WO2004036118A2 - Reacteur a lit fluidise circulant avec separateur et gaine d'acceleration integree - Google Patents

Reacteur a lit fluidise circulant avec separateur et gaine d'acceleration integree Download PDF

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WO2004036118A2
WO2004036118A2 PCT/FR2003/050081 FR0350081W WO2004036118A2 WO 2004036118 A2 WO2004036118 A2 WO 2004036118A2 FR 0350081 W FR0350081 W FR 0350081W WO 2004036118 A2 WO2004036118 A2 WO 2004036118A2
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Daniel Baglione
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    • 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
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    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00—Casings; Linings; Walls
    • F23M5/08—Cooling thereof; Tube walls

Definitions

  • the present invention relates to fluidized Ml reactors circulating solid gas reaction and energy production and boilers
  • reactors include a reaction chamber where the solid gas reactions take place, a centrifugal separator and at least a heat exchanger for adjusting the temperature of the reaction chamber.
  • the boilers include a furnace where the fuel is burned a separator centrifugal and at least one heat exchanger for adjusting the temperature of the reaction chamber
  • the fuel circulated in a fluidized bed consists of particles in suspension in the air fluidization entails the particles on the top of the hearth or the reaction chamber or they are evacuated to a centrifugal separator of oiroulan e section which makes it possible to separate the particles from the fumes
  • the speed of the fumes is from 3 to 6.5 m / s in the hearth and from 4 to 6.5 ⁇ / b in the axis of the separator
  • the load of solid particles in the smoke can reach 20kg / Nm 3 and the particle size, - in Li ⁇ ⁇ .ulat ⁇ on is less than GOO ⁇
  • the centrifugal separator comprises a vertical vortex chamber which has vertical walls, at least one inlet orifice for receiving the flue gases to be purified and has in the upper part of the separator at least one discharge orifice for the purified fumes and at least an evacuation orifice for the separated particles has in the lower part of the separator and connects to the bottom of the hearth
  • the evacuation of exhausted fumes is placed in the upper part of the separator either above the area where the particles are separated
  • the walls of the separator tighten downwards in order to channel the particles collected towards the orifice of lower evacuation.
  • this lower part is conical in shape.
  • a part of the captured particles is cooled by their passage 5 in a parallel cooling circuit and reintroduced into the bottom of the hearth or the reaction chamber where they start a new cycle in order to maintain a fluidized bed in the hearth or the reaction chamber, the other part of the particles is reintroduced directly at the bottom of the hearth or the reaction chamber.
  • This 10 circuit constitutes the solid reaction chamber loop
  • the fumes are evacuated to the atmosphere after passing through a series of exchangers located in a rear cage of the boiler where they are cooled.
  • the control of the temperature of the hearth or of the reaction chamber can be carried out by exchangers with fluidized beds located in external beds, tubes or not and which can be attached to the bottom of the hearth or the reaction chamber.
  • the exchangers located in the hearth or the reaction chamber are L or U exchangers and / or omega tube panels
  • I t is also possible to realize some walls of the separator in parallel tubes connected to each other by fins, the tubes are traversed by a heat transfer fluid such as water and / or steam and thus constitute ref surfaces stiffening
  • a heat transfer fluid such as water and / or steam and thus constitute ref surfaces stiffening
  • the walls thus cooled make it possible to reduce the thickness of the layer of refractory material required
  • the production of these walls for a circular geometry of the separator is complex and costly
  • the circulation of water in the walls requires ite a multitude of evacuation supply tubes and fittings
  • this shape in the trunk of a pyramid makes it possible to avoid bouncing the flow in swirl of smoke on one of the walls of the part. low
  • this configuration of the basic module requires placing the hearth (or the reaction chamber), the separator and the rear cage at right angles, the separator having a common wall with the rear cage
  • the present invention is both simple and economical while remaining modular whatever the number of desired separators and allowing excellent separation of the particles in the separator, it allows an easy increase in capacity a maximum increase in the surface area of common walls, a reduction in refractories used in expansion joints, in weight, in frames, space, while improving the heating, cooling and circulation times of the particles in the circuit and reducing maintenance. It also allows a pre-separation of the particles at the top of the reaction chamber.
  • the invention simultaneously makes it possible to obtain excellent separation performance from the separator and therefore a better internal recirculation rate of the fine particles, hence an increase in the residence time of the particles, a reduction in the reactants which do not have reacted and for boilers, an increase in the rate of sulphation of the limestone introduced which makes it possible to reduce the quantity of limestone introduced
  • the increase in the internal recirculation of the particles also allows an increase in the exchange coefficients in the upper part of the reaction chamber and the high content of fine particles circulating in the bed reduces its erosive character
  • the fraction of fly ash escaping from the separator is reduced, which reduces erosion, fouling and secondary CO emissions from the rear cage heat exchangers downstream of the separator
  • the present invention relates to a circulating fluid reactor comprising a reaction chamber connected by an acceleration sheath to a centrifugal separator for separating particles from hot gases coming from said reaction chamber and characterized in that the acceleration sheath is arranged at least partially at the top of the reaction chamber and the centrifugal separator has substantially straight vertical walls
  • the placement of the acceleration sheath in the chamber allows a horizontal centrifugal flow of smoke at the top from the chamber which passes the particles from around 6m / s vertically to 1 6m / s horizontal.
  • This solution makes it possible to reduce the distance between the reaction chamber and the separator while allowing the use of an acceleration sheath which improves the separation performance of the separator. It also allows the use of the tubes of the reaction chamber.
  • the reaction chamber also assures the support of the sheath This configuration provides a very high compactness since the sheath is partly integrated into the reaction chamber.
  • the conventional separator of circular section is replaced by a separator of polygonal section and in particular square or rectangular.
  • the acceleration qame is disposed in totality at the top of the reaction chamber. If it is desired to reduce the distance between the chamber and the separator as much as possible, it suffices to '' Integrate the entire acceleration sheath into the reaction chamber.
  • the acceleration sheath comprises an inlet mouth substantially perpendicular to the upper surface of the sheath
  • the sheath is broken down into two parts, front and rear, which are in the extension one of the other.
  • the floor of the sheath has only a fraction of the width of the wall of the reaction chamber parallel to the upper surface of the sheath and which may constitute said upper surface.
  • the acceleration sheath comprises an inlet mouth substantially parallel to the upper surface of the sheath
  • the two parts of the sheath form an angle This configuration is easier to build
  • the floor of the sheath represents the entire width of the wall of the reaction chamber parallel to the upper surface of the sheath and capable of constituting the said upper surface
  • the centrifugal separator has a common wall with the reaction chamber.
  • the walls of the separator being straight like those of the reaction chamber, they can be contiguous This wall can be single or double.
  • the centrifugal separator co.np ⁇ i the a common wall with the rear cage
  • the two walls are merged into a single one
  • the connection between the separator outlets and the rear cage are made in a conventional manner whether or not cased
  • the extreme compactness of the configuration makes it possible to minimize the length r of these connecting sheaths, or even to keep only a simple connecting plenum
  • plenum is meant in this case, the extension of the walls of the separator and of the rear cage which i then constitute an upward extension of said elements and which serve as conduits through an opening in the common wall.
  • the reaction chamber has a common wall with the rear cage. In this square configuration, the reaction chamber is placed between the separator and the rear cage.
  • the arrangement of the various elements leads to increasing the compactness of the reactor and thus makes it possible to easily produce pressurized reactors if necessary.
  • the ratio between the closely spaced walls, that is to say the distance of which is less than 15% of the largest of the dimensions of the horizontal section of the reaction chamber, and the isolated walls is maximized.
  • the assembly consisting of the reaction chamber, the separator and the rear cage constitutes a basic module aligned or equal according to the retained vanante
  • a module thus constituted can provide a maximum power of the OOMWe for a boiler
  • the assembly can be simplified by providing only one rear cage arranged on one side and connected to the outputs of the separators on the other. dimensioned in a conventional manner by sheaths of tubed connections or not and located or not above the reaction chamber.
  • the connecting sheaths are located above the reaction chamber, they thus constitute an extension of the reaction chamber.
  • the ceiling of the reaction chamber can therefore form the floor of these connecting sheaths and the vertical walls of these ducts are then in continuity with the vertical walls of the reaction chamber and then support the weight of these walls.
  • the reaction chamber and the separator have aligned external walls.
  • the exterior r of the module or of the set of symmetrized and / or juxtaposed basic modules has exterior side walls that are flat and therefore aligned on the reaction chamber and separator side.
  • the power of the reactor is a function of the number of modules used. If one wishes to obtain a determined power, it suffices to multiply the number of modules by the coefficient obtained by dividing the desired power by the power of the basic module. In these modules, it is possible to group the reaction chamber part of each of the modules in order to constitute a single reaction chamber. In the same way, the rear cage part of each module can be grouped into a single cage.
  • two adjacent modu comprise at least one common wall.
  • the particular configuration of the basic module makes it easy to build the reactor, in fact as its sides are rectilinear, it is easy to juxtapose two or more of their basic modules.
  • the wall common to two modules and placed between two separators is partial.
  • This wall can be cut in whole or in part either vertically, horizontally, or have orifices.
  • the two separators of the neighboring basic modules have a wall which starts from the upper part of the separator and which stops at a certain distance from the top, and at the bottom in the narrowing zone of the separator corresponding to the evacuation of the particles. .
  • This pa king is straight without narrowing down, so it is simpler and therefore easier to make.
  • the common wall does not have openings or even no wall at all.
  • reaction chambers of two adjacent modules are combined.
  • the reaction chamber is unique regardless of the number of basic modules used, but its size is defined by the number of modules used.
  • the rear cages of two adjacent modules are joined together.
  • the rear cage is unique regardless of the number of modules used, its size can therefore be smaller than that defined by the number of modules used.
  • a single rear cage is provided on one side and the connection ducts pass alo rs above the chamber.
  • one of the walls of the reaction chamber comprises at least one inlet deflector of the acceleration sheath.
  • a deflector is suitably arranged.
