CZ20022948A3

CZ20022948A3 - Spalovací zařízení s cirkulujícím fluidním loľem, obsahující teplosměnnou komoru mezi odlučovacím úsekem a pecním úsekem

Info

Publication number: CZ20022948A3
Application number: CZ20022948A
Authority: CZ
Inventors: Scott Darling
Original assignee: Foster Wheeler Energy Corporation
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2003-01-15
Also published as: US6305330B1; EP1259758B2; ES2240408T3; CA2400726A1; PL198809B1; CA2400726C; ES2240408T5; EP1259758A1; DE60110215D1; EP1259758B1; HUP0204556A2; DE60110215T2; CZ304616B6; HU229016B1; ATE293778T1; RU2235943C2; WO2001065175A1; DE60110215T3; AU3401601A; PL365077A1

Description

Spalovací zařízení s cirkulujícím fluidním ložem, obsahující teplosměnnou komoru mezi odlučovacím úsekem a pecním úsekem

Oblast techniky

Vynález se týká spalovacího zařízení s cirkulujícím fluidním ložem, které využívá teplosměnnou komoru, přičemž se zejména týká takového zařízení, u kterého je teplosměnná komora uspořádána mezi odlučovacím úsekem a pecním úsekem spalovacího zařízení s cirkulujícím fluidním ložem.

Dosavadní stav techniky

Spalovací zařízení s cirkulujícím fluidním ložem jsou všeobecně známa, přičemž obsahují pecní úsek, ve kterém prochází vzduch ložem částicového materiálu pro fluidizaci lože a pro podporu spalování paliva v loži při poměrně nízké teplotě. Lože může obsahovat fosilní palivo, jako je například uhlí, písek a prostředek pro pohlcování oxidů síry, k jejichž vytváření dochází v důsledku spalování uhlí.

Tyto typy spalovacích zařízení jsou velmi často využívány u parních generátorů, u kterých voda prochází v teplosměnném vztahu s fluidním ložem pro výrobu páry, přičemž umožňují dosahovat vysoké účinnosti spalování, stejně jako vysoké flexibility používaného paliva, dále vysokého pohlcování síry, stejně jako nízkých emisí dusíku.

U zařízení s cirkulujícím fluidním ložem je rychlost fluidizačního vzduchu taková, že plyny, procházející ložem, unášejí spolu podstatné množství jemných tuhých částic. Recyklování těchto tuhých částic je prováděno s pomocí odlučovače částic, kterým bývá zpravidla cyklonový nebo vírový odprašovač, a to na výstupu z pece pro zachycování kouřových plynů a jimi unášených pevných částic, přicházejících z fluidního lože.

Pevné částice jsou odlučovány z kouřových plynů, načež kouřové plyny proudí do úseku pro opětovné využívání tepla, zatímco pevné částice jsou recyklovány zpět do pece. Toto recyklování přispívá ke zlepšenému zachycování pevných částic, přičemž zdokonaluje účinnost využívání látek pro pohlcování síry, v důsledku čehož dochází ke snížení spotřeby jak těchto látek, tak i paliva.

Cirkulující fluidní lože jsou charakterizována poměrně intenzivní vnitřní a vnější recyklací pevných látek, takže nejsou citlivá na vzory uvolňování tepla, v důsledku čehož dochází k minimalizaci teplotních změn a ke stabilizaci emisí síry na nízké úrovni.

Pokud jsou zařízení s cirkulujícím fluidním ložem využívána na výrobu páry, tak teplo, uvolňované v exotermických reakcích, ke kterým dochází v peci, může být opětovně využíváno s pomocí teplosměnných ploch, umístěných na několika místech v daném zařízení. Stěnami pecního úseku bývají obvykle takzvané trubkové stěny, vyrobené svařováním trubek k sobě společně s žebry.

Teplosměnné médium, kterým bývá zpravidla voda nebo pára, je vedeno trubkovými stěnami za účelem ochlazování stěn pece a za účelem odebírání tepla. Další teplosměnné plochy mohou být umístěny v peci nebo v topeništi, stejně jako ve stěnách chlazeného cyklonu, v úseku pro opětovné získávání tepla, umístěném ve směru proudění za cyklonem, nebo v samostatné teplosměnné komoře, která může být průtokově propojena s vnitřním nebo vnějším recyklováním pevných částic.

