RU2104442C1 - Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем - Google Patents

Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем Download PDF

Info

Publication number
RU2104442C1
RU2104442C1 RU93004641A RU93004641A RU2104442C1 RU 2104442 C1 RU2104442 C1 RU 2104442C1 RU 93004641 A RU93004641 A RU 93004641A RU 93004641 A RU93004641 A RU 93004641A RU 2104442 C1 RU2104442 C1 RU 2104442C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
fluidized bed
solid material
internal
walls
Prior art date
Application number
RU93004641A
Other languages
English (en)
Other versions
RU93004641A (ru
Inventor
Видаль Жан
Морэн Жан-Ксавье
Тессье Жан-Поль
Original Assignee
Стейн Эндюстри
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
Application filed by Стейн Эндюстри filed Critical Стейн Эндюстри
Publication of RU93004641A publication Critical patent/RU93004641A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2104442C1 publication Critical patent/RU2104442C1/ru

Links

Images

Classifications

    • 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 
    • 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
    • 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
    • F23C10/12—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 exclusively within the combustion zone
    • 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 
    • F23C2206/00—Fluidised bed combustion
    • F23C2206/10—Circulating fluidised bed
    • F23C2206/103—Cooling recirculating particles

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)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Использование: реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем может быть использован в теплоэлектростанциях. Сущность: реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем содержит нижнюю зону 3 с решеткой 11 псевдоожижения, вводы 12 и 13 первичного и вторичного воздуха и подвод 10 топлива, верхнюю зону 2, внутренние плотные псевдоожиженные слои 22 и 23 вверху нижней зоны 3, отбирающие твердый материал от потоков внутренней рециркуляции реактора и направляющие его частично в наружные теплообменные устройства с плотным псевдоожиженным слоем, примыкающие к стенкам реактора на уровне внутренних псевдоожиженных слоев 22 и 23. Эти наружные теплообменные устройства после теплообмена с наружной текучей средой сбрасывают твердый материал в нижнюю зону 3. 2 з.п. ф-лы, 14 ил.

