Патент на изобретение №2315236

(54) СИСТЕМА РЕАКТОРА С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ, ИМЕЮЩАЯ ГАЗОСБОРНИК ДЛЯ ВЫПУСКАЕМОГО ГАЗА

(57) Реферат:

Изобретение относится к устройству, в котором сжигание происходит в псевдоожиженном слое топлива. Система реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем содержит реакционную камеру, имеющую псевдоожиженный слой твердых частиц и образованную потолком, дном и стенками, по меньшей мере частично образованными панелями водяных труб, средство введения газа для псевдоожижения в реакционную камеру, по меньшей мере, два выпускных отверстия, расположенных в стенках реакционной камеры, для удаления суспензии частиц из выпускаемых газов и твердых частиц из реакционной камеры, по меньшей мере, два сепаратора частиц, соединенных с выпускными отверстиями, для сепарации твердых частиц из суспензии частиц, и имеющих каждый выпускное отверстие для газа в его верхней части для выпуска очищенных выпускаемых газов, соединенное с выпускным каналом, секцию для рекуперации теплоты, в которую направляются очищенные выпускаемые газы, и газосборник, образованный кожухом, содержащим потолок, дно и стенки, размещенный над реакционной камерой и объединенный с ней, для направления очищенных газов, выпускаемых из по меньшей мере двух сепараторов частиц в секцию для рекуперации теплоты, причем газосборник снабжен по меньшей мере двумя входными отверстиями для выпускаемого газа, расположенными в его стенках, для приема очищенных выпускаемых газов из выпускных каналов по меньшей мере одного сепаратора частиц и направления очищенных выпускаемых газов в газосборник, при этом газосборник также соединен с соединительным каналом, расположенным ниже по потоку от газосборника, для направления очищенных выпускаемых газов из газосборника в секцию для рекуперации теплоты, кожух газосборника образован панелями водяных труб как продлениями панелей водяных труб реакционной камеры, и газосборник разделен на по меньшей мере две отдельные камеры посредством по меньшей мере одной перегородки, образованной по меньшей мере одной панелью водяных труб как продлением, по меньшей мере, одной из панелей водяных труб реакционной камеры. Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность системы, снизить затраты на строительство и техническое обслуживание. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к устройству в системе реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем для направления выпускаемых газов из по меньшей мере одного сепаратора частиц в секцию для рекуперации теплоты.

Описание предшествующего уровня техники изобретения

Система реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем содержит реакционную камеру, имеющую псевдоожиженный слой из твердых частиц, причем суспензия частиц из выпускаемых газов и твердых частиц выпускается через по меньшей мере одно выпускное отверстие, расположенное в ее верхней части. Каждое выпускное отверстие соединено с сепаратором частиц для сепарации твердых частиц из суспензии частиц. Верхняя часть каждого сепаратора частиц снабжена выпускным отверстием для газа для выпуска потока очищенного газа. Очищенные выпускаемые газы направляются из сепараторов частиц в секцию для рекуперации теплоты системы реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем. Каждый сепаратор частиц соединен в своей нижней части с каналом для возврата, который также соединен с реакционной камерой, для циркуляции твердых частиц, отделенных в сепараторе частиц, обратно в нижнюю часть реакционной камеры. Также возможно соединить теплообменник с нижней частью канала для возврата для рекуперации теплоты из циркулирующих твердых частиц.

В соответствии с обычно употребляемым способом выпускаемые газы из сепараторов частиц направляются по системе каналов, футерованных огнеупором, в секцию для рекуперации теплоты системы реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем. Этот вид устройства показан, например, в статье «Потенциалы развития сжигания в циркулирующем псевдоожиженном слое» в докладе VGB «Тепловые Электростанции: Будущее сжигания в псевдоожиженном слое» (1998).

Недостатком этого вида устройства является то, что эрозия и флюктуации температуры вызывают износ и растрескивание каналов, футерованных огнеупором, в результате чего каналы требуют регулярного технического обслуживания. Кроме того, каналы, футерованные огнеупором, являются тяжелыми и требуют дополнительной опоры. Поскольку каналы не имеют поверхностей нагрева, невозможно регенерировать в них тепловую энергию из выпускаемых газов.

Доклад «Проект большой CFB котельной установки и опыт работы энергетической компании Техас – Нью Мексико 150 Mwe (нетто) CFB Электростанции», опубликованный в публикациях конференции Американского общества инженеров-механиков 1995, т.2 «Сжигание в псевдоожиженном слое», описывает другое устройство для направления выпускаемых газов из сепараторов частиц в секцию для рекуперации теплоты системы реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем. Выпускаемые газы, протекающие через выпускные отверстия для газа сепараторов частиц, сначала направляются через выпускные каналы в горизонтальное продление секции для рекуперации теплоты, которое отогнуто над реакционной камерой реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем. Отсюда выпускаемые газы далее направляются в вертикальную часть секции для рекуперации теплоты.

Значительный недостаток такой системы реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем заключается в том, что трудно продлить вертикально проходящие трубы вертикальной части секции для рекуперации теплоты в горизонтальную часть секции для рекуперации теплоты. Другим недостатком является потребность в сложной опоре горизонтального продления секции для рекуперации теплоты и реакционной камеры.

