NL8101701A - HEAT EXCHANGER WITH FLUIDIZED BED. - Google Patents

Description

N/30.2l7-dV/lbN / 30.2l7-dV / lb

Warmtewisselaar met gefluïdiseerd bed.Fluidized bed heat exchanger.

De uitvinding heeft betrekking op een warmtewisselaar met gefluïdiseerd bed.The invention relates to a fluidized bed heat exchanger.

De toepassing van een gefluïdiseerd bed is reeds lang onderkend als een aantrekkelijke methode voor het op-5 wekken van warmte. Bij een gebruikelijk gefluïdiseerd bed wordt lucht door een bed van materiaaldeeltjes geleid, dat gewoonlijk een mengselisvaninert materiaal, een brandstof-materiaal, zoals bitumineuze kool met hoog zwavelgehalte, en een adsorptiemateriaal voor de bij de verbranding van 10 het brandstofmateriaal vrijkomende zwavel. Tengevolge van de door het bed stromende lucht, gedraagt het bed zich als een kokende vloeistof, hetgeen de verbranding van de brandstof bevordert. De principiële voordelen van een dergelijke verbranding zijn een relatief hoge warmte-overdracht-15 snelheid, een althans nagenoeg uniforme bedtemperatuur, verbranding bij relatief lage temperaturen, een gemakkelijke hantering van het brandstofmateriaal, een reductie van de corrosie en van de vervuiling van de ketel en een verkleining van de afmetingen van de ketel.The use of a fluidized bed has long been recognized as an attractive method of generating heat. In a conventional fluidized bed, air is passed through a bed of material particles, which is usually a mixture of inert material, a fuel material, such as high sulfur bituminous coal, and an adsorption material for the sulfur released upon combustion of the fuel material. Due to the air flowing through the bed, the bed behaves like a boiling liquid, which promotes combustion of the fuel. The principal advantages of such a combustion are a relatively high heat transfer rate, an at least substantially uniform bed temperature, combustion at relatively low temperatures, easy handling of the fuel material, a reduction of the corrosion and the contamination of the boiler and a reduction in the dimensions of the boiler.

20 Bij het verbrandingsproces met gefluïdiseerd bed moet, om de adsorptie van de bij de verbranding vrijkomende zwavel door het adsorptiemateriaal te waarborgen, de bedtemperatuur op een relatief hoge waarde worden gehandhaafd (normaal 816-843°C). Hierdoor moet de het bed ondersteunende 25 plaat uit een duur materiaal worden vervaardigd, zoals roestvrijstaal, dat bestand is tegen deze temperaturen.In the fluidized bed combustion process, to ensure adsorption of the sulfur released during combustion by the adsorbent material, the bed temperature must be maintained at a relatively high value (normally 816-843 ° C). As a result, the bed supporting plate must be made of an expensive material, such as stainless steel, which can withstand these temperatures.

Zelfs wanneer een materiaal zoals roestvrijstaal wordt gebruikt, veroorzaken de grote verschillen in optredende uitzetting en de thermische gradiënt, die over het oppervlak 30 van de plaat optreedt, een aanmerkelijke verkorting van de levensduur van de plaat. Hierdoor moet de plaat regelmatig worden vervangen, hetgeen door de materiaal- en arbeidskosten nadelig is en langdurige perioden, gedurende welke de warmtewisselaar buiten werking is, tot gevolg heeft.Even when a material such as stainless steel is used, the large differences in expansion and thermal gradient across the surface of the plate cause a significant shortening of the plate life. As a result, the plate has to be replaced regularly, which is disadvantageous due to material and labor costs and results in prolonged periods during which the heat exchanger is out of operation.

35 Voorts leiden bij warmtewisselaars, die zijn voorzien van water gekoelde wanden, de temperatuurverschillen tussen de wanden en de het bed ondersteunende plaat tot problemen bij de verbinding tussen de plaat en de wanden.Furthermore, with heat exchangers provided with water-cooled walls, the temperature differences between the walls and the plate supporting the bed lead to problems with the connection between the plate and the walls.

8101701 i 'v - 2 -8101701 i 'v - 2 -

De uitvinding beoogt een warmtewisselaar van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, waarbij de genoemde bezwaren op eenvoudige, doch niettemin doeltreffende wijze zijn ondervangen.The object of the invention is to provide a heat exchanger of the type mentioned in the opening paragraph, wherein the drawbacks mentioned are obviated in a simple, yet effective manner.

