RU2217660C2 - Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем и интегральной камерой повышенного давления вторичного воздуха (варианты) - Google Patents

Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем и интегральной камерой повышенного давления вторичного воздуха (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2217660C2
RU2217660C2 RU99113937/03A RU99113937A RU2217660C2 RU 2217660 C2 RU2217660 C2 RU 2217660C2 RU 99113937/03 A RU99113937/03 A RU 99113937/03A RU 99113937 A RU99113937 A RU 99113937A RU 2217660 C2 RU2217660 C2 RU 2217660C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
furnace
casing
fluidized bed
secondary air
Prior art date
Application number
RU99113937/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU99113937A (ru
Inventor
Феликс БЕЛИН
Дэвид УОЛКЕР
Original Assignee
МакДЕРМОТТ ТЕКНОЛОДЖИ, ИНК.
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 МакДЕРМОТТ ТЕКНОЛОДЖИ, ИНК. filed Critical МакДЕРМОТТ ТЕКНОЛОДЖИ, ИНК.
Publication of RU99113937A publication Critical patent/RU99113937A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2217660C2 publication Critical patent/RU2217660C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • 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
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L9/00—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel 
    • F23L9/02—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel  by discharging the air above the fire

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Dairy Products (AREA)

Abstract

Изобретение относится к топочным конструкциям, предназначенным для котлов, реакторов или камер с циркулирующим псевдоожиженным слоем. Технический результат: увеличение подачи вторичного воздуха для горения в центральную область реактора. Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем содержит кожух топочного реактора, ограниченный передней стенкой, задней стенкой, отстоящей от передней стенки, боковыми стенками и нижней стенкой, соединенной с передней и задней стенками. Средство для подачи первичного воздуха через нижнюю стенку предназначено для псевдоожижения циркулирующего слоя в кожухе топочного реактора. Средство для рециркуляции слоя из верхней части кожуха топочного реактора назад в его нижнюю часть и промежуточные стенки с отверстиями представляют собой топочный экран и образуют, по меньшей мере, одну интегральную камеру повышенного давления вторичного воздуха, предназначенную для подачи вторичного воздуха в псевдоожиженный слой. Указанный топочный экран проходит по существу вертикально в кожухе топочного реактора и выполнен без физического разделения верхней и нижней частей кожуха топочного реактора с множеством сквозных отверстий для обеспечения возможности передачи газообразных и твердых веществ через него от одной стороны топочного реактора к другой между передней и задней частями кожуха топочного реактора как в верхней, так и в нижней его частях. По меньшей мере, одна интегральная камера повышенного давления вторичного воздуха проходит в кожухе топочного реактора вблизи центра псевдоожиженного слоя и сообщена с промежуточными каналами для подачи воздуха. 2 с. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ НАСТОЯЩЕЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к топочным конструкциям, предназначенным для котлов, реакторов или топочных камер с циркулирующим псевдоожиженным слоем, и в частности к новой топочной конструкции для них, которая обеспечивает увеличение возможности введения вторичного воздуха для горения в области топки с циркулирующим псевдоожиженным слоем, находящиеся в самой середине. Такое введение осуществляют путем обеспечения одной или более интегральных камер повышенного давления вторичного воздуха, которые проходят в топке вблизи центра циркулирующего псевдоожиженного слоя для гарантии того, чтобы вторичный воздух проникал глубоко во все части циркулирующего псевдоожиженного слоя. В этом случае преимуществом является то, что интегральные камеры повышенного давления вторичного воздуха образованы из труб топочного экрана, согнутых для создания одной или более камер повышенного давления.
ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
По мере того, как котлы, реакторы или топочные камеры с циркулирующим псевдоожиженным слоем (называемые далее в этой заявке реакторами с циркулирующим псевдоожиженным слоем) постепенно становятся больше, возникают несколько проблем, связанных с увеличением физических размеров топки или кожуха реактора.
В реакторах с циркулирующим псевдоожиженным слоем обычной является задача организации процесса так, чтобы при горении уменьшить выбросы NOх в окружающую среду. Эту задачу решают путем введения части воздуха для горения, называемого первичным воздухом, в нижнюю часть кожуха топочного реактора, где начинается горение. При этом остальное количество воздуха для горения, называемого вторичным воздухом или острым дутьем, вводят в кожух топочного реактора на больших высотах для обеспечения баланса воздуха, необходимого для полного сгорания. В случае физически более крупных реакторов с циркулирующим псевдоожиженным слоем возникает одна из более значительных проблем, связанных с проблемой введения вторичного воздуха или острого дутья выше нижней или первичной зоны реакции горения. Проблема возникает в связи с тем, что при увеличении глубины топки возможность проникновения вторичного воздуха в центр кожуха топочного реактора ограничена до практически минимального размера порядка 15-20 футов (4,5-6 м) благодаря размеру струи и скорости, требуемой для обеспечения возможности проникновения воздуха в псевдоожиженный слой в центре топки.