Доклад «Рассмотрения проектов парогенераторов с циркулирующим псевдоожиженным слоем», опубликованный в публикации конференции Американского общества инженеров-механиков 1989, «1989 Международная конференция по сжиганию в псевдоожиженном слое» раскрывает устройство для направления выпускаемых газов из двух сепараторов частиц в секцию для рекуперации теплоты системы реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, причем в этом устройстве газосборник размещен над реакционной камерой и объединен с ней для направления выпускаемых газов из сепараторов частиц в секцию для рекуперации теплоты. Боковые стенки газосборника образованы панелями водяных труб стенок реакционной камеры, но дно и потолок газосборника образованы, как продления панелей водяных труб обратного прохода. Такая конструкция является сложной и может вызывать напряжение в связи с различными термическими расширениями.

Сущность изобретения

Одной целью настоящего изобретения является создание нового устройства для направления выпускаемых газов из по меньшей мере одного сепаратора частиц в секцию для рекуперации теплоты, в котором вышеупомянутые проблемы известного уровня техники сведены к минимуму.

Другой целью настоящего изобретения является создание нового устройства для направления выпускаемых газов из по меньшей мере одного сепаратора частиц в секцию для рекуперации теплоты, в котором отсутствует необходимость в каналах, футерованных огнеупором.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание устройства для направления выпускаемых газов из по меньшей мере одного сепаратора частиц в секцию для рекуперации теплоты, которое образует компактную конструкцию, не требующую дополнительной опоры.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание нового устройства для направления выпускаемых газов из по меньшей мере одного сепаратора частиц в секцию для рекуперации теплоты, обеспечивающего возможность образования части системы реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем между по меньшей мере одним сепаратором частиц и секцией для рекуперации теплоты посредством использования панелей водяных труб очень простым и осуществимым способом.

Для решения вышеописанных проблем и достижения вышеописанных целей создано устройство в соответствии с изобретением для направления выпускаемых газов из по меньшей мере одного сепаратора частиц в секцию для рекуперации теплоты.

Устройство в соответствии с изобретением относится к системе реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, содержащей реакционную камеру, имеющую псевдоожиженный слой твердых частиц и образованную потолком, дном и стенками, которые, по меньшей мере частично, образованы панелями водяных труб, средство для введения газа для псевдоожижения в реакционную камеру, по меньшей мере два выпускных отверстия, расположенных в стенках реакционной камеры для удаления суспензии частиц из выпускаемых газов и твердых частиц из реакционной камеры, по меньшей мере два сепаратора частиц, соединенных с выпускными отверстиями, для сепарации твердых частиц из суспензии частиц, причем каждый из сепараторов частиц имеет выпускное отверстие для газа в его верхней части для выпуска очищенных выпускаемых газов, и каждое из выпускных отверстий для газа соединено с выпускным каналом, секцию для рекуперации теплоты, в которую направляются очищенные выпускаемые газы, и газосборник, образованный кожухом, содержащим потолок, дно и стенки, размещенный над реакционной камерой и объединенный с ней, для направления очищенных выпускаемых газов, которые выпускаются из по меньшей мере одного сепаратора частиц в секцию для рекуперации теплоты, причем газосборник снабжен по меньшей мере одним входным отверстием для выпускаемого газа, расположенным в его стенках, для приема очищенных выпускаемых газов из выпускных каналов из по меньшей мере одного сепаратора частиц и направления очищенных выпускаемых газов в газосборник, причем газосборник также соединен с соединительным каналом, находящимся ниже по потоку, чем газосборник, для направления очищенных выпускаемых газов из газосборника в секцию для рекуперации теплоты.

Отличительным признаком изобретения является то, что кожух газосборника образован панелями водяных труб как продлениями панелей водяных труб реакционной камеры.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения по меньшей мере часть дна и стенок кожуха газосборника преимущественно образована таким образом, что продление панели водяных труб, которая образует первую из стенок реакционной камеры, отогнуто у верхней кромки первой стенки реакционной камеры и продлевается по направлению к противоположной второй стенке реакционной камеры, отогнуто на 180 градусов и продлевается до нижней кромки одной из стенок газосборника, которая находится непосредственно над первой стенкой реакционной камеры, и отогнуто вверх и продлевается до верхней кромки стенки газосборника, которая находится непосредственно над первой стенкой реакционной камеры.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения по меньшей мере часть дна и стенок кожуха газосборника преимущественно образована таким образом, что продления панелей водяных труб, которые образуют две противоположные стенки реакционной камеры, отогнуты по направлению друг к другу у соответствующих верхних кромок стенок реакционной камеры и продлеваются таким образом, что продления встречаются друг с другом, отогнуты на 180 градусов и продлеваются до нижних кромок соответствующих противоположных стенок газосборника, которые находятся непосредственно над двумя противоположными стенками реакционной камеры, и отогнуты вверх и продлеваются до верхних кромок соответствующих противоположных стенок газосборника.

