SE452360B - Anordning vid en reaktorkammare for en cirkulerande, fluidiserad bedd - Google Patents

Description

452 360 Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en reaktorkammare, vars tubväggar_är väsentligt mindre ut- satta för erosion, så att deras livslängd förbättras väsent- ligt och avställningstiden för reparation av anläggningen kan förkortas. _ Detta ändamål uppnås enligt uppfinningen, genom att reaktorkammarens samtliga väggar lutar och konvergerar i riktning uppåt ovanför nivån av portar för tillförsel av sekundär fluidiseringsgas, så att reaktorkammarens tvärsnitt successivt minskar i riktning upp mot ett invid kammarens topp beläget utlopp.

Det har även visat sig fördelaktigt att låta reaktor- kammarens väggar luta inåt från lodlinjen med en vinkel av tvâ grader.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas med hänvisning till ett utföringsexempel, som visas på de bifo- gade ritningarna, på vilka: Fig. 1 är ett vertikalsnitt längs linjen I-I i Fig. 2 ge- 'nom en förbränningsanläggning med en reaktorkammare enligt uppfinningen och Fig. 2 är ett motsvarande snitt längs linjen II-II i Fig. 1.

Den i figurerna visade förbränningsanläggningen omfattar i huvudsak samtliga organ och anordningar som behövs för drift av en konventionell anläggning med cirkulerande flui- diserad bädd. Således omfattar anläggningen en reaktorkamma- re 10, vars väggar utgörs av vertikalt längsgående tuber 10a för cirkulation av pann-vatten. Reaktorns 10 nedre del är försedd med ett horisontellt längs insidorna sig sträckande parti 11 av eldfast, skyddande beklädnadsmaterial, vilket parti 11 är försett med öppningar 12 till luftportar 13, 14 för inblåsning av primär- resp. sekundär fluidiseringsluft samt två öppningar 15 för oljebrännare 16 (se Fig. 2) vilka används vid igångkörning av anläggningen, för att upphetta bäddmaterial vid reaktorns botten. Reaktorns botten är för- 452 360 sedd med ett utlopp 17 för aska, som transporteras undan medelst skruvtransportörer 18, 19 till en icke visad anordning för tillvaratagande av restvärme. Dessutom är fördelningslådor 20 anordnade vid reaktorbotten för tillför- sel av primär fluidiseringsluft mellan de förbi partiet ll av beklädnadsmaterial sig sträckande kyltuberna lOa. Vid nedre delen av reaktorkammaren 10 mynnar även en skruvmatare 21 för tillförsel av bäddmaterial, t.ex. bränsle, sand och finfördelad kalksten.

Under anläggningens drift hålls bäddmaterialet svävande i reaktorkammaren 10 genom fluidiserings-/förbränningsgasens verkan varvid brännbara partiklar förbränns understökiome- triskt. Tunga partiklar förblir turbulent svävande inom om- râdet av beklädnadsmaterialet 11, medan lättare partiklar stiger högre och de lättaste följer med avgaserna ut genom ett avgasutlopp 22 vid reaktorkammarens topp. Detta utlopp 22 är förbundet med en cyklonavskiljare 23, som är anordnad att avskilja partiklarna från avgaserna, varefter avgaserna passerar ut till en icke visad skorsten via en kanal 24 med en serie värmeupptagande konvektionsdelar 25, 26 och de frånskilda partiklarna återförs till reaktorkammaren 10 via en med stoftlâs försedd slussanordning 27. vid toppen av reaktorkärlet 10 är ett tryckkärl 28 an- ordnat för uppsamling av hetvatten eller ånga från tuberna lOa och konvektionsdelarna 25, 26. Hetvattnet eller ångan vidarebefordras till förbrukare via icke visade transport- ledningar.

