Реактор з циркулюючим псевдозрідженим шаром

1 Реаісгор с циркулирующим псевдоожиженным слоем, содержащий камеру реактора, ограниченную передней, задней и боковыми стенками и имеющую нижнюю часть, верхнюю часть и выходное отверстие, расположенное на выходе из верхней части камеры в задней стенке камеры, первичный сепаратор частиц отбойного типа, расположенный внутри верхней части камеры реактора возле выходного отверстия и предназначенный для улавливания частиц, захваченных потоком газа, проходящим внутри камеры реактора от нижней части к верхней части, и принуждающий их падать в нижнюю часть, полость, соединенную с первичным сепаратором частиц отбойного типа возле выходного отверстия в задней стенке камеры и расположенную полностью в камере реактора, предназначенную для приема уловленных частиц, падающих из первичного сепаратора частиц отбойного типа, и средства возврата, соединенные с полостью возле выходного отверстия в задней стенке камеры и расположенные полностью внутри камеры реактора, предназначенные для возврата частиц из полости непосредственно внутрь камеры реактора так, чтобы они свободно и беспрепятственно падали вниз вдоль стенок камеры к нижней части камеры реактора для последующей рециркуляции, отличающийся тем, что реактор дополнительно содержит выходное отверстие, расположенное на выходе из верхней части камеры в передней стенке камеры, первичный сепаратор частиц отбойного типа, расположенный внутри верхней части камеры реактора возле выходного отверстия в передней стенке камеры и предназначенный для улавливания частиц, захваченных потоком газа, проходящим внутри камеры от нижней части к верхней части, и Зоя принуждающий их падать в нижнюю часть, полость, соединенную с первичным сепаратором частиц отбойного типа возле выходного отверстия в передней стенке камеры и расположенную полностью в камере реактора, предназначенную для приема уловленных частиц, падающих из первичного сепаратора частиц отбойного типа, и средства возврата, соединенные с полостью возле выходного отверстия в передней стенке камеры и расположенные полностью внутри камеры реактора, предназначенные для возврата частиц из полости непосредственно внутрь камеры реактора так, чтобы они свободно и беспрепятственно падали вниз вдоль стенок камеры к нижней части камеры реактора для последующей рециркуляции 2 Реактор по п 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит средства доставки топлива и сорбента к нижней части камеры реактора 3 Реактор по п 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит воздушную камеру, соединенную с нижней частью камеры реактора 4 Реактор по п 1, отличающийся тем, что первичные сепараторы частиц отбойного типа включают ряды вогнутых отбойных элементов, которые имеют U-образную или Е-образную, или Wобразную форму поперечного сечения или любую другую подобную вогнутую форму 5 Реактор по п 4, отличающийся тем, что ряды вогнутых отбойных элементов расположены двумя группами - расположенной выше по потоку группой и расположенной ниже по потоку группой, при этом каждая группа имеет, по меньшей мере, два ряда вогнутых отбойных элементов 6 Реактор по п 1, отличающийся тем, что он выполнен симметрично относительно вертикальной осевой плоскости, проходящей через боковые стенки камеры реактора 7 Реактор по п 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит поверхность нагрева разделительной стенки и полурадиационную поверхность нагрева, расположенные внутри камеры реактора 8 Реактор по п 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит конвективные газоходы, сообщенные с каждым выходным отверстием в передней и задней стенке камеры, и теплообменники, расположенные внутри этих конвективных газоходов, предназначенных для подачи топочных газов и захваченных газами частиц к поверхностям теплообменников О о 42091 9 Реаісгор по п 8, отличающийся тем, что внутри каждого конвективного газохода расположены пароперегреватель, промежуточный пароперегреватель и экономайзер 10 Реактор по п 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит отдельные промежуточ Настоящее изобретение относится, в основном, к реакторам или камерам сгорания с циркулирующим псевдоожиженным слоем, имеющим внутренний первичный сепаратор частиц отбойного типа, который предусматривает внутренний возврат всех унесенных твердых частиц к нижней части реактора или камеры сгорания для последующей рециркуляции без наружных и внутренних трубопроводов рециркуляции В частности, изобретение относится к усовершенствованной конструкции реактора или камеры сгорания с циркулирующим псевдоожиженным слоем, в которых камера реактора или топка с циркулирующим псевдоожиженным слоем имеет многочисленные выходные отверстия Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем (см описание изобретения к патенту США № 5343830, МПК5 F22B 1/00, опубл 1994), содержащий камеру реактора, ограниченную передней, задней и боковыми стенками камеры реактора и имеющую нижнюю часть, верхнюю часть и выходное отверстие, расположенное на выходе из верхней части камеры реактора в задней стенке камеры, первичный сепаратор частиц отбойного типа, расположенный внутри верхней части камеры реактора возле выходного отверстия и предназначенный для улавливания частиц, захваченных потоком газа, проходящим внутри камеры от нижней части к верхней части, и принуждающий их падать в нижнюю часть, полость, соединенную с первичным сепаратором частиц отбойного типа возле выходного отверстия в задней