Description

Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем в настоящее время широко используется в теплоэлектростанциях, причем все большей мощности. Наибольшая электрическая мощность такой действующей теплоэлектростанции 150 МВт.
Существуют три типа циркулирующего псевдоожиженного (кипящего) слоя, отличающиеся друг от друга регулированием температуры реактора, которая для эффективной дисульфурации дымовых газов должна поддерживаться постоянной, близкой к 850oC.
Первый отличается наличием теплообменных изделий, монтируемых в реакторе [1] , и использует поддержание на определенном уровне содержание твердого материала путем регулирования расходов первичного и вторичного воздуха либо путем изменения рециркуляционного расхода газообразных продуктов сгорания. Однако при возрастании мощности установки возникает необходимость продолжить установку теплообменных панелей в реакторе до всех более низких уровней, что соответственно увеличивает риск их эрозии.
Второй тип отличается наличием наружных теплообменных устройств, установленных на пути наружной рециркуляции твердой фазы (твердых материалов), улавливаемой на выходе из реактора сепаратором [2]. Эти наружные теплообменные устройства устанавливаются на некотором расстоянии от реактора, что требует установки кожухов, связывающих циклон с наружным теплообменным устройством и наружное теплообменное устройство с реактором, с необходимым уклоном и с соответствующими компенсаторами теплового расширения. При увеличении мощности реактора теплообменная способность его трубчатых стенок обычно не увеличивается пропорционально этому увеличению мощности из-за ограничения стенок по высоте, поэтому мощность наружных теплообменных устройств увеличивается быстрее, как и их количество и размеры. Это еще больше затрудняет или делает невозможным их установку и в настоящее время является фактором, ограничивающим электрическую мощность, которая могла бы вырабатываться по этой технологии.
Третий тип - тот, который указан фирмой Стейн Эндюстри в ее Европейской заявке N 91401041.8, отличается падением скорости псевдоожиженного газа непосредственно внутри реактора при прохождении газом плотного псевдоожиженного слоя, установленного на промежуточном уровне в реакторе. Это падение скорости происходит благодаря значительному ступенчатому изменению величины сечения реактора (отношение сечений колеблется от 1,2 до 2) и имеет целью улучшить горение за счет увеличения рециркуляции твердого материала в нижней части реактора. Этот третий тип реактора позволяет благодаря наличию теплообменника в этом внутреннем плотном псевдоожиженном слое уменьшить теплообменную способность (мощность теплообмена) внутренних панелей по сравнению с реактором с циркулирующим псевдоожиженным слоем первого типа или наружных обменных устройств по сравнению с реактором с циркулирующим псевдоожиженным слоем второго типа, но он не позволяет убрать их совсем в установках большей мощности.
Изобретение касается реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, содержащего нижнюю зону с быстро циркулирующим псевдоожиженным слоем, в которой расположена псевдоожижающая решетка, средства для вдувания первичного воздуха под решеткой и средства для вдувания вторичного воздуха над решеткой, причем стенки реактора, ограничивающие указанную нижнюю зону, снабжены трубами охлаждения, зону, верхнюю по отношению к быстро циркулирующему псевдоожиженному слою, окруженную стенками реактора, снабженными трубами охлаждения, средства для введения топлива в нижнюю зону, по меньшей мере одно наружное тепловое обменное устройство, включающее плотный псевдоожиженный слой, примыкающее к одной из стенок реактора, причем материал этого псевдоожиженного слоя поступает из реактора и сбрасывается за слоем в нижнюю зону после осуществления теплообмена с наружной подогреваемой текучей средой.
Расположение теплообменного устройства, примыкающего снаружи к реактору [3], соответствует варианту реактора второго типа.
В реакторе этого типа наружное теплообменное устройство запитывается материалом через сифон от расположенного перед этим последним циклона, отделяющего твердые материалы, удаляемые из верхней части верхней зоны реактора. Это наружное теплообменное устройство, расположенное ниже циклона и сифона, примыкает к нижней части нижней зоны, что является недостатком, так как мешает вдуванию вторичного воздуха на одной из основных стенок реактора, ограничивая, таким образом, расстояние между передней и задней стенками, а, следовательно, и мощность реактора при данной определенной длине задней стенки.
Реактор согласно изобретению, свободный от этого недостатка, отличается тем, что он содержит по меньшей мере одно внутреннее устройство плотного псевдоожиженного слоя, установленное в верхней части нижней зоны, на одной или нескольких сторонах реактора и позволяющее собирать, с одной стороны, материал, подающий вдоль стенок верхней зоны, и, с другой стороны, материал, возвращающийся в псевдоожиженный слой из-за снижения скорости псевдоожиженного газа при прохождении сквозь один или несколько внутренних плотных псевдоожиженных слоев, причем отношение поперечного сечения верхней зоны к поперечному сечению нижней зоны на уровне внутреннего/них/ псевдоожиженного/ных/ слоя/ев/ находится в пределах значений от 1,05 до 2, и что наружное/ые/ теплообменное/ые/ устройство/а/ располагается/ются/ над входами вторичного воздуха и твердый материал поступает в них от внутреннего/их/ плотного/ных/ псевдоожиженного/ных/ слоя/ев/, при этом твердый материал, переполняющий этот/ти/ внутренний/ие/ псевдоожиженный/ые/ слой/и/, сбрасываются в нижнюю зону.
Кроме того, реактор по своей конструкции легко может быть выполнен ограниченным по высоте.
