RS56059B1 - Izmenjivač toplote sa fluidizovanim slojem - Google Patents
Izmenjivač toplote sa fluidizovanim slojemInfo
- Publication number
- RS56059B1 RS56059B1 RS20170579A RSP20170579A RS56059B1 RS 56059 B1 RS56059 B1 RS 56059B1 RS 20170579 A RS20170579 A RS 20170579A RS P20170579 A RSP20170579 A RS P20170579A RS 56059 B1 RS56059 B1 RS 56059B1
- Authority
- RS
- Serbia
- Prior art keywords
- heat transfer
- fluidized bed
- heat exchanger
- transfer means
- chamber
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
- F23C10/04—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
- F23C10/08—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
- F23C10/10—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/18—Details; Accessories
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- 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
- F23M9/00—Baffles or deflectors for air or combustion products; Flame shields
- F23M9/10—Baffles or deflectors formed as tubes, e.g. in water-tube boilers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Description
[0001] Pronalazak se odnosi na takozvani Izmenjivaþ Toplote sa Fluidizovanim Slojem (ITFS) Ureÿaja sa Cirkulacionim Fluidizovanim Slojem (UCFS). Opšta konstrukcija UCFS obuhvata:
- Reaktor sa Cirkulacionim Fluidizovanim Slojem (RCFS) konstruisan kao komora za sagorevanje, reaktor za sagorevanje, kotao, gasifikator, parni kotao itd. kao što je prikazano -i.a. - u US 6,802,890 B2. U tipiþnom RCFS gas (vazduh) prolazi kroz permeabilnu rešetkastu oblast na dnu reaktora, þija rešetka podupire fluidizovani sloj þestica materijala, takozvano punjenje za sagorevanje, koje uglavnom sadrži gorive materijale kao što je ugalj. Ovo daje materijalu za sagorevanje i drugim komponentama u fluidizovanom sloju ponašanje kljuþale teþnosti.
[0002] Aerizovane mešavine þestice materijala/goriva omoguüuju unapreÿenje procesa sagorevanja i efektivnost.
[0003] Punjenje za sagorevanje je fluidizovano vazduhom/gasom, þesto uduvavajuüi isti posredstvom dizni. Fluidizovani sloj obuhvata takozvanu oblast guste ploþe iznad pomenute rešetke i susedno postavljene do pomenutog permeabilnog dna reaktora, dok se gustina þestica materijala u fluidizovanom sloju smanjuje u gornjem delu prostora reaktora, takoÿe nazvanim oblast slobodnog materijala iznad fluidizovanog sloja.
[0004] Komora za sagorevanje je þesto ograniþena spoljnim vodenim zidovima, napravljenim od cevi, kroz koje protiþe voda, gde su pomenute cevi ili direktno meÿusobno zavarene da bi ostvarile strukturu zida ili sa perajem/rebrom izmeÿu paralelno postavljenih cevnih sekcija.
[0005] Pošto veüina pomenutih materijala za sagorevanje kao sto su ugalj, drvo itd. sadrže sumpor i/ili štetne supstance neophodno je preþistiti izlazne gasove pri izlasku iz komore za sagorevanje, na odgovarajuüi naþin.
[0006] RCFS obiþno ima najmanje jedan izlaz na svom gornjem kraju, gde pomenuti izlaz obezbeÿuje napuštanje mešavine gasa i þvrstih þestica iz reaktora, kako bi ustrujale u bar jedan povezani separator.
[0007] Separator, na primer ciklon separator, služi za separaciju þvrstih þestica (þestice materijala ukljuþujuüi i pepeo) od navedenog gasa. Tipiþna konstrukcija ovakvog jednog separatora je opisana u US 4,615,715. Ponovo se spoljašnji zidovi separatora mogu konstruisati sa šupljim prostorima da bi se omoguüio protok vode kroz iste.
- Sredstva za transport pomenutih separisanih þvrstih þestica iz separatora u najmanje jedan Izmenjivaþ Toplote sa Fluidizovanim Slojem (ITFS) preko najmanje jednog odgovarajuüeg ulaza navedenog ITFS. Ova sredstva mogu biti vodovi/cevi/kanali ili sliþno.
- Sifon se pruža od separatora ka RCFS i/ili ITFS da bi obezbedio razdvajanje pritiska (polja) izmeÿu separatora i RCFS.
- Najmanje jedan Izmenjivaþ Toplote sa Fluidizovanim Slojem (ITFS) omguüuje korišüenje toplote, obezbeÿene od strane þestica materijala, za generisanje snage, na primer za grejanje i poveüanje pritiska pare kao medijuma za prenos toplote u sredstvima za transport (kroz cevi ili sliþno), kroz pomenuti ITFS i dalje do turbina ili sliþno.
- ITFS je opremljen sa najmanje jednim ulaznim otvorom i najmanje jednim izlaznim otvorom, poslednjim prilagoÿenim kao recirkulaciono sredstvo za najmanje jedan deo þvrstih þestica na njihovom puta ka izlazu iz ITFS i nazad u Reaktor sa Cirkulacionim Fluidizovanim Slojem RCFS.