стенке камеры и расположенную полностью в камере реактора, предназначенную для приема уловленных частиц, падающих из первичного сепаратора частиц отбойного типа, и средства возврата, соединенные с полостью возле выходного отверстия в задней стенке камеры и расположенные полностью внутри камеры реактора, предназначенные для возврата частиц из полости непосредственно внутрь камеры реактора так, чтобы они свободно и беспрепятственно падали вниз вдоль стенок камеры к нижней части камеры реактора для последующей рециркуляции Это совершенно новый тип реактора или камеры сгорания с циркулирующим псевдоожиженным слоем, который предусматривает внутренний возврат всех первоначально уловленных твердых частиц к нижней части реактора или камеры сгорания для последующей рециркуляции без внешних и внутренних труб рециркуляции Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем имеет камеру реактора, обычно прямоугольного по ные газоходы, которые сообщены своими соответствующими входами с выходными отверстиями в передней и задней стенках камеры, и общий конвективный газоход, содержащий поверхности нагрева, расположенные ниже по потоку, при этом выход каждого промежуточного газохода объединен с общим конвективным газоходом перечного сечения и частично ограниченную охлаждаемыми текучей средой стенками камеры Стенки камеры, как правило, образованы трубами, отделенными друг от друга стальной мембраной так, чтобы образованный кожух был газонепроницаем Камера реактора, кроме того, имеет нижнюю часть, верхнюю часть и выходное отверстие, расположенное на выходе из верхней части Топливо, такое как уголь, и сорбент, такой как известняк, подаются в нижнюю часть постоянно и с регулируемым расходом при помощи любых традиционных средств, известных в данной области, например, гравиметрических загрузочных устройств, шаровых затворов и шнеков-питателей Первичный воздух, подается в нижнюю часть камеры реактора через воздушную камеру и соединенную с ней воздухораспределительную решетку Находящийся в основании дренажный канал удаляет золу и другие отходы из нижней части камеры реактора, а отверстия подачи вторичного воздуха обеспечивают баланс воздуха, необходимый для процесса выгорания топлива Смесь топочный газлъердые частицы, возникающая в процессе выгорания топлива циркулирующего псевдоожиженного слоя, подымается вверх внутри камеры реактора из нижней части к верхней части, передавая часть содержащегося в ней тепла к охлаждаемым текучей средой стенкам камеры Первичный сепаратор частиц отбойного типа размещается внутри верхней части камеры реактора и включает от 4 до 6 рядов вогнутых отбойных элементов, расположенных двумя группами - расположенной выше по потоку группой, имеющей два ряда, и расположенной ниже по потоку группой, имеющей от 2 до 4 рядов, оптимально - 3 ряда Элементы поддерживаются крышей камеры реактора Они не плоские Они могут иметь U-образную или Е-образную, или W-образную форму поперечного сечения или любую другую форму, имеющую вогнутую поверхность Первые два ряда отбойных элементов расположены в шахматном порядке относительно друг друга так, чтобы смесь топочный газлъердые частицы проходила через них, давая возможность захваченным газом твердым частицам ударяться об эту вогнутую поверхность, следующие 2-4 ряда отбойных элементов также расположены в шахматном порядке друг относительно друга Расположенная выше по потоку группа отбойных элементов будет улавливать захваченные газом частицы, принуждая их падать свободно внутрь и прямо вниз по направлению к нижней части камеры реактора против потока смеси топочный газлъердые частицы Отбойные элементы размещены внутри верхней части камеры реактора поперек и непос 42091 редственно выше по потоку относительно выходного отверстия Перекрывая выходное отверстие, каждый отбойный элемент в расположенной ниже по потоку группе выходит за пределы нижней, или рабочей, границы выходного отверстия примерно на 0,3 м Тем не менее, в предпочтительном варианте осуществления и в отличие от отбойных элементов расположенной выше по потоку группы, нижние концы отбойных элементов расположенной ниже по потоку группы входят в полость, находящуюся полностью внутри камеры реактора и предназначенную для приема уловленных частиц, падающих из расположенной ниже по потоку группы Частицы, уловленные расположенной ниже по потоку группой, также необходимо вернуть к нижней части камеры реактора Для этого имеются средства возврата, соединенные с полостью и также полностью расположенные внутри камеры реактора Через средства возврата частицы возвращаются из полости непосредственно внутрь камеры реактора, при этом они падают беспрепятственно вниз и не по каналу вдоль стенок камеры к нижней части камеры реактора для последующей рециркуляции В этом варианте осуществления полость функционирует больше в качестве средства перемещения, где частицы находятся лишь временно, а не как место, в котором частицы накапливаются в течение значительного периода времени Падение частиц вдоль стенок камеры позволяет свести к нулю вероятность их повторного вовлечения в перемещающуюся вверх смесь топочный газ^вердые частицы, проходящую через камеру реактора С выходным отверстием камеры реактора соединен конвективный газоход После прохождения сначала через расположенную выше по потоку группу, а затем через расположенную ниже по потоку группу смесь топочный газ^вердые частицы (в которой содержание твердых частиц значительно снизилось, но которая все еще содержит