用于分配流态化气体的喷嘴组件制造技术

一种向流化床反应堆供应气体的喷嘴组件，其包括：　　　　喷嘴头和插入到喷嘴头内的供气管；　　　　喷嘴头的结构为：在喷嘴头的侧壁上形成多个与水平面成３０到８５°角度的排气孔；在喷嘴头内形成直径比气管大且具有预定高度的空穴，其位置高于排气孔的内端；在低于排气孔内端的位置形成钻孔，其直径与气管对应并容纳气管；气管的一端插入到钻孔内，使气管的这一端伸出排气孔的内端预定高度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及用于向流化床反应堆供应流态化气体的喷嘴组件，具体地说，涉及这样一种用于向流化床反应堆供应流态化气体的喷嘴组件，它有助于均匀分配流化床反应堆中的流态化气体，并且借助它能防止床内的固体颗粒回流到风箱中，从而能减小压降，固体颗粒的回流会引起喷嘴组件被部分堵塞，由此会导致这种压降。
技术介绍
流化床包括作为流化介质的、彼此充分混合的固体颗粒，具有如下优点传热&传质的速率优越，温度控制简单，能用作各种工业领域中的反应堆。具体地说，当流化床被应用于燃烧室时，它具有如下优点燃烧效率高；因为流化床的操作温度相对低，在800到950℃之间，所以降低了氧化氮的生成率；因为石灰石被直接送入燃烧炉内，所以能适当控制氧化硫的排放；能同时处理各种燃料；并且能使用各种燃料。因此，该流化床能广泛应用于各种类型的燃煤锅炉和垃圾焚化炉。通常，根据床料粒度和流化床内的表面气速，将流化床分为沸腾流化床和循环流化床。床料的平均粒度取决于流化床采用的工艺，但对于沸腾流化床燃烧室来说，其通常为700到1000微米，表面气速为1.5到2.5米/秒；对于循环流化床燃烧室来说，粒度通常为300微米，表面气速为4到6米/秒。沸腾流化床的特征在于从流态化气体喷嘴喷出的一部分气体在固体颗粒间流动，剩余的那部分气体流经气泡形状的床，床面位于床与自由板之间。另一方面，对于循环流化床来说，不具有气泡，看不见固体的颗粒层表面，并且固体颗粒层的密度与沸腾流化床的情况相比相对要低。但沸腾流化床和循环流化床具有一个共同特征，即它们都包括气体分配器，在分配器上安装有多个向流化床供应气体的喷嘴，并且在气体分配器的下面设置有风箱，用于稳定由强制通风机送入的气流。参照图1，示出的是传统循环流化床燃烧炉的示意图。如图1所示，在流化床上提供诸如沙、煤灰、石灰石等颗粒，用于脱硫。另外，经由强制通风机和热交换机(未示出)的初级燃烧空气通过燃烧室1下部的风箱和由分配板13支撑的多个空气输入喷嘴部分20而送入到燃烧炉内以形成流化床。此外，二级或三级燃烧空气通过管道14而供应到燃烧室1内，其中管道14与燃烧炉1的一部分壁相连，位于分配板13的上部的侧边。当燃料，例如煤，通过燃烧炉1下部的燃料输入管道15输送到床10内时，燃料与固体颗粒在床10内充分混合，发生燃烧过程。燃烧过程产生的热量通过安装在燃烧炉1内的水管(未示出)重新获得，废气中的热量通过对流传热部分除去，然后通过集尘器将废气排出。对于循环流化床，固体颗粒小且表面速度快。因此，固体颗粒被向上流动的燃烧气体带走。这时，通过旋风器2收集固体颗粒并将固体颗粒循环到燃烧室的下部。图2说明传统流化床燃烧室的配气装置13，上面安装有空气喷嘴部分20。空气喷嘴部分20以规则间隔排列在分配板13上，以便将空气均匀地送入流化床燃烧炉内。当气体从燃烧炉1下部的空气喷嘴部分20排出时，由于固-气动力特性，压力会快速波动。当作用到空气喷嘴部分20上的瞬时压力下降时，通过空气喷嘴部分20的空气流速增加；但是，当作用到空气喷嘴部分20上的瞬时压力较高时，空气流速则降低。另外，当燃烧室1在低载下工作时，通过排气孔的空气流速降低。另外，当燃烧炉1的工作停止时，通过排气孔的空气流速快速降低，固体颗粒从流化床经由空气喷嘴部分20向风箱回流，因此需要维护和人力费用来处理固体颗粒回流到风箱内的问题。另外，图2中的传统流化床燃烧室的问题在于因为安装在分配板13上的一些分散喷嘴被固体颗粒堵塞，所以空气不能被均匀分配给流化床燃烧室。