[0008] Brojne konstrukcije ovakvih ureÿaja i komponenata su razvijene u prethodnim decenijama, ukljuþujuüi i izmenjivaþ toplote sa fluidizovanim slojem prema US 6,962,676 B1, koju opisuje preambula zahteva 1. Ipak postoje stalni zahtevi za unapreÿenjima, posebno u vezi sa energetskom efikasnošüu (tipiþan opseg kapaciteta: 50 do 600MW - elektriþni -), efikasnost, jednostavna konstrukcija, izbegavanje mehaniþkih i termomehaniþkih napona, kompaktnost (tipiþne mere komore reaktora: visina: 30-60m, širina: 13-40m, dubina: 15-40m). Predmet pronalaska je ostvaren pomoüu izmenjivaþa toplote sa fluidizovanim slojem prema zahtevu 1. Pronalazak poþinje od ITFS sa komorom, sastojeüi se od najmanje jednog ulaznog otvora za þvrste þestice materijala, od najmanje jednog izlaznog otvora za þvrste þestice materijala, postavljene na udaljenosti veliþine od najmanje jednog ulaznog otvora, sredstvima za uvoÿenje fluidizovanog gasa iz oblasti na dnu pomenute komore u unutrašnjost pomenute komore i najmanje jedno sredstvo za prenos toplote postavljeno unutar pomenute komore.
[0009] Pronalazak obuhvata tri strukturna elementa, naime
a) konstrukcija i raspored sredstava za prenos toplote unutar izmenjivaþa toplote sa fluidizovanim slojem (unutar komore),
b) konstrukcija i raspored jedne ili više pregrada unutar pomenute komore i gore pomenutih sredstava za prenos toplote,
c) konstruktivni spoj pomenutih sredstava za prenos toplote i navedene(ih) pregrade(a).
ad a)
[0010] Sredstva za prenos toplote se protežu u vertikalno nižem delu ITFS komore i
- u glavnom pravcu protoka þvrstih þestica na njihovom putu od ulaznog otvora kroz ITFS do njegovog izlaznog otvora,
- suštinski paralelnih jedno sa drugim,
- sa prostorom izmeÿu susednih sredstava za prenos toplote.
[0011] Produžavanje svakog od sredstava za prenos toplote u pravcu protoka þestica se može najbolje ostvariti konstrukcijom nalik zidu (suštinski ravnom i kompaktnom dizajnu pojedinaþno svakog sredstva za prenos toplote).
[0012] U kombinaciji sa njihovom orijentacijom ovo omoguüava da se rasporede grupe (setovi) mnogostrukih sredstava za prenos toplote na rastojanju jednog od drugog, pritom formirajuüi prostor izmeÿu susednih sredstava za prenos toplote nalik zidovima/panelima. Drugim reþima: kanali naizgled “šupljine/meÿuprostori” su rasporeÿeni izmeÿu susednih sredstava za prenos toplote, þiji se kanali takoÿe prostiru u pravcu protoka/transporta þvrstih þestica od ulaza u komoru prema izlaznoj oblasti (izlazni otvor) komore. Celokupni dizajn ovog dela ITFS je sliþan komori, podeljen središnjim zidovima u pregrade, sve se prostiruüi linearno izmeÿu ulaznih i izlaznih otvora na ITFS.
[0013] Termin “nalik zidu" se ne odnosi samo na kockasti dizajn sa ravnim površinama veü i na opštu zapreminu koju zauzimaju sredstva za prenos toplote. Cev, meandrirajuüi (cik-cak), tako da centralna logitudinalna osa cevi leži u jednoj zamišljenoj ravni, predstavlja jedan primer za konstruktivni šablon “nalik zidu”. Sekcije cevi se mogu prostirati u razliþitim pravcima duž dve ose koordinatnog sistema (u istoj ravni).
[0014] Ova konstrukcija omoguüava da þvrste þestice unutar fluidizovanog sloja mogu da struje kroz pomenute prostore/kanale izmeÿu susednih diskretnih/zasebnih sredstava za prenos toplote, naime unutar pomenutih prostora (kanala) formiranih izmeÿu susednih sredstava za prenos toplote, iako materijal može da prodre u sredstva za prenos toplote (na primer u sluþaju sredstava za prenost toplote napravljenih od jedne ili više meandriranih cevi), ipak u mnogo manjoj meri nego u glavnom pravcu protoka.
[0015] Ovo važi naroþito ako se diskretna/zasebna sredstva za prenos toplote obezbede sa savijenim tubama /cevþicama, na primer prema jednoj od sledeüih ponuÿenih opcionih formi:
- Konstruktivni šablon naizgled kao zid se sastoji od mrežaste strukture. Ovo omoguüava þesticama da struje u svim pravcima koordinatnog sistema ali držeüi glavni pravac transporta prema izlaznom otvoru.
- Sredstva za prenos toplote su konstruisana kao cevi za razmenu toplote za transport medijuma za prenos toplote i rasporeÿenih u stilu meandriranih cevi, stoga formirajuüi vertikalno orijentisan konstruktivni šablon “nalik zidu”.
