SE438028B

SE438028B - VIRVELBEDDSBRENNKAMMARE

Info

Publication number: SE438028B
Application number: SE8004192A
Authority: SE
Inventors: A Kullendorff; J Wikner
Original assignee: Asea Stal Ab
Priority date: 1980-06-05
Filing date: 1980-06-05
Publication date: 1985-03-25
Also published as: JPS5727125A; DE3165755D1; SE8004192L; EP0041648B1; EP0041648A3; EP0041648A2

Description

15 20 25 30 35 öüülﬂ924ﬁ ningar i förhållande till varandra så att bredden på rännorna ökar med höj- den. Djupet är i huvudsak lika med bäddhöjden vid normal drift. Ovanför rännorna finnes ett gemensamt gassamlingsrum. Genom denna utformning blir det möjligt att ge virvelbädden en lämplig geometrisk form och lämpligt förhållande mellan arean vid virvelbäddens övre och undre delar. Topparean och bottenarean väljes så att förhållandet mellan areorna blir mellan 1,3/1 och 3,0/1. Företrädesvis väljes ett förhållande mellan areorna som ligger mellan 1,5/1 och 2/1. Lutningen hos dikenas sidoväggar bör ligga mellan 30 och 150, företrädesvis mellan 50 och 10°. 15 20 25 30 35 öüül ﬂ924ﬁ relative to each other so that the width of the gutters increases with the. The depth is essentially equal to the bed height during normal operation. Above the gutters there is a common gas collection room. Through this design becomes it is possible to give the fluidized bed a suitable geometric shape and suitable ratio between the area at the upper and lower parts of the fluidized bed. Topparean and the bottom area is selected so that the ratio between the areas is between 1.3 / 1 and 3.0 / 1. Preferably, a ratio between the areas lying is selected between 1.5 / 1 and 2/1. The slope of the side walls of the ditches should be between 30 and 150, preferably between 50 and 10 °.

Vid den ovan nämnda utformningen av virvelbädden erhålles vid drift gynn- samma fluidiseringsförhållanden. Med ett areaförhållande mellan 1,5/1 och 2/1 och en lutning hos sidoväggarna på mellan 50 och 100 erhålles en jämn temperaturfördelning. Bäddens utformning är gynnsam ur regleringssynpunkt och arbetar gynnsamt även vid dellast. Ingen eller obetydlig segregation av bäddmaterialet erhålles och därigenom ogynnsam ansamling av grovt bädd- material vid bäddens botten. Utformningen tillåter större variation av storleken hos kornen i det ingående bäddmaterialet.In the above-mentioned design of the fluidized bed, operating advantages are obtained during operation. the same fluidization conditions. With an area ratio between 1.5 / 1 and 2/1 and a slope of the side walls of between 50 and 100 an even is obtained temperature distribution. The design of the bed is favorable from a regulatory point of view and works favorably even at partial loads. No or insignificant segregation of the bed material is obtained and thereby unfavorable accumulation of coarse bed- material at the bottom of the bed. The design allows greater variety of the size of the grains in the constituent bed material.

Genom uppfinningen erhålles vid höga bäddar ett förbättrat cirkulations- mönster, lång uppehållstid för bränslet, god förbränningsverkningsgrad och god svavelabsorption. Vidare erhålles en låg gashastighet vid bäddytan och därigenom en låg partikelbelastning i gasen som lämnar bädden. Låg parti- kelbelastning är särskilt viktig när gasen direkt utnyttjas för drivning av en till brännkammaren ansluten gasturbin. Brännkammarformen ger god reglerbarhet tillsammans med gasturbin. Tryck och temperatur varieras vid dellast. Man driver då brännkammaren med lägre bäddnivâ med bibehållet go- da fluidiserings- och förbränningsbetingelser. Bäddutformningen ger en mycket jämn bäddtemperatur, vilket är synnerligen önskvärt då brännkamma- ren utgör värmekälla för en gasturbin. Bäddutformningen möjliggör också mycket god ntnyttjning av utrymmet i ett sfäriskt tryckkärl. En bädd med mycket stor area kan på olika sätt placeras i tryckkärlet och omgivande utrymmen kan effektivt utnyttjas för reningsutrustning, exempelvis cyklo- IISF .The invention provides an improved circulation at high beds. pattern, long residence time of the fuel, good combustion efficiency and good sulfur absorption. Furthermore, a low gas velocity is obtained at the bed surface and thereby a low particle load in the gas leaving the bed. Low batch load is especially important when the gas is used directly for propulsion of a gas turbine connected to the combustion chamber. The combustion chamber shape gives good adjustability together with gas turbine. Pressure and temperature vary at dellast. The lower chamber level combustion chamber is then operated while maintaining the fluidization and combustion conditions. The bed design provides one very even bed temperature, which is particularly desirable when the combustion chamber clean is a heat source for a gas turbine. The bed design also makes it possible very good utilization of space in a spherical pressure vessel. A bed with very large area can be placed in different ways in the pressure vessel and surrounding spaces can be used efficiently for treatment equipment, such as IISF.

Uppfinningen beskrives närmare under hänvisning till bifogade figurer. Fig 1 visar schematiskt ett snitt genom en brânnkammare som tillsammans med gasrenare är placerade inuti ett cylindriskt tryckkärl. Figurerna 2-7 visar alternativa arrangemang av brännkammare och renare.The invention is described in more detail with reference to the accompanying figures. FIG 1 schematically shows a section through a fire chamber which together with gas purifiers are located inside a cylindrical pressure vessel. Figures 2-7 shows alternative arrangements of combustion chambers and cleaners.