5 Hiertoe wordt de warmtewisselaar volgens de uitvin ding gekenmerkt door een plaatsamenstel, dat wordt gevormd door een aantal op een afstand van elkaar parallel verlopende buizen, waar een koelvloeistof doorheen wordt geleid, en een aantal tussen de buizen verlopende langwerpige ribben, 10 die met de buizen zijn verbonden, welk plaatsamenstel ongeveer horizontaal verloopt en een bed van deeltjesmateriaal ondersteunt, terwijl een aantal gaten in het plaatsamenstel is aangebracht, waarin een aantal loodrecht op het plaatsamenstel verlopende luchtverdeelorganen is aangebracht, 15 welke luchtverdeelorganen elk een met een bijbehorend gat in lijn liggende inlaat en ten minste één uitlaat omvatten, waarbij lucht in de inlaten wordt gevoerd, door de luchtverdeelorganen passeert en uit de uitlaten treedt, zodat het boven deze uitlaten gelegen deeltjesmateriaal wordt gefluï-20 diseerd, waarbij de uitlaten van de luchtverdeelorganen zich op een zodanige afstand boven het plaatsamenstel bevinden, dat het deeltjesmateriaal, dat zich onder de uitlaten bevindt het plaatsamenstel van de relatief hoge temperaturen in het bed kan isoleren.For this purpose, the heat exchanger according to the invention is characterized by a plate assembly, which is formed by a number of tubes running parallel to each other, through which a cooling liquid is passed, and a number of elongated ribs extending between the tubes, which tubes are connected, which plate assembly runs approximately horizontally and supports a bed of particulate material, while a number of holes are arranged in the plate assembly, in which a number of air distribution members running perpendicular to the plate assembly are provided, each air distribution member each being aligned with an associated hole inlet and at least one outlet, wherein air is introduced into the inlets, passes through the air distribution members and exits the outlets, so that the particulate material above these outlets is fluidized, the outlets of the air distribution members being spaced at such a distance above the plate assembly n, that the particulate material located under the outlets can isolate the plate assembly from the relatively high temperatures in the bed.

25 Op deze wijze wordt bereikt, dat het plaatsamen-.In this way it is achieved that the plate assembly.

stel uit een minder hoogwaardig materiaal kan worden vervaardigd, terwijl niettemin een langere levensduur wordt bereikt in vergelijking met de platen van het zelfde of zelfs een duurder materiaal bij de bekende warmtewisselaars. De tempera-30 tuur van het plaatsamenstel wordt tevens verlaagd, doordat een koelvloeistof door de buizen wordt geleid. De toegepaste luchtverdeelorganen verzorgen een isolatie van het plaatsamenstel van de hoge werktemperaturen van het bed, doordat een stilstaande zone van het deeltjesmateriaal direct 35 boven het plaatsamenstel aanwezig is. De flu'idisatielucht voor het bed wordt door de luchtverdeelorganen aan het bed toegevoerd in een zone, die zich boven het vlak van het plaatsamenstel bevindt, waardoor direct boven het plaatsamenstel een isolerende ruimte wordt verkregen.it is possible to produce a set of a less high-quality material, while nevertheless achieving a longer service life compared to the plates of the same or even a more expensive material with the known heat exchangers. The temperature of the plate assembly is also lowered by passing a coolant through the tubes. The air distributors used provide insulation of the plate assembly from the high operating temperatures of the bed, in that a stationary zone of the particulate material is present directly above the plate assembly. The fluidizing air for the bed is supplied to the bed by the air distributors in a zone located above the plane of the plate assembly, thereby providing an insulating space directly above the plate assembly.

40 De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de 8101701 - 3 - 9 4 hand van de tekening, waarin een uitvoeringsvoorbeeld van de warmtewisselaar volgens de uitvinding is weergegeven.The invention will be further elucidated hereinafter on 8101701-3-9 of the drawing, in which an embodiment of the heat exchanger according to the invention is shown.

Fig. 1 is een verticale doorsnede van een warmtewisselaar met gefluïdiseerd bed volgens de uitvinding; 5 fig. 2 is een gedeeltelijk weergegeven doorsnede op grotere schaal van het plaatsamenstel van de warmtewisselaar volgens fig. 1; fig. 3 is een op grotere schaal weergegeven bovenaanzicht van een deel van het plaatsamenstel van de warmte-10 wisselaar volgens fig. 1; en de fig. 4-8 geven op grotere schaal verticale doorsneden weer van alternatieve uitvoeringsvormen van de luchtverdeler, die bij de warmtewisselaar volgens fig. 1 kunnen worden toegepast.Fig. 1 is a vertical sectional view of a fluidized bed heat exchanger according to the invention; FIG. 2 is an enlarged, partially sectioned view of the plate assembly of the heat exchanger of FIG. 1; FIG. 3 is an enlarged plan view of part of the plate assembly of the heat exchanger of FIG. 1; and Figures 4-8 show vertical cross-sections to an enlarged scale of alternative embodiments of the air distributor, which can be used with the heat exchanger according to Figure 1.

15 In fig. 1 is een omhulling 10 weergegeven, dat het belangrijkste deel vormt van een warmtewisselaar met gefluïdiseerd bed, welke kan zijn uitgevoerd als een ketel,een stookinrichting of dergelijke. De omhulling 10 bestaat uit een voorwand 12, een achterwand 14 en twee zijwanden, waar-20 van er éên met 16 is aangeduid. Elke wand wordt gevormd door een aantal verticaal verlopende buizen 18, die onderling parallel op afstand van elkaar liggen en met elkaar zijn verbonden door een aantal langwerpige ribben 20, die zich over de gehele lengte van de buizen 18 uitstrekken en op 25 gebruikelijke wijze zijn verbonden met diametraal tegenover elkaar liggende oppervlakken van de buizen 18. Het bovengedeelte van de omhulling 10 is ter wille van de eenvoud niet weergegeven, doch het zal duidelijk zijn, dat dit op gebruikelijke wijze een confectiesectie omvat, als-30 mede een dak en een uitlaat voor het uitstromen van de verbrandingsgassen.Fig. 1 shows an enclosure 10, which is the main part of a fluidized bed heat exchanger, which may be in the form of a boiler, a furnace or the like. The enclosure 10 consists of a front wall 12, a rear wall 14 and two side walls, one of which is indicated by 16. Each wall is formed by a number of vertically extending tubes 18, which are mutually parallel and mutually connected by a number of elongated ribs 20, which extend the entire length of the tubes 18 and are connected in the usual manner with diametrically opposed surfaces of the tubes 18. The top portion of the enclosure 10 is not shown for the sake of simplicity, but it will be appreciated that it conventionally includes a garment section, as well as a roof and an outlet for the outflow of the combustion gases.

Een bed van materiaaldeeltjes 22 bevindt zich binnen de omhulling 10 en rust op een plaatsamenstel 24, dat horizontaal in het onderste gedeelte van de omhulling 10 ver-35 loopt. Het bed 22 kan bestaan uit een mengsel van discrete deeltjes van inert materiaal, brandstöfmateriaal, zoals bitumineuze kool, en een adsorptiemiddel voor de zwavel, die bij de verbranding van het brandstöfmateriaal vrijkomt.A bed of material particles 22 is contained within the enclosure 10 and rests on a plate assembly 24 which extends horizontally in the lower portion of the enclosure 10. The bed 22 may consist of a mixture of discrete particles of inert material, fuel material, such as bituminous coal, and a sulfur adsorbent, which is released upon combustion of the fuel material.

Een luchtopvangkamer 26 bevindt zich direct onder 40 het plaatsamenstel 24, waarbij een luchtinlaat is aangebracht 8101701 ♦ ·5 - 4 - in een onderste verlengstuk van de achterwand 14, welke inlaat in verbinding staat met de kamer 26, zodat lucht vanuit een externe bron (niet weergegeven) aan de kamer kan worden toegevoerd. Een paar luchtinstelkleppen 30 zijn op 5 geschikte wijze om hun midden draaibaar gemonteerd in de inlaat 28/ waarbij de besturing plaatsvindt door middel van externe besturingsorganen (niet weergegeven) voor het variëren van de effectieve opening van de inlaat, waardoor de luchttoevoer aan de kamer 26 kan worden geregeld. Aangezien 10 de instelkleppen 30 op gebruikelijke wijze zijn uitgevoerd, worden zij niet nader beschreven.An air collection chamber 26 is located directly below 40 the plate assembly 24, with an air inlet arranged 8101701 ♦ · 5 - 4 - in a lower extension of the rear wall 14, which inlet communicates with the chamber 26, so that air from an external source ( not shown) can be supplied to the room. A pair of air adjustment valves 30 are suitably rotatable about their center in the inlet 28 / the control being by means of external controls (not shown) for varying the effective opening of the inlet, thereby supplying air to the chamber 26 can be arranged. Since the adjustment valves 30 are designed in the usual manner, they are not described in more detail.

Een antstekingsbrander 32 is direct boven het plaatsamenstel 24 gemonteerd in de voorwand 12, waarmee het bed 22 bij het opstarten kan worden ontstoken.An anti-inflammatory burner 32 is mounted directly above the plate assembly 24 in the front wall 12, which allows the bed 22 to be ignited upon start-up.

15 Voorts zijn een aantal boven het bed geplaatste toevoerorganen 34, 36 en 38 aangebracht, die door de zijwand 16 verlopen. De toevoerorganen 34, 36 en 38 ontvangen relatief fijne kooldeeltjes van inlaatleidingen of dergelijke en kunnen deze kooldeeltjes op gebruikelijke wijze toevoeren 20 aan het bovenste oppervlak van het bed 22. De toevoerorganen 34, 36 en 38 kunnen ook op een niveau onder het bovenste oppervlak van het bed 22 worden aangebracht, terwijl dergelijke toevoerorganen eveneens in de voorwand 12 en/of de achterwand 14 en/of de andere zijwand 16 kunnen worden ge-25 monteerd.Furthermore, a number of supply members 34, 36 and 38 placed above the bed, which run through the side wall 16. The feeders 34, 36 and 38 receive relatively fine carbon particles from inlet lines or the like and can feed these carbon particles in the usual way to the top surface of the bed 22. The feeders 34, 36 and 38 can also be at a level below the top surface of the bed. the bed 22 can be arranged, while such supply members can also be mounted in the front wall 12 and / or the rear wall 14 and / or the other side wall 16.