- Višestruka sredstva za prenos toplote su rasporeÿena na rastojanju jedno od drugog, formirajuüi set/grupu sredstava za prenos toplote. Ovo daje paket/set sredstava za prenos toplote koji se šire unutar zapremine komore.
- Sredstva za prenos toplote zauzimaju oko 50-90% visine komore, poþinjuüi od ili blizu dna komore.
- Sredstva za prenos toplote zauzimaju nešto manje od 80% širine komore.
- Sredstva za prenos toplote zauzimaju prostor nešto malo iznad dna pa nagore.
- Horizontalno postiruüe sekcije meandrirane(ih) cevi za razmenu toplote su najmanje 3 puta duže od vertikalno prostiruüih sekcija iste cevi za razmenu toplote. Ovo istiþe osnovni glavni pravac transporta þvrstih þestica.
- Sredstva za prenos toplote se mogu ponašati kao dogrejaþ ili pregrejaþ za dogrevanje ili predgrevanje medijuma za transport unutar pomenutih sredstava (cevi).
- Fluid, koji protiþe kroz pomenute cevi za razmenu toplote, može biti para, na primer para na temperaturama od 300 stepeni C do 650 stepeni C i/ili 80bar do 300bar.
- Nekoliko cevi za razmenu toplote mogu biti povezane sa centralnom (zajedniþkom) cevi za napajanje.
- Susedni profili iste cevi za razmenu toplote ili druga cev za razmenu toplote istog zida za razmenu toplote prostiru se na rastojanju jedni od drugih 0,1 do 4 puta (ili 0,5 do 2 puta) veüem od spoljašnje cevi za razmenu toplote.
- Nije neophodna/obezbeÿena ulazna komora i/ili povratna komora za þvrste þestice u ITFS da bi se omoguüio model neprekidnog toka.
ad b)
[0016] Najmanje jedna pregrada se prostire duž gornjeg dela ITFS komore, i
- u osnovi upravna na sredstva za prenos toplote,
- time suštinski upravna na glavni pravac transporta þvrstog materijala izmeÿu ulaznih i izlaznih otvora.
- nadole sa plafona komore,
- svojim donjim krajem na rastojanju od sredstava za prenos,
i obuhvata produžetke, koji štrþe u prostoru izmeÿu susednih sredstava za prenos toplote.
[0017] Pregrada(e) se prostiru suštinski upravno na pravu liniju izmeÿu ulaznog otvora i izlaznog otvora i u osnovi vertikalne.
[0018] Ova makar jedna pregrada ne utiþe na protok þvrstih þestica unutar dela ITFS koji je opremljen sa sredstvima za prenos toplote kao što su rasporeÿena gorepomenuta sredstva za prenos toplote i služe samo da preusmere dolazeüu struju þvrstih þestica (nadole) i da izjednaþi pritisak iznad fluidizovanog sloja i duž horizontalnog popreþnog preseka komore, naroþito, ako je opremljen sa otvorom(ima).
[0019] Pregrade imaju funkciju razdelnih zidova i za izbegavanje preþica u protoku þvrstog materijala (direktno od ulaznog otvora do izlaznog otvora). Oni podstiþu struju þvrstih þestica da prodire u zonu prenosa toplote izmeÿu sredstava za prenos toplote (gorepomenuti kanali).
[0020] Iz ovoga proizilazi da je ulazni otvor opšte ITFS komore rasporeÿen na njenom gornjem kraju, do njenog plafona, uvek u skladu sa funkcionalnim položajem þitave ITFS. Ova orijentacija je validna za sve ostale ovde pomenute reference, osim ukoliko je drugaþije objašnjeno.
[0021] Sledeüe vaijante su opcionalno ukljuþene:
- Svaka pregrada može biti napravljena od jedne ili više cevi kroz koje protiþe fluid (kao voda).
- Najmanje jedna pregrada se prostire izmeÿu naspramnih zidova komore da bi poboljšala opisani efekat.
- Najmanje jedna pregrada ima makar jedan otvor za podešavanje/kompenzaciju pritiska unutar komore. Veliþina otvora može biti izmenljiva.
- Najmanje jedna pregrada je makar parcijalno hlaÿena vodom.
- Najmanje jedna pregrada se može koristiti kao isparivaþ ili takozvani ekonomajzer za zagrevanje fluida.
- Najmanje jedna pregrada je napravljena od cevi visokog pritiska da bi trasportovale vodu kao fluid sa 270 stepeni C do 400 stepeni C na 90bar do 320bar.
- Ove cevi visokog pritiska (ili obiþne cevi) mogu biti povezane sa centralnom (veüom) linijom za napajanje. Ova centralna linija za napajanje se može koristiti za snabdevanje vode do ostalih pregrada.
- Najmanje jedna pregrada je konstruisana kao zavesa. Zavesa definiše pregradu sa velikim brojem malih diskretnih otvora ili proreza koji omoguüavaju izjednaþavanje pritiska ali izbegavajuüi prodiranje þvrstih þestica u velikom obimu.
