TARIFNAME DOLASIMLI KÜTLE REAKTÖRÜNÜN OPERASYONUNU GELISTIRMEYE YÖNELIK YÖNTEM VE BU TÜR YÖNTEMIN GERÇEKLESTIRILMESINE YÖNELIK REAKTÖR Bulusun Amaci Bulus, bir dolasimli kütle reaktörünün operasyonunun artirilmasina yönelik bir yöntem ile ilgilidir, bu dolasimli kütle reaktöründe, dolasimli kütle reaktörü içinde olusan baca gazi içinde bulunan isinin en az bir kismi, dolasimli kütle reaktörü içinde dolasmak üzere düzenlenen akiskanlasmis materyale transfer edilir ve bu dolasimli kütle reaktörü, bir akiskan yatakli hazne içerir, bunun alt kisminda, akiskanlasmis materyal, baca gazindan akiskanlasmis materyalin ayrilmasina yönelik araçlar ve, içerisinden akiskanlasmis materyalin akiskan yatakli hazneye geri dönebildigi ve buradan geçen akiskanlasmis materyalin içerdigi isi enerjisinin bir kisminin, geri dönüs kanallari içerisinde bulunan isi degistiriciler araciligiyla dolasimli kütle reaktöründe dolasan isi transfer sivisina transfer oldugu en az bir sogutulmus geri dönüs kanali içeren bir geri dönüs sistemine sahip bir akiskan yatak saglanir. Bulus ayrica, yöntemin gerçeklestirilmesine yönelik bir dolasimli kütle reaktörü ile ilgilidir. Önceki Teknik Yanma teknolojisinde kati partiküllerin baca gazlarini sicakligi üzerindeki stabilize edici ve dengeleyici etkisi, on yillardir akiskan yatakli reaktörlerde yaygin sekilde kullanilmaktadir. Akiskan yatakli reaktör de denilen akiskanlasmis katmanlara sahip reaktörlerde, yanma havasi, yanma haznesinin altinda olusturulan bir kumlu yatak içerisinden firinin alt kismindan tedarik edilir. Firina tedarik edilen yakit, yanma havasi yardimiyla, kabarciklastirici sekilde hareket eden kum yatagi ile birlikte karisir, burada kurur ve tutusur. Yakitin sürekli sekilde akiskan yatagin kumu, yanma havasi ve kül ile karismasi, karismayi ve isi ve gaz transferini artirir. Ayrica, akiskan yatak içerisindeki kum materyali isiyi baglar, dolayisiyla, yanma prosesi sirasindaki sicakliklari dengeler ve ayni zamanda yakitin tutusmasini artirir. Akiskanlasmis katmanlara sahip reaktörler, akiskan yatakli ve dolasimli akiskan yatakli reaktörlerin her ikisini de refere eder. Diger taraftan, bir reaktörün kapsami, isi tasiyicisina olan gerçek isi transferinin kendi içinde gerçeklesmedigi düz reaktörler ve içinde olusan isinin, kazan ile birlikte suya veya kazan içerisinde dolasan ilgili isi transfer sivisina transfer edildigi buhar kazanlarini kapsar. Ancak asagida, "kazan" terimi, tam olarak her söz konusu nesnenin buhar kazani solüsyonlari ile ilgili olmasina yönelik sinirlandirici degildir. Özellikle dolasimli akiskan yatakli reaktörlerde, amaç, esas olarak dikey reaksiyon haznesinin alt kismindaki gaz akis hizinin, akiskanlasmis materyalin akiskanlasmasina yönelik minimum gaz akis hizi ve nakle yönelik gaz akis hizi arasina ayarlanmasidir. Tipik olarak, akiskanlasmis bir halde olan, yani, akiskanlasmis materyal olan toz seklindeki katilara yönelik amaç, %10-40 fraksiyonundaki bir hacme sahip olunmasidir. Akiskanlasmis materyalin anlik hizinin, gazin anlik hizinin, ortalama zamanin her iki tarafinda hem zaman hem pozisyon açisindan varyasyonu nedeniyle sifirin alti ve üzeri arasinda degismesi, akiskanlasmis materyalin akiskanlasmis halinin bir karakteristigidir. Sonuç olarak, akiskanlasmis materyal ayrica, gerçek akiskanli yatagin üzerinde nakledilir. Akiskanlastirilmis yatak üzerinde genel olarak, akiskanlastirilmis materyalin kritik pnömatik nakil hizindan daha büyük bir gaz hizi kullanilir. Bu durumda, akiskanlastirilmis materyal, yanma haznesinden gaz akisi ile birlikte atilir. Yanma haznesinin pnömatik nakil alani içindeki akiskanlastiirlmis materyalin hacim fraksiyonunun küçük olmasi durumunda, ki bu durumda yanma haznesinden atilan akiskanlastirilmis materyalin hizi da düsüktür, reaktör, bir kabarciklastirici akiskan yatakli reaktör olarak adlandirilir. Akiskan yatagin kumunun temel olarak yatagin kendisinde ve hemen üzerindeki gaz alaninda kalmasi durumunda, genel olarak kullanilan terim bir akiskan yatakli kazandir (FBB). Bir dolasimli akiskan yatakli kazanda (CFB), yani bir dolasimli kütle reaktöründe, gaz hizi bunun yerine, isi tasiyan partiküller olarak hareket eden kum taneciklerinin önemli bir kisminin, gaz akisi ile birlikte akiskanlastirilmis yataktan yukari yönde sürüklenecegi ve reaksiyon haznesinden atilacagi sekilde boyutlandirilir. Materyal akisi, bir siklon veya diger geri döndürme aparatlari araciligiyla reaksiyon haznesine geri döndürülür. US 4755134'ten, yatay bir vorteks haznesine sahip bir partikül ayirici içeren bir dolasimli akiskan yatakli reaktör bilinmektedir. Eski teknik ile ilgili problemler Akiskanlastirilmis materyalin yükselen bir gaz akisinda akiskanlastirildigi veya nakledildigi durumda, basincin dikey yönde azalacagi sekilde gaz akisi içinde dikey bir gaz gradyani olusur. Gaz akisi içindeki basinç gradyaninin mutlak degeri direkt olarak, akiskanlastirilmis materyalin hacim fraksiyonu ile orantilidir. Diger taraftan yatay yönde, basinç gradyani esas olarak sifirdir. Söz konusu akis halinde gaz içerisinde herhangi bir yatay hiz-sürdüren bir basinç farkinin olusmamasi durumunda, reaktör haznesinin duvarindaki besleme açikliklarindan tedarik edilen gazin yatay hiz bileseni, akiskanlastirilmis materyal ve gaz arasindaki sürtünme etkisi nedeniyle hizlica düser. Dolayisiyla baslangiçtaki yatay gaz akisi, dikey hale gelir. Bunun nedeniyle, akiskan yatakli reaktörlerde, duvarlardan tedarik edilen yanma havasi, düsük-oksijenli dikey ana akis ile yetersiz sekilde karisir. Ayni zamanda, gaz sicakligi kontrolünün, bir bütün olarak reaksiyon haznesi içinde akiskanlastirilmis materyalin önemli bir hacim fraksiyonunu gerektirmesi nedeniyle, iyi yatay karistirma ve iyi sicaklik kontrolü gereklilikleri, tüm akiskan yatakli reaktörlerde ortak olarak geri dönülmez sekilde tutarsizdir. Söz konusu tutarsizlik aslinda, akiskan yatak teknolojisine dayanan yanma reaktörlerinin önlenemez ve temel bir problemidir. Yetersiz yatay karistirma problemi özellikle, akiskan yatak içinde yakitin termal degradasyonunun bir sonucu olarak olusan gazini etkiler. Akiskanlastirici hava ile çok az karisan bir dikey, düsük-oksijenli jet olarak yakit tedarik araçlarinin yakininda akis yataktan atilir. Kabarciklastirici akiskan yatakli reaktörlerin fonksiyonel bir dezavantaji belirli olarak, özellikle çok miktarda buharlasabilir bilesik içeren tozlu, islak yakitlar ile, yanmanin büyük ölçüde akiskan yatak üzerindeki alana kaymasidir, burada sicakligin artmasini önleyen yalnizca küçük miktarda akiskanlastirilmis materyal mevcuttur. Sonuç olarak, yanma haznesinin üst kismindaki sicaklik büyük ölçüde artar ve akiskan yataktaki sicaklik fazla düsük kalir, bu, yanma haznesinin üst kisminda kül yanmasi ve/veya yanma haznesinin tükenmesi ile sonuçlanabilir. Kabarciklastirici akiskan yatakli reaktörlerde, sicaklik kontrolü