В третьем предпочтительном варианте осуществления изобретения по меньшей мере часть дна и стенок кожуха газосборника преимущественно образована таким образом, что продление панели водяных труб, которая образует первую из стенок реакционной камеры, отогнуто у верхней кромки первой стенки реакционной камеры и продлевается по направлению к противоположной второй стенке реакционной камеры, и отогнуто вверх и продлевается до верхней кромки одной из стенок газосборника, которая находится непосредственно над второй стенкой реакционной камеры.

В четвертом предпочтительном варианте осуществления изобретения панель водяных труб первой из стенок реакционной камеры содержит первые и вторые водяные трубы, по меньшей мере часть панели водяных труб, которая образует дно газосборника, предпочтительно образована как продление первых водяных труб панели водяных труб, которая образует первую стенку реакционной камеры, и по меньшей мере часть панели водяных труб, которая образует одну из стенок газосборника, предпочтительно образована как продление вторых водяных труб панели водяных труб, которая образует первую стенку реакционной камеры.

В пятом предпочтительном варианте осуществления изобретения газосборник разделен по меньшей мере на две отдельные камеры посредством по меньшей мере одной перегородки, которая образована по меньшей мере одной панелью водяных труб как продлением по меньшей мере одной из панелей водяных труб реакционной камеры.

В шестом предпочтительном варианте осуществления изобретения газосборник разделен на по меньшей мере две отдельные камеры посредством по меньшей мере одной перегородки, которая образована по меньшей мере одной панелью водяных труб как продлением по меньшей мере одной из панелей водяных труб реакционной камеры, и панель водяных труб, которая образует первую из стенок реакционной камеры, содержит первые и вторые водяные трубы, по меньшей мере часть панелей водяных труб, которая образует дно кожуха газосборника, преимущественно образована как продление первых водяных труб панели водяных труб, которая образует первую стенку реакционной камеры, по меньшей мере часть панели водяных труб, которая образует одну из стенок кожуха газосборника, преимущественно образована как продление вторых водяных труб панели водяных труб, которая образует первую стенку реакционной камеры, и по меньшей мере часть панели водяных труб, которая образует перегородку газосборника, образована как продление первых водяных труб панели водяных труб, которая образует первую стенку реакционной камеры.

В седьмом предпочтительном варианте осуществления изобретения газосборник разделен на по меньшей мере две отдельные камеры посредством по меньшей мере одной перегородки, которая образована по меньшей мере одной панелью водяных труб как продлением по меньшей мере одной из панелей водяных труб реакционной камеры, и панель водяных труб, которая образует первую из стенок реакционной камеры, содержит первые и вторые водяные трубы, по меньшей мере часть панели водяных труб, которая образует дно кожуха газосборника, преимущественно образована как продление первых водяных труб панели водяных труб, которая образуют первую стенку реакционной камеры, по меньшей мере часть панели водяных труб, которая образует одну из стенок кожуха газосборника, преимущественно образована как продление первых водяных труб панели водяных труб, которая образует первую стенку реакционной камеры, и по меньшей мере часть панели водяных труб, которая образует перегородку газосборника, образована как продление вторых водяных труб панели водяных труб, которая образует первую стенку реакционной камеры.

В устройстве в соответствии с изобретением кожух газосборника может быть по меньшей мере частично образован как продление панели водяных труб, которая образует одну из стенок реакционной камеры таким образом, что часть водяных труб панели водяных труб, которая образует стенку реакционной камеры, соединена у верхней кромки стенки реакционной камеры с коллектором, причем из этого коллектора водяные трубы продлеваются, чтобы образовать часть кожуха газосборника.

В устройстве в соответствии с изобретением, имеющем по меньшей мере три сепаратора частиц, выпускной канал по меньшей мере одного из сепараторов частиц может преимущественно быть соединен непосредственно с соединительным каналом ниже по потоку, чем газосборник. Соединительный канал может преимущественно расширяться в направлении потока очищенных выпускаемых газов.

Путем утилизации устройства в соответствии с изобретением использование каналов, футерованных огнеупором, и проблемы, связанные с каналами, такие как потребность в техническом обслуживании в связи с растрескиванием и износом каналов, сводится к минимуму.

Поскольку часть системы реактора между сепараторами частиц и секцией для рекуперации теплоты, т.е. газосборник, объединен с реакционной камерой, дополнительные опоры не являются необходимыми в устройстве.

Поскольку газосборник объединен с реакционной камерой, он может быть образован простым и легким способом как продление панелей водяных труб стенок реакционной камеры.

В устройстве в соответствии с изобретением газосборник может быть снабжен одной камерой, или он может быть многокамерным. Обычно газосборник является прямоугольным в поперечном сечении, но в специальных случаях он может иметь различное горизонтальное поперечное сечение, такое как шестиугольное или восьмиугольное поперечное сечение.

