Котел с циркулирующим псевдоожиженным слоем (CFB) и внутрипечными форсунками вторичного воздуха

(51) 22 31/00 (2006.01) 23 10/10 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Котел с циркулирующим псевдоожиженным слоемвключает реакционную камеру, где кипящий псевдоожиженный слойнаходится в корпусе в нижней части реакционной камеры и содержит внутрислойный теплообменник ,который занимает часть дна реакционной камеры. Множество внутрислойных форсунок вторичного воздуха включает множество труб, которые сгруппированы и проходят по ширинемежду стенкой корпуса си внешней стенкой камеры с. Форсунки помещают для предотвращения отклонения твердых частиц, падающих виз, струями вторичного воздуха без усложнения конструкций, с которыми сталкиваются потоки газов и/или твердых частиц при перемещении в печи. Выходные отверстия форсунок находятся на одном уровне, или почти на одном уровне, со стенкой корпуса с .(73) БАБКОК энд ВИЛКОКС ПАУЭР ДЖЕНЕРЕЙШН ГРУП, ИНК.(74) Тагбергенова Модангуль Маруповна Тагбергенова Алма Таишевна Касабекова Найля Ертисовна(54) КОТЕЛ С ЦИРКУЛИРУЮЩИМ ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМИ ВНУТРИПЕЧНЫМИ ФОРСУНКАМИ ВТОРИЧНОГО ВОЗДУХА Область изобретения Настоящее изобретение относится в общем к области реакторов или котлов с циркулирующим псевдоожиженным слоем , таких как используемые в промышленных или при выработке электроэнергии установках, и, в частности к размещенным в печи (печным) форсункам вторичного воздуха,предназначенным для предотвращения отклонения твердых частиц,падающих в кипящий псевдоожиженный слойиз , струями вторичного воздуха. Описание уровня техники Патент 6,532,905 Белина и др. описывает котел с циркулирующим псевдоожиженным слоем. Котел включает реакционную камеру с , а также теплообменник с кипящим псевдоожиженным слоем ,расположенный в реакционной камере. Теплопередачей в теплообменнике управляют посредством регулирования скорости выпуска твердых частиц из нижней частив реакционную камеру. Полная емкость теплопередачизависит от нисходящего потока твердых частиц в верхней части кипящего слоя виз печи с . Более высокая нисходящая скорость приводит к более высокой емкости теплопередачи. Вторичный воздух обычно подают в печь счерез форсунки,расположенные на передней и задней стенках печи. Форсунки расположены снаружи корпуса печи, и их выходные отверстия выпускают струи жидкости из этих стенок. Посколькурасположен близко к стенке(ам), содержащим форсунки, струи, бьющие из форсунок, отклоняют часть нисходящего потока твердых частиц из , таким образом понижая его емкость теплопередачи. Патент 5,836,257 Белина и др. описывает печь с циркулирующим псевдоожиженным слоеми встроенным нагнетателем вторичного воздуха. Такой нагнетатель позволяет размещать форсунки вторичного воздуха внутри печи, таким образом предотвращая столкновение струй вторичного воздуха с нисходящим потоком твердых частиц в управляемом внутрислойном теплообменнике. Однако опорная конструкция и/или средства подачи воздуха нагнетателя могут стать препятствием на пути перемещения газа и/или твердых частиц в печи, а приспособление форсунок размера,достаточного для адекватного проникновения струй в больший по объему ,повлечет за собой необходимость использования большего по параметрам нагнетателя. Сущность изобретения Настоящее изобретение направлено на предотвращение отклонения твердых частиц,падающих в кипящий псевдоожиженный слойиз циркулирующего псевдоожиженного слоя ,струями вторичного воздуха, без усложнения конструкций, с которыми сталкиваются потоки газа и/или твердых частиц при перемещении в печи. Соответственно, одним объектом настоящего изобретения является котел с циркулирующим 2 псевдоожиженным слоем , включающий реакционную камеру с , имеющую внешние стенки и решетку, определяющую дно на нижнем конце реакционной камеры с , для подачи ожижающего газа в реакционную камеру скипящий псевдоожиженный слой,находящийся в нижней части реакционной камеры си ограниченный одной или более внешними стенками реакционной камеры с , дно реакционной камеры си стенки корпуса сформированы из охлаждаемых труб, которые простираются вверх от днадо верхней частипо меньшей мере один управляемый внутрислойный теплообменник , который включает поверхности нагрева и занимает часть дна реакционной камеры си ограничен стенками корпуса си по меньшей мере одну внутрипечную форсунку вторичного воздуха,сформированную охлаждаемыми трубами стенок корпуса с , которые сформированы по меньшей мере в одну группу, которая простирается от верхней части (вершины) стенки корпуса спо ширинедо внешней стенки котла с . Трубы, образующие по меньшей мере одну внутрипечную форсунку вторичного воздуха, могут стать частью внешней стенки, когда они доходят до внешней стенки котла с . Дополнительно,выходное отверстие по меньшей мере одной внутрипечной форсунки вторичного воздуха выпускает струи жидкости, или выпускает почти жидкость, из стенок корпуса с . Различные признаки новизны,которые характеризуют изобретение, особо выделены в формуле изобретения,приложенной к и составляющей часть настоящего описания. Для лучшего понимания изобретения, его практических преимуществ и специфических целей, достигаемых его использованием,описание изобретения приведено со ссылками на приложенные чертежи,на которых проиллюстрированы предпочтительные варианты изобретения. Фиг.1 - схематический вид с боку вертикального разреза котла ссогласно изобретению,представляющий форсунки вторичного воздуха Фиг.2 - вид в разрезе горизонтальной проекции котла с,изображенного на фиг.1,рассматриваемый в направление стрелок 2-2 на фиг.1 Фиг.3 схематическое перспективное изображение корпуса с , где трубы,формирующие внутрипечные форсунки вторичного воздуха, расположены на одной линии Фиг.4 - схематический вид с боку вертикального разреза котла ссогласно другому варианту изобретения и Фиг.5 - вид в разрезе горизонтальной проекции котла с , изображенного на фиг. 4,рассматриваемый в направление стрелок 5-5 на фиг.4. Описание изобретения Настоящее изобретение относится в общем к области реакторов или котлов с циркулирующим псевдоожиженным слоем , таких как используемые в промышленных или при выработке электроэнергии установках, и, в частности к размещенным в печи (печным) форсункам вторичного воздуха,предназначенным для предотвращения отклонения твердых частиц,падающих в кипящий псевдоожиженный слойиз , струями вторичного воздуха. Термин котел сиспользуется по отношению к реакторам или камерам сгорания с циркулирующим псевдоожиженным слоем , в которых происходит процесс горения. Поскольку настоящее изобретение относится в частности к котлам или парогенераторам,в которых используются камеры сгорания св качестве средств, производящих теплоту, подразумевается,что настоящее изобретение может также использоваться в различного вида реакторах с . Например, изобретение может быть применено в реакторе, который используется для химических реакций, отличающихся от процесса горения, или в реакторе, где смесь газа/твердых частиц процесса горения, происходящего в другом месте, подается в реактор для дальнейшей обработки. На чертежах одинаковыми ссылочными номерами обозначены одни и те же или функционально подобные элементы. В частности на фиг. 1 показан схематический вид с боку вертикального разреза печи с 1, включающей стенки 2 и внутрислойный теплообменник (1 ВНХ)3,погруженный в кипящий псевдоожиженный слой преимущественно содержит твердые частицы,состоящие из золы от сжигания топлива 5,сульфатированнного сорбента 6 и, в некоторых случаях, внешнего инертного материала 7,поступающего снаружи через, по меньшей мере,одну из стенок 2, и ожижаемые первичным воздухом 8, подаваемым через распределительную решетку 9. Некоторые твердые частицы захватываются газами, поступающими из процесса сжигания топлива, и движутся вверх, как показано позицией 15, и в конечном счете достигают сепаратора 16 частиц, размещенного у выхода из печи. Не смотря на то, что некоторые из твердых частиц 17 проходят сепаратор 16, большая часть частиц 18 захватывается и рециркулируется в печь. Эти твердые частицы 18 наряду с другими частицами 19, падающими из восходящего потока 15 твердых частиц, подаются в 4, где они псевдоожижаются ожижающей средой 25,подаваемой через распределительную решетку 26. Средства 27 и 28 для удаления твердых частиц из 1 и 4, соответственно, размещаются на соответствующих участках дна печи. Кипящий псевдоожиженный слой 4 отделен от циркулирующего псевдоожиженного слоя 1 корпусом 30. Скоростью возврата 35 твердых частиц вчерез клапан 40 управляют регулированием потоков ожижающей среды 45 и 46. Корпус выполняют из труб 50, которые обычно охлаждаются водой или паром. Трубы обычно защищают от эрозии и/или коррозии защитным слоем, обычно сформированным из огнеупорных пластин, прикрепленных приваренными к трубам штырями. Трубы,образующие корпус,простираются вверх на высоту, составляющую заданную высоту 4 внутри печи с 1. Выше заданной высоты, трубы 50 группируют для формирования форсунок 55 вторичного воздуха. Воздух 60, поступающий в эти форсунки,инжектируется ввыше 4, таким образом струи 65 воздуха не отклоняют потоки твердых частиц 18 и 19 от падения в 4. Группировка труб 50 позволяет сформировать отверстия 70, через которые потоки твердых частиц 18 и 19 падают в 4. Дойдя до стенки 2, трубы 50 становятся ее частью. Форсунки 75 вторичного воздуха размещаются на противоположной стене 2 снаружи печи с 1. Так как ниже форсунок 75 нет ни одного ВИХ, выходящие из форсунок струи 80 не вызывают нежеланного действия. Фиг.3 показывает одну возможную конструкцию внутрипечных форсунок вторичного воздуха 55,сформированных трубами 50. На фиг. 3 трубы 50,образующие внутрипечные форсунки вторичного воздуха 55, схематично представлены как однопутные линии. В альтернативном варианте, изображенном на фиг. 4 и 5,4 с погруженным 3 расположен на обеих из противоположных стенок 2 и 2 печи. Трубы 50 корпуса 30 с обеих сторон печной группы формируют форсунки вторичного воздуха 55. Для подачи топлива, известняка и потоков других твердых частиц непосредственно в,по меньшей мере на одной стенке печи(стенка 2 в варианте, изображенном на фиг. 4 и 5) разбита на несколько отсеков 80. Каждый отсек 80 сформирован стенкой 2 печи, корпусом 30 и двумя боковыми стенками 85 (или одной боковой стенкой 85 и стенкой 2 а или 2 с печи). Отсеки отделены друг от друга промежутками 90, в которые подаются топливо, известняк и т.д. Несмотря на раскрытие и описание определенных вариантов изобретения,они приведены только с целью иллюстрации принципов изобретения. Совершенно очевидно,что изобретение может быть выполнено иначе, не отступая от изложенных и раскрытых принципов. В некоторых вариантах могут быть использованы отдельные признаки изобретения без соответствующего использования других признаков. Соответственно, все такие изменения и варианты выполнения полностью входят в объем притязаний,определяемый следующей ниже формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Котел с циркулирующим псевдоожиженным слоем , включающий реакционную камеру с, имеющую внешние стенки и решетку, определяющую дно в нижнем конце реакционной камеры сдля подачи ожижающего газа в реакционную камеру скипящий псевдоожиженный слой,расположенный в нижней части реакционной 3 камеры си ограниченный одной или более внешними стенками реакционной камеры с ,дном реакционной камеры си стенкой корпуса спо меньшей мере один управляемый внутрислойный теплообменник , который погружен ви включает поверхности нагрева и занимает часть дна реакционной камеры сотличающийся тем, что дополнительно включает по меньшей мере одну внутрипечную форсунку вторичного воздуха, образованную охлаждаемыми трубами стенки корпуса с , которые сформированы по меньшей мере в одну группу,простирающуюся от вершины стенки корпуса спо ширинедо внешней стенки камеры си стенка корпуса ссформирована из охлаждаемых труб, простирающихся вверх от дна камеры сдо верхней границы . 2. Котелпо п.1, отличающийся тем, что,когда трубы, образующие по меньшей мере одну внутрипечную форсунку вторичного воздуха, 4 доходят до внешней стенки камеры с , трубы становятся частью внешней стенки камеры. 3. Котелпо п.1, отличающийся тем, что выходное отверстие по меньшей мере одной внутрипечной форсунки вторичного воздуха выпускат струи жидкости, или выпускат почти струи жидкости, из стенки корпуса с . 4. Котелпо п.1, отличающийся тем, что трубы, составляющие стенку корпуса , покрыты защитным слоем. 5. Котелпо п.4, отличающийся тем, что защитный слой сформирован из огнеупорных пластин, прикрепленных приваренными к трубам штырями. 6. Котелпо п.1, отличающийся тем, что трубы, образующие внутрипечные форсунки вторичного воздуха, покрыты защитным слоем. 7. Котелпо п.6, отличающийся тем, что защитный слой сформирован из огнеупорных пластин, прикрепленных приваренными к трубам штырями.