Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром (варіанти)
Номер патенту: 104418
Опубліковано: 10.02.2014
Автори: Крафт, Дейвід Л., Годден Марк Сі., Александер Кіплін Сі., Маріамчик Міхаїл
Формула / Реферат
1. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром, який включає:
реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару, яка має бічні стінки та газорозподільну подину, яка визначає днище на нижньому кінці реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару, для подачі зріджувального газу у реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару;
киплячий псевдозріджений шар, розташований усередині нижньої частини реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару та обмежений стінками кожуха та днищем реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару;
принаймні один регульований розташований у шарі теплообмінник, при цьому розташований у шарі теплообмінник займає частину днища реакційної камери та оточений стінками кожуха киплячого псевдозрідженого шару та
принаймні один немеханічний клапан, який має конструкцію для регулювання відведення твердих речовин з киплячого псевдозрідженого шару у реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару, при цьому клапан включає принаймні один отвір у стінці кожуха киплячого псевдозрідженого шару, принаймні один незалежно керований перший зріджувальний засіб, розташований вище по потоку від принаймні одного отвору у стінці кожуха, принаймні один незалежно керований другий зріджувальний засіб, розташований нижче по потоку від принаймні одного отвору у стінці кожуха,
де низ принаймні одного отвору немеханічного клапана у стінці кожуха знаходиться на висоті найвищої точки обох незалежно керованих першого та другого зріджувальних засобів або вище.
2. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 1, який включає принаймні одну перегородку для регулювання потоку, яка розташована нижче по потоку від принаймні одного отвору у стінці кожуха, де верхівка перегородки для регулювання потоку знаходиться на висоті низу принаймні одного отвору у стінці кожуха або вище.
3. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 2, де принаймні одна перегородка для регулювання потоку розташована нижче по потоку від принаймні одного незалежно керованого другого зріджувального засобу.
4. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 2, де принаймні одна перегородка для регулювання потоку розташована вище по потоку від принаймні одного незалежно керованого другого зріджувального засобу.
5. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 2, де принаймні одна перегородка для регулювання потоку виготовлена із зносостійкого матеріалу.
6. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 2, де принаймні одна перегородка для регулювання потоку виготовлена з труб з покриттям з вогнетривкого матеріалу.
7. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 1, де принаймні один розташований у шарі теплообмінник вибраний з одного або більше з наступних: пароперегрівника, проміжного пароперегрівника, економайзера або пароутворювальної поверхні.
8. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 1, де труби принаймні одного розташованого у шарі теплообмінника розташовані так, що вони не знаходяться поблизу принаймні одного отвору, щоб зменшити ерозію труб.
9. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 1, де труби принаймні одного розташованого у шарі теплообмінника захищені шаром ерозійно стійкого матеріалу, розташованого на поверхні труб поблизу принаймні одного отвору.
10. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром, який включає:
реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару, яка має бічні стінки та газорозподільну подину, яка визначає днище на нижньому кінці реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару, для подачі зріджувального газу у реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару;
киплячий псевдозріджений шар, розташований усередині нижньої частини реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару та обмежений стінками кожуха та днищем реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару;
принаймні один регульований розташований у шарі теплообмінник, при цьому розташований у шарі теплообмінник займає частину днища реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару та оточений стінками кожуха киплячого псевдозрідженого шару; та
принаймні один немеханічний клапан, який має конструкцію для регулювання відведення твердих речовин з киплячого псевдозрідженого шару у реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару, при цьому клапан включає принаймні один отвір у стінці кожуха киплячого псевдозрідженого шару, принаймні один незалежно керований перший зріджувальний засіб, розташований вище по потоку від принаймні одного отвору у стінці кожуха, принаймні один незалежно керований другий зріджувальний засіб, розташований нижче по потоку від принаймні одного отвору у стінці кожуха,
де низ принаймні одного отвору немеханічного клапана у стінці кожуха знаходиться на висоті найвищої точки обох незалежно керованих першого та другого зріджувальних
засобів або вище,
де принаймні один розташований у шарі теплообмінник вибраний з одного або більше з наступних: пароперегрівника, проміжного пароперегрівника, економайзера або пароутворювальної поверхні та
де труби принаймні одного розташованого у шарі теплообмінника захищені шаром ерозійно стійкого матеріалу, розташованого на поверхні труб поблизу принаймні одного отвору.
11. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 10, який включає принаймні одну перегородку для регулювання потоку, яка розташована нижче по потоку від принаймні одного отвору у стінці кожуха, де верхівка перегородки для регулювання потоку знаходиться на висоті низу принаймні одного отвору у стінці кожуха або вище.
12. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 11, де принаймні одна перегородка для регулювання потоку розташована нижче по потоку від принаймні одного незалежно керованого другого зріджувального засобу.
13. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 11, де принаймні одна перегородка для регулювання потоку розташована вище по потоку від принаймні одного незалежно керованого другого зріджувального засобу.
14. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 11, де принаймні одна перегородка для регулювання потоку виготовлена із зносостійкого матеріалу.
15. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 11, де принаймні одна перегородка для регулювання потоку виготовлена з труб з покриттям з вогнетривкого матеріалу.
16. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 10, де труби принаймні одного розташованого у шарі теплообмінника розташовані так, що вони не знаходяться поблизу принаймні одного отвору, щоб зменшити ерозію цих труб.
Текст
Реферат: Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром, який включає реакційну камеру. Киплячий псевдозріджений шар знаходиться усередині кожуха у межах нижньої частини реакційної камери та містить розташований у шарі теплообмінник, який займає частину днища реакційної камери. Принаймні один немеханічний клапан, який включає отвір між циркулюючим псевдозрідженим шаром та киплячим псевдозрідженим шаром та незалежно керовані зріджувальні засоби, розташовані як вище по потоку, так і нижче по потоку від отвору, застосовується для регулювання теплопередачі до розташованого у шарі теплообмінника шляхом регулювання відведення твердих речовин з киплячого псевдозрідженого шару до циркулюючого псевдозрідженого шару. Низ отвору знаходиться на висоті зріджувальних засобів або вище. Перегородка для регулювання потоку може бути розташована нижче по потоку від отвору. UA 104418 C2 (12) UA 104418 C2 UA 104418 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Галузь винаходу Цей винахід, взагалі, належить до галузі реакторів або котлів з циркулюючим псевдозрідженим шаром (CFB), які використовуються у промисловості або на електростанціях, що виробляють електроенергію, та, зокрема, до немеханічного клапана для регулювання відведення твердих речовин з розташованого у шарі теплообмінника (ІВНХ) до циркулюючого псевдозрідженого шару. 2. Опис відповідного рівня техніки Патент США № 6532905, що належить Belin et al., описує котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром з регульованим розташованим у шарі теплообмінником. Котел включає реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару, а також теплообмінник у киплячому псевдозрідженому шарі (BFB), розташований усередині реакційної камери. Теплопередача у теплообміннику регулюється за допомогою регулювання швидкості відведення твердих речовин з нижньої частини киплячого псевдозрідженого шару до реакційної камери. В одному варіанті здійснення регулювання відведення здійснюється із застосуванням принаймні одного немеханічного клапана, який керується шляхом постачання зріджувального газу поблизу клапана. Інший спосіб регулювання теплопередачі описано у патенті США № 6532905. У цьому випадку теплопередача регулюється із застосуванням одного або більше трубопроводів, які проходять з нижньої частини киплячого псевдозрідженого шару до верхнього рівня поблизу або вище найбільш низької частини стінок, які утворюють кожух розташованого у шарі теплообмінника. Псевдозрідження частинок твердих речовин у трубопроводі зумовлює їх рух угору крізь трубопровід, примушуючи частинки твердих речовин виходити з киплячого псевдозрідженого шару в оточуючий циркулюючий псевдозріджений шар. Регулювання витрати потоку зріджувального газу або кількості трубопроводів, що функціонують, зумовлює регулювання відведення усіх твердих речовин з киплячого псевдозрідженого шару до циркулюючого псевдозрідженого шару, тобто регулювання теплопередачі