[go: up one dir, main page]

FI123843B - Kiertoleijupetireaktori - Google Patents

Kiertoleijupetireaktori Download PDF

Info

Publication number
FI123843B
FI123843B FI20115181A FI20115181A FI123843B FI 123843 B FI123843 B FI 123843B FI 20115181 A FI20115181 A FI 20115181A FI 20115181 A FI20115181 A FI 20115181A FI 123843 B FI123843 B FI 123843B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
heat exchange
fluidized bed
furnace
exchange chamber
solids
Prior art date
Application number
FI20115181A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20115181A0 (fi
FI20115181A (fi
Inventor
Kari Kauppinen
Pertti Kinnunen
Original Assignee
Foster Wheeler Energia Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foster Wheeler Energia Oy filed Critical Foster Wheeler Energia Oy
Publication of FI20115181A0 publication Critical patent/FI20115181A0/fi
Priority to FI20115181A priority Critical patent/FI123843B/fi
Priority to RU2013143137/06A priority patent/RU2543108C1/ru
Priority to EP12709673.3A priority patent/EP2678607B1/en
Priority to CN201280010249.XA priority patent/CN103562635B/zh
Priority to US13/976,065 priority patent/US9423122B2/en
Priority to KR1020137018769A priority patent/KR101485477B1/ko
Priority to PL12709673T priority patent/PL2678607T3/pl
Priority to PCT/FI2012/050172 priority patent/WO2012113985A1/en
Priority to JP2013552998A priority patent/JP5739021B2/ja
Publication of FI20115181A publication Critical patent/FI20115181A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI123843B publication Critical patent/FI123843B/fi

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0015—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type
    • F22B31/003—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the water tube type with tubes surrounding the bed or with water tube wall partitions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B27/00—Instantaneous or flash steam boilers
    • F22B27/14—Instantaneous or flash steam boilers built-up from heat-exchange elements arranged within a confined chamber having heat-retaining walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0084—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed
    • F22B31/0092—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements or dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed with recirculation of separated solids or with cooling of the bed particles outside the combustion bed with a fluidized heat exchange bed and a fluidized combustion bed separated by a partition, the bed particles circulating around or through that partition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
    • F22D1/00—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters
    • F22D1/02—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters with water tubes arranged in the boiler furnace, fire tubes or flue ways
    • 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
    • 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
    • F23C10/24—Devices for removal of material from the bed
    • F23C10/26—Devices for removal of material from the bed combined with devices for partial reintroduction of material into the bed, e.g. after separation of agglomerated parts
    • 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
    • F23C10/28—Control devices specially adapted for fluidised bed, combustion apparatus
    • F23C10/30—Control devices specially adapted for fluidised bed, combustion apparatus for controlling the level of the bed or the amount of material in the bed
    • F23C10/32—Control devices specially adapted for fluidised bed, combustion apparatus for controlling the level of the bed or the amount of material in the bed by controlling the rate of recirculation of particles separated from the flue gases