На фиг. 1 показан вид спереди предлагаемого реактора; на фиг. 2 - вид сверху реактора, представленного на фиг. 1; на фиг. 3 - реактор по фиг. 1, вид сбоку; на фиг. 4 - разрез IV-IV на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез V-V на фиг. 2; на фиг. 6 - разрез VI-VI на фиг. 2; на фиг. 7 - первый вариант выполнения реактора согласно изобретению: a - вид сбоку, b - вид сверху и c - вид спереди; на фиг. 8 - то же, второй вариант: a - вид сбоку, b - вид сверху, c - вид спереди; на фиг. 9 - то же, третий вариант: a - вид сбоку, b - сверху, c - спереди; на фиг. 10 - вариант, вид спереди, реактора согласно изобретению, предназначенного для получения большой мощности и имеющего нижнюю зону, разделенную на две части; на фиг. 11 - то же, вид сверху; на фиг. 12 - то же, вид сбоку; на фиг. 13 - то же, частичный с увеличением вид реактора; на фиг. 14 - паро-водяной контур установки, частью которой является реактор по фиг. 10.
Являющийся предметом изобретения реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем, предназначенный для сжигания углеродистого материала, представлен на фиг. 1-6.
Он содержит трубчатый кожух 1, разделенный на две зоны: верхнюю зону 2, где трубы 4 расположены внутри открыто и охлаждают твердый материал и газы, и нижнюю зону 3, где трубы 4 покрыты огнеупорным материалом 5 для их защиты от эрозии; трубопровод 6, расположенный вверху верхней зоны 2, который направляет газы с содержащимися в них твердым материалом к циклону 7, где происходит отделение твердого материала и затем отобранные твердые материалы возвращаются через сифон 8 и трубопровод 9 в нижнюю зону 3 реактора; один или несколько входов 10 для топлива; псевдоожижающую решетку 11, сквозь которую вдувается первичный воздух, вводимый через вход 12; несколько каналов 18, подводящих вторичный воздух на одном или нескольких уровнях в нижнюю часть 3 реактора; рекуперативные теплообменники в кожухе 14, через который проходит твердый материал, через газ циклона 7; обогреватели 15 воздуха; пылеуловитель 16 и отводную трубу 17.
Отличительным признаком этого реактора является наличие в нем наружных устройств теплообмена, участвующих в охлаждении псевдоожиженных твердых материалов, движущихся в газе и работающих в следующих условиях.
a) Твердые материалы, проходящие через эти наружные устройства теплообмена 18 - 21, отбираются из рециркуляционных потоков, образующихся внутри, на промежуточном уровне в реакторе, в верхней части нижней зоны, а не из наружного рециркуляционного потока твердых материалов, улавливаемых сепаратором 7, установленным на выходе из реактора.
b) Для улавливания этих твердых материалов на промежуточном уровне реактора установлены, как показано на фиг. 4, два устройства внутренних плотных псевдоожиженных слоев 22 и 23 вверху нижней зоны 3, разделяя, таким образом, реактор на две части: верхнюю зону 1 с поперечным сечением S и нижнюю зону 3 переменного сечения, но максимальное поперечное сечение S1 которой на уровне двух внутренних плотных псевдоожиженных слоев 22 и 23 меньше S. Количество собранного твердого материала будет зависеть от двух факторов:
- от длины стенок, у которых установлены внутренние плотные псевдоожиженные слои 22 и 23, то есть от длины боковых сторон 24 и 25 в примере, представленном на фиг. 1 - 4;
- от быстрого снижения скорости псевдоожиженных газов, соответствующего отношению S1/S поперечных сечений реактора, при этом скорости псевдоожижающего слоя в этих двух сечениях S и S1 остаются всегда в диапазоне 2,5-12 м/с, используемой в циркулирующем псевдоожиженном слое.
Материал во внутренних плотных псевдоожиженных слоях 22 и 23 имеет уровень 26 и 27, регулируемый естественным образом за счет переполнения и сброса материала в нижнюю зону 3 реактора по всей длине внутренних стенок 28 и 29 внутренних устройств псевдоожижающего слоя 22 и 23 (фиг. 2). Обычно эти устройства оборудуются псевдоожижающими решетками 30 и 31 и подводами 32 и 33 псевдоожижающих газов.
c) Чтобы получить твердый материал от внутренних устройств плотного псевдоожиженного слоя 22 и 23, четыре наружных теплообменных устройства 18 - 21 (фиг. 2), которые также являются устройствами плотного псевдоожижающего слоя, устанавливаются на передней стороне 35 и на задней стороне 36 реактора. Они оборудованы псевдоожижающими решетками 36 и 37 и имеют подводы 38 и 39 воздуха для псевдоожижения. Уровни 40 и 41 твердого материала, движущегося в псевдоожиженных осях устройств 18 - 21, также регулируется их переполнением и сбросом лишнего материала в нижнюю зону 3 реактора, как показано под позициями 42 - 45 на фиг. 2 и 5, вблизи вертикальных плоскостей, разделяющих теплообменные устройства 18 и 19 или наружные теплообменные устройства 20 и 21, эти уровни 40 и 41 регулируются по величине более низкой, чем уровни 26 и 27 внутренних плотных псевдоожиженных слоев 22 и 23, чтобы обеспечить циркуляцию твердого материала между внутренними плотными псевдоожиженными слоями 22 и 23, наружными теплообменными устройствами 18 - 21, и нижней зоной 3 реактора. Относительное расположение внутреннего плотного псевдоожиженного слоя 22, наружного теплообменного устройства 18 и внутренней полости реактора показано на фиг. 5 и 6.
Внутренний плотный псевдоожиженный слой 22 сообщается с внутренней полостью реактора своей верхней частью, куда попадает твердый материал, падающий из верхней зоны 2 реактора, и переполняясь, возвращает частично твердый материал в нижнюю зону 3 по всей своей длине через стенку 28 сброса.