- Višestruke pregrade su rasporeÿene na rastojanju jedna od druge duž pomenute linje izmeÿu ulaznog otvora i izlaznog otvora, tj. na razliþitim rastojanjima od ulaznog otvora.
ad c):
[0022] Pronalazak dalje obezbeÿuje konstruktivnu vezu pomenutih sredstava za prenos toplote sa pomenutom pregradom(ama), t.j. neku vrstu spoja i to da bi
- dala þitavoj konstrukciji željenu mehaniþku celovitost,
- održala opisano centriranje sredstava za prenos toplote i/ili pregrada tokom vremena,
- omoguüila þesticama (þvrstog) materijala da proÿu kroz ITFS komoru prema planiranom šablonu i stoga omoguüila optimizovani prenos toplote u sredstvima za prenos toplote.
[0023] Ovi produžeci mogu biti šipke, stubovi itd. ali najþesüe sredstva za transport fluida kao sto su tube/cevi, omoguüavajuüi da se poveüa ukupna površina za razmenu toplote u isto vreme, ako voda/para protiþe kroz ove produžene cevi/cevþice, koje mogu biti fluidno povezane sa bilo kojom cevi i/ili pregradne cevi sredstava za prenos toplote. Utoliko produžeci se mogu smatrati delom pregradne instalacije i/ili delom sredstava za prenos toplote, oba u termotehniþkom smislu. Produžeci mogu imati mali popreþni presek pružajuüi se unutar prostora izmeÿu susednih sredstava za prenos toplote i trebalo bi da izbegavaju bilo kakvo nepovoljno usporavanje strujanja þvrstog materijala kroz isti. Utoliko da (horizontalni) popreþni presek (koji odgovara protoku kroz oblast proticanja fluida) treba da bude manji 50%, bolje <40%, <30%, <20% ili þak <10% od horizontalnog rastojanja izmeÿu odgovarajuüih susednih sredstava za prenos toplote.
[0024] Veze/spojnice se mogu ostvariti bilo kojim konvencionalnim mehanizmom za stezanje kao što je poznato struþnom licu iz drugih primena. Sredstva za stezanje mogu biti kuke, držaþi, obujmice, stezaljke, kosnici ili sliþno.
[0025] Dalje opcione funkcije pronalaska ukljuþuju:
- sredstva za prenos toplote i pregrade, ukljuþujuüi njihove podužetke, formiraju trodimenzionalnu strukturu nalik rešetki, posebno ako su rasporeÿene pod uglom od oko 90 stepeni jedna u odnosu na drugu. Ovo omoguüava optimizovani profil strujanja materijala kroz komoru sa optimizovanim prenosom toplote i izbegavanjem preþica ili drugih nepovoljnih popreþnih strujanja.
- Zidovi komore mogu takoÿe da budu makar delimiþno hlaÿeni vodom. Mogu biti napravljeni od cevi visokog pritiska, opciono sa perajima izmeÿu susednih cevi visokog pritiska i povezanih za pregradne cevi i/ili bilo koju središnju liniju za napajanje kao što je veü pomenuto. Utoliko se zidovi komore mogu još i koristiti za transport tople vode (270-400°C) visokog pritiska (90-320bar).
[0026] Pronalazak je sada opisan u skladu sa priloženim crtežom, prikazujuüi – potpuno na šematski naþin - na
Slika 1 A opšti koncept ureÿaja sa fluidizovanim slojem
Slika 2 Prikaz popreþnog preseka izmenjivaþa toplote sa fluidizovanim slojem
Slika 3 Prikaz odozgo na ITFS 24 Slika 2 duž linije 3-3
Slika 4 Trodimenzionalni prikaz rasporeda sredstava za prenos toplote i pregrada u ITFS
Slika 5 Trodimenzionalni prikaz spoja izmeÿu produžetka pregrade i susedne cevi za prenos toplote od sredstava za prenos toplote
[0027] Na slikama delovi konstrukcije sa identiþnim i sliþnim dejstvom su obeleženi istom numeracijom.
[0028] Slika 1 prikazuje opšti koncept ureÿaja sa fluidizovanim slojem i njegove glavne komponente prema predstavljenom pronalasku.
[0029] Sastoji se od:
- Reaktora sa cirkulacionim fluidizovanim slojem (RCFS) 10. Njegov donji deo se sastoji od rešetkaste strukture 12 kroz koju se vazduh (strelica A1) uduvava u komoru reaktora 14 posredstvom (neprikazanih) dizni, tako obezbeÿujuüi fluidizovani sloj (oblast guste ploþa - GP - ) gore pomenute rešetke 12, gde pomenuta oblast guste ploþe sadrži þestice materijala kao što je ugalj, drvo itd. za spaljivanje.
- RCFS ima dva izlazna otvora 16 na suprotnim stranama njegovog gornjeg dela, omoguüavajuüi mešavini gasa i þvrstih þestica izlazak iz RCFS ustrujavanje u povezani separator 18, naime ciklon separatore. Separatori služe za separaciju þvrstih þestica od gasa.
