專利名稱：流化床反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序所述的流化床反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
流化床反應(yīng)器的反應(yīng)腔室通常包括內(nèi)部，其具有矩形水平橫截面，由四個(gè)側(cè)壁限定；底部；以及頂部，其中，固體材料和包含例如燃料的床材料由通過(guò)底部引入的流化氣體流化，通常為在反應(yīng)腔室中所發(fā)生的放熱化學(xué)反應(yīng)所需的含氧一次氣體(primary gas)。當(dāng)在反應(yīng)器中執(zhí)行燃燒過(guò)程時(shí)，反應(yīng)腔室的內(nèi)部通常稱作爐且反應(yīng)器通常稱作流化床鍋爐。 爐的側(cè)壁通常也具有引入至少燃料和二次空氣的連接件。爐的側(cè)壁通常由面板制成，面板由管和管之間的翅片形成，由此在燃料化學(xué)反應(yīng)中釋放的能量用于蒸發(fā)在管中流動(dòng)的水。常常還存在布置于流化床反應(yīng)器中的過(guò)熱表面以進(jìn)一步增加蒸汽的能量含量。當(dāng)目標(biāo)為制造高容量鍋爐時(shí)，例如數(shù)百兆瓦，需要很大反應(yīng)體積和大量蒸發(fā)和過(guò)熱表面。在美國(guó)專利6，470，833 Bl中公開(kāi)了這種高容量流化床鍋爐。鍋爐的底面積基于所需流化空氣體積和速度而與鍋爐容量成正比。由于具有很長(zhǎng)且窄的鍋爐底部至少在結(jié)構(gòu)上是不利的，而且鍋爐高度和鍋爐底部寬度必須增加以在側(cè)壁上具有足夠的蒸發(fā)表面。高度增加可顯著地導(dǎo)致構(gòu)造困難且寬度增加可使得難以布置燃料和二次空氣的均勻進(jìn)給。可能難以形成從高爐底部向頂部延伸的充分強(qiáng)且剛性的側(cè)壁，因?yàn)閭?cè)壁相對(duì)于其高度顯著較薄。特別地，實(shí)現(xiàn)高效直通式流化床鍋爐具有挑戰(zhàn)性。爐的截面積增加使得維持流化床的均一行為具有挑戰(zhàn)性。這實(shí)際上意味著爐的熱表面傾向于受到變化的流化床的影響， 例如取決于網(wǎng)格和爐下部的結(jié)構(gòu)和對(duì)過(guò)程的控制。對(duì)于直通式流化床鍋爐的可靠操作重要的是在蒸發(fā)器表面的管中水的蒸發(fā)在爐壁的不同部分是足夠均勻的。在大型的流化床鍋爐中，特別是在直通式流化床鍋爐中，流化床的均一性具有甚至更大的意義。特別地，大型鍋爐的內(nèi)拐角為其中流化床對(duì)于蒸發(fā)的作用易于不同于其它區(qū)域的區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過(guò)引入一種流化床反應(yīng)器來(lái)改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，該流化床反應(yīng)器更好使得能夠制造大型高效鍋爐。本發(fā)明的目的還在于提供一種比之前更可靠操作的直通式流化床鍋爐。通過(guò)一種流化床反應(yīng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，該流化床反應(yīng)器包括底部；頂部； 以及，在底部與頂部之間豎直延伸的側(cè)壁，它們形成流化床反應(yīng)器的反應(yīng)腔室；以及，固體分離器，其與反應(yīng)腔室連接，且其中反應(yīng)腔室的至少一個(gè)側(cè)壁在反應(yīng)腔室中形成至少一個(gè)凹陷，該凹陷基本上豎直且從側(cè)壁的平面朝向反應(yīng)腔室延伸。流化床反應(yīng)器的此側(cè)壁具有改進(jìn)的剛性，由此能增加側(cè)壁的水平長(zhǎng)度而不會(huì)顯著地有損壁的剛性。
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凹陷優(yōu)選地形成從側(cè)壁平面朝向反應(yīng)腔室延伸的反應(yīng)器側(cè)壁外部的空間。以此方式，能提供凹陷，其具有到反應(yīng)器的進(jìn)入口和/或用于反應(yīng)器輔助設(shè)備的空間。優(yōu)選地，除了凹陷，側(cè)壁結(jié)構(gòu)基本上類似于壁區(qū)域中其它位置的側(cè)壁結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述凹陷在底部與頂部之間在側(cè)壁的整個(gè)長(zhǎng)度上豎直延伸。在此實(shí)施例中，在側(cè)壁的整個(gè)豎直長(zhǎng)度上改進(jìn)了壁的剛性。