Het plaatsamenstel 24 is in de fig. 2 en 3 in detail weergegeven. Het samenstel 24 bestaat uit een aantal parallel op een afstand van elkaar gelegen buizen 40, die horizontaal verlopen tussen de wanden 12, 14 en 16. De buizen 30 40 zijn door middel van een aantal platen of ribben 42 met elkaar verbonden, zodat een éën geheel vormende constructie is verkregen. De ribben 42 strekken zich over de gehele lengte van de buizen 40 uit en zijn hiermee verbonden op diametraal tegenover elkaar liggende oppervlakken van de 35 buizen 40. Zoals in fig. 2 is weergegeven steken een aantal horizontale steunplaten 44 uit van de ribben 20, die de achterwand 14 vormen , en zijn verbonden met de buitenste ribbe 42 van het plaatsamenstel 24. Een overeenkomstige constructie is bij de wanden 12 en 16 toegepast voor het 40 ondersteunen van het plaatsamenstel 24 in de weergegeven 8101701 9r **Γ - 5 - stand. De verbindingen tussen de ribben 42 en de buizen 40, tussen de buitenste ribben 42 en de steunplaten 44 en tussen de steunplaten en de ribben 20 kunnen op elke bekende wijze worden gevormd, zoals door lassen of andere bekende 5 fabricagetechnieken, zoals spieën, walsen, solderen, hecht-lassen, bevestigen door middel van pennen, enz.The plate assembly 24 is shown in detail in Figures 2 and 3. The assembly 24 consists of a number of tubes 40 parallel to each other, which run horizontally between the walls 12, 14 and 16. The tubes 40 are connected to each other by means of a number of plates or ribs 42, so that one fully forming construction is obtained. The ribs 42 extend the entire length of the tubes 40 and are connected thereto on diametrically opposed surfaces of the tubes 40. As shown in Figure 2, a number of horizontal support plates 44 protrude from the ribs 20, which form the rear wall 14, and are connected to the outer rib 42 of the plate assembly 24. A corresponding construction has been employed at walls 12 and 16 to support the plate assembly 24 in the shown 8101701 9r ** 5 position. The connections between the ribs 42 and the tubes 40, between the outer ribs 42 and the support plates 44 and between the support plates and the ribs 20 can be formed in any known manner, such as by welding or other known manufacturing techniques, such as keys, rollers, soldering, tack welding, fixing by means of pins, etc.

Een aantal luchtverdelers 50 steekt door een aantal op een afstand van elkaar gelegen openingen, die in de ribben 42 zijn aangebracht. De luchtverdelers50 zijn uit-10' gevoerd als verticaal opgestelde buisvormige organen, die aan de ribben 42 zijn gelast en over een voorafbepaalde afstand vanaf de ribben 42 omhoog steken in het bed 22 van materiaaldeeltjes. De onderuiteinden van de verdelers 50 steken slechts iets uit ten opzichte van het ondervlak van 15 de ribben 42 en ontvangen lucht uit de kamer 26. Nadat de lucht door de verdeler 50 is gepasseerd, komt de lucht in het gefluïdiseerde bed op een voorafbepaalde afstand boven het plaatsamenstel 24. Hierdoor wordt een in rust blijvende laag van deeltjesmateriaal tussen het bovenvlak van het 20 plaatsamenstel 24 en de bovenuiteinden van de verdelers 50 gevormd om hierna nog te noemen redenen.A plurality of air distributors 50 protrude through a plurality of spaced openings provided in the ribs 42. The air distributors 50 are designed as vertically disposed tubular members welded to the ribs 42 and projecting into the bed 22 of material particles a predetermined distance from the ribs 42. The bottom ends of the manifolds 50 project only slightly from the bottom surface of the ribs 42 and receive air from the chamber 26. After the air has passed through the manifold 50, the air in the fluidized bed rises at a predetermined distance the plate assembly 24. As a result, a quiescent layer of particulate material is formed between the top surface of the plate assembly 24 and the top ends of the dividers 50 for reasons to be mentioned hereinafter.

