JPS58153090A - Fluidized bed type heat exchanger with drain pipe assisted by airflow - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流動床式熱交換器に関し、特に粒状燃料全流
動床内で燃焼させることによって熱を発生させるように
した熱交換器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a fluidized bed heat exchanger, and more particularly to a heat exchanger in which heat is generated by burning granular fuel within a fully fluidized bed.

流動床の使用は、熱全発生させる効果的な方法として古
くから認められている。通常の流動床装置においては、
例えは高硫黄分歴宵炭のような燃料と、その石炭の燃焼
によって放出さｒしる硫黄を吸収するための吸収材との
混合物を含む物Ｗ−を支持する有孔板またはグリノ１ご
を通して空気全吸込む３、空気が床を通して吹上けられ
ることにより、床は沸騰する液体のように流動し、燃料
の燃焼を促進する。この構成の基本的な利点は、熱伝達
率が高いこと、床の温度かほぼ均一であること、燃焼温
度が比較的低いこと、石炭の取扱いが容易であること、
ボイラーの腐食およびすすの発生が少いこと、ボイラー
のサイズを小さくすることができることなどである。The use of fluidized beds has long been recognized as an effective method of generating total heat. In normal fluidized bed equipment,
For example, a perforated plate or grino 1 supporting an article W- containing a mixture of a fuel, such as high sulfur historical coal, and an absorbent material for absorbing the sulfur released by the combustion of the coal. 3, the air is blown up through the bed, causing the bed to flow like a boiling liquid, promoting the combustion of the fuel. The basic advantages of this configuration are high heat transfer coefficients, nearly uniform bed temperature, relatively low combustion temperatures, easy coal handling,
These include less boiler corrosion and soot generation, and the ability to reduce the size of the boiler.

流動床式燃焼工程においては、石炭と吸収材を適当な供
給装置、またに噴射装置によって床内へ連続的に導入し
、費消された石炭および吸収イＡは、床の下方部分から
通常型カドレン管全曲して排出する。ドレン管は、一端
盆前記有孔板に穿設した排出開口に整合させ、他端葡ス
クリュウクーラ１、コンベヤベルト等に連通させである
。しかしながら、石炭の粒度が比較的大きい範囲に［ミ
っでいる場合、石炭の大きい粒子はドレン管の上方区域
へ移動し、不可能ではないにしても、流動化させにくい
石炭の稠区域を生じ易い。その結果、石炭の大きい粒子
はドレンされず、ドレン管′Ｉｒ：結筐らせ床の作動効
率を大幅に低下させることになる。In the fluidized bed combustion process, coal and absorbent material are continuously introduced into the bed by means of suitable feeders or injection devices, and the spent coal and absorbent material are transferred from the lower part of the bed to a conventional cadmium. Fully bend the tube and discharge. One end of the drain pipe is aligned with a discharge opening formed in the perforated plate of the tray, and the other end is connected to the screw cooler 1, conveyor belt, etc. However, if the particle size of the coal is concentrated in a relatively large range, the large particles of coal will migrate to the upper area of the drain pipe, creating a viscous area of coal that is difficult, if not impossible, to fluidize. easy. As a result, large particles of coal are not drained, which significantly reduces the operating efficiency of the drain pipe 'Ir: casing bed.

従って、本発明の目的は、比較旧粒度範囲の広い物質全
使用した場合でも使用ずみ床物質の十分なドレンが行わ
れるようにした流動床式熱交換器を提供することである
。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a fluidized bed heat exchanger in which sufficient drainage of spent bed material is achieved even when all materials with a wide particle size range are used.

本発明の他の目的は、ドレン管入口の直近区域の床物質
を流動化させて、使用ずみ床物質の連続的ドレン全保証
するためにドレン管人口奮横切るようにして空気を分配
するためのノズルを設けた流動床式熱交換器を提供する
ことである。It is another object of the present invention to provide a system for distributing air across the drain pipe population to fluidize the bed material in the immediate area of the drain pipe inlet to ensure continuous drainage of the spent bed material. An object of the present invention is to provide a fluidized bed heat exchanger equipped with a nozzle.