ile ilgili problemler ile, yakitin büyük bir partikül boyutuna sahip olmasi ve yalnizca küçük bir miktarda buharlastirilabilir bilesik içermesi durumunda da karsilasilir, bu durumda, yanma, temel olarak akiskan yatak içinde gerçeklesir. Akiskan yatagin sicakligindaki bir asiri artis bu durumda bir problem haline gelir. Asagidaki nedenler dolayisiyla, Bir kabarciklastirici akiskan yataga dayanan bir yanma cihazinda yalnizca söz konusu problemlerin kontrol edilebilir oldugu yakit tipleri yakilabilir, bu, daha ekonomik yakitlarin kullanimini önler veya sinirlandirir. Yanma prosesinin yetersiz sekilde kontrol edilmesi ayrica, kazanin izlenmesi ve bakimi masraflarini artirir ve kullanimda pahali kesintilere neden olur. US 5257585 yayininda, kabarciklastirici akiskan yatakli reaktörlerden gelen yanmamis gaz ve oksijen arasindaki karistirma probleminin elimine edilmesini amaçlayan bir çözüm açiklanir. Burada dikey bir yanma haznesinin merkezinde, yanma haznesinin yatay kesitini artiran bir kisma araci düzenlenir, yanma haznesinin üstü, birbiri üzerine binen iki bölüme bölünmüs sekilde düsünülebilir. Kisma araci araciligiyla, amaç, gaz akisinin, üst bölümlerdeki karistirmanin iyilesecegi sekilde yönlendirilmesidir. Reaktörden atilan gazdaki yanmamis bilesiklerin konsantrasyonunun bulusun araçlari ile azaltilabilmesine ragmen, kabarciklastirici akiskan yatakli reaktörlerin yukarida bahsedilen dezavantajlarina çözüm getirilmez. Dolasimli kütle reaktörlerinde, diger taraftan, amaç, yanma haznesinin üst kismindaki akiskanlastirilmis materyalin hacim fraksiyonunun kasten artirilmasiyla kabarciklastirici akiskan yatakli reaktörlerin söz konusu problemlerinin azaltilmasi olmustur, bundan dolayi, yanma haznesinden kaçan akiskanlastirilmis materyalin, akiskan yataga geri döndürülmesi gereklidir. Akabinde ayirma ve geri döndürme cihazlarinin reaktöre eklenmesi gereklidir. Kabarciklastirici akiskan yatakli reaktörlerin sicaklik kontrolü problemleri, akiskanlastirilmis materyalin dolasim hizi yeterli oldukça, nominal çiktiya yakin çalisilmasi durumunda önlenebilir. Dolasimli kütle reaktörlerinde, yatay kesite göre hesaplanan tercih edilen gaz hizi tipik olarak 5-6 m/s'dir. Bu, haliz hazirda %50 kismi yükler ile birlikte, dolasan kütle akisinin alçak bir seviyeye düstügü ve dolasimli kütle reaktörünün, yukarida bahsedilen problemler ile birlikte, kabarciklastirici akiskan yatakli reaktörler gibi islev göstermeye basladigi anlamina gelir. Dolasimli kütle reaktörlerinde, akiskanlastirilmis materyalin önemli bir hacim fraksiyonunun, sicaklik farklarinin dengelenmesine yönelik, yanma haznesinin üst kisminda da bulunmasina olanak verilmesinin gerekmesi nedeniyle, dolasimli kütle reaktörünün yanma haznesindeki gazin yetersiz derece yatay karistirilmasi bir problem haline gelir. Kabarciklastirici akiskan yatakli reaktörlerdeki gibi, karistirma problemiyle, yanan yakitin çok miktarda ince fraksiyon ve/veya buharlastirilabilir bilesik içermesi durumunda karsilasilir. Yukarida bahsedilen her iki reaktör tipinin karakteristigine ek olarak, sicakliklar pratikte sadece yakitin kalitesi ve miktariyla belirlenir, ayarlama tedbirleriyle bunu etkilemek esas olarak mümkün degildir. Özellikle, biyokütlelere özgü olmayan, nem degisiklikleri, kabarciklastirici akiskan yatali kazanlar ve dolasimli kütle kazanlarinin her ikisinde sorunlara neden olur. Diger bir ilgili temel dezavantaj, firinin sogumasinin, isi transfer yüzeyleri araciligiyla gerçeklesmesidir, bu sekilde, tipik olarak dolasan suyun buharlastirilmasina yönelik kullanilan yanma haznesinin sogutulmus duvar yüzeyleri, kontrol edilemez bir isi kaybina yol açmasidir. Bu, büyük ölçüde kullanilan yakitin izin verilen en düsük etkili isi degerini artirir, bu, kazan içinde kullanilabilen isi araligini, yani, yakitlarin esnekligini sinirland iri r. Söz konusu reaktörlerin diger bir ilgili dezavantaji, isi transfer yüzeylerinin, özellikle kizdiricinin, yakit külünün korozif bilesikleri ile direkt temas içine girmesidir. Kizdiricilarin korozyonunun azaltilmasina yönelik, kizdirilan buharin sicakliginin sinirlandirilmasi gereklidir, bunun bir sonucu olarak güç kaynaginin elektrik tedarigi azalir. Ayrica bu açidan, digerlerinin yaninda biyokütleler problemlidir. Günümüzdeki kazan tipleri ile, sülfürlü ek yakitlar - Finlandiyalda genellikle turba - biyokütlenin yakilmasi durumunda kizdiricilarin kül korozyonundan korunmasina yönelik kullanilmalidir. Söz konusu dezavantajlar, belirli olarak yanan materyallerin atik olarak siniflandirilmasi durumunda problemlidir. CFB firinlarinin direkt olarak sogutulmasi ile ilgili diger bir problem, firinin yüksekligi ve akiskanlastirilmis materyalin nakli arasinda kötü bir uzlasmanin yapilmasinin gerekmesi ve firinin güç yogunlugunun (MW/m3) düsük kalmasi, bunun da firinin gereksiz sekilde genis ve pahali olmasina neden olmasidir. Uzlasmanin bir sonucu olarak, firin, yüksek yapilir ve gerekli olan akiskanlasmis materyal dolasimi yalnizca nominal çiktiya yakin tutulabilir. CFB kazanlarinin diger bir dezavantaji, firin boyunca teçhiz edilmis olan dis ayirici ve geri dönüs kanalinin, kazanin alan gerekliligini ve fiyatini önemli ölçüde artirmasidir. Dolasimli kütle reaktörlerinin sicaklik kontrolünün iyilestirilmesine yönelik, dolasan materyalin geri dönüs kanallari ile birlikte çesitli isi degistiricilere baglanilmasina yönelik öneriler sunulmustur. Dolasan materyalin geri dönüs kanallarina teçhiz edilen çözümler, ek olarak, asagida listelenen birçok probleme yol açmis olan akiskan yatak teknolojisine dayanir. Öncelikle, dolasimli kütle reaktörlerinde dolasan materyalin geri dönüs kanallarina teçhiz edilen isi degistiricilerin temel bir problemi, akiskanlastirilmis materyalin yetersiz dolasan kütle akisidir. Bu problem, dikey yanma haznelerinde yanmanin gerektirdigi gecikme zamani ve dolasan materyalin naklinin tarafindan belirlenen gereklilikler arasindaki önlenemez tutarsizlik nedeniyledir. Söz konusu problem, kazanin, kismi yük ile, yani, kismi güç çikisi ile kullanilmasinin gerekmesi durumunda belirli sekilde can sikicidir. Ikinci olarak, geri dönüs kanallarina teçhiz edilmis olan yukarida bahsedilen isi degistiricilerin uygun sekilde nominal çiktiya yakin çalismasi saglanabilse dahi, kazanda kullanilan yakitin en düsük izin verilen etkili isi degerine yönelik, firina teçhiz edilen isi transfer yüzeylerinin sinirlandirmasini elimine edilemeyecektir. Yanma haznesine teçhiz edilen sogutma yüzeyleri önlenemez sekilde, kazan yakitlarinin esnekligini sinirlandirir ve kirlenme, asinma ve korozyona karsi duyarlidir. Ayrica, bu tür bir akiskan yatakli sogutucu, ekipman teknigi bakis açisina göre pahali ve karmasiktir ve boru sistemi, oldukça güçlü bir erozyona maruz kalmaktadir. Ayrica dolasan materyal akisinin ayarlanmasinin çalisir sekilde gerçeklestirilmesi de zordur. Ayrica, akiskan yatakli