Устройство для направления выпускаемых газов из множества сепараторов частиц системы реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем в секцию для рекуперации теплоты в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения описано ниже, и поэтому описаны различные предпочтительные варианты осуществления для образования газосборника посредством панелей водяных труб как продлений панелей водяных труб стенок реакционной камеры. Далее изобретение описано более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет схематический вид спереди устройства для направления выпускаемых газов из множества сепараторов частиц системы реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем в секцию для рекуперации теплоты в соответствии с изобретением;

фиг.2 представляет схематический вид в поперечном разрезе по горизонтальной плоскости А-А устройства по фиг.1;

фиг.3 представляет схематический вид сбоку в частичном поперечном разрезе устройства по фиг.1, показанный в направлении по стрелке В;

фиг.4 представляет схематический вид предпочтительного варианта осуществления для образования части газосборника;

фиг.5 представляет схематический вид другого предпочтительного варианта осуществления для образования части газосборника;

фиг.6 представляет схематический вид предпочтительного варианта осуществления для образования части разделенного газосборника;

фиг.7 представляет схематический вид другого предпочтительного варианта осуществления для образования части разделенного газосборника;

фиг.8 представляет схематический вид предпочтительного варианта осуществления для образования передней стенки газосборника;

фиг.9 представляет схематический вид другого предпочтительного варианта осуществления для образования передней стенки газосборника.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Система реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, как показано на фиг.1, 2 и 3, содержит реакционную камеру 1, имеющую псевдоожиженный слой твердых частиц. Реакционная камера 1 образована передней стенкой 3, задней стенкой 5, правой боковой стенкой 7 и левой боковой стенкой 9, потолком 11 и дном 13, причем камера образована традиционными панелями водяных труб, содержащими водяные трубы, соединенные посредством ребер. Реакционная камера 1 содержит средства 15 для введения газа для псевдоожижения, такие как сопла или воздуховоды, и средства 17 для введения топлива, такие как пневматические или гравиметрические питатели топлива. Боковые стенки 7, 9 реакционной камеры снабжены шестью выпускными отверстиями 19а-19f для удаления суспензии частиц из выпускаемого газа и твердых частиц, образованной в реакционной камере 1, через верхнюю часть 1′ реакционной камеры 1. Выпускные отверстия 19а-19f реакционной камеры соответственно снабжены шестью сепараторами 21а-21f частиц для сепарации твердых частиц из суспензии твердых частиц, удаляемой из реакционной камеры 1. Каждый сепаратор частиц 21 имеет на его верхней части выпускное отверстие 23 для удаления очищенного выпускаемого газа из сепаратора частиц. Каждое выпускное отверстие 23 соединено с выпускным каналом 25. Каждый сепаратор частиц 21 также соединен с каналом 27 для возврата, через который отделенные твердые частицы рециркулируют из сепаратора частиц в нижнюю часть реакционной камеры 1.

Газосборник 29 размещен над реакционной камерой 1 и объединен с ней. Газосборник 29 образован передней стенкой 31, задней стенкой 43, правой боковой стенкой 33, левой боковой стенкой 35, потолком 37 и дном 39. Боковые стенки 33, 35 газосборника снабжены шестью входными отверстиями 41 для очищенного выпускаемого газа, причем каждое входное отверстие 41 соединено с одним из выпускных каналов 25 для направления очищенных выпускаемых газов, выходящих из одного из сепараторов частиц 21 в газосборник 29. Очищенные выпускаемые газы направляются через заднюю стенку 43 газосборника через соединительный канал 45 в секцию 47 для рекуперации теплоты. В варианте осуществления по фиг.1, 2 и 3 газосборник 29 может иметь одну камеру или две камеры.

В соответствии с изобретением газосборник 29 образован панелями водяных труб как продлениями панелей водяных труб стенок 3, 7, 9 реакционной камеры 1.

На фиг.4 и 5 показаны два предпочтительных варианта осуществления для образования дна 39, боковых стенок 33, 35 и потолка 37 газосборника 29 в системе реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем в соответствии с фиг.1, 2 и 3 посредством панелей водяных труб. В устройствах, показанных на фиг.4 и 5, газосборник 29 снабжен одной камерой. Боковые стенки 33, 35, потолок 37 и дно 39 газосборника 29 образованы как продления панелей водяных труб боковых стенок 7, 9 реакционной камеры 1.

В варианте осуществления по фиг.4 продления панелей водяных труб боковых стенок 7, 9 реакционной камеры 1 отогнуты у верхних кромок боковых стенок реакционной камеры 1 по направлению друг к другу и продлеваются таким образом, что продления встречаются. В точке соединения продлений на потолке 11 реакционной камеры 1 продления отогнуты на 180 градусов и продлеваются до нижних кромок боковых стенок 33, 35 газосборника 29, посредством чего они образуют панель водяных труб дна 39 газосборника 29. Панели водяных труб боковых стенок 33, 35 образованы таким образом, что продления, образующие панели водяных труб дна 39 газосборника 29, отогнуты вверх у нижних кромок боковых стенок 33, 35 газосборника 29 и продлеваются вплоть до верхних кромок боковых стенок 33, 35 газосборника 29. Панель водяных труб потолка 37 газосборника образована таким образом, что продления, образующие панели водяных труб боковых стенок 33, 35, отогнуты по направлению друг к другу у верхних кромок боковых стенок 33, 35, которые продлеваются до коллектора 49, расположенного на потолке 37 газосборника 29, и соединены посредством их торцевых кромок с коллектором 49. Боковые стенки 33, 35 газосборника 29 снабжены в соответствии с фиг.1 и 3 входными отверстиями 41 для очищенных выпускаемых газов, хотя входные отверстия не показаны на фиг.4.

