SE453610B - Forbrenningsanordning med fluidiserad bedd - Google Patents

Description

453 610 2 upphettat fluid. Anordningen innefattar vidare ett aggregat, som bäres i huskammarens nedre del och innefattar en värme- växlarfyllkammare och blästerlåda ovanför värmeväxlarfyll- kammaren med en fördelarplatta, som bildar en övre vägg, ovanför vilken en fluidiserad bädd åstadkommes i kammaren och som bäres på stödorgan, vilka sträcker sig utåt från husets inre och in i kammaren ovanför bottnen, så att utrymmet mellan aggregatet och bottnen bildar en avgivningsfyllkammare, vilken mynnar i ett utlopp för upphettat fluid. Vidare är organ anord- nade för att rikta fluidiserad luft in i aggregatet genom värme- växlarinloppsfyllkammaren och in i blästerlâdan för avgivning genom munstycken, vilka är monterade i fördelarplattan, och in i den fluidiserade bädden, organ för att införa kol i den fluidiserade bädden för tändning med den fluidiserade luften för upphettning av värmeväxlarrören, vilka sträcker sig in i den fluidiserade bädden och som är monterade i aggregatet och som lämpligen är försedda med ett kylfluidinlopp för insugning av bäddkylluft samt ett utlopp, som avger till fyllkammaren för avgivning ut ur kammaren. Uppfinningen skall vidare erbjuda ett borttagbart aggregat av blästerlåda, värmeväxlarinloppsfyll- kammare och värmeväxlarrörmonteringsorgan för begagnande i en förbränningsanordning med fluidiserad bädd för erbjudande av bekväm montering i förbränningsanordningen för anslutning till ett inlopp för fluídiseringsluft och ett annat inlopp för kylfluid och som innehåller värmeväxlarinloppsfyllkammaren med genomgående rör för den fluidiserande luftens inströmning i en blästerlâda i en fördelarplatta med munstycken för avgivning av den fluidiserande luften ini.den fluidiserade bädden.Aggre- gatet kan även innefatta organ för montering av ett rör- aggregat för kylfluidens insugning från värmeväxlarinloppsfyll- kammaren uppåt och in i det rör, som sträcker sig in i bädden och därefter för strömning nedåt genom rören och till en avgivningsfyllkammare, vilken bildas under aggregatet, då detta är monterat i kammaren.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen förklaras när- mare i det följande med hänvisning till bifogade ritningar. 453 610 3 Fig. l visar ett vertikalsnitt genom en förbränningsanordníng med fluidiserad bädd enligt uppfinningen, fig. 2 är en snittvy i planet 2-2 i fig. l, fig. 3 är en vy liknande fig. 1 och visande en förstorad detalj av en del av förbränningsanordningen, fig. 4 är en vy liknande fig. 1 och visande ytterligare en detalj hos det borttagbara blästerlåds- och röraggre- gatet med förbränningsanordningen enligt fig. l, fig. 5 är en delsnittsvy, som i större skala visar en lämplig munstyckskonstruktion, fig. 6 visar ett snitt i planet 6-6 i fig. 5, och fig. 7 är en vy liknande fíg. 6 och visar en del av en annan utföringsform av munstycket.

Uppfinningen innefattar en förbränningsanordning med fluidiserad bädd, företrädesvis av en typ, vid vilken en fluid, exempelvis luft, cirkuleras till förbränningsanordningen för kylning av en fluidiserad bädd och för absorption av värme där- ifrån för användning av luften för drivning av en maskin, exem- pelvis en gasturbin. Förbränningsanordningen 10 innefattar ett hus 12 med en övre höljesdel l2a och en nedre höljesdel l2b, vilken är borttagbar och vilken kan åter låsas därvid. Hela huset 12 bäres på ett stöd 14, som möjliggör frikoppling av den nedre delen l2b från den övre delen l2a och undanföring av den- samma nedåt, medan den övre delen l2a förblir anbragt vid stödet 14. Huset 12 innefattar en övre del med ett rökgasutlopp 16 för förbränningsgaser, vilka medför material, som avges genom en ledning 18 och in i en stoftseparator 20. Rena gaser tages ut genom en skorsten eller gaskanal 22, och avskilt stoft avges nedåt genom en droppventil 21 i en returledning 24 till det inre av huset och in i en reaktionskammare 26, vilken hålles under tryck och som vid sin nedre ände har en 453 610 4 fluidbäddel 26a. Ledningen 24 har en bälgdel 25 för tillåtande av termorörelser. Förbrukad aska från den fluidiserade bädden 26a avlägsnas genom ett askuttag 28, vilket är anslutet till den nedre änden av den fluidiserade bädden 26a. En sidovägg hos reaktorn erbjuder även montering för en absorptionsmedels- insprutningsanordning 30 för införande av absorberande material i den fluidiserade bädden 26a. Vidare är en oljespruta 32 och ett flertal kolinmatningssprutor 34 anordnade i sidoväggen för införande av olja och/eller bränsle i reaktionskammaren för understödjande av förbränningen under det att anordningen arbe- tar.