Другие авторы решали эту проблему путем деления нижней части топки на две секции, образуя так называемую конфигурацию "штанов". Такое устройство обеспечивает получение двух секций, каждая из которых имеет уменьшенную глубину топки, которая обеспечивает возможность адекватного проникновения вторичного воздуха в центр кожуха, поскольку общая эффективная глубина топки уменьшается приблизительно в два раза.
Недостатки этого способа включают в себя физическое отделение псевдоожиженных материалов в одной стороне (в одной " штанине") топки от твердой фазы в другой стороне (в другой " штанине") топки, что затрудняет равномерное сгорание и регулирование температуры.
В патенте США № 5343830, выданном Александеру и др. и принадлежащем компании The Babcock & Wilcox Company, описан реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем, имеющий множество впускных патрубков для вторичного воздуха или острого дутья, расположенных в зоне горения. Этот патент полностью включен в эту заявку ссылкой, поскольку в нем описаны различные известные элементы топки или реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем.
В патенте США № 3921590, выданном Митчеллу и др., описана топочная камера с разделенным псевдоожиженным слоем, имеющая канал, обеспечивающий сообщение между двумя частями псевдоожиженного слоя.
В патенте США № 4517162, выданном Моссу, описан реактор с псевдоожиженным слоем, в котором слой разделен на множество секций сплошной стенкой, не имеющей перфораций. См. также патент США № 4917028, выданный Ганстеру и др. Примеры циркулирующих псевдоожиженных слоев с разделенными областями можно также обнаружить в патентах США № 4938170 и № 5138982, выданном Ошите и др. Реактор с псевдоожиженным слоем, в котором применена система отражательных направляющих перегородок, описана в патенте США № 5218932, выданном Абдулалли.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основной аспект настоящего изобретения включает в себя топочную конструкцию для реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, в котором предусмотрена одна или более интегральных камер повышенного давления вторичного воздуха, которая (которые) проходит (проходят) в топке вблизи центра псевдоожиженного слоя для обеспечения гарантии проникновения вторичного воздуха глубоко во все части псевдоожиженного слоя. В этом случае преимуществом является то, что интегральная камера (камеры) повышенного давления вторичного воздуха образована (образованы) из труб топочного экрана, согнутых для создания одной или более камер повышенного давления. Трубами топочного экрана могут быть отдельные трубы или предварительно собранные трубные панели мембраны топочного экрана, образующие открытый канал или камеру повышенного давления, проходящую от стороны к стороне кожуха топочного реактора. Эти панели могут образовывать камеру повышенного давления, имеющую ромбовидную, овальную, прямоугольную, круглую или иную форму, требуемую для обеспечения достаточно открытой области для прохождения потока вторичного воздуха, предназначенного для распределения между соплами вторичного воздуха, расположенными вдоль ширины кожуха топочного реактора, а предпочтительно в двух противоположных направлениях так, чтобы вторичный воздух проникал как к передней, так и к задней стенкам единой оболочки топочного реактора. Стенки мембраны камеры повышенного давления сами по себе состоят из отдельных труб, прерывистых панелей мембраны или даже из единой трубной панели стенки мембраны, имеющей сквозные отверстия, предназначенные для обеспечения хорошей передачи газообразных и твердых веществ между передними и задними частями кожуха топочного реактора. Такое устройство предназначено для того, чтобы сохранить характер работы кожуха топочного реактора как одной топочной области, но с увеличенной способностью введения вторичного воздуха. Достаточное схемное решение топочного экрана предусмотрено для межсоединения (для передачи текучей среды) труб, образующих камеру (камеры) повышенного давления вторичного воздуха с балансом воды/пара в циркулирующем псевдоожиженном слое, а один или более коллекторов могут быть предусмотрены в нижней части или в верхней части (или в нижней части и в верхней части) каждой интегральной камеры повышенного давления вторичного воздуха, как требуется для обеспечения такого межсоединения для передачи текучей среды. Для обеспечения возможности хорошей передачи твердых веществ в топочном реакторе как выше, так и ниже одной или более камер повышенного давления вторичного воздуха предусмотрены отверстия.