некоторое количество мелких частиц, не уловленных первичным сепаратором частиц отбойного типа) выходит из камеры реактора и входит в конвективный газоход Внутри конвективного газохода расположена поверхность теплопередачи, обусловленная особенностью конструкции котла с циркулирующим псевдоожиженным слоем Различные типы поверхностей теплопередачи, такие как испаритель, экономайзер, пароперегреватель или воздухоподогреватель и им подобные, также можно поместить внутрь конвективного газохода Ограничения обусловлены лишь требованиями, предъявляемыми к генерированию пара или производству полезной энергии, и термодинамическими ограничениями, известными в данной области После прохождения через всю или часть поверхности нагрева в конвективном газоходе смесь топочный газ/твердые частицы пропускают через вторичный сепаратор частиц, который, как правило, представляет собой мультициклон для удаления большей части частиц, оставшихся в газе Эти частицы также возвращают в нижнюю часть камеры реактора с помощью вторичной системы возврата частиц Очищенный топочный газ пропускают затем через воздухоподогреватель, используемый для предварительного нагрева посту пающего для поддержания горения воздуха, который подается вентилятором Охлажденный и очищенный топочный газ проходит затем через оконечный уловитель частиц, такой как электростатический фильтр или тканевый фильтр, через вытяжной вентилятор и дымовую трубу У заявляемого объекта и прототипа совпадают следующие существенные признаки они содержат камеру реактора, ограниченную передней, задней и боковыми стенками и имеющую нижнюю часть, верхнюю часть и выходное отверстие, расположенное на выходе из верхней части камеры в задней стенке камеры, первичный сепаратор частиц отбойного типа, расположенный внутри верхней части камеры реактора возле выходного отверстия и предназначенный для улавливания частиц, захваченных потоком газа, проходящим внутри камеры реактора от нижней части к верхней части, и принуждающий их падать в нижнюю часть, полость, соединенную с первичным сепаратором частиц отбойного типа возле выходного отверстия в задней стенке камеры и расположенную полностью в камере реактора, предназначенную для приема уловленных частиц, падающих из первичного сепаратора частиц отбойного типа, и средства возврата, соединенные с полостью возле выходного отверстия в задней стенке камеры и расположенные полностью внутри камеры реактора, предназначенные для возврата частиц из полости непосредственно внутрь камеры реактора так, чтобы они свободно и беспрепятственно падали вниз вдоль стенок камеры к нижней части камеры реактора для последующей рециркуляции Получению ожидаемого технического результата при использовании прототипа препятствуют следующие причины Такие реакторы с циркулирующим псевдоожиженным слоем и внутренней рециркуляцией имеют в камере реактора единственное выходное отверстие, перекрытое первичными сепараторами частиц отбойного типа В этих камерах реакторов размер, перпендикулярный к плоскости выходного отверстия, т е глубина камеры, ограничен примерно в соотношении 1/2 максимальной высоты первичных сепараторов частиц отбойного типа, или элементов U-образного сечения Как указывалось выше, максимальная высота элементов U-образного сечения определяется с учетом максимально допустимых напряжений в элементах U-образного сечения и эффективности отбора частиц, которая имеет тенденцию уменьшаться при увеличении длины элементов U-образного сечения На практике, таким образом, глубина камеры не превышает примерно 4,57 м Для камер реакторов с циркулирующим псевдоожиженным слоем и внутренней рециркуляцией большой мощности (100-200 МВт и более) такое ограничение глубины камеры приводит к недопустимо большому коэффициенту формы камеры (определяемому как отношение ширины камеры к глубине камеры) Кроме того, в таких известных реакторах с циркулирующим псевдоожиженным слоем и внутренней рециркуляцией топливо, как правило, подается с помощью многочисленных загрузочных устройств через переднюю стенку камеры Известняк или сорбент подается вместе с топливом или через отдельные инъекционные отверстия, распо 42091 ложенные в передней стенке, а иногда в задней стенке Твердые частицы также возвращают из вторичного сепаратора частиц через заднюю стенку, а для улучшения смешивания в нижней части камеры и для увеличения захвата твердых частиц при частичных нагрузках, камеру обычно заостряют в ее нижней части Сопла подачи вторичного воздуха также устанавливают на передних или задних стенках в этой заостренной части камеры Таким образом, очевидно, что, преодолев ограничение глубины камеры реактора (те ограничение глубины топки), можно получить усовершенствованную камеру сгорания с циркулирующим псевдоожиженным слоем и внутренней рециркуляцией для парогенераторов большой мощности или усовершенствованный реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем В основу изобретения поставлена задача создать такой реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем, в котором усовершенствование путем введения новых элементов и нового взаимного расположения элементов позволило бы при использовании изобретения обеспечить достижение технического результата, заключающегося в уменьшении коэффициента формы камеры реактора (те топки) за счет увеличении глубины камеры реактора при заданной ее ширине, что позволяет получить более компактную и экономичную конструкцию, в частности, для парогенераторов большой мощности На решение