- Sredstva transporta 20, dizajnirana kao cevi, prostiru se od donjeg kraja svakog separatora 18 nadole i u ulazni otvor 22 duž plafona 24c izmenjivaþa toplote sa fluidizovanim slojem (ITFS) 24.
- Konstrukcije nalik sifonskoj cevi 26 (U-profil) prostiru se od donjeg kraja svakog separatora 18 u komoru reaktora 14 i ulazi u komoru 14 nešto malo iznad rešetke 12 pomenutog ITFS.
- ITFS je opremljen sa (nalik ploþi) sredstvima za prenos toplote 28 i izlaznim otvorom 30 spajajuüi se sa komorom reaktora 14 na istoj visinskoj koti kao konstrukcija cevi 26.
[0030] Ovaj koncept pripada stanju tehnike. Utoliko detalji nisu dalje ilustrovani kao što je poznato struþnom licu.
[0031] Pronalazak ukljuþuje jednu ili više od sledeüih funkcija:
Prema Slici 2 izmenjivaþ toplote sa fluidizovanim slojem 24 prikazuje ulazni otvor 22 na svom gornjem kraju (na Slici 2: gore levo) i izlazni otvor 30 na svom gornjem kraju (na Slici 2: gore desno), t.j. jedan naspram drugog. Pomenuti izlazni otvor 30 obezbeÿuje povratni vod za þvrste þestice koje se dalje transportuju duž transportnog kanala u komoru 14. Zajedniþki zid 14w komore 14 i ITFS 24 je takoÿe prikazan.
[0032] Izlazni otvor 30 obuhvata višestruke protoke kroz otvore, rasporeÿene u horizontalnom redu na rastojanju jedan od drugog duž odgovarajuüeg dela zida pomenutog zida 14w.
[0033] Pomenuti zid 14w ima vodeno hlaÿenje, naime konstruisan od cevi koje se vertikalno prostiru sa perajima izmedju susednih cevi. Cevi su hlaÿene vodom koja se doprema kroz pomenute cevi.
[0034] Prolazni otvori koji imaju funkciju diskretnih izlaznih otvora su prikazani na Slici 2 u blago kosom položaju, sa donjim krajem prema izmenjivaþu toplote sa fluidizovanim slojem 24 i gornjim krajem prema komori reaktora sa fluidizovanim slojem 14.
[0035] Ovaj kosi položaj (zakošeni izlazni otvor 30) može biti obezbeÿen kao deo trodimenzionalnog profila (na primer kao konveksnost 14w’) pomenutog zida 14w prema unutrašnjem prostoru/komori izmenjivaþa toplote sa fluidizovanim slojem 24 kao što je prikazano isprekidanim linijama u Figuri 2 i numerisano kao 30’.
[0036] Slike 2 do 4 prikazuju izgled i konstrukciju jednog tipa sredstava za prenos toplote 28 unutar izmenjivaþa toplote sa fluidizovanim slojem 24. Na Slici 2 je prikazan samo jedan od pomenutih sredstava za prenos toplote. Ostala sredstva za prenos toplote istog dizajna su postavljena na rastojanju jedni od drugih u okviru ITFS 24 (upravno na ravan projekcije), kao što je šematski predstavljeno u Fig.4.
[0037] Para se doprema u pomenuta sredstva 28 preko centralne linije za napajanje 42, onda strujeüi kroz meandriranu cev (kao što je prikazano), predstavljajuüi pomenuta sredstva 28, i istrujavajuüi posredstvom zajedniþke izlazne linije 44, omoguüavajuüi preuzimanje toplote od þestica materijala (simbolizovano taþkama P) strujeüi kroz ITFS 24 izmeÿu ulaznog otvora 22 i izlaznog otvora 30.
[0038] Važno je da je svako od pomenutih sredstava 28 konstruisano kao konstruktivni šablon nalik zidu i da se prostire u suštini paralelno glavnom pravcu protoka þvrstih þestica na njihovom putu ka i kroz izlazni otvor 30, simbolizovan na Slici 2 strelicom S.
[0039] Sve cevi 28 su povezane za istu liniju za napajanje 42 i izlaznu liniju 44.
[0040] Meandrirane cevi ne samo da sredstvima za prenos toplote 28 daju konstruktivni šablon nalik zidu ali i rešetkastu strukturu da bi omoguüila þesticama materijala da proÿu tako i u drugom horizontalnom pravcu, doduše u znatno manjoj meri.
[0041] Horizontalno prostiruüe sekcije pomenutih cevi su oko deset puta duže nego sekcije koji se vertikalno prostiru (Slika 2 nije crtano u razmeri). Susedne horizontalne sekcije se protežu do medjusobnog rastojanja od oko veliþine preþnika cevi.
[0042] Kao što je prikazano na Slikama 2,4 sredstva za prenos toplote 28 zauzimaju više od 60 % visine komore, ostvarujuüi rastojanje izmeÿu dna komore 24b i plafona komore 24c. U realizaciji svako od pomenutih sredstava za prenos toplote nalik zidu 28 prostiru se neznatno od iznad dna 24b (preciznije: neznatno iznad dizni za vazduh 46, rasporeÿenih po pomenutom dnu 24b, vidi Fig.2) do nešto ispod ulaznog otvora 22 i neznatno od zida 14w do neznatno od suprotnog zida 24w.