  • the walls are cased The fact that they are rectilinear facilitates their production and therefore their cost
  • the walls of the acceleration sheath, of the separator, including the lower part, and of the reaction chamber are
  • the walls of the acceleration sheath, of the separator, the bottom and the top of the reaction chamber are covered with a layer of refractory material
  • the temperature and the erosivity of the circulating particles in the various elements requires the use of a layer of refractory material which can be thinner when the walls are cooled, which makes it possible to reduce the weight, because these materials are quite heavy
  • the layer of refractory is thus much weaker on the walls of the acceleration sheath, the separator and the bottom and the top reaction chamber in the area of the sheath than the
  • the walls of the part of the acceleration sheath located in the upper reaction chamber use tubes taken from the walls of the reaction chamber.
  • reactions are in the continuity of the water / vapor circuits for cooling these walls
  • part of the tubes of one of the walls of the reaction chamber are deflected towards the interior of the reaction chamber in order to first form the floor of the sheath, then in continuity the vertical parm located in the reaction chamber, ie the lower surface of the sheath
  • the upper surface of the sheath is formed by the non-deflected tubes remaining from the wall of the reaction chamber.
  • the ceiling of the duct cannot be formed by the ceiling of the reaction chamber S i the floor of the duct needs to be reinforced, several rows of tubes can be arranged. You need to deviate first form a first row. then a second superposed row and connected to the re firstly to give the floor sufficient inertia and back take place 'in the wall of the reaction chamber. The tube thus forms a going back under the floor of the sheath.
  • the tubes used to form the walls of the sheath can be either those of the external envelope of the reaction chamber or internal walls of separation from the reaction chamber.
  • the reaction chamber thus carries the acceleration sheath.
  • the walls of the part of the acceleration sheath situated in the reaction chamber use tubes taken from the walls of the separator.
  • the sheath situated in the reaction chamber can thus be made up of tubes from the chamber and / or separator tubes
  • the walls of the acceleration sheath consist of tubes forming a separate circuit.
  • the tubes of the sheath are independent of those of the walls of the reaction chamber and of the walls of the separator.
  • the walls of the sheath are produced using tubes of the walls of the reaction chamber and of the separa Part of the wall is made with the tubes coming from the reaction chamber and the other part from those coming from the separator in any proportion, the two are thus optimized.
  • the deflector is formed by deviated tubes coming from the walls of the reaction chamber.
  • the corner of the reaction chamber where the deflector is placed is rounded or beveled to constitute a deflector and therefore the tu be constituting the walls of the reaction chamber are deflected to constitute said deflector.
  • a deflector is formed by a rounding of the tubes of the sheath floor.
  • the tubes of the liner of the sheath consisting of bypass of the walls of the reaction chamber, and / or of the separator, and / or of a separate circuit, can form a rounded or bevel under said floor and thus constitutes the deflector
  • the sheath floor has at least one inclination towards the spparatpur I p floor has a slope directed towards the separator in order to guide the particles which have settled towards the separator
  • the floor of the sheath has at least one inclination towards the upper surface of the sheath
  • the floor is inclined towards the upper surface of the sheath, ie on the wall which is in the extension of the solid collecting surface in the separator
  • the outer and inner walls of the sheath have several changes of section These changes of section allow the speed of the particles to be optimized.
  • the reaction chamber of the temperature control can be performed pa r rs anteu a flu idise situated beds in external beds tubes or not and can be joined at the bottom of the reaction pd room
  • Les situated exchangers in the reaction chamber are exchangers in L and / or U, and / or omega panels
  • I evacuating the gases from the centrifugal separator is done by a vertical duct situated inside said separator and which directs the gases towards the bottom of the separator
  • the duct may be covered with ref ractai re both inside and outside r
  • the duct can be tube or not
  • the gas outlet being carried out from below the duct does not protrude above the separator which allows to have a height reduced for the whole and possibly being able to place said rear cage on the ground
  • This construction makes it possible to reduce the number of manifolds of the exchangers and the associated lengths of piping
  • the duct is placed in the middle of the separator. The central position allows better circulation of particles and fumes.
  • a deflector is placed at the top of the separator. This deflector r is used to direct the gases towards the central gas evacuation conduit, it is positioned substantially in alignment with the evacuation conduit.
  • the deflector has a cross section equal to that of the smoke evacuation duct, its position is substantially aligned with that of the evacuation duct and its height is less than that of the section portion separator constant. It thus facilitates the passage of gases to the exhaust duct.
  • the separator is carried by at least one of the separator evacuation conduits.
  • the vertical smoke evacuation duct rises at least to the conical part of the separator and descends to the rear cage if it is sufficiently low the duct can be used as a foot for the separator.
  • the particle evacuation duct of the separator descends sufficiently low to serve as a support for the separator and as the rear cage is no longer suspended from said separator, the weight of this is greatly reduced.
  • the rear cage is horizontal. As the separator is self-supporting and the smoke is evacuated from the bottom, the rear cage no longer needs to be higher than the separator, it can therefore be placed horizontally and low.
  • This construction allows a f ractioned recovery of leased metals contained in the ashes Indeed, heavy metals condense on the ashes contained in the fumes gradually as and when cooling of the fumes.
  • the condensation temperatures are specific to each type of metal. It is therefore possible under a horizontal boiler comprising several hoppers for the ashes under the suspended apparatuses to extract more or less ash loaded with heavy metals which can be advantageous for their subsequent valuation
  • the rear cage is located at the top of the separator. In order to improve the compactness of the assembly, it is possible to place the rear cage under the separator which is then supported by said rear cage
  • the rear cage is placed on solid concrete blocks.
  • the evacuation of the gases from the separator takes place from the bottom, the rear cage being able to be positioned low, it is possible to install it directly on the soil on a retaining massif.
  • This also has the advantage of shortening the connecting pipes between the rear cage and the turbine, which is a source of additional cost reduction.
  • the assembly is then directly supported on the ground by a concrete block or a metal support structure.
  • a secondary separator is placed between the main separator and the rear cage.
  • This separator can be round, polygonal or square. This secondary separator makes it possible to increase the capture of the dust contained in the fumes in order to be able to reinject them into the hearth and to increase their conversion (ie reduce solid unburnt matter and consumption as well as reduce the erosive charge in the recovery boiler.
  • FIG. 2 represents a boiler or a reactor according to the invention in top view with a cheerful one comprising a mouth parallel to the upper surface of the sheath and arranged in the hearth,
  • FIG. 3 is a second variant of a boiler or reactor according to the invention with a view to the above,
  • FIG. 4 is a boiler or reactor with two modules of the first variant in top view
  • Figure 5 is a boiler or reactor with three modules of the first variant in top view
  • - Figure 6 is a boiler or reactor with two modules according to the second variant seen from above
  • the figure 7 is a perspective view of the boiler or reactor according to the second variant of the invention with four separators
  • FIG. 8 is an elevation view of the boiler or of the reactor according to the first variant with integrated beds and siphons not attached to the reaction chamber
  • FIG. 9 is an elevation view of the boiler or of the reactor according to the first variant with panels in the reaction chamber
  • FIG. 10 is an elevation view of the boiler or of the reactor according to the first version with separate beds and 3iphon3 and accolades
  • FIG. 11 is an elevation view of the boiler or of the reactor according to the second variant
  • FIG. 12 is a detailed elevation view of the integrated sheath according to a first version
  • FIG. 12a is a view along A of the sheath of Figure 12
  • Figure 12b is a top view of the sheath of Figure 12
  • Figure 13 is a detailed elevational view of the integrated sheath according to a second version
  • FIG. 13a is a view along A of the sheath of FIG. 13,
  • FIG. 13b is a top view of the sheath of FIG. 13
  • FIG. 14 is a detailed view in elevation of the integrated yame according to a third version
  • FIG. 14a is a view along A of the sheath of FIG. 14,
  • FIG. 14b is a top view of the sheath of FIG. 14,
  • FIG. 15 is a detailed view in elevation of the integrated sheath according to a fourth version,
  • FIG. 15a is a view along A of the sheath of FIG. 15,
  • FIG. 15b is a top view of the sheath of FIG. 15
  • FIG. 15c is a view along C of the sheath of FIG. 15
  • FIG. 16 is a detailed elevation view of the integrated sheath according to a fifth version
  • FIG. 16a is a view along A of the sheath of FIG. 16,
  • FIG. 16b is a desbu view of the sheath of FIG. 16
  • FIG. 16c is a view along C of the sheath of FIG. 16
  • FIG. 17 is a detailed elevation view of the integrated sheath according to a sixth version.
  • FIG. 17a is a view along A of the sheath of FIG. 17,
  • FIG. 17b is a top view of the sheath of Figure 17
  • - Figure 17c is a view along C of the sheath of Figure 17
  • FIG. 18 is a detailed view in elevation of the integrated sheath according to a seventh version
  • FIG. 18a is a view along A of the sheath of FIG. 18,
  • FIG. 18b is a top view of the sheath of Figure 18
  • - Figure 18c is a view along C of the sheath of Figure 18
  • FIG. 19 is a detailed elevational view of the sheath with the final part partly in the separator and partly between the reaction chamber and the separator, Figure 19 has a top view of the sheath of Figure 19, - the FIG. 20 is a detailed view in elevation of the sheath with the final part in the separator,
  • FIG. 20 has a top view of the sheath of FIG. 20,
  • FIG. 21 is a detailed elevational view of the sheath with the final part in the reaction chamber.
  • FIG. 21 has a top view of the sheath of FIG. 21,
  • FIG. 22 is an elevation view of a boiler or of a reactor according to the invention made up of two basic modules of the first variant
  • FIG. 23 is a top view of a boiler or of a reactor according to the invention with a separator of circular section,
  • - Figure 24 is a top view of a boiler or reactor according to the invention with a polyqonal section separator
  • - Figure 25 is an elevation view of a boiler or reactor according to the invention with a gas discharge at the bottom and exit to the top of the rear cage
  • FIG. 26 is an elevation view of a boiler or of a reactor according to the invention with gas discharge downwards and outlet downwards from the rear cage,
  • FIG. 27 is an elevation view of a boiler or of a reactor according to the invention with gas discharge downwards and horizontal rear cage at mid-height,
  • FIG. 28 is an elevation view of a boiler or reactor according to the invention with gas discharge downwards and horizontal rear cover in the low position
  • Figure 28a is an elevation view of a boiler or a reactor according to the invention with gas discharge downwards and a horizontal rear cage in the low position and supported at mid-height of the reactor
  • FIG. 29 is an elevation view of a boiler or of a reactor according to the invention with gas discharge downwards and horizontal mid-height rear cage common to two separators
  • the figures 30 and 31 are views from above of a boiler or of a reactor according to the invention with rear cage common to one or two reaction chambers
  • the boiler or the reactor according to the invention consists of a reaction chamber 1, a separator 2 and a rear cage 3, as seen in FIG. 1.