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

KIERTOLEIJUPETIREAKTORI
[0001] Esillä olevan keksinnön kohteena on kiertoleijupetikattila itsenäisen patenttivaatimuksen johdanto-osan mukaisesti. Esillä olevan keksinnön kohteena on siten 5 patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen kiertoleijupetikattila.
[0002] Esillä olevan keksinnön kiertoleijupetireaktori on edullisesti läpivirtauskattila (OTU-kattila), esimerkiksi energian tuotantoon tai teollisuushöyryn tuotantoon. Kun kattilan koko kasvaa, seinäpinta-alan suhde tulipesän tilavuuteen muuttuu tavallisesti 10 epäedulliseksi, mikä saattaa aiheuttaa ongelmia, esimerkiksi erilaisten tulipesään liittyvien laitteiden ja putkien sijoittelussa, samoin kuin erilaisten materiaalien syötössä ja sekoituksessa. Esillä olevan keksinnön kohteena on erityisesti ratkaista suuriin kiertoleijupetikattiloihin (CFB-kattiloihin) liittyviä ongelmia.
15 [0003] Kiertoleijupetireaktori käsittää tulipesän polttoaineen polttamiseksi, tulipesän yläosaan yhdistetyn poistokanavan savukaasun poistamiseksi tulipesästä kiintoaine-erottimen savukaasun vastaanottamiseksi poistokanavan kautta tulipesästä ja kiintoainehiukkasten erottamiseksi savukaasusta. CFB-kattila käsittää edelleen mainitun kiintoaine-erottimen alaosassa paluukanavan kiintoaine-erottimen avulla 20 erotettujen kuumien kiintoaineiden viemiseksi tulipesän alaosaan ja savukaasukanavan mainitun kiintoaine-erottimen yläosassa puhdistetun savukaasun poistamiseksi kattilan takavetoon, kaasunpuhdistuslaitteisiin ja edelleen savupiipun kautta ympäristöön.
Poistokanava, kiintoaine-erotin ja paluukanava muodostavat niin kutsutun ulkoisen kuumakierron, jossa savukaasun mukana kulkeutunut kuuma kiintoaine viedään ensin 25 ulos tulipesästä, käsitellään sitten erottimessa ja lopulta palautetaan tulipesään.
£! Useimmiten jonnekin ulkoiseen kiertoon järjestetään leijupetilämmönvaihdin o virtausyhteyteen kiintoainepaluukanavan kanssa. Lämmönvaihdin voidaan tukea
LO
o kiintoaine-erottimen alaosaan siten, että paluukanava kuljettaa kiintoainetta cö lämmönvaihtimesta tulipesän alaosaan. Vaihtoehtoisesti tulipesän sivuseinä voi tukea £ 30 lämmönvaihdinta siten, että paluukanava kuljettaa kiintoainetta kiintoaine-erottimesta
CL
lämmönvaihtokammioon. Mitä leijupetilämmönvaihtimiin tulee, ne voidaan järjestää oo myös sisäiseen kiertoon, ts. vastaanottamaan kiintoainetta pitkin tulipesän seiniä ^ viilaavasta petimateriaalista. Ja luonnollisesti on myös leijupetilämmönvaihtimia, jotka ^ voivat vastaanottaa kiintoainetta joko sisäisestä tai ulkoisesta kierrosta tai 35 samanaikaisesti kummastakin kierrosta. Tulipesän alaosaan on järjestetty elimet polttoaineen, inertin petimateriaalin ja mahdollisen rikkiä sitovan aineen syöttämiseksi 2 tulipesään ja lopuksi tulipesän pohjalle on järjestetty elimet happea sisältävän leijutuskaasun syöttämiseksi tulipesään, toisin sanoen kaasun tulokanava, ilmakaappi ja suuttimet.
5 [0004] Julkaisussa WO-A2-2007128883 käsitellään leijupetilämmönvaihdinraken- netta CFB-kattilalle. WO-julkaisun CFB-kattila, tai itse asiassa leijupetilämmönvaihdin, käsittää kaksi lämmönvaihtokammiota, jotka on järjestetty sarjaan, yhteyteen paluukanavan kanssa siten, että ensimmäinen, kiintoaine-erottimen alapuolelta tuettu leijupetilämmönvaihtokammio vastaanottaa kuumaa kiintoainetta suoraan, itse asiassa 10 kaasulukon kautta, kiintoaine-erottimesta ja sitten normaaliolosuhteissa poistaa jäähdytetyn kiintoaineen toiseen leijupetilämmönvaihtokammioon, joka on järjestetty yhteyteen tulipesän alaosan seinän kanssa. Lopulta jäähdytetty kiintoaine palautetaan tulipesään toisesta lämmönvaihtokammiosta. WO-julkaisun opetusten mukaisesti ylemmässä lämmönvaihtokammiossa on myös elimet jäähdytetyn kiintoaineen 15 palauttamiseksi ylemmästä lämmönvaihtokammiosta suoraan tulipesään. Kummallakin lämmönvaihtokammiolla on sisäisiä lämmönvaihtopintoja, jotka on järjestetty lämmönvaihtokammioiden sisälle jäähdyttämään kiintoainetta ennen sen palautusta tulipesän alaosaan. Toisin sanoen, edellä mainitut kaksi lämmönvaihtokammiota on kytketty sarjaan CFB-kattilan ulkoisessa kiintoainekierrossa. Eräs yllä mainitun WO- 20 julkaisun toisen, ts. alemman lämmönvaihtokammion erityispiirre on, että lämmönvaihtokammio voi vastaanottaa kuumaa kiintoainetta ei ainoastaan ensimmäisestä lämmönvaihtokammiosta, vaan myös sisäisestä kierrosta, ts. toisessa lämmönvaihtokammiossa on tuloyhde, joka on järjestetty tulipesän alaosan seinään siten, että kattilan seiniä pitkin alas virtaava kuuma kiintoaine pääsee virtaamaan 25 toiseen leijupetilämmönvaihtokammioon. Edelleen WO-julkaisun ^ lämmönvaihtojärjestelyssä on elimet kiintoaineen ylivirtaukselle ensimmäisestä o ^ lämmönvaihtokammiosta suoraan toiseen lämmönvaihtokammioon siinä tapauksessa,
LO
o että kiintoainevirta ensimmäiseen lämmönvaihtokammioon on suurempi kuin poistovirta cö ulos ensimmäisestä lämmönvaihtokammiosta. Tässä yhteydessä lämmönvaihtimista
Er 30 puhuttaessa tulisi ymmärtää, että suurella CFB-kattilalla on tavallisesti useita Q_ rinnakkaisia kiintoaine-erottimia joko kattilan yhdellä tai molemmilla sivuilla ja oo lämmönvaihtimia, jotka on yhdistetty erottimien paluukanaviin, mutta selvyyden vuoksi ^ sekä yllä että seuraavassa keksinnön selityksessä selostetaan pääasiassa vain yhtä ^ lämmönvaihtojärjestelyä, jossa on yksi kiintoaine-erotin.
35 3
[0005] Julkaisun WO-A2-2007128883 leijupetilämmönvaihtimen kehityksen lähtökohtana oli pystyä rakentamaan lämmönvaihtojärjestely, jota voidaan käyttää lähes kaikissa mahdollisissa sovellutuksissa sen monipuolisten säätömahdollisuuksien takia. Eräs ongelma, jonka WO-julkaisun rakenne ratkaisi, liittyi 5 leijupetilämmönvaihtokammioiden perinteiseen sijaintiin tulipesän alaosan ulkoseinillä. Kun CFB-kattiloiden koko kasvoi, ei ollut mahdollista kasvattaa niiden leijupetilämmönvaihtokammioiden kokoa vastaavasti, koska lämmönvaihtokammion korkeuden kasvu johti leijutusilman painehäviön kasvuun, ja lämmönvaihtimen leveyden kasvu ei ollut mahdollista tilan puutteen takia. Siten CFB-kattiloiden koon 10 kasvu on otettu huomioon WO-julkaisussa järjestämällä lämmönvaihtimia päällekkäin, jolloin käytettävissä olevaan tilaan ja hyväksyttäviin painehäviöihin liittyvät vaatimukset otettiin huomioon. Ja lopuksi lämmönvaihtojärjestelyn mukautettavuus ja säädettävyys varmistettiin järjestämällä järjestely, jossa on laitteisto, joka mahdollistaa järjestelyn käytön monin eri tavoin.