同時(shí)，形成朝向反應(yīng)腔室在側(cè)壁的整個(gè)長(zhǎng)度上豎直延伸的凹陷，利用凹陷能直接更靠近反應(yīng)器中流化床中心進(jìn)給不同材料流。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，側(cè)壁和凹陷為水管壁，熱能夠從反應(yīng)腔室傳遞到水管壁。由此，凹陷顯著地增加了總熱表面且因此能實(shí)現(xiàn)從爐傳熱的更高效率。反應(yīng)腔室的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁優(yōu)選地包括從側(cè)壁平面朝向反應(yīng)腔室延伸的至少一個(gè)基本上豎直凹陷。根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，包括根據(jù)本發(fā)明的凹陷的反應(yīng)器的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁在水平方向上比反應(yīng)器的其它兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁長(zhǎng)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，流化床反應(yīng)器至少部分地由支承結(jié)構(gòu)支承，該支承結(jié)構(gòu)包括豎直柱，被布置成至少部分地由流化床反應(yīng)器下方的地基來(lái)支承。由此，所述豎直支承柱優(yōu)選地至少部分地布置于豎直凹陷內(nèi)。因此在柱之間的水平距離變得比反應(yīng)腔室側(cè)壁平面之間的距離更短，由此連接柱和支承流化床反應(yīng)器的支承結(jié)構(gòu)的跨距比之前小。向反應(yīng)腔室延伸的側(cè)壁的凹陷由從側(cè)壁平面朝向反應(yīng)腔室突伸的側(cè)壁部分形成， 使得該側(cè)壁的所述部分包括至少兩個(gè)基本上豎直的凹陷壁部分，該至少兩個(gè)基本上豎直的凹陷壁部分在彼此相距在一距離之內(nèi)多個(gè)豎直線處偏離該側(cè)壁平面。因此，形成凹陷以在反應(yīng)腔室外部敞開(kāi)且在凹陷中形成可用空間。豎直線之間的距離優(yōu)選為至少lm。而且，有利地所述至少兩個(gè)基本上豎直的凹陷壁部分朝向反應(yīng)腔室延伸一距離，該距離為在豎直線之間距離的至少兩倍。所述至少兩個(gè)基本上豎直的凹陷壁部分優(yōu)選地為平面的。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，在所述至少兩個(gè)基本上豎直凹陷壁部分的反應(yīng)腔室側(cè)上的邊緣利用形成凹陷的端部彼此連接，其為水平截面的四邊形。根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，凹陷包括用于將含氧反應(yīng)氣體引入到底部上方的反應(yīng)腔室的裝置和/或用于將燃料引入到反應(yīng)腔室的裝置和/或用于測(cè)量與反應(yīng)腔室內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)有關(guān)的量的至少一個(gè)傳感器。根據(jù)一實(shí)施例，所述至少兩個(gè)基本上豎直的凹陷壁部分偏離側(cè)壁平面法線一角度使得它們朝向反應(yīng)腔室延伸，形成楔形或三角形凹陷。優(yōu)選地，楔形凹陷被布置成在反應(yīng)腔室的相對(duì)側(cè)壁上面向彼此，且另外，對(duì)應(yīng)于凹陷部分尺寸的拐角表面，換言之，斜面部分，布置于反應(yīng)腔室的端部拐角處。因此，在反應(yīng)器中形成由具有八邊形水平橫截面的連續(xù)區(qū)形成的反應(yīng)腔室。這個(gè)反應(yīng)腔室優(yōu)選地具備入口，入口通過(guò)凹陷進(jìn)給反應(yīng)氣體且被定向?yàn)槭沟迷诎诉呅螀^(qū)中每一個(gè)區(qū)中，反應(yīng)氣體的入口便于生成具有豎直中心軸線的渦流。優(yōu)選地， 所述凹陷包括用于將反應(yīng)氣體引入到反應(yīng)腔室的裝置使得該裝置定向在相對(duì)于側(cè)壁平面的位置使得反應(yīng)氣體的引入便于操作時(shí)在所述反應(yīng)腔室中生成豎直渦流。一個(gè)或多個(gè)凹陷優(yōu)選地被布置成在反應(yīng)器的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁上面向彼此。