Pecní úsek a cyklonový nebo vírový odlučovač mohou být podepřeny zespoda, tj. jejich konstrukce může být pevně uložena svou spodní částí, přičemž k hlavnímu tepelnému rozpínání dochází směrem vzhůru od spodní části nebo ode dna. Při navrhování konstrukce velkých jednotek, podepřených zespoda, musejí být pečlivě brána v úvahu veškerá mechanická zatížení trubkových stěn, jelikož celková hmotnost pecního úseku je přenášena prostřednictvím stěn na nižší části kotle, takže jsou trubkové stěny vystaveny poměrně velkému tlakovému napětí.

Výrazný podíl tohoto napětí musí být přenášen z horní ocelové konstrukce prostřednictvím konstantně zatížených pružin, což může vést k výraznému zvýšení nákladů.

Je proto zejména u velkých jednotek běžně známo konstruovat seshora zavěšené pece a cyklóny, to znamená, že jsou uloženy na ocelové konstrukci, vytvořené na daném zařízení nebo nad ním, přičemž k hlavnímu tepelnému rozpínání dochází směrem dolů. Montáž seshora zavěšených jednotek je obvykle mnohem jednodušší, než je tomu u jednotek, podepíraných zespoda. U seshora zavěšených zařízení nemusejí • · být stěny pece vyztuženy v důsledku hmotnosti kotle, neboť trubkové stěny mohou snadno odolávat tahovému napětí, způsobenému zatížením.

Nejběžnějším způsobem výroby teplosměnné komory je její provedení z ocelových desek, které jsou tepelně izolovány a jsou chráněny proti opotřebení poměrně silnou vrstvou žáruvzdorného materiálu. Takovéto pláště jsou z konstrukčního hlediska velice nákladné, přičemž v důsledku odlišné tepelné roztažnosti je velice obtížné připojovat další jednotky systému, zkonstruované z trubkových stěn.

Za účelem vyřešení shora uvedeného problému bylo nutno používat pružných spojů, jako jsou kovové nebo tkaninové přepážky, pro vyrovnávání vzájemných pohybů mezi různými součástmi daného zařízení. Takové přepážky jsou však velice nákladné, přičemž jsou rovněž náchylné k opotřebení.

Je běžnou praxí konstruovat vnější teplosměnnou komoru jako zespoda uloženou konstrukci. Pokud jsou pecní úsek a cyklónový odlučovač daného zařízení uloženy zespoda, mohou být vzájemné pohyby mezi jednotlivými jednotkami poměrně malé, takže spoje mezi nimi nemusejí vyrovnávat příliš velké pohyby.

Jelikož bývá teplosměnná komora obvykle umístěna blízko země, je rovněž běžné u velkých jednotek konstruovat teplosměnnou komoru jako zespoda uloženou, přičemž pecní úsek a cyklónový odlučovač bývají zavěšeny seshora. U takové konstrukce mohou být vzájemné tepelné pohyby poměrně velké, takže je nutno používat zvláštních roztažných spojů pro vyrovnávání pohybů mezi cyklónem a teplosměnnou komorou a mezi teplosměnnou komorou a pecí nebo topeništěm. Takovými roztažnými spoji bývají obvykle velice nákladné kovové spoje.

Dalším známým postupem konstruování teplosměnné komory je provést její plášť jako konstrukci z chlazených trubkových stěn. V patentovém spise US 5 911 201 je popsána zavěšená jednotka, obsahující chlazenou teplosměnnou komoru, která je integrována s cyklonovým odlučovačem.

V patentovém spise US 5 425 412 je popsán způsob výroby pece, cyklonu a teplosměnné komory z trubkových stěn, stejně jako jejich velice těsná integrace. U takového provedení jsou teploty uvedených jednotek vzájemně velmi blízké, takže v důsledku podobných materiálů a konstrukcí je jejich tepelná roztažnost velmi podobná, takže není nutno mezi těmito jednotkami používat žádné pružné spoje.