Наружное теплообменное устройство 18, установленное у задней стенки 35 реактора, полностью отделено от реактора этой стенкой, за исключением окна 42, по нижнему уровню 40 которого регулируется высота плотного псевдоожиженного слоя в наружном теплообменном устройстве, твердый материал, необходимый для работы теплообменного устройства 18 поступает из внутреннего плотного псевдоожижающего слоя 22 по каналу 46 и возвращается в нижнюю зону 3 реактора за счет переполнения через нижний край окна 42. Сечение окна 42 имеет размеры, обеспечивающие продувку через наружное теплообменное устройство 18. В него погружен трубчатый теплообменник 50 (фиг.6), обеспечивающий частично охлаждение реактора. Движущая сила, необходимая для циркуляции твердого материала между внутренним плотным псевдоожиженным слоем и наружным теплообменным устройством, обеспечивается разницей Н уровней 26 и 49 двух плотных псевдоожиженных слоев 22 и 18 (фиг. 5 и 6), расход твердого материала, перемещающегося от внутреннего плотного псевдоожиженного слоя 22 к наружному теплообменному устройству 18, пройдет через канал 46 с псевдоожиженным материалом, снабженный механическим регулирующим средством (типа игольчатого клапана) или регулирующим средством с вдуванием воздуха (в этом последнем случае расход материала регулируется количеством вдуваемого воздуха). Этот канал 46 может проходить снаружи указанных обоих плотных псевдоожиженных слоев или через отверстие в стенке, общей для этих двух плотных псевдоожиженных слоев.
Такое же взаимное расположение должно быть между внутренним плотным псевдоожиженным слоем 22, наружным теплообменным устройством 20 и внутренней полостью реактора или между внутренним плотным псевдоожиженным слоем 23, наружным теплообменным устройством 19 или 21 и внутренней полостью реактора, при этом в наружные теплообменные устройства 19, 20 и 21 материал поступает по каналам 47, 48 и 49 из внутренних плотных псевдоожиженных слоев 22 и 28.
a) Внутренние плотные псевдоожиженные слои 22 и 23 имеют размеры, зависящие от следующих параметров.
Их ширина соответствует выбору отношения S/S1 двух внутренних сечений реактора, это отношение должно быть принято таким, чтобы расход твердого материала, падающего во внутренние плотные псевдоожиженные слои 22 и 23, был большим, чем расход материала, используемого в наружных теплообменных устройствах 18 - 21. При таких условиях некоторое количество твердого материала всегда будет при переполнении плотных внутренних псевдоожиженных слоев 22 и 23 падать через края стенок 28 и 29 в нижнюю зону 3 реактора. Это отношение S/S1 реактора согласно изобретению находится в пределах 1,05 - 2.
Их высота рассчитывается в зависимости от расхода твердого материала, необходимого для функционирования наружных примыкающих к реактору теплообменных устройств 18 - 21, а также от разницы Н уровней плотных внутренних псевдоожиженных слоев 22 и 23 и наружных плотных псевдоожиженных слоев 18 - 21.
Псевдоожижающие газы для внутренних плотных псевдоожиженных слоев 22 и 23 должны быть инертными, так как в этих псевдоожиженных слоях не имеется теплообменников и следует избегать возможного горения углеродистых материалов, способных спекаться, поэтому в качестве газов для псевдоожижения следует использовать газообразные продукты сгорания, отбираемые на выходе из обеспыливателей 16, эти газы должны по составу соответствовать очень малому количеству оборотных (рециркулируемых) газов.
Размеры наружных теплообменных устройств 18 - 21, примыкающих к передней стенке 34 и к задней стенке 35 реактора, определяются теплообменом, который они должны обеспечивать для того, чтобы реактор мог функционировать при заданной температуре, выбираемой обычно равной 850oC, необходимой для наилучшей десульфурации. Поэтому эти наружные теплообменные устройства 18 - 21 имеют ширину и высоту значительно большие, чем ширина и высота внутренних плотных псевдоожиженных слоев 22 и 23.
Таким образом, писанный реактор имеет два типа поверхностей охлаждения:
- трубчатые стенки верхней зоны 2 реактора, теплообмен в которых определяется содержанием твердого материала, зависящим от оптимизации параметров горения (расход первичного и вторичного воздуха), и не поддается индивидуальному регулированию;
- четыре наружных теплообменных устройства 18 - 21, примыкающие к реактору, теплообмен в которых поддается индивидуальному регулированию путем воздействия на расходы поступающего в них твердого материала через каналы 46 - 49, которые позволяют таким образом регулировать рабочую температуру реактора при любых режимах и при необходимости параллельно осуществлять регулирование теплообмена с одной или несколькими внешними текучими средами.
Расположение внутренних плотных псевдоожиженных слоев 22 и 23 и наружных теплообменных устройств 18 - 21, показанных на фиг. 1-6, может быть изменено. Согласно другим неограничивающим примерам их взаимное расположение может быть таким, как показано на фиг. 7 - 9.
На фиг. 7 внутренние плотные псевдоожиженные слои и наружные теплообменные устройства 18 - 21 расположены на одних и тех же стенках, на фиг. 8 наружные теплообменные устройства 18 и 19 расположены на одной и той же боковой стенке, тогда как внутренние плотные псевдоожиженные слои 22 и 23 остаются расположенными на передней и задней стенках, на фиг. 9 имеется только одно наружное теплообменное устройство 18, установленное на одной из боковых стенок, и один внутренний плотный псевдоожиженный слой 22, установленный на передней стенке.
Основное преимущество этого нового реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем состоит в том, что в нем появляется возможность благодаря упрощению подсоединения наружных теплообменных устройств 18 - 21 устанавливать эти последние на таком уровне, чтобы нижняя зона 3 реактора одновременно освобождалась от этих наружных теплообменных устройств 18 - 21 и от их связи с реактором и могла бы быть применена только для создания и размещения в ней систем, обеспечивающих горение (первичный воздух, вторичный воздух) и возврат твердого вещества из циклонов 7, установленных на выходе из реактора. Этот отличительный признак позволяет расширить область применения реактора в сторону больших мощностей, как показано в нижеследующем примере.