15
[0006] Kuitenkin, kun yllä mainitut ja muut seikat oli otettu huomioon lämmönvaihtojärjestelyn suunnittelussa järjestelyn rakenteesta tuli vähemmän optimaalinen joihinkin erityissovelluksiin. Tällaisia sovelluksia ovat tapaukset, joissa ei vaadita laajaa säätöä tai tapaukset, joissa lämmönvaihtokammioiden kytkentä sarjaan 20 ei ole jostain syystä toivottua. Toisin sanoen tunnetun tekniikan järjestelyllä on joitain haittapuolia tai ongelmia.
[0007] Ensinnäkin koska ylempi lämmönvaihtokammio oletetusti poistaa jäähtynyttä kiintoainetta alempaan lämmönvaihtokammioon, lämmönvaihtokammioiden 25 välinen kanava kulkee ylemmän lämmönvaihtokammion ja tulipesän välillä pakottaen ^ sijoittamaan ensimmäisen/ylemmän lämmönvaihtokammion olennaisesti kauas o 00 tulipesän seinästä. Tämä tarkoittaa myös että kiintoaine-erotin pitää sijoittaa kauas
LO
o tulipesästä, koska ylempi lämmönvaihtokammio sijoitetaan normaalisti heti erottimen cö alle ja tuetaan erottimesta.
£ 30
[0008] Toiseksi, kun alemman lämmönvaihtokammion oletetaan pystyvän oo vastaanottamaan kaiken jäähtyneen kiintoaineen ylemmästä lämmönvaihtokammiosta
LO
ja mahdollisesti myös jonkun verran lisäkiintoainetta sisäisestä kierrosta, on selvää, ^ että alemman lämmönvaihtokammion tilavuuden pitäisi vähintään vastata ylemmän 35 lämmönvaihtokammion tilavuutta. Kuten jo julkaisun WO-A2-2007128883 yhteydessä tarkasteltiin, ei alemman lämmönvaihtimen korkeutta eikä leveyttä (tulipesän seinän suunnassa) voida valita vapaasti, vaan sekä leijutuksen painehäviö että 4 lämmönvaihtokammion viemä tila on otettava huomioon. Yllä oleva johtaa siihen, että alemman lämmönvaihtokammion mitat ovat olennaisesti samat kuin ylemmällä lämmönvaihtokammiolla. Siten kattilan käyttämiseen tarvittavalle laitteistolle, kuten esim. starttipolttimelle, alemman tulipesän lämpötilan mittauslaitteille, petipaineen 5 mittauslaitteelle ja polttoaineen, petimateriaalin, toisioilman, lisäaineiden, kierrätetyn savukaasun, yms. syöttölaitteille (jos niitä käytetään) on erittäin vähän tilaa tulipesän alaosan yhteydessä.
[0009] Kolmanneksi, johtuen lukuisista erilaisista ajovaihtoehdoista, toisin sanoen 10 säätötavoista tekniikan tason kattilassa on jokaista vaihtoehtoa varten putkia ja kanavia. Esimerkiksi ylemmällä lämmönvaihtokammiolla on yksi tuloyhde erottimesta ja monta poistokanavaa ja nostokanavaa. Yksi alempaan lämmönvaihtimeen johtava nostokanava ja poistokanava, toinen tulipesään johtava nostokanava ja poistokanava ja sekä alempaan lämmönvaihtokammioon että tulipesään johtavat ylivirtauskanavat. 15 Kanavien lisäksi myös melko monimutkaiset leijutuselimet ja säätöelimet leijutusten säätämiseksi tarvitaan ylemmän lämmönvaihtokammion pohjalla. Jos ja kun lukuisat kanavat ja putket tarvitsevat palkeita erottamaan eri lämpötiloissa olevia komponentteja, myös palkeet vievät tilaa ja nostavat lämmönvaihtojärjestelyn kustannuksia yhdessä jo yllä mainittujen lukuisten kanavien, putkien, leijutuslaitteiston 20 ja säätösysteemien kanssa. Ja vielä edelleen, kaikkien kanavien ja putkien tulee joko olla tehty vesi-/höyryputkiseinistä ja olla yhdistettynä muuhun vesi-/höyrysysteemiin tai olla tehty tulenkestävästä materiaalista. Valmistuksesta riippumatta tämä lisää kustannuksia, koska kanavien rakentaminen joko vesi-/höyryputkiseinistä tai tulenkestävästä materiaalista on monimutkaista ja aikaa vievää.
25 (m [0010] Yllä mainituista syistä johtuen on huomattu olevan välttämätöntä parantaa ^ CFB-kattilan rakennetta ja sen lämmönvaihtojärjestelyä.
LO
o
[0011] Esillä olevan keksinnön tavoitteena on saada aikaan kiertoleijupetireaktori, 00 30 jossa yllä mainittuja tekniikan tason ongelmia ja epäkohtia minimoidaan.
X
cc
CL
[0012] Edelleen esillä olevan keksinnön tavoitteena on saada aikaan tekniikan LO tasoon verrattuna yksinkertaisempi lämmönvaihtojärjestely.
δ ^ 35 [0013] Vielä esillä olevan keksinnön eräänä tavoitteena on saada aikaan lämmönvaihtojärjestely, joka tarjoaa kattilasuunnittelijalle enemmän vaihtoehtoja kattilasysteemin eri komponenttien sijoittelussa tulipesän alaosaan.
5
[0014] Yllä mainittujen tekniikan tason ongelmien ratkaisemiseksi on saatu aikaan kiertoleijupetikattila, jossa on uudenlainen lämmönvaihdinjärjestely. CFB-kattila käsittää tulipesän kiinteän hiilipitoisen polttoaineen polttamiseksi nopeassa leijupedissä, jossa 5 tulipesässä on vesi-/höyryputkipaneeleista muodostetut seinät, joita käytetään siihen syötetyn veden höyrystämiseen, kiintoaine-erottimen, joka on järjestetty tulipesän sivuseinän läheisyyteen poistokanavan kautta tulipesän yläosasta poistetun poistokaasun mukana kulkeutuneen kiintoaineen erottamiseksi, kaasulukon ainakin osan erotetusta kiintoaineesta kuljettamiseksi ensimmäiseen leijupetilämmönvaihto-10 kammioon, joka on järjestetty virtaussuunnassa kaasulukon jälkeen ja jossa on sisäisiä lämmönvaihtopintoja, ensimmäisen nostokanavan, joka on alapäästään yhdistetty ensimmäisen leijupetilämmönvaihtokammion pohjaosaan ja yläpäästään yhdistetty ensimmäisen paluukanavan yläpäähän kiintoaineen poistamiseksi ensimmäisestä leijupetilämmönvaihtokammiosta ja jäähdytetyn kiintoaineen kuljettamiseksi tulipesän 15 alaosaan, toisen leijupetilämmönvaihtokammion, joka on järjestetty tulipesän alemman sivuseinän läheisyyteen ja jossa on sisäiset lämmönvaihtopinnat, toisen leijupetilämmönvaihtokammion ja mainitun tulipesän väliin järjestetyn tulokanavan kuuman kiintoaineen syöttämiseksi tulipesästä toiseen lämmönvaihtokammioon, toisen nostokanavan, joka on alapäästään yhdistetty toisen leijupetilämmönvaihtokammion 20 alaosaan ja yläpäästään yhdistetty tulipesän alaosaan kiintoaineen poistamiseksi, missä ensimmäinen lämmönvaihtokammio on sijoitettu toisen lämmönvaihtokammion yläpuolelle, ja ensimmäisellä lämmönvaihtokammiolla on kaksi ensimmäistä nostokanavaa ja kaksi ensimmäistä paluukanavaa, jotka on järjestetty sen sivuille siten, että toinen lämmönvaihtokammio on sijoitettu kahden ensimmäisen 25 paluukanavan alapään väliin.