На фиг.5 показан вариант осуществления, в котором продление панели водяных труб левой боковой стенки 9 реакционной камеры 1 отогнуто у верхней кромки левой боковой стенки 9 реакционной камеры 1 по направлению к правой боковой стенке 7 реакционной камеры 1 и продлевается до правой боковой стенки 7 реакционной камеры 1. У правой боковой стенки 7 продление отогнуто на 180 градусов и продлевается до нижней кромки левой боковой стенки 35 газосборника 29, посредством чего оно образует панель водяных труб дна 39 газосборника 29. Панель водяных труб левой боковой стенки 35 газосборника 29 образована таким образом, что продление, образующее панель водяных труб дна 39, отогнуто вверх от нижней кромки левой боковой стенки 35 и продлевается до верхней кромки левой боковой стенки 35, где оно соединено с коллектором 51. Панель водяных труб правой боковой стенки 33 образована таким образом, что продление панели водяных труб правой боковой стенки 7 реакционной камеры 1 продлевается прямо вверх до верхней кромки правой боковой стенки 33. Панель водяных труб потолка 37 образована таким образом, что продление панели водяных труб, образующей правую боковую стенку 33, отогнуто у верхней кромки правой боковой стенки 33 по направлению к левой боковой стенке 35 и продлевается до коллектора 51, с которым оно соединено. Боковые стенки 33, 35 снабжены входными отверстиями 41 для очищенных выпускаемых газов в соответствии с фиг.1 и 3, хотя входные отверстия не показаны на фиг.5.

На фиг.6 и 7 показаны два предпочтительных варианта осуществления для образования газосборника 29 в системе реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, частично посредством панелей водяных труб. В этих вариантах осуществления газосборник 29 разделен на две отдельные камеры 29′ и 29” посредством вертикальной перегородки 53, параллельной боковым стенкам 33, 35. Газосборник 29 образован из правой камеры 29′ и левой камеры 29”. Газосборник 29 содержит переднюю стенку 31 (не показана), правую боковую стенку 33, левую боковую стенку 35, перегородку 53, дно 39′ правой камеры, дно 39” левой камеры, потолок 37′ правой камеры и потолок 37” левой камеры. Панели водяных труб боковых стенок 7, 9 реакционной камеры 1 в вариантах осуществления в соответствии с фиг.6 и 7 образованы первыми водяными трубами 55 и вторыми водяными трубами 57. Боковые стенки 33, 35, потолок 37, дно 39 и перегородка 53 образованы панелями водяных труб как продлениями первых водяных труб 55 и вторых водяных труб 57. Трубы образованных таким образом боковых стенок 33, 35, потолка 37, дна 39 и перегородки 53 соединены друг с другом посредством ребер.

В варианте осуществления, показанном на фиг.6, боковые стенки 33, 35, потолок 37, дно 39 и перегородка 53 двухкамерного газосборника 29 образованы посредством панелей водяных труб как продлениями панелей водяных труб боковых стенок 7, 9 реакционной камеры 1. В этом варианте осуществления продления панелей водяных труб боковых стенок 7, 9 реакционной камеры 1 отогнуты у верхних кромок боковых стенок реакционной камеры 1 по направлению друг к другу и продлеваются таким образом, что они встречаются друг с другом на потолке 11 реакционной камеры 1. Панель водяных труб дна 39′ правой камеры 29′ газосборника 29 образована таким образом, что продления первых водяных труб 55′ панели водяных труб правой боковой стенки 7 реакционной камеры 1 отогнуты на 180 градусов в точке, где продления панелей водяных труб боковых стенок 7, 9 реакционной камеры 1 встречаются друг с другом на потолке 11 реакционной камеры 1 и продлеваются до нижней кромки правой боковой стенки 33 газосборника 29. Соответственно, панель водяных труб дна 39” левой камеры 29” газосборника 29 образована таким образом, что продления вторых водяных труб 57” панели водяных труб левой боковой стенки 9 реакционной камеры 1 отогнуты на 180 градусов в точке, где продления панелей водяных труб боковых стенок 7, 9 реакционной камеры 1 встречаются друг с другом на потолке 11 реакционной камеры 1 и продлеваются до нижней кромки левой боковой стенки 35 газосборника 29.

Панель водяных труб правой стенки 33 газосборника 29 образована таким образом, что продления первых водяных труб 55′, образующие дно 39′ правой камеры 29′ газосборника 29, отогнуты вверх у нижней кромки правой боковой стенки 33 газосборника 29 и продлеваются до верхней кромки правой боковой стенки 33 газосборника 29. Панель водяных труб потолка 37′ правой камеры 29′ газосборника 29 образована таким образом, что продления первых водяных труб 55′, образующие правую боковую стенку 33 газосборника 29, отогнуты по направлению к левой боковой стенке 35 газосборника 29 у верхней кромки правой боковой стенки 33 и продлеваются до коллектора 59, расположенного на потолке газосборника 29. Соответственно, панель водяных труб левой стенки 35 образована таким образом, что продления вторых водяных труб 57”, образующие дно 39” левой камеры 29”, отогнуты вверх у нижней кромки левой боковой стенки 35 и продлеваются до верхней кромки левой боковой стенки 35. Панель водяных труб потолка 37” левой камеры 29” образована таким образом, что продления вторых водяных труб 57”, образующие левую боковую стенку 35, отогнуты по направлению к правой боковой стенке 33 у верхней кромки левой боковой стенки 35 и продлеваются до коллектора 59, расположенного на потолке газосборника 29.