Huset 12 är även försett med ett flertal manhål 36 för den övre delen l2a liksom med tvâ ytterligare manhål 38 i husets nedre vägg 40. Dessa manhål är tillräckligt stora för att erbjuda tillträde till kammarens 26 inre.

Enligt uppfinningen är ett borttagbart blästerlåds-, vär- meväxlarinloppsfyllkammar- och värmeväxlarrörstödaggregat 42 borttagbart placerat i kammaren 26 så att dess nedre monte- ringsvägg 44 befinner sig ovanför husets 12 nedre vägg 40, varvid däremellan bildas en fyllkammare 46. Aggregatet 42 är monterat på stödorgan 48, som innefattar en cirkulär, ringfor- mig fläns 50, vilken är placerad kring det inre av kammarens 26 nedre ände och bäres av ett klämförband 52 såsom bäst framgår av fig. 4. I detta syfte innefattar den nedre plattan 44 en förskjuten del 44a med en fläns 44b, vilken är periferiellt bruten. Vid den föredragna konstruktionen har flänsen 44b tjugofyra lika fördelade, rektangulära slitsar, som är upptagna medelst maskinbearbetning i den yttre omkretsen. Lägesklackar 54 passar i flänsens 44b slitsar samt är fästa vid stödflänsen 50 medelst inpassade skruvar eller bultar 56 för placering av klackarna eller distansdonen 54, varvid flänsen 50 och en mutterplatta 58 är upprymda och gängade enligt vad som erford- ras för noggrann lägesbestämning av aggregatet i förhållande till kammaren 26. Tjugofyra hållarplattor 60 ligger över res- pektive områden av plattan 44b och klämmas vid inställninge- klackarna 54 och genom flänsen 50. Ett spelrum är anordnat mel- lan klackarna 54 och flänsen 44b för tillåtande av värmerörel- ser hos värmeväxlar- och fördelaraggregatet. Inställnings- 453 610 5 klackarna och slitsarrangemanget håller läget för aggregatet vid termiska rörelser eller temperaturändringar.

För att minska de termiska belastningarna i den nedre flänsen erfordras en termisk barriär för isolering av den heta stödplattan 44 från den relativt kalla kärlflänsen 50. Denna termiska barriär 62 innefattar tolv skikt av keramiskt fiber- isoleringsmaterial av en tjocklek av cirka 3 mm, varvid ett trådnät är anordnat mellan vart fjärde skikt. Aggregatet är hopsytt med glastråd för underlättande av hanteringen. En delad platta 62a täcker översidan av den termiska barriären 62, och ett tillslutningsplattaggregat 62b täcker undersidan. Distans- elementen eller klackarna 54 begränsar komprimeringen av isoleringen och överför värmeväxlarfördelarbelastningarna till kärlflänsen 50. Konstruktionen innefattar en tätningspackning 66 i tätningsplattaggregatet 62b och en packning 68 är anordnad i flänsen 50 för tíllslutning av undersidan av förbandet, stöd- organet och aggregatet.