Såsom framgår av figurerna avviker generatrisen för re- aktorkammarens väggar från lodlinjen 29, så att reaktorns area minskar successivt från överkanten av beklädnadspartiet ll och mot reaktorkammarens topp. VinkelnOL1nellan lodlinjen 29 och samtliga fyra reaktorväggar är cirka 2 grader.

Genom denna kontinuerliga areaminskning tvingas den upp- åtgående gasströmmen och medföljande partiklar att röra sig snabbare uppåt, så att en större mängd partiklar lämnar re- aktorn via avgasutloppet 22 för efterföljande cyklonavskilj- ning och âterföring till reaktorn via slussanordningen 27.

Detta innebär att en mindre mängd partiklar, än vid en mot- 4s2 sen svarande reaktorkammare med vertikala väggar, övergår till turbulent strömning och förlorar sin uppåtgående rörelse- energi. Sådana partiklar tenderar att studsa längs någon av reaktorväggarna, först ett stycke uppåt för att vända och sedan virvla turbulent nedåt längs väggsidan.

Genom att väggarna således divergerar i riktning uppi- från och ned kommer nedåtgående partiklar att i mindre grad, än vid en konventionell reaktorkammare med vertikala väggar, beröra väggarna och åstadkomma erosion på dessa.

Vanligen drivs en förbränningsanläggning för energi- produktion under varierande last och driftbetingelser, var- vid man inte alltid kan uppnå den optimala genomströmnings- hastigheten. Vid dessa fall ökar partikeltätheten i reaktor- kammaren, vilket normalt medför ökad erosion på tubväggarna i en konventionell reaktorkammare med vertikala väggar. Aven under sådana driftbetingelser har en reaktorkammare enligt föreliggande uppfinning vid praktiska prov uppvisat ringa och obetydliga tecken på erosion, jämfört med en konven- tionellt byggd reaktorkammare. Förklaringen till detta är att partiklarna i den onormalt, av de speciella driftbe- tingelserna, förtätade bädden har en liten, horisontellt utåtriktad hastighetskomposant, som medför att en partikel kan verka eroderande mot en konventionell, vertikal tub- vägg men inte mot en vägg som divergerar i riktning uppi- från och ned mot reaktorkammarens beklädda ytor.

Praktiska prov har visat att en gynnsam lutningsvinkel är 2 grader från lodlinjen, men det är tänkbart att utforma väggytorna i reaktorkammaren med nedåt svagt elliptiskt di- vergerande lutning eller i olika partier med varierande lut- ningsvinkel.

Uppfinningen är ej begränsad till det visade och be- skrivna utföringsexemplet, utan flera varianter är tänkbara inom ramen för efterföljande krav. Således kan anordningen av reaktorpannan enligt uppfinningen tillämpas vid andra ._typer av anläggningar än den visade, t.ex. kemiska pannor, förgasnings- eller sopförbränningsanläggningar. Vidare kan tuberna böjas ut vid övergången mellan beklädnadspartiet ll och de uppåt konvergerande väggpartierna, så att man undvik- 452 360 er avlagring av partiklar i detta gränsparti. Alternativt kan skydd anbringas längs nämnda gränsparti. ,..._......._....................._.._-.\ . .

Claims (2)

4521360 PATENTKRAV

1. Anordning vid en med kylda tubväggar (10a) försedd reaktorkammare för en förbränningsanläggning med en cirkulerande, fluidiserad bädd, som upprätthålls genom tillförsel av bränsle, inert, finkornigt material och syrehaltig fluídiseringsgas, k ä n n e t e c k n a d därav, att reaktorkammarens (10) samtliga väggar (10a) lutar och konvergerar i riktning uppåt ovanför nivån av portar (12) för tillförsel av sekundär fluidiseringsgas, så att reaktorkammarens (10) tvärsnitt successivt minskar i riktning upp mot ett invid kammarens topp beläget utlopp (22). _

2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k - n a d därav, att reaktorkammarens (10) väggar (10a) avviker inåt från lodlinjen (29) med en vinkel (X) av 2°.