C\J
δ
[0015] Esillä olevan keksinnön muita piirteitä käsitellään epäitsenäisissä ΙΛ ....
o patenttivaatimuksissa, δ c 30 [0016] Esillä olevan keksinnön CFB-kattilan suunnittelulla ja rakentamisella
CL
^ saavutettuja etuja ovat seuraavat: δ • Pienempikokoinen alempi lämmönvaihtokammio ς · Alemmalla lämmönvaihtokammiolla on kevyt rakenne cv • Alempi lämmönvaihtokammio on helpompi tukea tulipesän seinästä 35 · Alempi lämmönvaihtokammio jättää tilaa muulle laitteistolle • Ei paluukanavaa ylemmästä leijupetilämmönvaihtokammiosta alempaan 6 • Yksinkertainen lämmönvaihtojärjestelyn rakenne • Erotin ja ylempi lämmönvaihtokammio lähempänä tulipesää • Mahdollisuus sijoittaa CFB-kattilan käytölle tarpeellista laitteistoa alemman leijupetilämmönvaihtokammion sivuille 5 · Ylempään ja alempaan lämmönvaihtokammioon tulevan kiintoaineen eri lämpötilat • Ei tarvetta käyttää palkeita alemman lämmönvaihtokammion yhteydessä • Polttoaineen sekoittaminen ylemmästä lämmönvaihtokammiosta poistettuun kiintoaineeseen 10 · Polttoaineen ja alemmasta lämmönvaihtokammiosta poistetun kiintoaineen sekoittaminen tulipesän petialueella • Erikseen tuetut ylempi ja alempi lämmönvaihtokammio, joiden kammioiden paino jakautuu kiintoaine-erottimen ja tulipesän alaosan seinän välille • Kiintoaine palautetaan ylemmästä lämmönvaihtokammiosta korkeammassa 15 lämpötilassa tulipesän alaosaan, kun kiintoaine kulkee vain yhden lämmönvaihtokammion läpi
[0017] Esillä olevaa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin seuraavassa viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joista 20 Fig. 1 on kaaviomainen pystyleikkaus kiertoleijupetikattilasta, jossa on tekniikan tason mukainen lämmönvaihdinjärjestely,
Fig. 2 on kaaviomainen pystyleikkaus esillä olevan keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesta lämmönvaihdinjärjestelystä, ja
Fig. 3 on kaaviomainen näkymä takaa päin Kuvion 2 mukaisesta esillä olevan cvj 25 keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesta lämmönvaihtojärjestelystä.
δ
CM
g [0018] Kuvio 1 esittää tekniikan tason kiertoleijupetikattilaa (CFB) 10, joka käsittää i tulipesän 12 polttoaineen polttamiseksi, tulipesän 12 yläosaan yhdistetyn x poistokanavan 14 savukaasun poistamiseksi tulipesästä 12, kiintoaine-erottimen 16 cc 30 poistokanavan 14 kautta tulipesästä 12 tulevan savukaasun vastaanottamiseksi ja oo kiintoainehiukkasten erottamiseksi savukaasusta, ja kiintoainehiukkasten erottamiseksi
LO
savukaasusta. CFB-kattila 10 käsittää edelleen mainitun kiintoaine-erottimen 16 ° alaosassa paluukanavan 18 kiintoaine-erottimen 16 avulla erotetun kuuman kiintoaineen kuljettamiseksi erottimesta kohti tulipesän 12 alaosaa ja mainitun 35 kiintoaine-erottimen 16 yläosassa savukaasukanavan 20 puhdistetun savukaasun poistamiseksi kattilan takavetoon, kaasunpuhdistuslaitteisiin ja edelleen savupiipun 7 kautta ympäristöön. Poistokanava 14, kiintoaine-erotin 16 ja paluukanava 18 muodostavat niin sanotun ulkoisen kuumakierron, jossa savukaasujen kuljettama kuuma kiintoaine poistetaan ensin tulipesästä 12, käsitellään sitten erottimessa 16 ja palautetaan lopulta tulipesään 12. Tulipesän 12 alaosassa on elimet polttoaineen, 5 inertin petimateriaalin, toisioilman ja mahdollisesti rikkiä sitovan aineen syöttämiseksi tulipesään ja lopuksi tulipesän pohjalla on elimet happea sisältävän leijutuskaasun syöttämiseksi tulipesään 12, toisin sanoen syöttöelimet 22 käsittävät kaasun tulokanavan 24, ilmakaapin 26 ja suuttimet 28.
10 [0019] Useimmiten johonkin kohtaan ulkoista kiertoa on järjestetty leijupetilämmönvaihdin. Leijupetilämmönvaihdin voidaan tukea kiintoaine-erottimen alaosaan siten, että paluukanava kuljettaa kiintoaineen lämmönvaihtimesta tulipesän alaosaan. Vaihtoehtoisesti tulipesän sivuseinä voi tukea leijupetilämmönvaihdinta siten, että paluukanava kuljettaa kiintoaineen kiintoaine-erottimesta lämmönvaihtokammioon.
15 Tunnettuun tekniikkaan kuuluu myös leijupetilämmönvaihtokammioita, jotka on järjestetty sisäiseen kiertoon tulipesän seinän ulkopuolelle, mikä tarkoittaa, että leijupetilämmönvaihtokammio vastaanottaa kiintoainetta, joka virtaa alas tulipesän seiniä pitkin, jäähdyttää kiintoaineen ja palauttaa sen takaisin tulipesään.
20 [0020] Kuvio 1 kuvaa edelleen kehitettyä rakennetta, jossa kiintoaine-erottimen välissä oleva leijupetilämmönvaihdin käsittää kaksi lämmönvaihdinkammiota; ensimmäise n tai y I e mmän lämmönvaihtokammion 36 ja ensimmäisen lämmönvaihtokammion 36 alapuolelle järjestetyn toisen tai alemman lämmönvaihtokammion 38, joista kummallakin lämmönvaihtokammiolla on sisäinen 25 lämmönvaihtopinta 32, 34. Ensimmäisen ja toisen lämmönvaihtokammion 36, 38
C\J
q pohjalla on kaasun tulokanava 40, 42, ilmakaappi 44, 46 ja suuttimet 48, 50
(M
^ lämmönvaihtokammioihin muodostuvan kiintoainepedin leijuttamiseksi.
o i 00 [0021] Käytettäessä Kuvion 1 lämmönvaihdin toimii siten, että erottimesta 16
X
£ 30 virtaava kuuma kiintoaines kuljetetaan paluukanavaa 18 pitkin kaasulukon 52 läpi ^ ensimmäisessä lämmönvaihtokammiossa 36 olevan leijutetun hiukkaspedin yläosaan.
lÖ Lämmönvaihtokammion alaosassa on nostokanava 54, jonka nostokanavan alaosassa o on suuttimia 56, jotka saavat kiintoainevirran virtaamaan halutulla nopeudella lämmövaihtokammion 36 läpi edelleen poistettavaksi nostokanavan 54 yläosan läpi 35 toisen lämmönvaihtokammion 38 tulokanavaan 58. Ensimmäisen lämmönvaihtokammion 38 yläosaan on edullisesti järjestetty ylivuotokanava 60, jonka kautta 8 ylimääräinen kiintoaine poistetaan joko toiseen lämmönvaihtokammioon 38 tai takaisin tulipesään 12, mikäli nostokanavan läpi poistettavan kiintoaineen määrä on pienempi kuin lämmönvaihtokammion 36 läpi erottimen 16 kautta tulevan kiintoaineen määrä. Ensimmäisen lämmönvaihtokammion 36 kautta virtaava kiintoaineen määrää pystytään 5 edullisesti säätämään nostokanavan 54 ja ylivuotokanavan 60 avulla.
