RU2507445C1 - Реакторная установка с псевдоожиженным слоем - Google Patents

Реакторная установка с псевдоожиженным слоем Download PDF

Info

Publication number
RU2507445C1
RU2507445C1 RU2012140950/06A RU2012140950A RU2507445C1 RU 2507445 C1 RU2507445 C1 RU 2507445C1 RU 2012140950/06 A RU2012140950/06 A RU 2012140950/06A RU 2012140950 A RU2012140950 A RU 2012140950A RU 2507445 C1 RU2507445 C1 RU 2507445C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat exchange
fluidized bed
reactor
chamber
bed reactor
Prior art date
Application number
RU2012140950/06A
Other languages
English (en)
Inventor
Пентти ЛАНКИНЕН
Original Assignee
Фостер Вилер Энергия Ой
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 Фостер Вилер Энергия Ой filed Critical Фостер Вилер Энергия Ой
Application granted granted Critical
Publication of RU2507445C1 publication Critical patent/RU2507445C1/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
    • F27B15/02—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/061—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with combustion in a fluidised bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B29/00—Steam boilers of forced-flow type
    • F22B29/06—Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • 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
    • 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
    • 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
    • F22B31/0092—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 with a fluidized heat exchange bed and a fluidized combustion bed separated by a partition, the bed particles circulating around or through that partition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22G—SUPERHEATING OF STEAM
    • F22G1/00—Steam superheating characterised by heating method
    • F22G1/02—Steam superheating characterised by heating method with heat supply by hot flue gases from the furnace of the steam boiler
    • 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
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
    • F27B15/02—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B15/16—Arrangements of cooling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/004—Systems for reclaiming waste heat

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к энергетике. Реакторная установка с псевдоожиженным слоем, в котором реактор с псевдоожиженным слоем содержит по меньшей мере нижнюю часть, крышечную часть и по меньшей мере одну боковую стенку, вертикально простирающуюся между нижней частью и крышей, причем упомянутая боковая стенка выполнена наклонной у нижней части таким образом, что поперечное сечение реакторной камеры реактора уменьшается к нижней части, и причем эта реакторная установка с псевдоожиженным слоем содержит камеру теплообмена, в которой упомянутая боковая стенка образует разделительную стенку между камерой теплообмена и реакторной камерой. Задняя стенка камеры теплообмена присоединена к боковой стенке реакторной камеры от верхней части задней стенки у области соединения таким образом, что ее направление совпадает с направлением боковой стенки по меньшей мере у соединения. Изобретение позволяет улучшить соединение камеры теплообмена с реактором с псевдоожиженным слоем за счет создания крепкой и простой структуры. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к реакторной установке с псевдоожиженным слоем согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения, в которой реактор с псевдоожиженным слоем содержит по меньшей мере донную часть, крышечную часть и по меньшей мере одну боковую стенку, вертикально проходящую между донной частью и крышей, причем упомянутая боковая стенка выполнена наклонной у ее нижней части таким образом, что поперечное сечение реакторной камеры реактора уменьшается к донной части, и причем эта реакторная установка с псевдоожиженным слоем содержит камеру теплообмена у наклонной области упомянутой боковой стенки снаружи реакторной камеры, и в котором упомянутая боковая стенка, проходящая между донной частью и крышей и выполненная наклонной у ее нижней части, образует разделительную стенку между камерой теплообмена и реакторной камерой, и в котором камера теплообмена проходит от разделительной стенки к другой стороне плоскости, проходящей через боковую стенку.
Реакторная камера реактора с псевдоожиженным слоем обычно содержит внутреннюю часть, которая является прямоугольной в горизонтальном поперечном сечении, образованную четырьмя боковыми стенками, дном и крышей, в которой внутренний слой материала, содержащий твердый материал и, например, топливо, псевдоожижается посредством псевдоожижающего газа, в целом, кислородного, первичного газа, требуемого для экзотермических химических реакций, происходящих в реакторной камере. Внутренняя часть, иначе говоря, реакторная камера, называется камерой сгорания, и реактор называется котлом с псевдоожиженным слоем, когда в реакторе с псевдоожиженным слоем осуществляется процесс сгорания. Боковые стенки реакторной камеры обычно также предусмотрены по меньшей мере с трубопроводами для подачи топлива и подачи вторичного воздуха.
Боковые стенки реакторной камеры обычно изготавливаются содержащими панели, образованные из трубок и ребер между ними, посредством чего энергия, высвобождаемая в химических реакциях топлива, используется для испарения воды, текущей в трубках. Поверхности перегревателя также часто предусмотрены в реакторе с псевдоожиженным слоем для дополнительного увеличения содержания энергии в паре.