В соответствии с этим, аспектом настоящего изобретения является реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем, который включает в себя камеру повышенного давления вторичного воздуха, расположенную между наружными стенками реактора, предназначенную для эффективного распределения вторичного воздуха по ширине кожуха топочного реактора, без обязательного применения чрезмерно больших сопел, высоких скоростей или экстраординарных средств, предназначенных для достижения центральных частей псевдоожиженного слоя. В описании этой заявки выражение "реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем" использовано для краткости изложения, но очевидно, что это выражение включает в себя реакторы, топочные камеры или котлы с циркулирующим псевдоожиженным слоем. В частности, настоящее изобретение особенно пригодно для применения с котлами или парогенераторами, в которых применяются топочные камеры с циркулирующим псевдоожиженным слоем, используемые как средство для генерирования теплоты. Однако это выражение охватывает также устройства, в которых корпус реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем применяется для осуществления химических реакций, отличающихся от процессов, протекающих при горении, или в которых смесь газообразных и твердых веществ из процесса сгорания, осуществляемого в каком-либо другом устройстве, подают в кожух реактора для дополнительной обработки, или в которых реактор обеспечивает только оболочку, в которой частицы или твердые вещества увлекаются газом, который не обязательно является побочным продуктом процесса горения. Таким образом, выражение "реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем" включает в себя как топочные камеры с циркулирующим псевдоожиженным слоем, так и реакторы с циркулирующим псевдоожиженным слоем, предназначенные для применения с различными процессами, включающими в себя химические и физические процессы.
Другим аспектом настоящего изобретения является обеспечение реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, содержащего кожух реактора, по меньшей мере частично ограниченный передней стенкой и задней стенкой, отстоящей от передней стенки, нижней стенкой, соединенной между передней и задней стенками, средство для подачи первичного воздуха через нижнюю стенку для псевдоожижения циркулирующего слоя в кожухе и средство для рециркуляции материала слоя из верхней части кожуха назад в нижнюю часть кожуха реактора. Между передней и задней стенками в кожухе предусмотрены камеры повышенного давления вторичного воздуха, предназначенные для подачи вторичного воздуха в псевдоожиженный слой выше нижней стенки.
Еще одним аспектом настоящего изобретения является подача вторичного воздуха как через переднюю и заднюю стенки, так и в камеру повышенного давления, либо от передней или от задней стенок кожуха, либо от нижней стенки кожуха реактора.
Дополнительным аспектом настоящего изобретения является получение средства для образования камеры повышенного давления из труб топочного экрана, в которых предусмотрены отверстия для обеспечения возможности газу и материалу псевдоожиженного слоя проходить от одной стороны кожуха к другой стороне кожуха через топочный экран.
Еще одним аспектом настоящего изобретения является обеспечение реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, содержащего одну или более камер повышенного давления вторичного воздуха, расположенных по существу в центре кожуха, и которые имеют простую и жесткую конструкцию, а также небольшую стоимость в производстве.
Различные элементы новизны, которые отличают настоящее изобретение от устройств известного уровня техники, особенно тщательно сформулированы в формуле изобретения, прилагаемой к этому описанию и образующей с ним одно целое. Для обеспечения более хорошего понимания настоящего изобретения, его рабочих преимуществ и характерных выгод, получаемых при его применении, дальнейшее описание делается со ссылкой на сопроводительные чертежи, иллюстрирующие предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - схематический вид сбоку (показанный в разрезе) реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, соответствующего первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 - схематический вид сбоку (показанный в разрезе) реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, соответствующего второму варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 3 - схематический вид сбоку (показанный в разрезе) реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, соответствующего еще одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 4 - поперечное сечение, сделанное по линии 4-4, показанной на фиг. 3, части промежуточных каналов, предназначенных для подачи воздуха, питающих камеру повышенного давления вторичного воздуха.
Фиг. 5 - схематический вид сбоку в разрезе (аналогичный виду, показанному на фиг. 1) реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, соответствующего еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, в котором предусмотрено множество камер повышенного давления вторичного воздуха.
Фиг. 6 - поперечное сечение, сделанное по линии 6-6, показанной на фиг. 5, части промежуточных каналов, предназначенных для подачи воздуха, питающих камеры повышенного давления вторичного воздуха.
Фиг. 7 - вертикальный разрез варианта осуществления настоящего изобретения, иллюстрируемого на фиг. 3, предусмотренного с множеством камер повышенного давления вторичного воздуха, сделанный по линии 7-7, показанной на фиг. 3.
Фиг. 8 - схематический вид сбоку в разрезе (аналогичный виду, показанному на фиг. 1) реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, соответствующего еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, в котором предусмотрено множество камер повышенного давления вторичного воздуха.
Фиг. 9 - схематический вид сбоку в разрезе (аналогичный виду, показанному на фиг. 5) реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, соответствующего еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, в котором предусмотрено множество камер повышенного давления вторичного воздуха, расположенных бок о бок.