у розташованому у шарі теплообмінника. Чим вище продуктивність котла з циркулюючим псевдозрідженим шаром та/або його вихідні параметри щодо пари, тим вище потребується теплове навантаження розташованого у шарі теплообмінника. Це є ще більш очевидним для котла з циркулюючим псевдозрідженим шаром, в якому спалювання здійснюється киснем та який має підвищену концентрацію кисню, де необхідне теплове навантаження розташованого у шарі теплообмінника для реакційної камери певного розміру підвищується радикально, що, у свою чергу, зумовлює збільшення висоти розташованого у шарі теплообмінника. Внаслідок більш високої щільності киплячого псевдозрідженого шару порівняно з циркулюючим псевдозрідженим шаром перепад тиску у немеханічному клапані може сягати десятків дюймів водяного стовпа, що зумовлює велику швидкість відведення твердих речовин крізь клапан та загальну високу витрату потоку відведення. Остання може перебільшувати необхідну швидкість відведення твердих речовин і, отже, може шкідливо впливати на можливість регулювання теплопередачі. Висока швидкість твердих речовин поблизу регулювального клапана твердих речовин може спричиняти ерозію деяких прилеглих труб нагрівальної поверхні у теплообміннику, а також ерозію барботажних ковпачків у реакційній камері для циркулюючого псевдозрідженого шару, розташованих по ходу струменя з клапана. Зважаючи на вищесказане, існує потреба у регулювальному клапані твердих речовин, який покращує експлуатаційні якості та надійність котла з циркулюючим псевдозрідженим шаром, де такий котел містить регульований розташований у шарі теплообмінник. Суть винаходу Цей винахід покращує експлуатаційні якості та надійність котла з циркулюючим псевдозрідженим шаром з регульованим розташованим у шарі теплообмінником внаслідок застосування принаймні одного немеханічного клапана для регулювання відведення твердих речовин з розташованого у шарі теплообмінника до реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару. Отже, один аспект цього винаходу стосується котла з циркулюючим псевдозрідженим шаром, який включає: реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару, яка має бічні стінки та газорозподільну подину, яка визначає днище на нижньому кінці реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару, для подачі зріджувального газу у реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару; киплячий псевдозріджений шар, розташований усередині нижньої частини реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару та обмежений стінками кожуха та днищем реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару; принаймні один регульований розташований у шарі теплообмінник, при цьому 1 UA 104418 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розташований у шарі теплообмінник займає частину днища реакційної камери та оточений стінками кожуха киплячого псевдозрідженого шару; та принаймні один немеханічний клапан, який має конструкцію для регулювання відведення твердих речовин з киплячого псевдозрідженого шару у реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару, при цьому клапан включає принаймні один отвір у стінці кожуха киплячого псевдозрідженого шару, принаймні один незалежно керований перший зріджувальний засіб, розташований вище по потоку від принаймні одного отвору у стінці кожуха, принаймні один незалежно керований другий зріджувальний засіб, розташований нижче по потоку від принаймні одного отвору у стінці кожуха, де низ принаймні одного отвору немеханічного клапана у стінці кожуха знаходиться на висоті найвищої точки обох незалежно керованих першого та другого зріджувальних засобів або вище. Інший аспект цього винаходу стосується котла з циркулюючим псевдозрідженим шаром, який включає: реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару, яка має бічні стінки та газорозподільну подину, яка визначає днище на нижньому кінці реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару, для подачі зріджувального газу у реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару; киплячий псевдозріджений шар, розташований усередині нижньої частини реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару та обмежений стінками кожуха та днищем реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару; принаймні