Hořák pro spalování práškového paliva

Číslo patentu: 255630

Dátum: 15.03.1988

Autor: Vlasák Ludvík

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

(75) Auwrvyuáhzu VLASÄK LUDVÍK dipl. tech., BRNO(54) Hořák pro spalování práškového palivaHořák sestâvá z komory hořáku a spa~ lovaciho prostoru. Těleso hořáku tvoří horní válcová část a na ni navazující výstupni tryska. obě tyto části mají spo 1 eč~ ný středový otvor, do něhož svrchu zasahuje tryska dávkovače práškového paliva. Tryska vymezuje oproti Vnitřní stěně středového otvoru mezikruhový prostor,napojený na přivod inertního řediciho plynu. Po obvodu středového otvoru je proveden nejméně jeden otvor pro přívod fluoru. Komora sestává z horní válcově části, obklopujíci souose válcovou část tělesa hořáku, a z na ni navazující přechodové části, kônicky se zužujíci a oproti trysce hořáku vymezujicí mezikru~ hovou štěrbinu, do níž ústí otvor či otvory pro přívod fluoru. Přechodová část je v úrovni výstupního otvoru trysky spodním koncem napojena na kőnicky se rozšiřujicí přechodový dilec, jehož spodni konec je opět napojen na plášř spalovacího prostoru, např. spalovací komory fluoračniho reaktoru.vynález se týká hořáku pro plamenné spalování práškového paliva. Hořák je určen především pro fluoridové zpracování vyhořelého jaderného paliva z rychlých reaktorů.Jednou z možností regenerace vyhořelého jaderného paliva z rychlých reaktorů, obsahujícího smíšené kysličníky uranu a plutonia, je fluorace paliva za vzniku vyšších plynných fluoridú, zejména UF 6 a PuF 6. Reakce je silně exothermní a probiha ve formě svítivého plemene ve spalovacím prostoru chlazených fluoračních reaktorů. Příkladem vhodného zařízení je reak~ tor pro plamennou fluoraci podle československého A 0 221 342.Výše uvedené nedostatky odstraňuje hořák podle vynálezu, který sestává z tělesa hořáku,komory hořáku a spalovacího prostoru, kde těleso hořáku tvoří jednak válcová část, jednak na ni ve spodní části navazující tryska, jehož podstata spočívá V tom, že těleso je opatřeno stredovým otvorem pro přívod práškového paliva, nejméně jedním otvorem pro přívod fluoru,umístěným po obvodu středového otvoru, a nejméně jedním dalším otvorem pro přívod inertního plynu, zaústěným do středového otvoru, zatímco komoru hořáku tvoří jednak válcová část,obklopující souose válcovou část tělesa hořáku, jednak kônioky se zužující přechodová část,vymezující oproti trysce hořáku mezikruhovou štěrbinu, do níž Ústí otvor či otvory pro přívod fluoru. Přechodová část komory hořáku je v úrovni výstupního otvoru trysky tělesa hořäku spodním koncem napojena na könicky se rozšiřující přechodový dílec, jehož spodní konec je opět napojen na plášt spalovacího prostoru hořáku, kupříkladu spalovací komory fluoračního reaktoru. Při použití hořáku pro plamenné exothermní reakce, jako je právě plamenná fluorace vyhořelého jaderného paliva, je přitom účelne, aby spalovací prostor i komora hořáku byly opatřeny duplikátorovým pláštěm s přivodem a odvodem chladicího prostředí, kupříkladu vzdu~ chu.Z konstrukčního hlediska je rovněž účelne opatřit těleso hořáku v horní části přírubou. V přírubě jsou vytvořeny přívody pro fluor a inertní plyn a jejím prostřednictvím může být popřípadě k tělesu hořáku připojen dávkovač práškového paliva. Tryska dávkovače zasahuje v tomto případě do středového otvoru tělesa hořáku a oproti vnitřní stěně středového otvoru vymezuje mezikruhový prostor, do něhož ústí přívod či přívody inertního plynu. Obdobně je přírubou opatřena i komora hořáku. K této přírubě