Zoals in fig. 1 zichtbaar is, zijn een paar horizontale verdeelbuizen 46 aangebracht, die in verbinding staan met de buizen 18 van de voorwand 12 en de achterwand 25 14. Dergelijke verdeelbuizen zijn eveneens aangebracht aan de boveneinden van de wanden 12 en 14 en aan beide einden van de zijwanden 16. Hierdoor kan een te verwarmen vloeistof achtereenvolgens of gelijktijdig door de wanden 12, 14 en 16 worden gevoerd, zodat op gebruikelijke wijze 30 warmte wordt opgenomen uit het gefluïdiseerde bed. Aan elke zijwand 16 grenst een verdeelbuis 48, die in verbinding staat met de betreffende uiteinden van de buizen 40 van het plaatsamenstel 24, zodat een koelvloeistof door deze buizen kan worden geleid. De koelvloeistof voor de verdeelbuizen 35 48 kan afkomstig zijn van de zelfde bron als de vloeistof, die door de wanden 12, 14 en 16 stroomt, of van een afzonderlijke bron.As can be seen in Fig. 1, a pair of horizontal distribution tubes 46 are provided which communicate with the tubes 18 of the front wall 12 and the rear wall 14. Such distribution tubes are also arranged at the top ends of the walls 12 and 14 and on both ends of the side walls 16. As a result, a liquid to be heated can be passed successively or simultaneously through the walls 12, 14 and 16, so that heat is absorbed in the usual manner from the fluidized bed. On each side wall 16 is adjacent a manifold 48 which communicates with the respective ends of the tubes 40 of the plate assembly 24 so that a coolant can be passed through these tubes. The coolant for the manifolds 48 can come from the same source as the liquid flowing through the walls 12, 14 and 16, or from a separate source.

Tijdens bedrijf worden de instelkleppen 30 in de luchtinlaat 28 geopend en wordt de lucht via de kamer 40 25 toegevoerd aan het plaatsamenstel 24 en verdeeld over 8101701 *· i.During operation, the adjustment valves 30 in the air inlet 28 are opened and the air is supplied through the chamber 40 to the plate assembly 24 and distributed over 8101701 * i.

- 6 - de inlaatuiteinden van de verdelers 50. De lucht stroomt opwaarts door de verdelers 50/ waarna het uit de uitlaateinden van de verdelers uittreedt in het bed 22 in een vlak, dat boven het vlak van het plaatsamenstel 24 ligt. Het gedeelte 5 van het deeltjesmateriaal in het bed 22, dat zich direct boven de uitlaateinden van de verdelers 50 bevindt, wordt derhalve gefluïdiseerd, terwijl het gedeelte, dat zich tus-. sen deze uiteinden en het bovenvlak van het plaatsamenstel 24 bevindt, in rust of stilstaand blijft.- the inlet ends of the distributors 50. The air flows upwards through the distributors 50 / after which it exits from the outlet ends of the distributors into the bed 22 in a plane which lies above the plane of the plate assembly 24. The portion 5 of the particulate material in the bed 22, which is located directly above the outlet ends of the manifolds 50, is therefore fluidized, while the portion which is intermediate. These ends and the top surface of the plate assembly 24 are at rest or stationary.

10 Vervolgens wordt de ontstekingsbrander 32 in wer king gesteld, zodat het materiaal van het bed 22 wordt verhit, totdat de temperatuur van het materiaal een vooraf-bepaalde waarde bereikt, op welk moment deeltjesvormige brandstof uit de toevoerorganen 34, 36 en 38 wordt geleverd 15 aan het bovenste oppervlak van het bed 22, zoals nodig is om een continue aanvulling van het brandstofmateriaal tijdens de verbranding hiervan te waarborgen.Then the ignition burner 32 is turned on so that the material of the bed 22 is heated until the temperature of the material reaches a predetermined value, at which time particulate fuel is supplied from the feeders 34, 36 and 38. to the top surface of the bed 22, as necessary to ensure a continuous replenishment of the fuel material during its combustion.

Nadat het bed 22 is gefluïdiseerd en een voorafbepaalde verhoogde temperatuur heeft bereikt, wordt de 20 ontstekingsbrander 32 uitgeschakeld, terwijl de toevoerorganen 34, 36 en 38 deeltjesvormige brandstof over het bovenste oppervlak van het bed 22 blijven verdelen overeenkomstig voorafbepaalde toevoersnelheden. De stilstaande laag deel-tjesmateriaal tussen het bovenvlak van het plaatsamenstel 25 24 en de uitlaatuiteinden van de verdelers 50 werkt hierbij als een isolator voor de plaat 24. Het verbruikte brandstofmateriaal, dat in hoofdzaak in de vorm van as voorkomt, kan worden afgevoerd via een uitlaat (niet weergegeven), die zich vanaf het plaatsamenstel 24 uitstrekt en door één 30 van de wanden 12, 14 of 16 verloopt.After the bed 22 has been fluidized and has reached a predetermined elevated temperature, the ignition burner 32 is turned off, while the feeders 34, 36, and 38 continue to distribute particulate fuel over the top surface of the bed 22 at predetermined feed rates. The stationary layer of particulate material between the top surface of the plate assembly 24 and the outlet ends of the dividers 50 hereby acts as an insulator for the plate 24. The spent fuel material, which mainly occurs in the form of ash, can be discharged via a outlet (not shown) extending from the plate assembly 24 and passing through one of the walls 12, 14 or 16.