один регульований розташований у шарі теплообмінник, при цьому розташований у шарі теплообмінник займає частину днища реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару та оточений стінками кожуха киплячого псевдозрідженого шару та принаймні один немеханічний клапан, який має конструкцію для регулювання відведення твердих речовин з киплячого псевдозрідженого шару у реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару, при цьому клапан включає принаймні один отвір у стінці кожуха киплячого псевдозрідженого шару, принаймні один незалежно керований перший зріджувальний засіб, розташований вище по потоку від принаймні одного отвору у стінці кожуха, принаймні один незалежно керований другий зріджувальний засіб, розташований нижче по потоку від принаймні одного отвору у стінці кожуха, де низ принаймні одного отвору немеханічного клапана у стінці кожуха знаходиться на висоті найвищої точки обох незалежно керованих першого та другого зріджувальних засобів або вище, де принаймні один розташований у шарі теплообмінник вибраний з одного або більше з наступних: пароперегрівника, проміжного пароперегрівника, економайзера або пароутворювальної поверхні та де труби принаймні одного розташованого у шарі теплообмінника захищені шаром ерозійно стійкого матеріалу, розташованого на поверхні труб поблизу принаймні одного отвору. На різні ознаки новизни, що характеризують винахід, вказано докладно у формулі винаходу, яка додається та яка є частиною цього розкриття винаходу. Для кращого розуміння винаходу, його функціональних переваг та специфічних переваг, притаманних використанню цього винаходу, посилання робиться на супроводжувальний ілюстративний матеріал та опис, у яких проілюстровано приклади варіантів здійснення цього винаходу. Стислий опис ілюстративного матеріалу Фіг. 1 - вертикальний бічний розріз котла з циркулюючим псевдозрідженим шаром згідно з винаходом; Фіг. 2 - горизонтальний, у напрямку стрілок 2-2, розріз котла з циркулюючим псевдозрідженим шаром за Фіг. 1; Фіг. 3 - частковий бічний розріз котла з циркулюючим псевдозрідженим шаром згідно з першим варіантом здійснення винаходу, який показує перегородку для регулювання потоку, розташовану нижче по потоку від зріджувального засобу, розташованого нижче по потоку від отвору; та Фіг 4. - частковий бічний розріз котла з циркулюючим псевдозрідженим шаром згідно з другим варіантом здійснення винаходу, який показує перегородку для регулювання потоку, розташовану вище по потоку від зріджувального засобу, розташованого нижче по потоку від отвору. Опис переважних варіантів здійснення винаходу Цей винахід, взагалі, належить до галузі реакторів або котлів з циркулюючим псевдозрідженим шаром (CFB), які застосовуються у промисловості або на електростанціях, що виробляють електроенергію, та, зокрема, до немеханічного клапана для регулювання відведення твердих речовин з розташованого у шарі теплообмінника (ІВНХ) до циркулюючого псевдозрідженого шару. У випадку спалювання за допомогою кисню, яке зазвичай передбачає застосування замість повітря окиснювального агенту з підвищеною концентрацією кисню, при цьому агент зазвичай 2 UA 104418 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 включає здебільшого кисень та рециркульований топковий газ, терміни "первинне повітря" та "вторинне повітря" слід відповідно замінити термінами "первинний окиснювач" та "вторинний окиснювач". Як застосовується у цьому описі, термін "котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром" буде застосовуватися до реакторів або камер згоряння з циркулюючим псевдозрідженим шаром, у яких відбувається процес згоряння. Незважаючи на те, що цей винахід спрямовано особливо на котли або парогенератори, де використовуються камери згоряння з циркулюючим псевдозрідженим шаром як засіб, за допомогою якого виробляється тепло, зрозуміло, що цей винахід можна легко використати в іншому типі реактора з циркулюючим псевдозрідженим шаром. Наприклад, цей винахід можна використати у реакторі, який використовують для хімічних реакцій, відмінних від процесу згоряння, або там, де суміш газу/твердих речовин, що утворюється внаслідок процесу згоряння будь-де, подається до реактора для наступної обробки, або там, де реактор є лише кожухом, у якому