je napojen duplikátorový plášř a je V ní proveden přívod, popřípadě odvod chladicího prostředí z tohoto pláště.Výhodou hořáku pro plamenné spalování práškového paliva podle vynálezu je, že umožňuje zprostředkovat přívod a styk jednotlivých reakčních složek, tj. práškového paliva, fluoru a ředicího inertního plynu takovým způsobem, aby k zapálení plamene došlo bezprostředně po výstupu všech složek z hořáku a aby se přitom zabránilo zpětným prošlehům plamene a aby se dále plamen udržal trvale ve svítivé formě, bez nežádoucích turbulencí a s maximálnímPříkladné provedení hořáku podle vynálezu je dále blíže znázorněno na připojeném výkrese,který představuje hořák ve svislém řezu. Naznačeno je napojení hořáku jednak na dávkovací zařízení práškového paliva, jednak na spalovací prostor, kupříkladu spalovací komoru fluoračního reaktoru.Hořák ve znázorněném provedení sestává z tělesa hořáku, komory hořáky a spalovacího prostoru Q. Komoru hořáku tvoří horní válcová část g a spodní kônicky se zužující přechodová část g, která je prostřednictvím kónicky se rozšiřujícího přechodovćho dílce § napojena na válcový plášč spalovacího prostoru É.Obdobně také těleso hořáku sestává jednak z horní válcové části l, jednak z výstupní trysky 1. Oběma částmi l, A je veden středový otvor lg, který je ve válcové části ł tělesa obklopen rovnoměrně rozloženými obvodovými otvory 1. Obvodová otvory 1 jsou horním koncem prostřednictvím společného rozvodného kanálu napojeny na přívod lg fluoru, zatímco spodnímí konci jsou zaústěny do mezikruhové štěrbiny 5, vymezené výstupní tryskou 5 tělesa hořáku a könicky se zužující přechodovou částí g komory hořáku.S horní částí tělesa hořáku je pomocí příruby gg bezprostředně spojen dávkovač lg práškového paliva, jehož tryska ll zasahuje do nálevkovité se rozšiřující horní části středového otvoru lg tělesahořáku a zde vymezuje mezikruhový prostor lg, napojený na přívod ll inertního plynu, Vytvořený v přírubě lg. Spodní, válcová část středového otvoru lg zastává funkci směšovací komory, V níž se práškové palivo, přiváděné z dávkovače lg, mísi s inertním plynem,přiváděným mezikruhovým prostorem lg.Spalovací prostor Q i komora hořáku jsou opatřeny spoločným duplikátorovým pláštěmlg, který je napojen na přírubu lg komory hořáku a který tvoří Vnitřní vestavbu fluoračního reaktoru. Duplikátorovým pláštěm lg proudí vzestupně Chladicí prostředí, kupříkladu Vzduch,který z pláště gg odchází výstupním hrdlem lg, provedeným V přírubě lg. Při některých dalších aplikacích hořáku je pochopitelně možno volit i opačný směr proudění chladicího prostředí,takže výstupní hrdlo lg bude naopak sloužit jako Vstupní hrdlo tohoto prostředí.Při zahájení provozu fluoračního reaktoru se postupuje tak, že se nejprve přívodním hrdlem ll a mezikruhovým prostorem lg do směšovací komory středového otvoru lg zavádí inertní plyn, kupříkladu suchý dusík. Nato se začně přívodem lg a obvodovými otvory 1 do mezikruhové štěrbíny É přivádět předehřátý fluor. Teprve pak se tryskou ll z dávkovače gg začne dávkovat práškové palivo, které na výstupu z trysky 3 při styku s předehřátým fluorem ihned vzplane. Tímto způsobem se předejde ztrátě paliva a jeho nedokonalému prohoření. Inertní plyn, který je přiváděn mezikruhovým prostorem lg do směšovací komory středového otvoru łg, se plamenné reakce nezúčastní, vytváří však uzávěr pro fluor, brání jeho pronikání do směšovací komory a udržuje dostatečnou vzdálenost plamene od trysky 3.Vzhledem k tomu, že reakce paliva s fluorem je silně exothermní, dosahuje