[0022] Kuvion 1 järjestelyssä alempi lämmönvaihtokammio 38 vastaa ylempää lämmönvaihtokammiota 36 paitsi että alemmassa lämmönvaihtokammiossa lämmönvaihtokammioon tuleva hiukkasvirta saadaan ylemmän, ts. ensimmäisen 10 lämmönvaihtokammion 36 nostokanavan 54 yläosasta ja ylivirtauskanavasta 60 tulokanavaa 58 pitkin leijutettuun hiukkaspetiin alemmassa, ts. toisessa lämmönvaihtokammiossa 38. Ensimmäisen lämmönvaihtokammion 36 tavoin toisella lämmönvaihtokammiolla 38 on myös nostokanava 61 jäähdytetyn kiintoaineen poistamiseksi kammiosta 38 ja ylivuotokanava 62, jos lämmönvaihtokammioon 38 15 tulevan kiintoaineen määrä on suurempi kuin mitä nostokanava 61 pystyy poistamaan. Edelleen alemman lämmönvaihtokammion 38 nostokanavan 61 yläosasta ja ylivuotokanavasta 62 poistettava kiintoaine viedään tulipesään 12.
[0023] Edelleen Kuvio 1 osoittaa myös, kuinka alemman lämmönvaihtokammion 20 yläosa, edullisesti tulokanava 58, käsittää tuloaukon(-aukkoja) 64 kiintoaineen tuomiseksi lämmönvaihtokammioon 38 suoraan tulipesässä 12 olevan kiintoaineen sisäisestä kierrosta. Tuloaukot 64 on järjestetty edullisesti tulipesän alaosassa oleville kalteville tasoille 66, jossa tapauksessa kuuma kiintoaine virtaa aukkojen 64 läpi lämmönvaihtokammioon 38, myös kattilan 10 pienillä kuormilla, missä tapauksessa 25 tulipesän 12 kiintoaineen leijutusnopeus on suhteellisen alhainen.
C\J
^ [0024] Normaalisti tulipesän 12 seinät, kuten myös kiintoaine-erottimen, g leijupetilämmönvaihtokammioiden ja myös joidenkin putkien ja kanavien seinät on tehty i T- vesiputkipaneeleista (joita joskus kutsutaan membraaniseiniksi), jotka toimivat niin
CO
x 30 kutsuttuina höyrystyspintoina tai vedenlämmityspintoina, joissa vesiputkipaneeleissa
CC
“ kattilan höyrypiirin korkeapaineinen syöttövesi, joka on lämmitetty kattilan takavetoon oo järjestetyssä ekonomaiserissa (ei esitetty Kuviossa 1), muutetaan höyryksi tai
LO
T- syöttövettä lämmitetään edelleen. Höyryn lämpötilaa nostetaan edelleen ^ höyrystyspintojen jälkeen tulistimissa, joiden tulistimien viimeinen vaihe on normaalisti 35 järjestetty ulkoisen kuuman kierron lämmönvaihtimiin 30. Tulistettu höyry viedään korkeapainehöyryturbiiniin, johon on kytketty generaattori sähkön tuottamiseksi. Suuritehoisissa kattiloissa korkeapaineturbiinista matalammassa paineessa lähtevä 9 höyry viedään välitulistimiin uudelleen tulistettavaksi. Edullisesti välitulistimien viimeinen vaihe voidaan järjestää myös ulkoisen kuumakierron lämmönvaihtimeen 30. Silloin aikaansaatu kuuma höyry viedään edelleen matalamman paineen höyryturbiiniin, tuotetun sähkön ja laitoksen kokonaistehon kasvattamiseksi.
5
[0025] Kuitenkin, kuten edellä on jo selostettu, Kuvion 1 lämmönvaihdinjärjestelyllä on joukko siihen liittyviä epäkohtia ja ongelmia.
[0026] Ensinnäkin, koska ylempi lämmönvaihtokammion oletetaan poistavan 10 jäähdytettyä kiintoainetta alempaan, lämmönvaihtimien välinen kanava kulkee ylemmän lämmönvaihtimen ja tulipesän välissä pakottaen sijoittamaan ensimmäisen lämmönvaihtimen olennaisesti kauas tulipesästä. Tämä tarkoittaa myös, että kiintoaine-erottimen on oltava sijoitettu kauas tulipesästä, koska normaalisti lämmönvaihtokammio on sijoitettu välittömästi erottimen alapuolelle ja se on tuettu 15 erottimella.
[0027] Toiseksi, koska alemman lämmönvaihtokammion oletetaan pystyvän ottamaan vastaan kaikki jäähdytetyt kiintoaineet ylemmästä lämmönvaihtokammiosta ja mahdollisesti myös lisäkiintoainetta sisäisestä kierrosta, on selvää, että alemman 20 lämmönvaihtokammion tilavuuden pitäisi olla ainakin sama kuin ylemmällä lämmönvaihtokammiolla. Kuten jo julkaisussa WO-A2-2007128883 todettiin, ei alemman lämmönvaihtokammion korkeutta eikä leveyttä pystytä valitsemaan vapaasti, vaan sekä leijutuksen painehäviö että lämmönvaihtimen viemä tila täytyy optimoida. Tämä johtaa siihen, että alemman lämmönvaihtokammion mitat ovat olennaisesti 25 samat kuin ylemmän. Tulipesän alaosan yhteydessä on hyvin vähän tilaa kattilan
C\J
^ käyttämiseen tarvittavalle laitteistolle, kuten esimerkiksi starttipolttimelle, alemman
CM
^ tulipesän lämpötilan mittauselimille, elimille petipaineen mittaamiseksi ja elimille ° polttoaineen, petimateriaalin, toisioilman, lisäaineiden, kierrätyssavukaasun (jos 00 käytettävissä) syöttämiseksi, jne.
£ 30 ^ [0028] Kolmanneksi, lukuisista ajovaihtoehdoista johtuen jokaista vaihtoehtoa lÖ varten on putkia ja kanavia. Esimerkiksi ylemmässä lämmönvaihtokammiossa on yksi o tuloyhde erottimesta ja useita poistokanavia ja nostokanavia. Yksi nostokanava ja poistokanava, jotka johtavat alempaan lämmönvaihtimeen, toinen nostokanava ja 35 poistokanava, jotka johtavat tulipesään ja ylivuotokanava, joka johtaa alempaan lämmönvaihtokammioon. Kanavien lisäksi tarvitaan myös melko monimutkaiset 10 leijutus- ja säätöelimet leijutuksen säätämiseksi ylemmän lämmönvaihtokammion pohjalla. Jos ja kun lukuisat kanavat ja putket tarvitsevat palkeita erottamaan eri lämpötiloissa olevia komponentteja, palkeet vievät taas tilaa ja lisäävät myös lämmönvaihtojärjestelyn kustannuksia yhdessä jo yllä mainittujen lukuisien kanavien, 5 putkien, leijutuslaitteiston ja säätösysteemien kanssa.
[0029] Kuvioissa 2 ja 3, joissa esitetään CFB-kattilan 10 uusi lämmönvaihdinjärjestely, kuvataan yhtä ratkaisua ainakin osaan yllä mainituista epäkohdista ja ongelmista. Lämmönvaihtokammiojärjestely 70 käsittää kaksi 10 lämmönvaihtokammiota 72 ja 74. Ylempi lämmönvaihtokammio 72 on virtausyhteydessä kiintoaine-erottimen 16 kanssa kaasulukon 52 kautta. Edullisesti ylempi lämmönvaihtokammio tuetaan erottimesta, mutta koska ylempi lämmönvaihtokammio on erittäin lähellä tulipesän seinää, lämmönvaihtokammio voidaan tukea myös tulipesän seinällä ja sen tukirakenteilla. Lämmönvaihtokammiolla 15 72 on myös sisäiset lämmönvaihtopinnat 76 ja suuttimet 78 kammion 72 pohjalla.