Реактор с псевдоожиженным слоем может быть, например, реактором с циркулирующим псевдоожиженным слоем или реактором с кипящим слоем. Реакторы с псевдоожиженным слоем используются в различных процессах сгорания, процессах теплообмена, химических и металлургических процессах. В процессе сгорания компоненты псевдоожиженного слоя могут включать в себя гранулированные субстанции, такие как песок, зола, обессеривающие присадки или катализаторы.
Характерным признаком реактора с псевдоожиженным слоем является использование слоя твердого материала в качестве материала процесса. Слой материала выполняет функцию, например, компонента, стабилизирующего температуру в реакторной камере, и связывает в ней значительное количество тепла. Таким образом, слой материала может быт использован также для передачи тепла от реакции к носителю. В станциях сжигания с псевдоожиженным слоем восстановление тепла обычно происходит в камере сгорания и в конвекционной части посредством поверхностей теплообмена, которые расположены ниже по потоку от сепаратора частиц в потоке газа. Поверхности теплообмена, такие как перегреватели, обычно расположены, например, в свободном пространстве в верхней части реакторной камеры и в конвекционной части, следующей за ней, для перегревания пара.
В реакторах с псевдоожиженным слоем само по себе известно использование камер теплообмена для шлама, отделяемого от реакторной камеры, то есть, теплообменников с псевдоожиженным слоем, к которым слой материала может быть подан из реакторной камеры и охлажден в теплообменнике с псевдоожиженным слоем, например, перед рециркуляцией шлама обратно к слою материала реакторной камеры.
Такие теплообменники с псевдоожиженным слоем обычно работают как так называемый кипящий слой. Камера теплообмена может быть расположена либо внутри самого реактора, либо снаружи него. В публикации патента Финляндии № FI119916 описана такая камера теплообмена, расположенная внутри реактора. Когда камера теплообмена находится внутри реактора, она предпочтительно поддерживается посредством стенок и/или донной части реактора.
В публикации WO 94/22571 описана камера теплообмена, которая расположена снаружи действительной реакторной камеры. Камера теплообмена расположена в соединении с реактором с циркулирующим псевдоожиженным слоем таким образом, что она участвует в так называемой внутренней циркуляции шлама. Здесь, часть потока слоя материала внутри реакторной камеры направляется непосредственно от реакторной камеры к камере теплообмена и оттуда обратно к реакторной камере.
В публикации США 4896717 описана камера теплообмена, которая расположена снаружи действительного реактора. Здесь, камера теплообмена присоединена к наружной циркуляции шлама в реакторе с циркулирующим псевдоожиженным слоем, иначе говоря, шлам, подводимый к камере теплообмена, отделяется от газа, выходящего из реакторной камеры.
Поддерживание и присоединение камеры теплообмена для шлама, отделяемого от реакторной камеры, к действительной реакторной камере является проблематичным особенно в том, что камера теплообмена, горизонтально проходящая далеко от реакторной камеры, то есть, по меньшей мере частично наружу плоскости боковой стенки реакторной камеры, требует отдельной опоры, которая занимает место вокруг реакторной камеры и, таким образом, уменьшает возможности расположения дополнительного оборудования. Например, камера теплообмена, описанная в публикации США 4896717, простирается далеко под сепаратор твердого вещества, так что на практике она должна поддерживаться очень сильно, например, посредством поддерживания ее с циклона сверху, посредством чего только часть ее массы передается к стенке реакторной камеры.
Несмотря на то, что реакторы с псевдоожиженным слоем. известные из предшествующего уровня техники, как таковые являются преимущественными, недавно возникла необходимость в разработке улучшенного реактора с псевдоожиженным слоем, в котором камера теплообмена присоединена к реактору с псевдоожиженным слоем улучшенным образом.
Задачи изобретения достигаются посредством реакторной установки с псевдоожиженным слоем, в которой реактор с псевдоожиженным слоем содержит по меньшей мере донную часть, крышу и по меньшей мере одну боковую стенку, вертикально простирающуюся между донной частью и крышей, причем упомянутая боковая стенка выполнена наклонной у ее донной части таким образом, что поперечное сечение реакторной камеры реактора уменьшается к нижней части, и причем это реакторная установка с псевдоожиженным слоем содержит камеру теплообмена у наклонной области упомянутой боковой стенки снаружи реакторной камеры, и в котором упомянутая боковая стенка, простирающаяся между донной частью и крышей и выполненная наклонной у ее нижней части, образует разделительную стенку между камерой теплообмена и реакторной камерой, и в котором камера теплообмена простирается от разделительной стенки к другой стороне плоскости, простирающейся через боковую стенку. Изобретение отличается тем, что задняя стенка камеры теплообмена присоединена к боковой стенке реакторной камеры от верхней части задней стенки у области соединения таким образом, что ее направление выровнено с направлением боковой стенки по меньшей мере у соединения.