поставленной задачи направлено заявляемое изобретение, характеризуемое следующими существенными признаками, которые выражены определенными понятиями и достаточны для достижения ожидаемого технического результата во всех случаях, на которые распространяется объем правовой охраны В соответствии с изобретением заявляемый реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем, содержит камеру реактора, ограниченную передней, задней и боковыми стенками и имеющую нижнюю часть, верхнюю часть и выходное отверстие, расположенное на выходе из верхней части камеры в задней стенке камеры, первичный сепаратор частиц отбойного типа, расположенный внутри верхней части камеры реактора возле выходного отверстия и предназначенный для улавливания частиц, захваченных потоком газа, проходящим внутри камеры реактора от нижней части к верхней части, и принуждающий их падать в нижнюю часть, полость, соединенную с первичным сепаратором частиц отбойного типа возле выходного отверстия в задней стенке камеры и расположенную полностью в камере реактора, предназначенную для приема уловленных частиц, падающих из первичного сепаратора частиц отбойного типа, и средства возврата, соединенные с полостью возле выходного отверстия в задней стенке камеры и расположенные полностью внутри камеры реактора, предназначенные для возврата частиц из полости непосредственно внутрь камеры реактора так, чтобы они свободно и беспрепятственно падали вниз вдоль стенок камеры к нижней части камеры реактора для последующей рециркуляции От прототипа заявляемый реактор отличается следующим Реактор дополнительно содержит выходное отверстие, расположенное на выходе из верхней части камеры в передней стенке камеры, первичный сепаратор частиц отбойного типа, расположенный внутри верхней части камеры реактора возле выходного отверстия в передней стенке камеры и предназначенный для улавливания частиц, захваченных потоком газа, проходящим внутри камеры от нижней части к верхней части, и принуждающий их падать в нижнюю часть, полость, соединенную с первичным сепаратором частиц отбойного типа возле выходного отверстия в передней стенке камеры и расположенную полностью в камере реактора, предназначенную для приема уловленных частиц, падающих из первичного сепаратора частиц отбойного типа, и средства возврата, соединенные с полостью возле выходного отверстия в передней стенке камеры и расположенные полностью внутри камеры реактора, предназначенные для возврата частиц из полости непосредственно внутрь камеры реактора так, чтобы они свободно и беспрепятственно падали вниз вдоль стенок камеры к нижней части камеры реактора для последующей рециркуляции Между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом имеется следующая причинно-следственная связь Этот результат достигается настоящим изобретением путем увеличения количества выходных отверстий в камере реактора, предпочтительно до двух выходных отверстий, расположенных в противоположных, передней и задней, стенках в верхней части камеры реактора Эта конструкция эффективно удваивает площадь поперечного сечения выхода камеры реактора для заданной ширины камеры реактора и поэтому позволяет увеличить в два раза глубину камеры реактора и, следовательно, уменьшить в два раза коэффициент формы камеры реактора При этом ограничения высоты элементов U-образного сечения, образующих первичные сепараторы частиц отбойного типа на выходах камеры реактора, находятся в допустимых пределах В частных случаях выполнения заявляемый реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем характеризуется следующими отличительными от прототипа признаками Реактор дополнительно содержит средства доставки топлива и сорбента к нижней части камеры реактора Реактор дополнительно содержит воздушную камеру, соединенную с нижней частью камеры реактора Первичные сепараторы частиц отбойного типа включают ряды вогнутых отбойных элементов, которые имеют Uобразную или Е-образную, или W-образную форму поперечного сечения или любую другую подобную вогнутую форму Ряды вогнутых отбойных элементов расположены двумя группами, одна из которых расположена выше по потоку, а другая ниже по потоку, при этом каждая группа имеет, по меньшей мере, два ряда вогнутых отбойных элементов Реактор выполнен симметрично относительно вертикальной осевой плоскости, проходящей через боковые стенки камеры реактора Реактор дополнительно содержит поверхность нагрева разделительной стенки и полурадиационную поверхность нагрева, расположенные внутри камеры реактора Реактор дополнительно содер 42091 жит конвеїсгивньїе газоходы, сообщенные с каждым выходным отверстием в передней и задней стенке камеры, и поверхности теплообменников, расположенные внутри этих конвективных газоходов, которые предназначены для подачи топочных газов и захваченных газами частиц к поверхностям теплообменников Внутри каждого конвективного газохода расположены такие поверхности теплообменников, как поверхности пароперегревателя, промежуточного пароперегревателя и экономайзера Реактор дополнительно содержит отдельные промежуточные газоходы, которые сообщены своими соответствующими входами с выходными отверстиями в передней и задней стенках камеры, и общий конвективный газоход, содержащий поверхности нагрева, расположенные ниже по потоку, при этом выход каждого промежуточного газохода объединен с общим конвективным газоходом Средства доставки топлива и сорбента к нижней части камеры реактора выполнены, например, в виде управляемых питателей