На фиг. 10 - 13 показан реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем большой мощности (электрической мощности в 300 МВт).
Мощность теплообмена составляет примерно 750 МВт, в том числе 450 МВт - мощность теплообмена на участке внутренних трубчатых стенок реактора (125 МВт) и наружных теплообменных устройств (325 МВт) и 300 МВт - мощность теплообмена в теплообменниках, заключенных в кожухе 14 и подогревателей 15 воздуха.
Нижняя зона 3 разделена на две части 3A и 3B, что позволяет разделить надвое ширину между боковыми стенками 24 и 25. Ширина является ограничивающим фактором для проникновения струй вторичного воздуха 13, необходимых для обеспечения хорошего горения.
Входы 12, 13 и 9 первичного воздуха, вторичного воздуха и возврата твердого материала из циклона 7 соответственно, расположены оптимальным образом вокруг нижних частей 3A и 3B благодаря установке в соответствии с вышеизложенными приемами двух внутренних плотных псевдоожиженных слоев 22 и 23, смонтированных у левой и правой боковых стенок 24 и 25 реактора, и четырех наружных теплообменных устройств 18 - 21, примыкающих к реактору снаружи, к задней и наружной стенкам 35 и 34 и запитываемым твердым материалом по каналам 46 - 49 с псевдоожиженным слоем.
Каждый из четырех теплообменных аппаратов 18 - 21 разделен на две части (18А, 18Б и т.д.) срединной перегородкой 50 - 53, открытой в своей верхней части для того, чтобы при переполнении этих теплообменных устройств материал мог сбрасываться в следующую за ним часть реактора.
Таким образом, как показано на фиг. 11 и 13, теплообменное устройство 18 разделено на две части 18A и 18B, в часть 18A твердый материал поступает от внутреннего плотного псевдоожиженного слоя 22 по каналу 46, в часть 18B твердый материал поступает при переполнении через вертикальную перегородку 50, верхний уровень которой соответствует 40A (фиг. 13), причем твердый материал падает в нижнюю часть 3A реактора через окно 42, нижний уровень 42B которого определяет высоту псевдоожиженного слоя части 18B.
Внутренние плотные псевдоожиженные слои 22 и 23 оборудованы псевдоожижающими решетками 30 и 31, сквозь которые средствами 32 и 33 вдуваются инертные псевдоожижающие газы. Наружные теплообменные устройства, например 18A, 18B, 20A и 20B, оборудованы решетками псевдоожижения, например 36A, 36B, 37A и 37B, через которые вдувается псевдоожижающий воздух с помощью, например средств 38A, 38B, 39A и 39B и т.д.
В качестве примера можно предусмотреть применение такого реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем электрической мощности в 300 МВт на тепловой паротурбинной станции с давлением пара ниже критического, водо-паровой контур которой показан на фиг. 14.
Машинный зал содержит трехцилиндровую турбину с тремя цилиндрами: высокого давления (HP), среднего давления (МP) и низкого давления (BP), конденсатор C, получающий пар низкого давления из цилиндра BP, конденсаторный насос E, пароподогреватели низкого давления ВП, в которые поступает вода, откачанная насосом Е, дегазатор Д, питающие насосы РА, пароподогреватели высокого давления RHП.
Котел с циркулирующим псевдоожиженным слоем содержит экономайзер 55, вода в который поступает от пароподогревателей высокого давления RНP, два параллельно действующих испарителя 56 и 57, низкотемпературный пароперегреватель 58, среднетемпературный пароперегреватель 59 и высокотемпературный пароперегреватель 60, низкотемпературный вторичный пароперегреватель 61 и высокотемпературный вторичный пароперегреватель 62. Высокотемпературный пароперегреватель 60 подает пар высокого давления в цилиндр HP. Этот последний направляет пар во вторичные пароперегреватели 61 и 62, которые снабжают паром цилиндр МP среднего давления.
На фиг. 10 показаны положения испарителя 56, образованного трубами 4, расположенными, как показано на фиг. 1, на внутренних стенках реактора, а также высокотемпературного пароперегревателя 60, низкотемпературного вторичного пароперегревателя 61 и экономайзера 55 в кожухе 14.
На фиг. 11 показано расположение аппаратов в наружных теплообменных устройствах 18 - 21, примыкающих на промежуточном уровне к реактору: среднетемпературных пароперегревателей 59 и испарителей 57 соответственно в наружных теплообменных устройствах 20A и 21A, 20B и 21B, высокотемпературных вторичных пароперегревателей 62 и низкотемпературных пароперегревателей 58 соответственно в наружных теплообменных устройствах 18A и 19A, 18B и 19B.
Теплообмен между твердым материалом и паром в наружных теплообменных устройствах 20 и 21 позволяет регулировать температуру реактора, поддерживая ее, например, на уровне 850oC.
Теплообмен между твердым материалом и паром в теплообменных устройствах 18 и 19 позволяет регулировать температуру вторичного перегретого пара, поддерживая ее на заданной величине, равной, например, 565oC.
На фиг. 10 хорошо видно, что вся нижняя зона реактора разделена на две части, каждая из которых может быть оборудована совершенно независимо от наружных теплообменных устройств, своими контурами горения, а именно двумя или несколькими уровнями подачи вторичного воздуха на восьми стенках реактора и возвратами от четырех циклонов на боковых стенках.
По существу, каждая нижняя часть 3A или 3B соответствует одному реактору с циркулирующим псевдоожиженным слоем электрической мощностью в 150 МВт.
Вышеприведенный пример соответствует электрической мощности в 300 МВт, но реактор, согласно изобретению, может быть выполнен на большую электрическую мощность, например 600 МВт, путем увеличения длины боковых стенок и поверхности наружных теплообменных устройств на передней и задней стенках.