Таким образом, перенос массовых сил камеры теплообмена к реакторной камере может быть выполнен преимущественным образом посредством поддерживания камеры теплообмена, по существу, полностью реакторной камерой. Таким образом, по существу, основная часть ее массовых сил, предпочтительно, по существу, все массовые силы, направлена к реакторной камере. Посредством этого, для камеры теплообмена не требуются такие поддерживающие структуры, которые бы обеспечивали ее опору на фундамент или опорную раму устройства с псевдоожиженным слоем.
Согласно варианту осуществления, упомянутая камера теплообмена полностью поддерживается реакторной камерой. Таким образом, поддерживающие силы могут быть переданы прямо к реакторной камере, и структура является крепкой и простой.
Согласно другому варианту осуществления, плоскость Р, простирающаяся через боковую стенку реактора с псевдоожиженным слоем, выровнено по меньшей мере в области соединения с упомянутой плоскостью, простирающейся через заднюю стенку. Таким образом, минимальная составляющая силы, отклоняющаяся от вертикального направления, образуется у соединения, и, таким образом, соединение является крепким.
Согласно еще одному варианту осуществления, камера теплообмена содержит концевые стенки в соединении с обоими краями ее задней стенки, простирающиеся от упомянутой области соединения к донной части камеры теплообмена, и камера теплообмена расположена горизонтально только на части расстояния между краями боковых стенок реакторной камеры.
Согласно еще одному варианту осуществления, реакторная установка с псевдоожиженным слоем содержит множество камер теплообмена на расстоянии между концами боковых стенок.
Согласно еще одному варианту осуществления, задняя стенка камеры теплообмена образована из мембранной структуры, и боковая стенка реактора с псевдоожиженным слоем образована из мембранной структуры, и мембранная структура задней стенки соединена с системой подачи воды реактора с псевдоожиженным слоем, и мембранная структура боковой стенки соединена с испарительной системой реакторной установки с псевдоожиженным слоем. Посредством этого, реакторная установка с псевдоожиженным слоем является предпочтительно прямоточным котлом.
Согласно еще одному варианту осуществления, задняя стенка камеры теплообмена образована из мембранной структуры, и боковая стенка реактора с псевдоожиженным слоем образована из мембранной структуры, и в области соединения первая группа трубок мембранной структуры выполнена с возможностью прохождения в наклонно расположенной боковой стенке, и вторая группа трубок мембранной структуры выполнена с возможностью прохождения в задней стенке камеры теплообмена.
Согласно еще одному варианту осуществления, камера теплообмена имеет определенный центр тяжести, особенно в ситуации, в которой камера теплообмена содержит заданное номинальное количество шлама, иначе говоря, слой материала, который распределен заданным образом, и камера теплообмена расположена таким образом, что центр тяжести объединяется с плоскостью Р.
Другие дополнительные признаки, типичные для изобретения, будут поняты из прилагаемой формулы изобретения и описания вариантов осуществления на чертежах.
Изобретение и его работа описаны ниже со ссылкой на прилагаемые схематичные чертежи, в которых:
На фиг.1 изображен вариант осуществления реакторной установки с псевдоожиженным слоем согласно изобретению;
На фиг.2 изображен вариант осуществления камеры теплообмена реакторной установки с псевдоожиженным слоем согласно изобретению;
На фиг.3 изображено предпочтительное соединение согласно изобретению; и
На фиг.4 изображено другое предпочтительное соединение согласно изобретению.
Изобретение описано ниже, соответственно, со ссылкой как на фиг.1, так и на фиг.2, на которых соответствующие признаки обозначены одинаковыми ссылочными позициями. На фиг.1 схематично изображен вариант осуществления реакторной установки 10 с псевдоожиженным слоем согласно изобретению. Реакторная установка 10 с псевдоожиженным слоем содержит реактор с псевдоожиженным слоем, имеющий, например, реакторную камеру 20, сепаратор 18 твердого вещества. Реактор с псевдоожиженным слоем предпочтительно является котлом с циркулирующим псевдоожиженным слоем. На фиг.2 изображена камера 30 теплообмена реакторной установки с псевдоожиженным слоем в нижней части реактора.