  • a reaction chamber 1 a reaction chamber 1
  • separator 2 a separator 2
  • a rear cage 3 as seen in FIG. 1.
  • a sheath 4 connects the reaction chamber 1 to the separator 2
  • the separator 2 has an outlet 5 for the particles.
  • the separator 2 can be of classic round shape (figure 23), of polygonal shape (figure 24) or of square shape (figures 1 to 7 and 12 to 21).
  • a rounded deflector 20 is placed in front of the smoke flue in the separator 2
  • the gases are discharged through an orifice 22 located in the upper part of the ⁇ o separator 2 ( Figures 8 to 11)
  • the sheath 4 of Figure 1 has an inlet mouth 46 perpendicular to the wall 1d while that of Figure 2 is parallel to said wall 1d
  • the inlet of the sheath 4 is in the extension of the sheath 4 in the first case and perpendicular to
  • the separator 2 is placed on one of the dimensions 1a of the reaction chamber 1, while the rear cage 3 is located on dimension 1b adjacent to the previous one.
  • FIG. 4 shows a boiler, or a reactor made up of two modules identical to those present in FIG. 2 and juxtaposed. It is possible to double the capacity of the boiler or of the reactor by doubling the module of FIG. 4 by symmetry with respect to the chamber. reaction
  • FIG. 5 represents a boiler, or a reactor, consisting of three modules of the first variant aligned side by side
  • reaction room 1 of each module can be grouped into a single room
  • FIG. 6 shows a boiler, or a reactor, consisting of two modules of the second variant face to face. In this configuration, the two reaction chambers 1 of the module are brought together to form a single reaction chamber, and the two rear cages 3 of the module also.
  • the boiler or the reactor, whatever the variant, may comprise siphons 6 and / or external beds 7, which are integrated or not and / or auculated or not in the reaction chamber. This constitutes approximately 5 possible configurations, of which only three are shown.
  • the beds 7 and the siphons 6 are integrated but not attached to the reaction chamber 1.
  • the siphon 7 is separated and not attached to the reaction chamber 1.
  • Exchange panels 9a and 9b are arranged in the reaction chamber 1.
  • the sheath 4 can be presented according to the following forms.
  • the sheath 4 integrated in the reaction chamber 1 is straight line with an entry in the extension of the axis of the sheath 4 and of substantially rectangular section.
  • the floor 40 is slightly inclined towards the outside of the reactions 1 (FIGS. 12a, 13a, 14a) in order to direct the particles towards the face 42 of the sheath 4 which is in the extension of the face 21 of capture of the solids in the separator 2.
  • the floor 40 of the sheath 4 is inclined from the inside of the reaction chamber 1 towards the outside (cf. FIG. 12) and from the entry of the sheath towards the separator 2
  • the interior wall 41 of the sheath 4 converges towards separator 2 (see figure 12b)
  • a deflector I 1 is placed at the top of the reaction chamber 1 opposite the inlet of the sheath 4 (FIGS. 12, 13, 14), in order to facilitate the entry of the particles into the sheath 4.
  • a variant not shown may not include this deflector 11
  • the sheath 4 has cross-section changes.
  • the floor 40 is first of all horizontal as seen in FIG. 13, then it takes an inclined slope towards the separator 2
  • the interior wall 41 presents a change of section (see figure 13 b).
  • the sheath 4 is thus narrower towards the separator 2, which allows good acceleration of the particles and the fumes and therefore a better separation of the particles from the gases.
  • the floor 40 of the sheath 4 is of first directed towards the top of the reaction chamber 1 in order to reduce its section, then downwards, as shown in FIG. 14
  • the wall 41 presents a change in section (cf. FIG. 14b) as in the previous arrangement (FIG. 13b )
  • the entry of the sheath 46 is then perpendicular to the axis of the sheath 4
  • the section of the duct with an inlet mouth parallel to the upper surface of the duct is substantially rectangular with a slight slope towards the outside (FIGS. 15a, 1fia, 17a, 18a) in the area 43 of the sheath 4
  • the floor 40 is sloping towards the separator 2.
  • the floor 40 is slightly inclined towards the outside of the reaction chamber 1 ( Figures 1 5a, 1 6a, 17a, 1 8a) so to direct the particles towards the face 42 of the sheath 4 which is an extension of the face 21 for collecting solids in the separator 2.
  • the floor 40 can be rounded towards the wall of the reaction chamber in order to constitute a deflector (not shown).
  • the wall 41 converges towards the separator 2 (cf. figures 1 5b, 16b, 1 7b, 1 8b) in order to accelerate the particles and the fumes.
  • the floor 40 is first of all di rected upwards in the zone 42 corresponding to the entry of the sheath 4. This arrangement favors the entry of particles and gases in the sheath. In the next zone 43, the floor is directed downwards as in the previous arrangement.
  • the floor 40 is horizontal in the area 42 of the entry of the sheath 4 and then sloping in the area 43 as in the previous arrangement.
  • the reaction chamber 1 and the sheaths 4 are cased.
  • the tubes 8 constituting the casing of the sheaths 4 are supplied with heat transfer fluid by the tubes of the wall 1 c or 1 d of the reaction chamber 1.
  • the floor 40 of the inlet of said sheath 4 corresponding to the zone 42 is constituted by tubes 80 coming from the wall 1 c (fig. 1 8c) or 1 d (FIGS. 1 5c, 1 6c, 17c) from reaction chamber 1 and returning thereto.
  • the tube 80 thus goes back and forth which constitutes the floor 40 in the zone 42 of the sheath 4 (figures 1 5c to 1 8c).
  • the sheath 4 can be continued by a final part 44 which is integrated or not, in part or in whole in the separator 2 (FIGS. 1 9 to 21).
  • the tubes 8 of the walls of the sheath 4 are derivations of those of the reaction chamber 1 for r the floor 40 and the wall 41, the tubes of the wall of the reaction chamber 1 for the king 41 a
  • the tubes 8 of the walls of the sheath 4 are back derivations of those of the separator 2 for the part disposed inside the separator 2 (f igu res 1 9, 1 9a, 20, 20a)
  • the part 44a placed between the reaction chamber 1 and the separator 2 is also cased by bypasses which can come from the reaction chamber 1 and / or the separator r 2 (FIG. 1 9, 19a)
  • a boiler or a reactor made up of two (ref figure 22) or more modules is made by joining two or more modules.
  • the boiler, or the reactor is made of two basic modules of the first variant positioned symmetrically with respect to the reaction chamber 1.
  • the reaction chamber 1 is the union of the two basic reaction chambers which then constitutes a chamber of reactions at low 1 e divided.
  • the two separators 2 placed on either side of the action chamber 1 are connected to the rear cage 3 by connecting sheaths 23
  • a further variant is possible: the sheath of which iaison 23 s p rt for evacuation of gas is placed inside said cyclone 2, a deflector (not shown) can be installed in the ceiling of the separator r 2 in order to facilitate the entry of gases into the conduit 23.
  • the gas outlet 23 leaves above the conical part 24 (polygonal or circular) of the separator 2 and descends to the bottom of said separator 2, thus the duct 23 is rigid enough to hold the separator r 2.
  • the reaction chamber 1 - separator 2 - rear cage 3 assembly is placed on concrete blocks 9 via d '' a beam 90
  • the separator 2 is supported by the conduit 5 and the sipliuri 6 and by the cond u it 23
  • the gases are evacuated from the separator 2 by the conduit 23 which directs the gas downwards, then directs them, towards the pass ai nere where they go up before do exit r
  • the separator is supported by the duct 5, the siphon 6 and the outer bed 7 only.
  • the gases are evacuated as previously by the conduit 23 which directs the gases at mid-height of the separator 2, raise them before lowering them back into the rear cage 3 from which they exit through the bottom of the lad ite cage 3.
  • Figure 28 represents a variant where the separator 2 is supported by the conduit 5 and the siphon 6 as well as by the conduit 23 and the rear cage 3 is arranged horizontally.
  • Figure 28a shows a variant of the figure 28 nù the whole hearth 1, separator r 2 is suspended at mid-height on a 2b
  • Figure 29 shows a variant where two separators 2 supply the same cage at the rear 3.
  • the two conduits 23a and 23b meet in a common conduit 230 which joins the rear cage 3 disposed horizontally in this figure.
  • the separator 2 is supported by the conduit 5, the siphon 6 and the outer bed 7.
  • Figure 30 represents the reaction chamber 1, separator 2 and rear cage 3 assembly joined with a rear cage 3 common to the two separators 2 and horizontal, this assembly constitutes a double module.
  • FIG. 31 illustrates another variant of the module, consisting of two reaction chambers 1 of four separators 2 and a single rear pass 3 horizontal and common to the four separators rs 2.

Abstract

Réacteur à lit fluidisé circulant comprenant une chambre de réaction (1) relié par une gaine d'accélération (4) à un séparateur centrifuge (2) pour séparer des particules à partir de gaz chauds venant de ladite chambre (1) caractérisé en ce que la gaine d'accélération (4) est disposée en partie dans le haut de la chambre (1).