根據(jù)一實(shí)施例，本發(fā)明涉及一種直通式流化床反應(yīng)器，優(yōu)選地為直通式流化床反應(yīng)器鍋爐，其包括底部；頂部；以及，在底部與頂部之間豎直延伸的側(cè)壁，它們形成流化床反應(yīng)器的反應(yīng)腔室；以及，固體分離器，其與反應(yīng)腔室連接。這種直通式流化床反應(yīng)器的反應(yīng)腔室的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁通常在水平方向上比兩個(gè)其它側(cè)壁長(zhǎng)。因此反應(yīng)腔室的截面基本上為矩形。形成反應(yīng)腔室的側(cè)壁包括熱表面，優(yōu)選地為熱管壁，連接成為直通式鍋爐的蒸發(fā)系統(tǒng)的部分。優(yōu)選地，直通式流化床鍋爐的反應(yīng)腔室的兩個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)側(cè)壁包括朝向反應(yīng)腔室延伸的至少一個(gè)凹陷，該凹陷基本上布置于側(cè)壁的整個(gè)豎直長(zhǎng)度上。為了平衡流化床對(duì)蒸發(fā)的作用，反應(yīng)腔室的內(nèi)拐角具備斜角部分，其連接相鄰側(cè)壁且其與相鄰側(cè)壁連接到直通式鍋爐的共同蒸發(fā)系統(tǒng)。斜角部分優(yōu)選地為平面的且在側(cè)壁的整個(gè)豎直長(zhǎng)度上延伸。優(yōu)選地，反應(yīng)腔室的相對(duì)側(cè)壁的凹陷面向彼此，由此在反應(yīng)腔室中形成至少兩個(gè)相鄰區(qū)。有利地，反應(yīng)腔室的每個(gè)區(qū)的每個(gè)內(nèi)拐角包括斜角部分。由此，在凹陷的凹陷壁部分的反應(yīng)腔室側(cè)上的內(nèi)拐角也設(shè)有斜角部。在所附權(quán)利要求和附圖的實(shí)施例的下文描述中本發(fā)明的其它特征特點(diǎn)變得顯然。


在下文中參考附圖來(lái)描述本發(fā)明，在附圖中
圖1為根據(jù)本發(fā)明的流化床反應(yīng)器的實(shí)施例的示意圖， 圖2為在方向A中圖1的流化床反應(yīng)器的示意圖， 圖3是圖1的截面II-II的示意圖，
圖4為在方向A中根據(jù)本發(fā)明的流化床反應(yīng)器的另一實(shí)施例的示意圖， 圖5是圖4的示意水平橫截面圖，
圖6為根據(jù)本發(fā)明的流化床反應(yīng)器的另一實(shí)施例的示意圖， 圖7是圖6的示意水平橫截面圖， 圖8至圖11為凹陷的各種實(shí)施例，
圖12為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的流化床反應(yīng)器的示意截面圖， 圖12a為圖12的細(xì)節(jié)A， 圖13為凹陷的另一實(shí)施例的示意圖，以及圖14為凹陷的又一實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1、圖2和圖3示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的流化床反應(yīng)器10的實(shí)施例，其在本文中為循環(huán)流化床鍋爐。循環(huán)流化床鍋爐10包括底部12、頂部16和在底部與頂部之間豎直延伸的側(cè)壁14。兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁14包括傾斜下部。顯然，流化床反應(yīng)器包括為了清楚起見(jiàn)在此處未圖示的多個(gè)零件和元件。圖2為在方向A中圖1的流化床反應(yīng)器的視圖且圖3示出圖1的流化床反應(yīng)器的水平橫截面11-11。為了清楚起見(jiàn)，圖2和圖3都未示出固體分離
ο底部、頂部和側(cè)壁14形成反應(yīng)腔室20，在反應(yīng)器為鍋爐的情況下，反應(yīng)腔室20為爐。底部12還包括網(wǎng)格25，例如，流化氣體通過(guò)網(wǎng)格25引入到反應(yīng)器。循環(huán)流化床反應(yīng)器還包括固體分離器18，其通常為旋流分離器。固體分離器在頂部附近由氣體通道22連接到反應(yīng)腔室上部，由此，反應(yīng)氣體和固體材料的混合物能沿著所述氣體通道流到固體分離器 18。固體材料在固體分離器中與氣體分開(kāi)，其在諸如冷卻的可能的處理之后導(dǎo)回到反應(yīng)腔室20，S卩，到爐。因此，固體分離器通過(guò)返回通道M連接到反應(yīng)腔室20下部。分離了固體材料的氣體在該系統(tǒng)中被導(dǎo)引通過(guò)氣體排放連接件26進(jìn)行進(jìn)一步處理。反應(yīng)腔室20此處由四個(gè)側(cè)壁30. 1、30. 2、30. 3、30.4形成。