Фиг. 10 - схематический вид сбоку в разрезе (аналогичный виду, показанному на фиг. 5) реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, соответствующего еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, в котором предусмотрено множество пар камер повышенного давления вторичного воздуха, расположенных бок о бок.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как следует в общем из чертежей, на которых аналогичными ссылочными номерами указаны аналогичные и функционально подобные элементы, и, в частности, как показано на фиг. 1, иллюстрируемый на нем вариант осуществления настоящего изобретения содержит реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем, указанный общим ссылочным номером 10, имеющий кожух 11 топочного реактора, имеющий переднюю стенку 12, образованную из топочного экрана, и заднюю стенку 14, также образованную из топочного экрана. Топочный экран или мембрана является известной конструкцией из труб и уплотнений для топочных камер или котлов, которая служит для ограждения пространства и действует в качестве теплообменника для отвода тепла из зоны. Хотя стенки кожуха топочного реактора, как правило, представляют собой поверхностную конструкцию топочного экрана, для передней, задней и боковой стенок могут быть использованы другие конструкции, например, огнеупорные и не имеющие жидкостного охлаждения. Кожух 11 топочного реактора имеет также нижнюю стенку 16, которая содержит множество сопел 18, предназначенных для нагнетания первичного воздуха для горения, а также псевдоожижающего воздуха в нижнюю часть кожуха 11 топочного реактора из воздушной коробки 20, ограниченной ниже нижней стенки 16. Средство для рециркуляции элементарных частиц, образованное в виде трубопровода 22 рециркуляции, и дополнительные устройства, например сепараторы и аналогичные устройства, схематически указанные ссылочным номером 24, соединены в верхней части кожуха 11 топочного реактора с линией 26 возврата, предназначенной для возврата по меньшей мере некоторых из твердых материалов из верхней части кожуха 11 топочного реактора, которая транспортирует газы и твердые материалы, содержащиеся в циркулирующем псевдоожиженном слое, назад в нижнюю область кожуха 11 топочного реактора, образуя, таким образом, устройство с циркулирующим псевдоожиженным слоем.
Предполагается, что на фиг.1-3, 5, 8-10 слева на каждом из чертежей расположена передняя стенка, справа - задняя стенка, а боковые стенки расположены в плоскости чертежей.
Настоящее изобретение предусматривает одну или более камер 30 повышенного давления для вторичного воздуха, расположенных в центре кожуха 11 топочного реактора и выполненных интегрально с ним без деления кожуха 11 топочного реактора физически на две отдельные секции. Камера 30 повышенного давления предпочтительно образована из трубных панелей 32 мембраны, образующих открытый канал или камеру повышенного давления от одной стороны к другой стороне кожуха 11 топочного реактора. Панели могут образовывать камеру 30 повышенного давления, имеющую ромбовидную, квадратную, прямоугольную, овальную, эллиптическую, круглую или иную форму поперечного сечения, как требуется для конкретного случая применения, с достаточно открытой областью для вторичного воздуха для прохождения его через нее и для распределения по ней к соплам 31 вторичного воздуха, соединенным для подачи текучей среды с каждой из камер 30 повышенного давления и предусмотренным по ширине кожуха 11 топочного реактора в двух противоположных направлениях так, чтобы обеспечивать проникновение вторичного воздуха как к передней стенке 12, так и к задней стенке кожуха 11 топочного реактора. Как показано на всех чертежах, вторичный воздух подают по стрелке В с помощью камеры 30 повышенного давления, а к передней и задней стенкам 12, 14, соответственно, - по стрелке С посредством коллекторов 40.
Трубы, образующие мембранные стенки 32 камеры повышенного давления, обеспечиваются либо посредством отдельных труб, прерывистыми мембранными стенками (панелями), либо одной мембранной панелью, имеющей множество отверстий для обеспечения хорошей передачи газов и твердых материалов между передней и задней частями кожуха 11 топочного реактора. Такое схемное решение топочного экрана соединяет впускной патрубок или питающий коллектор 34, расположенный ниже топочного пода 17, с дном или нижней частью 36 камеры 30 повышенного давления.
Выпускные мембранные трубы 38 после образования камеры 30 повышенного давления могут снова содержать отдельные трубы, прерывистые мембранные стенки (панели) или одну мембранную панель, имеющую множество отверстий для обеспечения хорошего сообщения газов и твердых материалов между передней и задней частями кожуха 11 топочного реактора. Стрелки А схематически показывают такую передачу газов и твердых материалов от одной стороны этих труб мембранной стенки к другой стороне. Такое схемное решение мембранной стенки соединяет верх или верхнюю часть камеры 30 повышенного давления с выпускным коллектором или коллекторами (не показано) выше топочного свода (не показано). В таком случае камера (камеры) повышенного давления вторичного воздуха образованы из конструкций с жидкостным охлаждением, способных выдерживать высокие температуры в кожухе 11 топочного реактора, а множество отверстий в этой стенке (между этими трубами) обеспечивает хорошую передачу или перемещение твердых материалов между передней и задней частями кожуха 11 топочного реактора в его верхней и нижней частях.