[0043] U postojeüim ureÿajima zasebna ulazna komora sa diskretnim pregradnim zidom je konstruisana izmeÿu zida 24w i susednog dela sredstava za prenos toplote 28 kao i zasebna povratna komora izmeÿu zida 14w i delova 28. Ovi zidovi i komore su prouzrokovali da struja þvrstih þestica ide gore dole što je sada izbegnuto sa novim dizajnom bez ikakvih pregradnih zidova, što þini konstrukciju jednostavnijom, jeftinijom i efikasnijom.
[0044] ýestice materijala mogu direktno da struje od ulaznog otvora 22 do izlaznog otvora 30 (vidi strelicu S) duž kanala/meÿuprostora C formiranih izmeÿu susednih cevi (od sredstava za prenos toplote), kao što se može videti na Slici 3.
[0045] Fluidizacija þestica materijala unutar ITFS 24 je ostvarena posredstvom pomenutih vazdušnih dizni 46 u oblasti dna 24b. ýestice materijala su cirkulisane na pomenuti proþišüujuüi naþin unutar ITSF 24 da bi se optimizovao prenos toplote od vrelih þvrstih þestica P na paru koja struji u cevi kao sredstvo za prenos toplote 28 na temperaturi od obiþno 300-625°C i pritisku od 80 do 300bar.
[0046] Nazad do Fig.2: Prikazana varijanta dalje obuhvata dve pregrade 50, 52, koje se prostiru od plafona 24c nadole, završavajuüi se neznatno od sredstava za prenos toplote 28. Ove pregrade 50, 52 se protežu uosnovi upravno na pravu liniju izmeÿu ulaznog otvora 22 i izlaznog otvora 30 (isprekidana linija L), t.j. upravno na sredstva za prenos toplote 28 nalik zidu.
[0047] Obe pregrade 50, 52 se prostiru izmeÿu suprotnih zidova ITSF 24 (samo jedan, naime 24s je prikazan), ostvarujuüi premošüavanje pomenutih zidova 14w, 24w. Pregrade 50, 52 su rasporeÿene na rastojanju jedna od druge.
[0048] Svaka od pomenutih pregrada 50, 52 sadrži jedan otvor O (vidi Fig.4) kako bi se omoguüila regulacija (izjednaþavanje) pritiska u okviru unutrašnjeg prostora ITSF 24.
[0049] Pomenuta(e) pregrada(e) 50, 52 su dalje konstruisane kao zavese, napravljene od cevi, kroz koje se dovodi voda od 270-374°C i na 90-320bar.
[0050] Pregrade 50,52 teraju þestice materijala da ustruje u komoru 10 preko ulaznog otvora 22, da se kreüu nadole (vidi strelicu S) na pregradu 50 i onda da struje kroz pomenute kanale C (Slike 3,4) izmeÿu susednih sredstava za prenos toplote 28 na njihovom putu izmeÿu ulaznog otvora 22 i izlaznog otvora 30.
[0051] Fig.4 prikazuje meandriranu konstrukciju nalik zidu sredstava za prenos toplote (cevi) 28, opet samo šematski zbog bolje ilustracije. S obzirom na veliþinu industrijskog ITFS i koliþine þvrstog materijala koja prolazi kroz isti osoba sa iskustvom üe konstruisati isti broj, veliþinu i raspored sedstava za prenos toplote 28, pregradi 50, 52, vazdušnih dizni 46 itd. u zavisnosti od posebnih zahteva.
[0052] Fig.4,5 dalje prikazuje produžetak nalik cevi E, pružajuüi se od dotiþnih pregrada 50,52 nadole i u prostore C izmeÿu susednh sredstava za prenos toplote 28. Produžeci E su u fluidnoj komunikaciji sa centralnom linijom za napajanje CLN za koju su povezane cevi visokog pritiska PP, koje definišu odgovarajuüu pregradu 50,52. Svaka pregrada 50,52 je napravljena od jedne ili više cevi visokog pritiska PP, rasporeÿene sliþno kao cevi za razmenu toplote ET sredstava za prenos toplote 28 da bi omoguüile vodi od 270-400°C i 90-320bar pritiska da prolazi kroz iste.
[0053] Ovi produžeci cevi E su opremljeni spojnicama B, u obliku držaþa, kao što se može videti u Fig.5. Svaki držaþ/spoj B ima dizajn nalik gredi sa 3 otvora kroz koju se prostiru 2 odgovarajuüe cevne sekcije cevi za razmenu toplote ET i jedan deo odgovarajuüeg produžetka cevi E. Zbog uklapanja, pomenuti držaþi B su izraÿeni od þeliþnih polu-polica, položenih okolo odgovarajuüe cevi/tube i onda zatvoreni šrafovima, þivijama, sponama i sliþno.