с принудительной шнековой подачей Для лучшего понимания сути изобретения, его функциональных преимуществ и выгод, получаемых от его использования, даны ссылки на прилагаемые чертежи и описательный материал, в которых иллюстрируются предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения Сущность изобретения поясняется иллюстрирующими материалами, на которых изображено Позиция на фиг 1 - вид сбоку в разрезе усовершенствованного реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем или камеры сгорания в соответствии с настоящим изобретением, на фиг 2 - схематическое изображение вида сбоку устройства, изображенного на фиг 1, на фиг 3 - 8 - альтернативные конфигурации для подачи смеси топочного газа и твердых частиц из камеры реактора через отдельные промежуточные газоходы к единственному общему конвективному газоходу, содержащему все расположенные ниже по потоку поверхности нагрева, где на фиг 3 - вид в разрезе верхней части реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем или камеры сгорания, на фиг 4 - вид в разрезе фиг 3, сделанный в сечении 4-4, на фиг 5 - вид сверху фиг 3, частично в сечении, на фиг 6 - 8 - частичные виды в разрезе фиг 5, которые иллюстрируют конструктивные разновидности выполнения путей подачи смеси топочного газа и твердых частиц в отдельные промежуточные газоходы и в единственный общий конвективный газоход, где на фиг 6 - частичный вид в разрезе фиг 5, сделанный в сечении 6-6, на фиг 7 - частичный вид в разрезе фиг 5, сделанный в сечении 7-7, на фиг 8 - частичный вид в разрезе фиг 5, сделанный в сечении 8-8 На графических материалах проставлены следующие обозначения Наименование элемента 1 Реактор 2 Камера реактора 3 Передняя стенка камеры 4 Задняя стенка камеры 5 Боковые стенки камеры 6 Нижняя часть камеры 7 Верхняя часть камеры 8 Выходные отверстия 9 Первичные сепараторы частиц 10 Отбойные элементы 11 12 Группы отбойных элементов, расположенные выше по потоку Группы отбойных элементов, расположенные ниже по потоку 13 14 Рабочая граница выходного отверстия Полости для приема уловленных частиц 15 Средства возврата уловленных частиц 16 Дренажный канал 17 Разделительные стенки 18 Полурадиационные поверхности 19 Ветвь нижней части топки 20 21 Ветвь нижней части топки Сопла подачи вторичного воздуха 42091 Продолжение Позиция Наименование элемента 22 Вводы известняка в топку 23 Вводы первичного воздуха в топку 24 Воздушные камеры 25 Воздухораспределительные решетки 26 Конвективные газоходы 27 Подвесные секции конвективных газоходов 28 29 Горизонтальные секции конвективных газоходов Пароперегреватели 30 Промежуточные пароперегреватели 31 Экономайзеры 32 Вторичные сепараторы частиц 33 Вторичные системы возврата частиц 34 35 Воздухоподогреватель Вентилятор 36 Газоходы 37 Промежуточные газоходы 38 Общий конвективный газоход 39 40 Паровой барабан Направление выхода смеси топочного газа и твердых частиц 41 Неохлаждаемая плита, включающая стороны газохода 42 Охлаждаемая поверхность, включающая стороны газохода 43 Смесь топочного газа и твердых частиц 44 Твердые частицы D Глубина камеры реактора (топки) Р Вертикальная осевая плоскость Предпочтительный вариант осуществления описан для камеры сгорания с циркулирующим псевдоожиженным слоем - реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, в котором происходит процесс горения Несмотря на то, что настоящее изобретение имеет отношение к котлоагрегатам или парогенераторам, которые используют камеры сгорания с циркулирующим псевдоожиженным слоем (т е топки) как средство, с помощью которого производится тепло, очевидно, что настоящее изобретение может быть также использовано в различных типах реакторов с циркулирующим псевдоожиженным слоем Например, изобретение может использоваться в реакторе, в котором осуществляются химические реакции иные, чем реакция горения, или там, где смесь газа и плотных частиц из процесса горения, происходящего в другом месте, подается в реактор для проведения последующих технологических операций, или там, где внутри реактора частицы и/или твердые тела вводятся в газ, который не обязательно является побочным продуктом процесса горения Согласно иллюстративному материалу вообще, в котором одни и те же числа обозначают одинаковые или функционально похожие элементы, на нескольких рисунках, и на фиг 1 и 2 в частности, показан первый вариант осуществления усовершенствованного реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем согласно настоящему изобретению Реактор 1 содержит камеру 2 реактора, которая ограничена передней стенкой 3, задней стенкой 4 и боковыми стенками 5, образующими камеру реактора Камера 2 реактора имеет нижнюю часть 6, верхнюю часть 7 и выходные отверстия 8, расположенные на выходе из верхней части камеры в задней стенке 4 камеры и в передней стенке 3 камеры Реактор 1 содержит первичные сепараторы частиц 9 отбойного типа, которые расположены внутри верхней части 7 камеры 2 реактора возле выходных отверстий 8 и предназначены для улавливания частиц, захваченных потоком газа, проходящим внутри камеры 2 реактора от нижней части 6 камеры к верхней ее части 7, и принуждающие их падать в нижнюю часть 6 камеры Первичный сепаратор частиц 9 размещен внутри верхней части 7 камеры 2 реактора и содержит от четырех до шести рядов вогнутых отбойных элементов 10, которые имеют, например, U-образную форму и расположены двумя группами Группы 11 отбойных элементов расположены выше по потоку и имеют по два ряда отбойных элементов 10 