teplota svítiVého plamene až 1 700 OC. Přebytečné reakční teplo je odváděno vzduchem proudícím duplikátorovým pláštěm li. Chladicí vzduch přitom před Výstupem z duplikátorového pláště li ochlazuje i jednotlivé součástí hořáku, zejména také trysku 4 a brání tak jejímu opalování.Plynné produkty reakce jsou z fluoračnĺho reaktoru obvykle odváděny V jeho horní části a to nejlépe přes metalokeramické filtry, zatímco pevné zplodiny reakce se shromažčují V nenaznačené Spodní části reaktoru, na vrstvě podložné aluminy, odkud jsou odebírány k dalšímuCelkové uspořádání reaktoru není pro jednoduchost znázorněno a není také pro vytvoření hořáku závazné. Hořák v provedení podle vynálezu může být použit i V jiném typu reaktoru,než V tom, který je předmětem československého A 0 221 342.Pro jednoduchost není také znázorněno dávkovací zařízení, které je umístěno V dákovači a které zprostředkuje plynulý a rovnoměrný přívod paliva do směšovací komory hořáku. Může být provedeno jako Vibrační, šnekové či turniketové.Obecně je možno hořák V uspořádání podle vynálezu využít nejen k vyvolání a udržení plamenné reakce, tedy kupříkladu plamenné fluorace jaderného paliva, ale i ke spalování jakéhokoliv práškového paliva za účelem výroby tepla.1. Hořák pro spalování práškového paliva, který je určen zejména k použití V reaktorech pro plamennou fluoraci Vyhořelého jaderného paliva z rychlých reaktorů a sestává z tělesa hořáku s výstupní tryskou a přívody paliva, spalovacího média a inertního plynu, dále z komory hořáku a spalovacího prostoru, vyznačený tím, že v tělese hořáku je proveden jednak středový otvor (13), který V horní části má přívod práškového paliva a inertního plynu a ve spodní části je otevřený do spalovacího prostoru (E), jednak nejméně jeden obvodový otvor(7) s přívodem spalovacího média, kupříkladu fluoru, přičemž těleso hořáku je àouose obklopeno komorou hořáku, která ve své spodní části, navazující na plášř (9) spalovàcího prostoru(6), oproti tělesu hořáku vymezuje mezikruhovou štěrbinu (5), do níž ústí alespoň jeden otvor (7) pro přívod spalovacího média.2. Hořák podle bodu 1, vyznačený tím, že plášť (9) spalovacího prostoru (6) je proveden jako duplikátorový plášť (14), opatřený nejméně jedním přívodem a odvodem (16) chladioího prostředí, kupříkladu vzduchu, přičemž duplikátorový plášč (14) prodlouženou částí obklopuje i komoru hořáku.3. Hořák podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že horní část tělesa hořáku je opatřena přírubou (18), v níž jsou provedeny přívody (15, 17) spalovacího média a inertního plynu a jejímž prostřednictvím je k tělesu hořáku připojen dávkovač (10) práškového paliva s tryskou (11) zasahující do horní části středového otvoru (13) tělesa hořáku a vymezující oproti vnitřní stěně středového otvoru (13) mezikruhový prostor (12), do něhož je zaústěn přívod (17) inertního plynu, zatímco přívod (15) spalovacího média je napojen na alespoň jeden obvodový otvor4. Hořák podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že komora hořáku je v horní části opatřenarovněž přírubou (19), k níž je napojen duplikátorový plášč (14) a v níž je vytvořen alespoň jeden přívod, popřípadě odvod (16) chladicího prostředí z tohoto pláště (14).

MPK / Značky

MPK: F23D 21/00, F23D 1/00, F23G 7/06

Značky: spalování, práškového, paliva, horák

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-255630-horak-pro-spalovani-praskoveho-paliva.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Hořák pro spalování práškového paliva</a>

Podobne patenty