Suuttimien 78 alapuolella on ilmakaappi 80 leijutusilman 82 puhaltamiseksi leijupetilämmönvaihtokammioon erottimesta 16 kammioon tulevan kiintoaineen leijuttamiseksi. Keksinnön tässä edullisessa suoritusmuodossa ylemmällä leijupetilämmönvaihtokammiolla 84 on kaksi nostokanavaa 84 kummallakin kammion 20 84 sivulla ja luonnollisesti myös kaksi paluukanavaa 86 jäähdytetyn kiintoaineen palauttamiseksi tulipesään 12. Esillä olevan keksinnön erään lisäsuoritusmuodon mukaisesti paluukanava 86 käsittää elimet 88 polttoaineen syöttämiseksi kiintoainevirtaan.
25 [0030] Alempi leijupetilämmönvaihtokammio 74 on järjestetty ylemmän
C\J
q leijupetilämmönvaihtokammion 72 alapuolelle ja edullisesti yhteyteen tulipesän alaosan
(M
^ seinän kanssa. Edelleen alempi lämmönvaihtokammio 74 on sijoitettu ylemmän ° lämmönvaihtokammion paluukanavien 86 väliin, itse asiassa paluukanavien 86 00 alapäiden väliin. Lämmönvaihtokammiossa 74 on tulokanava 90 kuuman kiintoaineen
X
£ 30 vastaanottamiseksi suoraan tulipesästä 12 tulipesän edullisesti kaltevassa seinässä 94 ^ olevan aukon 92 kautta. Kammiossa 74 on edelleen sisäiset lämmönvaihtopinnat 96, lÖ pohjasuuttimet 98 ja ilmakaappi 100 pohjan alapuolella, josta leijutusilma 102 o puhalletaan leijupetilämmönvaihtokammioon 74. Alemmalla leijupetilämmönvaihtimella 74 on edelleen nostokanava 104, jota pitkin kiintoainetta kammiosta 74 poistetaan 35 tulipesän 12 alaosaan. Nostokanava 104 tarvitsee omat suuttimensa, ilmakaappinsa ja ilmansyötön pystyäkseen nostamaan kiintoainetta nostokanavaan.
11
[0031] Esillä olevan keksinnön edut voidaan nähdä sekä Kuviossa 2 että Kuviossa 3. On esitetty että erotin 16 ja ylempi leijupetilämmönvaihtokammio 72 on sijoitettu paljon lähemmäs tulipesää 12 kuin Kuvion 1 tekniikan tason rakenteessa. Syy tähän 5 parannukseen on Kuviossa 3 esitetty seikka, että nostokanavat 84 ja paluukanavat 86 on järjestetty leijupetilämmönvaihtokammion 72 sivuille eikä kammion ja tulipesän seinän väliin, kuten tekniikan tasossa. Edelleen vaihtoehtona olisi järjestää nostokanava ja paluukanava siten, että niillä kummallakin olisi yhteinen seinä kammion 72 kanssa siten, että Kuvion 3 mukaisessa kuvauksessa kanavat eivät olisi rinnakkain 10 (kuten Kuviossa 3), vaan peräkkäin, jolloin tilan käyttö olisi erittäin tehokasta ja mahdollistaisi viereisen lämmönvaihtokammion (ja erottimen) tuomisen vieläkin lähemmäs toisiaan.
[0032] Kuvio 3 osoittaa selvästi, kuinka alempi leijupetilämmönvaihtokammio 74 15 voidaan rakentaa kapeammaksi kuin ylempi lämmönvaihtokammio 72, koska alempi lämmönvaihtokammio vastaanottaa korkeassa lämpötilassa olevaa kiintoainetta vain tulipesästä ja siten kokoa, s.o. kammion 74 leveyttä, voidaan pienentää. Siten tämä rakenne tarjoaa tilaa muulle laitteistolle alemman lämmönvaihtokammion 74 sivuilla. Tässä sellainen on esitetty esimerkinomaisesti aukoilla 106 tulipesän 12 seinässä 94. 20 Aukkoihin 106 voidaan järjestää elimet polttoaineen, petimateriaalin, toisioilman, jne. syöttämiseksi tulipesään tai niihin voidaan järjestää starttipoltin.
[0033] Mitä tulee leijupetilämmönvaihtokammioiden lämmönvaihtopintoihin, on normaali käytäntö, että sisäisiä pintoja 76 ja 96 (Kuviot 2 ja 3) käytetään höyrypiirissä.
25 Käyttökelpoinen vaihtoehto on käyttää ylemmän lämmönvaihtimen 72 ^ lämmönvaihtopintoja 76 viimeisenä tulistinvaiheena ennen kuin höyry syötetään o ^ korkeapaineturbiineihin. Samoin käyttökelpoinen vaihtoehto on käyttää alemman
LO
o lämmönvaihtimen 74 lämmönvaihtopintoja 96 korkeapaineturbiineista tulevan höyryn cö uudelleen tulistamiseen ennen sen syöttämistä matalapaineturbiineihin. Kuitenkaan
Er 30 leijupetilämmönvaihtokammioiden membraaniseinien käyttö ei ole itsestään selvää.
CL
00
[0034] Yksi vaihtoehto käyttää hyväksi lämmönvaihtokammioiden seinäpintoja on ^ järjestää sellaiset vesikiertoon, ts. tulipesän höyrypiiriin syötettävän veden ^ esilämmittämiseksi. Esimerkiksi yksi vaihtoehto on syöttää vettä savukaasukanavassa 35 olevan ekonomaiserin kautta alemman leijupetilämmönvaihtokammion seiniin, ja sen jälkeen syöttää esilämmitetty vesi tulipesän seinien höyrystysputkiin. Edelleen eräs 12 vaihtoehto on viedä syöttövesi alemman lämmönvaihtokammion jälkeen ylemmän lämmönvaihtokammion seiniin ja vasta sen jälkeen syöttää esilämmitetty vesi tulipesän höyrystyspaneeleihin. Vielä eräs vaihtoehto on viedä syöttövesi alemman lämmönvaihtokammion jälkeen ylemmästä lämmönvaihtokammiosta tulipesään 5 johtavan poistoyhteen seiniin ja sen jälkeen ylemmän lämmönvaihtokammion seiniin. Tällä tavoin syöttöveden virtaus syöttövesipumpusta höyrystysputkiin tulipesän seinissä on seuraavanlainen: syöttövesipumppu - ekonomaiseri - alemman lämmönvaihtokammion seinät - paluukanavan seinät - ylemmän lämmönvaihtokammion seinät - tulipesän vesi-/höyryputkipaneelit. Syöttöveden 10 virtaukseen voidaan myös järjestää vesijäähdytteiset ripustusputket ekonomaiserin ja alemman lämmönvaihtokammion seinien väliin. Vielä eräänä vaihtoehtona on mahdollista, että ylemmän lämmönvaihtokammion seinät voivat olla höyryjäähdytteiset ja mahdollisesti kiinteänä osana höyryjäähdytteistä erotinta.
15 [0035] Keksintöä on kuvattu yllä esimerkinomaisten järjestelyjen yhteydessä, mutta keksintö käsittää myös lukuisia yhdistelmiä ja muunnelmia esitetyistä suoritusmuodoista. Erityisesti erottimien ja lämmönvaihtimien lukumäärä voi vaihdella Kuvioissa 1-3 esitetyistä. Siten on selvää, että tässä esitetyt esimerkinomaiset suoritusmuodot eivät ole tarkoitettu rajoittamaan keksinnön suojapiiriä, vaan lukuisat 20 muut suoritusmuodot kuuluvat myös keksintöön, joita suoritusmuotoja rajoittavat vain oheiset patenttivaatimukset ja niiden sisältämät määritykset.
C\J
δ
(M
i tn o i δ
X
en
CL
δ δ δ
(M