Котел 10 с циркулирующим псевдоожиженным слоем содержит донную часть 12 и крышу 16 и стенки 14, проходящие между ними. К тому же понятно, что реактор с псевдоожиженным слоем содержит много деталей и элементов, которые не показаны здесь для ясности. Донная часть, крыша и стенки 14 образуют упомянутую реакторную камеру 20, которая в котле называется печью. Нижняя часть 12 также включает в себя сетку 25, через которую псевдоожижающий газ подается в реактор. Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем дополнительно содержит сепаратор 18 твердого вещества, который обычно является циклонным сепаратором. Сепаратор твердого вещества присоединен к реакторной камере из ее верхней части, вблизи от крыши, посредством соединительного канала 22, через который реакторный газ и шлам могут течь к сепаратору 18 твердого вещества. В сепараторе твердого вещества твердый материал отделяется от газа, причем этот твердый материал может быть рециркулирован, после возможной обработки, такой как охлаждение, обратно в реакторную камеру 20, то есть в печь. Для этого сепаратор твердого вещества присоединен, например, к нижней части реакторной камеры 20 посредством обратного трубопровода 24. Газ, от которого был отделен твердый материал, проводится в системе для дальнейшей обработки через соединение 26 выпуска газа сепаратора твердого вещества.
Две противоположные боковые стенки 14.1, 14.2 реактора с псевдоожиженным слоем расположены наклонно в нижней части реактора с псевдоожиженным слоем таким образом, что боковые стенки приближаются друг к другу к донной части 12. Здесь реакторная камера 20 является квадратной в поперечном сечении, так что она ограничена вдобавок к боковым стенкам также концевыми стенками, одна 14.3 из которых показана в связи с этим. Стенки 14 содержат испарительные трубки, которые предпочтительно расположены таким образом, что тепловая нагрузка реактора на них всех является, по существу, одинаковой. Следует заметить, что на чертеже трубки для простоты показаны линиями, и ребра, в действительности соединяющие трубки, показаны расстояниями между линиями. На практике, стенки реактора с псевдоожиженным слоем предпочтительно образованы из мембранной структуры 31, в которой смежные поточные трубки/каналы присоединены друг к другу посредством пластинчатого ребра.
Реакторная установка 10 с псевдоожиженным слоем содержит камеру 30 теплообмена для охлаждения твердых частиц. Камера 30 теплообмена расположена в соединении с реакторной установкой 10 с псевдоожиженным слоем таким образом, что она предпочтительно имеет общую разделительную стенку 32 с реакторной камерой 20. Разделительная стенка 32 представляет собой наклонную стенку 14.1 в нижней части реактора с псевдоожиженным слоем. Камера теплообмена также содержит заднюю стенку 20, присоединяющуюся ее верхней частью к боковой стенке 14.1 реакторной камеры 20 реакторной установки с псевдоожиженным слоем. Задняя стенка горизонтально параллельна разделительной стенке 32, и между ними образовано внутреннее пространство камеры 30 теплообмена. Соединение 36 осуществлено таким образом, что массовые силы могут быть переданы посредством задней стенки 34 к боковой стенке 14.1 реактора. В соединении 36 камеры 30 теплообмена и боковой стенки 14.1, направление задней стенки выровнено с направлением боковой стенки. Посредством этого направление силы, передаваемой к боковой стенке 14.1 реакторной камеры 20 через заднюю стенку 34, по существу, параллельно боковой стенке 14.1, и соединение 36 является особенно сильным. Соединение также может быть описано таким образом, что плоскость Р проходит через боковую стенку 14.1 реактора, и посредством этого часть задней стенки расположена таким образом, что плоскость Р, проходящая через заднюю стенку 14.1, присоединяется к плоскости, проходящей через упомянутую часть задней стенки 34. Таким образом, эта часть проходит на расстояние от соединения, после которого задняя стенка направлена от разделительной стенки 32.
Камера 30 теплообмена содержит концевые стенки 38 в соединении с обоими краями ее задней стенки 34. Задняя стенка 34 присоединена к концевым стенкам 38 по меньшей мере на расстоянии D, причем на этом расстоянии задняя стенка 34 параллельна боковой стенке 14.1. Концевые стенки предпочтительно также присоединены к наклонной боковой стенке, иначе говоря, к разделительной стенке 32. Концевые стенки предпочтительно расположены на области между соединением 36 и донной частью 12. Посредством этого часть боковой стенки 14.1 над соединением 36 остается свободной от концевых стенок, что обеспечивает более простое расположение других устройств, относящихся к реактору, таких как, в частности, система рециркуляции твердого материала и/или подающие устройства для газа/топлива.