Avšak nevýhoda shora uvedených chlazených teplosměnných komor spočívá v tom, že jejich konstrukce, zejména v případe, pokud obsahuje velmi komplikované struktury a chlazené vstupní a výstupní spoje, vyžaduje velký počet manuálních operací při ohýbání a svařování trubek, v důsledku čehož je z výrobního hlediska velice časově i finančně náročná.

U některých uplatnění rovněž takovéto teplosměnné komory, které jsou velmi těsně integrovány s pecí nebo topeništěm, mohou zabírat příliš mnoho prostoru kolem spodní části pece nebo topeniště. K tomu dochází zejména v případě velkých jednotek, kdy velmi vysoká celková teplosměnné kapacita, stejně jako například velký počet potrubí pro přívod paliva je nezbytný ve spodní části pece nebo topeniště.

Podstata vynálezu

Úkolem předmětu tohoto vynálezu je proto vyvinout spalovací zařízení s cirkulujícím fluidním ložem a příslušnou teplosměnnou komoru, u kterých by byly shora uvedené problémy minimalizovány nebo zcela odstraněny.

Zejména je úkolem předmětu tohoto vynálezu vyvinout spalovací zařízení s cirkulujícím fluidním ložem a zde využívanou teplosměnnou komoru, jejichž konstrukce by byla nenákladná.

Úkolem předmětu tohoto vynálezu je dále vyvinout spalovací zařízení s cirkulujícím fluidním ložem a zde využívanou teplosměnnou komoru, u kterých by byly minimalizovány náklady na. pružné ohebné spoje pro připojení teplosměnné komory.

Ještě dalším úkolem předmětu tohoto vynálezu je vyvinout kompaktní spalovací zařízení s cirkulujícím fluidním ložem a zde využívanou teplosměnnou komoru, kde by byl zaručen dostatek volného prostoru kolem spodní části spalovací komory, a to například pro účely přivádění různých materiálů.

Za účelem splnění shora uvedených úkolů bylo v souladu s předmětem tohoto vynálezu vyvinuto seshora nesené kotlové zařízení s cirkulujícím fluidním ložem, které obsahuje:

pec, mající boční stěny trubkostěnné konstrukce, pro spalování paliva a vytváření produktů spalování, • to toto « • to· toto 'toto ·· ·* • '•toto to · to totototo toto i to ······ · · • · · to·· odlučovač částic, připojený k uvedené peci, pro odlučování částic od produktů spalování z uvedené pece, vnější teplosměnnou komoru, připojenou k uvedenému odlučovači částic, pro odnímání tepla z produktů spalování, vratný kanál, připojený k uvedené teplosměnné komoře, pro navracení částic, odloučených v uvedeném odlučovači, do uvedené pece, tuhou nosnou konstrukci pro nesení prvků uvedeného zařízení, a závěsné prostředky, obsahující alespoň jednu z parních trubek a z vodních trubek, pro zavěšení uvedené teplosměnné komory na uvedené tuhé nosné konstrukci.

Uvedené parní trubky nebo vodní trubky mají za provozu teplotu zhruba od 300 °C do zhruba 550 °C.

Uvedená vnější teplosměnná komora obsahuje vnější stěny, které nejsou chlazeny.

Uvedená tuhá nosná konstrukce je umístěna nad uvedeným kotlovým zařízením pro nesení prvků uvedeného kotlového zařízení.

Více než zhruba 60 % prostředků obsahuje alespoň z vodních trubek.

délky j ednu uvedených z parních závěsných trubek a <···

Uvedený odlučovač částic obsahuje přímou horní část, mající boční stěny trubkostěnné konstrukce, a kuželovitou spodní část.

Zařízení podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje závěsné prostředky pro zavěšení uvedené teplosměnné komory na horní části uvedeného odlučovače částic.

Uvedené závěsné z parních trubek a z λ	prostředky zodních trubek.	obsahuj í	alespoň	jednu
Uvedené závěsné	prostředky	obsahuj í	alespoň	jednu
z parních trubek a z	vodních trubek, probíhající směrem	dolů
od horní části uvedeného odlučovače	částic.
Uvedené závěsné	prostředky	obsahuj í	alespoň	jedno

z parních potrubí a z vodních přívodních potrubí.