略述すれは、本発明の熱交換器は、有孔板によって支持
されている粒状物質ｋｌｆＬ動化させるためにイイ孔板
の多数の孔を通して空気を吹込むための手段と、使用ず
み粒状物質全排出するために有孔板に接続したドレン管
全備えており、使用ずみ物質のドレン管への流入を促進
するためＶｃルン管の人口を覆って空気を噴出させる。Briefly, the heat exchanger of the present invention includes a means for blowing air through a number of holes in the perforated plate to mobilize the particulate matter supported by the perforated plate, and a means for blowing air through a number of holes in the perforated plate to mobilize the particulate matter supported by the perforated plate, and to discharge all spent particulate matter. It has a drain pipe connected to a perforated plate for this purpose, and air is blown out over the Vc run pipe to facilitate the flow of used material into the drain pipe.

本発明の斜上およびその他の目的ならびに利点は、副付
図を参照して記述した以下の記載から一層明らかになろ
う。The diagonal top and other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.

第１図において、６はボイラー、燃焼器［化プロセス反
応器などの流動床式熱交換器の主要部分を構成する囲い
体である。囲い体６は、前ｋｘ８と後壁１０と、両側側
壁１２（一方だけか示されている）とから成っている。In FIG. 1, 6 is an enclosure that constitutes the main part of a fluidized bed heat exchanger such as a boiler, a combustor, or a chemical process reactor. The enclosure 6 consists of a front wall 8, a rear wall 10, and both side walls 12 (only one of which is shown).

缶壁は、複数の平行に並置した垂＠管１４（ｒ、その両
側に対向して全長に亘って突設した複数のフィン１６を
相弘に連結することによって慣用の態様で形成されてい
る１、。The can wall is formed in a conventional manner by connecting a plurality of parallel vertical tubes 14 (r) and a plurality of fins 16 that protrude over the entire length opposite to each other on both sides. 1.

囲い体６の上方部分は、便宜上図示されていないか、対
流部分と、屋根と、燃焼生成ガスを排出させる出口とか
ら成る慣用の構造である。The upper part of the enclosure 6, which is not shown for convenience, is a conventional structure consisting of a convection section, a roof and an outlet for discharging the combustion product gases.

粒状物質床１８は、囲い体即ち燃焼器またはボイラー６
円に装入され、Ｈボイラーの下方部分に水平に延長した
有孔板２０土に支持される。床１８は例えは歴宵炭のよ
うな燃１粒子と、該燃料の燃焼によって放出される硫黄
を吸収するための石灰石のような吸収材との混合物で構
成する。The particulate material bed 18 is located in the enclosure or combustor or boiler 6.
It is loaded in a circle and supported by perforated plates 20 extending horizontally in the lower part of the H boiler. Bed 18 is comprised of a mixture of fuel particles, such as charcoal, and an absorbent material, such as limestone, for absorbing the sulfur released by combustion of the fuel.

有孔板２０の下側には空気充満室２２が設けらｒしてお
り、外部供給縣（図示せず）を空気充満室−＼空気を供
給するために空気導入管２４が設けられ、弁２６によっ
て空気流を制御するようになされている。弁２６は慣用
構造のものであるから、ここでは詳述しない。装置の始
動時に床１８に点火するための床点火・ぐ−ナ２８が、
有孔板２０の而ぐ上のところで前壁８を貫通して装着さ
れている。An air-filled chamber 22 is provided on the lower side of the perforated plate 20, and an air inlet pipe 24 is provided to supply air to the air-filled chamber from an external supply source (not shown). 26 to control the air flow. Valve 26 is of conventional construction and will not be described in detail here. A floor ignition gunner 28 is provided for igniting the floor 18 when starting the device.
It is installed through the front wall 8 just above the perforated plate 20.

３つの詞−パーヘッド供給器３０．３２．３４が１＋１
１１壁３２を貫通して装備されている。燃料供給器３０
．３２．３４は、導入ダクトなどから粒状石炭を受容し
、床１８の土面に供給するようになされており、重力Ｊ
ｊＪＦ出式とすることができ、スプレッダ供給管′１．
たはそれに類する任意の装置とすることができる。３供
帽器３０．３２．３４と同じ供給器を前壁８、後壁１０
および他方の９１＋１壁１２のどれか１つ一！たはそれ
以上の壁にも装備することができる。捷だ、同様な供給
器を、吸収材を床１８の上に排出するためにも設けるこ
とができる。Three words - Parhead feeder 30.32.34 is 1+1
11 and is installed by penetrating the wall 32. Fuel supply device 30
．． 32 and 34 are designed to receive granular coal from an introduction duct, etc., and supply it to the soil surface of the floor 18.
jJF outlet type, spreader supply pipe '1.
or any similar device. 3. The same feeders as 30.32.34 are attached to the front wall 8 and the back wall 10.
And any one of the other 91+1 walls 12! It can also be installed on walls. A similar feeder may also be provided for discharging absorbent material onto the bed 18.

