eerder beschreven is. Dé warmte, die wordt opgewekt door de gefluïdiseerde bedden 34 en 36 wordt ,, toegevoerd aan het water, dat stroomt door de bedbuizen 80 en 82 en de wanden 16, 18, 20 en 22 in de kamers 24 en 26 en in het bijzonder de delen daarvan die zijn ondergedompeld in 40 de geflu'idiseerde bedden 34 en 36 en de hete uitstromende gas- 8006832 -9·*" Λ -¾ sen die in een kronkelweg passeren over de ketalgroep 60 op de bovenstaande wijze voeren aanvullende warmte toe aan het water, dat passeert door de buizen van deze laatste. Als resultaat wordt een deel van het water omgezet in stoom, 5 waarbij het water/stoommengsel stijgt in de buizen door natuurlijke convectie en terug passeert in de stoomtrommel 56. Set zal duidelijk zijn, dat de stoomtrommel 56 kan zijn voorzien van scheiders om de stoom te scheiden van het water op een gebruikelijke wijze voordat de stoom uittreedt uit 10 de stoomuitlaat 92. Het deel van het water, dat niet wordt omgezet in stoom zal hercircüleren op de bovenstaande wijze en aanvullend voedingwater wordt toegevoerd aan de trommel 56 via een inlaat (niet afgebeeld) om het water aan te vullen dat is omgezet in stoom.stater is circulated from the steam drum-May 56 through the boiler group 60 in the water drum 58 and back to the steam drum 56 and from the descend housings 62 and 64 to the bed bulges 80 and 82 and the tubes, which walls 16, 18, 20 and 22 as previously described. The heat generated by the fluidized beds 34 and 36 is supplied to the water flowing through the bed tubes 80 and 82 and the walls 16, 18, 20 and 22 in the chambers 24 and 26 and in particular the parts thereof immersed in 40 the fluidized beds 34 and 36 and the hot outflowing gas passing through the ketal group 60 in the above manner in a serpentine manner pass additional heat to it. water passing through the tubes of the latter As a result, some of the water is converted into steam, with the water / steam mixture rising in the tubes by natural convection and passing back into the steam drum 56. Set will be clear that the steam drum 56 may be provided with separators to separate the steam from the water in a conventional manner before the steam exits from the steam outlet 92. The portion of the water that is not converted to steam will recirculate in the above manner and additional feed water is supplied to the drum 56 through an inlet (not shown) to replenish the water converted to steam.

15 De voordelen van de bovenstaande inrich ting zijn talrijk. De toepassing van het lelplatensysteem 100 maakt het mogelijk, dat het deeltjesmateriaal wordt afgescheiden uit de uitstromende gassen op een goedkope, simpele en efficiënte wijze met een minimum aan constructieve 20 toevoegingen aan de warmtewisselaar. Ook vermijdt dit een opbouw van de deeltjes, speciaal die met een relatief grote impuls, op de buitenvlakken van de buizen in de ketelgroep 60 en beschermt dus de buizen tegen erosie. Verder wordt het afgescheiden deeltjesmateriaal opgevangen op een betrekkelijk 25 Simpele wijze en kan het laatste materiaal gemakkelijk terug worden geïnjecteerd in een gefluïdiseerd bed, hetgeen natuurlijk verder het rendement van de werking verhoogt.The advantages of the above device are numerous. The use of the plate plate system 100 allows the particulate material to be separated from the effluent gases in a cheap, simple and efficient manner with a minimum of structural additions to the heat exchanger. This also avoids build-up of the particles, especially those with a relatively large impulse, on the outer surfaces of the pipes in the boiler group 60 and thus protects the pipes against erosion. Furthermore, the separated particulate material is collected in a relatively simple manner and the latter material can be easily injected back into a fluidized bed, which of course further increases the efficiency of the operation.

_ Het,:?al duidelijk zijn, dat verschillende variaties kunnen worden gemaakt in het bovenstaande zonder 30 het kader van de uitvindingte verlaten. Bijvoorbeeld is de onderhavige uitvinding alleen als voorbeeld in verband met een bijzondere warmtewisselaar beschreven, waarbij het duidelijk zal zijn, dat deze kan worden benut in andere toepassingen in overeenstemming met het voorgaande.It is already clear that various variations can be made in the above without departing from the scope of the invention. For example, the present invention has been described by way of example only in connection with a particular heat exchanger, it being understood that it can be utilized in other applications in accordance with the foregoing.

35 Ook kan het bijzondere ontwerp van de leiplaten 94, 96 en 98 worden gevarieerd zonder het kader van de uitvinding te verlaten. Bijvoorbeeld kunnen de leiplaten 94, 96 en 98 inplaats van te zijn gevormd als massieve scheidingswanden, zijn gevormd door het vormen van vinnen op de 40 bijzondere buizen op de bijzondere afgebeelde plaats en de 8006832 Λ t' -10- ribben van aangrenzende buizen met elkaar te verbinden voor het vormen van de leiplaten.The particular design of the guide plates 94, 96 and 98 can also be varied without departing from the scope of the invention. For example, the guide plates 94, 96 and 98, instead of being formed as solid partitions, may be formed by forming fins on the 40 particular tubes at the particular location depicted and the 8006832 Λ t '-10 ribs of adjacent tubes together. to form the slates.

80068328006832

Claims

1. Heat exchanger, characterized by a housing, means which form at least one bed of particulate material with fuel in the housing, means for passing air through the bed to fluidize the material and promote combustion of the fuel, a water circulation system located in the housing by the bed and comprising a series of water circulation pipes connected to at least one drum, means for directing the effluent gases from the fluidized bed over 10 pipes to supply heat to the water in the pipes, baffle means, which are arranged in the housing and are in the path of the gases passing over the pipes over the pipes to separate the solid particulate material from the gases, means which are in the housing when bed to collect the separated particulate material, and means for injecting the separated particulate material back into the bed.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that exhaust means are connected to the housing to discharge the gases from the housing.

3. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the baffle plate means are provided with at least one partition wall which is arranged over the housing group. 25

4. Heat exchanger as claimed in claim 1, characterized in that the baffle plate means are provided with a number of fins, which are formed on the tubes, the fins of adjacent tubes being connected to each other.

5. Heat exchanger according to claim 1, 3 or 4, characterized in that the slate plate means are in the form of three separate slate plates, which are arranged over the housing group, the slate plates being spaced apart in such a way that the gases “35 are directed in a serpentine way over the group of houses.

6. Heat exchanger as claimed in claim 1, 3, 4 or 5, characterized in that the baffle plate means are provided with a number of channel-shaped steel beams, which extend from the pipes to the bed and which are located at 8006832 "X". -12- are spaced so that the gases can pass between them.

7. Heat exchanger according to claim 6, characterized in that the collecting means consist of a cistern, which lies under the channel-shaped steel beams.

8. Heat exchanger according to claim 7, characterized in that the injection means consist of an injector lying under the cistern and a valve for supplying the separated particulate material from the cistern to the injection means.

9. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the baffle plate means are designed to direct the gases in a serpentine way over the pipes. * 8006832