sogutucunun iç tüketimi yüksektir ve gerekli olan akiskanlastirici gaz, isi degistiricide ek bir isi gerekliligine yol açar. Bu, halihazirda yetersiz olan dolasan materyal akisi problemini daha da artirir. Geri dönüs kanallarina teçhiz edilen isi degistiricilerindeki akiskanlastirici gazin, partikül ayiricisinin operasyonunun esas olarak engellenmeyecegi sekilde isi degistiricisinden uzaga tasinmasinin gerekli olmasi, ek bir zorluga neden olur. Yukaridaki nedenlerden ötürü, digerlerinin yaninda, genel olarak, dolasimli kütle reaktörlerinin geri dönüs kanallarina teçhiz edilen proses-teknik açisindan duyarli isi degistiricilerden vazgeçilmesi gerekli olmustur. US 4672918 yayininda, bir dolasimli kütle reaktöründe sicaklik kontrolünün iyilestirilmesine yönelik bir fikir açiklanmaktadir. Söz konusu reaktör, böyle bilinen reküperatif bir sogutulmus yanma haznesine dayanir. Burada dolasan kütle, birinin isi transfer yüzeylerine sahip oldugu iki paralel geri dönüs kanalina ayrilir. En iyi durumda dahi, söz konusu çözüm, dolasimli kütle reaktörünün sicaklik kontrolünde yalnizca kismi iyilesme saglayabilir. Ancak bu, yukarida açiklanan dolasimli kütle reaktörlerinin diger temel dezavantajlarini elimine etmez veya azaltmaz. Yayina göre, geri dönüs kanalindaki sogutulmus bir geri dönüs kanalindaki dolasimli kütle akisi, geri dönüs kanalinin üst kismina teçhiz edilmis bir mekanik cihaz ile ayarlanir. Bu, çok sayida probleme yol açar. Ilk olarak, bir mekanik sürücü, yogun asinma ve korozyona neden olur. Ikinci olarak, serbest sekilde düsen dolasan kütlenin hizi yükselir, bu da, isi transfer yüzeylerinin hizlica asinmasina neden olur. Ayrica, geri dönüs kanalindaki sicaklik kontrolü bakis açisindan önemli miktarda isi transfer yüzeyinin teçhiz edilmesinin mümkün olabilmesine yönelik, sogutulmus geri dönüs kanalinin kesitinin genis olmasi gereklidir. Geri dönüs kanalindan geçerek siklona geri dönen gaz akisi akabinde problem yaratan oranlara yükselir ve gaz ile birlikte tasinan kül bilesikleri, özellikle kizdiricinin isi transfer yüzeylerinin korozyonuna neden olur. Dolasan kütlenin, sogutucunun kesiti üzerinde yeterince esit sekilde ayrilmasi pratikte mümkün degildir. En iyi durumda dahi, bulusa göre sogutma cihazi, daha düsük çiktilar ile sogutulmus geri dönüs kanalinda dolasan yeterli materyal olmayacak olmasi nedeniyle, yalnizca %50 üzerindeki kismi yükler ile çalisilmasi durumunda islev gösterecektir. Ancak, US 4672918 yayininda açiklanan çözümün daha da büyük bir dezavantaji, isi transfer yüzeylerinin, reaktörün firini içerisine teçhiz edilmesidir. Özellikle kismi yükler ile, engellenemez sekilde yakitlarin esnekligini azaltir. Görüldügü üzere, örnegin Sekil 1'den, firinin duvarlari, reaktörün sogumasinin temel olarak firinin duvar yüzeyleri araciligiyla gerçeklestigini belirtecek sekilde, sogutulmus panel yapilari olarak uygulanir. Söz konusu çözüm, yanma kontrolünün yukarida bahsedilen temel ve esas problemlerini hiçbir sekilde çözmez. Ayrica, yayina göre reaktör, büyük etraflica bakim gerektiren pahali bir yapi olarak ortaya çikar. (Sabit Sicaklikli Yanma) olarak adlandirilan esas olarak ekseneI-simetrik bir dolasimli kütle reaktörü açilanir, burada isinin bir sivi, buhar veya gaza transfer edildigi geri dönen dolasan materyalden, iki veya daha fazla paralel akiskanlastirilmis materyal geri dönüs kanalinda, reküperatif bir ara dolasim sogutucusu teçhiz edilmistir. Ara dolasim sogutucularinda, dolasan materyal isi degistiricisi içinde kompakt bir haldedir ve bir ara dolasim sogutucusu araciligiyla, reaktörün sogumasi, reaktörde seçilen bir noktada sicaklik ayar degeri olarak ayarlanir. Isiyi alan akisin ilk sicakligi, diger ara dolasim sogutuculari araciligiyla ayarlanir. Bir CTD reaktöründe, dolasan materyalin yanmasi ve nakledilmesi, ayni dikey yanma haznesinde gerçeklesir ve dolayisiyla, reaktörün yüksekliginin sinirlandirilmasina yönelik, yanma bakis açisina göre yeterli bir gecikme süre ve dolasan materyalin naklinin gerektirdigi gaz hizi arasindan kötü bir uzlasma yapilmasi gerekli olur. Mantikli bir kismi yük araliginda dahi yeterli bir kati akisinin elde edilmesine yönelik, yanma haznesinden sonra CTC reaktörünün merkezine teçhiz edilmis olan yükseltici kanaldaki yakit partiküllerinin gecikme süresi, yanmaya yönelik yetersiz bir seviye ile sinirland irilmalidir. Bu nedenle, bir CTC reaktörünün tatmin edici sekilde çalismasina yönelik bir ön kosul, yanma haznesinin, siklonun neredeyse tamamen öncesinde yer almasinin mümkün olmasidir. Yanmanin siklon haznesine kaymasi, burada akiskanlastirilmis materyalin hacim fraksiyonunun sifira yakin olmasi nedeniyle, gaz sicakliginda hasar verici bir yükselis ile sonuçlanir. Yanma sonrasi siklona transfer edilen termal enerji de rektörün yanma haznesindeki sicakligin korunmasina yönelik uygun degildir. Bu, yakit esnekliginde bir sinirlandirmaya neden olur; özellikle, yogun post-yanmaya neden olan nemli materyallerin otojen yanmasi, materyalin isi degeri buna olanak verse dahi, CTC reaktörlerde gerçeklestirilemez. Siklon içindeki post-yanma ayrica, reaktör yapilarinin bakim masraflarini artirir ve ömrünü kisaltir. Bu problem, CTC reaktörün eksenel- simetrik yapisi nedeniyle daha kötü hale gelir, bu yapi nedeniyle, yakitin termal degradasyonu ve tüm nozül zemini boyunca esit sekilde dagilan oksijenli gazin bir sonucu olarak yakit tedarik araçlarinin yakininda olusan kok ve hidrokarbon içeren gaz, yükseltici kanal öncesinde yetersiz sekilde karisir. Bir CTC reaktöründe, isi transferinin nominal çiktiya yakin ayarlanabilmesi ve kizdiricilarin kirlenme ve korozyon problemlerinin çözülmüs olmasina ragmen, bir CTC reaktörünün yukarida bahsedilen dezavantaji, firinin, yanma prosesi ve adyabatik sogumanin tutarsiz gerekliliklerinin bir uzlasmasi olarak tasarlanmasinin gerekli olmasidir. Akiskanlastirma materyalinin tek adimli ayrimi ayrica, siklona gelen gazin genis bir hacim fraksiyonunun, yapilarin erozyonuna neden olmasi ve katilarin penetrasyonunu artirmasi nedeniyle, CTC reaktörlerin bir dezavantaji olarak da kabul edilebilir. CTC reaktörünün yapisi ile ilgili bir problem ayrica, özellikle küçük reaktörlerde sogutulmus sekilde uygulanmasi zor olan ve sogutulmamasi durumunda, özellikle korozif yanmasi durumunda, kül içeren maddelerin, reaktörün servis ve bakim maliyetini artirdigi yükseltici kanaldir. Fosil yakitlarin fiyatindaki artis sonrasinda, var olan düsük kaliteli yakitlarin kullanilmasi güç santralleri için uygun maliyetli olacaktir, ancak bu, yukaridaki sebeplerden Ötürü mümkün degildir. Bulusun amaci ve çözümü Bulusun amaci, en önemlisinin yakitlarin yetersiz esnekligi ve kizdiricilarin korozyonu oldugu, eski teknige ait yukarida bahsedilen eksikliklerin azaltilabildigi veya tamamen önlenebildigi bir çözüm saglamaktir. Bulusun diger bir amaci, dolasimli kütle reaktörünün boyutunun ve imalat