有孔板２０に互いに間隔を置いて穿設された複数の孔を
貫通して空気分配管３６が挿設されている。分配器３６
は、例えばポルｌ−４たは溶接によって慣用の態様で板
２０に固定された垂直管の形である。分配器３６は、板
２０から粒状物質床１８内へ所定の長さだけ上方へ延長
しており、それらの下端は充満室２２がら空気を受入れ
る」：うｖコなされている。空気は、分配器３６を通り
板２０から所定の高さのところで流動床内に噴出する。Air distribution pipes 36 are inserted through a plurality of holes drilled in the perforated plate 20 at intervals. Distributor 36
is in the form of a vertical tube fixed to the plate 20 in a conventional manner, for example by pole I-4 or by welding. Distributors 36 extend a predetermined length upwardly from plate 20 into particulate material bed 18 and have their lower ends receiving air from plenum chamber 22. The air passes through the distributor 36 and exits the plate 20 at a predetermined height into the fluidized bed.

その結果、以下に述べる目的のために板２０の上面と分
配管３６との間に粒状物質の不活動層が創生される。As a result, an inactive layer of particulate material is created between the top surface of plate 20 and distribution tube 36 for purposes described below.

１対の水平ヘッダ４０が前壁８および後壁１０葡構成す
る宙１４に接続されており、別の１対の水平ヘッダ４２
が両側壁１２を構成する管１４に接続されている。ヘッ
ダ４０．４２と同等なヘッダは壁８．１０．．１２の上
端にも接続されている。A pair of horizontal headers 40 are connected to the space 14 comprising the front wall 8 and the rear wall 10, and another pair of horizontal headers 42
are connected to tubes 14 forming both side walls 12. Headers equivalent to headers 40.42 are walls 8.10. ．． It is also connected to the upper end of 12.

、かくして、加熱すべき流体全壁８．１Ｏ１１２の管を
市外に、捷たは並列に通して慣用の態様で流動床からの
熱を吸収するようにすることができる。Thus, the tubes of the fluid to be heated with full walls 8.1 O1 12 can be passed outside the city, twisted or in parallel, in order to absorb the heat from the fluidized bed in a conventional manner.

使用ずみの床物質を排出するためのドレン管４４け、空
気充満室２２を貫通して延長させ、その入口部分４４　
ａｉ有孔板２０に穿設した大径開口全貫通してそれから
僅かに上方に突出させる。この大径開口内には支持リン
グ４６を嵌設し、溶接などによって固定する。リング４
６は、空気充満室２２内へ突出させ、環状支持部材４８
Ｖｃよってドレン管４４に結合する。ドレン管４４の下
方部分ＶＣは、後述するように管４４からの物質の排出
を選択的に制御するために慣用の態様で作動する流れ制
御弁４９全設ける。A drain pipe 44 for discharging used floor material extends through the air-filled chamber 22 and includes an inlet portion 44 thereof.
The large-diameter opening drilled in the ai perforated plate 20 is completely penetrated and then slightly protruded upward. A support ring 46 is fitted into this large diameter opening and fixed by welding or the like. ring 4
6 is an annular support member 48 that protrudes into the air-filled chamber 22.
It is coupled to the drain pipe 44 by Vc. The lower portion VC of the drain pipe 44 is provided with a flow control valve 49 which operates in a conventional manner to selectively control the discharge of material from the pipe 44 as described below.

第２および３図に示されるように、ドレン管４４の上端
部分の周りに間隔を置いて５つの空気噴出／、＜ル５０
を配設する。各ノズルは、それぞれ有孔板２０の開口全
通して延長させボルト／ナツト組立体５２によって板２
０に固定したねじ付垂直延長部分５０ａ（ｉ７有してお
り、ノズルの上端部分をほぼ９０°屈曲させてドレン管
４４の上端部分即ち入口部分４４ａの上に延長する水平
延長部分５０ｂ’ｉ形成する。第２図に示されるように
、ノズル５０の水平延長部分５０ｂは、ドレン管４４の
ほぼ軸線に向って延長させるが、ドレン管の半径方向か
ら僅かに偏倚させる。As shown in FIGS. 2 and 3, there are five air jets spaced around the upper end portion of the drain pipe 44.
to be placed. Each nozzle extends through an opening in the perforated plate 20 and is secured to the plate 20 by a bolt/nut assembly 52.
0, and the upper end portion of the nozzle is bent approximately 90 degrees to form a horizontal extension portion 50b'i extending over the upper end portion of the drain pipe 44, that is, the inlet portion 44a. As shown in Figure 2, the horizontal extension 50b of the nozzle 50 extends generally toward the axis of the drain tube 44, but is slightly offset from the radial direction of the drain tube.