一個(gè)側(cè)壁30. 2形成相對(duì)于反應(yīng)腔室20至側(cè)壁30. 1的至少一個(gè)凹陷34。凹陷基本上為豎直的且從側(cè)壁平面32 朝向反應(yīng)腔室20延伸。凹陷形成相對(duì)于反應(yīng)腔室的外部空間。形成凹陷的側(cè)壁意味著例如凹陷向外敞開(kāi)，換言之，凹陷形成可從外部接近的空間，即，其相對(duì)于反應(yīng)腔室向壁的相對(duì)側(cè)敞開(kāi)。例如能將鍋爐的支承結(jié)構(gòu)布置到該空間上。這種凹陷明顯使得側(cè)壁剛性更強(qiáng)且也能利用該空間例如操作流化床反應(yīng)器，諸如用于反應(yīng)器的輔助設(shè)備的位置。如圖2所示的那樣，形成凹陷的側(cè)壁30. 2和凹陷壁部30. 2’由例如水管壁的冷卻結(jié)構(gòu)35形成。水管壁的結(jié)構(gòu)可同樣變化，但其通常包括由管和連接它們的翅片形成的氣密結(jié)構(gòu)。作為冷卻結(jié)構(gòu)，凹陷也充當(dāng)爐的熱表面，由此在通過(guò)使得側(cè)壁水管的一部分彎曲以朝向反應(yīng)腔室彎曲而形成剛性側(cè)壁結(jié)構(gòu)的同時(shí)，由于根據(jù)本發(fā)明，凹陷向外敞開(kāi)，能顯著地增加反應(yīng)器的熱表面數(shù)量。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的凹陷用于形成爐的甚至多于20%的熱表面。特別地在直通式鍋爐連接中，水管壁的水平連接點(diǎn)在分別形成凹陷和側(cè)壁的管中，基本上在相同高度，在水管壁的下部和上部中。凹陷34在圖1和圖2的實(shí)施例中在底部16與頂部12之間側(cè)壁的至少整個(gè)長(zhǎng)度上豎直延伸。凹陷此處延伸到傾斜側(cè)壁與網(wǎng)格的接合部，由此凹陷并不覆蓋網(wǎng)格。但為了清楚起見(jiàn)，圖1至圖3僅示出了在一個(gè)側(cè)壁上的一個(gè)凹陷，但有利地將凹陷至少布置于兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁上從而例如由側(cè)壁的水平長(zhǎng)度來(lái)確定凹陷數(shù)量。圖4和圖5分別示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的流化床反應(yīng)器10的側(cè)視圖和頂視圖。為了清楚起見(jiàn)，此處也省略了固體分離器。此處，兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁30. 2、30. 4在兩側(cè)壁上形成延伸到反應(yīng)腔室20的多個(gè)凹陷34。面向彼此的凹陷布置于相對(duì)壁上。而且此處，凹陷34基本上為豎直的，從側(cè)壁平面32朝向反應(yīng)腔室20延伸。凹陷向外敞開(kāi)，換言之，在凹陷中存在空間，其相對(duì)于反應(yīng)腔室20向壁的相對(duì)側(cè)敞開(kāi)。實(shí)際上，提供凹陷以使得彼此在相距一水平距離之內(nèi)的特定豎直線處，側(cè)壁30. 2具備朝向反應(yīng)腔室20的中央部的彎曲或方向變化使得在彎曲或方向變化之后的壁表面基本上相對(duì)且在彎曲或方向變化之間的空間形成所述凹陷。所述壁表面在此處被稱作凹陷壁部分。圖4和圖5示出一實(shí)施例，其中流化床反應(yīng)器至少部分地由支承結(jié)構(gòu)40支承。支承結(jié)構(gòu)包括至少豎直柱42，其被布置成至少部分地支承于流化床反應(yīng)器下方的地基44上。 柱42從側(cè)壁平面32至少部分地布置在豎直凹陷34內(nèi)。由此，例如在柱之間支承結(jié)構(gòu)40的水平梁的跨距小于在相對(duì)側(cè)壁平面32之間的距離。流化床反應(yīng)器40能例如由吊桿46支承到支承結(jié)構(gòu)40上。由于凹陷的加強(qiáng)作用，反應(yīng)器也可通過(guò)使用凹陷壁部分作為獨(dú)立轉(zhuǎn)移負(fù)荷的元件來(lái)支承。附圖示出在兩個(gè)相對(duì)壁上的兩個(gè)凹陷，但顯然凹陷數(shù)量可變化。這種凹陷使得側(cè)壁剛性顯著更強(qiáng)且也使得能利用所生成的空間，例如用于與流化床反應(yīng)器操作有關(guān)的不同目的。在圖4和圖5中，兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁30. 2和30. 4在水平方向上比兩個(gè)另外相對(duì)壁 30. 1、30.3長(zhǎng)。特別地，然后側(cè)壁30.2和30. 