maliyetlerinin azaltilmasidir. Bu amacin gerçeklestirilmesine yönelik mevcut bulusa göre yöntemin karakteristikleri, Istem 1'de açiklanir. Bulusa göre yöntemin uygulanmasina yönelik dolasimli kütle reaktörü, istem 6'da açiklanir. Ayrica, bulusun tercih edilen düzenlemeleri, ilgili istemlerde açiklanir. CFB reaktörleri ve CTC reaktörlerinin yukarida açiklanan problemleri temel olarak bunun içinde yanma, soguma ve dolasan kütlenin naklinin ayni, esas olarak dikey bir yanma haznesinde gerçeklestirilmesinin amaçlanmasi nedeniyledir, bu, yukarida açiklanan dezavantajlar ile birlikte önlenemez sekilde kötü bir uzlasma ile sonuçlanir. Mevcut bulus esas olarak, bilinen yanma cihazlari ve yukarida açiklanan yöntemlerin dezavantajlarini elimine eder. Yani, yukarida açiklanan eksikliklerin önlenmesine yönelik, yanma prosesi, akiskanlastirilmis materyalin isi tasiyici partikülleri olarak görev yapan isi tasiyici partiküllerin nakli ve firinin kurumasi, burada birbirinden bagimsiz ayri fonksiyonlar olarak ayarlanmistir. Bunun gerçeklestirilmesine yönelik, yakitin oksidasyonun esas olarak tamamen gerçeklestigi reaktör firini, etkili karisim ve yeterli bir gecikme süresinin gerçeklestirilecegi sekilde, bir alt ve bir üst olmak zere, iki ayri yanma haznesine ayrilir. Alt yanma haznesinin primer fonksiyonu tutusma ve karisimdir ve üst yanma haznesininki ise yanmanin tamamlanmasidir. Yanma haznelerini baglayan yükseltici kanalin amaci yalnizca, yanma haznelerinin adyabatik sogumasina yönelik gerekli olan, akiskanlastirilmis materyalin alt yanma haznesinden üst yanma haznesine akisini yükseltmektir. Yanma haznelerinin sogumasi, yanma hazneleri disinda sogutulan akiskanlastirilmis materyal araciligiyla adyabatik olarak gerçeklesir, böylece, yanma haznelerine kirlenme, asinma ve korozyon isi transfer yüzeyi yerlestirilmesi gerekmez ve yanma haznelerinin sicakligi, sogutulmus akiskanlastirilmis materyal akisinin ayarlanmasiyla kontrol edilebilir. Yapisal açidan, bulus, bir taraftan üst ve alt yanma haznesinin ve diger taraftan, akiskanlastirilmis materyalin ayrilmasina yönelik ayirma cihazlarinin ve akiskanlastirilmis materyalin geri dönüs kanallarinin, alt yanma cihazi eri asagida olacak sekilde birbirinin üzerinde katmanlar halinde yerlestirilmesi ile karakterize edilir, bunun üzerinde ve birbirine paralel olarak, yükseltici kanallar ve ayirici aparat ve geri dönüs kanallarindan olusan bütünü mevcuttur ve en yukarida, üst yanma haznesi mevcuttur. Bu sekilde, imalat teknigi açisindan avantajli ve belirli olarak kompakt bir yapi gerçeklestirilir. Yanma alanindaki yanma gazlari ve nihai olarak baca gazlarinin yeterli sogumasi, isi tasiyici partiküller araciligiyla esas olarak adyabatik olarak gerçeklesir. Bu nedenle, yanma hazneleri ile baglanti içinde isi transfer yüzeyleri saglanmaz ancak, aralarindaki akis kanali ile birlikte yanma hazneleri, en çok tercihen ince püskürtme araciligiyla, yakitlarin esnekligini kötü etkileyen asinma ve sogumaya karsi korunur. Sistem disindaki isi transferi esas olarak, baca gazindan ayrilan akiskanlastirilmis materyalden, dolasan kütlenin geri dönüs kanallarina teçhiz edilen isi degistiricilerde akan bir ortama dogru gerçeklesir, söz konusu ortam, çogunlukla su ve/veya su buharidir. Isi ayrica, bir gaz veya toza transfer edilebilir. Bulusa göre düzenlemede, yükseltici kanalda yanma veya isi degistirici ile ilgili teknik gerekliliklerin yapilmasinin gerekli olmamasi nedeniyle, artik yalnizca isi tasiyici partiküllerin nakli gereklilikleri açisindan boyutlandirilabilir. Yükseltici kanaldaki gazin akis hizi, adyabatik soguma gereklilikleri tarafindan belirlenen akiskanlastirilmis materyal akisinin da düsük kismi yükler ile korunabilecegi sekilde serbest sekilde boyutlandirilabilir. Bulus ile saglanan avantajlar Bulusa göre düzenleme araciligiyla, yakitlarin maksimum esnekligi saglanir ve reaktörün sogutulmasina yönelik gerekli isi transfer yüzeyleri, kirlenme, asinma ve korozyona karsi korunur. Bulusun kapsamini uygulayan dolasimli kütle reaktörü ayrica yapisal olarak hem oldukça basit hem de belirli olarak kompakttir ve dolayisiyla imalat açisindan ekonomiktir. Bulusa göre çözüm tarafindan saglanan avantajlarin daha fazlasi, bulusun asagidaki tercih edilen düzenlemelerinden ortaya çikmaktadir. Sekil listesi Bulus, asagidaki çizimlere referans ile daha detayli sekilde açiklanir: Sekil 1, bulusa göre dolasimli kütle reaktörünün, kenardan görülen bir kesitsel görüntüsünü gösterir, Sekil 2, hat A-A boyunca boylamsal bir kesit olarak Sekil 1`deki dolasimli kütle reaktörünü gösterir, Sekil 3, Sekil 1'deki dolasimli kütle reaktörünün, hat B-B boyunca, yukaridan enlemesine bir kesitsel görüntüsünü gösterir ve Sekil 4, Sekil 1'deki dolasimli kütle reaktörünün, Sekil 2'deki hat C-C boyunca, yukaridan enlemesine bir kesit görüntüsünü gösterir. Referans numaralari listesi Bir dolasimli kütle reaktöründe yakit yakilmasina yönelik bulusa göre yöntem, Sekiller 1-4`te gösterilen düzenlemeye göre olan cihaz araciligiyla uygulanabilir, bunun referans numaralari asagida Iistelenmistir: Dolasimli kütle reaktörü 1 Akiskanlastirici hava haznesi 2 Akiskanlastirici gaza yönelik dagitim nozülleri 3 Sekonder hava tedarik araçlari 4 Sekonder hava haznesi 5 Sekonder hava haznesine yönelik hava dagitim nozülleri 6 Yakit tedarik araçlari 7 Akiskan yatak haznesi 8 Alt yanma haznesinde yer alan üst yanma alani ve karistirma haznesi 9 Yükseltici kanal 10 Üst, yani, en son yanma haznesi 11 Ayirici girisi 12 Ayirici hava saptiricisi 13 Geri dönüs kanal sisteminin üst kismi 14 Buharlastirma geri dönüs kanali 15 Buharlastirici geri dönül kanalinin sürücüleri 17 Kizdirici geri dönüs kanali sürücüleri 18 Sogutulmamis geri dönüs kanali 19 Ayiricinin sarmal haznesi 20 Merkezi boru 21 Yük tasiyan yapilar 22 Akiskanlastirici materyal 80 Birinci yanma haznesi 89 Akiskan yatak 108 Yükseltici kanalin (10) besleme açikliklari 110 Kizdiricinin isi degistirioileri 115 Buharlastirici isi degistiricileri 116 Akiskan yatak içerisinden primer havanin akisi 138 Primer hava akisi 153 Sekonder hava akisi 156 Yükseltici kanal içerisindeki akis 160 Üst yanma haznesindeki (11) planlanmis ana akis yolu 166 Ayirici hazne içinde baca gazi ve akiskanlastirilmis materyal süspansiyon sarmali 170 Separatörden çikan baca gazlari 171 Separatör haznesi içerisinden tercih edilen akiskanlastirilmis materyal yolu 180 Baca gazlari ve akiskanlastirilmis materyal süspansiyonu yolu 189 Üst yanma haznesinin ve araligin sinirlayici katmani 201 Alt yanma haznesinin ve araligin sinirlayici katmani 202 Aralik bölgesi 203 Sogutulmus geri dönüs kanalari sonrasi akiskanlastirilmis materyalin tasmasi 280 Bulusun detayli açiklamasi Sekil 1, eski teknige göre, bir akiskanlastirici hava haznesi (2) ve burada düzenlenen havanin akiskanlastirilmasina yönelik, içerisinden primer havanin, altinda düzenlenen bir