частинки або тверді речовини захоплюються у газ, який необов'язково є побічним продуктом процесу згоряння. Звернемося відтепер до ілюстративного матеріалу, де подібні числові позначення вказують на однакові або функціонально подібні елементи скрізь на декількох фігурах та, зокрема, на Фіг. 1 та 2. Вони ілюструють реактор або котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром, який має реакційну камеру 1 для циркулюючого псевдозрідженого шару, яка включає стінки 2 (2а, 2Ь, 2с та 2d) та розташований у шарі теплообмінник 3, занурений у киплячий псевдозріджений шар 4. Циркулюючий псевдозріджений шар усередині реакційної камери 1 здебільшого включає тверді речовини, які складаються з золи, утвореної внаслідок згоряння палива 5, сульфатованого сорбенту 6, у деяких випадках зовнішнього інертного матеріалу 7, що подаються крізь принаймні одну зі стінок 2 та псевдозріджуються первинним повітрям 8, яке подається крізь газорозподільну подину 9, яка складає частину днища реакційної камери. Деякі тверді речовини захоплюються газами, утвореними внаслідок процесу згоряння палива, та рухаються угору, як вказано позначенням 15, зрештою досягаючи сепаратора 16 частинок, такого як сепаратор частинок відбивного типу або U-подібні балки, на виході з реакційної камери. Незважаючи на те, що деякі тверді речовини 17 проходять через сепаратор 16, їх більша частина 18 захоплюється та повертається назад до реакційної камери 1. Ці тверді речовини разом з іншими твердими речовинами 19, які випадають з потоку 15 твердих речовин, який рухається угору, подаються до киплячого псевдозрідженого шару 4, який псевдозріджується за допомогою зріджувального середовища 25, яке подається крізь газорозподільну подину 26, яка складає іншу частину днища реакційної камери. Пристрої 27 та 28, відповідно, для видалення твердих речовин з циркулюючого псевдозрідженого шару 1 та киплячого псевдозрідженого шару 4, розташовані у відповідних ділянках днища реакційної камери. Киплячий псевдозріджений шар 4 відокремлений від циркулюючого псевдозрідженого шару 1 кожухом 30. Стінки, що утворюютькожух 30 киплячого псевдозрідженого шару, можна побудувати декількома способами. Переважно, стінки кожуха будуть включати охолоджувані рідиною труби 50 (показано на Фіг. 3) з покриттям з ерозійно стійкого матеріалу, такого як вогнетривкий матеріал, щоб запобігти ерозії труб під час функціонування. Труби 50, що утворюють кожух 30, проходять угору до висоти, яка дозволяє розташувати киплячий псевдозріджений шар 4 необхідної висоти усередині реакційної камери 1 для циркулюючого псевдозрідженого шару. Вище необхідної висоти труби 50 згруповані, утворюючи сопла 55 для вторинного повітря. Повітря 60, що подається до цих сопел, вдувається у циркулюючий псевдозріджений шар 1 поза киплячого псевдозрідженого шару 4, отже його струмені 65 не відхиляють потоки твердих речовин 18 та 19, щоб вони падали до киплячого псевдозрідженого шару 4. Групування труб 50 дозволяє утворити отвори 70, крізь які потоки твердих речовин 18 та 19 падають до киплячого псевдозрідженого шару 4. Після того, як труби 50 досягають стінки 2b, вони стають частиною стінки. Сопла 75 вторинного повітря на протилежній стінці 2d розташовані ззовні відносно реакційної камери 1 для циркулюючого псевдозрідженого шару. Оскільки розташований у шарі теплообмінник 3 знаходиться нижче сопел 75, їх струмені 80 не спричиняють жодного небажаного ефекту. На Фіг. 3 зображено збільшений вид ділянки біля немеханічного клапана 40. Цей клапан включає отвір 85 у кожусі 30 та незалежно керовані зріджувальні засоби 86 та 87, розташовані, відповідно, вище по потоку та нижче по потоку від отвору 85. Ці зріджувальні засоби можна виконати у вигляді деякої кількості барботажних ковпачків, з'єднаних з відповідним джерелом зріджувального середовища, 45 та 46, відповідно. Як відомо для фахівців у галузі, найбільш звичайною конструкцією газорозподільної подини буде сукупність розташованих у певному порядку барботажних ковпачків, які живляться від відповідного джерела зріджувального середовища, а саме 8 для циркулюючого псевдозрідженого шару та 25 для киплячого 3 UA 104418 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 псевдозрідженого шару. Барботажний ковпачок включає власне