Aggregatet 42 innefattar en vägg 70, som bildar en övre vägg hos en nedre fluidiseringsluftinloppsdel 72 samt inne- fattar den nedre väggen hos en värmeväxlarinloppsfyllkammare 74. Delen 72 tillföres fluidiserad luft från ett lufttillför- selrör 76,som är inpassat i tätande beröring med ett rörformigt don eller en termisk hylsa 78 innanför det tillslutna inloppet i huset 12. Det rörformiga donet 78 bäres på en sidovägg 80 hos aggregatet 42 och är försett med tätníngsorgan, som tillåter tätt ingrepp mellan tillförselröret och aggregatet. Fluidise- rande luft insläppes genom ett eller flera tillförselrör 76 till ett ringformigt utrymme 84, som bildas av aggregatets yttre sidovägg 80 och värmeväxlarfyllkammarens 74 inre sidovägg 86 samt en fortsättning 88 därav, som bildar en sidovägg hos den nedre delen 72.Lämpligen anordnas fyra inloppsrör 76 för fluidiseringsluften, som strömmar in i en av många inloppsöpp- ningar hos luftinloppsdelen 72. Antalet sådana öppningar kan exempelvis uppgå till ungefär sextio. Luften strömmar genom delen 72 samt därefter uppåt genom vertikala rör 92, vilka sträcker sig genom värmeväxlarinloppsfyllkammaren 74 samt avges i blästerlådan 94 mellan värmeväxlarfyllkammarens 74 övre vägg 96 och ett fördelarplattaggregat 98 ovanför fyllkammaren och 453 610 6 bildande en övre vägg hos blästerlådan för fluidiseringsluften.

Luft från blästerlådan 94 cirkuleras därefter uppåt genom mun- styckena 100 vilka sträcker sig genom fördelarplattaggregatet 98 och riktas utåt genom nedåt lutande öppningar 102 till kam- mardelen 26a vid den fluidiserade bäddens nedre ände. Under starten cirkuleras luft av en temperatur av cirka 54000 på detta sätt samt värmer likformigt upp blästerlådan 94 och den nedre delen 72 för att minska de termiska belastningarna.

Konstruktionen erbjuder även tillräckliga värmevägar mellan delarna, så att de termiska belastningarna minimeras under bäddens återfuktning efter avstängning. Blästerlådan 94 har sidoväggar 104, och fördelarplattan 98 innefattar en nedre metallplatta 98a med en överliggande gjuten isolering 98b.

Fördelarplattan 98 och plattan 96 är inbördes förbundna genom rör 106, vilka vid det föredragna arrangemanget uppgår till fler än etthundrasjuttiofem rör, vilka erbjuder monterin- gar eller hylsor för värmeväxlarröraggregat 108. Värmeväxlar- aggregaten innefattar ett inre rör 110, vilket är anordnat innanför ett yttre rör 112. Det yttre rörets 112 nedre ände är försedd med en adapter ll2a, vilken kommer till beröring med en klack 114 i vart och ett av rören 106. Det inre röret 110 är mycket längre än det yttre röret, som är förbundet med en konisk adapter 118, vilken är förbunden med rörformiga element 120, vilka är förbundna med plattan 44. Det inre röret 110 befinner sig radiellt innanför det yttre röret 112, så att ett luftkylfluidinlopp 121 bildas vid läget för värmeväxlarin- loppsfyllkammarens övre vägg 96. Kylluften strömmar uppåt genom det yttre röret och in i den fluidiserade bädden 26a, och värme överföres till kylfluiden av den fluidiserade bädden, vilket förstärkes genom flänsar 122, som är anordnade på det yttre rörets 112 såväl utsida som insida. Luften värmes, medan den strömmar uppåt i utrymmet mellan de yttre och inre rören 112 och 110 samt riktas därefter nedåt genom det inre rörets 110 övre ände och strömmar nedåt genom det inre röret 110 samt avges till fyllkammaren 46 och avgår genom en avgivningsöppning 126 genom husets 12 nedre vägg 40.

Rören 106 befinner sig på ett inbördes avstånd av ungefär 25 cm och är anordnade i ett fyrkantmönster. Härigenom erhålles 453 610 7 en korridor av en bredd av ungefär 10 cm mellan två rader.

Munstyckena 100 är belägna i centra för dessa fyrkanter, och med fördel anordnas över etthundraåttio stycken, fördelade över ytan utom i de lägen, där fyra vertikala kolsprutor 128 är an- ordnade (fig. 3) och sträcker sig inåt från utsidan av kärlet genom fyllkammaren 46. väggen 44, värmeväxlarinkoppsfyllkamma- ren 74, blästerlâdan 94 samt fördelarplattaggregatet 98 och avges till den fluidiserade bädden 26a. Fördelarplattans 98 övre vägg 98b är försedd med värmeisolering av ungefär 13 cm tjocklek av gjutbart material. De nedre plattorna 96 innehåller öppningar för de individuella rören 92 och för kolsprutrören.