akiskan yatak (108) içerisinden akiskan yatak haznesi (8) içerisine üflendigi, dagitim nozülleri (3) içeren bir dolasimli kütle reaktörünü (1) gösterir. Sekonder hava, sekonder bir hava haznesi (5) içerisinden, hava dagitim nozülleri (6) içerisinden, akiskan yatak (108) üzerindeki bir yanma bölgesine (9) tedarik edilir. Yakit tedarigi, uygun bir yakit tedarik araci (7) içerisinden, akiskan yatak haznesinin (8) sonundan gerçeklesir. Yakit olarak, fosile dayanan bilinen herhangi bir materyal ve yenilenebilir yakitlar ve bunlarin karisimlari kullanilabilir. Dolasimli kütle reaktörü, yanma havasinin ön isitmasi ve genel olarak bir yanma reaktörünün bilinen diger kullanimlarina yönelik, içerisinden dolasmak üzere düzenlenen isi transfer sivisi dolasimi (gösterilmemistir) içinden akmak üzere düzenlenen bir isi transfer sivisinin isitilmasi, buharlastirilmasi ve bunun yani sira kizdirilmasina yönelik kullanilabilir. Yanma haznesinden atilan baca gazi ve akiskanlastirilmis materyal akisi son olarak, akiskanlastirilmis materyalin baca gazindan ayrildigi bir separatöre yönlendirilir. Akiskanlastirilmis materyal, akiskan yataga (8) geri döndürülür ve baca gazlari, araçlar (21) araciligiyla reaktörden uzaklastirilir. Sekil 1 ayrica, digerlerinin yaninda, yük tasiyan yapilari (22) ve yalitkan parçalari (23) gösterir. Asagida, spesifik olarak dolasimli kütle reaktörlerinin problemleri olarak yukarida açiklanan ve bulusun çözmeyi amaçladigi problemler araciligiyla, bulusun temel özellikleri daha detayli sekilde açiklanir. Akiskanlastirici materyalin nakli problemlerine ek olarak, yanma reaktörlerinin ortak sorunu ve ayni zaman çözülecek problemler, hem isitma hem akis teknolojisi açisindan asagida ifade edilen iyi yanma kontrolünün ön kosullari ile ilgilidir: 1) degisken yakit kalitesi ve yanma reaktörü çiktisina, yani kismi yüke, bagli olarak yanma haznesi veya haznelerinin sogutulmasinin ayarlanabilmesi olasiligi, 2) akiskanlastirici reaktörler ile, yanma haznesindeki sicakligin stabilize edilmesine yönelik gerekli olan isi tasiyici partiküllerin hacim fraksiyonunun, kismi çiktilar ile birlikte dahi, korunabilmesi olasiligi ve 3) yanma odasinda yakit ve oksijenin etkili karisimi ve partiküllerin yanmasina yönelik yeterli gecikme süresi. Unsurun 1) gerekliliginden, yanma odasinin sogumasinin, reaktör yakitlarinin esnekligi azaltilmadan, gazdan ve isi tasiyici partiküllerden, yanma haznesine teçhiz edilen soguma yüzeylerine direkt radyant ve konvektif isi degisimine dayali olamayacagi sonucu çikar. Bulusa göre yanma yönteminin temel bir karakteristigi spesifik olarak bu problem ile ilgilidir. Bulus, öncelikle, yanmada görev alan alanlar, yani, alt yanma haznesi (89) ile birlikte akiskan yatak (8) ve bunun üzerindeki yanma haznesi (9), yükseltici kanal (10), yanma haznesi (11) ve tercihen ayrica akiskanlastirilmis materyalin ayrilmasina yönelik kullanilan ayirma cihazi (120) ile ayirma haznesinin, esas olarak sogutulmamis olmasi, diger bir deyisle, içlerinde akisin adyabatik olarak gerçeklesmesi ile karakterize edilir. Bu nedenle, ayrica, bu alanlardaki sicaklik kontrolünün, akiskanlastirilmis materyale, yani, isi tasiyici partiküller ile saglanan sogumaya dayanmasi ile karakterize edilir. Diger taraftan, isi tasiyici partiküllerin sogumasi, dolasan su veya diger bir uygun isi transfer ajaninin buharlasmasi ve/veya kizdirilmasinin isi degistiriciler (115, 116) araciligiyla gerçeklestirildigi akiskanlastirilmis materyal geri dönüs kanallarina (15, 16) kadar gerçeklesmez. Bu nedenle söz konusu reaktör kisimlarinda, süspansiyon ve isi transfer yüzeyleri arasinda direkt temas gerçeklesemez, bu, reaktör yakitlarinin esnekligini azaltan, yaklasik 100 kW/m2 mertebesindeki bir isi kaybina yol açar. Yukarida unsurlarda 2) ve 3) açiklanan gereklilikler de ortak sekilde tutarsizdir. Unsurda 2) gerekli olan yüksek gaz hizi, unsurda 3) gerekli olan yeterli gecikme süresi ile önlenemez sekilde tutarsizdir. Mevcut bulus ayrica bu probleme de bir çözüm saglar. Daha spesifik olarak, isi tasiyici partiküllerin yanma prosesi ve nakli, birbirinden bagimsiz ayri prosedürler haline gelir. Yakit, akiskan yatak haznesinde (8) ve bunun üzerindeki yanma alaninda (9) tutusur, yanma havasi, gazlastirilmis yakit ve kok partikülleri, etkin sekilde karisir. Akiskan hazne (8) ve yanma alani (9) birlikte, alt yanma haznesini (89) olusturur. Akiskan yatak haznesinin açikça yukari yönde yönlendirilen gaz akisi, yükseltici kanala (10) dogru esas olarak yatay yönde, üzerindeki yanma alanina (9) geri döner. Gazlar ve isi tasiyici partiküller, yükseltici kanal (10) içine yönlendirilir. Alt yanma haznesinin (89) ana fonksiyonu, yakiti tutusturmak ve oksijen, gazlastirilmis yakit ve kokun iyi karismasini düzenlemeler ile karsilastirildiginda, alt yanma haznesine (89) göre düzenlemenin avantaji, akiskan yatak içindeki yakit partiküllerinin mümkün olan en kisa gecikme süresinin dahi maksimize edilmesidir. Yanma, üst yanma haznesinde (11) tamamlanir. Dolayisiyla, yükseltici kanal (10) artik sadece isi tasiyici partiküllerin nakli ihtiyacina göre boyutlandirilabilir. Yanma teknik gerekliliklerinin - daha çok gecikme süresinin, yükseltici kanala göre artik pratik olarak iptal edilebilmesi nedeniyle, kanal içindeki gaz hizi yalnizca, yeterli bir isi tasiyici akisin ayrica bir kismi çikti ile de nakledilebilmesi durumuna bagli olarak boyutlandirilabilir, bu sekilde baca gazlarinin akisi ve dolayisiyla akis hizi, önlenemez sekilde, nominal çiktiya sahip gaz akisina göre düsecektir. Yükseltici kanal (10) sonrasindaki yanma haznesindeki yanma prosesinin tamamlanmasi, uygun boyutlandirma ile temin edilir. Bulusun yapici kapsaminin tümü, en iyi Sekil 1'de görülür. Reaktörün yapisinin tümü açisindan, bulusa göre reaktör, yükseltici pasajin (10) ve diger taraftan ayirma aparati (120) ve alt ve üst yanma haznesini (89) baglayan geri dönüs kanali sistemi (15, 16, 19) esas olarak yanma hazneleri arasinda yer alir ve dolayisiyla ayni zamanda birbirine paraleldir. Tercih edilen bir düzenlemede, ayirma cihazinin (120) ayirma veya sarmal haznesi (20) ve buna, esas olarak bunun tüm alt kenari boyunca açik alt yüzey veya dibi üzerinde bagli olan geri dönüs kanal sistemi (14, 15, 16); alt yanma haznesinin (9), yanma haznesi (9) üzerindeki geri dönüs kanal sisteminin (14, 15, 16, 19), geri dönüs kanal sistei üzerindeki sarmal haznesinin (20), söz konusu sirada alttan baslayarak esas olarak birbiri üzerinde binen bir dörtlü katman olusturacagi sekilde, esas olarak dikey yükseltici kanala (10) paralel olarak teçhiz edilir. Alt yanma haznesi (89) ve üst yanma haznesinin (11), birlikte yanmayi tamamlamak üzere yeterli olacagi sekilde tasarlanmasi ve boyutlandirilmasi durumunda, yanma haznelerinin uçlarini baglayan yükseltici kanal (10), üst ve alt yanma haznesinden daha dar yapilmistir, bu sekilde, esas olarak yatay