Claims (3)

1. Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем, содержащий нижнюю зону с быстро циркулирующим псевдоожиженным слоем, снабженную решеткой псевдоожижения, средствами подачи первичного воздуха под решеткой и средствами вдувания вторичного воздуха над решеткой, причем стенки реактора, ограничивающие указанную нижнюю зону, содержат трубы охлаждения, верхнюю зону с быстро циркулирующим псевдоожиженным слоем, ограниченную стенками реактора, снабженными трубами охлаждения, средства введения топлива в нижнюю зону, по меньшей мере одно наружное теплообменное устройство, включающее плотный псевдоожиженный слой, примыкающее к одной из стенок реактора, причем указанный псевдоожиженный слой подпитывается твердым материалом из внутренней полости реактора и сбрасывает этом материал в нижнюю зону после теплообмена с подогреваемой наружной текучей средой, отличающийся тем, что он содержит один или несколько внутренних плотных псевдоожиженных слоев, установленных в верхней части нижней зоны на одной или нескольких стенках реактора и позволяющих собирать как твердый материал, падающий вдоль стенок верхней зоны, так и твердый материал, падающий обратно в слой за счет снижения скорости псевдоожижающего газа при прохождении его сквозь один или несколько внутренних плотных псевдоожиженных слоев, при этом отношение S/S1 поперечного сечения S верхней зоны к сечению S1 нижней зоны, измеренном на уровне одного или нескольких внутренних псевдоожиженных слоев, составляет 1,05 2,0, и несколько наружных теплообменных устройств расположены над вводами вторичного воздуха и возвратами и выполнены с возможностью подпитки твердым веществом от одного или нескольких внутренних плотных псевдоожиженных слоев, при переполнении их за счет сбрасывания твердого материала в нижнюю зону.
2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что некоторые из наружных теплообменных устройств выполнены с возможностью регулирования рабочей температуры реактора.
3. Реактор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что некоторые из наружных теплообменных устройств служат для регулирования температуры вторичного перегретого (перегретых) пара (паров) в котле теплоцентрали.
RU93004641A 1992-04-27 1993-04-26 Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем RU2104442C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR929205165A FR2690512B1 (fr) 1992-04-27 1992-04-27 Réacteur à lit fluidisé circulant comportant des échangeurs extérieurs alimentés par la recirculation interne.
FR9205165 1992-04-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93004641A RU93004641A (ru) 1996-08-27
RU2104442C1 true RU2104442C1 (ru) 1998-02-10