4有利地在彼此相距一距離之內(nèi)形成多于一個(gè)的凹陷。圖6和圖7示出根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例。此處，流化床反應(yīng)器的兩個(gè)水平較長(zhǎng)的側(cè)壁30. 2、30. 4形成一個(gè)在另一個(gè)后方且面向彼此的三個(gè)凹陷。凹陷為楔形。更精確地， 形成凹陷的凹陷壁部分30. 21,30. 22為平面的且同樣長(zhǎng)。此外，在較長(zhǎng)壁30. 2,30. 4與較短壁30. 1、30.3之間的每個(gè)拐角70為斜角的，換言之，形成斜角部分30. 5以遵循凹陷的凹陷壁部分的水平尺寸。在此實(shí)施例中，斜角部分30. 5在其水平長(zhǎng)度最大值，當(dāng)兩個(gè)斜角部分30. 5的長(zhǎng)度和它們之間的較短側(cè)壁30. 1,30. 3的長(zhǎng)度相等時(shí)實(shí)現(xiàn)該最大長(zhǎng)度。由此形成反應(yīng)腔室20，其包括具有八邊形水平橫截面的連續(xù)區(qū)20’。這種反應(yīng)腔室優(yōu)選地具備反應(yīng)氣體(在鍋爐應(yīng)用中的含氧燃燒氣體)入口，該入口通過(guò)凹陷部分導(dǎo)向使得每個(gè)八邊形區(qū)便于生成具有豎直中心軸線的渦流。優(yōu)選地，所述凹陷部分包括在操作時(shí)用于將反應(yīng)氣體引入到反應(yīng)腔室內(nèi)使得反應(yīng)氣體的引入便于在反應(yīng)腔室的每個(gè)區(qū)20’中生成豎直渦流移動(dòng)73的裝置72。因此，連接到后續(xù)拐角表面和/ 或凹陷壁部分30. 21、30. 22用于將反應(yīng)氣體引入到區(qū)20’內(nèi)的裝置72優(yōu)選地逐漸導(dǎo)向，例如近似與相鄰側(cè)壁或兩個(gè)區(qū)之間的邊界對(duì)準(zhǔn)。然后能在兩個(gè)相鄰區(qū)內(nèi)形成旋渦，其在兩個(gè)相鄰區(qū)之間的邊界處在相同方向73或相反方向73、73’中旋轉(zhuǎn)。能形成圖6和圖7所示的反應(yīng)器使得其中的每個(gè)區(qū)具有單獨(dú)網(wǎng)格，如在本文中所公開(kāi)的那樣，或者在每?jī)蓚€(gè)區(qū)之間的傾斜壁部分能由連接區(qū)的壁替換，由此反應(yīng)器具有連續(xù)網(wǎng)格。圖7還示出本發(fā)明的又一實(shí)施例，其中，側(cè)壁的豎直凹陷34包括用于將反應(yīng)氣體引入到反應(yīng)腔室的裝置72和至少部分地布置于凹陷34內(nèi)的柱42。特別地，參看圖2，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的流化床反應(yīng)器為鍋爐，其具有相對(duì)于鍋爐的爐20形成側(cè)壁外部的至少一個(gè)凹陷34的反應(yīng)腔室的至少一個(gè)側(cè)壁30. 2，該凹陷基本上為豎直的且從側(cè)壁平面32朝向反應(yīng)腔室延伸。另外，凹陷下部L具備用于引入含氧氣體的裝置21。下部能在傾斜側(cè)壁上方豎直延伸一定距離，優(yōu)選地為側(cè)壁豎直長(zhǎng)度的1/3。而且，在此實(shí)施例中存在布置于凹陷下部L上方的反應(yīng)器中部和/或上部中用于測(cè)量與過(guò)程有關(guān)的量的測(cè)量裝置23。到朝向外敞開(kāi)的凹陷的氣體引入和測(cè)量裝置布置為高效的，但也為簡(jiǎn)單的且對(duì)于可用性而言是有利的，因?yàn)樗鼈兊木S護(hù)較為簡(jiǎn)單。圖8為圖2和圖3的凹陷34的更詳細(xì)說(shuō)明。凹陷由從側(cè)壁平面朝向反應(yīng)腔室突伸的側(cè)壁30. 2的一部分形成。該側(cè)壁的所述部分包括至少兩個(gè)基本上豎直的凹陷壁部分 30. 21,30. 22，至少兩個(gè)基本上豎直的凹陷壁部分在彼此相距在一距離31之內(nèi)的多個(gè)豎直線30. 25處偏離側(cè)壁平面。以此方式，凹陷向外敞開(kāi)且進(jìn)入口朝向凹陷內(nèi)部，例如易于維護(hù)。距離31優(yōu)選地實(shí)際上至少lm。此外，所述至少兩個(gè)基本上豎直的凹陷壁部分30. 21、 30. 22優(yōu)選地朝向反應(yīng)腔室20延伸距離35，距離35為豎直線30. 25之間的距離31的至少兩倍。凹陷壁部由端部30. 23連接到彼此，端部在此實(shí)施例中也為平面的。當(dāng)凹陷壁部分30. 21,30. 22此處基本上垂直于側(cè)壁平面32時(shí)，由此形成的凹陷將基本上為矩形的。而且在此實(shí)施例中，凹陷壁部分和端部由側(cè)壁形成，換言之，它們?yōu)橄嗤鼙诘牟糠?。圖9至圖11示出凹陷34的不同實(shí)施例。圖9所示的實(shí)施例不同于圖8的實(shí)施例使得其中的端部30. 23在水平方向上比豎直線30. 25之間的距離31短。圖10示出一實(shí)施例，其與圖8的實(shí)施例的不同在于其中的平面凹陷壁部分連接到彼此以形成楔狀凹陷，楔狀凹陷在凹陷中形成三角形空間。由此在同時(shí)，大于直角的角度形成于反應(yīng)腔室側(cè)部上的豎直線30. 25處。