Камера теплообмена предусмотрена с теплообменником с псевдоожиженным слоем, содержащим у нижней части упомянутого теплообменника средство 40 для подачи псевдоожижающего газа, вход 42 и выход 44 для твердого материала, и поверхности 46, 48 теплообмена. Камера 30 теплообмена проходит от разделительной стенки 32, проходя к другой стороне через плоскость Р, посредством чего она по меньшей мере частично проходит наружу в вертикальной проекции относительно реакторной камеры, иначе говоря, с двух сторон. Посредством этого задняя стенка 34 камеры 30 теплообмена также содержит по меньшей мере одну наклонную часть. Наклон задней стенки 34 направлен в противоположном направлении относительно наклона разделительной стенки 32. Камера теплообмена имеет некоторый центр G тяжести, особенно в ситуациях, в которых она содержит в себе номинальное количество твердого материала, иначе говоря, слой материала, распределенного заданным образом. Камера теплообмена расположена согласно предпочтительному варианту осуществления таким образом, что центр G тяжести объединяется с плоскостью Р. Таким образом, нагрузка на боковую стенку 14.1 реакторной камеры 20 в соединении 36 задней стенки распределяется преимущественным образом, и структура является особенно крепкой. Вес камеры теплообмена распространяется на большое расстояние в боковой стенке 14.1 и в задней стенке 34 камеры теплообмена через концевые стенки камеры теплообмена. Длина D части задней стенки, параллельной боковой стенке у соединения 36 задней стенки, определена таким образом что отношение длины D к расстоянию 30' между концевыми стенками 38 в связи с обоими краями задней стенки 34 камеры 30 теплообмена составляет по меньшей мере 0,5. Таким образом, нагрузка камеры теплообмена может быть распределена преимущественным образом к задней стенке.
Ширина задних стенок 38 камеры теплообмена в части 38', соединяющейся с плоскостью Р, по существу, соответствует по меньшей мере перпендикулярному расстоянию Х задней стенки 34 от разделительной стенки 32 в пределах расстояния D от соединения 36. Таким образом, задняя стенка 34 присоединена к концевой стенке в области в пределах ее края, посредством чего сила, передающаяся между задней стенкой и концевой стенкой, распространяется преимущественным образом, более равномерно, чем в ситуациях, в которых задняя стенка была присоединена к краю концевой стенки.
Когда реактор используется, в реакторе образуется псевдоожиженный слой, предпочтительно циркулирующий псевдоожиженный слой. В циркулирующем псевдоожиженном слое быстрый псевдоожиженный слой твердых частиц образует внутреннюю циркуляцию частиц в реакторной камере, посредством чего твердые частицы в основном текут вверх в центральной части реакторной камеры и вниз вдоль ее боковых стенок. К тому же твердые частицы перемещаются горизонтально, заставляя частицы эффективно смешиваться. В основном более мелкие твердые частицы увлекаются с газом к верхним частям реакторной камеры 20, таким образом, утекая вниз вдоль стенок или боковых путей внутри реакторной камеры, тогда как более крупные частицы скапливаются к донной части реакторной камеры.
Частицы такой внутренней циркуляции, текущие вниз вдоль боковых стенок, могут быть направлены через отверстия разделительной стенки 32. так называемый впуск 42, к камере теплообмена. Так называемый кипящий слой расположен внутри камеры теплообмена. Твердый материал рециркулирует из него обратно к быстрому псевдоожиженному слою реакторной камере, и новый твердый материал непрерывно добавляется к верхней части кипящего слоя. Камера теплообмена может также находиться в соединении с обратным трубопроводом 24' сепаратора твердого вещества. В реакторной установке с псевдоожиженным слоем также возможно иметь некоторое количество камер теплообмена, часть из которых или все они могут быть присоединены к описанному выше трубопроводу внутренней циркуляции и/или обратному трубопроводу сепаратора твердого вещества.
На фиг.3 схематично проиллюстрировано предпочтительное соединение 300 парового контура реакторной установки с псевдоожиженным слоем для паровой системы согласно изобретению, посредством чего реакторная установка с псевдоожиженным слоем является прямоточным котлом с псевдоожиженным слоем. Здесь, система 304 подачи воды, содержащая нагреватель подачи воды и расположенная ниже по потоку от насоса 302 подачи воды в направлении потока пара/воды, содержит мембранную стенку концевых стенок 38 и/или задней стенки 34 камеры 30 теплообмена. Испарительная система 306, в свою очередь, содержит мембранную стенку реакторной камеры 20. Перегревательная система 308 может содержать, например, поверхность 46 теплообмена, расположенную в псевдоожиженном слое камеры теплообмена.
На фиг.4 схематично проиллюстрировано другое предпочтительное соединение 300 парового контура реакторной установки с псевдоожиженным слоем для паровой системы согласно изобретению, посредством чего реакторная установка с псевдоожиженным слоем является котлом с естественной циркуляцией. В этом варианте осуществления существует система 304 подачи воды ниже по потоку от насоса 302 подачи воды в направлении потока пара/воды. Испарительная система 306 котла содержит как мембранную стенку концевых стенок 38 и/или задней стенки 34 камеры теплообмена, так и мембранную стенку реакторной камеры 20. Также в этом варианте осуществления перегревательная система 308 может содержать, например, поверхность 46 теплообмена, расположенную в псевдоожиженном слое камеры теплообмена. Посредством этого, первая группа трубок мембранной структуры 31 разделительной стенки 32 в области соединения 36 простирается в наклонной боковой стенке, и вторая группа трубок мембранной структуры простирается в задней стенке 34 камеры теплообмена (фиг.1).