Claims (8)

1. Kiertoleijupetireaktori (10), joka käsittää tulipesän (12) kiinteän hiilipitoisen polttoaineen polttamiseksi nopeassa 5 leijupedissä, jossa tulipesässä on vesi-/höyryputkipaneeleista muodostetut seinät, joita käytetään siihen syötetyn veden höyrystämiseen, kiintoaine-erottimen (16), joka on järjestetty tulipesän (12) sivuseinän läheisyyteen poistokanavan (14) kautta tulipesän (12) yläosasta poistetun poistokaasun mukana kulkeutuneen kiintoaineen erottamiseksi, 10. kaasulukon (52) ainakin osan erotetusta kiintoaineesta kuljettamiseksi ensimmäiseen leijupetilämmönvaihtokammioon (72), joka on järjestetty virtaussuunnassa kaasulukon (52) jälkeen ja jossa on sisäisiä lämmönvaihtopintoja (76), ensimmäisen nostokanavan (84), joka on alapäästään yhdistetty 15 ensimmäisen leijupetilämmönvaihtokammion (72) pohjaosaan ja yläpäästään yhdistetty ensimmäisen paluukanavan (86) yläpäähän kiintoaineen poistamiseksi ensimmäisestä leijupetilämmönvaihtokammiosta (72) ja jäähdytetyn kiintoaineen kuljettamiseksi tulipesän (12) alaosaan, toisen leijupetilämmönvaihtokammion (74), joka on järjestetty tulipesän (12) 20 alemman sivuseinän läheisyyteen ja jossa on sisäiset lämmönvaihtopinnat (96), toisen leijupetilämmönvaihtokammion (74) ja mainitun tulipesän (12) väliin järjestetyn tulokanavan (90) kuuman kiintoaineen syöttämiseksi tulipesästä (12) toiseen lämmönvaihtokammioon (74), toisen nostokanavan (104), joka alapäästään yhdistetty toisen leijupetilämmönvaihtokammion 25 (74) alaosaan ja yläpäästään yhdistetty tulipesän (12) alaosaan kiintoaineen C\l £ poistamiseksi, CVJ ^ - missä ensimmäinen leijupetilämmönvaihtokammio (72) on sijoitettu toisen ° leijupetilämmönvaihtokammion (74) yläpuolelle, 00 tunnettu siitä, että ensimmäisellä lämmönvaihtokammiolla (72) on kaksi ensimmäistä X £ 30 nostokanavaa (84) ja kaksi ensimmäistä paluukanavaa (86), jotka on järjestetty ensimmäisen lämmönvaihtokammion sivuille siten, että toinen lämmönvaihtokammio 00 ίο (74) on sijoitettu mainittujen kahden ensimmäisen paluukanavan (86) alapään väliin ja o toinen lämmönvaihtokammio (74) on kapeampi kuin ensimmäinen CM lämmönvaihtokammio (72) ja yksi tai useampi seuraavista: polttoaineen syöttö, 35 petimateriaalin syöttö, toisiokaasun syöttö ja starttipoltin sijoitetaan mainitun ensimmäisen paluukanavan (86) ja mainitun toisen leijupetilämmönvaihtokammion (74) väliin.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiertoleijupetikattila, tunnettu siitä, että 5 ensimmäiseen paluukanavaan (86) on järjestetty elimet (88) tulipesän (12) alaosaan syötettävän polttoaineen vastaanottamiseksi.
3. Jonkun edeltävän patenttivaatimuksen mukainen kiertoleijupetikattila, tunnettu siitä, että ensimmäisellä ja toisella leijupetilämmönvaihtokammiolla (72, 74) on 10 vesiputkipaneeleista tehdyt seinät.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kiertoleijupetikattila, tunnettu siitä, että ensimmäisellä paluukanavalla (86) on vesiputkipaneeleista tehdyt seinät.
5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen kiertoleijupetikattila, tunnettu siitä, että yhden tai useamman seuraavista: ensimmäisen leijupetilämmönvaihtokammion (72), toisen leijupetilämmönvaihtokammion (74) ja ensimmäisen paluukanavan (86) seiniä käytetään tulipesän (12) vesi-/höyryputkipaneeleihin syötettävän veden lämmittämiseksi. 20
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kiertoleijupetikattila, tunnettu siitä, että syöttöveden kulku tulipesän vesi-/höyryputkipaneeleihin on seuraavanlainen: syöttövesipumppu - ekonomaiseri - mahdolliset ripustusputket - toisen leijupetilämmönvaihtokammion (74) seinät - ensimmäinen paluukanava (86) -25 ensimmäisen leijupetilämmönvaihtokammion (72) seinät - tulipesän (12) vesi-/höyryputkipaneelit. C\J
^ 7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kiertoleijupetikattila, tunnettu siitä, että g syöttöveden kulku tulipesän vesi-/höyryputkipaneeleihin on seuraavanlainen: i ^ 30 syöttövesipumppu - ekonomaiseri - mahdolliset ripustusputket - toisen x leijupetilämmönvaihtokammion (74) seinät - tulipesän (12) vesi-/höyryputkipaneelit. en CL
8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kiertoleijupetikattila, tunnettu siitä, että ^ syöttöveden kulku tulipesän vesi-/höyryputkipaneeleihin on seuraavanlainen: o 35 syöttövesipumppu - ekonomaiseri - mahdolliset ripustusputket - toisen leijupetilämmönvaihtokammion (74) seinät - ensimmäinen paluukanava (86) -tulipesän (12) vesi-/höyryputkipaneelit.
FI20115181A 2011-02-24 2011-02-24 Kiertoleijupetireaktori FI123843B (fi)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20115181A FI123843B (fi) 2011-02-24 2011-02-24 Kiertoleijupetireaktori
US13/976,065 US9423122B2 (en) 2011-02-24 2012-02-22 Circulating fluidized bed boiler having two external heat exchangers for hot solids flow
EP12709673.3A EP2678607B1 (en) 2011-02-24 2012-02-22 Circulating fluidized bed boiler having two external heat exchangers for hot solids flow
CN201280010249.XA CN103562635B (zh) 2011-02-24 2012-02-22 具有用于热固体流的两个外部热交换器的循环式流化床锅炉
RU2013143137/06A RU2543108C1 (ru) 2011-02-24 2012-02-22 Котел с циркулирующим псевдоожиженным слоем, имеющий два наружных теплообменника для потока горячей твердой фазы
KR1020137018769A KR101485477B1 (ko) 2011-02-24 2012-02-22 고온의 고형물 유동을 위한 두 개의 외부 열 교환기를 갖는 순환 유동층 보일러
PL12709673T PL2678607T3 (pl) 2011-02-24 2012-02-22 Kocioł z cyrkulującym złożem fluidalnym mający dwa zewnętrzne wymienniki ciepła dla przepływu gorących cząstek stałych
PCT/FI2012/050172 WO2012113985A1 (en) 2011-02-24 2012-02-22 Circulating fluidized bed boiler having two external heat exchanger for hot solids flow
JP2013552998A JP5739021B2 (ja) 2011-02-24 2012-02-22 高温固体流用の２つの外部熱交換器を有する循環流動床ボイラ