[0054] Može se videti u Fig.5 da je preþnik svakog produžetka cevi E oko 20% od rastojanja (širina kanala C) izmeÿu susednih svih istih sredstava za prenos toplote 28.
[0055] Istovremeno ovi produžeci E i držaþi B omoguüavaju mehaniþki celovit i unakrsni raspored sredstava za prenos toplote 28 i pregrada 50, 52 unutar komore 24.
Claims (13)
1. Izmenjivaþ toplote sa fluidizovanim slojem sa komorom (24), obuhvata najmanje jedan ulazni otvor (22) za þestice þvrstog materijala, najmanje jedan izlazni otvor (30) za þestice þvrstog materijala, rasporeÿeni na rastojanju najmanje veliþine jednog ulaznog otvora (22), sredstva (46) za uvoÿenje fluidizovanog gasa iz oblasti dna (24b) pomenute komore (24) unutar pomenute komore (24), sredstva za prenos toplote nalik zidu (28) u svom donjem delu, prostiruüi se u glavnom pravcu strujanja þvrstih þestica na njihovom putu od ulaznog otvora (22) do izlaznog otvora (30), u osnovi paralelnih jedan s drugim, sa prostorom (C) izmeÿu susednih sredstava za prenos toplote (28), najmanje jedna pregrada (50,52) u njegovom gornjem delu, koja se prostire nadole sa plafona komore (24c), sa svojim nižim krajem na rastojanju od sredstava za prenos toplote (28), suštinski upravna na sredstva za prenos toplote (28), naznaþen time, što se makar jedna pregrada prostire u osnovi upravno na pravu liniju izmeÿu ulaznog otvora (22) i izlaznog otvora (30) komore (24) i u osnovi vertikalna, i sadrži produžetake (E), koji štrþe u prostoru (C) izmeÿu susednih sredstava za prenos toplote (28), i spojeva (B) da bi se mehaniþki spojila pomenuta sredstva za prenos toplote (28) sa pomenutim produžecima (E) .
2. Izmenjivaþ toplote sa fluidizovanim slojem prema zahtevu 1, u kome najmanje jedna pregrada (50, 52) ima najmanje jedan otvor (O) da omoguüi podešavanje pritiska.
3. Izmenjivaþ toplote sa fluidizovanim slojem prema zahtevu 1, u kome najmanje jedna pregrada (50, 52) je konstruisana kao zavesa sa mnogobrojnim malim, diskretnim otvorima.
4. Izmenjivaþ toplote sa fluidizovanim slojem prema zahtevu 1, u kome se najmanje jedna pregrada (50, 52) prostire izmeÿu suprotnih zidova (24s) komore (24).
5. Izmenjivaþ toplote sa fluidizovanim slojem prema zahtevu 1, u kome je najmanje jedna pregrada (50, 52) napravljena od cevi visokog pritiska (PP) za transport vode od 270°C do 400°C na 90bar do 320bar.
6. Izmenjivaþ toplote sa fluidizovanim slojem prema zahtevu 5, gde su cevi visokog pritiska (PP) svake pregrade (50, 52) povezane sa centralnom linijom za napajanje (CLN).
7. Izmenjivaþ toplote sa fluidizovanim slojem prema zahtevu 1, sa višestrukim pregradama (50, 52), rasporeÿenim paraleno jedne sa drugima na razliþitim rastojanjima od ulaznog otvora (22).
8. Izmenjivaþ toplote sa fluidizovanim slojem prema zahtevu 1, gde su sredstva za prenos toplote (28) konstruisana kao cev za razmenu toplote (ET) za prenošenje medijuma za prenos toplote i rasporeÿena u stilu meandriranih cevi, pritom obezbeÿujuüi vertikalni konstruktivni šablon nalik zidu.
9. Izmenjivaþ toplote sa fluidizovanim slojem prema zahtevu 1, gde su sredstva za prenos toplote (28) konstruisana kao cev za razmenu toplote (ET) da bi trasportovala paru 300°C do 650°C na 80bar do 300bar.
10. Izmenjivaþ toplote sa fluidizovanim slojem prema zahtevu 1, gde su sredstva za prenos toplote (28) konstruisana kao cev za razmenu toplote (ET) koja su povezana sa centralnom cevi za napajanje (42, 44).
11. Izmenjivaþ toplote sa fluidizovanim slojem prema zahtevu 1, gde sredstva za prenos toplote (28) i pregrade (50, 52), ukljuþujuüi produžetke (E), formiraju trodimenzionalnu rešetkastu strukturu.
12. Izmenjivaþ toplote sa fluidizovanim slojem prema zahtevu 1 sa zidovima komore (14w, 24w, 24s) ostvaruje makar delimiþno hlaÿenje vodom.