Группы 12 отбойных элементов расположены ниже по потоку и имеют от двух до четырех рядов отбойных элементов 10, оптимально - три ряда Отбойные элементы 10 размещены внутри верхней части 7 камеры 2 реактора поперек и непосредственно выше по потоку относительно выходных отверстий 8 Перекрывая выходные отверстия 8, каждый отбойный элемент 10 в расположенной 42091 ниже по потоку группе 12 выходит за пределы рабочей границы 13 выходного отверстия 8 примерно на 0,3 м Для приема частиц, уловленных расположенными ниже по потоку группами 12 отбойных элементов 10 первичных сепараторов частиц 9, предназначены полости 14, соединенные с первичными сепараторами частиц 9 возле выходных отверстий 8 в задней стенке 4 и в передней стенке 3 камеры 2 реактора В предпочтительном варианте нижние концы отбойных элементов 10 расположенных ниже по потоку групп 12 входят в полости 14 для приема уловленных частиц Полости 14 для приема уловленных частиц расположены полностью внутри камеры 2 реактора, то есть внутри топки Каждая полость 14 для приема уловленных частиц ограничена передней стенкой 3 или задней стенкой 4 камеры реактора, перегородкой и передней стенкой полости Нижний конец передней стенки полости 14 для приема уловленных частиц отогнут к передней стенке 3 или к задней стенке 4 камеры реактора с образованием раструба Для возврата частиц из полостей 14 непосредственно внутрь камеры реактора предназначены средства возврата 15 уловленных частиц, соединенные с полостями 14 для приема уловленных частиц возле выходных отверстий 8 в задней стенке 4 и в передней стенке 3 камеры 2 реактора Средства возврата 15 уловленных частиц, расположены полностью внутри камеры 2 реактора, то есть внутри топки, и предназначены для возврата частиц из полостей 14 непосредственно внутрь камеры реактора так, чтобы они свободно и беспрепятственно падали вниз вдоль стенок камеры 3 и 4 к нижней части 6 камеры реактора для последующей рециркуляции Каждое средство 15 возврата уловленных частиц представляет собой прямоугольный желоб, образованный передней стенкой 3 или задней стенкой 4 камеры и соответствующими продольными перегородками, или ряд разнесенных отверстий соответствующего размера, которые расположены от нижнего конца соответствующей передней стенки полости 14 для приема уловленных частиц вдоль передней или задней стенки камеры реактора до нижней части 6 камеры Средствами возврата 15 частицы возвращаются из полостей 14 непосредственно внутрь камеры 2 реактора При этом возвращаемые частицы будут падать беспрепятственно вниз по каналу вдоль стенок камеры 3 и 4 к нижней части 6 камеры для последующей рециркуляции В этом варианте полости 14 функционируют больше в качестве средства перемещения, где частицы находятся лишь временно, а не как место, в котором частицы накапливаются в течение значительного периода времени Падение частиц вдоль стенок камеры 2 реактора позволяет свести к нулю вероятность их повторного вовлечения в перемещающуюся вверх смесь топочный гаэльердые частицы, проходящую через топку реактора В основании камеры 2 реактора расположен дренажный канал 16, который предназначен для удаления золы и других отходов из нижней части топки Фундаментальным отличием настоящего изобретения от известных реакторов или камер сгорания с циркулирующим псевдоожиженным слоем является наличие нескольких выходных отверстий 8 камеры реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, предпочтительно в количестве двух, расположенных на противоположных, передней 3 и задней 4, стенках камеры 2 реактора в верхней части 7 камеры 2 реактора Стенки камеры 2 реактора это, как правило, трубы, отделенные друг от друга стальной мембраной для достижения газонепроницаемости кожуха Эта конструкция эффективно увеличивает в два раза площадь поперечного сечения выхода камеры реактора (те топки) для заданной ширины устройства, тем самым позволяя увеличить в два раза глубину D камеры реактора Ограничение высоты отбойных элементов 10 U-образного сечения, которые находятся в верхней части 7 камеры 2 реактора и которые здесь предназначены для обоих выходных отверстий 8 топки, может быть в допустимых с учетом конструкции пределах По существу, здесь сам по себе реактор 1 с циркулирующим псевдоожиженным слоем симметричен относительно вертикальной осевой плоскости Р, проходящей через боковые стенки 5 камеры 2 реактора Каждая половина реактора 1 с циркулирующим псевдоожиженным слоем является зеркальным отображением другой При необходимости поверхность разделительной стенки 17 (обычно кипятильная поверхность или испаритель) и/или полурадиационная поверхность 18 (обычно поверхность пароперегревателя или поверхность промежуточного пароперегревателя, но она также может быть кипятильной поверхностью или испарителем) расположены внутри камеры 2 реактора, то есть внутри топки, для обеспечения теплопоглощения, необходимого для используемого цикла паровой турбины При использовании в камере реактора таких двойных выходных отверстий 8, расположенных напротив друг друга, топливо и известняк подают через переднюю 3 и заднюю 4 стенки камеры Для обеспечения лучшего смешивания в нижней части камеры нижняя часть камеры реактора раздваивается на две ветви 19 и 20, а сопла 21 подачи вторичного воздуха устанавливаются в переднюю и заднюю стенки ветвей 19 и 20 Для таких видов топлива, которые требуют более однородного распределения известняка для эффективного связывания серы, можно вводить известняк в вводы 22 с обеих сторон (передней и задней) каждой ветви 19 и 20 нижней части топки Для поддержания горения и создания псевдоожиженного слоя первичный воздух подается через вводы 23 в воздушные камеры 24 с воздухораспределительными решетками 25, которые установлены в нижней части каждой ветви 19 и 20 Воздушные камеры 24 выполнены в виде ограниченных стенками полостей, которые сверху закрыты воздухораспределительными решетками 25 Для соблюдения пропорциональности количества поступающего топлива и воздуха они подаются к каждой ветви 19 и 20 нижней части топки Каждый механизм загрузки топлива подает топливо к обеим ветвям, а для обеспечения подачи пропорционального количества воздуха, поступающего в зону горения, и загружаемого топлива используются демпферы известной конструкции (не показаны) в первичных и вторичных воздуховодах В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения каждое из двух выходных отверстий 8, в свою очередь, сообщено с конвективным газоходом 26 Каждый из конвективных газоходов 26 предпочтительно включает первую часть, в которой размещенные в ней поверхности теплообменника выполнены в виде вертикально подвешенных пучков труб Эта часть называется 42091 подвесной секцией 27 конвективного газохода Вторая, расположенная ниже по потоку, часть каждого из конвективных газоходов предпочтительно включает участок, на котором расположенные в нем поверхности теплообменника выполнены в виде горизонтальных пучков труб Эта часть называется горизонтальной секцией 28 конвективного газохода 26 Внутри этих секций конвективного газохода 26 можно разместить различные типы поверхностей теплообменника, в том числе поверхности пароперегревателя 29, промежуточного пароперегревателя 30 и экономайзера 31 Их можно разместить в различном порядке и в различных комбинациях с учетом проходящего через них потока смеси топочных газов и твердых частиц Особенности применения этих типов поверхностей теплообменника зависят от особенностей циклов турбины, потоков смеси топочного газа и твердых частиц и температуры газа на выходах из топки В некоторых случаях поверхность нагрева для заданного типа будет находиться полностью в подвесной секции 27 конвективного газохода 26 или полностью в горизонтальной секции 28 конвективного газохода 26, или же поверхности нагрева можно распределить так, что часть поверхностей нагрева будет находиться в каждой секции Несмотря на то, что принцип зеркальной симметрии усовершенствованного реактора 1 с циркулирующим псевдоожиженным слоем может распространяться на все структуры поверхностей нагрева в каждом конвективном газоходе 26, не является обязательным требованием, чтобы каждый такой конвективный газоход 26 имел одинаковый тип и устройство поверхностей нагрева втом же порядке с учетом потока смеси топочных газов и твердых частиц Возможно, например, что в некоторых устройствах поверхность пароперегревателя 29 размещается в одном конвективном газоходе, а поверхность промежуточного пароперегревателя 30 - в другом конвективном газоходе Возможны также некоторые конструкционные различия в каждом типе поверхности нагрева в каждом конвективном газоходе 26 Для улавливания последних полезных фракций твердых частиц из смеси топочных газов и твердых частиц и для их возврата в нижнюю часть 6 камеры 2 реактора в каждой секции конвективного газохода 26, ниже по потоку от последних пучков поверхности нагрева, могут быть предусмотрены вторичные сепараторы частиц 32, которые включают батарейные циклоны - мультициклоны, и вторичные системы возврата частиц 33 в нижнюю часть камеры реактора через переднюю 3 и заднюю 4 стенки камеры 2 реактора В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения каждое из двух выходных отверстий 8, в свою очередь, сообщено с конвективным газоходом 26 таким образом, чтобы смесь топочного газа и твердых частиц нагревала находящиеся в нем поверхности теплообменника Для предварительного нагрева очищенным топочным газом воздуха, поступающего для поддержания горения, используют воздухоподогреватель 34, соединенный с вентилятором 35 В альтернативном варианте выходные отверстия 8 камеры могут соединяться с отдельными промежуточными газоходами, не имеющими ни одной поверхности нагрева, которые в конечном счете объединены в единый общий конвективный газоход, содержащий все расположенные ниже по потоку поверхности нагрева В этом случае ниже по потоку от последних пучков поверхности нагрева в общем конвективном газоходе может быть предусмотрен единственный вторичный сепаратор частиц, преимущественно включающий мультициклон, предназначенный для улавливания последних полезных фракций твердых частиц из топочных газов в общем конвективном газоходе и возврата их с помощью вторичной системы возврата частиц 33 в нижнюю часть 6 камеры 2 реактора Фиг 3-8 иллюстрируют различные конфигурации альтернативных устройств, упомянутых выше Фиг 3 - это вид в разрезе верхней части 7 камеры 2 реактора или камеры сгорания с циркулирующим псевдоожиженным слоем, фиг 4 - это вид в разрезе фиг 3 в сечении 4-4, фиг 5 - это вид сверху фиг 3, частично в сечении В частном случае выполнения после отбойных элементов 10 по потоку расположены газоходы 36, которые сообщены с отдельными промежуточными газоходами 37 Каждый из отдельных промежуточных газоходов 37 выходит в единственный общий конвективный газоход 38, содержащий все расположенные ниже по потоку поверхности нагрева, такие как пароперегреватель 29, промежуточный пароперегреватель 30 и экономайзер 31 В верхней