Een koelvloeistof, bij voorkeur water, wordt door de verdeelbuizen 48 en de buizen 40 van het plaatsamenstel 24 gevoerd, waardoor de temperaturen van het plaatsamenstel 24 worden verlaagd, terwijl een te verwarmen vloei-35 stof gelijktijdig of achtereenvolgens door de buizen 18 van de wanden 12, 14 en 16 wordt geleid, waardoor deze vloeistof door het gefluïdiseerde bed wordt verhit, waarna het naar een externe inrichting voor een verdere verwerking wordt geleid.A coolant, preferably water, is passed through the manifolds 48 and the tubes 40 of the plate assembly 24, thereby lowering the temperatures of the plate assembly 24, while heating a fluid to be heated simultaneously or sequentially through the tubes 18 of the walls 12, 14 and 16 are passed, heating this liquid through the fluidized bed, after which it is sent to an external device for further processing.

Door het plaatsamenstel 24 uit te voeren met de 40 buizen 40, de ribben 42 en de verdelers 50, kan het plaat- 8101701 - 7 - samenstel worden vervaardigd uit een relatief goedkoop, minder hoogwaardig materiaal, terwijl niettemin een relatief lange levensduur wordt bereikt in vergelijking met de platen van een duurder, hittebestendig materiaal, welke 5 niet op de beschreven wijze worden geïsoleerd en gekoeld.By designing the plate assembly 24 with the 40 tubes 40, the ribs 42 and the dividers 50, the plate assembly can be manufactured from a relatively inexpensive, less high-quality material, while nevertheless achieving a relatively long life in compared to the plates of a more expensive, heat-resistant material, which are not insulated and cooled in the manner described.

In de fig. 4-7 zijn alternatieve uitvoeringsvormen voor een luchtverdeler weergegeven, die kan worden toegepast bij het plaatsamenstel 24. In fig. 4 is een verdeler 54 weergegeven, die bestaat uit een rechte buis 56, welke 10 in een opening 52 in een ribbe 42 is gemonteerd, en een afzonderlijke horizontale aftakbuis 58, die over het bovengedeelte van de buis 56 verloopt en hiermee is verbonden. Hierdoor wordt een horizontale uittreding van de lucht in het bed 22 uit de uiteinden van de buis 58 in tegengestel-15 de richtingen bereikt.Figures 4-7 show alternative embodiments for an air distributor that can be used with the plate assembly 24. Figure 4 shows a distributor 54 consisting of a straight tube 56, which is inserted into an opening 52 in a rib 42 is mounted, and a separate horizontal branch tube 58 extending over the upper portion of tube 56 and connected thereto. Hereby, a horizontal exit of the air in the bed 22 from the ends of the tube 58 in opposite directions is achieved.

In fig. 5 is een met fig. 4 overeenkomende verdeler weergegeven, die is gevormd als een uit één stuk bestaande, T-vormige verdeler 60, welke een verticaal gedeelte 62 en een hiermee in verbinding staand horizontaal 20 gedeelte 64 omvat, welke verdeler op de zelfde wijze werkt als de verdeler 54 uit fig. 4.Fig. 5 shows a divider corresponding to Fig. 4, which is formed as a one-piece, T-shaped divider 60, comprising a vertical section 62 and a horizontal section 64 communicating with it, said divider on works in the same way as the distributor 54 of fig. 4.

In fig. 6 is een verdeler 66 weergegeven, die een verticale buis 68 omvat, alsmede een pijlvormig kop-deel 70, dat één geheel vormt met de verticale buis 68.Fig. 6 shows a distributor 66, which comprises a vertical tube 68 and an arrow-shaped head part 70, which is integral with the vertical tube 68.

25 Het kopdeel 70 ontvangt lucht uit het boveneinde van de buis 68 en voert de lucht af in twee tegengestelde, schuin omlaag verlopende richtingen.The head portion 70 receives air from the top end of the tube 68 and exhausts the air in two opposite oblique downward directions.

In fig. 7 is een verdeler 72 weergegeven, die bestaat uit een verticale buis 74 met een boogvormige 30 buis 76, dat met het boveneinde van de buis 74 is verbonden, zodat een dubbel elleboogvormige T-uitvoering is verkregen, welke de lucht op overeenkomstige wijze afvoert als de uitvoeringsvorm volgens fig. 6.Fig. 7 shows a distributor 72, which consists of a vertical tube 74 with an arc-shaped tube 76, which is connected to the top end of the tube 74, so that a double elbow-shaped T-version is obtained, which the air in corresponding as the embodiment of FIG. 6.

Volgens fig. 8 bestaat een verdeler 78 uit één 35 buis 80, waarvan het boveneinde enigszins omlaag naar het horizontale vlak is gebogen of op andere wijze aldus is gekromd. Hierdoor wordt een enkelvoudig luchtafvoerpatroon verkregen, dat iets schuin omlaag verloopt ten opzichte van de horizontaal. Dit type verdeler kan een circulatie in het 40 bed veroorzaken of kan met een zodanige richtingskarakteris- 8101701 «* > - 8 - tiek worden ontworpen, dat het deeltjesmateriaal over het bed wordt verdeeld of grotere deeltjes of as wordt verplaatst.According to Fig. 8, a distributor 78 consists of one tube 80, the top end of which is bent slightly downwards to the horizontal plane or is thus otherwise curved. This produces a single air exhaust cartridge, which runs slightly obliquely downwards from the horizontal. This type of manifold can cause circulation in the bed or can be designed with a direction characteristic such that the particulate material is distributed over the bed or larger particles or ash is displaced.