Description

REACTEUR A LIT FLUIDISE CIRCULANT AVEC SEPARATEUR ET GAI NE D'ACCELERATION I NTEG REE
La présente invention concerne les réacteu rs a Ml fluidise circulant de reaction gaz solides et de production d'énergie et les chaudières
Ces reacteurs comprennent une chambre de reactions ou ont lieu les reactions gaz solides, un séparateur centrifuge et au moi ns un echangeu r de chaleur de réglage de la température de la chambre de reactions Les chaudières comprennent un foye r ou est brûle le combustible un séparateur centrifuge et au moins un echangeu r de chaleu r de réglage de la te mpérature de la chambre de reactions
Pour simplifier, on ne décrira dans l'état de la technique de la présente demande que I Θ cas de la chaudière a lit flu idiςp π rrulant Le combustible circu le dans un lit fluidise constitue de particules en suspension dans l ai r La fluidisation entraîne les particuleb e i le haut du foyer ou de la chambre de réactions ou elles sont évacuées vers un séparateur centrifuge de section oiroulan e qui permet de séparer les particu les des f umées La vitesse des fumées est de 3 a 6,5 m/s dans le foyer et de 4 a 6,5 πι/b dans I 'axe du séparateur La charge en particules solides dans les fu mées peut atteindre 20kg/Nm3 et la granulométrle des particule;- en Liι ι.ulatιon est inférieure a GOOμ
Le séparateur centrifuge comprend une chambre verticale a tourbillon qu i possède des parois verticales, au moins un orifice d'admission pour recevoir les fumées a épurer et dispose dans la partie haute du séparateur au moins un orifice d évacuation pour les fumées épurées et au moins un orifice d évacuation pour les particules séparées dispose dans la partie basse du séparateu r et relie au bas du foyer L orifice d'évacuation des fumées épu rées est place en partie haute du séparateu r soit au dessus de la zone ou les particules sont séparées Les parois du séparateur se resse rrent vers le bas afin de canaliser les particules captées vers l'orif ice d'évacuation inférieure Selon la forme du séparateur cette partie basse est de forme conique
Une partie des particules captées est refroidie par leur passage 5 dans un circuit parallèle de ref roidissement et réintroduites dans le bas du foyer ou de la chambre de réactions où elles recommencent un nouveau cycle afin de mainten ir un lit flu idise dans le foyer ou la chambre de réactions, l'autre partie des particules est réintroduite directement dans le bas du foyer ou de la chambre de réactions. Ce 10 circuit constitue la boucle solides chambre de réactions
Afin de réduire le taux de S02 émis, des particules de calcaire sont introduites ddiib le lit flu idise ci rculant Cependant ces particules ne sont que partiellement sulfatées à chaque passage dans le foyer ou de la chambre de réactions II faut donc s'assuror qu'olles restent le is plus longtemps possible dans le lit fluidise circulant
Les fumées sont évacuées à l'atmosphère ap rès un passage dans une suite d'échangeu rs s itués dans une cage arrière de la chaudière ou elles sont refroidies.
Le contrôle de la température du foyer ou de la chambre de 20 réactions peut être effectué par des échangeurs a lits fluidisés s itués dans des lits extérieu rs tubes ou non et pouvant être accolés au bas du foyer ou de la chambre de réactions Les échangeurs situes dans le foyer ou la chambre de réactions sont des échangeu rs en L ou en U et/ou des panneaux de tubes oméga
•>Ή Les particules qui ci rcu lent dans la boucle solides chambre de reactions sont très érosives pour les parois des certains éléments du circuit, tel que le bas foyer ou la chambre de réactions, le séparateur, la gaine d'entrée et la gaine de retou r des solides, ce qui nécessite de couvrir les parois d'une épaisseur importante de matériau refractai re
30 Ceci entraîne une augmentation importante du coût de fabrication de la chaudière et une augmentation significative du poids suspendu L'augmentation du poids suspendu oblige a prévoir des charpentes renforcées pour soutenir ces éléments Ces matériaux refractaires ont une inertie thermique importante qui augmente le temps de chauffage et de refroidissement de la chaudière, lors des arrêts et des redémarrages
I l est aussi possible de réal iser certaines parois d u séparateur en tubes parallèles relies entre eux par des ailettes, les tubes sont traverses par un fluide caloporteu r tel que de l'eau et/ou de la vapeur et constituent ainsi des surfaces de ref roidissement Les parois ainsi refroidies permettent de réduire l'épaisseu r de la couche matériau refractaire nécessaire Cependant la réalisation de ces parois pour une géométrie circulaire du séparateu r est complexe et coûteuse E n effet, la circu lation de l'eau dans les parois nécess ite une multitude de tubes d'alimentation d'évacuation et de raccords Par ailleu rs, l'arrangement de la boucle solide chambre de i βactions avec des éléments indépendants relies entre eux par des gaines dans lesquelles ci rculent les solides ou les gaz présente un encombrement et un poids important
On a donc cherche a optimiser ce type d'installation en créant des parois planes pour le séparateu r centrifuge de section distinctement non circulai re comme dans les b revets EP 481 438 et E P730 91 0 Cette solution permet d utiliser une couche mince matériau r fractan t, ur la paroi du séparateur et donc d'en rédu ire le poids Cette solution permet également de créer un modu le qui peut être l epi υduit quand on souhaite augmenter la puissance de l' installation Cependant ce type de solution n est pas satibfaisanl uαi les fumées entrent dans le séparateur centrifuge par un o rifice qui ne permet pas d'accélérer suffisamment leb paiticules et les ga conten us dans lesdites fu mées
Leur vitesse étant insuffisante, la séparation des particules se fait di fficilement dans le séparateu r Ce qui entraîne une déperdition des particules du lit dans les fu mées évacuées a la sortie du séparateu r Ce qui est très défavorable du point de vue du transfert de chaleur dans le foyer, du taux de la sulfatation des fines particules de chaux dans le foyer et de l'oxydation des fines particules de carbone dans le foyer ou la chambre de reactions Les fines particules sont rejetees dans l'atmosphère avant une quasi totale sulfatation ou oxydation On a alors propose, comme dans la demande EP 01 402 809 6 du demandeur, d utiliser les parois de la cage arrière comme parois communes de refroidissement au foyer ou a la chambre de reactions d'une pa rt et a u séparateur centrifuge d'autre part afin de pouvoir placer une gaine d'accélération entre le foyer ou la chambre de reactions et le séparateur Cet ensemble constitue un module de base Cette gai ne d'accélé ration permet de faire passer les fumées de 1 5-20 m/s en entrée de gai ne a 25-35 m/s en sortie de gaine et ce qui permet de mettre en vitesse les particules solides afi n de mieux les séparer par effet centrifuge et de provoquer une pre-separation des particules contenues dans les fumées sur les parois de la gaine U ne autre caractéristique fondamentale réside dans la forme pyramidale de la partie basse du séparateu r cette forme en tronc de pyramide permet d'éviter de faire rebondir l'écoulement en tou rbillon des fumées su r une des parois de la partie basse Cependant cette configuration du module de base oblige a placer le foyer (ou la chambre de reactions) , le séparateu r et la cage arrière en angle droit, le séparateur ayant une paroi commune avec la cage arrière Lorsque l'on souhaite augmenter la puissance de l' installation, il faut augmenter le nomb re de séparateurs et cette forme du module de base ne permet pas de réalise r faci lement des assemblages impai rs a parti r de trois séparateurs
La présente invention est a la fois simple et économique tout en restant modulaire quel que soit le nombre de séparateurs desires et permettant une excellente séparation des particules dans le séparateur, elle permet une auqmentation facile de capacité une augmentation maximum de su rfaces de parois communes , une diminution des refractaires utilises des joints d'expansion, de poids, des charpentes, de l'encombrement, tout en améliorant les temps de chauffage , de ref roidissement et la circulation des particules dans le circuit et en réduisant la maintenance. Elle permet également une pré-séparation des particu les dans le haut de la chambre de reactions. L'invention permet simultanément d'obteni r d'excellentes performances de séparation du séparateu r et donc un meilleur taux de recirculation interne des particules fines, d'où une augmentation du temps de séjour des particules, une diminution des réactifs n'ayant pas réagi et pour les chaudières , une augmentation du taux de sulfatation du calcai re introduit ce qui permet de rédui re la quantité -de calcaire introduit L'augmentation de la recirculation i nterne des particu les permet aussi une augmentation des coefficients d'échange dans la partie supérieure de la chambre de réactions et la forte teneu r en fines particules en circu lation dans le lit réduit son caractère érosif La fraction des cendres volantes s'échappant du séparateur est réduite, ce qui diminue l'érosion, l'encrassement et les émissions secondaires de CO par les échangeurs de chaleur de la cage arrière en aval du séparateur
La présente i nvention concerne un réacteu r à t fluid ise circulant comprenant une chambre de réactions reliée par une gaine d'accélération à un séparateur centrifuge pou r séparer des particules a partir de gaz chauds venant de ladite chambre de réactions et caractérisé en ce que la gaine d'accélération est disposée au moins en partie dans le haut de la chambre de réactions et le séparateur centrifuge présente des parois verticales sensiblement rectilignes Le placement de la gaine d'accélération dans la chambre permet un écoulement horizontal centrifuge des f umées au sommet de la chambre qui fait passer les particules d'environ 6m/s ve rtical à 1 6m/s horizontal. Cette solution permet de rédui re la distance entre la chambre de réactions et le séparateur tout en permettant d'utiliser une gaine d'accélération qui améliore les performances de séparation du séparateur Elle pe rmet aussi d'utiliser les tu bes de la chambre de réactions comme parois de la gaine a la fois sur le coté extérieur, appelé aussi extrados, et sur le plafond. Le chambre de réactions assu re également le support de la gaine Cette configu ration procure une compacité très élevée puisque la gaine est intégrée en partie à la chambre de réactions. Le séparateur classique de section circulai re est remplacé par un séparateur de section polygonale et notamment carrée ou rectangulaire.
Selon une ca ractéristique particulière de l'invention , la qame d'accélération est disposée en total ité dans la haut de la chambre de réactions Si l'on souhaite réduire au maximum la distance entre la chambre et le séparateu r, il suff it d'intégre r la gaine d'accélération tout entière dans la chambre de réactions.
Selon une première variante de l'invention, la gaine d'accélération comporte une bouche d'entrée sensiblement perpendiculaire a l'extrados de la gaine La gaine se décompose en deux parties , avant et arrière, qui sont dans le prolongement l'une de l'autre. Dans ce cas, le plancher de la gaine ne présente qu 'une f raction de la largeur de la paroi de la chambre de reactions parallèle a l'extrados de la gaine et pouvant constituer ledit extrados
Selon une deuxième variante de l'invention, la gaine d'accélération comporte une bouche d'entrée sensiblement parallèle à l'extrados de la gaine Les deux parties de la gaine forment un angle Cette configu ration est plus facile à construire Le plancher de la gaine représente la totalité de la largeu r de la paroi de la chambre de réactions parallèle à l'extrados de la gaine et pouvant constitue r ledit extrados
Selon une autre caractéristique, le séparateur centrifuge comporte une paroi commune avec la chambre de réactions. Les parois du séparateur étant rectilignes tout comme celles de la chambre de réactions, elles peuvent être jointives Cette paroi peut être simple ou double.
