PT787946E

PT787946E - EXTERNAL FLUIDIFIED ROOM INTENDED TO EQUIP A FURNACE WITH CURRENT FLUIDIFIED WEIGHT

Info

Publication number: PT787946E
Application number: PT97400213T
Authority: PT
Inventors: Jean Aubry
Original assignee: Alstom Energy Systems Sa
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 2000-12-29
Also published as: EP0787946B1; ZA97779B; DE69702352T2; DE69702352D1; CN1167651A; DK0787946T3; FR2744037B1; GR3034383T3; ES2148910T3; EP0787946A1; FR2744037A1; CN1078093C; RU2161283C2

Description

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Descrição “Leito fluidificado exterior, destinado a equipar uma fornalha com leito fluidificado circulante” A presente invenção refere-se a um leito fluidificado exterior, destinado a equipar uma fornalha com leito fluidificado circulante.The present invention relates to an external fluidized bed, for the purpose of equipping a furnace with a circulating fluidized bed.

Mais precisamente, refere-se a um leito fluidificado denso, que compreende, num caixão, uma câmara, na qual se lançam os sólidos e equipada com uma caixa inferior de alimentação com ar de fluidificação, tubeiras de injecção de ar de fluidificação, dispostas na sua parede inferior e um permutador de calor, constituído por uma pluralidade de dispositivos paralelos de tubos que veiculam um fluido transportador de calorias, suspensos na parede superior da câmara, estando cada um dos dispositivos ligado a um colector de entrada de fluido portador de calorias constituído por um tubo disposto longitudinalmente em relação ao caixão e, na parte superior, no interior da câmara, a um colector de saída deste fluido aquecido, constituído por um tubo disposto longitudinalmente em relação ao caixão, e equipado pelo menos por uma tubuladura de saída do líquido transportador de calorias aquecido, que atravessa uma parede da câmara. É conhecido um leito fluidificado deste género, do documento US-A-3 983 927. Neste documento, os tubos do permutador de calor estão dispostos verticalmente, com dobras em cotovelo, na parte superior e na parte inferior, e os colectores de entrada e de saída estão situados paralelamente, na parte superior, no interior da câmara. A presente invenção propõe uma disposição que permite funcionar em circulação natural e oferecendo uma grande facilidade de montagem e de desmontagem, quando das operações de reparação. A presente invenção consiste num leito de forma compacta e cujas fabricação e reparação são particularmente simples e rápidas.More precisely, it relates to a dense fluidized bed, which comprises, in a casket, a chamber in which the solids are thrown and equipped with a lower fluidizing air feed box, fluidizing air injection nozzles arranged in the its lower wall and a heat exchanger, comprised of a plurality of parallel devices of tubes carrying a calorie carrier fluid, suspended in the upper wall of the chamber, each of the devices being connected to a calorie carrier fluid intake manifold by a tube disposed longitudinally relative to the casket and, in the upper part, inside the chamber, to an outlet manifold of this heated fluid, constituted by a tube disposed longitudinally relative to the casket, and equipped with at least one outlet pipe of the casing. heated calorie conveyor which runs through a wall of the chamber. A fluidized bed of this kind is known from US-A-3 983 927. In this document, the heat exchanger tubes are arranged vertically, with elbows, at the top and at the bottom, and the inlet and outlet manifolds. are located in the upper part of the chamber inside the chamber. The present invention proposes an arrangement that allows to operate in natural circulation and offering a great ease of assembly and disassembly, during the repair operations. The present invention consists of a bed of compact form and whose manufacture and repair are particularly simple and fast.

Para isso, de acordo com a invenção, os referidos dispositivos paralelos de tubos estão dispostos transversalmente em relação à câmara e o colector de entrada está alojado, na parte inferior, na parede inferior da câmara.Accordingly, according to the invention, said parallel tube devices are arranged transversely to the chamber and the inlet manifold is housed, in the lower part, in the lower wall of the chamber.

De acordo com a forma de realização preferida da invenção, o colector de saída está disposto sob a parede superior da câmara e a referida tubuladura atravessa esta parede superior.According to the preferred embodiment of the invention, the outlet manifold is disposed under the top wall of the chamber and said tubing crosses this top wall.

De preferência, os dois colectores estão dispostos no plano central longitudinal da câmara.Preferably, the two manifolds are disposed in the longitudinal central plane of the chamber.

Vantajosamente, todos os tubos de cada dispositivo de tubos têm um comprimento sensivelmente igual.Advantageously, all tubes of each tube device have a substantially equal length.