Панель водяных труб перегородки 53 газосборника 29 образована таким образом, что продления вторых водяных труб 57′ панели водяных труб правой боковой стенки 7 реакционной камеры 1 и продления первых водяных труб 55” панели водяных труб левой боковой стенки 9 реакционной камеры 1 отогнуты вверх в точке, где продления панелей водяных труб боковых стенок 7, 9 реакционной камеры 1 встречаются на потолке 11 реакционной камеры 1 и продлеваются до верхней кромки перегородки 53, другими словами, до потолка газосборника 29, где продления соединяются с коллектором 59. Боковые стенки 33, 35 снабжены, в соответствии с фиг.1 и 3, входными отверстиями 41 для очищенного выпускаемого газа, хотя входные отверстия не показаны на фиг.6.

На фиг.7 показан другой вариант осуществления, на котором боковые стенки 33, 35, потолок 37, дно 39 и перегородка 53 газосборника 29 образованы панелями водяных труб как продлениями панелей водяных труб боковых стенок 7, 9 реакционной камеры 1. В этом варианте осуществления, панель водяных труб дна 39′ правой камеры 29′ газосборника 29 образована таким образом, что продления первых водяных труб 55′ панели водяных труб правой боковой стенки 7 реакционной камеры 1 отогнуты у верхней кромки правой боковой стенки 7 реакционной камеры 1 по направлению к левой боковой стенке 9 реакционной камеры 1 и продлеваются до нижней кромки перегородки 53. Соответственно, панель водяных труб дна 39” левой камеры 29” газосборника 29 образована таким образом, что продления вторых водяных труб 57” панели водяных труб левой боковой стенки 9 реакционной камеры отогнуты у верхней кромки левой боковой стенки 9 реакционной камеры 1 по направлению к правой боковой стенке 7 реакционной камеры 1 и продлеваются до нижней кромки перегородки 53. Панель водяных труб перегородки 53 образована таким образом, что продления первых водяных труб 55′ и продления вторых водяных труб 57”, соответственно образующие днища 39′ и 39” камер 29′ и 29” газосборника 29, отогнуты у нижней кромки перегородки 53 вверх и продлеваются до верхней кромки перегородки 53, другими словами, до потолка газосборника 29.

Панель водяных труб потолка 37′ правой камеры 29′ образована таким образом, что продления первых водяных труб 55′, образующие перегородку 53, отогнуты у верхней кромки перегородки по направлению к правой боковой стенке 33 и продлеваются до верхней кромки правой боковой стенки 33, где они соединяются с коллектором 61. Соответственно, панель водяных труб потолка 37” левой камеры 29” образована таким образом, что продления вторых водяных труб 57”, образующие перегородку 53, отогнуты у верхней кромки перегородки по направлению к левой боковой стенке 35 и продлеваются до верхней кромки левой боковой стенки 35, где они соединяются с коллектором 61′.

Панель водяных труб правой боковой стенки 33 образована таким образом, что продления вторых водяных труб 57′ панели водяных труб правой боковой стенки 7 реакционной камеры 1 продлеваются у верхней кромки правой боковой стенки 7 реакционной камеры 1 непосредственно вверх до верхней кромки правой боковой стенки 33, где они соединяются с коллектором 61. Соответственно, панель водяных труб левой боковой стенки 35 образована таким образом, что продления первых водяных труб 55” панели водяных труб левой боковой стенки 9 реакционной камеры 1 продлеваются у верхней кромки левой боковой стенки 9 реакционной камеры 1 непосредственно вверх до верхней кромки левой боковой стенки 35, где они соединяются с коллектором 61′. Боковые стенки 33, 35 снабжены входными отверстиями 41 для очищенного выпускаемого газа в соответствии с фиг.1 и 3, хотя входные отверстия не показаны на фиг.7.

Поскольку в вариантах осуществления в соответствии с фиг.6 и 7 продления первых водяных труб 55′ панели водяных труб правой боковой стенки 7 реакционной камеры 1 и продления вторых водяных труб 57” панели водяных труб левой боковой стенки 9 реакционной камеры 1 соединяются в перегородке 53, возможно обеспечить прочную и долговечную конструкцию без отдельных опор.

В варианте осуществления в соответствии с фиг.7 водяные трубы панелей водяных труб боковых стенок 33, 35 и водяные трубы панелей водяных труб дна 39′, 39” и потолка 37′, 37” газосборника 29 могут иметь диаметр больший, чем диаметр водяных труб панелей водяных труб боковых стенок 7, 9 реакционной камеры 1. Соответственно, в варианте осуществления в соответствии с фиг.6 диаметры водяных труб дна 39′, 39” потолка 37′, 37” и боковых стенок 33, 35 газосборника 29 могут быть больше, чем диаметры водяных труб панелей водяных труб боковых стенок 7, 9 реакционной камеры 1. Чрезвычайно широкие ребра между трубами и избыток повышения температуры ребер посредством этого исключаются. В то же время конструкция панелей армируется.