Настоящее изобретение обеспечивает повышенное проникновение вторичного воздуха посредством уменьшения расстояния, требуемого воздуху для проникновения вглубь топки, приблизительно в два раза, но без разделения нижней или верхней топочных частей кожуха 11 топочного реактора физически на две части. При осуществлении настоящего изобретения обеспечивается возможность удвоения глубины топки с эффективным проникновением вторичного воздуха без ухудшения условий эксплуатации в отношении размера воздушных сопел и скорости воздушной струи при эффективном поддержании одного псевдоожиженного слоя для хорошего регулирования сгорания и других рабочих параметров.
На фиг. 2 иллюстрируется альтернативная конфигурация камеры 30 повышенного давления, причем в этом случае камера 30 повышенного давления имеет форму удлиненного ромба и может быть предусмотрена с впускным и выпускным коллекторами 42 и 43, соответственно. Очевидно, что коллектор 42 может быть предусмотрен без коллектора 43 или наоборот, а в некоторых установках могут быть использованы оба коллектора 42 и 43. Это может облегчить различное разнесение труб либо выше, либо ниже камеры (камер) 30 повышенного давления.
В основном варианте осуществления настоящего изобретения, иллюстрируемом на фиг. 1, вторичный воздух подают в интегральную камеру 30 повышенного давления от концов камеры 30 повышенного давления. В более широких топках длина такой камеры 30 повышенного давления может увеличиться сверх желательного размера для сохранения скоростей воздуха вдоль камеры 30 и через камеру 30 повышенного давления, как необходимо для обеспечения хорошего распределения воздуха к соплам 31, расположенным по ширине реактора 10 с циркулирующим псевдоожиженным слоем. Посредством специальных мембранных стенок, показанных на фиг. 3 и фиг. 4 (фиг.5-7 будут описаны ниже), промежуточные каналы 44 подачи воздуха, также образованные из труб с жидкостным охлаждением, будут размещены с интервалами по ширине кожуха 11 топочного реактора. Такой дополнительный вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает возможность поддержания скорости вторичного воздуха в камере 30 повышенного давления при целесообразных значениях для хорошего распределения воздуха с помощью камеры 30 повышенного давления, имеющей площадь поперечного сечения воздушного потока меньше, чем если бы в камеру 30 повышенного давления воздух подавали бы только с концов. То есть путем введения промежуточных каналов 44 подачи воздуха, как требуется, площадь и форма поперечного сечения воздушного потока камеры 30 повышенного давления могут сохраняться постоянными для топок любой ширины при сохранении хорошего распределения вторичного воздуха и ведет к стандартизации конструкций камер 30 повышенного давления.
На фиг.5-7 иллюстрируется другой аспект настоящего изобретения, в котором будет предусмотрено множество камер 30 повышенного давления вторичного воздуха. Ссылочные номера используются те же, что и прежде. Как показано на фиг.7, промежуточные каналы 44 подачи воздуха проходят в направлении вверх через кожух 11 топочного реактора для подачи вторичного воздуха в каждой камере 30 повышенного давления. Коллекторы 42, 43 могут быть предусмотрены или могут быть не предусмотрены на нижнем и верхнем концах каждой из камер 30 повышенного давления в зависимости от конкретного случая применения. Как показано, вторичный воздух предпочтительно подают к промежуточным каналам 44 подачи воздуха через впускную камеру 50 повышенного давления, а короткие выступающие части промежуточных каналов 44 подачи воздуха из нижней камеры 30 повышенного давления обеспечат подачу вторичного воздуха в верхнюю камеру 30 повышенного давления. На фиг.7 также иллюстрируется, как промежуточные каналы 44 подачи воздуха будут расположены для варианта осуществления, показанного на фиг.5; как только возникает необходимость игнорирования верхней камеры 30 повышенного давления, это может быть сделано посредством коротких выступающих частей промежуточных каналов 44 подачи воздуха.
На фиг.8 показан другой вариант осуществления настоящего изобретения, в котором передняя и задняя стенки 12, 14, соответственно, кожуха 11 топочного реактора могут быть расположены под углом вовнутрь так, чтобы нижняя часть кожуха 11 топочного реактора была меньше, чем верхняя часть. Такой вариант осуществления может быть использован в том случае, если необходимо изменить динамику циркулирующего псевдоожиженного слоя. Дополнительная альтернативная конфигурация стенок показана штрихпунктирными линиями и указана ссылочным номером 13.