Selon une caractéristique particu lière de l' invention, le séparateu r centrifuge co.npυi le une paroi commune avec la cage arrière Afin de rédui re encore les coûts de fabrication du réacteur, on fusionne les deux parois en une seule La liaison entre les sorties du séparateur et la cage arrière sont réalisées de façon conventionnelle tubée ou non L'extrême compacité de la configuration permet de minim iser la longueu r des ces gaines de liaison, voire de ne conserver qu'un simple plénum de liaison On entend par plénum dans ce cas, le prolongement des parois du séparateur et de la cage arrière qu i constituent alors une prolongation vers le haut desdits éléments et qui servent de conduits par une ouvertu re dans la paroi commune. Selon une variante de l'invention, le chambre de réactions comporte une paroi commune avec la cage arrière Dans cette conf iguration en éque rre, le chambre de réactions est placée entre le séparateur et la cage arrière
La disposition des différents cléments conduit à augmenter la compacité du réacteur et permet ainsi de réaliser facilement le cas échéant des réacteurs sous pression. Le rapport entre les parois rapprochées, c'est à dire dont la distance est inférieure a 15% de la plus grande des dimensions de la section horizontale de la chamhrp reactions, et les parois isolées est maximisé Selon u ne autre caractéristique particulière, l'ensemble constitué de la chambre de réactions, du séparateur et de la cage arrière constitue un module de base aligné ou en équeπ e elon la vanante retenue Un mod ule ainsi constitué peut fourni r une puissance maximum de l OOMWe pour une chaudière Ainsi dans la variante alignée, avec un module de base de l OOMWe, on peut par exemple réaliser des chaudières de l OOMWe à 500MWe en accolant les modules et de 200 MWe à 1000MWe en doublant le nombre de modules par symétrie du premier module
Par exemple, dans la variante en équerre et pour un module de base de l OOMWe, on double le modu le de base par symétrie par rapport au plan chambre de réactions cage arrière, puis on juxtapose de façon multiple ce nouveau sous-ensemble si on veut réaliser des chaudières de 1 00MWe à 1 000MWe.
Pour les configurations avec séparateur de part et d'autre en symétrie de la chambre rie réactions, on peut simplifier l'ensemble réalisé en ne prévoyant qu'une seule cage arrière disposée d'un coté et relié aux sorties des séparateurs de l'autre coté de façon conventionnelle par des gaines de liaisons tubées ou non et situés ou non au-dessus de la chambre de réactions. Dans le cas où les gaines de liaison seraient situées au-dessus de la chambre de réactions, elles constituent ains i une extension de la chambre de réactions. Le plafond de la chambre de réactions peut donc former le plancher de ces gaines de liaison et les parois verticales de ces gai nes sont alors dans la continuité des parois verticales de la chambre de réactions et supportent alors le poids de ces parois.
Selon une caractéristique particulière la chambre de réactions et le séparateu r ont des parois extérieures alignées . Ainsi l'exté rieu r du module ou de I 'ensemble des modules de base symétrisés et/ou juxtaposés, a des parois latérales extérieu res planes donc alignées coté chambre de réactions et séparateu r. Selon une autre caractéristique, la puissance du réacteu r est fonction du nombre des modu les utilisés . Si l'on sou haite obtenir une puissance déte rminée, il suffit de multiplier le nombre de module par le coefficient obtenu en divisant la puissance désirée par la puissance du mod ule de base. Dans ces modules, il est possible de regrouper la partie chambre de réactions de chacun des modules pou r constituer une seu le chambre de réactions. De la même façon, la partie cage arrière de chaque modu le peut être regroupée en une seu le cage.
Selon une caractéristique particulière, deux modu les adjacents comprennent au moins une paroi commune. La configuration particulière du module de base permet de facilement construire le réacteur, en effet comme ses cotés sont rectilignes, on peut facilement juxtaposer deux ou plus ieurs modules de base.
Selon une autre caractéristique , la paroi commune à deux modules et placée entre deux séparateurs est partielle. Cette paroi peut être coupée en totalité ou en partie soit verticalement, soit horizontalement, soit comporter des orifices. Les deux séparateurs des modules de base voisins comportent une paroi qui part de la partie haute du sépa rateur et qui s'arrête à une certaine distance du haut, et au plus bas dans la zone de rétrécissement du séparateur correspondant à l'évacuation des particules. Cette pa roi est droite sans rétrécissement vers le bas, elle est ainsi plus simple donc plus faci le à réaliser. Pou r des raisons d'équ ilibrage de pression interne entre séparateurs adjacents (orif ice d'évacuation bouché par exemple) , il peut s'avé rer nécessaire que la paroi commu ne comporte des ouvertu res voire pas de paroi du tout.
Selon u ne autre caractéristique, les chambres de réaction de deux modules adjacents sont réunies. La chambre de réactions est u nique quel que soit le nomb re de modules de base utilisés, mais sa taille est définie par le nombre de modules uti lisés.
Se lon u ne autre caracté ristiq ue particu l iè re, les cages arriè re de deux modules adjacents sont réun ies. La cage arrière est u nique quel que soit le nombre de modules uti lisés, sa taille peut donc être plus petite que ce lle définie par le nombre de modules utilisés. Dans le cas où les modules sont disposés par symétrie par rapport à la chambre de réactions, une seule cage arrière est prévue d'un des cotés et les gaines de liaisons passent alo rs au-dessus de la chambre.
Selon une caractéristique de l' invention , une des parois de la chambre de réactions comporte au moins un déflecteur d'entrée de la gaine d'accélération. Afin de faciliter l'entrée des particules et des f umées dans la gaine un déflecteu r est disposé de façon appropriée. Selon une caractéristique particulière, les parois sont tubées Le fait qu'elles soient rectilignes facilite leur réalisation et donc leur coût Ainsi les parois de la gaine d'accélération, du séparateur, y comp ris la partie basse, et de la chambre de reactions sont tubées Selon u ne autre caractéristiqu e, les parois de la gaine d'accélération , du sépa rateu r, le bas et le haut de la chambre de reactions sont recouvertes d' une couche de matériau refractaire La température et l'erosivite des particules circulant dans les différents éléments nécessite l'utilisation d'une couche de matériau réf ractai re qui peut être moins épaisse quand les parois sont ref roidies, ce qui permet de réduire le poids, car ces matériaux sont assez lourds La couche de ref ractai re est ainsi beaucoup plus faible sur les parois de la gaine d'accélération , du séparateur et du bas et du haut chambre de reactions dans la zone de la gaine que la solution traditionnelle non tubée.
Selon une caractéristique particulière, les parois de la partie de la gaine d'accélération située dans le haut chambre de réactions utilisent des tubes pris dans les parois de la chambre de réactions Dans ΓP ras les tubes pris en dérivation dans les parois de la chambre de réactions sont dans la continuité des circuits eau/vapeur dp refroidissement de ces parois Par exemple, une partie des tubes d'une des parois de la chambre de reactions sont dévies vers l'intérieu r de la chambre de reactions afin de former d'abord le plancher de la gaine, puis dans la continuité la parm verticale située dans la chambre de reactions, soit l' intrados de la gaine L'extrados de la gaine est forme par les tubes non déviés restant de la paroi de la chambre de reactions. Le plafond de la gai ne peut être forme par le plafond de la chambre de réactions S i le plancher de la gaine nécessite d'être renforcé, plusieu rs rangées de tubes peuvent être disposées Des tu bes dévies forment d'abord une premiè re ranqee puis une deuxième rangée superposée et reliée a la premiè re afin de donner au plancher l'inertie suffisante et revenir prendre leur place 'dans la paroi de la chambre de reactions. Le tube forme ainsi un aller retou r sous le plancher de la gaine. Les tubes utilisés pour former les parois de la gaine peuvent être soit ceux de l'enveloppe extérieure de la chambre de réactions soit des parois internes de séparation de la chambre de réactions. Le chambre de réactions porte ainsi la gaine d'accélération.