ノズル５０は、その下端部分５０ａ′？ｒ：荊して空気
充満室２２がら空気全受取り、ドレン管４４の上端部分
を被って、第２図に破線で示されるような）々ターンで
ドレン管のほぼ中心軸線に向って噴出する。The nozzle 50 has a lower end portion 50a'? r: All the air is received from the air-filled chamber 22, covers the upper end of the drain pipe 44, and is ejected approximately toward the center axis of the drain pipe in turns (as shown by broken lines in FIG. 2).

作動において、空気導入管２４に設けた弁２６が開放さ
れ、空気は充満室２２を通って分配器３６およびノズル
５０の人口端に流入する。空気は、分配器３６？Ｉｌ−
通ってその出口端がら有孔板２ｏの平面より上方の平面
において床１８内へ噴出する。In operation, the valve 26 on the air inlet tube 24 is opened and air flows through the plenum 22 into the distributor 36 and the artificial end of the nozzle 50. Is the air distributed through the distributor 36? Il-
The air flows through the outlet end and ejects into the floor 18 in a plane above the plane of the perforated plate 2o.

かくして、床１８の粒状物質のうち分配器３６の出口端
の直上にある部分は流動化されるが、分配器の出口端と
有孔板２０の土面との間にある粒状物質部分は不活動即
ち停滞したままである３、次いで、点火バーナ２８を点
火して床の温肛が所定のレベル［４ｆる１で加熱し、所
定の温度レアー ベルに達したならば、供給器３０．３２．３４から粒状
燃料全供給し、別の供給器（図示せず）から吸収材を必
要に応じて床１８の上面に供給する。Thus, the part of the particulate material in the bed 18 that is directly above the outlet end of the distributor 36 is fluidized, whereas the part of the particulate material that is between the outlet end of the distributor and the soil surface of the perforated plate 20 is not. 3 remains active or stagnant, then the ignition burner 28 is ignited to heat the bed to a predetermined level, and once the predetermined temperature level has been reached, the feeder 30.32. A full supply of granular fuel is supplied from 34 and absorbent material is supplied as needed to the top of bed 18 from another supply (not shown).

かくして床１８が流動化されて所定の温１１に達したな
らば、点火バーナ２８を消し、供給器３０．３２．３４
からは引続き所定の割合で粒状燃料？床の上面へ供給す
る。有孔板２０の上面と分配器３６の出口端との間の粒
状物質の不活動層は、有孔板２０のための断熱材として
の役割を果す。Once the bed 18 has been fluidized and has reached a predetermined temperature 11, the ignition burner 28 is turned off and the feeder 30.32.34 is turned off.
Continue to use granular fuel at a predetermined rate? Supply to the top of the floor. The inactive layer of particulate material between the top surface of the perforated plate 20 and the outlet end of the distributor 36 serves as thermal insulation for the perforated plate 20.

ノズル５０からドレン管４４の上端を横切るようにして
噴出する空気は、ドレン管の周！１ｌＶｃ堆積しようと
する床物質ｋＲ動化させ、大きい粒状物質がドレン管の
入口に詰まるのを防止し、主として灰の形となった使用
ずみ燃料および吸収材がドレン管４４内へ流入するのを
可能にし、それらの使用ずみ物質を弁４９の制御により
ドレン管４４全通してその出口端部分４４ｂからスクリ
ュウクーラ（冷却器）、またはコンベヤベルトへ排出さ
せる。The air ejected from the nozzle 50 across the upper end of the drain pipe 44 is distributed around the drain pipe! 1lVc Mobilizes bed material that is about to accumulate, prevents large particulate matter from clogging the drain pipe inlet, and prevents spent fuel and absorbent material, primarily in the form of ash, from flowing into the drain pipe 44. The used materials are discharged through the drain pipe 44 through the drain pipe 44 through its outlet end portion 44b to a screw cooler or a conveyor belt under the control of the valve 49.