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圖11示出凹陷34的一實(shí)施例，除了凹陷壁部分30. 21,30. 22的方向并非限定于豎直線處，其它方面對(duì)應(yīng)于圖8所示的凹陷，但偏離部位30. 25包括具有相等角度的兩個(gè)單獨(dú)彎曲，它們一起形成為基本上直角。這也可看作是由短中間部分30. 5所提供的一種倒角。中間部分在本說(shuō)明書(shū)的其它處也被稱作斜角部分，參考平面中間部分。使用短平面中間部分，換言之斜角部分，減小由爐拐角造成的條件變化，其在直通式鍋爐中特別重要，其中， 在爐的不同部分的蒸發(fā)中需要最大均一性。圖12示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的直通式流化床反應(yīng)器10的截面，其優(yōu)選地公開(kāi)了直通式流化床鍋爐，包括底部12;頂部(未圖示)；以及，在底部與頂部之間豎直延伸的側(cè)壁30. 1、30.2、30.3、30.4，其形成流化床器的反應(yīng)腔室20。反應(yīng)腔室的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁 30. 2、30. 4在水平方向上比反應(yīng)腔室的兩個(gè)另外相對(duì)側(cè)壁30.1，30. 3長(zhǎng)。因此，反應(yīng)腔室具有基本上矩形截面。形成反應(yīng)腔室的側(cè)壁包括熱表面，優(yōu)選地為具有平行連接蒸汽管的水管壁，以形成直通式鍋爐的蒸發(fā)系統(tǒng)的部分。根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，蒸發(fā)管優(yōu)選地具有平滑內(nèi)表面。為了最小化流化床對(duì)蒸發(fā)的作用，反應(yīng)腔室20的內(nèi)拐角具備斜角部分30. 5，其與相鄰側(cè)壁連接且與相鄰側(cè)壁連接到直通式鍋爐的同一蒸發(fā)系統(tǒng)。斜角部分優(yōu)選地為平面的且它們?cè)诒诘恼麄€(gè)豎直長(zhǎng)度上延伸。在圖12a中更詳細(xì)地公開(kāi)圖12的細(xì)節(jié)A。其示出了本發(fā)明的斜角部分30. 5的優(yōu)選實(shí)施例30. 5’。斜角部分30. 5’的折疊點(diǎn)30. 55離側(cè)壁平面的交叉點(diǎn)30. 57的距離根據(jù)本發(fā)明能從最小距離30. 51到最大距離30. 52變化。最小距離為大約150mm且最大距離為大約500mm。圖12a的粗連續(xù)線示出優(yōu)選實(shí)施例，其中折疊點(diǎn)在兩個(gè)側(cè)壁30. 3,30. 4上離側(cè)壁平面的交叉點(diǎn)大約350mm距離處，由此，斜角部分的寬度為大約500mm。在一些實(shí)施例中，能將折疊點(diǎn)布置于兩側(cè)壁上離側(cè)壁平面的交叉點(diǎn)不同距離處。反應(yīng)腔室20的兩個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)側(cè)壁包括從側(cè)壁平面朝向反應(yīng)腔室延伸的至少一個(gè)基本上豎直的凹陷34且其中在凹陷側(cè)壁的反應(yīng)腔室側(cè)上的內(nèi)角具備斜角部分30. 5。優(yōu)選地，凹陷在相對(duì)側(cè)壁上面向彼此，由此，在反應(yīng)腔室中形成至少兩個(gè)相鄰區(qū)20’ ，其中由區(qū)形成的反應(yīng)腔室的每個(gè)部分在所有內(nèi)角中包括斜角部分。區(qū)包括在反應(yīng)器中的共同網(wǎng)格 25。由此，流化床對(duì)相鄰蒸發(fā)管的作用將變得很均一且直通式鍋爐的蒸發(fā)過(guò)程能比之前更好控制。圖13公開(kāi)了根據(jù)本發(fā)明的直通式流化床鍋爐10的凹陷34的實(shí)施例。形成凹陷的凹陷壁部分30.21、30. 22為平面的且它們由水管壁結(jié)構(gòu)130形成。形成凹陷的凹陷壁部分的水管為平面的且它們由水管結(jié)構(gòu)134形成。