Несмотря на то, что изобретение было описано в этом документе с помощью примеров, связанных с тем, что в настоящее время подразумевается как наиболее предпочтительные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления, но направлено на покрытие различных комбинаций или модификаций его признаков и некоторых других применений, включенных в объем изобретения, определенный в прилагаемой формуле изобретения. Так, камера теплообмена также может быть в соединении с обратным трубопроводом 24' сепаратора твердого вещества. Признаки, описанные с вариантами осуществления, могут быть использованы с другими вариантами осуществления в объеме изобретения, и/или описанные признаки могут быть объединены для образования различных объектов, если таковые являются желаемыми и технически осуществимыми.

Claims (12)

1. Реакторная установка (10) с псевдоожиженным слоем, в которой реактор с псевдоожиженным слоем содержит по меньшей мере донную часть (12), крышечную часть (16) и по меньшей мере одну боковую стенку (14.1), вертикально проходящую между донной частью и крышечной частью, причем упомянутая боковая стенка выполнена наклонной в нижней части таким образом, что поперечное сечение реакторной камеры (20) реактора уменьшается к донной части, и причем эта реакторная установка с псевдоожиженным слоем содержит камеру (30) теплообмена у наклонной области упомянутой боковой стенки снаружи реакторной камеры, и причем упомянутая боковая стенка, проходящая между донной частью и крышечной частью и выполненная наклонной в своей нижней части, образует разделительную стенку (32) между камерой теплообмена и реакторной камерой, и причем камера (30) теплообмена проходит от разделительной стенки (32) к другой стороне плоскости (Р), проходящей через боковую стенку (14.1), отличающаяся тем, что задняя стенка (34) камеры теплообмена присоединена к боковой стенке (14.1) реакторной камеры (20) от верхней части задней стенки у области соединения (36) таким образом, что ее направление выровнено с направлением боковой стенки по меньшей мере у соединения (36).
2. Реакторная установка с псевдоожиженным слоем по п.1, отличающаяся тем, что упомянутая камера (30) теплообмена полностью поддерживается реакторной камерой (20).
3. Реакторная установка с псевдоожиженным слоем по п.1, отличающаяся тем, что упомянутая наклонная боковая стенка (14.1) образует разделительную стенку между камерой теплообмена и реакторной камерой (20).
4. Реакторная установка с псевдоожиженным слоем по п.1 или 2, отличающаяся тем, что плоскость (Р), проходящая через боковую стенку (14.1) реактора с псевдоожиженным слоем, выровнена по меньшей мере в области соединения с упомянутой плоскостью, проходящей через заднюю стенку (34).
5. Реакторная установка с псевдоожиженным слоем по п.1, отличающаяся тем, что камера (30) теплообмена содержит концевые стенки (38) в соединении с обоими краями ее задней стенки, причем эти стенки проходят от упомянутой области соединения (36) к донной части камеры (30) теплообмена.
6. Реакторная установка с псевдоожиженным слоем по п.1, отличающаяся тем, что камера (30) теплообмена горизонтально расположена только на части расстояния между краями боковых стенок реакторной камеры (20).
7. Реакторная установка с псевдоожиженным слоем по п.1, отличающаяся тем, что реакторная установка с псевдоожиженным слоем содержит множество камер (30) теплообмена на расстоянии между концами боковых стенок (14.1).
8. Реакторная установка с псевдоожиженным слоем по п.1, отличающаяся тем, что задняя стенка камеры теплообмена образована из мембранной структуры (31), и боковая стенка реактора с псевдоожиженным слоем образована из мембранной структуры (31), и причем мембранная структура задней стенки соединена с системой (304) подачи воды реактора с псевдоожиженным слоем, и причем мембранная структура боковой стенки соединена с испарительной системой (306) реакторной установки с псевдоожиженным слоем.
9. Реакторная установка с псевдоожиженным слоем по п.1, отличающаяся тем, что задняя стенка камеры теплообмена образована из мембранной структуры (31), и боковая стенка реактора с псевдоожиженным слоем образована из мембранной структуры (31), и причем в области соединения первая группа трубок мембранной структуры выполнена с возможностью прохождения в наклонно расположенной боковой стенке, и вторая группа мембранных структурных трубок выполнена с возможностью прохождения в задней стенке (34) камеры теплообмена.
10. Реакторная установка с псевдоожиженным слоем по п.1, отличающаяся тем, что камера (30) теплообмена имеет определенный центр (G) тяжести, особенно в ситуации, в которой камера теплообмена содержит заданное количество твердого материала, иначе говоря, слой материала, который распределен заданным образом, и камера теплообмена расположена таким образом, что центр (G) тяжести объединяется с плоскостью (Р).