Наконец, на фиг.9 и 10 иллюстрируются дополнительные варианты осуществления, в которых концепция интегральной камеры повышенного давления вторичного воздуха, соответствующая настоящему изобретению, может быть использована даже в более крупных и более глубоких реакторах с циркулирующим псевдоожиженным слоем. На фиг.9 показана модификация и комбинация вариантов осуществлений, показанных на фиг.3 и 5. Как показано на фиг.9, может быть предусмотрено множество камер 30 повышенного давления вторичного воздуха, расположенных бок о бок вместо расположения одной выше другой, как показано на фиг.5. В каждую интегральную камеру 30 повышенного давления вторичного воздуха подается вторичный воздух через свой собственный набор независимых промежуточных каналов 44 подачи воздуха. Аналогичным образом, на фиг.10 показана модификация варианта осуществления, иллюстрируемого на фиг.5, которая показывает, что оказывается возможным обеспечить также множество пар интегральных камер 30 повышенного давления вторичного воздуха, расположенных бок о бок, причем каждая пара содержит нижнюю и верхнюю интегральную камеру 30 повышенного давления вторичного воздуха. И в этом случае, как и в варианте осуществления, показанном на фиг.5, в нижнюю интегральную камеру 30 повышенного давления вторичного воздуха в каждой паре будет подан воздух через промежуточные каналы 44 подачи воздуха, а в верхнюю интегральную камеру 30 повышенного давления вторичного воздуха в каждой паре будет подан воздух через вышеупомянутые короткие выступающие части 44 промежуточных каналов подачи воздуха, соединенные с нижней интегральной камерой повышенного давления вторичного воздуха, как показано и описано со ссылкой на фиг.7.
Хотя для иллюстрации применения настоящего изобретения были подробно показаны и описаны характерные варианты его осуществления, очевидно, что без отклонения от принципов, соответствующих настоящему изобретению, могут быть реализованы другие варианты его осуществления.

Claims (11)

1. Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем, содержащий кожух топочного реактора, ограниченный передней стенкой, задней стенкой, отстоящей от передней стенки, боковыми стенками и нижней стенкой, соединенной с передней и задней стенками, средство для подачи первичного воздуха через нижнюю стенку, которое предназначено для псевдоожижения циркулирующего слоя в кожухе топочного реактора, средство для рециркуляции слоя из верхней части кожуха топочного реактора назад в его нижнюю часть, и промежуточные стенки с отверстиями, представляющие собой топочный экран, образующие, по меньшей мере, одну интегральную камеру повышенного давления вторичного воздуха, предназначенную для подачи вторичного воздуха в псевдоожиженный слой, причем указанный топочный экран проходит, по существу, вертикально в кожухе топочного реактора, отличающийся тем, что топочный экран выполнен без физического разделения верхней и нижней частей кожуха топочного реактора с множеством сквозных отверстий для обеспечения возможности передачи газообразных и твердых веществ через него от одной стороны топочного реактора к другой между передней и задней частями кожуха топочного реактора как в верхней, так и в нижней его частях, причем, по меньшей мере, одна интегральная камера повышенного давления вторичного воздуха проходит в кожухе топочного реактора вблизи центра псевдоожиженного слоя и сообщена с промежуточными каналами для подачи воздуха.
2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна интегральная камера повышенного давления вторичного воздуха проходит между боковыми стенками кожуха топочного реактора.
3. Реактор по п.1, отличающийся тем, что промежуточные каналы, сообщающиеся с, по меньшей мере, одной интегральной камерой повышенного давления вторичного воздуха, проходят в вертикальном направлении из нижней части кожуха реактора.
4. Реактор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что поперечное сечение, по меньшей мере, одной интегральной камеры повышенного давления вторичного воздуха и поперечное сечение промежуточных каналов выполнены квадратным, прямоугольным, овальным, круглым, эллиптическим или ромбическим.
5. Реактор по п.1, отличающийся тем, что множество интегральных камер повышенного давления вторичного воздуха расположены одна над другой.
6. Реактор по п.1, отличающийся тем, что множество интегральных камер повышенного давления вторичного воздуха расположены одна рядом с другой.
7. Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем, содержащий кожух топочного реактора, ограниченный передней стенкой, задней стенкой, отстоящей от передней стенки, боковыми стенками и нижней стенкой, соединенной с передней и задней стенками, средство для подачи первичного воздуха через нижнюю стенку, которое предназначено для псевдоожижения циркулирующего слоя в кожухе топочного реактора, средство для рециркуляции слоя из верхней части кожуха топочного реактора назад в его нижнюю, и промежуточные стенки с отверстиями, представляющие собой топочный экран, образующие интегральные камеры повышенного давления вторичного воздуха, предназначенные для подачи вторичного воздуха в псевдоожиженный слой, причем указанный топочный экран проходит, по существу, вертикально в кожухе топочного реактора, отличающийся тем, что топочный экран выполнен без физического разделения верхней и нижней частей кожуха топочного реактора с множеством сквозных отверстий для обеспечения возможности передачи газообразных и твердых веществ через него от одной стороны топочного реактора к другой между передней и задней частями кожуха топочного реактора как в верхней, так и в нижней его частях, причем множество интегральных камер повышенного давления вторичного воздуха проходят попарно в кожухе топочного реактора вблизи центра псевдоожиженного слоя и, по меньшей мере, одна камера повышенного давления вторичного воздуха в паре сообщена с промежуточными каналами для подачи воздуха.
8. Реактор по п.7, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна интегральная камера повышенного давления вторичного воздуха проходит между боковыми стенками кожуха топочного реактора.
9. Реактор по п.7, отличающийся тем, что промежуточные каналы, сообщающиеся с, по меньшей мере, одной интегральной камерой повышенного давления вторичного воздуха, проходят в вертикальном направлении из нижней части кожуха реактора.
10. Реактор по любому из пп.7-9, отличающийся тем, что поперечное сечение, по меньшей мере, одной интегральной камеры повышенного давления вторичного воздуха и поперечное сечение промежуточных каналов выполнены квадратным, прямоугольным, овальным, круглым, эллиптическим или ромбическим.
11. Реактор по п.7, отличающийся тем, что множество интегральных камер повышенного давления вторичного воздуха в каждой паре расположены одна над другой.
RU99113937/03A 1996-12-03 1997-12-02 Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем и интегральной камерой повышенного давления вторичного воздуха (варианты) RU2217660C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/759,885 1996-12-03
US08/759,885 US5836257A (en) 1996-12-03 1996-12-03 Circulating fluidized bed furnace/reactor with an integral secondary air plenum

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99113937A RU99113937A (ru) 2001-05-10
RU2217660C2 true RU2217660C2 (ru) 2003-11-27

Family

ID=25057325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99113937/03A RU2217660C2 (ru) 1996-12-03 1997-12-02 Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем и интегральной камерой повышенного давления вторичного воздуха (варианты)

Country Status (14)

Country Link
US (1) US5836257A (ru)
KR (1) KR100463865B1 (ru)
CN (1) CN1166890C (ru)
AU (1) AU6432498A (ru)
BG (1) BG63703B1 (ru)
CA (1) CA2272888C (ru)
CZ (1) CZ293409B6 (ru)
ES (1) ES2189574B2 (ru)
ID (1) ID17712A (ru)
PL (1) PL334085A1 (ru)
RU (1) RU2217660C2 (ru)
TW (1) TW418311B (ru)
UA (1) UA55430C2 (ru)
WO (1) WO1998025074A2 (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI117635B (fi) * 1997-02-25 2006-12-29 Kvaerner Power Oy Soodakattila
US6029612A (en) * 1997-07-07 2000-02-29 Foster Wheeler Energia Oy Fluidized bed reactor
JP3595435B2 (ja) * 1997-08-04 2004-12-02 三菱重工業株式会社 粒子移動量制御装置
FI105499B (fi) 1998-11-20 2000-08-31 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä ja laite leijupetireaktorissa
DE10051465A1 (de) 2000-10-17 2002-05-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements auf GaN-Basis
TWI289944B (en) 2000-05-26 2007-11-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light-emitting-diode-element with a light-emitting-diode-chip
FR2837561B1 (fr) 2002-03-25 2004-05-21 Alstom Switzerland Ltd Foyer de chaudiere a lit fluidise comprenant deux soles separees par un entrejambe
NZ555146A (en) * 2004-11-12 2011-01-28 Babcock & Wilcox Power Generat An SNCR distribution grid for delivering a reactant for reducing NOx into a gas stream containing NOx
FR2884900B1 (fr) * 2005-04-26 2007-11-30 Alstom Technology Ltd Reacteur a lit fluidise avec double extension de paroi
CN101225954B (zh) * 2008-01-07 2010-06-23 西安热工研究院有限公司 内凹式循环流化床锅炉二次风供风方法及其装置
US8622029B2 (en) * 2009-09-30 2014-01-07 Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. Circulating fluidized bed (CFB) with in-furnace secondary air nozzles
CN102466223B (zh) 2010-10-29 2014-08-20 中国科学院工程热物理研究所 一种循环流化床锅炉
CN102605171B (zh) * 2012-03-13 2013-10-09 彭武星 一种用于提炼五氧化二钒的脱碳及焙烧装置
CN102997231B (zh) * 2012-12-31 2015-06-24 中国科学院工程热物理研究所 大型循环流化床锅炉、布风装置和布风装置组件
RS56234B1 (sr) * 2013-04-10 2017-11-30 Outotec Finland Oy Izmenjivač toplote sa strujanjem gasa
CN104344401B (zh) * 2013-08-09 2016-09-14 中国科学院工程热物理研究所 带变截面水冷柱的循环流化床锅炉炉膛
CN104728856B (zh) * 2013-12-20 2017-03-01 中国科学院工程热物理研究所 梳齿型水冷柱及具有该水冷柱的炉膛
CN105417871A (zh) * 2015-12-11 2016-03-23 广西南宁绿泽环保科技有限公司 一种设有中心回流管的旋流式一体化污水处理装置
CN105485671A (zh) * 2016-01-20 2016-04-13 枣庄矿业（集团）有限责任公司蒋庄煤矿 一种循环流化床风帽增强装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2715881A (en) * 1954-02-03 1955-08-23 Robert J O Hare Incinerator
US4330502A (en) * 1980-06-16 1982-05-18 A. Ahlstrom Osakeyhtio Fluidized bed reactor
FI84855C (fi) * 1986-04-30 1992-01-27 Ahlstroem Oy Virvelbaeddsreaktor.