uzanan ayirma cihazi (120) ve geri dönüs kanali sisteminin (15, 16, 19) yerlestirilmesine yönelik üst ve alt yanma hazneleri arasinda ortaya çikan alanin kullanilabilmesi mümkün hale gelmistir. Bu, Sekil 1'de, 201 ve 202 referans numaralari ile, prensipte hayali olan sinirlarla gösterilmistir. Dolayisiyla, alt yanma haznesi (89) ve aralik arasindaki prensipte sinir (201) arasinda ve buna bagli olarak, üst yanma haznesi (11) ve aralik arasindaki prensipte sinir (202) arasinda, yanma hazneleri (203) arasinda kalan araliktan dolayi, reaktör üç bölgeye ayrilir, artik, yukarida açiklandigi üzere, yükseltici kanal (10) ve ayirma cihazi (120) ve geri dönüs kanal sisteminin (15, 16, 19) yerlestirilmesine yönelik kullanilabilir. Ayrica, baca gazlarinin ve akiskanlastirilmis materyalin iki yollu akisini kullanan yanma haznesinin tercih edilen yapisi araciligiyla, planlanan süspansiyon akis yollari (161) araciligiyla gösterildigi üzere, karistirmanin artirilmasi ve bir bütün olarak dolasimli kütle reaktörü tarafindan gerekli olan alanin azaltilmasi mümkündür. Bir ayirma haznesinde santrifüj kuvveti ile olusan bir türbülans akisin esas olarak yatay uzanan bir saft etrafinda ilerledigi, ayirma cihazina (120) yönelik yatay bir düzenlemenin kullanilmasi durumunda daha da kompakt bir yapi elde edilir. Bu sekilde, ayni zamanda hem baca gazlarina yönelik yeterince uzun bir gecikme süresini mümkün kilan ve diger taraftan da akiskanlastirilmis materyalin tüm akis durumlarinda etkin ve kesiksiz bir naklini garanti etmek üzere yeterince yüksek baca gazi akis hizini temin eden, belirli olarak kompakt bir yapiya ulasilir. Bulusun detaylari ve tercih edilen düzenlemeleri Asagida, bulus ve bunun ana özelliklerine göre yapinin temel çalisma kapsami açiklanir. Asagida, bulusa göre yanma reaktörünün ayri cihazlari, daha detayli sekilde açiklanir ve ayni zamanda, bulusun farkli düzenlemelerinin daha fazla özelligi ve sagladigi avantajlar açiklanir. Asagidakine göre, bulusa göre yanma yönteminin tercih edilen bir düzenlemesi temel olarak asagidaki ana asamalari içerir: 1. Akiskan yatak haznesi (8) içerisine yakitin tedarik edilmesi ve bunun akiskan yatak haznesinde (8) ve bunun akiskan yataginda (108) gazlastirilmasi. 2. Bir akiskan yatak haznesi (8) ve tercihen bunun üzerinde bir karistirma ve yanma alani içeren birinci yanma haznesindeki (89) gazlastirilmis yakitin kismi veya, özellikle bir kismi yük ile birlikte, hatta tam oksidasyonu. 3. Yükseltici kanal (10) içinde üst yanma haznesine (11) dogru olan baca gazi akisi araciligiyla yanma gazi ve isi tasiyici partiküllerin pnömatik nakli. 4. Yanma haznesinde (11) son olarak özellikle bir kismi yük durumunda yanmanin tamamlanmasi. . Ayirma haznesindeki (13, 14) gazin ve isi tasiyici partiküllerin ayrilmasi. 6. Ayrilmis isi tasiyici partiküllerin, geri dönüs kanallari (15, 16, 19) içerisinden akiskan yataga (8) geri dönmesi. 7. Geri dönüs kanallarina bu amaçla yerlestirilen isi degistiricilerdeki (115, 116) dolasan suya, isi tasiyici partiküllerdeki isi baglarinin transferi. Akiskan yatagin (8) ana fonksiyonlari, geri dönüs kanallarindan (15, 16, 19) yükseltici kanal (10) yönünde gelen toz isi tasiyici materyalin (80) yatay nakli ve tedarik cihazlari (7) içerisinden kati yakitin gaz ve küçük koklu partiküllere islenmesidir. Cihaz teknigi açisindan, akiskan yatak haznesi (8), en çok tercihen esas olarak dikdörtgenler prizmasi seklindeki, akiskan yatak haznesi olarak bilinen isi yalitimli bir haznedir. Akiskanlastirici hava, akiskan yatak haznesinin alt kismina teçhiz edilen akiskanlastirici hava nozülleri (3) içerisinden yönlendirilir. Sekiller 1-4ite gösterilen düzenlemelerde, yakit tedarik cihazlari /7) tercihen, yükseltici kanala (10) göre alt yanma haznesinin (89) zit ucuna teçhiz edilir, bu sekilde, akiskan yatak (108) içindeki yakit partiküllerinin mümkün olan en kisa gecikme süresi maksimize edilir. Sogutulmamis geri dönüs kanallari (19) içerisinden akiskan yataga geri dönen isi tasiyici akis en çok tercihen, enerji tüketiminin yakitin kurumasi ve termal degradasyonu nedeniyle en yüksek oldugu yakit tedarik cihazlarinin (7) en yakinina yönlendirilir. Bu düzenlemenin diger bir avantaji, gazin önemli bir bölümünün termal degradasyon sonucunda tedarik cihazlarinin (7) yakininda olusmasi ve yakitin küçük fraksiyonunun akiskan yatak haznesinden (8) hizlica bunun üzerindeki yanma alanina (9) dogru nakledilmesidir. Burada akis, çoktan esas olarak yatay bir akisa dönüsmüstür. Dolayisiyla yanma haznesindeki (89) gecikme süresi ve sekonder hava ile (6) yanma alani ile iliskili olarak saglanan karisim, mümkün oldugunca verimlidir. Karistirma alaninda (9) saglanan sekonder hava nozülleri (6), karistirma alaninin iç yüzeyleri üzerine birçok sekilde teçhiz edilebilir. Sekil 3, bir örnek araciligiyla, karistirma alaninin altinda akiskan yatak haznesinin (8) zit kenarlari üzerinde sekonder hava nozüllerinin (6) bir düzenlemesini gösterir. Akiskan yatak haznesinde (8), gazin dikey akiskanlasma hizi, yakit partiküllerine yönelik yeterli bir gecikme süresinin elde edilecegi sekilde ayarlanir. Yakitin tam gazlastirilmasina yönelik gerekli olan akiskanlastirici hava akisi tipik olarak toplam hava akisinin %20-30'udur. Akiskan yatak haznesinin (8) yatay düzleminin kesitsel yüzeyi, buna göre hesaplanan gaz akiskanlasma hizinin 0.5-1.5m/s olacagi sekilde boyutlandirilir. Dolayisiyla bulusa göre dolasimli kütle reaktörü tipi yanma cihazinda, alt yanma haznesi (89), bir akiskan yatak haznesi (8) ve tercihen bunun hemen üzerine teçhiz edilen bir karistirma ve yanma alani (9) içerir. Yanma alaninda, akiskanlastirilmis materyalin hacim fraksiyonu, akiskan yatak içerisine göre esas olarak daha küçüktür, en çok tercihen %1-5'tir. Yükseltici kanalda (10), akiskanlastirilmis materyalin hacim fraksiyonu tercihen %1'den küçük ve üst haznede %3'ten küçüktür. Yanma alani (9), esas olarak yatay, tercihen dikey düzlemde kesitsel olarak esas olarak dikdörtgen bir haznedir, haznenin yüksekligi, akiskan yatak haznesinden (8) dikey gaz akisinin ve sekonder hava nozüllerinden havanin, yanma alani (9) içerisinde yükseltici kanalin (10) alt ucuna dogru önemli bir yatay hiz bileseni saglayacagi sekilde boyutlandirilir. Karistirma haznesinin (9) temel amaci aslinda, akiskan yatak haznesinden (8) yükselen, özellikle gazlastirilmis, gaz ve yükseltici kanal (10) öncesindeki sekonder havanin etkin sekilde karismasini temin etmektir. Mevcut bulusun ayri olarak akiskan yatak haznesini (8) ve bir yanma veya karistirma alanini (9) açiklamasina ragmen, soru, Sekil 1'de gösterildigi üzere, tercihen üniform bir alana sahip, sahip oldugu özel fonksiyonuna veya fonksiyonlarina göre fonksiyonel olarak bölgelere ayrilmis bir alt yanma haznesidir (89). Anlam kolayligina yönelik, mevcut bulus, içinde bir akiskan yatagin (108) yer aldigi bir akiskan yatakli hazne (8) ve