De uitvinding is niet beperkt tot de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvoorbeelden, die binnen het 5 kader der uitvinding op verschillende manieren kunnen worden gevarieerd. Er kan bijvoorbeeld een isolatie- of vuurvast materiaal worden aangebracht in de zone tussen het door de bovenuiteinden van de verdelers 50 bepaalde vlak en het bovenvlak van het plaatsamenstel 24 in plaats van de stilstaande 10 laag deeltjesmateriaal. In dit geval zouden de verdelers 50 werkzaam zijn als ankers voor het isolatie- of vuurvaste materiaal.The invention is not limited to the exemplary embodiments described above, which can be varied in various ways within the scope of the invention. For example, an insulating or refractory material may be provided in the region between the plane defined by the top ends of the dividers 50 and the top surface of the plate assembly 24 instead of the stationary layer of particulate material. In this case, the dividers 50 would act as anchors for the insulating or refractory material.

81017018101701

Claims (18)

1. Warmtewisselaar met gefluïdiseerd bed, gekenmerkt door een plaatsamenstel, dat wordt gevormd door een aantal op een afstand van elkaar parallel verlopende buizen, waar een koelvloeistof doorheen wordt ge-5 leid, en een aantal tussen de buizen verlopende langwerpige ribben, die met de buizen zijn verbonden, welk plaat-7 samenstel ongeveer horizontaal verloopt en een bed van deeltjesmateriaal ondersteunt, terwijl een aantal gaten in het plaatsamenstel is aangebracht waarin een aantal 10 loodrecht op het plaatsamenstel verlopende luchtverdeelor-ganen is aangebracht, welke luchtverdeelorganen elk een met een bijbehorend gat in lijn liggende inlaat en ten minste één uitlaat omvatten, waarbij lucht in de inlaten wordt gevoerd, door de luchtverdeelorganen passeert en uit de uitla-15 ten treedt, zodat het boven deze uitlaten gelegen deeltjes- materiaal wordt gefluïdiseerd, waarbij de uitlaten van de luchtverdeelorganen zich op een zodanige afstand boven het plaatsamenstel bevinden, dat het deeltjesmateriaal, dat zich onder de uitlaten bevindt, het plaatsamenstel van de rela-20 tief hoge temperaturen in het bed kan isoleren.1. Fluid bed heat exchanger, characterized by a plate assembly formed by a number of spaced parallel pipes through which a coolant is passed, and a number of elongated ribs extending between the tubes and the tubes are connected, the plate-7 assembly running approximately horizontally and supporting a bed of particulate material, while a plurality of holes are provided in the plate assembly in which a number of air distribution members running perpendicular to the plate assembly are provided, each air distribution member one having an associated hole inline inlet and at least one outlet, wherein air is introduced into the inlets, passes through the air distribution members and exits the exhausts, so that the particulate material above these outlets is fluidized, the outlets of the air distribution members are spaced above the plate assembly such that the particulate material located under the outlets can isolate the plate assembly from the relatively high temperatures in the bed. 2. Warmtewisselaar volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de ribben verlopen vanaf twee diametraal tegenover elkaar liggende oppervlakken van elke buis.Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the ribs extend from two diametrically opposite surfaces of each tube. 3. Warmtewisselaar volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat elke ribbe met zijn tegenover elkaar liggende randen is verbonden met twee buizen.Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that each rib with its opposite edges is connected to two pipes. 4. Warmtewisselaar volgens êên der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de ribben aan 30 de buizen zijn gelast.4. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the ribs are welded to the pipes. 5. Warmtewisselaar volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat elk verdeelorgaan over de gehele dikte van een betreffende ribbe door een gat ' verloopt.5. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that each distribution element extends through a hole over the entire thickness of a relevant rib. 6. Warmtewisselaar volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de verdeel-organen aan de ribben zijn gelast.Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the distribution members are welded to the ribs. 7. Warmtewisselaar volgens ëén der voorgaande con- 8101701 ·* -t «f - 10 - clusies, met het kenmerk, dat de gaten met een tussenafstand over de lengte van de ribben zijn verdeeld.7. Heat exchanger according to one of the preceding claims 8101701 * -t «f - 10 -, characterized in that the holes are spaced along the length of the ribs. 8. Warmtewisselaar volgens éën der voorgaande conclusies, met het kenmer k, dat de lucht wordt 5 toegevoerd via een kamer, die zich direct onder het plaat-samenstel bevindt en waarvan een inlaat met een luchtbron is verbonden.8. Heat exchanger as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that the air is supplied via a chamber, which is located directly below the plate assembly and of which an inlet is connected to an air source. 