Family

ID=9429284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93004641A RU2104442C1 (ru) 1992-04-27 1993-04-26 Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем

Country Status (18)

Country Link
US (1) US5508007A (ru)
EP (1) EP0568448B1 (ru)
JP (1) JPH0694201A (ru)
CN (1) CN1051369C (ru)
AT (1) ATE143118T1 (ru)
CA (1) CA2094860A1 (ru)
CZ (1) CZ285056B6 (ru)
DE (1) DE69304777T2 (ru)
DK (1) DK0568448T3 (ru)
ES (1) ES2092244T3 (ru)
FI (1) FI931839A (ru)
FR (1) FR2690512B1 (ru)
GR (1) GR3021923T3 (ru)
MX (1) MX9302383A (ru)
PL (1) PL171124B1 (ru)
RO (1) RO111033B1 (ru)
RU (1) RU2104442C1 (ru)
ZA (1) ZA932943B (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495326C2 (ru) * 2009-04-09 2013-10-10 Фостер Вилер Энергия Ой Котел с циркуляционным псевдоожиженным слоем
RU2753712C2 (ru) * 2017-05-05 2021-08-20 Ифп Энержи Нувелль Новое устройство распределения многофазной смеси в камере, содержащей псевдоожиженную среду

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69401203T3 (de) † 1993-04-05 2006-04-27 Foster Wheeler Energia Oy Wirbelbettreaktorsystem und methode zu dessen herstellung
US5660125A (en) * 1995-05-05 1997-08-26 Combustion Engineering, Inc. Circulating fluid bed steam generator NOx control
FR2735041B1 (fr) * 1995-06-07 1997-07-11 Gec Alsthom Stein Ind Reacteur a lits fluidises pour le traitement thermique des dechets
KR100417196B1 (ko) * 1995-11-15 2004-04-29 가부시키 가이샤 에바라 세이사꾸쇼 유동층반응기
JPH10253011A (ja) * 1997-03-13 1998-09-25 Hitachi Zosen Corp 燃焼装置
US6146007A (en) 1998-03-20 2000-11-14 Cedarapids Inc. Asphalt plant having centralized media burner and low fugitive emissions
FR2802119B1 (fr) * 1999-12-08 2002-04-12 Inst Francais Du Petrole Dispositif de liaison entre un tube destine au chauffage et/ ou au refroidissement d'un reacteur sous pression et ledit reacteur
US6532905B2 (en) * 2001-07-17 2003-03-18 The Babcock & Wilcox Company CFB with controllable in-bed heat exchanger
CN100401003C (zh) * 2005-12-13 2008-07-09 江苏工业学院 紧凑式内循环流化床换热器
WO2010077880A1 (en) * 2008-12-17 2010-07-08 Memc Electronic Materials, Inc. Processes and systems for producing silicon tetrafluoride from fluorosilicates in a fluidized bed reactor
CN102966943B (zh) * 2012-11-21 2015-05-20 华中科技大学 一种可变循环流化床化学链燃烧装置
US20170356642A1 (en) * 2016-06-13 2017-12-14 The Babcock & Wilcox Company Circulating fluidized bed boiler with bottom-supported in-bed heat exchanger