барботажний ковпачок та живильну трубку, яку зазвичай називають ніжкою, яка взаємопов'язує зріджувальне середовище та псевдозріджений шар. Зріджувальний газ подається угору уздовж ніжки у барботажний ковпачок, з якого він розповсюджується до псевдозрідженого шару через численні випускні отвори. Струмені зріджувального газу, які виходять з випускних отворів, проникають у циркулюючий псевдозріджений шар або киплячий псевдозріджений шар, подаючи зріджувальний газ у ділянку навколо кожного барботажного ковпачка. Для того, щоб запобігти ерозії барботажних ковпачків, що розташовані біля отвору 85, яку спричиняють тверді речовини, що протікають крізь цей отвір, верхівки цих барботажних ковпачків не повинні розташовуватися вище, ніж низ отвору 85. Нижче по потоку від отвору 85 можна розташувати перегородку 90 для регулювання потоку. Вона обмежує протікання твердих речовин крізь отвір 85, а також відхиляє струмінь твердих речовин, що виходить з цього отвору, від барботажних ковпачків 9 або інших зріджувальних засобів у реакційній камері 1 для циркулюючого псевдозрідженого шару. У одному варіанті здійснення цього винаходу перегородка 90 для регулювання потоку розташована нижче по потоку (дивись Фіг. 3) від зріджувального засобу 87. У другому варіанті здійснення цього винаходу перегородка 90 для регулювання потоку розташована вище по потоку (дивись Фіг. 4) від зріджувального засобу 87. Верхівка перегородки 90 для регулювання потоку буде принаймні знаходитися на такій висоті, що і низ отвору 85, та може розташовуватися вище верхівки отвору 85. Перегородка 90 для регулювання потоку буде піддаватися впливу високих температур шару та суттєвого ерозійного удару твердих речовин, що протікають крізь отвір 85. Внаслідок цього її слід виготовляти зі стійкого до високої температури та ерозії матеріалу, наприклад, кераміки та вогнетривкої цегли. Інші варіанти виготовлення перегородки включають виготовлення її з труб з покриттям з вогнетривкого матеріалу. Нагрівальна поверхня розташованого у шарі теплообмінника 3, яка поглинає тепло від киплячого псевдозрідженого шару 4, може бути пароперегрівником, проміжним пароперегрівником, економайзером або пароутворювальною поверхнею, або комбінацією таких типів нагрівальних поверхонь, які є відомими фахівцям у галузі. Нагрівальна поверхня зазвичай включає труби 91, крізь які передається теплоносій, такий як вода, двофазна суміш води та пари або пара. Загальна ймовірність їх ерозії є низькою, що зумовлюється низькою швидкістю псевдозріджування у киплячому псевдозрідженому шарі 4, а також низькою швидкістю проходження повз них твердих речовин через розташований у шарі теплообмінник 3. Проте, біля отвору 85 швидкість твердих речовин, які рухаються до отвору, суттєво підвищується, що може стати причиною підвищення ймовірності ерозії труб 91. Для того, щоб зменшити або запобігти ерозії труб 91, переважно, таким чином, розташувати їх так, щоб вони не знаходилися поблизу отвору 85 (як показано на Фіг. 3). Швидкість очікуваної ерозії можна розрахувати на основі оцінки місцевої швидкості твердих речовин поблизу отвору 85 (що визначається об'ємною витратою відведення крізь отвір 85), а також враховуючи ерозійні характеристики твердих речовин. На основі швидкості ерозії, яку може витримати матеріал, та розрахованої швидкості ерозії, яка визначається виходячи з вищеописаних принципів, труби 91 можна розташувати так, що зменшити ерозію. Отже, як показано на Фіг. 3, для того, щоб зменшити ерозію труб, кінці нижніх труб 91 у розташованому у шарі теплообміннику не знаходяться поблизу отвору 85, оскільки вони не наближаються до стінки кожуха 30 та до отвору 85 так, як інші труби 91 у розташованому у шарі теплообміннику 3. Щодо подальшого запобіжного заходу, частини труб 91, прилеглі до отвору 85, можна захистити шаром ерозійно стійкого матеріалу 95, наприклад, вогнетривким матеріалом, що утримується штифтами, привареними до труб 91. Регулювання відведення твердих речовин з киплячого псевдозрідженого шару 4 до циркулюючого псевдозрідженого шару 1 виконується за допомогою регулювання витрат потоків 45 та 46 зріджувального середовища. Потік газу поблизу регулювального клапана для твердих речовин примушує тверді речовини виходити з нижньої частини киплячого