Selon une autre caractéristique, les parois de la partie de la gaine d'accélé ration située dans la chambre de réactions utilisent des tubes pris dans les parois du séparaleui La gaine située dan la chambre de réactions peut ainsi être constituée de tubes de la chambre et/ou de tubes d u séparateu r
Selon une variante de l'invention , les parois de la gaine d'accélé ration sont constituées de tubes formant un ci rcuit distinct. Les tubes de la gaine sont indépendants de ceux des parois de la chambre de réactions te des parois du séparateu r Selon une autre caractéristique pa rticulière, les parois de la gaine sont réalisées en utilisant des tubes des parois de la chambre de réactions et du sépa rateur Une partie de la paroi est réalisée avec les tubes provenant de la chambre de réactions et l'autre partie de ceux provenant du séparateur en proportion quelconque, on optimise ainsi les deux ci rcuits
Selon u ne autre caractéristique, le déflecteur est formé par des tubes déviés venant des parois de la chambre de réactions. Le coin de la chambre de réactions où est placé le déflecteu r est arrondi ou biseauté pou r constituer un déflecteur et donc les tu be constituant les parois de la chambre de réactions sont déviées pour constituer ledit déflecteur
Selon une autre caractéristique, u n déflecteur est forme par un arrondi des tubes du plancher de la gaine. De cette façon , les tubes du p lancher de la gaine constituée de dérivation des parois de la chambre de réactions, et/ou du séparateur, et/ou d'un circuit distinct, peuvent former un arrondi ou un biseau sous ledit plancher et ainsi constitue r le déflecteur
Selon une autre caractéristique le plancher de la gaine possède au moins une incl inaison vers le spparatpur I p plancher présente une pente dirigée vers le séparateur afin de guider les particules qui se sont déposées vers le séparateur
Selon une autre caractéristique le plancher de la gaine possède au moins une inclinaison vers l'extrados de la gaine Afin de favoriser la séparation des particules le plancher est incline vers l'extrados de la gaine, soit su r u ne paroi qui est dans le prolongement de la face de captation des solides dans le séparateur
Selon une caractéristique particu lière les parois extérieu re et intérieu re de la gaine présentent plusieu rs changements de section Ces changements de section permettent d'optimiser la vitesse des particules
Le contrôle de la température de la chambre de reactions peut être effectuée pa r des échangeu rs a lits flu idise situes dans des lits extérieurs tubes ou non et pouvant être accoles au bas de la chambre dp réactions Les échangeurs situes dans la chambre de reactions sont des échangeu rs en L et/ou en U, et/ou des panneaux oméga
Selon une variante particulière de l'invention, I évacuation des gaz du séparateu r centrif uge se fait par un conduit vertical situe a l'intérieu r dudit séparateur et qui di rige les gaz vers le bas du séparateur Le conduit pourra être couvert de ref ractai re a la fois a l'intérieu r et a l'extérieu r Le conduit pourra être tube ou non La sortie des gaz étant effectuée par le bas le conduit ne dépasse pas au dessus du séparateur ce qui permet d'avoir une hauteu r rédu ite pour l'ensemble et de pouvoir éventuellement poser ladite cage arrière su r le sol Cette construction permet de réduire le nombre de collecteur des échangeu rs et les longueurs de tuyauteries associées Selon une autre caractéristique de la variante particulière, le conduit est placé au milieu du séparateur. La position centrale permet une meilleur circulation des particules et des fumées. La place prise sur la section du séparateur devra être compensée par une augmentation de la section horizontale du séparateur afin que la place laissée à la circulation des particules soit identique à la solution d'évacuation des gaz par le haut de façon classique. Si on est limité par la taille du chambre de réaction , il faut alors élargi r la section par l'arrière en utilisant une section rectangulaire. Selon une caractéristiqu e supplémentaire, un déflecteu r est placé en haut du séparateu r. Ce déflecteu r sert à dirige r les gaz vers le conduit central d'évacuation des gaz, il est position né sensiblement dans l'alignement du conduit d'évacuation.
Selon une caractéristique complémentaire, le déflecteur a une section au moi ns égale à celle du conduit d'évacuation des f umées, sa position est sensiblement alignée avec celle du conduit d'évacuation et sa hauteu r est inférieure à celle de la partie à section constante du séparateur. Il facilite ainsi le passage des gaz vers le conduit d'évacuation.
Selon une autre caractéristique, le séparateur est porté par au moins un des condu its d'évacuation du séparateur. Le conduit vertical d'évacuation des fumées monte au moins jusqu'à la partie conique du séparateur et descend jusqu'à la cage arrière s i celle-ci est suffisamment basse le condu it peut servi r de pied au séparateu r. Le conduit d'évacuation des particules du séparateur descend suffisamment bas pour servir de support au séparateu r et comme la cage arriè re n'est plus suspendue audit séparateur le poids de celu i-ci est grandement rédu it.
Selon une autre caractéristique, la cage arrière est horizontale. Comme le séparateu r est autoporteu r et que l'évacuation des fumées se fait par le bas, la cage arrière n'a plus besoin d'être plus haute que le séparateur, elle peut donc être placée horizontalement et bas Cette construction permet une récupération f ractionnée des métaux lou rds contenus dans les cendres En effet, les métaux lourds se condensent su r les cend res contenues dans les fumées de façon progressive au fur et à mesure du ref roidissement des fumées. Les températures de condensation sont spécifique à chaque type de métal II est donc possible sous une chaudière horizontale comportant plusieurs trémies pour les cend res sous les appareils suspendus d'extraire des cendres p lus ou moins chargées en métaux lourds ce qui peut présenter un avantage pour leur valorisation ultérieure
Selon une autre caractéristique, la cage arrière est située en desbυus du séparateu r. Afin d'améliorer la compacité de l'ensemble, il est possible de placer la cage arrière sous le séparateur qu i est alors soutenu par ladite cage arrière
Selon une autre disposition , la cage arrière est posée su r des massif s en béton L'évacuation des gaz du séparate ur se faisant par le bas, la cage arriè re pouvant être positionnée bas, il est possible de la pose r directement sur le sol su r un massif de soutènement. On peut alors supprimer la charpente métallique qui supporte habituellement ces ensembles , d'où u n gain important de coût et de poids de l'ensemble. Ceci présente également l'intérêt de raccourcir les tuyauteries de liaison entre la cage arrière et la turbine ce qui est une source de réd uction de coûts supplémentaire. L'ensemble est alors di rectement supporté su r le sol pa r un massif en béton ou une structure métallique de soutènement II est également possible de suspendre a mi-hauteur l'ensemble, ce qui p résente l'avantage de lim iter l'utilisation de patins de f rottement nécessai res à la solution posée tout en minimisant la charpente métallique On a ainsi un éventail de choix plus étendu ce qu i permet de répondre à plus contraintes venant des clients et donc d'off rir la solution la plus adaptée Selon une autre variante , un séparateur secondaire est place entre le séparateur principal et la cage arrière. Ce séparateur pourra être rond , polygonal ou carré Ce séparateu r secondaire permet d'augmenter la captation des poussières contenues da les fumées afin de pouvoir les réinjecter dans le foyer et d'augmenter leur conversion (soit rédu ire les imbrû lés solides et la consommation de calcai re) ainsi que de réduire la charge érosive dans la chaudière de récupération.
L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description qui va suivre sur une chaudière qui est un type particulier de réacteur, don née u niquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 ι epι esente une première variante de chaudière ou de réacteu r selon l'invention en vue de dessus, avec une gaine comportant une bouche d'entrée perpendiculai re à l'extrados de la gaine et disposée dans la chambre de réactions,
- la figu re 2 représente une chaudière ou un reacteu r selon l'invention en vue de dessus avec u ne gai ne comportant une bouche parallèle à l'extrados de la gaine et disposée dans le foyer,
- la figu re 3 est une seconde variante de chaudière ou de reacteur su ivant l' invention en vue du dess us,
- la figu re 4 est une chaudière ou de réacteur avec deux modules de la première variante en vue de dessus, la figu re 5 est une chaudiè re ou de reacteur avec trois modules de la première variante en vue de dessus , - la figure 6 est une chaudière ou de réacteur avec deux modules selon la seconde variante en vue de dessus, la figu re 7 est u ne vue en perspective de la chaudière ou du réacteu r selon la deuxième variante de l'invention avec quatre séparateurs, - la figure 8 est une vue en élévation de la chaudière ou du réacteur selon la première variante avec lits et siphons intégrés non accoles a la chambre de réactions,
- la figure 9 est une vue en élévation de la chaudière ou du reacteur selon la première variante avec panneaux dans la chambre de réactions,
- la figure 10 est une vue en élévation de la chaudière ou du réacteur selon la premieie vaiiante avec lits et 3iphon3 sépares et accoles, - la figure 11 est une vue en élévation de la chaudière ou du réacteur selon la deuxième variante,
- la figure 12 est une vue détaillée en élévation de la gaine intégrée selon une première version,
- la figure 12a est une vue suivant A de la gaine de la figure 12, la figure 12b est une vue de dessus de la gaine de la figure 12, la figure 13 est une vue détaillée en élévation de la gaine intégrée selon une deuxième version, la figure 13a est une vue suivant A de la gaine de la figure 13,
- la figure 13b est une vue de dessus de la gaine de la figure 13, - la figure 14 est une vue détaillée en élévaliuπ de la yame integrée selon une troisième version,
- la figure 14a est une vue suivant A de la gaine de la figure 14,
- la fiqure 14b est une vue de dessus de la gaine de la figure 14, la figure 15 est une vue détaillée en élévation de la gaine intégrée selon une quatrième version,
- la figure 15a est une vue suivant A de la gaine de la figure 15,
- la figure 15b est une vue de dessus de la gaine de la figure 15, la figure 15c est une vue suivant C de la gaine de la figure 15, - la figure 16 est une vue détaillée en élévation de la gaine intégrée selon une cinquième version,
- la figure 16a est une vue suivant A de la gaine de la figure 16,
- la figure 16b est une vue de desbu de la gaine de la figure 16, - la figure 16c est une vue suivant C de la gaine de la figure 16,
- la figure 17 est une vue détaillée en élévation de la gaine intégrée selon une sixième version,
- la figure 17a est une vue suivant A de la gaine de la figure 17,
- la figure 17b est une vue de dessus de la gaine de la figure 17, - la figure 17c est une vue suivant C de la gaine de la figure 17,
- la figure 18 est une vue détaillée en élévation de la gaine intégrée selon une septième version,