9. Warmtewisselaar volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat in de inlaat een instelorgaan is 10 aangebracht, waarmee de luchttoevoer aan de kamer regelbaar is.9. Heat exchanger according to claim 8, characterized in that an adjusting member is arranged in the inlet, with which the air supply to the chamber is adjustable. 10. Warmtewisselaar volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat elk verdeelor-gaan is uitgevoerd als een verticaal verlopende buis, uit het 15 boveneinde waarvan de lucht in bovenwaartse richting kan uittreden,.10. Heat exchanger as claimed in any of the foregoing claims, characterized in that each distribution element is designed as a vertically extending pipe, from the top of which the air can escape in an upward direction. 11. Warmtewisselaar volgens één der conclusies 1-9, met het kenmerk, dat elk verdeelorgaan is uitgevoerd als een vanaf het plaatsamenstel verticaal 20 omhoog lopend buisstuk, dat lucht kan ontvangen, en een althans ongeveer horizontaal verlopend buisstuk, dat in verbinding staat met het verticale buisstuk en uit de uiteinden waarvan de lucht in tegengestelde richtingen kan uittreden.11. Heat exchanger as claimed in any of the claims 1-9, characterized in that each distribution member is designed as a pipe section extending vertically upwards from the plate assembly, which can receive air, and a pipe section, which runs at least approximately horizontally, and which communicates with the vertical pipe section and from the ends of which the air can escape in opposite directions. 12. Warmtewisselaar volgens één der conclusies 1-9, met het kenmerk, dat elk verdeelorgaan is uitgevoerd als een verticaal vanaf het plaatsamenstel omhoog lopend buisstuk, dat lucht kan ontvangen, en twee een hoek met het verticale buisstuk insluitende buisstukken, die 30 met het verticale buisstuk in verbinding staan, welke onder een hoek verlopende buisstukken lucht kunnen afgeven in vanaf het verticale buisstuk tegengesteld verlopende richtingen .12. Heat exchanger as claimed in any of the claims 1-9, characterized in that each distribution member is designed as a pipe section extending vertically upwards from the plate assembly, which can receive air, and two pipe sections enclosing an angle with the vertical pipe section, which vertical pipe section are communicated, which angled pipe sections can release air in directions which run opposite the vertical pipe section. 13. Warmtewisselaar volgens conclusie 12, met 35 het kenmerk, dat elk van de onder een hoek verlopende buisstukken enigszins omlaag verloopt ten opzichte van de horizontaal.13. Heat exchanger according to claim 12, characterized in that each of the angled pipe sections runs slightly downwards from the horizontal. 14. Warmtewisselaar volgens éën der conclusies 1-9, met het kenmerk, dat elk verdeelorgaan is 40 uitgevoerd als een verticaal vanaf het plaatsamenstel ver- 8101701 - 11 - lopende buis, die lucht kan ontvangen, met een ongeveer horizontaal verlopend gedeelte, dat ëën geheel vormt met het verticaal verlopende gedeelte en waaruit de lucht kan uittreden.Heat exchanger according to any one of claims 1 to 9, characterized in that each distribution member is designed as a pipe extending vertically from the plate assembly, capable of receiving air, with a section extending approximately horizontally with the vertically extending part and from which the air can escape. 15. Warmtewisselaar volgens conclusie 14, met het kenmer k,dat het ongeveer horizontaal verlopende gedeelte lucht kan afgeven in een richting, die enigszins omlaag loopt ten opzichte van de horizontaal.15. Heat exchanger according to claim 14, characterized in that the approximately horizontally extending portion can discharge air in a direction slightly descending from the horizontal. 16. Warmtewisselaar volgens één der voorgaande 10 conclusies, gekenmerkt door een aantal opstaande wanden, die het plaatsamenstel omringen en een kamer vormen, waarin zich het deeltjesmateriaal bevindt.16. Heat exchanger according to any one of the preceding claims, characterized by a number of upright walls which surround the plate assembly and form a chamber in which the particulate material is located. 17. Warmtewisselaar volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat het deeltjesmateriaal een 15 brandstof omvat, bij de verbranding waarvan warmte vrijkomt, waarbij middelen zijn aangebracht voor het toevoeren van deeltjesvormig brandstof materiaal aan de kamer.17. Heat exchanger according to claim 16, characterized in that the particulate material comprises a fuel, on combustion of which heat is released, wherein means are provided for supplying particulate fuel material to the chamber. 18. Warmtewisselaar volgens conclusie 16 of 17, met het kenmerk, dat de wanden zijn uitgevoerd 20 als een aantal opstaande buizen, waar water doorheen wordt gevoerd voor de overdracht van de warmte van het bed. 810170118. Heat exchanger according to claim 16 or 17, characterized in that the walls are designed as a number of upright pipes, through which water is passed for the transfer of the heat from the bed. 8101701