псевдозріджувального шару 4 у циркулюючий псевдозріджувальний шар 1. Незалежне регулювання цих витрат потоку, наприклад, їх вмикання та вимикання в альтернативних циклах, дозволяє зробити швидкість відведення твердих речовин рівномірною. Певні моделі регулювання зріджувального середовища (частота циклів, довжина циклу тощо) залежать від властивостей матеріалу шару та робочих характеристик котла та їх слід задати під час вводу котла в експлуатацію. Незважаючи на те, що специфічні варіанти здійснення цього винаходу були продемонстровані та описані докладно з метою проілюструвати застосування та принципи винаходу, зрозуміло, що це не призначено для обмеження ними цього винаходу та що цей винахід може мати інші варіанти здійснення, які не відхиляються від таких принципів. У деяких 4 UA 104418 C2 варіантах здійснення винаходу певні ознаки цього винаходу можна іноді переважно застосовувати, при цьому не застосовуючи інші ознаки. Отже, усі такі зміни та варіанти здійснення належним чином підпадають під обсяг наступної формули винаходу. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром, який включає: реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару, яка має бічні стінки та газорозподільну подину, яка визначає днище на нижньому кінці реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару, для подачі зріджувального газу у реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару; киплячий псевдозріджений шар, розташований усередині нижньої частини реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару та обмежений стінками кожуха та днищем реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару; принаймні один регульований розташований у шарі теплообмінник, при цьому розташований у шарі теплообмінник займає частину днища реакційної камери та оточений стінками кожуха киплячого псевдозрідженого шару та принаймні один немеханічний клапан, який має конструкцію для регулювання відведення твердих речовин з киплячого псевдозрідженого шару у реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару, при цьому клапан включає принаймні один отвір у стінці кожуха киплячого псевдозрідженого шару, принаймні один незалежно керований перший зріджувальний засіб, розташований вище по потоку від принаймні одного отвору у стінці кожуха, принаймні один незалежно керований другий зріджувальний засіб, розташований нижче по потоку від принаймні одного отвору у стінці кожуха, де низ принаймні одного отвору немеханічного клапана у стінці кожуха знаходиться на висоті найвищої точки обох незалежно керованих першого та другого зріджувальних засобів або вище. 2. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 1, який включає принаймні одну перегородку для регулювання потоку, яка розташована нижче по потоку від принаймні одного отвору у стінці кожуха, де верхівка перегородки для регулювання потоку знаходиться на висоті низу принаймні одного отвору у стінці кожуха або вище. 3. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 2, де принаймні одна перегородка для регулювання потоку розташована нижче по потоку від принаймні одного незалежно керованого другого зріджувального засобу. 4. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 2, де принаймні одна перегородка для регулювання потоку розташована вище по потоку від принаймні одного незалежно керованого другого зріджувального засобу. 5. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 2, де принаймні одна перегородка для регулювання потоку виготовлена із зносостійкого матеріалу. 6. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 2, де принаймні одна перегородка для регулювання потоку виготовлена з труб з покриттям з вогнетривкого матеріалу. 7. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 1, де принаймні один розташований у шарі теплообмінник вибраний з одного або більше з наступних: пароперегрівника, проміжного пароперегрівника, економайзера або пароутворювальної поверхні. 8. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 1, де труби принаймні одного розташованого у шарі теплообмінника розташовані так, що вони не знаходяться поблизу принаймні одного отвору, щоб зменшити ерозію труб. 9. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 1, де труби принаймні одного розташованого у шарі теплообмінника захищені шаром ерозійно стійкого матеріалу, розташованого на поверхні труб поблизу принаймні одного отвору. 10. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром, який включає: реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару, яка має бічні стінки та газорозподільну подину, яка визначає днище на нижньому кінці реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару, для подачі зріджувального газу у реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару; киплячий псевдозріджений шар, розташований усередині нижньої частини реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару та обмежений стінками кожуха та днищем реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару; принаймні один регульований розташований у шарі теплообмінник, при цьому розташований у шарі теплообмінник займає частину днища реакційної камери для циркулюючого псевдозрідженого шару та оточений стінками кожуха киплячого псевдозрідженого шару; та 5 UA 104418 C2 5 10 15 20 25 30 принаймні один немеханічний клапан, який має конструкцію для регулювання відведення твердих речовин з киплячого псевдозрідженого шару у реакційну камеру для циркулюючого псевдозрідженого шару, при цьому клапан включає принаймні один отвір у стінці кожуха киплячого псевдозрідженого шару, принаймні один незалежно керований перший зріджувальний засіб, розташований вище по потоку від принаймні одного отвору у стінці кожуха, принаймні один незалежно керований другий зріджувальний засіб, розташований нижче по потоку від принаймні одного отвору у стінці кожуха, де низ принаймні одного отвору немеханічного клапана у стінці кожуха знаходиться на висоті найвищої точки обох незалежно керованих першого та другого зріджувальних засобів або вище, де принаймні один розташований у шарі теплообмінник вибраний з одного або більше з наступних: пароперегрівника, проміжного пароперегрівника, економайзера або пароутворювальної поверхні та де труби принаймні одного розташованого у шарі теплообмінника захищені шаром ерозійно стійкого матеріалу, розташованого на поверхні труб поблизу принаймні одного отвору. 11. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 10, який включає принаймні одну перегородку для регулювання потоку, яка розташована нижче по потоку від принаймні одного отвору у стінці кожуха, де верхівка перегородки для регулювання потоку знаходиться на висоті низу принаймні одного отвору у стінці кожуха або вище. 12. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 11, де принаймні одна перегородка для регулювання потоку розташована нижче по потоку від принаймні одного незалежно керованого другого зріджувального засобу. 13. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 11, де принаймні одна перегородка для регулювання потоку розташована вище по потоку від принаймні одного незалежно керованого другого зріджувального засобу. 14. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 11, де принаймні одна перегородка для регулювання потоку виготовлена із зносостійкого матеріалу. 15. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 11, де принаймні одна перегородка для регулювання потоку виготовлена з труб з покриттям з вогнетривкого матеріалу. 16. Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром за п. 10, де труби принаймні одного розташованого у шарі теплообмінника розташовані так, що вони не знаходяться поблизу принаймні одного отвору, щоб зменшити ерозію цих труб. 6 UA 104418 C2 7 UA 104418 C2 8 UA 104418 C2 Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9
ДивитисяДодаткова інформація
Автори англійськоюMaryamchik Mikhail, Alexander Kiplin C., Godden Mark C, Kraft David L.
Автори російськоюМариамчик Михаил, Александер Киплин С
МПК / Мітки
МПК: F23C 10/20, F22B 31/00
Мітки: циркулюючим, шаром, псевдозрідженим, варіанти, котел
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/11-104418-kotel-z-cirkulyuyuchim-psevdozridzhenim-sharom-varianti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Котел з циркулюючим псевдозрідженим шаром (варіанти)</a>
Попередній патент: Циркулюючий псевдозріджений шар (cfb) з розташованими в топці соплами вторинного повітря
Наступний патент: Спосіб переробки буряку
Випадковий патент: Колесо транспортного засобу зі змінним діаметром