US4947803A (en) * 1989-05-08 1990-08-14 Hri, Inc. Fludized bed reactor using capped dual-sided contact units and methods for use
DE4005305A1 (de) * 1990-02-20 1991-08-22 Metallgesellschaft Ag Wirbelschichtreaktor

Also Published As

Publication number Publication date
US5836257A (en) 1998-11-17
WO1998025074A2 (en) 1998-06-11
KR20000069269A (ko) 2000-11-25
WO1998025074A3 (en) 1998-10-22
CN1166890C (zh) 2004-09-15
CZ293409B6 (cs) 2004-04-14
BG63703B1 (bg) 2002-09-30
CA2272888A1 (en) 1998-06-11
CA2272888C (en) 2004-04-27
ES2189574B2 (es) 2004-03-16
AU6432498A (en) 1998-06-29
TW418311B (en) 2001-01-11
CZ195299A3 (cs) 2000-01-12
KR100463865B1 (ko) 2004-12-29
UA55430C2 (ru) 2003-04-15
BG103463A (en) 1999-12-30
PL334085A1 (en) 2000-01-31
CN1239541A (zh) 1999-12-22
ID17712A (id) 1998-01-22
ES2189574A1 (es) 2003-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2217660C2 (ru) Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем и интегральной камерой повышенного давления вторичного воздуха (варианты)
CA1154335A (en) Fluidized bed heat exchanger with water cooled air distributor and dust hopper
FI84855B (fi) Virvelbaeddsreaktor.
JP5250546B2 (ja) パルス燃焼器タイプの熱伝達モジュールを有する流動層反応器
EP0574176B1 (en) Fluidized bed reactor system and method having a heat exchanger
JP3091245B2 (ja) 流動床反応装置
JP2657857B2 (ja) 横方向出口チャンバ付き一体化再循環熱交換器を備える流動床燃焼装置及び方法
EP0289281B1 (en) Fluidized bed reactor
US20030015150A1 (en) CFB with controllable in-bed heat exchanger
JPH05231614A (ja) 出入口チャンバ付き一体式再循環熱交換器を備える流動床燃焼装置および方法
CA2264832A1 (en) A method and an apparatus for injection of nox reducing agent
US4183330A (en) Fast fluidized bed steam generator
KR100334686B1 (ko) 다중 로구간과 재순환구간을 가지는 유동층 연소시스템 및 그 작동방법
US5678497A (en) Apparatus for distributing secondary air into a large scale circulating fluidized bed
JPH0579608A (ja) 多数の炉区域を有する流動床燃焼装置及び方法
BG110761A (bg) Циркулиращ втечнен слой към дюзи за вторичен въздух в пещ
JPH07332650A (ja) 流動床反応器からのＮＯｘ放出を減少させる装置およびその方法
JP2717507B2 (ja) 改良された圧力シールを有する流動床燃焼装置及び該装置を使用する燃焼方法
US4154197A (en) Packaged fluidized bed steam generator
KR950704171A (ko) 한 실(室)로부터 다른 실(室)로 고체입자를 이송하는 방법 및 장치(method and apparatus for transpoting solid particles from one chamber to another chamber)
JP2930232B2 (ja) 流動層熱回収装置及びその運転方法
JPH01217194A (ja) 流動床熱交換器
RU2050506C1 (ru) Топка
FI85185C (fi) Foerfarande och anordning i en cirkulerande virvelbaeddsreaktor.
SU902802A1 (ru) Аппарат с псевдоожиженным слоем