11. Реакторная установка с псевдоожиженным слоем по п.1, отличающаяся тем, что направление задней стенки (34) выровнено с направлением боковой стенки у точки соединения на расстоянии, длина (D) которого определена таким образом, что отношение длины (D) к расстоянию (30′) между концевыми стенками (38) задней стенки (34) камеры (30) теплообмена друг между другом составляет по меньшей мере 0,5.
12. Реакторная установка с псевдоожиженным слоем по п.5, отличающаяся тем, что ширина концевых стенок (38) камеры теплообмена в части задней стенки (14.1), которая выровнена с плоскостью (Р), соответствует по меньшей мере вертикальному расстоянию (X) задней стенки (34) от разделительной стенки (32).
RU2012140950/06A 2010-02-26 2011-02-18 Реакторная установка с псевдоожиженным слоем RU2507445C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105190A FI123548B (fi) 2010-02-26 2010-02-26 Leijupetireaktorijärjestely
FI20105190 2010-02-26
PCT/FI2011/050150 WO2011104434A1 (en) 2010-02-26 2011-02-18 Fluidized bed reactor arrangement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2507445C1 true RU2507445C1 (ru) 2014-02-20

Family

ID=41727737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012140950/06A RU2507445C1 (ru) 2010-02-26 2011-02-18 Реакторная установка с псевдоожиженным слоем

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9091481B2 (ru)
EP (1) EP2539635B1 (ru)
JP (1) JP5748784B2 (ru)
KR (1) KR101377245B1 (ru)
CN (1) CN102782407B (ru)
FI (1) FI123548B (ru)
HU (1) HUE042103T2 (ru)
PL (1) PL2539635T3 (ru)
RU (1) RU2507445C1 (ru)
TR (1) TR201902865T4 (ru)
WO (1) WO2011104434A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101853312B1 (ko) 2016-10-20 2018-06-15 충북대학교 산학협력단 이산화탄소와 석탄을 이용한 일산화탄소 제조용 반응시스템
FI127753B (en) 2017-06-09 2019-01-31 Bioshare Ab Recovery of chemicals from fuel streams
CN115508174B (zh) * 2022-08-18 2023-07-14 同济大学 热空气强制对流的有机固废新型热预处理方法及装备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994022571A1 (en) * 1993-04-05 1994-10-13 A. Ahlstrom Corporation A fluidized bed reactor system and a method of manufacturing the same
FI954374A (fi) * 1993-04-05 1995-12-01 Ahlstroem Oy Menetelmä ja laitteisto kiinteän aineen kierrättämiseksi leijukerrosreaktorissa
US5540894A (en) * 1993-05-26 1996-07-30 A. Ahlstrom Corporation Method and apparatus for processing bed material in fluidized bed reactors
RU2119119C1 (ru) * 1993-11-10 1998-09-20 Гец Альстом Стэн Эндюстри Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем
RU2140823C1 (ru) * 1995-04-17 1999-11-10 Ксендес Эрнест Способ и установка для сухого помола твердых веществ (варианты)
US20050166457A1 (en) * 1999-10-07 2005-08-04 Thomas Steer Apparatus for obtaining combustion gases of high calorific value

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4896717A (en) 1987-09-24 1990-01-30 Campbell Jr Walter R Fluidized bed reactor having an integrated recycle heat exchanger
US5341766A (en) 1992-11-10 1994-08-30 A. Ahlstrom Corporation Method and apparatus for operating a circulating fluidized bed system
US5772969A (en) 1992-11-10 1998-06-30 Foster Wheeler Energia Oy Method and apparatus for recovering heat in a fluidized bed reactor
US5840258A (en) 1992-11-10 1998-11-24 Foster Wheeler Energia Oy Method and apparatus for transporting solid particles from one chamber to another chamber
US5345896A (en) 1993-04-05 1994-09-13 A. Ahlstrom Corporation Method and apparatus for circulating solid material in a fluidized bed reactor
US5406914A (en) 1992-11-10 1995-04-18 A. Ahlstrom Corporation Method and apparatus for operating a circulating fluidized bed reactor system
DK0667945T4 (da) * 1992-11-10 2002-04-22 Foster Wheeler Energia Oy Fremgangsmåde og apparat til at drive et reaktorsystem med cirkulerende fluid bed