X3 15 20 25 30 aoo4192-4 b) I figurerna betecknar 1 ett tryckkärl i vilket är innesluten en brännkam- mare 2 och till denna anslutna renare 3. Brännkammarens nedre del är ut- formad med två parallella diken eller rännor U, vars väggar 5 lutar en vinkel u på mellan 30 och 150. Höjden hos dessa rännor är ungefär lika med den Fluidiserade bäddens 6 höjd. Vid rännornas botten finnes en botten 7 med öppningar eller munstycken för inhlåsning av förbränningsluft 1 bädden 6. Bränsle införas i bädden 6 genom ej visade munstycken. Under bottnen 7 finnes luftfördelningskammare 8 som genom spjäll 9 står i förbindelse med utrymmet 10 mellan tryckkärlet 1 och brännkammaren 2. Arean hos rännorna M är vid övergången till det gemensamma utrymmet 11 i brännkammaren 2 1,3-3 gånger större än arean vid bottnen 7. Komprimerad förbränningsluft tillföres tryckkärlsutrymmet 10 genom det ringformiga utrymmet 12 mellan rörledningarna 13 och 1H. Förbränningsgaser från brännkammaren ledes till en icke visad gasturbin via renarna 3, ledningarna 15, samlíngsledningen 16 och ledningen 13. I virvelbädden 6 finnes kylslingor 17 vari ånga gene- reras. Denna ånga utnyttjas i en med en gasturbin parallellt arbetande ångturbin. Mellan de båda rännorna U finnes ett antal smärre förbindelse- kanaler 18, genom vilka hydrostatisk kommunikation mellan rännorna erhål- les. Dessa kanaler kan vara utformade med en perforerad botten 19 och med en fördelningskammare 20, som genom en öppning med ett spjäll 21 står i förbindelse med utrymmet 10. Dessa kanaler medger transport av bäddmate- rial mellan rännornas H nedre delar. Denna bäddmaterialtransport är gynn- sam ur regleringssynpunkt.X3 15 20 25 30 aoo4192-4 b) In the figures, 1 denotes a pressure vessel in which a combustion chamber is enclosed. mare 2 and to this connected cleaner 3. The lower part of the combustion chamber is formed with two parallel ditches or gutters U, the walls 5 of which slope one angle u of between 30 and 150. The height of these gutters is approximately equal to the height of the fluidized bed 6. At the bottom of the gutters there is a bottom 7 with openings or nozzles for locking combustion air in the bed 6. Fuel is introduced into the bed 6 through nozzles not shown. Under the bottom 7 there is an air distribution chamber 8 which is connected to by damper 9 the space 10 between the pressure vessel 1 and the combustion chamber 2. The area of the gutters M is at the transition to the common space 11 in the combustion chamber 2 1.3-3 times larger than the area at the bottom 7. Compressed combustion air the pressure vessel space 10 is supplied through the annular space 12 between pipelines 13 and 1H. Combustion gases from the combustion chamber are led to a gas turbine (not shown) via the reindeer 3, the lines 15, the collection line 16 and the line 13. In the fluidized bed 6 there are cooling coils 17 in which steam generates reras. This steam is used in a parallel operation with a gas turbine steam turbine. Between the two gutters U there are a number of smaller connections. channels 18, through which hydrostatic communication between the gutters is obtained les. These channels can be formed with a perforated bottom 19 and with a distribution chamber 20, which through an opening with a damper 21 stands in connection to the space 10. These channels allow the transport of bedding rial between the lower parts of the gutters H. This bed material transport is favorable sam from a regulatory point of view.

Fig 2 och 3 visar ett horisontellt respektive ett vertikalt snitt i ett alternativt arrangemang av en brännkammare 2 och renare 3 i ett cylindriskt kärl. Här är grupper av renare 3 placerade vid tryckkärlets ändar.Figures 2 and 3 show a horizontal and a vertical section, respectively, in one alternatively arrangement of a combustion chamber 2 and cleaner 3 in a cylindrical Container. Here, groups of cleaner 3 are located at the ends of the pressure vessel.

Fig N, 5, 6 och T visar i horisontella respektive vertikala snitt alterna- tiva arrangemang med en brännkammare 2 l ett sfäriskt tryckkärl 1. Gruppen av renare 3 är placerade vid brännkammarens 2 långsidor i arrangemanget enligt fig H och 5. Grupper av renare 3 är placerade vid brännkammarens 2 samtliga sidor i arrangemanget enligt fig 6 och 7.Figures N, 5, 6 and T show in horizontal and vertical sections respectively the tive arrangement with a combustion chamber 2 l a spherical pressure vessel 1. The group of cleaner 3 are located at the long sides of the combustion chamber 2 in the arrangement according to Figs. H and 5. Groups of cleaner 3 are located at the combustion chamber 2 all sides of the arrangement according to Figs. 6 and 7.

Claims

ßüülvwßlæ- PATENTKRAV

A fluidized bed combustion chamber (2) with a preferably flat bottom (7) with a plurality of openings or nozzles for supplying combustion air, characterized in that a substantially rectangular combustion chamber (2) is formed at its lower part with two or more parallel gutters (H) with two opposite side walls (5) sloping in opposite directions in relation to a vertical plane in such a way that the width increases with the height and with a depth which is substantially equal to the bed height during normal operation and that above the gutters ( H) there is a common gas collection room (11).

Combustion chamber according to claim 1, characterized in that the ratios between the top and bottom areas of the gutters (4) are between 1.3 / 1 and 3.0 / 1, preferably between 1.5 / 1 and 2/1.

Combustion chamber according to claim 1 or 2, characterized in that the side walls (5) of the gutters are inclined between 30 and 150, preferably between 50 and 10 °. U. A fluidized bed combustion chamber according to any one of the preceding claims, characterized in that the combustion chamber (2) is enclosed in a pressure vessel (1) and operates under overpressure. “We -... PÉQ-ä ... _