13. Izmenjivaþ toplote sa fluidizovanim slojem prema zahtevu 12 sa pomenutim zidovima komore (14w, 24w, 24s) su izraÿena od cevi visokog pritiska, sa perajima izmeÿu susednih cevi visokog pritiska.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP15153815.4A EP3054215B1 (en) | 2015-02-04 | 2015-02-04 | Fluidized bed heat exchanger |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RS56059B1 true RS56059B1 (sr) | 2017-09-29 |
Family
ID=52446273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RS20170579A RS56059B1 (sr) | 2015-02-04 | 2015-02-04 | Izmenjivač toplote sa fluidizovanim slojem |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20170299173A1 (sr) |
| EP (1) | EP3054215B1 (sr) |
| CN (1) | CN106796026A (sr) |
| PL (1) | PL3054215T3 (sr) |
| RS (1) | RS56059B1 (sr) |
| WO (1) | WO2016124353A1 (sr) |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1852363A (en) * | 1928-06-16 | 1932-04-05 | Whitlock Coil Pipe Company | Heat exchanger |
| US4253425A (en) * | 1979-01-31 | 1981-03-03 | Foster Wheeler Energy Corporation | Internal dust recirculation system for a fluidized bed heat exchanger |
| US4307777A (en) * | 1979-11-30 | 1981-12-29 | Combustion Engineering, Inc. | Heat exchanger tube support |
| US4615715A (en) | 1985-03-15 | 1986-10-07 | Foster Wheeler Energy Corporation | Water-cooled cyclone separator |
| ES2099983T5 (es) * | 1992-11-10 | 2002-08-16 | Foster Wheeler Energia Oy | Procedimiento y aparato para el funcionamiento de un sistema reactor de lecho fluidizado circulante. |
| US5840258A (en) * | 1992-11-10 | 1998-11-24 | Foster Wheeler Energia Oy | Method and apparatus for transporting solid particles from one chamber to another chamber |
| FI102316B1 (fi) * | 1996-06-05 | 1998-11-13 | Foster Wheeler Energia Oy | Menetelmä ja laite kiintoainesuspensioiden haitallisten komponenttien lämmönsiirtopinnoille aiheuttaman korroosion vähentämiseksi |
| US5943985A (en) * | 1996-12-23 | 1999-08-31 | Hartman; Ernest L. | Welded bracket for supporting superheat and reheat assembly tubing on steam cooled hanger tubes |
| FI110205B (fi) * | 1998-10-02 | 2002-12-13 | Foster Wheeler Energia Oy | Menetelmä ja laite leijupetilämmönsiirtimessä |
| FI114289B (fi) | 2000-04-07 | 2004-09-30 | Foster Wheeler Energia Oy | Laite hiukkasten erottamiseksi kuumista kaasuista |
| US20140262172A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Koch Heat Transfer Company, Lp | Tube bundle for shell-and-tube heat exchanger and a method of use |
-
2015
- 2015-02-04 RS RS20170579A patent/RS56059B1/sr unknown
- 2015-02-04 EP EP15153815.4A patent/EP3054215B1/en not_active Not-in-force
- 2015-02-04 PL PL15153815T patent/PL3054215T3/pl unknown
-
2016
- 2016-01-08 WO PCT/EP2016/050273 patent/WO2016124353A1/en not_active Ceased
- 2016-01-08 US US15/513,404 patent/US20170299173A1/en not_active Abandoned
- 2016-01-08 CN CN201680003150.5A patent/CN106796026A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3054215B1 (en) | 2017-04-19 |
| EP3054215A1 (en) | 2016-08-10 |
| CN106796026A (zh) | 2017-05-31 |
| WO2016124353A1 (en) | 2016-08-11 |
| US20170299173A1 (en) | 2017-10-19 |
| PL3054215T3 (pl) | 2017-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2361148B1 (en) | A circulating fluidized bed boiler | |
| PL198809B1 (pl) | Obiegowe fluidyzacyjne urządzenie kotłowe | |
| EP2884169B1 (en) | Fluidized bed apparatus | |
| RU2315236C1 (ru) | Система реактора с псевдоожиженным слоем, имеющая газосборник для выпускаемого газа | |
| US20160356488A1 (en) | Fluidized Bed Apparatus and its Components | |
| US10900660B2 (en) | Fluidized bed heat exchanger | |
| KR102052140B1 (ko) | 순환 유동층 보일러 | |
| FI122210B (fi) | Kiertopetikattilan keittopintarakenne | |
| RS56059B1 (sr) | Izmenjivač toplote sa fluidizovanim slojem | |
| EP2884164A1 (en) | Fluidized bed heat exchanger | |
| RU2001132262A (ru) | Водогрейный котел | |
| EP2884170A1 (en) | Fluidized bed apparatus | |
| EP2884172A1 (en) | Fluidized bed syphon | |
| RU2669091C1 (ru) | Котел с циркулирующим кипящим слоем и способ монтажа котла с циркулирующим кипящим слоем | |
| EP2884166A1 (en) | Fluidized bed heat exchanger | |
| EP2884165A1 (en) | Fluidized bed heat exchanger | |
| EP2884168A1 (en) | Fluidized bed apparatus and mounting components | |
| EP2884167A1 (en) | Fluidized bed apparatus | |
| RU2210702C2 (ru) | Водогрейный котел | |
| RU2463519C1 (ru) | Газоход котла |