Alespoň zhruba 50 % délky uvedených závěsných prostředků obsahuje alespoň jednu z parních trubek a z vodních trubek.

Zařízení podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje sběrnou trubku, která přivádí alespoň horkou vodu nebo páru do trubkových stěn uvedeného odlučovače částic.

Alespoň část uvedených závěsných prostředků je připojena k uvedené sběrné trubce.

Uvedený odlučovač částic obsahuje boční stěny, mající trubkostěnnou konstrukci, přímý horní úsek a nesouměrný spodní úsek.

9999

9« 99 ··

9 ·

Uvedené závěsné prostředky obsahují alespoň jedno z parních potrubí a z vodních přívodních potrubí.

Zařízení podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje závěsné tyče pro připojení uvedených závěsných prostředků k hornímu úseku uvedeného odlučovače částic.

Část uvedených závěsných prostředků obsahuje alespoň jedno z parních potrubí a z vodních přívodních potrubí.

Zařízení podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje závěsné tyče pro připojení části uvedených závěsných prostředků k hornímu úseku uvedeného odlučovače částic.

Část uvedených závěsných prostředků obsahuje stěnové trubky spodního úseku uvedeného odlučovače částic.

Teplosměnná komora může být tvořena jedinou komorou nebo jednotkou, která obsahuje několik komor, ventilů atd. Nosné parní nebo vodní trubky, které za provozu kotle obsahují vodu nebo páru v blízkosti teploty bodu varu vody při vysokém tlaku, tak mají teplotu o velikosti zhruba od 300 °C do zhruba 550 °C. Proto tedy trubky na horkou páru nebo vodu mají podobnou tepelnou roztažnost, jako je tomu u pece nebo topeniště.

Zavěšení teplosměnné jednotky prostřednictvím závěsných prostředků, obsahujících trubky na horkou páru nebo vodu, namísto jejich uložení přímo na zemi nebo jejich zavěšení s pomocí tuhých chlazených závěsných tyčí výrazně snižuje vzájemné tepelné pohyby mezi pecí a teplosměnnou jednotkou.

*· ,».· »· ·· i i .

·' * » · · · » » '· · ·» .····»<

» · · · · ··> · · · · . ·· » ···

Velký kotel s cirkulujícím fluidním ložem může být o několik desítek metrů vyšší, v důsledku čehož mohou tepelné pohyby mít velikost v řádu desetin metru. Jako příklad lze uvést dlouhou ocelovou stěnu o velikosti 30 m, která má součinitel tepelné roztažnosti o velikosti 12xlO~⁶/°C, a u které při změně teploty o 300 °C činí délka tepelného pohybu zhruba 11 cm.

Takže pokud jsou horní části pece, odlučovače a teplosměnné komory, umístěné o 30 m níže, upevněny, potom kanál od teplosměnné komory ke spodní části pece vyžaduje použití pružného spoje, který je schopen svislého prodloužení o více než 11 cm.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu pak závěsné prostředky teplosměnné jednotky jsou zejména tvořeny trubkami na horkou páru nebo vodu, takže požadovaná pružnost kanálů, vedoucích k teplosměnné komoře, je evidentně menší, než je tomu u předcházejícího příkladu.

V souladu s výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu je teplosměnné jednotka zavěšena na ocelové konstrukci nad kotlovým zařízením, přičemž více než 60 %, as výhodou dokonce více než 80 % délky závěsných prostředků teplosměnné jednotky tvoří trubky na horkou páru nebo vodu.

Úsek pro recyklování částic u kotle s cirkulujícím fluidním ložem obvykle obsahuje odlučovací úsek, mající válcovou horní část, kluželovitou spodní část a vratný kanál, který je připojen k teplosměnné komoře. Odlučovací úsek nebo alespoň jeho horní část může být provedena jako chlazená trubková stěnová konstrukce.

• 9

6« *· » » * ♦ «•A A ·*♦ »»·· ·*

Vodorovný průřez teplosměnnou komorou je obvykle tak velký, jako je tomu u horní části odlučovače částic. U takového zařízení může být teplosměnná komora v souladu s výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu uspořádána pod odlučovacím úsekem takovým způsobem, že závěsné prostředky teplosměnné komory obsahují závěsné prostředky, které jsou připojeny k chlazené horní části odlučovače částic.