- la figure 18a est une vue suivant A de la gaine de la figure 18,
- la figure 18b est une vue de dessus de la gaine de la figure 18, - la figure 18c est une vue suivant C de la gaine de la figure 18,
- la figure 19 est une vue en élévation détaillée de la gaine avec partie finale en partie dans le séparateur et en partie entre la chambre de réactions et le séparateur, la figuie 19a une vue de dessus de la gaine de la figure 19, - la figure 20 est une vue détaillée en élévation de la gaine avec partie finale dans le séparateur,
- la figure 20a une vue de dessus de la gaine de la figure 20,
- la figure 21 est une vue détaillée en élévation de la gaine avec partie finale dans la chambre de réactions. - la figure 21a une vue de dessus de la gaine de la figure 21,
- la figure 22 est une vue en élévation d'une chaudière ou d'un réacteur selon l'invention constituée de deux modules de base de la première variante, - la figure 23 est une vue de dessus d'une chaudière ou d'un réacteur selon l'invention avec un séparateur de section circulaire,
- la figu re 24 est une vue de dessus d'une chaudière ou d'un réacteu r selon l'invention avec un séparateur de section polyqonale, - la figu re 25 est une vue en élévation d'une chaudiè re ou d'un reacteur selon l'invention avec une évacuation des gaz vers le bas et sortie ve rs le haut de la cage arrière,
- la figu re 26 est une vue en élévation d'une chaudière ou d'un reacteu r selon l'invention avec évacuation des gaz vers le bas et sortie vers le bas de la cage arrière,
- la figu re 27 est une vue en élévation d' une chaudière ou d'un réacteu r selon l'invention avec évacuation des gaz vers le bas et cage arrière horizontale à mi-hauteur,
- la figu re 28 est une vue en élévation d'une chaudière ou d'un réacteu r selon l'invpntinn avec évacuation des gaz vers le bas et caqe arrière horizontale en position basse, la figu i e 28a est une vue en élévation d'une chaudière ou d'un réacte u r selon l'invention avec évacuation des gaz vers le bas et cage arrière horizontale en position basse et supporté à mi-hauteu r du reacte u r, la figu re 29 est une vue en élévation d'une chaudière ou d' un réacteu r selon l'invention avec évacuation des gaz vers le bas et cage arrière horizontale a mi-hauteu r commune a deux séparateurs, les figu res 30 et 31 sont des vues de dessus d'une chaudière ou d' un réacteu r selon l'invention avec cage arrière commune à un ou deux chambres de réactions
La chaudière ou le réacteu r selon l'invention est constituée d'une chambre de réactions 1 , d' un séparateur 2 et d'une cage arrière 3, comme on le voit à la figure 1 . Dans la première variante (fig. 1 ), ces ιy
trois éléments sont alignes Une gaine 4 relie la chambre de reactions 1 au séparateur 2
Le séparateur 2 comporte une évacuation 5 pour les particules Selon les variantes possibles le séparateur 2 peut être de forme s classique ronde (figure 23), de forme polygonale (figure 24) ou de forme carrée (figures 1 a 7 et 12 a 21)
Comme montre sur la figure 1, un déflecteur 20 arrondi est place en face de I enliee des fumées dans le séparateur 2
Les gaz sont évacues par un orifice 22 situe en partie haute du ιo séparateur 2 (figures 8 a 11 )
La gaine 4 de la figure 1 présente une bouche d'entrée 46 perpendiculaire a la paroi 1d tandis que celle de la figure 2 est parallèle a ladite paroi 1d L entrée de la gaine 4 est dans le prolongement de la gaine 4 dans le premier cas et perpendiculaire a
15 I axe de la gaine 4 dans le deuxième
Dans la variante de chaudière, ou de reacteur, présentée a la fignrp 3 le séparateur 2 est place sur un des cotes 1a de la chambre de reactions 1, tandis que la cage arrière 3 est située sur le cote 1b adjacent au précèdent
20 La figure 4 montre une chaudière, ou un reacteur constituée de deux modules identiques a ceux présente on figure 2 et juxtaposes On peut doubler la capacité de la chaudière ou du reacteur en doublant le module de la figure 4 par symétrie par rapport a la chambre de reaction
?r> La figure 5 représente une chaudière, ou un reacteur, constituée de trois modules de la première variante alignes cote a cote Ici encore, il est possible de doubler la capacité de la chaudière, ou du réacteur, en doublant les modules par symétrie Les chambre de reactions 1 de chaque module peuvent être regroup es en un seul chambie de
30 reactions avec une séparation 10 positionnée en partie haute seulement Cette séparation 10 est tubee et sert de support a la (ou les) gaine(s) d'accélération 4 mitoyenne(s) . La cage arrière 3 est dimensionnée pou r trois séparateurs 2, sa longueu r est inférieure à la somme des longueurs des trois séparateurs 2, comme on le voit à la figure 5. La figure 6 montre une chaudière, ou u n réacteu r, constituée de deux modu les de la deuxième variante face à face. Dans cette configuration , les deux chambres de réaction 1 du module sont réunis pour ne former qu'une seule chambre de réactions, et les deux cages arrières 3 du modu le également. La chaudière ou le réacteu r, quelle que soit la variante, peut comporter des siphons 6 et/ou des lits extérieu rs 7, qui sont intégrés ou non et/ou auculés ou non à la chambre de réaction. Cela constitue environ 5 configurations possibles, dont seules trois sont représentées.
Selon une première configuration représentée à la figure 8, les lits 7 et les siphons 6 sont intégrés mais non accolés à la chambre de réactions 1 .
Selon u ne deuxième configuration représentée à la figure 9, le siphon 7 est séparé et non accolé à la chambre de réactions 1 . Des panneaux d'échange 9a et 9b sont disposés dans la chambre de réactions 1 .
Selon u ne troisième configu ration représentée à la figu re 1 0, les lits 7 et les siphons 6 sont séparés et accolées à la chambre de réactions 1 .
Dans la deuxième variante de la chaudière rep résentée à la figure 1 1 , l'ensemble de ces configurations des lits 7 et des siphons 6 sont possibles.
La gaine 4 peut se présente r suivant pl usieu rs formes.
Selon les f igu res 1 2, 1 3, 14 , la gaine 4 intégrée dans la chambre de réactions 1 est recti ligne avec une entrée dans le prolongement de l'axe de la gaine 4 et de section sensiblement rectangulaire. Le plancher 40 est légèrement incliné vers l'extérieur de la chambre de réactions 1 (figures 12a, 13a, 14a) afin de diriger les particules vers la face 42 de la gaine 4 qui est dans le prolongement de la face 21 de captation des solides dans le séparateur 2.
Le plancher 40 de la gaine 4 est incliné de l'intérieur de la chambre de réactions 1 vers l'extérieur (cf figure 12) et de l'entrée de la gaine vers le séparateur 2 La paroi intérieure 41 de la gaine 4 converge vers le séparateur 2 (cf figure 12b)
Un déflecteur I 1 est placé dans le haut de la chambre de réactions 1 en vis à vis de l'entrée de la gaine 4 (figures 12, 13, 14), afin de faciliter l'entrée des particules dans la gaine 4. Une variante non représentée peut ne pas comprendre ce déflecteur 11
Selon une deuxième disposition représentée a la figure 13, la gaine 4 présente des changements de section Le plancher 40 est tout d'abord horizontal comme on le voit à la figure 13, puis il prend une pente inclinée vers le séparateur 2 La paroi intérieure 41 présente un changement de section (cf figure 13 b). La gaine 4 est ainsi de plus en plus étroite vers le séparateur 2, ce qui permet une bonne accélération des particules et des fumées et donc une meilleure séparation des particules des gaz Selon une troisième disposition, le plancher 40 de la gaine 4 est d'abord dirigée vers le haut de la chambre de réactions 1 afin de réduire sa section, puis vers le bas, comme représente a la figure 14 La paroi 41 présente un changement de section (cf. figure 14b) comme dans la disposition précédente (figure 13b) Dans les fiqures 15 à 18, l'entrée de la gaine 46 est alors perpendiculaire à l'axe de la gaine 4
Comme dans le cas précédent, la section de la gaine avec une bouche d'entrée parallèle à I extrados de la gaine est sensiblement rectangulaire avec une légère pente vers l'extérieur (figures 15a, 1fia, 17a, 18a) dans la zone 43 de la gaine 4 Selon une première disposition représentée à la figure 15 le plancher 40 est en pente vers le séparateur 2. Le plancher 40 est légèrement incliné vers l'extérieur de la chambre de réactions 1 (figures 1 5a, 1 6a, 17a, 1 8a) afin de diriger les particules vers la face 42 de la gaine 4 qui est dans le prolongement de la face 21 de captation des solides dans le séparateur 2. Le plancher 40 peut être arrondi vers la paroi de la chambre de réactions afin de constituer un déflecteu r (non représenté).
La paroi 41 converge vers le séparateur 2 (cf . f igu res 1 5b, 16b, 1 7b, 1 8b) afin d'accélé rer les particules et les fumées.
Selon u ne deuxième disposition représentée à la f igure 1 6 le plancher 40 est tout d'abord di rigé vers le haut dans la zone 42 correspondant à l'entrée de la gaine 4. Cette disposition favorise l'entrée des particules et des gaz dans la gaine . Dans la zone suivante 43, le plancher est dirigé vers le bas comme dans la disposition précédente.
Dans la troisième disposition (figure 17), le plancher 40 est horizontal dans la zone 42 de l'entrée de la gaine 4 puis en pente dans la zone 43 comme dans la disposition précédente. Dans l'ensemble de ces variantes, le chambre de réactions 1 et les gaines 4 sont tubées. Les tubes 8 constituant le tubage des gaines 4 sont alimentés en fluide caloporteur par les tubes de la paroi 1 c ou 1 d de la chambre de réactions 1 .
Dans la variante où les gaines 4 sont coudées, le plancher 40 de l'entrée de ladite gaine 4 correspondant à la zone 42 est constitué par des tubes 80 venant de la paroi 1 c (figu re 1 8c) ou 1 d (figures 1 5c, 1 6c, 17c) de la chambre de réactions 1 et y retournant. Le tube 80 fait ainsi u n alle r retour qui constitue le plancher 40 dans la zone 42 de la gaine 4 (figu res 1 5c à 1 8c). La gaine 4 peut se continuer par une partie finale 44 qui est intég rée ou non, en partie ou en totalité dans le séparateur 2 (figu res 1 9 à 21 ) .
Dans le cas où cette partie 44 de la gaine 4 est totalement incluse dans la chambre de réactions 1 (figure 21 , 21 a) , les tubes 8 des parois de la gaine 4 sont des dérivations de ceux de la chambre de réactions 1 pou r le plancher 40 et la paroi 41 , les tubes de la paroi de la chambre de réactions 1 pou r la pa roi 41 a
Dans le cas où cette partie 44 est intégrée en totalité ou en partie dans le séparateur 2, les tubes 8 des parois de la gaine 4 sont dos dérivations de ceux du séparateur 2 pour la pa rtie disposée à l'intérieur du séparateur 2 (f igu res 1 9 , 1 9a, 20, 20a)
La partie 44a placée entre la chambre de réactions 1 et le séparateur 2 est, elle aussi, tubée par des dérivations qui peuvent venir de la chambre de réactions 1 et/ou du séparateu r 2 (figure 1 9, 19a)
Une chaudière ou un réacteur constituée de deux (réf figure 22) ou plusieu rs modules est réal isée en accolant deux modules ou plus. Dans la figure 22, la chaudière, ou le réacteur, est faite de deux modules de base de la première variante positionnés par symétrie par rapport à la chambre de reactions 1 .
Le chambre de reactions 1 est la réunion des deux chambres de réaction de base qui constitue alors une chamb re de réactions à bas 1 e divisé.
Les deux séparateurs 2 placés de part et d'autre de la chambre de l éactions 1 sont reliés α la cage arrière 3 par des gaines de liaison 23
Dans la configuration présentée a la figu re 22, il n'y a qu une cage arrière 3, la gaine de liaison 23a rejoint la cage arrière 3 en longeant le dessus de la chambre de réactions I , tandis que l'autre gai ne 23b accède directement a ladite cage 3 Cette configu ration avec une seule cage arrière permet de gagner en compacité. Un déflecteur 45 est disposé dans le haut de la gaine 4 du coté de la sortie des gaz vers le séparateur 2
Comme on peut le voir sur les figures 25 à 31 , une autre variante est possible: la gaine de l iaison 23 qui sprt à l'évacuation des gaz est placée à l'intérieur dudit cyclone 2, un déflecteur (non représenté) peut être installé dans le plafond du sépa rateu r 2 afin de facilite r l'entrée des gaz dans le conduit 23. L'évacuation des gaz 23 part au dessus de la partie conique 24 (polygonale ou circu laire) du séparateur 2 et descend jusqu'en bas dudit séparateur 2, ainsi le conduit 23 est suffisamment rig ide pour tenir le séparateu r 2. L'ensemble chambre de réaction 1 - séparateur 2 - cage arrière 3 est posé sur des massifs en béton 9 par l'intermédiaire d'une poutre 90
Dans la figu re 25 , le séparateur 2 est soutenu par le conduit 5 et le sipliuri 6 et par le cond u it 23 Les gaz sont évacués du séparateu r 2 par le conduit 23 qui dirige le gaz vers le bas, puis les dirige, vers la passe ai nere où ils remontent avant do sorti r
Dans la figure 26, le séparateur est soutenu par le condu it 5, le siphon 6 et le lit extérieur 7 uniquement. Ici, les gaz sont évacués comme précédemment par le conduit 23 qui dirige les gaz a mi-hauteur du séparateur 2 , les remontent avant de les redescendre dans la cage arrière 3 d'où ils sortent par le bas de lad ite cage 3.
Dans la figu re 27, le séparateur est soutenu par le conduit 5 et l'ensemble siphon 6 lit extérieu r 7 uniquement Les gaz sont évacués à mi-hauteur et dirigé vers la cage arrière 3 disposée horizontalement par l'intermédiaire d u conduit 23
La figu re 28 représente une va riante où le séparateur 2 est soutenu par le conduit 5 et le siphon 6 ainsi que par le conduit 23 et la cage arrière 3 est disposée horizontalement.
La figure 28a représente une variante de la figurp 28 nù l'ensemble foyer 1 , séparateu r 2 est suspendu à mi-hauteur su r une 2b
charpente métallique 91 . Cette configuration permet de réaliser une charpente beaucoup moins haute que les charpentes classiques.
La figu re 29 montre une variante où deux séparateurs 2 alimentent la même cage a rrière 3. Les deux conduits 23a et 23b se rejoignent dans un condu it commun 230 qui rejoint la cage arrière 3 disposée horizontalement sur cette figure. Le séparateur 2 est soutenu par le conduit 5, le siphon 6 et le lit extérieur 7.
La figu re 30 r eprésente l'ensemble chambre de réaction 1 , séparateur 2 et cage arrière 3 accolés avec une cage arriè re 3 commune aux deux séparateu rs 2 et horizontale, cet ensemble con stitue un module double.
La figure 31 illustre une autre variante de module, constitue de deux chambres de réactions 1 de quatre séparateurs 2 et d'une seule passe arrière 3 horizontale et commune aux quatre séparateu rs 2.

Claims

REVENDICATIONS
1. Réacteur à lit fluidise circulant comprenant une chambre de réactions ( 1 ) relie par une gaine d'accélération (4) à un séparateur centrifuge (2) pour séparer des particules à parti r de gaz chauds s venant dudit chambre de réactions (1 ) caractérisé en ce que la gaine d'accélération (4) est d isposée au moins en pa rtie dans le haut de la chambre de réactions ( 1 ) et le séparateu r centrifuge (2) présente des parois verticales sensiblement rectilignes
2. Réacteur à l it fluidise selon la revendication 1 caractérisé en ce o que la gaine d'accélération (4) est disposée en totalité dans la haut de la chambre d© réactions ( 1 ).
3. Réacteu r à lit fluidise selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la gaine d'accélération (4) comporte une bouche d'entrée sensiblement perpendiculaire à l'extrados de la gaine (4)
4. Reacteu r a lit fluidise selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la gaine d'accélération (4) comporte une bouche d'entrée sensiblement paral lèle a l'extrados de la gaine (4)
5. Reacteu r à lit flu idise selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que le séparateur centrifuge (2) comporte une paroi commune avec la chambre de reactions (1 ).
6. Réacteui à ht fluidise selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que le séparateur centrifuge (2) comporte une pai oi commune avec la cage arriè re (3)
7. Reacteu r à lit fluidise selon la revendication 5 caractérisé en ce que le chambre de réactions (1 ) comporte une paroi ( 1 b) commune avec la cage arriè re (3)
8. Réacteur à ht fluidise selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'ensemble constitué de la chambre de réactions (1), du séparateur (2) et de la cage arrière (3) constitue un module de base
9. Réacteur a lit fluidisé selon la revendication 8 caractérisé en ce que la chambre de réactions (1) et le sépaiateur (2) ont des parois extérieures alignées.
10. Réacteur à lit fluidisé selon la revendication 8 ou 9 caractérisé en ce que la puissance du réacteur est fonction du nombre des modules de base utilisés.
11. Réacteur à lit fluidise selon une des revendications 8 a 10 caractérisé en ce que deux modules adjacents comprennent une paroi commune
12. Réacteur à lit fluidisé selon la revendication 11 caractérisé en ce que la paroi commune a deux modules et placée entre deux séparateurs (2) est partielle
13. Réacteur à lit fluidisé selon une des revendications 8 à 12 caractérisé en ce que les chambres de reaction (1) de deux modules adjacents sont réunies.
14. Réacteur à lit fluidisé selon une des revendications 8 a 13 caractérisé en ce que les cages arrière (3) de deux modules adjacents sont reunies
15. Réacteur à lit fluidisé selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que la paroi intérieure de la chambre de réactions (1) comporte au moins un déflecteur (11) d'entrée de la gaine d'accélération (4).
16. Réacteur a lit fluidisé selon une des revendications 1 à 15 caractérisé en ce que les parois sont tubées.
17. Réacteur a lit fluidisé selon la revendication 16 caractérisé en ce que les parois de la gaine d'accélération (4), du séparateur (2), du bas et du haut de la chambre de réactions ( 1 ) sont recouvertes d' une couche de matériau réf ractaire
1 8. Réacteur à lit fluidisé selon la revendication 1 6 caractérisé en ce que les parois (40, 41 , 42, 43, 44) de la partie de la gaine s d'accélération (4) située dans la chambre de réactions utilise des tubes (8) pris dans les parois de la i-hainbi e de réactions (80) .
1 9. Réacteur à ht fluidisé selon la revend ication 1 6 caractérisé en ce que les parois (40 , 41 , 42, 43, 44) de la partie de la gaine d'accélération (4) située dans la chambre de réactions utilise des 0 tubes (8) pris dans les parois du séparateu r (2)
20. Réacteur à ht f luidise selon une des revendications precédenieb caractérisé en ce que les parois (40, 41 , 42 43, 44) de la gaine d'accélération (4) sont constituées de tubeb (8) formant un circuit distinct
5 21. Réacteur à lit fluidise selon la revend ication 16 ou 18 caractérisé en ce que les parois (44a) de la partie de la gaine d'accélération (4) située entre la chambre de reactions ( 1 ) et le séparateur (2) sont réalisées en utilisant des tubes (80) des parois de la chambre de réactions et du séparateu r.
22. Réacteur a lit fluidise selon la revend ication 1 5 caractérisé en ce que le déflecteur ( 1 1 , 45) est formé par des tubes (8) déviés venant des parois de la chambre de réactions ( 1 )
23. Réacteu r à ht fluidisé selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que u n déflecteur est formé par un arrondi des tubes (8) du p lancher de la gaine (4)
24. Réacteur à ht fluidisé selon une des revendications précédentes caractérise en ce q ue le plancher (40, 42, 43) de la gaine (4) possède au moins une inclinaison vers le séparateur (2)
25. Réacteur à ht fluidisé selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que le plancher (40, 42, 43) de la gaine (4) possède au moins une inclinaison vers l'extrados de la gaine (4)
26. Réacteur a lit fluidise selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que les parois extérieure et intérieure (41) de la gaine (4) présentent plusieurs changements de section
27. Réacteur à t fluidisé selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'évacuation des gaz du séparateur centrifuge (2) se fait par un conduit vertical (23) situé a l'intérieur dudit séparateur (2) et qui dirige les gaz vers le bas du séparateur
(2)
28. Réacteur à ht fluidisé selon la revendication 27 caractérisé en ce que le conduit (23) est place au milieu du séparateur (2).
29. Réacteur à lit fluidisé selon la revendication 27 caractérisé en ce qu'un déflecteur est place en haut du séparateur (2)
30. Réacteur a lit fluidisé selon la revendication 28 caractérisé en ce que le déflecteur a une section au moins égale à celle du conduit (23) d'évacuation des fumées, sa position est sensiblement alignée avec celle du conduit d'évacuation (23) et sa hauteur est inférieure a celle de la partie a section constante du séparateur (2)
31. Réacteur à lit fluidisé selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que le séparateur (2) est porté par au moins un des conduits d'évacuation (5, 23) du séparateur (2).
32. Reacteur à ht fluidisé selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que la cage arrière (3) est horizontale
33. Réacteur à ht fluidisé selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que la cage arrière (3) est située en dessous du séparateur (2)
34. Réacteur à lit fluidisé selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que la cage arrière (3) est posée sur des massifs en béton (9) .
35. Réacteur â lit fluidisé selon une des revendications pi écédentes caractérisé en ce qu'un séparateur secondaire est placé entre le séparateu r principal (2) et la cage arrière (3) .
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