循环流化床反应器制造技术

循环流态化床反应器包括一个装有流态化栅格（１１）、一次和二次空气注入装置（１２、１３）和燃料进给装置（１０）、一个上部区域（２），位于下部区域（３）顶部的内沸腾床（２２、２３），收集来自反应器内封闭循环的固态物质，并把一部分固态物质送往与反应器壁紧密连接的外部沸腾床热交换器，与内沸腾床（２２，２３）保持水平，外部热交换器，在与外部流体热交换后把固态物质放回下部区域（３）。这种反应器结构简单，在保持下部区域（３）常规设计的同时，因内沸腾床的优点而获益。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
现今循环流态床反应器通常均用于容量愈来愈大的矿物燃料电站。目前运行中最大容量为150兆瓦电力(MWe)。循环流态床有三种类型，其差别在于反应器温度调节的方式。而这一温度则应在接近850℃的某一点上保持恒定，以确保烟气有效脱硫第一种反应器的特点是在反应器的内部装有平板式热交换器。(METALL-GESELLSCHAFT的法国专利No.2323101号)。而为了保持前述的温度，它调节一次和二次气流的流率改变固态物质密度，或者以一个变化的速率使燃烧的气体再循环。然而当装置的功率增加，就必须扩展所说的平面热交换器的安装。使之进一步进入反应器的内部，因此相应地增大了受腐蚀的风险;第二种反应器的特点是在其外部循环管线上配置有多个外部热交换器设在反应器的出口处为了用分离器收集反应器出口处的固态物质(METALLGESELLSCHAFT的法国专利，No.235332号)。这些外部热交换器，安装在距反应器某一距离上。这样，在旋风除尘分离器与外部热交换器之间，以及在外部热交换器与反应器之间，就要求有一个连接的管道网，以及必须的斜度和膨胀接头，当一个反应器的功率增加时，一般来说，反应器管壁的换热能力并不按比例增加，这是由于反应器高度的限制，随着热交换器的数量和尺寸增加外部热交换器的功率提高得更快，由此使得安装更加困难，或者甚至是不可能。这被认为是目前使用这一技术，在电力上的一个极限。而第三种类型的反应器为STEININDUSTRIE在其欧洲专利申请No.91401041.8中所描述的，其特点是，反应器内流态化气体在通过安装于反应器内某一中等高度的沸腾床时速度降低;这一速度降低，是由于反应器横截面有大的数量上的变化(其比率在1.2至2.0之间)，其目的在于通过增加再循环到反应器下部的固态物质量，来改进燃烧;由于在上述内沸腾床中有一个热交换器，这第三种反应器，与第一种循环流态床的内部平板换热器相比，或者与第二种循环流态床的外部热交换器相比，可以降低热交换器的功率;然而，在高功率机组中，它(第三种反应器)并不能把它们(这些热交换器)省掉。本专利技术是有关一种循环流态化床的反应器，它包括一个处于循环流态化床状态下的下部区域，并装有一个流态化栅格，位于栅格下的一次空气注入装置，置于栅格之上的二次空气注入装置，装有冷却管路环绕上述下部区域的反应器壁，一个在循环流态化床条件下运行并被设有冷却管道的反应器壁包围的上部区域，输送燃料进入下部区域的装置，至少有一个紧靠反应器壁安装并与之紧密连接、含一个沸腾床的外部热交换器。这个沸腾床由来自反应器的固态物质供料，并在与外部需要加热的流体热交换后把所述的固态物质送到下部区域。欧洲专利EP-A-444926号中，对于一个热交换器和它所附属的反应器紧密连接的设置情况作了描述，这种情况正好是和第二种反应器的一种变型。在这种变型的反应器中，外部热交换器通过一种虹吸弯管来供料，在虹吸管前面配置了旋风除尘器，它把来自反应器上部区域顶端的固体物质分离出来。外部热交换器置于旋风除尘器的下面，而虹吸弯管则固定到下部区域的底部。这就产生了阻碍二次空气经反应器的主壁之一注入的缺点，从而限制了反应器前、后壁之间的距离，必然在给定的后壁长度下限制了其功率。本专利技术的反应器没有这样的缺点，它的特点在于，它至少含有一个内部的沸腾床，装在下部区域的顶部，装反应器的一面或多面壁上，用来首先收集沿上部区域壁下落的固态物质，其次收集由于通过内部沸腾床面速度减小的流态化气体中的固态物质。上部区域右边横截面积除以含有内床的下部区域右边横截面积的比值在1.05至2之间，同时，这类反应器的特点还在于，一个或多个外部热交换器配置在二次空气入口的上方，用来自内部沸腾床的固态物质供料，来自上述沸腾床的固态物质溢流落入下部区域。此外，通过设计，本专利技术的反应器的高度很容易加以限制。现在参照附图所示的一个特殊的实施例，只作为非限定的举例对本专利技术进行更详细的描述，附图中附图说明图1为本专利技术一个反应器的示意的正视图。图2为图1反应器的示意的平面图。图3为图1反应器的示意的侧视图。图4为图1反应器沿图2Ⅳ-Ⅳ截面的示意的纵向视图。