части котельной камеры расположен паровой барабан 39 На фиг 6 и 7 стрелкой 40 указано направление выхода смеси топочного газа и твердых частиц вверх так же, как показано на фиг 3 Фиг 6 иллюстрирует конструкцию, в которой неохлаждаемая плита 41 включает стороны газохода 36 Фиг 7 иллюстрирует то же, что и фиг 6, но отличие состоит в том, что стороны газохода 36 включает охлаждаемая текучей средой поверхность 42 В процессе работы реактора (см фиг 1 и 2) твердые частицы захватываются потоком газа, проходящим внутри камеры реактора от нижней части 6 к верхней части 7 камеры 2 реактора, образуя смесь 43 топочного газа и твердых частиц Смесь 43 топочного газа и твердых частиц проходит вверх внутри камеры 2 реактора и после взаимодействия с отбойными элементами 10 выходит через два противоположных выходных отверстия 8 камеры 2 в верхней части 7 камеры 2 реактора После прохождения через отбойные элементы 10 первичных сепараторов частиц 9 смесь 43 топочного газа и твердых частиц через выходные отверстия 8 входит в конвективные газоходы 26 Частицы, уловленные первичным сепаратором частиц 9, падают беспрепятственно вниз по каналам вдоль передней стенки 3 и задней стенки 4 камеры 2 реактора в нижнюю часть 6 для последующей рециркуляции Смесь 43 топочного газа и оставшихся твердых частиц, проходя через конвективные газоходы 26, отдает свое тепло расположенным в них поверхностям нагрева Затем после прохождения через поверхности нагрева в конвективном газоходе 26 смесь 43 топочного газа и твердых частиц пропускают через вторичный сепаратор частиц 32 - мультициклон, который удаляет большую часть оставшихся в газе твердых частиц 44 Эти твердые частицы 44 также возвращают в нижнюю часть 6 камеры 2 реактора с помощью вторичной системы возврата частиц 33 через переднюю 3 и заднюю 4 стенки камеры Очищенный топочный газ пропускают затем через воздухоподогреватель 34, используемый для предварительного нагрева поступающего для поддержания горения воздуха, который подают венти 42091 лятором 35, а охлажденный и очищенный топочный газ направляют в оконечный уловитель частиц, такой как электростатический фильтр или тканевый фильтр, и далее через вытяжной вентилятор в дымовую трубу В частном случае выполнения (см фиг 3-5) после прохождения через отбойные элементы 10 первичных сепараторов частиц 9 смесь 43 топочного газа и твердых частиц через выходные отверстия 8 входит в газоходы 36, которые сообщены с отдельными промежуточными газоходами 37 Частицы, уловленные первичным сепаратором частиц 9, падают беспрепятственно вниз по каналам вдоль передней стенки 3 и задней стенки 4 камеры 2 реактора в нижнюю часть 6 для последующей рециркуляции На фиг 6-8 показаны конструктивные разновидности путей выхода смеси 43 топочного газа и твердых частиц из газохода 36 по пути ее продвижения к отдельным промежуточным газоходам 37 и к единому общему конвективному газоходу 38 Фиг 8 иллюстрирует конструкцию, в которой смесь 43 топочного газа и твердых частиц выходит через сторону газохода 36 Одной из сторон газохода 36 может служить как неохлаждаемая плита 41, так и охлаждаемая текучей средой поверхность 42 Таким образом, после промежуточных газоходов 37 смесь 43 топочного газа и твердых частиц попадает в общий конвективный газоход 38 Затем после прохождения через поверхности нагрева в общем конвективном газоходе 38 смесь 43 топочного газа и твердых частиц пропускают через единственный вторичный сепаратор частиц, преимущественно мультициклон, который удаляет большую часть оставшихся в газе твердых частиц Эти твердые частицы также возвращают в нижнюю часть 6 камеры 2 реактора с помощью вторичной системы возврата частиц 33 через переднюю 3 и заднюю 4 стенки камеры Очищенный топочный газ пропускают затем через воздухоподогреватель 34, используемый для предварительного нагрева поступающего для поддержания горения воздуха, который подают вентилятором 35 Охлажденный и очищенный топочный газ направляют в оконечный уловитель частиц, такой как электростатический фильтр или тканевый фильтр, и далее через вытяжной вентилятор в дымовую трубу Несмотря на то, что конкретные варианты осуществления изобретения были описаны подробно для того, чтобы проиллюстрировать применение принципов изобретения, для специалистов в данной области будет очевидной не противоречащая этим принципам возможность изменения формы изобретения, охваченного объемом нижеследующей формулы Например, настоящее изобретение применимо для новой конструкции, использующей реакторы или камеры сгорания с циркулирующим псевдоожиженным слоем Оно является особо приемлемой не загрязняющей среду заменой для существующих парогенераторов, как основанных на использовании распыленного угля, так и других твердотопливных парогенераторов, особенно там, где доступна только минимальная площадь под котлоагрегат или котельную камеру и где все еще необходимо обеспечить значительную парогенерирующую мощность В некоторых вариантах осуществления изобретения для достижения лучшего результата определенные признаки могут быть использованы без соответствующего использования других признаков В соответствии с этим все эти изменения и варианты осуществления полностью подпадают под объем нижеследующей формулы изобретения 42091 p Фиг. 1 10 G _іиф г^т П її 8 01 \У V Ч/ \7~~\7 г оооо о о о б о о о о о о о 42091 40 41 10 36 14 15 Фиг. 6 Фиг. 5 40 j-4 10 42 10 40 36 VI 14 42 зв 15 14 У 15 Фиг. 7 Фиг. 8 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3 12 42091 13