En kylfluid eller värmeväxlingsfluid, exempelvis luft in- föres i ett flertal ledningar 130, vilka kommunicerar med värmeväxlarinloppsfyllkammarens 74 inre. Fluiden, exempelvis luft, cirkuleras kring rören 92 och därefter genom inloppet 121 mellan värmeväxlarröraggregatens 108 yttre och inre rör ll2 och 110. Fluiden kyler den fluidiserade bädden och/eller värmer kylfluiden, så att den kan begagnas för drivning av maskine- rier, exempelvis en gasturbin.

Då aggregatet 42 skall avlägsnas, är det fördelaktigt att skilja den nedre höljesdelen 12 från den övre höljesdelen 12a.

Därefter kan bultförbanden 56 lätt lossas och hela blästerlådan och värmeväxlaraggregatet 42 avlägsnas från den nedre höljes- delen l2b.Härunder kan hylsorna eller de rörformiga donen 78 frigöras från inloppsröret 76. I detta syfte är dessa rör bor- rade för mottagande av en kolvring hos röret 76, som bildar del av tätningsorganet 82. Kolvringen kan tillåta att de båda delarna skiljes från varandra på lätt glidbart sätt. Förutom att hela aggregatet 42 kan avlägsnas tillsammans med värmeväx- larrören 108, kan dessa rör 108 lätt skiljas från den övriga delen av aggregatet, och i detta syfte är de med fördel anord- nade i grupper, vilka lätt kan lyftas ut från de förbindande elementen efter frigöringen. Återinsättningen av aggregatet kan utföras på liknande sätt och lika lätt, och antingen anbringas först rören vid aggregatet och införes tillsammans med detta eller installeras de för sig, sedan den återstående delen av aggregatet införts i reaktorn, vilket kan utföras exempelvis genom ett av manhålen 36 i den övre delen l2a eller genom 453 610 8 understödjande av den övre delen och sänkning av den nedre delen l2b från den övre delen l2a.

Fig.5, 6 och 7 visar ett förbättrat munstycke 132 med en yttre hylsa 134 med en gängad del 136, vilken kommer till gäng- ingrepp med plattan 98a. Dä hylsan 134 är ingängad i plattan 98af vrides den, till dess den är så orienterad, att en tapp 138 är inställd i ett valt vinkelläge, vilket valts för att ge riktning för luft och avgivet material från munstycket, sedan det helt satts samman. Sedan detta läge uppnåtts, förankras hylsan 134 på plats, exempelvis genom svetsning vid 140 vid plattan 98a.

Hylsan 134 är ingängad och är lämpligen försedd med en grov gänga 142, som löst kommer till ingrepp med en liknande grov gänga hos en hållande hylsa eller mutter 144 för förhind- rande av eventuell kärvning. Hylsan 134 innefattar även en inre del med en konisk lageryta 146. En hylskropp 148 hos munstycket har en nedre ände med en sfärisk yta, som ligger mot den koniska ytan 146, så att en tät tätning erhålles. Den har vidare en öppning i linje med och över centreringstappen 138.

Hylsan 134 bildar en inloppsöppning 152, som kommunicerar med en central passage 154 i hylskroppen 148. Den centrala passagen 154 kommunicerar i sin tur med en av ett flertal nedåt för- löpande avgivningspassager 156, vilka vid utföringsformen enligt fig. 5 och 6 är anordnade i par i rät vinkel mot varand- ra, så att fluidiseringsluft avges till en fluidiserad bädd vid fyra på inbördes lika vinkelavstånd befintliga ställen. Såsom framgår av fig. 2 är munstyckena lämpligen anordnade mellan värmeväxlarröraggregaten 108, och de avgivna luftströmmarna riktas mellan rörraderna. Vid utföringsformen enligt fig. 7 visas endast tre avgivningsvinkellägen för avgivningspassagerna 156' för den alternativa utföringsformen av hylskroppen 148.

Dessa är belägna på bäddens omkrets, så att luft icke riktas mot höljesväggarna. Det är tappen 138, som bestämmer oriente- ringen för avgivningspassagerna, och med detta arrangemang enligt uppfinningen kan läget lätt bestämmas, när hylsan 134 fästes vid plattan 98a.