De preferência, o colector de entrada está alojado numa fenda realizada na parede inferior da câmara e envolvido em areia.Preferably, the inlet manifold is housed in a slit formed in the lower wall of the chamber and sandwiched.

Vantajosamente, uma canalização de alimentação com fluido portador de calorias atravessa a caixa de fluidifícação e está ligada ao colector de entrada. A invenção refere-se igualmente a uma instalação de combustão, que compreende uma fornalha com leito fluidificado circulante, que compreende uma saída dos gases, que desemboca num ciclone de separação, sendo os sólidos, neles recuperados, tratados num leito fluidificado exterior tal como o referido atrás.Advantageously, a feed conduit with calorie carrying fluid flows through the fluidizing box and is connected to the intake manifold. The invention also relates to a combustion plant, comprising a fluidized bed furnace, comprising a gas outlet, which opens into a separation cyclone, the solids recovered therefrom being treated in an external fluidized bed such as mentioned above.

Descreve-se a seguir a invenção, com mais pormenor, com o auxílio de desenhos anexos que representam uma forma de realização preferida da invenção e cujas figuras representam: A fig. 1, uma vista em perspectiva de um leito de acordo com a invenção, com arranque parcial da sua parede; e A fig. 2, uma vista em corte transversal deste leito. O leito fluidificado denso compreende, num caixão (1), constituído por uma chapa metálica (20), reforçada por elementos de rigidez e uma camada de betão interior (21), três câmaras: - uma câmara de recepção dos sólidos (11), na qual os sólidos são introduzidos por um orifício (12) - uma câmara (2), na qual se lançam os sólidos depois da sua passagem por cima de um primeiro murete (13), - uma câmara de saída (15) dos sólidos, parcialmente representada na fig.l, que recebe os sólidos depois da sua passagem por cima de um segundo murete (14) e que compreende um orifício de evacuação dos sólidos, não visível na figura. A câmara (2) está equipada por uma caixa inferior de alimentação com ar de fluidificação (3), tubeiras (4) de injecção de ar de fluidificação, dispostas na parede inferior (2A) da câmara (2), e um permutador de calor (5), constituído por uma pluralidade de dispositivos paralelos de tubos que veiculam um fluido portador de calorias, por exemplo vapor, dispostos transversalmente em relação à câmara (2) e suspensos na parede superior (2B) da câmara (2), estando cada um dos dispositivos ligado, na parte inferior, a um colector de entrada de fluido portador de calorias (6), constituído por um tubo disposto longitudinalmente em relação ao caixão (1) e, na parte superior, a um colector de saída deste fluido aquecido (7), constituído por um tubo disposto longitudinalmente em relação ao caixão (1).BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described in greater detail with the aid of accompanying drawings which represent a preferred embodiment of the invention and the figures of which: FIG. 1 is a perspective view of a bed according to the invention with partial starting of its wall; and Fig. 2 is a cross-sectional view of this bed. The dense fluidized bed comprises, in a casket (1), consisting of a metal sheet (20) reinforced by stiffening elements and an inner concrete layer (21), three chambers: - a solid receiving chamber (11), in which the solids are introduced through a hole 12 - a chamber 2, into which the solids are thrown after they pass over a first wall 13, - an outlet chamber 15 of the solids, partially shown in Figure 1, which receives the solids after their passage over a second wall (14) and which comprises a solids evacuation port, not visible in the figure. The chamber 2 is equipped with a lower fluidizing air feed box 3, fluidizing air injection nozzles 4 arranged in the lower wall 2A of the chamber 2, and a heat exchanger (5), consisting of a plurality of parallel tube devices carrying a calorie-carrying fluid, for example steam, arranged transversely to the chamber (2) and suspended in the upper wall (2B) of the chamber (2), each one of the devices connected at the bottom to a calorific carrier fluid intake manifold (6), consisting of a tube disposed longitudinally relative to the cask (1) and, in the upper part, to an outlet manifold of this heated fluid (7), consisting of a tube disposed longitudinally with respect to the casket (1).

Nesta câmara (2), realiza-se portando a fluidificação densa dos sólidos e uma 4 recuperação de calor, pelo permutador de calor (5).In this chamber (2), the dense fluidization of the solids and a heat recovery by the heat exchanger (5) are carried out.

Um tal leito destina-se em geral a uma instalação de combustão, que compreende uma fornalha com leito fluidificado circulante, que compreende uma saída dos gases, que desemboca num ciclone de separação, cujos sólidos recuperados são tratados neste leito fluidificado exterior, antes de serem, pelo menos parcialmente, reinjectados na fornalha com leito fluidificado circulante. O colector de entrada (6) está alojado na parede inferior (2A) da câmara (2) e está colocado no plano central da câmara (2). Mais precisamente, está alojado numa fenda (9), feita na parede inferior (2A) da câmara (2) e envolvido com areia ou betão (16), que assegura a sua fixação e a sua protecção. Uma canalização de alimentação com fluido portador de calorias (10) atravessa a caixa de fluidificação (3) e está ligada ao colector de entrada (6), por uma união em T. A este colector de entrada (6) estão ligados dispositivos de tubos de permuta térmica que, de maneira clássica, estão dispostos horizontalmente em forma de gancho do cabelo e estendem-se até à altura dos muretes (13, 14). Os referidos dispositivos estão suspensos, aos pares, na parede superior (2B) da câmara (2), por dois tubos de suporte verticais (17, 18), ligados ao colector de entrada (6), atravessam a parede superior (2B) e voltam, por troços de retomo (17A, 18A), para se ligar ao colector de saída (7), ao qual estão ligados os tubos dos referidos dispositivos de tubos. Vantajosamente, estes tubos de suporte (17, 18) podem ser do tipo dos descritos no documento de patente FR-2622 963 e podem ser solidarizados com os troços horizontais por peças de ligação que asseguram simultaneamente o suporte mecânico e a ligação hidráulica, constituindo os tubos de suporte um prolongamento de um dos tubos em forma de gancho para o cabelo. Os tubos horizontais em forma de ganchos para o cabelo têm todos o mesmo comprimento, o que elimina qualquer tensão diferencial nos tubos de suporte (17, 18). O colector de saída (7), revestido de betão, está disposto no interior da câmara (2), no plano central longitudinal da câmara (2) e, mais precisamente, sob a parede superior (2B) da câmara (2) e está equipado com pelo menos uma tubuladura de saída do fluido portador de calorias aquecido (8), que atravessa esta parede superior (2B) e ligada ao colector de saída (7) por uma união em T, que assegura igualmente a suspensão do colector de saída (7) na parede superior (2B).Such a bed is generally intended for a combustion plant, which comprises a furnace with a circulating fluidized bed, comprising a gas outlet, leading to a separation cyclone, the recovered solids being treated in this external fluidized bed, before being , at least partially, reinjected into the furnace with circulating fluidized bed. The inlet manifold 6 is housed in the lower wall 2A of the chamber 2 and is placed in the central plane of the chamber 2. More precisely, it is housed in a slit 9, made in the lower wall 2A of the chamber 2 and surrounded with sand or concrete 16, which secures it and its protection. A supply conduit with calorie-carrying fluid (10) flows through the fluidization box (3) and is connected to the inlet manifold (6) by a T-joint. To this intake manifold (6) are connected tube devices which are, in a conventional manner, horizontally arranged in the form of a hair hook and extend up to the height of the walls (13, 14). Said devices are suspended in pairs in the upper wall 2B of the chamber 2 by two vertical support tubes 17, 18 connected to the inlet manifold 6, cross the upper wall 2B and (17A, 18A) to connect to the outlet manifold (7), to which the pipes of said tube devices are connected. Advantageously, these support tubes (17, 18) can be of the type described in the patent document FR-2622 963 and can be secured to the horizontal sections by connecting pieces which simultaneously assure the mechanical support and the hydraulic connection, constituting the Support tubes are an extension of one of the hairpin shaped tubes. The horizontal hair-clip tubes are all the same length, which eliminates any differential tension in the support tubes (17, 18). The concrete-coated outlet manifold 7 is arranged inside the chamber 2, in the longitudinal central plane of the chamber 2 and more precisely under the upper wall 2B of the chamber 2 and is equipped with at least one outlet pipe of the heated calorie carrier fluid (8), which passes through this upper wall (2B) and is connected to the outlet manifold (7) by a T-joint, which also ensures the suspension of the outlet manifold (7) in the upper wall (2B).

Podem instalar-se vários conjuntos de colectores e dispositivos de tubos, como os descritos anteriormente na câmara (2), alinhados na direcção longitudinal da mesma.Various manifold assemblies and tubing devices, such as those previously described in the chamber (2), can be installed, aligned in the longitudinal direction thereof.

Um tal leito permite uma fabricação particularmente melhorada, que reduz os atrasos de fabricação e de montagem em local.Such a bed enables particularly improved fabrication, which reduces manufacturing and assembly delays on site.

Com efeito, o caixão (1), sem a sua parede superior pode ser fabricado num primeiro conjunto, por exemplo uma caixa aberta. A parede superior com os colectores (7, 6) e os dispositivos de tubos suspensos (5) podem ser pré-fabricados, num segundo conjunto, na fábrica ou no estaleiro. Quando da montagem final, basta introduzir, por cima, o segundo conjunto no primeiro conjunto, sendo o colector de entrada (6) instalado na fenda (9), colocado sobre a chapa metálica (20) e depois envolvido com areia ou betão. A desmontagem completa do aparelho é feita por destruição do betão eventual (16) e a retirada, por cima, do segundo conjunto. A cobertura por areia do colector de entrada (6) facilita a desmontagem deste último e qualquer intervenção no mesmo. 6Indeed, the casket 1 without its upper wall can be manufactured in a first set, for example an open carton. The top wall with the manifolds (7, 6) and the suspended tube devices (5) can be prefabricated, in a second set, in the factory or the yard. When the final assembly is completed, it is sufficient to insert the second assembly in the first assembly, the input manifold (6) being installed in the slot (9), placed on the metal sheet (20) and then surrounded with sand or concrete. The complete disassembly of the apparatus is done by destroying the eventual concrete (16) and removing the top set from above. The sand cover of the inlet manifold (6) facilitates disassembly of the latter and any intervention therein. 6

Em caso de fuga e de uma reparação necessária, efectua-se uma desmontagem parcial, seccionando o par de dispositivos de tubos danificados e os tubos de suporte (17, 18) correspondentes, precisamente por cima e precisamente por baixo do par de dispositivos de tubos e, deslocando este par de dispositivos de tubos no caixão, para cima ou para baixo, a fim de efectuar a reparação nos dispositivos de tubos soltos.In case of leakage and a necessary repair, a partial disassembly is performed by severing the pair of damaged tube devices and the corresponding support tubes (17, 18), precisely above and precisely below the pair of tube devices and by moving this pair of tubing devices in the casing, up or down, in order to perform the repair on the loose tube devices.

Na parte superior, a desmontagem exige menos espaço que nos leitos ( , conhecidos, sendo assim possível realizar um leito de altura e volume menores.At the top, the dismantling requires less space than in the known beds, thus making it possible to realize a bed of smaller height and volume.

Graças a esta nova concepção do leito, a permuta térmica é realizada desde a saída do fluido para fora do colector de entrada (6), para os dispositivos de tubos de permuta térmica (5), encontrando-se o conjunto destes dispositivos no interior da câmara (2).Thanks to this new bed design, the thermal exchange is performed from the outlet of the fluid out of the inlet manifold (6), to the heat exchange tubes (5) devices, the assembly of these devices being inside the manifold the chamber (2).

Lisboa, 11 de Setembro de 2000Lisbon, 11 September 2000

II

Claims

A dense fluidized bed comprising in a casket (1) a chamber (2) in which solids are thrown, and equipped with a lower fluidising air feed box (3), air injection nozzles (4) disposed on its lower wall (2A), and a heat exchanger (5), consisting of a plurality of parallel devices of tubes carrying a calorie-carrying fluid, suspended in the upper wall (2B) of the chamber (2), each of the tube devices being connected to an inlet manifold of the calorie carrier fluid (6), consisting of a tube disposed longitudinally relative to the cask (1) and, in the upper part, inside the chamber ( 2) in relation to an outlet manifold (7) of this heated fluid, consisting of a tube disposed longitudinally relative to the cask (1) and equipped with at least one inlet neck (8) of the heated calorie carrier fluid passing through wall of the chamber (2), characterized in that said parallel tube devices are arranged transversely to the chamber (2), the inlet manifold (6) being housed in the lower part in the lower wall (2 A) of the chamber.

A bed according to claim 1, characterized in that the outlet manifold (7) is arranged under the upper wall (2B) of the chamber (2) and said tubing (8) crosses this upper wall (2B).

A bed according to any of the preceding claims, characterized in that the two manifolds (6, 7) are arranged in the longitudinal central plane of the chamber (2).

A bed according to claim 3, characterized in that all tubes of each tube device have substantially equal lengths. 2

A bed according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet manifold (6) is housed in a slot (9), made in the lower wall (2 A) of the chamber (2) and sand-coated.

A bed as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that a feed pipe with the calorie carrier fluid (10) passes through the fluidizing box (3) and is connected to the inlet manifold (6).

A combustion plant comprising a circulating fluidized bed furnace (A), comprising a gas outlet leading to a separation cyclone, the recovered solids being treated in an external fluidized bed according to any of the preceding claims. of September 2000