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20115181 2011-02-24
FI20115181A FI123843B (fi) 2011-02-24 2011-02-24 Kiertoleijupetireaktori

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20115181A0 FI20115181A0 (fi) 2011-02-24
FI20115181A FI20115181A (fi) 2012-08-25
FI123843B true FI123843B (fi) 2013-11-15

Family

ID=43629853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20115181A FI123843B (fi) 2011-02-24 2011-02-24 Kiertoleijupetireaktori

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9423122B2 (fi)
EP (1) EP2678607B1 (fi)
JP (1) JP5739021B2 (fi)
KR (1) KR101485477B1 (fi)
CN (1) CN103562635B (fi)
FI (1) FI123843B (fi)
PL (1) PL2678607T3 (fi)
RU (1) RU2543108C1 (fi)
WO (1) WO2012113985A1 (fi)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9566546B2 (en) * 2014-01-21 2017-02-14 Saudi Arabian Oil Company Sour gas combustion using in-situ oxygen production and chemical looping combustion
KR101702219B1 (ko) 2015-06-09 2017-02-03 한국에너지기술연구원 배가스 전단 열교환기와 흡수액 유동층 열교환기를 이용한 배가스 응축열 회수 시스템 및 회수 방법
KR101715488B1 (ko) 2015-07-28 2017-03-23 한국에너지기술연구원 다중열원 동시 열회수를 위한 응축형 물 유동층 열교환기를 이용한 열회수 시스템 및 열회수방법
KR101705993B1 (ko) 2015-10-29 2017-02-10 한국에너지기술연구원 흡수액 다단 유동층 열교환기를 이용한 최적화 응축열 회수시스템 및 응축열 회수방법
CN105502875B (zh) * 2015-12-14 2018-02-27 广州市劲业节能技术有限公司 污泥余热利用干燥装置
FI127236B (fi) * 2016-01-19 2018-02-15 Sumitomo SHI FW Energia Oy Erotin- ja lämmönvaihtokammiokokoonpano ja menetelmä kokoonpanon asentamiseksi, sekä kiertoleijupetikattila erotin- ja lämmönvaihtokammiokokoonpanolla
CN105627300A (zh) * 2016-02-05 2016-06-01 广东省特种设备检测研究院 节能环保循环流化床系统
US10429064B2 (en) 2016-03-31 2019-10-01 General Electric Technology Gmbh System, method and apparatus for controlling the flow direction, flow rate and temperature of solids
KR102462442B1 (ko) * 2016-06-17 2022-11-02 한국남부발전 주식회사 순환유동층 보일러 장치
PL3535523T3 (pl) * 2016-11-01 2021-12-06 Valmet Technologies Oy Kocioł z obiegowym złożem fluidalnym z wymiennikiem ciepła typu loopseal
CN106642052A (zh) * 2017-01-05 2017-05-10 郑州坤博科技有限公司 一种流化床锅炉
KR101950574B1 (ko) 2017-04-18 2019-02-20 한국에너지기술연구원 다중열원 동시 열회수를 위한 다단 물 유동층 열교환기를 이용한 열회수 시스템 및 열회수방법
CN107606609B (zh) * 2017-10-31 2024-03-19 清华大学 一种燃烧低热值高灰分燃料的循环流化床锅炉
CN108460508B (zh) * 2017-11-06 2021-07-30 山西大学 基于循环流化床锅炉工作特性在线节能监测方法
CN107975783A (zh) * 2017-11-28 2018-05-01 湖南长宏南雁锅炉修理安装有限公司 无烟煤循环流化蒸汽锅炉
KR102349742B1 (ko) 2020-04-06 2022-02-03 첨단엔지니어링 주식회사 고형물체를 사용한 자체청소형 유동층 열교환기
WO2022239654A1 (ja) * 2021-05-11 2022-11-17 住友重機械工業株式会社 燃焼装置、ボイラ、燃焼方法
CN114278926B (zh) * 2021-11-25 2024-01-19 国家能源集团国源电力有限公司 一种锅炉失电保护系统
CN115264490A (zh) * 2022-07-29 2022-11-01 西安西热锅炉环保工程有限公司 一种带有床温调节装置的循环流化床锅炉及温度调节方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5275788A (en) * 1988-11-11 1994-01-04 Peter Stoholm Circulating fluidized bed reactor
US4951612A (en) * 1989-05-25 1990-08-28 Foster Wheeler Energy Corporation Circulating fluidized bed reactor utilizing integral curved arm separators
SU1781509A1 (ru) * 1990-04-19 1992-12-15 Proizv Ob Belgorodskij Z Energ Koteл
US5474034A (en) * 1993-10-08 1995-12-12 Pyropower Corporation Supercritical steam pressurized circulating fluidized bed boiler
US5463968A (en) * 1994-08-25 1995-11-07 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed combustion system and method having a multicompartment variable duty recycle heat exchanger
JPH09243019A (ja) * 1996-03-05 1997-09-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 循環式流動層ボイラ装置
JP2000074346A (ja) 1998-09-01 2000-03-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 循環流動層型廃熱ボイラ
FI107758B (fi) * 1999-11-10 2001-09-28 Foster Wheeler Energia Oy Kiertoleijureaktori
FI20065308L (fi) 2006-05-10 2007-11-11 Foster Wheeler Energia Oy Kiertopetikattilan leijupetilämmönvaihdin ja kiertopetikattilan, jossa on leijupetilämmönvaihdin
FI121284B (fi) 2008-11-06 2010-09-15 Foster Wheeler Energia Oy Kiertoleijupetikattila

Also Published As

Publication number Publication date
US9423122B2 (en) 2016-08-23
FI20115181A0 (fi) 2011-02-24
US20130284120A1 (en) 2013-10-31
FI20115181A (fi) 2012-08-25
KR101485477B1 (ko) 2015-01-22
WO2012113985A1 (en) 2012-08-30
JP2014510249A (ja) 2014-04-24
PL2678607T3 (pl) 2015-08-31
RU2013143137A (ru) 2015-03-27
CN103562635B (zh) 2015-11-25
CN103562635A (zh) 2014-02-05
JP5739021B2 (ja) 2015-06-24
EP2678607B1 (en) 2015-04-01
RU2543108C1 (ru) 2015-02-27
KR20130096317A (ko) 2013-08-29
EP2678607A1 (en) 2014-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI123843B (fi) Kiertoleijupetireaktori
CN101438099B (zh) 用于循环流化床锅炉的流化床热交换器和具有流化床热交换器的循环流化床锅炉
FI104213B (fi) Menetelmä ja laite kiertomassaperiaatteella toimivan leijukerrossysteemin käyttämiseksi
CN102215949B (zh) 循环流化床锅炉
JP2019536968A (ja) ループシール熱交換器を有する循環流動層ボイラ
FI124100B (fi) Menetelmä kiertomassareaktorin toiminnan parantamiseksi ja menetelmän toteuttava kiertomassareaktori
EP2884169B1 (en) Fluidized bed apparatus
US20160356488A1 (en) Fluidized Bed Apparatus and its Components
US10900660B2 (en) Fluidized bed heat exchanger
US9091481B2 (en) Fluidized bed reactor arrangement
JP2023552273A (ja) 循環流動床ボイラ
EP3222911B1 (en) A fluidized bed heat exchanger and a corresponding incineration apparatus
US11835298B2 (en) Heat exchanger for a loopseal of a circulating fluidized bed boiler and a circulating fluidized bed boiler
EP2884165A1 (en) Fluidized bed heat exchanger
EP2884166A1 (en) Fluidized bed heat exchanger
EP2884168A1 (en) Fluidized bed apparatus and mounting components

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123843

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed