Направляющая воронка для материала слоя в котле с псевдоожиженным слоем, котел с псевдоожиженным слоем и способ в котле с псевдоожиженным слоем

Авторы патента:


Направляющая воронка для материала слоя в котле с псевдоожиженным слоем, котел с псевдоожиженным слоем и способ в котле с псевдоожиженным слоем
Направляющая воронка для материала слоя в котле с псевдоожиженным слоем, котел с псевдоожиженным слоем и способ в котле с псевдоожиженным слоем
Направляющая воронка для материала слоя в котле с псевдоожиженным слоем, котел с псевдоожиженным слоем и способ в котле с псевдоожиженным слоем

 


Владельцы патента RU 2507446:

ИИТ ТЕОЛЛИСУУС-ЙА ВЕРККОПАЛВЕЛУТ ОЙ (FI)

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться в котлах с псевдоожиженным слоем. Котел с псевдоожиженным слоем содержит топку, ограниченную стенками, решеткой и сводом. Ниже решетки в соединении с топкой расположена направляющая воронка, в которой материал слоя, удаляемый из топки, проводится вниз. В направляющей воронке между ее верхним и нижним краем расположены направляющие пластины, которые, по существу, расходятся от поверхности направляющей воронки для направления потока материала слоя внутри направляющей воронки. Целью направляющих пластин является выравнивание потока материала внутри направляющей воронки, например посредством препятствия развитию основного потока между впускным патрубком и выпускным патрубком направляющей воронки, и в то же время получение протекания материала слоя по всей площади поперечного сечения направляющей воронки. Такое выполнение воронки обеспечит равномерный выпуск материала из нижней области котла и интенсифицирует работу котла. 6 н. и 21 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к направляющей воронке для материала слоя в котле с псевдоожиженным слоем, котлу с псевдоожиженным слоем и способу в котле с псевдоожиженным слоем в соответствии с ограничительной частью независимых пунктов формулы изобретения, представленных ниже. Изобретение, в частности, относится к новому способу для направления потоков материала, который должен быть удален из котла с псевдоожиженным слоем.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Обыкновенный котел с псевдоожиженным слоем, например, раскрытый в US 2812592 и US 4805405, по существу, содержит топку, ограниченную вертикальными стенками, полом и сводом. Псевдоожиженный слой, образованный из частиц твердого вещества, такого как песок, поддерживается в топке. Типичный котел с псевдоожиженным слоем содержит средство подачи для подачи топлива, материала псевдоожиженного слоя и воздуха в топку. Топочные газы выводят из топки в выпускной канал для топочных газов. На полу топки имеется решетка, в которой типично расположены такие элементы подачи воздуха, как воздушные сопла. Воздух, необходимый для горения топлива и для псевдоожижения материала слоя, подают из воздушных сопел в нижней части топки. Воздух, формирующий псевдоожиженный слой, типично используется как первичный воздух в процессе сгорания. На решетке также расположены такие элементы, как отверстия или зазоры для удаления твердого вещества, т.е. материала слоя, золы и примесей вместе с ними, под решетку. Ниже отверстий или зазоров решетки типично расположен один или более каналов или карманов, называемых в этом тексте воронками, по которым материал, который должен быть удален из топки, переносят управляемым способом из топки под котел. На нижнем крае воронок обычно имеются затворы, посредством которых управляют объемом материала, который должен быть удален из топки. Материал, который должен быть удален из воронок, обычно проводится к конвейеру и вперед к дальнейшей обработке. Материал удаляется из воронок по необходимости, типично периодически, например, несколько раз в час в нормальном рабочем режиме.

Под решеткой может иметься воздушная камера, внутри которой, по меньшей мере, частично расположены упомянутые воронки. Псевдоожижающий воздух проводится в воздушную камеру, т.е. вокруг воронок, и псевдоожижающий воздух выводится из воздушной камеры в подающие воздух элементы выше решетки. Типично воздух нагревается в воздушной камере теплотой материала слоя, текущего вниз в воронках. В то же время материал слоя в воронках охлаждается.

Одна из проблем котла с псевдоожиженным слоем состоит в высоком соотношении негорючих частиц, содержащихся в некоторых видах топлива, таких как строительные отходы или отходы лесозаготовки, например, пни: металлы, камни, бетон и т.д., которые накапливаются на полу топки и препятствуют образованию псевдоожиженного слоя из песка. Вышеупомянутая проблема была решена посредством проектирования пола топки для лучшего удаления материала слоя, например, посредством увеличения выпускных отверстий материала, проходящих через решетку. Таким способом примеси, находящиеся на полу топки, также удаляются из топки вместе с материалом слоя.

Благодаря суживающейся вниз форме одной или более воронок ниже решетки поток в воронке является не всегда равномерным. Так называемый основной поток обычно имеет тенденцию развиваться на выпускное отверстие в нижней части воронки или к центру воронки. Это означает, что материал обычно протекает быстрее вниз в центре воронки, чем на краях воронки. Поскольку в котлах с псевдоожиженным слоем площадь поперечного сечения пола топки, т.е. слоя, типично значительно больше области выпускных отверстий на полу воронки или воронок, то материал неравномерно удаляется из топки. Иногда в котлах с псевдоожиженным слоем материал удаляется только из области упомянутого основного потока в нижней части топки.

В результате неравномерного выпуска материала не сгоревший материал накапливается в кипы в основании слоя, препятствуя образованию псевдоожиженного слоя, и это может вызвать частичное или полное плавление материала слоя.

Из-за неравномерного потока материала часть материала даже может быть постоянно неподвижной или двигаться очень медленно на концах воронок. Это мешает теплообмену между воздухом, проходящим в воздушной камере, и материалом слоя. В этом случае материалу, который будет удален из воронок и который протек в основной поток, не хватает достаточного количества времени, чтобы остыть, как это желательно, в воронке. С другой стороны, воздух, вдуваемый в топку, не подогревается предварительно желательным способом в воздушной камере.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является уменьшение или даже устранение вышеупомянутых проблем, возникающих в известном уровне техники.

Особенной задачей настоящего изобретения является предоставление решения для достижения равномерного выпуска материала насколько это возможно из всей нижней области котла с псевдоожиженным слоем.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение так называемого основного потока, который имеет тенденцию развиваться к центру направляющей воронки для материала слоя в котле с псевдоожиженным слоем.

Задачей настоящего изобретения является интенсификация работы котла с псевдоожиженным слоем.

Задачей настоящего изобретения является усиление теплообмена между воздухом воздушной камеры и материалом, который будет удален из котла с псевдоожиженным слоем.

Наряду с прочим, чтобы выполнить вышеупомянутые задачи, направляющая воронка для материала слоя котла с псевдоожиженным слоем, котел с псевдоожиженным слоем, способ в котле с псевдоожиженным слоем и другие задачи в соответствии с изобретением, отличаются тем, что представлено в отличительных частях приложенных независимых пунктах формулы изобретения.

Примеры вариантов осуществления и преимущества, упомянутые в этом тексте, относятся, где это применимо, также к направляющей воронке, котлу с псевдоожиженным слоем, способу, внутренней воронке, а также к применениям в соответствии с изобретением, даже если это не всегда конкретно упоминается.

Варианты осуществления изобретения являются подходящими для применения в котлах, использующих разные технологии псевдоожижения. В этом тексте термин «котел с псевдоожиженным слоем» применен для всех разных котлов, в которых используется технология псевдоожиженного слоя. Котлы с псевдоожиженным слоем, например, являются котлами с циркулирующим псевдоожиженным слоем, т.е. котлами с циркулирующим слоем (котлы CFB (ЦПС)), или котлами с пузырьковым псевдоожиженным слоем, т.е. котлами с пузырьковым слоем (котлы BFB (ППС)).

Типичный котел с псевдоожиженным слоем в соответствии с изобретением содержит топку, ограниченную стенками, решеткой и сводом. Ниже решетки в соединении с топкой расположена направляющая воронка в соответствии с изобретением, в которой материал слоя, удаленный из топки, подают вниз. В этой связи для простоты ссылка приводится только на материал слоя, хотя очевидно, что примеси также одновременно удаляются из печи.

Типичная направляющая воронка в соответствии с изобретением в основном сужается вниз в ее горизонтальном поперечном сечении. Это означает, что область поверхности верхнего края воронки больше, чем ее нижний край. В направляющей воронке могут быть вертикальные или даже частично расширяющиеся вниз части. Верхний край направляющей воронки содержит впускной патрубок, через который материал слоя проводится в направляющую воронку. Нижний край содержит выпускной патрубок, через который материал слоя удаляется из направляющей воронки. Выпускной патрубок обычно содержит затвор, наподобие шиберной задвижки, посредством которого можно направлять поток материала, удаляемого из направляющей воронки. В типичной направляющей воронке по изобретению материал слоя и протекающие с ним элементы, таким образом, подают вдоль их каналы между впускным и выпускным патрубками. В соответствии с изобретением в направляющей воронке между ее верхним и нижним краем расположены направляющие пластины, которые, по существу, расходятся от поверхности направляющей воронки для направления потока материала слоя внутри направляющей воронки. Направляющие пластины предназначены для выравнивания потока материала внутри направляющей воронки, например, предотвращая развитие основного потока между впускным и выпускным патрубками.

В варианте осуществления изобретения направляющие пластины расположены так, чтобы поток материала слоя поддерживался в основном на всей площади поперечного сечения направляющей воронки. Таким образом, цель состоит не в том, чтобы полностью препятствовать или остановить вертикальный поток материала слоя, но сделать поток направленным. Наличие потока на как можно большей области направляющей воронки означает, что, по меньшей мере, большие воздушные карманы, т.е. места, где не имеется материала слоя, не образуются на направляющей воронке, и что, по меньшей мере, не образуются большие места, куда не протекает материал слоя. Этот вид воздушных карманов или мест без потока в некоторых вариантах осуществления решения в соответствии с изобретением может покрывать, например, меньше 30%, меньше 20%, меньше 10%, меньше 5%, меньше 3%, меньше 2% или меньше 1% горизонтальной площади поперечного сечения в направляющей воронке при удалении материала слоя в нормальном рабочем положении изобретения.

В варианте осуществления изобретения направляющие пластины замедляют направленный вниз поток материала слоя выше выпускного патрубка направляющей воронки. Таким образом, направляющие пластины, например, дросселируют поток материала слоя в центре направляющей воронки и облегчают протекание материала около краев направляющей воронки.

В варианте осуществления изобретения свободные вертикальные каналы продолжаются через направляющую воронку от впускного патрубка верхнего края к выпускному патрубку нижнего края направляющей воронки. Другими словами, если материал слоя полностью удалить из направляющей воронки этого вида, имеется прямая видимость вдоль вертикальной линии от впускного патрубка верхнего края до выпускного патрубка нижнего края направляющей воронки. Материал слоя может, таким образом, протекать, по меньшей мере, теоретически, также вдоль прямого канала через направляющую воронку и между направляющими пластинами.

В варианте осуществления изобретения ниже решетки котла с псевдоожиженным слоем расположена воздушная камера, через которую и из которой дальше воздух, необходимый для горения и образования псевдоожиженного слоя из материала слоя, проводится через решетку к топке. Таким образом, направляющая воронка в соответствии с изобретением типично расположена в основном внутри воздушной камеры котла с псевдоожиженным слоем. Равномерный поток материала слоя, удаляемого из топки, на всей площади поперечного сечения направляющей воронки, обеспечивает более равномерное удержание материала в направляющей воронке по сравнению с материалом, протекающим в основной поток в соответствии с известным уровнем техники. Стабилизация периода удержания приводит к более эффективному и более равномерному охлаждению материала, что облегчает его последующую обработку в конвейерах и элеваторах.

Теперь неожиданно выяснилось, что посредством простых направляющих пластин, поворачивающих поток и расположенных внутри направляющей воронки, удаление материала с днища котла с псевдоожиженным слоем может быть эффективно выровнено. Кроме того, посредством изобретения может быть просто увеличен теплообмен между воздухом, входящим в воздушную камеру, и материалом, протекающим в направляющей воронке.

В варианте осуществления изобретения направляющие пластины содержат несколько отдельных пластин, и материал слоя может протекать в пространства между пластинами. Направляющие пластины могут быть расположены на различных высотах в направляющей воронке или, в основном, на одной высоте относительно друг друга. Направляющие пластины могут иметь разные размеры или иметь одинаковый размер.

В варианте осуществления изобретения направляющие пластины сформированы как внутренняя воронка, в которую ведет впускное отверстие и из которой выводит выпускное отверстие. Между впускным отверстием и выпускным отверстием имеются стенки внутренней воронки. В варианте осуществления изобретения стенки, по меньшей мере, в основном закрыты так, чтобы материал слоя мог попасть во внутреннюю часть воронки только из впускного отверстия и выйти из воронки только из выпускного отверстия. В варианте осуществления изобретения отверстия, в которые материал слоя может протекать внутрь воронки или из которых вытекать из нее, сформированы на стенках.

В варианте осуществления изобретения направляющие пластины сформированы внутри направляющей воронки как, по существу, сужающаяся вниз внутренняя воронка. Внутренняя воронка эффективно дросселирует поток материала, проходящий через нее, посредством чего препятствует образованию основного потока.

Внутренняя воронка типично имеет коническую форму, например, форму усеченной прямоугольной пирамиды. Ее размер подогнан так, чтобы она могла подходить для каждой направляющей воронки. Минимальный внутренний диаметр внутренней воронки, т.е. минимальное отверстие, из которого должен протекать материал, когда он проходит через нее, может быть, например, менее 2000 мм, от 200 мм до 2000 мм, от 200 мм до 1000 мм, от 250 мм до 500 мм или от 300 мм до 500 мм. Одна направляющая воронка может иметь одну или более внутренние воронки, например, 1, 2, 3, 4 или 5.

В варианте осуществления изобретения часть материала слоя проводится по внутреннему каналу, т.е. через внутреннюю воронку. Другая часть материала проводится по внешнему каналу, т.е. между внутренней воронкой и направляющей воронкой. Когда внутренняя воронка замедляет поток внутри нее, материал может лучше протекать по внешнему каналу.

В варианте осуществления изобретения направляющие пластины, например, внутренняя воронка, расположены на центральной части направляющей воронки. Это является обычно наиболее эффективным, поскольку обычно основной поток материала слоя имеет тенденцию развиваться прямо по центру направляющей воронки. Например, внутренняя воронка может быть расположена прямо над выпускным патрубком направляющей воронки. В варианте осуществления внутренняя воронка расположена симметрично относительно направляющей воронки, если рассматривать горизонтальное поперечное сечение направляющей воронки.

В варианте осуществления изобретения внутренняя воронка находится на расстоянии от всех внутренних стенок направляющей воронки. Таким способом материал слоя может быть выведен вокруг внутренней воронки, по существу, по всем ее сторонам.

В варианте осуществления изобретения направляющая воронка и внутренняя воронка имеют, по существу, одинаковую или конгруэнтную форму в их горизонтальном поперечном сечении. Например, обе воронки могут иметь поперечное сечение в форме квадратов, кругов или прямоугольников, соотношения длин сторон которых равны.

В варианте осуществления изобретения направляющая и внутренняя воронки имеют, по существу, разную форму в их горизонтальном поперечном сечении. Например, одна из них может иметь круговое горизонтальное поперечное сечение и другая может иметь угловое.

В варианте осуществления изобретения направляющие пластины расположены между направляющей воронкой и внутренней воронкой. Таким способом поток материала слоя может быть более эффективно направлен также близко от стенок направляющей воронки.

В варианте осуществления изобретения направляющая воронка имеет прямоугольное горизонтальное поперечное сечение. В таком случае цель варианта осуществления состоит в усилении потока материала близко от углов прямоугольника. Это может быть сделано, например, посредством расположения дополнительных направляющих пластин, поворачивающих поток, между внутренней воронкой и направляющей воронкой в области между углами прямоугольника. В варианте осуществления изобретения внутренняя воронка и упомянутые дополнительные направляющие пластины являются одной и той же частью. В таком случае они могут быть, например, модифицированы, как одна часть, в уже имеющейся направляющей воронке.

Изобретение также относится к внутренней воронке, как таковой, которая предназначена для размещения внутри направляющей воронки котла с псевдоожиженным слоем, а также к применению сужающейся вниз воронки и направляющих пластин внутри направляющей воронки для того, чтобы препятствовать основному потоку материала слоя внутри направляющей воронки.

В связи с вышеизложенным согласно формулы заявляется направляющая воронка для материала слоя в котле с псевдоожиженным слоем, которая содержит:

- в основном сужающееся вниз горизонтальное поперечное сечение,

- верхний край, содержащий впускной патрубок для направления материала слоя от топки внутрь направляющей воронки,

- нижний край, содержащий выпускной патрубок для удаления материала слоя из направляющей воронки,

- канал для материала слоя, расположенный между впускным и выпускным патрубком, причем внутри направляющей воронки между ее верхним и нижним краем расположены направляющие пластины, которые, по существу, расходятся от поверхности направляющей воронки для направления потока материала слоя внутри направляющей воронки, причем отличающаяся тем, что направляющие пластины расположены внутри направляющей воронки для пропускания потока материала слоя, по существу, по всей площади поперечного сечения направляющей воронки.

Предпочтительно указанное расположение направляющих пластин внутри направляющей воронки позволяет замедлить направленный вниз поток материала слоя выше выпускного патрубка направляющей воронки.

Предпочтительно направляющие пластины расположены к центру направляющей воронки.

Предпочтительно направляющие пластины расположены с образованием внутренней воронки внутри направляющей воронки.

Предпочтительно внутренняя воронка расположена, по существу, в центре направляющей воронки.

Предпочтительно, по меньшей мере, один внутренний канал материала слоя расположен так, чтобы проходить через внутреннюю воронку, и, по меньшей мере, один внешний канал материала слоя расположен так, чтобы проходить между внутренней воронкой и направляющей воронкой.

Предпочтительно внутренняя воронка находится на расстоянии от направляющей воронки в основном по всем ее сторонам.

Предпочтительно направляющие пластины расположены между направляющей воронкой и внутренней воронкой.

Предпочтительно в горизонтальном поперечном сечении направляющей воронки имеются углы, и между направляющей воронкой и внутренней воронкой в области между углами направляющей воронки расположены дополнительные направляющие пластины для усиления потока материала слоя по углам направляющей воронки.

Предпочтительно внутренняя воронка и дополнительные направляющие пластины являются одной и той же деталью.

Предпочтительно горизонтальное поперечное сечение

направляющей воронки является в основном прямоугольником, квадратом или кругом.

Предпочтительно направляющая воронка и внутренняя воронка имеют в основном одинаковую форму в их горизонтальных поперечных сечениях.

Предпочтительно направляющая воронка и внутренняя воронка имеют разную форму в их горизонтальных поперечных сечениях.

Предпочтительно одна из направляющей воронки и внутренней воронки является круглой в ее горизонтальном поперечном сечении, а другая является угловой.

Предпочтительно через направляющую воронку проходит свободный вертикальный канал от впускного патрубка верхнего края направляющей воронки к выпускному патрубку в нижнем крае.

Кроме того, согласно формуле предлагается котел с псевдоожиженным слоем, содержащий топку, ограниченную стенками, решеткой и сводом, а также направляющую воронку, расположенную в соединении с топкой ниже решетки для проведения материала слоя из топки вниз, причем направляющая воронка выполнена в соответствие с вышеуказанным.

Предпочтительно ниже решетки расположена воздушная камера для проведения воздуха через решетку к топке, причем направляющая воронка расположена в основном внутри воздушной камеры котла с псевдоожиженным слоем.

Согласно формуле предлагается способ эксплуатации котла с псевдоожиженным слоем, содержащий этапы, на которых:

- перемещают материал от пола топки котла с псевдоожиженным слоем в направляющую воронку ниже топки через верхний край направляющей воронки,

- направляют материал вниз внутрь направляющей воронки,

- удаляют материал от нижнего края направляющей воронки,

- направляют поток материала внутри направляющей воронки посредством направляющих пластин, находящихся между ее верхним и нижним краем, при этом направляющие пластины по существу, расходятся от поверхности направляющей воронки, таким образом, препятствуя развитию основного потока внутри направляющей воронки,

- направляют поток материала вниз, по существу, по всей площади поперечного сечения направляющей воронки, причем

- направленный вниз поток материала замедляют посредством направляющих пластин выше выпускного патрубка направляющей воронки.

согласно формуле предлагается воздушная камера расположена ниже топки, причем направляющая воронка расположена в основном внутри воздушной камеры котла с псевдоожиженным слоем, причем способ содержит этапы, на которых:

- проводят воздух в воздушную камеру,

- охлаждают материал внутри направляющей воронки посредством воздуха и одновременно нагревают воздух тепловой энергией материала в направляющей воронке,

- проводят нагретый воздух к топке.

согласно формуле предлагается направляющие пластины образуют в основном сужающуюся вниз внутреннюю воронку внутри направляющей воронки, причем

- часть материала проводится по внутреннему каналу, т.е. через внутреннюю воронку,

- другая часть материала проводится по внешнему каналу, т.е. между внутренней воронкой и направляющей воронкой.

Предпочтительно замедляют поток материала в центре направляющей воронки (7) посредством внутренней воронки (15).

Предпочтительно проводят материал по внешнему каналу, по существу, от всех боковых сторон внутренней воронки (15).

Предпочтительно горизонтальное поперечное сечение направляющей воронки является в основном прямоугольником, причем способ содержит этапы, на которых:

- замедляют поток материала посредством дополнительных направляющих пластин, расположенных в области между углами направляющей воронки, и таким образом

- усиливают поток материала в углах направляющей воронки.

Предпочтительно проводят часть потока материала через направляющую воронку по вертикальному каналу от впускного патрубка верхнего края в направляющей воронке в выпускной патрубок нижнего края.

Согласно формуле предлагается внутренняя воронка, имеющаяся внутри направляющей воронки для материала слоя в котле с псевдоожиженным слоем для направления потока материала слоя внутри направляющей воронки, в которой у внутренней воронки

- горизонтальное поперечное сечение в основном прямоугольное или округлое, и в основном сужающееся вниз,

- верхний край содержит впуск для проведения материала слоя от топки в воронку,

- нижний край содержит выпуск для удаления материала слоя из воронки.

Согласно формуле предлагается применение сужающейся вниз воронки внутри направляющей воронки для материала слоя в котле с псевдоожиженным слоем, чтобы замедлить основной поток материала слоя в направляющей воронке.

Согласно формуле предлагается применение направляющих пластин внутри направляющей воронки для материала слоя котла с псевдоожиженным слоем, в котором направляющие пластины, по существу, расходятся от поверхности направляющей воронки, чтобы замедлить основной поток материала слоя внутри направляющей воронки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение описано ниже более подробно со ссылкой на прилагаемые схематичные чертежи, на которых:

на фиг.1 показан котел с псевдоожиженным слоем в соответствии с изобретением,

на фиг.2 показан вид сбоку внутренней воронки в направляющей воронке в соответствии с изобретением, и

на фиг.3 показана внутренняя воронка и направляющая воронка по фиг.2, как видно сверху.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для ясности одинаковые ссылочные позиции используются для соответствующих частей в разных вариантах осуществления.

На фиг.1 показан котел с кипящим псевдоожиженным слоем, т.е. котел 1 с кипящим слоем в соответствии с изобретением. Котел содержит топку 5, ограниченную стенками 2, решетку 3 и свод 4. Через решетку сформированы отверстия 6, через которые материал внутри топки направляют ниже решетки в направляющую воронку 7. Внутри направляющей воронки 7 материал слоя, удаляемый из топки, и его примеси проводятся далее вниз. На нижнем крае направляющей воронки имеется шибер 8, через который материал направляется к конвейеру 9 и далее к дальнейшей обработке.

Ниже решетки расположена воздушная камера 10. Направляющая воронка 7 в основном находится внутри ее. Воздух, необходимый для горения и образования псевдоожиженного слоя материала слоя, подводят в воздушную камеру 10 из патрубка 11. Воздух проходит через воздушную камеру 10 вверх через воздушные сопла 13 поверхности 12 сопел, сформированных на решетке 3 на нижней части топки 5.

Внутри направляющей воронки 7 расположены направляющие пластины 14, которые образуют внутреннюю воронку 15. Часть материала, который должен быть удален из топки 5, проводится через внутреннюю воронку 15. Часть материала протекает между внутренней воронкой 15 и направляющей воронкой 7.

На фиг.1 также показаны другие части котла с псевдоожиженным слоем, такие как разные теплообменники 20, брусы 21, поддерживающие котел, паровой коллектор 22, выпускной патрубок 23 для топочного газа, а также узел 26 впуска для топлива и материала слоя, которые, по существу, не являются целью настоящего изобретения и не объяснены здесь более подробно.

На фиг.2 и 3 пунктиром показана направляющая воронка 7 в соответствии с изобретением, внутри которой имеется внутренняя воронка 15. На верхнем крае направляющей воронки 7 имеется впускное отверстие 24 для материала, которое направлено на решетку 3, и на нижнем крае имеется выпускное отверстие 2 5 для материала, к которому присоединен шибер 8.

Прямоугольная внутренняя воронка 15 имеет наклонные боковые стенки 16, и таким образом воронка сужается вниз в своем горизонтальном поперечном сечении. Верхний край внутренней воронки 15 содержит впускное отверстие 17 для материала, и нижний край содержит выпускное отверстие 18, размер которого меньше, чем размер впускного отверстия. Впускное отверстие 17 внутренней воронки расположено приблизительно на той же самой высоте, что и впускное отверстие 24 направляющей воронки. Выпускное отверстие 18 внутренней воронки открыто приблизительно на середине высоты направляющей воронки 7, немного выше средней точки. Диаметр выпускного отверстия 18 несколько меньше выпускного отверстия 25. Воронка 15 дросселирует поток материала в центре направляющей воронки, т.е. в выпускном отверстии 25, таким образом, создавая условие для более легкого протекания материала между внутренней воронкой 15 и внешней воронкой, т.е. направляющей воронкой 7. К внешним краям воронки 15 присоединены дополнительные направляющие пластины 19. Они дросселируют поток материала снаружи внутренней воронки 15 от углов стенок 16 к центру стенок. На фиг.3 можно видеть, как между направляющей воронкой 7 и углами внутренней воронки 15 сохраняется свободный канала вниз для материала.

Без внутренней воронки 15 в соответствии с изобретением имелся бы риск образования основного потока материала слоя в центре направляющей воронки 7. В частности, был бы риск, что по углам направляющей воронки, т.е. также и по углам топки, почти никакой материал слоя не мог бы протекать ниже решетки.

Даже при том, что направляющие пластины, расположенные внутри направляющей воронки 7, показаны на фигурах в форме воронки, очевидно, что также могут быть расположены направляющие пластины, выполненные в других формах, для направления потоков в соответствии с изобретением.

На фигурах показаны только некоторые предпочтительные варианты осуществления в соответствии с изобретением. Факты, имеющие второстепенное значение по отношению к основной идее изобретения, факты, по существу, известные или очевидные для специалиста в данной области техники, такие как источники питания или структуры поддержки, возможно, требуемые в изобретении, не показаны отдельно на фигурах. Технология псевдоожиженного слоя, по существу, известна, и работа котлов здесь не объясняется более подробно. Для специалиста в данной области техники очевидно, что изобретение не ограничено исключительно примерами, описанными выше, но что в изобретение могут вноситься изменения в рамках объема формулы изобретения, представленной ниже. В зависимых пунктах формулы изобретения представлены некоторые возможные варианты осуществления изобретения, которые не должны рассматриваться как ограничивающие, по существу, объем защиты изобретения.

1. Направляющая воронка (7) для материала слоя в котле (1) с псевдоожиженным слоем, которая содержит:
- в основном сужающееся вниз горизонтальное поперечное сечение,
- верхний край, содержащий впускной патрубок (24) для направления материала слоя от топки (5) внутрь направляющей воронки (7),
- нижний край, содержащий выпускной патрубок (25) для удаления материала слоя из направляющей воронки (7),
- канал для материала слоя, расположенный между впускным и выпускным патрубком, причем внутри направляющей воронки между ее верхним и нижним краем расположены направляющие пластины (14, 19), которые, по существу, расходятся от поверхности направляющей воронки для направления потока материала слоя внутри направляющей воронки, причем направляющие пластины (14, 19) расположены внутри направляющей воронки (7) для пропускания потока материала слоя, по существу, по всей площади поперечного сечения направляющей воронки (7).

2. Направляющая воронка по п.1, отличающаяся тем, что указанное расположение направляющих пластин (14) внутри направляющей воронки (7) позволяет замедлить направленный вниз поток материала слоя выше выпускного патрубка (25) направляющей воронки (7).

3. Направляющая воронка по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что направляющие пластины расположены к центру направляющей воронки (7).

4. Направляющая воронка по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что направляющие пластины (14) расположены с образованием внутренней воронки (15) внутри направляющей воронки (7).

5. Направляющая воронка по п.4, отличающаяся тем, что внутренняя воронка (15) расположена, по существу, в центре направляющей воронки (7).

6. Направляющая воронка по п.4, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один внутренний канал материала слоя расположен так, чтобы проходить через внутреннюю воронку (15), и, по меньшей мере, один внешний канал материала слоя расположен так, чтобы проходить между внутренней воронкой (15) и направляющей воронкой (7).

7. Направляющая воронка по п.4, отличающаяся тем, что внутренняя воронка (15) находится на расстоянии от направляющей воронки (7) в основном по всем ее сторонам.

8. Направляющая воронка по п.4, отличающаяся тем, что направляющие пластины (19) расположены между направляющей воронкой (7) и внутренней воронкой (15).

9. Направляющая воронка по п.8, отличающаяся тем, что в горизонтальном поперечном сечении направляющей воронки (7) имеются углы, и между направляющей воронкой (7) и внутренней воронкой (15) в области между углами направляющей воронки расположены дополнительные направляющие пластины (19) для усиления потока материала слоя по углам направляющей воронки.

10. Направляющая воронка по п.8 или 9, отличающаяся тем, что внутренняя воронка (15) и дополнительные направляющие пластины (19) являются одной и той же деталью.

11. Направляющая воронка по п.1, отличающаяся тем, что ее горизонтальное поперечное сечение является в основном прямоугольником, квадратом или кругом.

12. Направляющая воронка по п.4, отличающаяся тем, что направляющая воронка (7) и внутренняя воронка (15) имеют в основном одинаковую форму в их горизонтальных поперечных сечениях.

13. Направляющая воронка по п.4, отличающаяся тем, что направляющая воронка (7) и внутренняя воронка (15) имеют разную форму в их горизонтальных поперечных сечениях.

14. Направляющая воронка по п.13, отличающаяся тем, что одна из направляющей воронки (7) и внутренней воронки (15) является круглой в ее горизонтальном поперечном сечении, а другая является угловой.

15. Направляющая воронка по п.1, отличающаяся тем, что через направляющую воронку (7) проходит свободный вертикальный канал от впускного патрубка (24) верхнего края направляющей воронки к выпускному патрубку (25) в нижнем крае.

16. Котел (1) с псевдоожиженным слоем, содержащий топку (5), ограниченную стенками (2), решеткой (3) и сводом (4), а также направляющую воронку (7), расположенную в соединении с топкой (5) ниже решетки (3) для проведения материала слоя из топки вниз, отличающийся тем, что направляющая воронка (7) выполнена по любому из предыдущих пп.1-15.

17. Котел с псевдоожиженным слоем по п.16, отличающийся тем, что ниже решетки (3) расположена воздушная камера (10) для проведения воздуха через решетку к топке, причем направляющая воронка (7) расположена в основном внутри воздушной камеры (10) котла с псевдоожиженным слоем.

18. Способ эксплуатации котла (1) с псевдоожиженным слоем, содержащий этапы, на которых:
- перемещают материал от пола топки (5) котла с псевдоожиженным слоем в направляющую воронку ниже топки через верхний край (24) направляющей воронки (17),
- направляют материал вниз внутрь направляющей воронки (7),
- удаляют материал от нижнего края (25) направляющей воронки,
- направляют поток материала внутри направляющей воронки (7) посредством направляющих пластин (14, 15, 19), находящихся между ее верхним и нижним краем, при этом направляющие пластины по существу, расходятся от поверхности направляющей воронки (7), таким образом, препятствуя развитию основного потока внутри направляющей воронки (7),
отличающийся тем, что
- направляют поток материала вниз, по существу, по всей площади поперечного сечения направляющей воронки (7), причем
- направленный вниз поток материала замедляют посредством направляющих пластин (14) выше выпускного патрубка (25) направляющей воронки (7).

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что воздушная камера (10) расположена ниже топки, причем направляющая воронка (7) расположена в основном внутри воздушной камеры (10) котла с псевдоожиженным слоем, причем способ содержит этапы, на которых:
- проводят воздух в воздушную камеру (10),
- охлаждают материал внутри направляющей воронки (7) посредством воздуха и одновременно нагревают воздух тепловой энергией материала в направляющей воронке (7),
- проводят нагретый воздух к топке (5).

20. Способ по п.18, отличающийся тем, что направляющие пластины (14) образуют в основном сужающуюся вниз внутреннюю воронку (15) внутри направляющей воронки (7), причем
- часть материала проводится по внутреннему каналу, т.е. через внутреннюю воронку (15),
- другая часть материала проводится по внешнему каналу, т.е. между внутренней воронкой (15) и направляющей воронкой (7).

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что
- замедляют поток материала в центре направляющей воронки (7) посредством внутренней воронки (15).

22. Способ по п.20, отличающийся тем, что
- проводят материал по внешнему каналу, по существу, от всех боковых сторон внутренней воронки (15).

23. Способ по любому из предыдущих пп.20-22, отличающийся тем, что горизонтальное поперечное сечение направляющей воронки (7) является в основном прямоугольником, причем способ содержит этапы, на которых:
- замедляют поток материала посредством дополнительных направляющих пластин (19), расположенных в области между углами направляющей воронки (7), и таким образом
- усиливают поток материала в углах направляющей воронки (7).

24. Способ по п.18, отличающийся тем, что
- проводят часть потока материала через направляющую воронку (7) по вертикальному каналу от впускного патрубка (24) верхнего края в направляющей воронке в выпускной патрубок (25) нижнего края.

25. Внутренняя воронка (15), имеющаяся внутри направляющей воронки (7) для материала слоя в котле с псевдоожиженным слоем для направления потока материала слоя внутри направляющей воронки (7), в которой у внутренней воронки (15)
- горизонтальное поперечное сечение в основном прямоугольное или округлое и в основном сужающееся вниз,
- верхний край содержит впуск (17) для проведения материала слоя от топки (5) в воронку (15),
- нижний край содержит выпуск (18) для удаления материала слоя из воронки (15).

26. Применение сужающейся вниз воронки (15) внутри направляющей воронки (7) для материала слоя в котле (1) с псевдоожиженным слоем, чтобы замедлить основной поток материала слоя в направляющей воронке (7).

27. Применение направляющих пластин (14, 19) внутри направляющей воронки (7) для материала слоя котла (1) с псевдоожиженным слоем, в котором направляющие пластины, по существу, расходятся от поверхности направляющей воронки (7), чтобы замедлить основной поток материала слоя внутри направляющей воронки (7).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам обеспечения химических процессов и предназначено для удаления смеси твердое вещество/газ из емкости высокого давления с псевдоожиженным слоем.

Изобретение относится к теплоэнергетике , может быть использовано в котлах для сжигания твердого топлива и направлено на повьшение эффективности использования топлива путем сжигания уноса.
Наверх