所以，流化床燃烧室内的温度不均匀，固体颗粒会在流化床内凝聚，燃烧效率下降，废气的控制效率变差。为了防止固体颗粒向风箱回流，可以使排气通路倾斜(USP5,575,086)。然而，该专利的缺点在于当在低载下操作燃烧炉时或者停止燃烧炉的操作时，作为流化介质的沙子会流失。此外，排气孔可以形成弯管形状(德国专利3,224,909)，以便防止固体颗粒向风箱回流。然而，当燃烧炉在低载下工作时，流向排气孔的固体颗粒会堵塞排气孔，从而难以将空气均匀送入燃烧炉中。此外，可以在供气管与排气孔之间安装与止回阀具有相似功能的浮体(USP5,286,188)，以便防止作为流化介质的固体颗粒向风箱回流。然而，该专利的缺点在于喷嘴组件的制造成本高，并且当流化床中的固体颗粒位于浮体与供气管之间时，浮体无法平稳移动，从而使空气无法平稳流入流化床内。
技术实现思路
因此，鉴于现有技术中的上述问题而提出本专利技术。本专利技术的一个方面是提供喷嘴组件，用于向流化床供应流态化气体，通过该组件能防止作为流化介质的固体颗粒回流到风箱内，并且该组件不容易被固体颗粒堵塞。这时，喷嘴组件安装在流化床下部的分配板上。因此，本专利技术的优点在于能降低通过喷嘴组件送入的气体压降，进入流化床内的气体能在燃烧炉内均匀分散，并且该喷嘴组件易于制造。本专利技术的其他方面和/或优点的一部分列于下面的说明书中，另一部分在说明书中是显而易见的，或者可通过实施本专利技术来获知。上述和/或其他方面通过提供这样一种喷嘴组件来实现，该喷嘴组件用于向流化床反应堆供应流态化气体，包括喷嘴头和插入到喷嘴头内的供气管。喷嘴头的结构在于在喷嘴头的侧壁上形成的多个排气孔与水平面成30到85°的角度；在喷嘴头内形成直径比气管大且具有预定高度的空穴，其位置高于排气孔的内端；在低于排气孔内端的位置形成钻孔，其直径与气管对应并容纳供气管。此外，气管的一端插入到钻孔内，使气管的这一端伸出排气孔的内端预定高度。这时，排气孔具有跑道形截面。另外，在气管插入喷嘴头的一端的径向对立两侧具有凹-形槽。附图说明本专利技术的这些和其他方面及优点通过下面对优选实施方式所作的说明并结合附图而变得清楚并更加容易理解，附图中图1为传统循环流化床燃烧炉的示意图；图2说明传统流化床燃烧炉的分配板，其上安装有供气喷嘴；图3说明本专利技术的喷嘴组件，其中插入了供气喷嘴部分；图4说明本专利技术的分散喷嘴，其中气管没有伸出排气孔；图5为图3中的部分‘I’的放大图；和图6说明本专利技术的气管，在气管插入喷嘴头的一端的径向对立两侧具有凹-形槽。具体实施例方式下面将详细说明本专利技术的优选实施方式，其中的实施例在附图中得到说明，其中在所有附图中相同的标记数字表示相似零件。根据本专利技术，用于向流化床供应空气的喷嘴组件被应用于燃烧室。但该喷嘴组件也可应用于各种类型的流化床，当喷嘴组件应用于除燃烧室之外的其他设备时，可以使用各种各样的气体来代替空气。因此，应该理解说明书中使用的“气体”和“空气”彼此具有相同的意思。图3说明本专利技术的喷嘴组件，其中插入了供气喷嘴部分；图5为图3中的部分‘I’的放大图；图6说明本专利技术的气管，在气管的一端的径向对立两侧具有凹-形槽。首先，参照图5和6对喷嘴组件进行详细说明，其中图5为图3中的部分‘I’的放大图；图6说明本专利技术的气管，在气管的一端的径向对立两侧具有凹-形槽。本专利技术的喷嘴组件包括喷嘴头23和气管22。对于这种情况，在喷嘴头23侧壁上的形成一个或多个与水平面成30到85°角度的排气孔25；在喷嘴头23内形成直径(D)比气管22大且具有预定高度(E)的空穴。此时，空穴的位置高于排气孔25的内端。另外，喷嘴头23具有钻孔，该钻孔具有预定直径(C)，能够容纳气管22，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金正来，金乙铉，金奎宗，闵丙寿，金龙熙，朴寿珍，李景模，
申请(专利权)人：现代重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：