yanma haznesindeki gaz karisiminin homojenize edilmesine ve sekonder hava tedarigi ve bunun, daha çok üst yanma haznesinde (11) gerçeklesen yanma prosesinin gelistirilmesine yönelik, yanma gazlari ile karisiminin gerçeklestigi bir yanma veya karistirma haznesini açiklar. Dolayisiyla yanma haznesinde (9), gazin ana akis yönü yataydir ve sekonder havanin dagilimina bagli olarak, gazin yatay hizi, yakit tedarik cihazlarindan (7) yükseltici kanal (10) yönüne ilerlenmesi durumunda, karistirma haznesi (9) içinde yükselir. Hiz, pratik olarak sifir hizdan en çok tercihen saniyede 5-10 metre degerine yükselir. Bir tam yük ile birlikte, hiz, 20 m/s kadar daha da yüksek olabilir ve bir kismi yük ile birlikte, buna bagli olarak daha düsük, hatta yaklasik 3 m/s kadar düsük olabilir. Karistirma haznesinde (9), yatay basinç esas olarak sabittir, bu, nozüller (6) tarafindan olusturulan serbest jetlerin nüfuz etme gücünün, sekonder hava ve akiskan yataktan yükselen gazlastirilmis yakitin etkin sekilde karismasini saglamak üzere yeterli oldugu anlamina gelir. Alt yanma haznesinin (89) hacmi en çok tercihen, alt yanma haznesinin yakitin isi degerine bagli olarak hesaplanan spesifik hacminin (hacim/çikti) en çok tercihen 4.0-0.4 m3/MW olacagi sekilde boyutlandirilir. Yükseltici kanalin (10) tek fonksiyonu, tüm çikti araligi boyunca yanma haznesine (11) yeterli bir isi tasiyici akis nakletmektir ve dolayisiyla yükseltici kanal yalnizca bir akis teknigi temeline göre boyutlandirilabilir. Yapisal olarak, bu akis kanali tipi (10) esas olarak dikey, bir dikdörtgen veya diger uygun bir sekle ait kesite sahip termal olarak yalitilmis, gerekli minimum çiktiya sahip yükseltici kanal içindeki gaz hizinin, isi tasiyici partiküllerinin pnömatik naklinin kritik hizindan daha büyük olacagi sekilde boyutlandirilan bir kanaldir. Yükseltici kanal içindeki isi tasiyici partiküllerin akis hizi, reaktör içindeki isi tasiyici partiküllerin ayarlanmasiyla, yanma prosesinin sicaklik kontrolüne yönelik yeterli olacagi sekilde ayarlanir. gerekli olan gaz hizinin, isi tasiyici partiküllerin serbest düsüs hizindan (terminal hiz) daha yüksek olmasini gerektirir. Pratikte, söz konusu terminal hiz, yanma cihazinin planlanan sekilde, örnegin %20 kismi çikti ile çalismasi durumunda, 2-3 m/s mertebesindedir, yükseltici kanalin yatay kesitsel akis alani, gaz hizinin 10-15 m/s degerinde nominal bir çiktiya ulasacagi sekilde boyutlandirilmalidir. Yükseltici kanal (10) pratikte tercihen, yatay kesitinin ortalama serbest yüzeyinin, alt yanma haznesinin (89) üst kisminin (9) dikey kesitinin ortalama serbest yüzeyine orani, 0,5'ten az ve en çok tercihen O.3-O.15 olacagi sekilde boyutlandirilir. Yükseltici kanalin yüksekligi veya uzunlugu, yapinin geri kalani ve ana hatta göre bu degerlere uyulmasiyla belirlenir. Yükseltici kanalin nominal bir çiktisi ile birlikte, yüksek gaz hizi nedeniyle gerekli olan isi tasiyici akis, düsük bir basinç kaybi ile gerçeklestirilir, bunun nedeniyle de kazanin iç tüketimi minimize edilir. Üst yanma haznesinin (11) fonksiyonu her seyden önce, yükseltici kanal (11) sonrasinda yanma prosesini sonlandirmaktir. Hacmi, bu nedenle, yükseltici kanaldan (10) yanma haznesine nakledilen henüz yanmamis gazlar ve kok partiküllerinin, tüm yük durumlarinda ve degisik yakit kalitelerinde tamamen oksitlenecek zamana sahip olacagi sekilde boyutlandirilmalidir. Dolayisiyla tam oksidasyon, genel olarak yanma reaktörleri ve buhar kazanlarinda ulasilan normal seviye yakit partikülü oksidasyonunu refere eder. Yanmanin tamamen sona ermesi sonrasinda, reaksiyon alaninda saglanan materyal akislari, sicaklik ve basinç tarafindan belirlenen bir termodinamik dengeye ulasilir ancak pratikte, dengeye, teknik reaktörlerde yalnizca asimptotik olarak yaklasilir. Yakit materyalinin temel olarak oksitlenebilir miktarinin küçük bir orani (%1"den az), her zaman yanmadan kalacaktir. Bu nedenle teknik anlamda, yanma, reaktörden atilan gazin tüm bilesiklerinin konsantrasyonunun, gerekli tutarliliga sahip denge ile uyumlu konsantrasyona uymasi durumunda dikkate alinabilir, yeterli bir tutarlilik çogu durumda yaklasik %1-2'dir. Tam oksidasyonun temin edilmesine yönelik, üst yanma haznesinin hacmi, üst yanma haznesindeki baca gazinin ortalama gecikme süresinin (yanma haznesi hacmi/gazin hacimsel akisi) en çok tercihen, nominal çiktida 1.0-3.0 saniye olacagi sekilde boyutlandirilir. Yanma haznesi tasariminda ayni zamanda, yeterli bir isi tasiyici akisin, yanma haznesi içerisinden ayirma cihazina (120), gerekli minimum çiktida nakledilmesini temin etmelidir. Yanma gazi ve isi transfer partiküllerinin yanma haznesinin (11) üst kismina teçhiz edilmis bir çikis içerisinden uzaklastirilmasi durumunda, gerekli yanma gecikme süresi ve isi tasiyici akis arasindaki yukarida bahsedilen temel tutarsizlik ile yükseltici kanal sonrasinda karsilasilir. Bu tutarsizligin önlenmesine yönelik, bulusa göre yanma cihazinda, gaz ve isi tasiyici partiküller, yanma haznesinin (11) alt kismina teçhiz edilmis bir araç (12) araciligiyla atilir. Üst yanma haznesi tercihen, akisin, hazneden atilmasi öncesinde tedarik yönüne göre esas olarak zit bir yönde dönebilecegi sekilde yapilir. Yükseltici kanaldan (10) baca gazlari ve isi tasiyici partiküllerin akisi öncelikle esas olarak dikey olarak yukari yönde yönlendirilir, sonrasinda, dikey akis yönleri nihai olarak, yanma haznesinin üst kisimlarinda ayirma cihazina (120) dogru dikey olarak asagi yöne döner. Yükseltici kanaldan (10) gelen dikey akis esas olarak, yanma haznesindeki (11) serbest bir jet gibi davranir, bunun sonucunda, yanma haznesindeki (11) basinç esas olarak sabittir. Söz konusu yanma haznesi (11) düzenlemesi araciligiyla, baca gazlari ve akiskanlastirilmis materyalin etkin sekilde karismasi saglanir, bunun sayesinde, oksidasyon etkilidir ve isi tasiyici partiküllerin hacim fraksiyonu ve akis hizi, yanma haznesinin tümü içerisinde gazin sicaklik kontrolüne yönelik yeterli kalir. Ayrica, yanma haznesindeki (11) gecikme süresi, baca gazlarindan önce yanmanin tamamlanmasina yönelik yeterince uzun hale gelir ve akiskanlastirilmis materyal, ayirma cihazina (120) yönlendirilir. Yanma haznesi (11) tercihen, yanmanin esas olarak ayirma cihazi öncesindeki yanma haznesinde (11) tamamlanabilecegi sekilde, bir nominal yük ile, reaktör içinde yanan yakit tarafindan olusturulan isi enerjisinin sekilde, boyutlandirilir. Kismi yük ile, yüzde, bariz sekilde daha küçük olur. Hatta, yakitin akabinde, üst yanma haznesine (11) varmadan önce tamamen oksitlenmesi mümkündür. Bulusa göre düzenlemenin diger bir esas açisina göre, baca gazlari ve akiskanlastirilmis materyal akisinin adyabatik yapisidir. Diger bir deyisle, yanma haznesinin (89), üst yanma haznesinin (11) ve bunlari baglayan yükseltici kanalin (10) sogumasi, bunlar içinde dolasan, geri dönüs kanallarinda (15, 16) sogutulan, akiskanlastirilmis