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4594967A (en) * 1985-03-11 1986-06-17 Foster Wheeler Energy Corporation Circulating solids fluidized bed reactor and method of operating same
DK158531C (da) * 1985-06-13 1990-10-29 Aalborg Vaerft As Fremgangsmaade til kontinuerlig drift af en cirkulerende fluidiseret bed-reaktor samt reaktor til anvendelse ved udoevelse af fremgangsmaaden
DK120288D0 (da) * 1988-03-04 1988-03-04 Aalborg Boilers Fluidbed forbraendigsreaktor samt fremgangsmaade til drift af en fluidbed forbraendingsreaktor
FR2648550B1 (fr) * 1989-06-16 1995-01-27 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif de regulation ou controle du niveau thermique d'un solide pulverulent comportant un echangeur de chaleur a compartiments en lit fluidise ou mobile
US5069170A (en) * 1990-03-01 1991-12-03 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and method having an integral recycle heat exchanger with inlet and outlet chambers
US5133943A (en) * 1990-03-28 1992-07-28 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and method having a multicompartment external recycle heat exchanger
FR2661113B1 (fr) * 1990-04-20 1993-02-19 Stein Industrie Dispositif de realisation d'une reaction entre un gaz et un materiau solide divise dans une enceinte.
US5069171A (en) * 1990-06-12 1991-12-03 Foster Wheeler Agency Corporation Fluidized bed combustion system and method having an integral recycle heat exchanger with a transverse outlet chamber
US5269263A (en) * 1992-09-11 1993-12-14 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed reactor system and method of operating same
US5341766A (en) * 1992-11-10 1994-08-30 A. Ahlstrom Corporation Method and apparatus for operating a circulating fluidized bed system
US5332553A (en) * 1993-04-05 1994-07-26 A. Ahlstrom Corporation Method for circulating solid material in a fluidized bed reactor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495326C2 (ru) * 2009-04-09 2013-10-10 Фостер Вилер Энергия Ой Котел с циркуляционным псевдоожиженным слоем
US9016243B2 (en) 2009-04-09 2015-04-28 Foster Wheeler Energia Oy Circulating fluidized bed boiler
RU2753712C2 (ru) * 2017-05-05 2021-08-20 Ифп Энержи Нувелль Новое устройство распределения многофазной смеси в камере, содержащей псевдоожиженную среду

Also Published As

Publication number Publication date
FR2690512A1 (fr) 1993-10-29
CZ285056B6 (cs) 1999-05-12
ZA932943B (en) 1993-11-01
DE69304777D1 (de) 1996-10-24
ES2092244T3 (es) 1996-11-16
DK0568448T3 (da) 1996-10-07
CZ72293A3 (en) 1993-11-17
CN1051369C (zh) 2000-04-12
FI931839A0 (fi) 1993-04-23
FR2690512B1 (fr) 1994-09-09
US5508007A (en) 1996-04-16
RO111033B1 (ro) 1996-06-28
PL298706A1 (en) 1993-11-02
EP0568448A1 (fr) 1993-11-03
EP0568448B1 (fr) 1996-09-18
FI931839A (fi) 1993-10-28
PL171124B1 (pl) 1997-03-28
CA2094860A1 (fr) 1993-10-28
MX9302383A (es) 1993-10-01
DE69304777T2 (de) 1997-01-30
ATE143118T1 (de) 1996-10-15
GR3021923T3 (en) 1997-03-31
JPH0694201A (ja) 1994-04-05
CN1079293A (zh) 1993-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2104442C1 (ru) Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем
CN101438099B (zh) 用于循环流化床锅炉的流化床热交换器和具有流化床热交换器的循环流化床锅炉
KR100828108B1 (ko) 내부에 제어가능한 열교환기를 갖춘 순환유동상 보일러
KR100294729B1 (ko) 보일러
WO2010052372A1 (en) A circulating fluidized bed boiler
FI91220B (fi) Menetelmä ja laite kaasulukon toteuttamiseksi palautusputkessa ja/tai kiertomateriaalin virtauksen säätämiseksi kiertoleijureaktorissa
WO2009017972A2 (en) Integral waterwall external heat exchangers
KR100367920B1 (ko) 대형 순환 유동층 증기 발생기용 제어 시스템
KR100685074B1 (ko) 화석연료를 사용하는 연속 유동 증기 발생기
US5605118A (en) Method and system for reheat temperature control
KR100776423B1 (ko) 화석 연료로 가열되는 증기 발생기
KR20010112269A (ko) 화석 연료로 가열되는 연속 증기 발생기
KR100439079B1 (ko) 화석 연료로 가열되는 증기 발생기
KR20010112293A (ko) 화석 연료로 가열되는 연속 증기 발생기
RU2351844C2 (ru) Прямоточный парогенератор горизонтального типа конструкции и способ эксплуатации прямоточного парогенератора
CN1247595A (zh) 具有一个过热器和一个再热器的cfb蒸汽发生器
CN114688546B (zh) 一种可实现床温汽温双调的侧向布风的热灰回送流量控制装置及方法
CN212618218U (zh) 大容量循环流化床锅炉
RU2319067C1 (ru) Топочное устройство
JP2023552273A (ja) 循環流動床ボイラ
CN112032694A (zh) 一种大容量循环流化床锅炉
CN117663100A (zh) 一种炉膛分段的塔式二次再热锅炉及其调温方法
SU1617252A2 (ru) Котел кип щего сло
CN117847515A (zh) 一种用于外置流化床换热器的流态化调控物料分配系统
FI85416C (fi) Foerfarande och anordning foer reglering av funktionen hos en virvelbaeddsreaktor med cirkulerande baedd.