凹陷壁部分的水管的上部為豎直的且它們彎曲以從側(cè)壁平面地伸展以與傾斜部分平行且向下延伸到底部12。凹陷壁部分30. 21、 30. 22由兩個(gè)水管組132、134形成，在它們中第一水管組132布置成與側(cè)壁連接且第二水管組134布置為第一水管組的延伸部以遠(yuǎn)離反應(yīng)器壁平面地延伸。第一水管組132的管彎曲以基本上與側(cè)壁平行地向下伸展直到網(wǎng)格平面。第二水管組134的管也被布置成基本上與側(cè)壁平行地伸展直到它們彎曲使得第二水管組由第一水管組側(cè)部折疊，當(dāng)其處于底部12 網(wǎng)格的高度時(shí)。在附圖中，附圖標(biāo)記135指其中水管組基本上重疊的區(qū)域。凹陷端部30. 23被布置成從上部直接伸展到底部12網(wǎng)格的高度。在此實(shí)施例中，在附圖標(biāo)記137所示的區(qū)域， 第二水管組134完全經(jīng)受流化床的作用，換言之，從兩側(cè)向水管傳熱。特別是當(dāng)此實(shí)施例用
8于直通式流化床鍋爐時(shí)，第二水管組134的一側(cè)優(yōu)選地設(shè)于區(qū)域137中，區(qū)域137具有耐火層用于絕熱，換言之，一側(cè)被涂布足量的絕熱涂層。以此方式，流化床和燃燒過(guò)程對(duì)第一和第二平行水管組的作用能平衡使得足夠好的傳熱對(duì)應(yīng)于彼此。由此，最小化在直通式鍋爐的水管壁結(jié)構(gòu)上由不均勻傳熱造成的應(yīng)力。圖14公開(kāi)了根據(jù)本發(fā)明的直通式流化床鍋爐10的凹陷34的另一實(shí)施例。凹陷壁部30. 21,30. 22在這里也為平面的且它們由水管結(jié)構(gòu)130形成。凹陷壁部分的水管以圖 13所示的方式布置。凹陷端部30. 23布置成以下面的方式伸展其與凹陷壁部分的第二水管組134的外邊緣對(duì)準(zhǔn)且因此連接到氣密形成凹陷34的第二水管組。當(dāng)端部以此方式布置時(shí)，第二水管組134保持在圖13所示區(qū)域135中的端部后方且因此在此區(qū)域中并不與爐直接連接。在附圖中未圖示的第三替代方案為凹陷的兩個(gè)凹陷壁部分的所有管都在第一彎曲之后平行地向下延伸到網(wǎng)格，且凹陷端部對(duì)應(yīng)地與外水管組的外邊緣平行地向下延伸直到網(wǎng)格。在此替代方案中，在每個(gè)管上的傳熱在整個(gè)距離上近似相同。這里的不利之處在于凹陷在網(wǎng)格區(qū)域中比圖13和圖14中所公開(kāi)的替代方案更深地延伸，其減小了網(wǎng)格的表面積。必須指出的是在本文中以幾個(gè)最優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明。因此應(yīng)了解本發(fā)明并不限于所公開(kāi)的實(shí)施例，而是預(yù)期涵蓋包括于如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)的其特點(diǎn)和若干其它應(yīng)用的各種組合或修改。結(jié)合不同實(shí)施例所述的特點(diǎn)也可在本發(fā)明的基本概念內(nèi)結(jié)合其它實(shí)施例利用和/或以不同組合來(lái)進(jìn)行組合，如果需要這樣且對(duì)于這些而言存在技術(shù)上的可能性。
權(quán)利要求
1.一種流化床反應(yīng)器(10)，其包括底部(12)；頂部(16)；以及，在底部與頂部之間豎直延伸的側(cè)壁(14)，它們形成流化床反應(yīng)器的反應(yīng)腔室00)；以及，固體分離器(18)，其與所述反應(yīng)腔室連接，其特征在于，所述反應(yīng)腔室的至少一個(gè)側(cè)壁(30. 1 )在所述反應(yīng)腔室 (20)中形成至少一個(gè)凹陷(34)，所述凹陷基本上為豎直的且從所述側(cè)壁的平面(3 朝向所述反應(yīng)腔室延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述至少一個(gè)凹陷在所述底部與頂部之間在所述側(cè)壁的整個(gè)長(zhǎng)度上豎直延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述側(cè)壁和所述至少一個(gè)凹陷由水管壁形成，熱能夠從所述反應(yīng)腔室傳遞到所述水管壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)腔室的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁 (30.2，30. 4)包括從所述側(cè)壁的平面朝向所述反應(yīng)腔室延伸的至少一個(gè)基本上豎直凹陷。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)腔室的所述兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁(30. 2，30. 4)在水平方向上比所述反應(yīng)腔室的兩個(gè)另外相對(duì)側(cè)壁(30.1，30. 3)長(zhǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述流化床反應(yīng)器由支承結(jié)構(gòu)GO)至少部分地支承，所述支承結(jié)構(gòu)包括由至少部分地在所述流化床反應(yīng)器下方的地基G4)支承的豎直柱(42)，其中，所述柱0 至少部分地布置于所述豎直凹陷(34)內(nèi)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，從側(cè)壁平面朝向所述反應(yīng)腔室延伸的所述凹陷由從該側(cè)壁平面朝向所述反應(yīng)腔室突伸的側(cè)壁的一部分形成， 且該側(cè)壁的所述部分包括至少兩個(gè)基本上豎直的凹陷壁部分，該至少兩個(gè)基本上豎直的凹陷壁部分在彼此相距在一距離之內(nèi)的多個(gè)豎直線處偏離所述側(cè)壁平面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述豎直線的距離為至少lm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述至少兩個(gè)基本上豎直的凹陷壁部分朝向所述反應(yīng)腔室延伸的距離為所述豎直線之間的距離的至少兩倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，在所述至少兩個(gè)基本上豎直的凹陷壁部分的反應(yīng)腔室側(cè)上的邊緣利用端部(30. 23)彼此連接。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述凹陷包括用于將含氧反應(yīng)氣體引入到所述底部上方的所述反應(yīng)腔室的裝置和/或用于將燃料引入到所述反應(yīng)腔室的裝置和/或用于測(cè)量與所述反應(yīng)腔室內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)有關(guān)的量的至少一個(gè)傳感器。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述至少兩個(gè)基本上豎直的凹陷壁部分為平面的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述至少兩個(gè)基本上豎直的凹陷壁部分偏離所述側(cè)壁平面的法線一角度使得它們朝向所述反應(yīng)腔室延伸，形成三角形或楔形凹陷。
14.根據(jù)權(quán)利要求5或13所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，面向彼此的兩個(gè)凹陷布置于所述反應(yīng)腔室的兩個(gè)相對(duì)側(cè)壁上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的流化床反應(yīng)器，其特征在于，所述面向彼此的兩個(gè)凹陷包括用于將反應(yīng)氣體引入到所述反應(yīng)腔室的裝置，且所述裝置被定向在相對(duì)于側(cè)壁平面的位置使得在操作時(shí)反應(yīng)氣體引入便于在反應(yīng)腔室中生成渦流運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及流化床反應(yīng)器(10)，其包括底部(12)；頂部(16)；以及，在底部與頂部之間豎直延伸的側(cè)壁(14)，它們形成流化床反應(yīng)器的反應(yīng)腔室(20)；以及，固體分離器(18)，其與反應(yīng)腔室連接。反應(yīng)腔室的至少一個(gè)側(cè)壁(30.1)在反應(yīng)腔室(20)中形成至少一個(gè)凹陷(34)，該凹陷基本上豎直且從側(cè)壁的平面(32)朝向反應(yīng)腔室延伸。
文檔編號(hào)B01J8/18GK102458637SQ201080035677
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者蘭基南 P., 基努南 P., 內(nèi)瓦萊南 T. 申請(qǐng)人:福斯特韋勒能源股份公司