图5为图1反应器沿图2Ⅴ-Ⅴ截面的一个示意的局部放大图。图6为图1反应器沿图2Ⅵ-Ⅵ截面的另一个示意的局部纵向视图。图7A、7B、7C为表示本专利技术反应器的一种改型方案示意图，分别示出侧面图、平面图和正面图。图8A、8B、8C为表示本专利技术反应器的第二种改型方案的示意图。图9A、9B、9C为表示本专利技术反应器的第三种改型方案的示意图。图10为适用于高功率的本专利技术反应器的改型方案的正面示意图，它包含的下部区域已被分成两个部分。图11为图10反应器的示意的平面图。图12为图10反应器的示意的侧视图。图13为图10反应器的一个放大的局部示意图。图14是一座装置的水一蒸汽示意图，图10反应器即构成该装置的一部分。图1至图6示出本专利技术的用于燃烧矿石燃料的循环流态床反应器，首先，它以普通方式包括一个管状封套1分成两个区域上部区域2，在其内管子4明显可见，它们用来冷却固体物质和气体，下部区域3中的管子4，则被耐火材料5所覆盖以防止管子腐蚀;位于上部区域2的一根管道6，用于将充满固体物质的气体导向旋风除尘器7，并在其中发生分离，收集起来的固体物质用管路9在通过虹吸管8之后循环送至反应器的下部区域3;一个或多个燃料入口10;一个流态化栅格11，一次空气由进气口12通过栅格注入;在反应器的下部区域3内，在一个或多个不同高度上，有许多二次空气入口13;被旋风除尘器7收集的气体，通过装在封套14内的热回收交换器;空气预热器15，粉尘过滤器16以及烟囱17。本专利技术反应器的新颖特点在于其外部的热交换器，它们参与对在气体中运动的流态化的固体物质的冷却，并在下述条件下运行a)通过这些外部热交换器18，19，20和21的固态物质，是从反应器中等高度及在下部区域顶端的内部再循环收集的，而不是来自安装在反应器出口的分离器7得到的固体物质的外部再循环。b)正如图4所示，两个内部沸腾床22和23安装在下部区域3的顶端，目的在于吸收来自反应器的中等高度的固态物质，因而把反应器分为两个部分截面为S的上部区域2，和截面有变化的下部区域3，其最大截面S′正是在内部沸腾床22和23的高度水平上，S′小于截面S。收集到的固态物质的数量取决于两个因素;-内部沸腾床22，23安装倚靠的壁的长度，即在图1，2，3和4中所示例子的侧壁24和25的长度，以及-与反应器截面S′/S比率相对应的流态化气体速度迅速降低，循环流态率中，在这两个截面S和S′的流态化气体速度总是在2.5米/秒到12米/秒范围内。内部沸腾床22和23的高度26，27由固态物质溢流和沿内沸腾床22，23的内壁28，29的全部长度向反应器底部区域3坠落来自然调节(见图2)。它们通常装有流态栅格30和31，及流态化气体供气管32，33。c)为了用内沸腾床22和23供给固态物质，在靠近反应器的前壁和后壁34和35安装有四个外部热交换器，它们也就是沸腾床18，19，20和21(见图2)。它们装配了流态化栅格36，37，和流态化空气供气管38，39。固态物质通过外部热交换器的高度40和41也是在接近外部热交换器20和21或热交换器18本文档来自技高网...

【技术保护点】
一循环流态化床反应器，包括一个处于循环流态化床条件、并装配有流态化栅格（１１）的下部区域（３）、位于栅格（１１）下的一次空气注入装置（１２），位于栅格（１１）上的二次空气的注入装置（１３），设置有冷却管道（４）围绕上述下部区域（３）的反应器的壁，一个在循环流态化床条件下运行的，并被设有冷却管道（４）的反应器壁围绕成的上部区域（２），输送燃烧（１０）进入下部区域（３）的装置，至少一个外部热交换器（１８，１９，２０，２１）包含一个紧靠反应器（１）壁设置的沸腾床，使与之紧密相连接，所述沸腾床由来自反应器的固态物质供料，并在与外部流体热交换加热后，把所述固态物质送入下部区域（３），本反应器的特征在于，它包含一个或多个内沸腾床（２２，２３），它们安装在下部区域（３）顶部的反应器（１）的一面或多面壁上用来收集首先是沿上部区域（２）的壁下落的固态物质，以及其次收集在流态化气体通过内沸腾床（２２，２３）速度降低而留下的固态物质，上部区域（２）右截面（Ｓ）除以由内沸腾床（２２，２３）的高度确定的下部区域（３）的右截面（Ｓ′）的比率Ｓ／Ｓ′在１. ０５到２的范围之内，并且，外部热交换器（１８，１９，２０和２１）设置在二次空气入口（１３）和回收管（９）的上方，并由来自内沸腾床（２２，２３）的固态物质供料，固态物质自所述沸腾床（２２，２３）的溢流坠落到下部区域（３）。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：让维达尔，让格礼维埃莫兰，让保罗泰西埃，
申请(专利权)人：斯坦工业公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]