materyal araciligiyla adyabatik olarak gerçeklesir. Daha çok duvarlar içerisinden sistem disina transfer edilen isi miktari oldukça küçük, tipik olarak 1 kW/m2 mertebesindeyken, isi degistiricilere sahip klasik yanma haznesi çözümlerinde 100 kW/m2 mertebesindedir. Hazneler ve bunlar arasindaki akis kanali, söz konusu reaktör parçalarinin duvarlarina digerlerinin yaninda kondüksiyon ve radyasyon araciligiyla transfer edilen net isi akisinin, örnegin, reaktörden veya akiskan yataktan, istenen esik degerinde atilan baca gazinin sicakliginin korunmasina yönelik gerekli isi çiktisinin sekilde boyutlandiirlir ve yalitilir. Ayirma cihazinin (120) fonksiyonu ise, örnegin, isi geri kazanimi ve saflastirmaya yönelik, isi tasiyici partiküllerini baca gazindan ayirmak, ayrilmis partikülleri geri dönüs kanallarina (15, 16, 19) yönlendirmek ve baca gazlarini yanma cihazindan atmaktir. Partikül ayiricisi (120) tercihen, bir veya her iki ucuna bir gaz çikisinin (21) teçhiz edildigi, esas olarak yatay olarak uzanan bir ayirma haznesinden (20) olusur. Ayirma cihazinin tercihen dikdörtgen girisi (12), yanma odasinin (11) alt kismina, tercihen yanma haznesinde asagi yöne yönlendirilen akisin direkt olarak ayirma haznesi (20) içerisine devam edecegi sekilde, teçhiz edilir. Düzenlemenin avantaji, ayrilacak olan akiskanlastirilmis materyalin hizinin, gazin hizina göre araçlarda (12) daha yüksek olmasidir. Akis ayrica tercihen, akisin, giris içerisinden hazneye (20) esas olarak tegetsel olarak yönlendirilecek sekilde düzenlenir. Bu, hem bir türbülansli akisin olusumunu artirir, diger taraftan akiskanlastirilmis materyal akisinin direkt olarak ileri dogru, haznenin (20) açik alti içerisinden, geri dönüs kanal sisteminin üst kismi (14) içerisine akisini kolaylastirir. Sarmal haznesini (20), geri dönüs sisteminin üst kismina (14) baglayan açikligin serbest yüzeyinin, sarmal haznesinin en genis yatay kesitine orani, en küçük oldugu noktada dahi, 0.7`den daha yüksektir. Kanalin kesiti tercihen esas olarak üniformdur. Ayirici girisinin altinda ek olarak, uygun bir hava saptirici (13) yer alabilir, bunun araciligiyla, sarmal haznesinin (20) içinde olusan esas olarak yatay türbülans etkilenebilir. Bulusun bu düzenlemesine göre, partikül ayiricisi ek olarak, yükseltici arasinda, yukarida Sekil 1'e referansla açiklandigi gibi teçhiz edilmesi ile karakterize Sarmal haznesinin (20) kenari üzerinde tegetsel olarak teçhiz edilmis bir giristen (12) en çok tercihen 5-15 m/s hizinda gelen, asagi yönde yönlendirilmis bir gaz ve isi tasiyici partikülleri akisi, çikisa (21) yönlendirilmesi durumunda, yatay sarmal haznesinde (20) güçlü, esas olarak yatay bir türbülans olusturur. Sarmal haznesindeki türbülansin etkisi nedeniyle, ayirma haznesinin alt kisminda, ayri bir yavas akis endükleyici türbülans olusur, burada akis hizlari düsüktür ve geri dönüs kanal sisteminin üst kismi (14), bu nedenle, etkin bir çökeltme haznesi olarak davranir. Giristen (12) gelen isi tasiyici partiküllerin büyük çogunlugu (%99'dan fazla) aslinda, yörüngeyi tanimlayan ok (180) ile gösterildigi üzere, atalet etkisi ve yerçekimsel etki nedeniyle, direkt olarak geri dönüs kanal sisteminin üst kismina hareketine devam eder. Partiküllerin yalnizca küçük bir kismi, olusan türbülans akimi (170) ile sarmal hazne (20) içerisine nakledilir. Burada sarmal haznesinin (20) duvar yüzeyleri üzerine santrifüjlü hizlanmanin etkisi nedeniyle konsantre olur ve buradan, alt kenarindan geri dönüs kanal sisteminin üst kismina tamamen açik olan sarmal haznesinin (20) altindan yerçekimsel ve santrifüjlü hizlanma etkisi ile nakledilir. Açiklanan ayirici düzenlemenin avantajlari, digerlerinin yaninda, ayrilacak olan partiküllerin hizinin, giristeki (12) ve sarmal haznesinin (20) üst kisminin (14) tamamen açik kesitsel yüzeyindeki gazin hizindan daha yüksek olmasidir, bunlar birlikte, akis modelleme testleri ile dogrulandigi üzere, isi tasiyici partiküllerin etkin sekilde ayrilmasini saglar. Geri dönüs kanal sisteminin üst kisminda (14), geri dönüs kanallari (15, 16) içine akis, isi degistiricilerde gerekli olan isi miktari ile iliskili olarak, sürücüler (17, 18) tarafindan düzenlenmis bir sekilde kontrol edilebilir. Geri dönüs kanallarinda (15), isi tasiyici materyal akisini kompakt bir halde buharlastiran isi transfer yüzeylerini içeren isi degistiriciler (115), ayiricinin ana borusu (21) sonrasinda gazin sicakliginin ayar degerinde kalacagi sekilde, geri dönüs kanallarinin alt kismina teçhiz edilmis sürücüler (17) araciligiyla yönlendirilir. Benzer sekilde, geri dönüs kanallarinda (16), isi tasiyici materyal akisini kompakt bir halde kizdiran isi transfer yüzeylerini içeren isi degistiriciler (116), kizdirilan buharin sicakliginin ayar degerinde kalacagi sekilde kizdirici geri dönüs kanallarinin alt kismina teçhiz edilmis sürücüler (18) araciligiyla yönlendirilir. Sogutulmamis geri dönüs kanallari (19) tercihen tasma kanallari olarak hareket eder, bu sekilde, kasten geri dönüs kanallarina (15, 16) yönlendirilmemis olan isi tasiyici partiküllerin bir kismi, sogutulmamis geri dönüs kanallari (19) içinden direkt olarak akiskan yatak haznesi (8) içerisine bir ön düzenlemeli akis olarak yönlendirilir. Ayrica aktif kontrol de, sogutulmamis geri dönüs kanali (19) ile ilgili olarak kullanilabilir. Saflastirilmis baca gazlari (171), merkezi boru (21) içerisinden ayiricidan (120) atilir. Bulusa göre reaktörün yük tasiyan yapilari (22) en çok tercihen, sogutulmus gaz sizdirmaz su ve/veya buhar panelleri olarak uygulanir. Bulusa göre reaktörün isi yalitkanlarinin (23) amaci buna karsilik olarak, yük tasiyan yapilarin asinma ve korozyona karsi korunmasi ve bunlara yönlendirilen isi akisinin, yanma haznesinin sogutma gerekliligine göre düsük olmasina yönelik sinirlandirilmasidir. Isi yalitkanlari, en çok tercihen, klasik, örnegin seramik materyaller ile uygulanabilir. Bulusun yukarida Sekiller 1-4'te gösterilen tek bir düzenlemeye göre açiklanmasina ragmen, bulusun, bu açiklama ve sekiller ile sinirli olmadigi, ekli istemlerin kapsami içerisinde çesitli modifikasyonlarin gerçeklestirilebilecegi açiktir. Farkli düzenlemeler ile baglantili olarak açiklanan özellikler benzer sekilde, diger düzenlemeler ile baglantili istemlerde tanimlandigi gibi bulusun temel kapsami içerisinde kullanilabilir ve/veya bu sekilde istenmesi durumunda ve buna yönelik teknik imkanlarin mevcut olmasi durumunda, ifade edilen özellikler farkli bütünler içerisinde kombine edilebilir. Bu nedenle, herhangi bir bulusçu düzenleme, istemlerde tanimlandigi gibi bulusun kapsami içerisinde gerçeklestirilebilir. Bu basvurunun, bulusun daha çok dolasimli kütle reaktörleri ile ilgili basvurusunu açiklamasina ragmen, açikça ayrica, klasik bir akiskan yatakli reaktör ile baglantili olarak ve bunun yani sira diger buhar kazani tiplerinde kullanilabilir. TR TR TR TR TR TR