一方、加熱すべき流体（通常は水）は、ヘッダ１− ４０．４２へ通され、そこから並列または直列流れとし
て缶壁８．１０．１２の管１４ヶノ…す、その間に流動
床から熱を吸収して外部の処理装置へ送られる。Meanwhile, the fluid to be heated (usually water) is passed to the header 1-40.42 and from there in parallel or series flow through 14 tubes in the can wall 8.10.12, between which the fluidized bed is It absorbs heat and sends it to external processing equipment.

本発明の上述の構成によれば、比較的大きい粒子の燃料
が存在していても、ドレン管４４０人１」端部分４４ａ
の直上区域が流動状態に維持されるので、大きい粒子が
ドレン管の入口に詰することがなく、葦た、有孔板２０
と分配器３６の上端との間の区域の粒状物質は不活動状
、悪に保持されるので、有孔板ケ床１８内の比較的高い
温度から隔離する働きをする。According to the above-described configuration of the present invention, even if relatively large particles of fuel are present, the end portion 44a of the drain pipe 440
Since the area immediately above the reed and perforated plate 20 is maintained in a fluid state, large particles do not clog the drain pipe inlet.
The particulate matter in the area between and the top of the distributor 36 is kept inactive and thus serves to insulate it from the relatively high temperatures within the perforated plate bed 18.

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、本発明の梢岬および範
囲から逸脱することなく、いろいろな変型が可能である
。例えば、ノズル５０の数および配置は所望に応じてい
るいろに変えることができる。Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope and scope of the present invention. For example, the number and arrangement of nozzles 50 can be varied as desired.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の流動床式燃焼器の垂直断面図、第２図
は第１図の燃焼器の部分拡大平面図、第３図は第２図の
線３−３に沿ってみた断面図である。 図中、６は囲い体、１８は粒状物質床、２０は有孔板、
２２は空気充満室、３０．３２．３４は特許出願人　　
　フォスクー・ホイーラー・エナーノイ・手続補正書（
方式） 昭和５７年　７月１２日 特許庁長官　若杉和夫　殿 １　事件の表示 昭和５７年特許　願第３２４８０号 ２、発明の名称　空気流により助成されるドレン管を事
件との関係　特許出願人 住　　所 氏　　名（名称）フォスター・ホイーラー・エナージイ
・コーポレイション ６　補正により増加する発明の数 Ｃ浄書、内容に変更なし） 補正の内容　別紙のとおり ４２１−Figure 1 is a vertical sectional view of the fluidized bed combustor of the present invention, Figure 2 is a partially enlarged plan view of the combustor in Figure 1, and Figure 3 is a cross section taken along line 3--3 in Figure 2. It is a diagram. In the figure, 6 is an enclosure, 18 is a granular material bed, 20 is a perforated plate,
22 is the air-filled chamber, 30.32.34 is the patent applicant.
Foscou-Wheeler-Ennernoy Procedural Amendment (
Method) July 12, 1980 Commissioner of the Japan Patent Office Kazuo Wakasugi 1 Indication of the case 1982 Patent Application No. 32480 2 Title of the invention Drain pipe assisted by air flow Relationship to the case Patent applicant address Name: Foster Wheeler Energy Corporation 6 Number of inventions increased by the amendment (C engraving, no change in content) Contents of the amendment 421- as attached

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １）粒状物質の宋音支持するようになされた有孔板と、
該粒状物質全流動化させるために該有孔板の複数の孔全
通して空気全導入するための手段と、前記床へ粒状物質
全供給するための供給手段と、使用ずみ粒状物質を該床
から排出させるために該床に連通させたドレン管と、使
用ずみ粒状物質の該ドレン管への流入を促進するために
該ドレン管の入口を被うようにして空気全噴出させるた
めの空気噴出手段と全備えたこと全特徴とする流動困式
熱父換器。1) a perforated plate adapted to support granular material;
means for completely introducing air through the plurality of holes of the perforated plate in order to completely fluidize the particulate material; supply means for supplying all the particulate material to the bed; a drain pipe communicating with the bed for discharging from the floor; and an air jet for blowing out all the air over the inlet of the drain pipe to facilitate the flow of used particulate matter into the drain pipe. A low-flow heat exchanger with all means and features.