На фиг.8 и 9 показаны два предпочтительных варианта осуществления в соответствии с изобретением для образования передней стенки 31 газосборника 29 в системе реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем в соответствии с фиг.1 и 3 с панелями водяных труб как продлением панели водяных труб передней стенки 3 реакционной камеры 1.

В варианте осуществления в соответствии с фиг.8 передняя стенка 31 образована панелями водяных труб просто посредством продления панели водяных труб передней стенки 3 реакционной камеры 1 до верхней кромки передней стенки 31, где она соединяется с коллектором 63.

В варианте осуществления в соответствии с фиг.9 панель водяных труб передней стенки 31 образована таким образом, что коллектор 65 размещен у верхней кромки передней стенки 3 реакционной камеры 1, с которой соединяется коллектор 65 панели водяных труб передней стенки 3 реакционной камеры 1, и от которой коллектор 65 продлевается до верхней кромки передней стенки 31, где он соединяется с другим коллектором 63. Преимуществом этого также является то, что посредством расположения коллектора 65 у верхней кромки передней стенки 3 реакционной камеры 1 возможно распределить теплоноситель более равномерно по трубам панели водяных труб передней стенки 31.

В варианте осуществления по фиг.1, 2 и 3 имеется шесть сепараторов частиц, расположенных таким образом, что обе боковые стенки реакционной камеры 1 снабжены каждая тремя сепараторами частиц. Число сепараторов частиц может быть отличным от шести. Сепараторы частиц могут также все быть смонтированы на одной из боковых стенок. Сепараторы частиц могут быть расположены также на передней стенке 3 реакционной камеры 1 или только на ней. Кроме того, сепараторы частиц могут быть расположены в различных количествах на различных стенках. Вообще говоря, сепараторы частиц могут быть свободно размещены вокруг реакционных камер. Газосборник 29 может быть использован для объединения очищенного выпускаемого газа из любого числа и конфигурации сепараторов частиц.

Хотя как реакционная камера 1, так и газосборник 29 в вариантах осуществления, показанных на чертежах, показаны как прямоугольные в горизонтальном поперечном сечении, они могут иметь другие многоугольные формы в горизонтальном поперечном сечении, такие как шестиугольники или восьмиугольники.

Хотя газосборник 29 в вариантах осуществления на чертежах показан как имеющий одну или две камеры, он может также быть в некоторых ситуациях многокамерным. Хотя камеры газосборника 29 были показаны как расположенные примыкающими друг к другу, они могут также в некоторых специальных случаях быть расположенными друг поверх друга.

Кроме того, хотя газосборник 29 в показанных вариантах разделен на отдельные камеры вертикальной перегородкой, параллельной боковым стенкам камер, перегородка может в некоторых случаях быть до некоторой степени диагональной или наклонной.

Хотя в варианте осуществления в соответствии с фиг.1, 2 и 3 выпускные каналы всех сепараторов частиц соединены с газосборником 29, некоторые из выпускных каналов могут преимущественно быть соединены непосредственно с соединительным каналом 45 между газосборником 29 и секцией 47 для рекуперации теплоты. Путем соединения некоторых из выпускных каналов сепараторов частиц непосредственно с соединительным каналом 45 ниже по потоку, чем газосборник 29, высота газосборника 29 может быть уменьшена. Минимальная высота газосборника 29 может быть такой, например, что скорость потока очищенного выпускаемого газа не превышает определенной максимальной величины. Это ясно проиллюстрировано в точке, где размещены экранные трубы 67 (фиг.3).

На фиг.3 показан соединительный канал 45, расширяющийся в направлении потока очищенных выпускаемых газов. Соединительный канал 45 не обязательно должен расширяться, как показано на фиг.3. Однако, если выпускные каналы одного или нескольких сепараторов частиц непосредственно соединены с соединительным каналом, предпочтительно, чтобы соединительный канал расширялся.

Кроме того, хотя на фиг.8 и 9 показаны варианты осуществления изобретения для образования передней стенки 31 газосборника 29 в системе реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем в соответствии с фиг.1 как продление панели водяных труб передней стенки 3 реакционной камеры 1, другие стенки могут быть образованы аналогично. Более того, возможно в вариантах осуществления в соответствии с фиг. от 4 до 7 расположить коллекторы, например, у верхних кромок боковых стенок реакционной камеры 1, если желательно распределить теплоноситель более равномерно по трубам панелей водяных труб, образуя газосборник 29, т.е. продлениями панелей водяных труб стенок реакционной камеры.

Путем использования вариантов осуществления, показанных на чертежах, возможно выполнить газосборник полностью из панелей водяных труб как продлений панелей водяных труб стенок реакционной камеры. Также возможно иметь панели водяных труб газосборника 29 полностью или частично футерованные огнеупором, если температура очищенного выпускаемого газа уменьшается слишком значительно перед тем, как газ достигнет секции для рекуперации теплоты.

Путем использования устройства в соответствии с изобретением использование каналов выпускаемого газа, футерованных огнеупором, и проблемы, связанные с каналами, такие как потребность в техническом обслуживании в связи с растрескиванием и износом каналов, сведены к минимуму. Дополнительно затраты, связанные с каналами, футерованными огнеупором, такие как затраты на строительство и техническое обслуживание, также сведены к минимуму.