Hylskroppen 148 innefattar lämpligen en klack 158, vilken har en lyftögla, som kan användas, då anordningen skall lyftas 453 610 9 uppåt medelst en kran. För underlättande av installeringen av hylskroppen 148 vid hylsan 134 och för medgivande av en montering av hylskroppen 148, så att de förblir täta och erbju- der en tätning, så att all fluidiseringsluft avges genom munstycksavgivningspassagen 156, gängas hållarhylsan 148 medelst gängan 142 till ett läge, vid vilket den pressar ytan 150 till beröring med ytan 146 genom beröring mellan den nedre änden av hållarhylsan 144 och en klack 160 hos hylskroppen 148.

På detta sätt erhålles ett säkert grepp utan ändring av hyls- kroppens 148 inställning, sedan den satts på plats över tappen 138. För tillförsäkrande av att de gängade delarna är låsta på plats är hylsan 134 försedd med en övre ände med en smal kant 162, som vid 164 är instukad i en nyckelslits 166 vid hylsans 144 övre kant 168. Hållarhylsan kan gängas på plats medelst en nyckel, som kommer till ingrepp med slitsarna 166. Ett isole- rande material 170 är anordnat i utrymmet mellan hylsans 134 övre del och plattan 98b av svårsmält material.

De beskrivna utföringsformerna av uppfinningen kan på många sätt modifieras och varieras inom ramen för denna.

Claims (4)

453 610 10 PATENTKRAV

1. Förbränningsanordning med fluidiserad bädd, k ä n n e - t e c k n a d av ett hus (12) med en däri befintlig kammare (26) och en övre del med ett utlopp (16) för gaser samt en botten (40) med ett utlopp (126) för upphettat fluid, ett aggregat (42) i den nedre delen av kammaren innefattande en värmeväxlarinloppsfyllkammare (74) och en blästerlåda (94) samt en fördelarplatta (98), varvid en del (26a) av kammaren ovanför fördelarplattan (98) bildar en fluidiserad bädd, stödorgan (48), som stöder nämnda aggregat (42)i kammaren ovanför dess botten (40), varvid utrymmet.i kammaren mellan nämnda botten (40) och nämnda aggregat (42) bildar en fluidavgivningsfyllkam- maröppning (46) till nämnda utlopp (l2b), organ för riktande av fluidiserande luft in i aggregatet och genom värmeväxlarfyll- kammaren (74) samt in i blästerlådan (94), munstycksorgan (100) i fördelarplattan (98) för avgivning av fluidiserande luft från blästerlådan (94) och in i den fluidiserade bädden (26aL organ (34) för införande av kol i den fluidiserade bädden för antändning med den fluidiserande luften, samt värmeväxlarrör (108), som är monterade på aggregatet (42) och sträcker sig in i den fluidiserade bädden, som har ett kylfluidinlopp (130) för införande av bäddkylluft till röraggregatet, varvid nämnda stödorgan (48) innefattar en ringformig, första stödfläns (SOL som sträcker sig kring kammarens periferi, varvid nämnda aggre- gat (42) innefattar en nedre platta (44) med en andra stödfläns (44b) för ingrepp med den första stödflänsen (SOL isoleringsorgan (62) mellan nämnda första stödfläns (S0) och nämnda andra stödfläns (44b), varvid nämnda isolerande organ innefattar ett flertal staplade ringar av isolering och ett flertal ringar av trådnät inskjutna mellan åtminstone en del av isoleringsringarna samt trådorgan som är fastsydda vid ringarna för att hålla ihop dessa.

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av distansorgan (54) placerade mellan den första stödflänsen (50) och den andra stöaflänsen (44b) för upprätthållande av ett avstånd mellan dessa, vilket upptages av isoleringsorganen (62). 453 610 ll

3. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att förbränningsanordningens hus innefattar flera övre och nedre delar med i ingrepp med varandra befintliga ringformiga förbindelseflänsar, varvid den första stödflänsen (50) uppbäres av den nedre delen och bultorgan (56) för låsning av den övre och nedre delen vid varandra vid nämnda förbindelseflänsar.

4. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda isolerande organ (62) innefattar en platta (62a) mellan och i beröring med nämnda andra stödfläns (44b) hos nämnda aggregatstödplatta (44) och nämnda första stödfläns (50), varvid ett tätningselement (66) bäres av nämnda platta (62a) intill och i tätande beröring med respektive aggregatstödplatta (44) och nämnda platta (62a).