EP0667832B1 (en) 1992-11-10 1996-09-04 Foster Wheeler Energia Oy Method and apparatus for transporting solid particles from one chamber to another chamber
US5533471A (en) * 1994-08-17 1996-07-09 A. Ahlstrom Corporation fluidized bed reactor and method of operation thereof
US5526775A (en) 1994-10-12 1996-06-18 Foster Wheeler Energia Oy Circulating fluidized bed reactor and method of operating the same
US5522160A (en) 1995-01-05 1996-06-04 Foster Wheeler Energia Oy Fluidized bed assembly with flow equalization
US5826807A (en) 1995-04-17 1998-10-27 Csendes; Ernest Method and apparatus for comminuting of solid particles
US5850977A (en) 1995-04-17 1998-12-22 Csendes; Ernest Method and apparatus for comminuting solid particles
US6044977A (en) 1995-04-17 2000-04-04 Csendes; Ernest Method and apparatus for removing microparticulates from a gas
US6237541B1 (en) * 2000-04-19 2001-05-29 Kvaerner Pulping Oy Process chamber in connection with a circulating fluidized bed reactor
FI114115B (fi) * 2003-04-15 2004-08-13 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä ja laite lämmön talteenottamiseksi leijupetireaktorissa
FI20065308L (fi) * 2006-05-10 2007-11-11 Foster Wheeler Energia Oy Kiertopetikattilan leijupetilämmönvaihdin ja kiertopetikattilan, jossa on leijupetilämmönvaihdin
JP5129604B2 (ja) * 2008-02-22 2013-01-30 三菱重工業株式会社 循環流動層燃焼炉

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994022571A1 (en) * 1993-04-05 1994-10-13 A. Ahlstrom Corporation A fluidized bed reactor system and a method of manufacturing the same
FI954374A (fi) * 1993-04-05 1995-12-01 Ahlstroem Oy Menetelmä ja laitteisto kiinteän aineen kierrättämiseksi leijukerrosreaktorissa
US5540894A (en) * 1993-05-26 1996-07-30 A. Ahlstrom Corporation Method and apparatus for processing bed material in fluidized bed reactors
RU2119119C1 (ru) * 1993-11-10 1998-09-20 Гец Альстом Стэн Эндюстри Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем
RU2140823C1 (ru) * 1995-04-17 1999-11-10 Ксендес Эрнест Способ и установка для сухого помола твердых веществ (варианты)
US20050166457A1 (en) * 1999-10-07 2005-08-04 Thomas Steer Apparatus for obtaining combustion gases of high calorific value

Also Published As

Publication number Publication date
CN102782407A (zh) 2012-11-14
PL2539635T3 (pl) 2019-06-28
US20130064722A1 (en) 2013-03-14
EP2539635B1 (en) 2018-12-19
KR20120111747A (ko) 2012-10-10
TR201902865T4 (tr) 2019-03-21
EP2539635A4 (en) 2017-03-22
CN102782407B (zh) 2015-08-19
JP2013520307A (ja) 2013-06-06
WO2011104434A1 (en) 2011-09-01
EP2539635A1 (en) 2013-01-02
US9091481B2 (en) 2015-07-28
FI123548B (fi) 2013-06-28
HUE042103T2 (hu) 2019-06-28
FI20105190A0 (fi) 2010-02-26
JP5748784B2 (ja) 2015-07-15
KR101377245B1 (ko) 2014-03-20
FI20105190A (fi) 2011-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101485477B1 (ko) 고온의 고형물 유동을 위한 두 개의 외부 열 교환기를 갖는 순환 유동층 보일러
KR100828108B1 (ko) 내부에 제어가능한 열교환기를 갖춘 순환유동상 보일러
KR100306026B1 (ko) 순환 유동상 시스템을 구동시키는 방법 및 장치
CN1041016C (zh) 流化床反应器系统
JPS5823521B2 (ja) 斜めに延長させた熱交換管を備えた流動床式熱交換器
JPH0233502A (ja) 通路分離装置を備えた流動床反応器
RU2537482C2 (ru) Циркулирующий псевдоожиженный слой с соплами для подачи вторичного воздуха в топочную камеру
RU2507445C1 (ru) Реакторная установка с псевдоожиженным слоем
EP2668444B1 (en) Method to enhance operation of circulating mass reactor and reactor to carry out such method
US20020124996A1 (en) Recuperative and conductive heat transfer system
KR102052140B1 (ko) 순환 유동층 보일러
JPH05149508A (ja) 供給微小及び粗大吸着剤を利用する流動床燃焼方法
EP2884163B1 (en) Fluidized bed apparatus with a fluidized bed heat exchanger
RU2495712C2 (ru) Реактор с кипящим слоем
JP2939338B2 (ja) 流動床反応装置およびその製造方法
KR101378347B1 (ko) 증기 발생 보일러
US20170356642A1 (en) Circulating fluidized bed boiler with bottom-supported in-bed heat exchanger
US11835298B2 (en) Heat exchanger for a loopseal of a circulating fluidized bed boiler and a circulating fluidized bed boiler