Поскольку в соответствии с изобретением газосборник объединен с реакционной камерой, потребность в избыточной дополнительной опоре исключается. Более того, благодаря прочной конструкции проблемы, вызываемые вибрацией между стояками, дополнительными опорами, которых не требует устройство в соответствии с изобретением, и каналами исключаются.

Дополнительно в устройстве в соответствии с изобретением выпускные каналы всех сепараторов частиц имеют равную длину и заканчиваются в том же пространстве, т.е. в газосборнике, другими словами, при том же давлении. В результате неравномерное распределение выпускаемых газов между сепараторами частиц и связанные с этим проблемы работы исключаются в системе реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем.

В то время, как изобретение было описано здесь посредством примеров в связи с тем, что в настоящее время считается наиболее предпочтительными вариантами осуществления, необходимо понять, что изобретение не ограничено показанными вариантами осуществления, но предназначено для того, чтобы охватить различные сочетания или модификации его отличительных признаков и некоторых других применений, включенных в объем изобретения, как определено в прилагаемых пунктах формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Система реактора с циркулирующим псевдоожиженным слоем, содержащая реакционную камеру, имеющую псевдоожиженный слой твердых частиц и образованную потолком, дном и стенками, по меньшей мере частично образованными панелями водяных труб, средство введения газа для псевдоожижения в реакционную камеру, по меньшей мере, два выпускных отверстия, расположенные в стенках реакционной камеры, для удаления суспензии частиц из выпускаемых газов и твердых частиц из реакционной камеры, по меньшей мере, два сепаратора частиц, соединенные с выпускными отверстиями, для сепарации твердых частиц из суспензии частиц и имеющие каждый выпускное отверстие для газа в его верхней части для выпуска очищенных выпускаемых газов, соединенное с выпускным каналом, секцию для рекуперации теплоты, в которую направляются очищенные выпускаемые газы, и газосборник, образованный кожухом, содержащим потолок, дно и стенки, размещенный над реакционной камерой и объединенный с ней, для направления очищенных газов, выпускаемых из по меньшей мере двух сепараторов частиц в секцию для рекуперации теплоты, причем газосборник снабжен по меньшей мере двумя входными отверстиями для выпускаемого газа, расположенными в его стенках, для приема очищенных выпускаемых газов из выпускных каналов по меньшей мере одного сепаратора частиц и направления очищенных выпускаемых газов в газосборник, при этом газосборник также соединен с соединительным каналом, расположенным ниже по потоку от газосборника, для направления очищенных выпускаемых газов из газосборника в секцию для рекуперации теплоты, кожух газосборника образован панелями водяных труб как продлениями панелей водяных труб реакционной камеры и газосборник разделен на по меньшей мере две отдельные камеры посредством по меньшей мере одной перегородки, образованной по меньшей мере одной панелью водяных труб как продлением, по меньшей мере, одной из панелей водяных труб реакционной камеры.

2. Система по п.1, в которой панель водяных труб, образующая первую из стенок реакционной камеры, содержит первые и вторые водяные трубы, по меньшей мере, часть панели водяных труб, образующая дно кожуха газосборника, образована как продление первых водяных труб панели водяных труб, образующей первую стенку реакционной камеры, и по меньшей мере часть панели водяных труб, которая образует одну из стенок кожуха газосборника, образована как продление вторых водяных труб панели водяных труб, которая образует первую стенку реакционной камеры.

3. Система по п.2, в которой, по меньшей мере, часть панели водяных труб, образующей перегородку в газосборнике, образована как продление первых водяных труб панели водяных труб, образующей первую стенку реакционной камеры.

4. Система по п.1, в которой панель водяных труб, образующая первую из стенок реакционной камеры, содержит первые и вторые водяные трубы, по меньшей мере часть панели водяных труб, которая образует дно кожуха газосборника, образована как продление первых водяных труб панели водяных труб, образующей первую стенку реакционной камеры, по меньшей мере часть панели водяных труб, образующей одну из стенок кожуха газосборника, образована как продление первых водяных труб панели водяных труб, образующей первую стенку реакционной камеры, и по меньшей мере часть панели водяных труб, образующей перегородку в газосборнике, образована как продление вторых водяных труб панели водяных труб, образующей первую стенку реакционной камеры.

5. Система по п.1, в которой панели водяных труб, образующие кожух газосборника, содержат водяные трубы, и кожух газосборника по меньшей мере частично образован как продление панели водяных труб, образующей одну из стенок реакционной камеры таким образом, что часть водяных труб панели водяных труб, образующей стенку реакционной камеры, соединена у верхней кромки стенки реакционной камеры с коллектором, от которого проходят водяные трубы для образования части кожуха газосборника.

6. Система по п.1, которая содержит, по меньшей мере, три сепаратора частиц, и выпускной канал по меньшей мере одного из сепараторов частиц соединен непосредственно с соединительным каналом ниже по потоку, чем газосборник.

7. Система по п.6, в которой соединительный канал расширяется в направлении потока очищенных выпускаемых газов.

РИСУНКИ