V souladu s dalším výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu pak závěsné prostředky teplosměnné jednotky obsahují závěsné prostředky, které obsahují trubky na horkou vodu nebo páru a krátké tuhé závěsné tyče. Takové chlazené závěsné prostředky jsou s výhodou uspořádány mezi teplosměnnou jednotkou a horní částí odlučovače částic.

V souladu s výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu je alespoň 50 %, přičemž s výhodou dokonce více než alespoň 70 % celé délky závěsných prostředků mezi horní částí odlučovače částic a teplosměnnou jednotkou tvořeno trubkami na horkou vodu nebo páru. Trubky na horkou vodu nebo páru mezi horní částí odlučovače částic a teplosměnnou jednotkou mohou být tvořeny například parním nebo vodním přívodním potrubím nebo prodloužením chladicích trubek v horní části odlučovače částic.

V souladu s moderní konstrukcí, která je popsána v patentovém spise US 5 281 398, může mít odlučovač částic pravoúhlou horní část a nesouměrnou spodní část, kde boční stěna odlučovače v blízkosti pecního úseku probíhá téměř svisle po celé délce dolů ke spodní části vratného kanálu.

»· • · · _Λ

9 · ♦ · · a · · • a ···· «

• · «« » 9 ····

4444

4 9

9» a

··· a

Výroba a údržba takového odlučovače částic je velmi nákladná, přičemž jeho připojeni k peci je velice složité.

V souladu s výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu, které je zejména využitelné u nesouměrných odlučovačů částic, jak bylo shora popsáno, je teplosměnná komora zavěšena s pomocí závěsných prostředků, jejichž část je připojena k vratnému kanálu nebo ke spodní části odlučovače částic, zatímco další část je připojena k hornímu úseku odlučovače částic.

U shora uvedeného provedení část závěsných prostředků, připojených k horní části odlučovače částic, je s výhodou tvořena trubkami na horkou vodu nebo páru a krátkými tuhými závěsnými tyčemi. Odpovídajícím způsobem pak část závěsných prostředků připojených k vratnému kanálu nebo ke spodní části odlučovače částic, je s výhodou tvořena krátkými tuhými závěsnými tyčemi, připojenými k rozšířené vodorovné vstupní sběrné trubce pro přivádění horké vody nebo páry do svislých trubek chlazeného vratného kanálu nebo do spodní části odlučovače částic.

Částice bývají obvykle vedeny z teplosměnné jednotky zpět do spodní části pece kanálem, opatřeným pružným spojem. Jelikož teplosměnná jednotka, zavěšená podle tohoto vynálezu, víceméně sleduje tepelné pohyby pece, tak pružný spoj kanálu mezi teplosměnnou jednotkou a pecí rovněž nemusí odolávat velkým pohybům, takže je postačující spoj, mající střední pružnost.

V porovnání s 'teplosměnnou jednotkou, popsanou v patentovém spise US 5 425 412, konstrukce podle tohoto ·· ···· ·· ·· ·· ·· • ·ι · «··· · · · r ·· ······ · · ··········· ' ·<··· ···· ···· *> ·· ·· ··' ···· vynálezu rovněž poskytuje zcela kompaktní řešení, přičemž však nevyžaduje tolik prostoru ve spodní části pece. Je tak k dispozici dostatek prostoru pro různá spojení pro přivádění materiálů, například paliva, materiálu lože, pohlcovacího činidla a sekundárního vzduchu do fluidního lože.

Hlavní myšlenka předmětu tohoto vynálezu spočívá v tom, že zavěšení teplosměnné jednotky není při konstantní teplotě, avšak namísto toho sestává zejména z trubek pro horkou vodu nebo páru, která přibližně sledují teplotu trubkových stěn kotlového zařízení.

Takováto konstrukce výrazně snižuje vzájemné pohyby mezi teplosměnnou jednotkou a zbytkem kotlového zařízení. V důsledku toho není nutno používat roztažné spoje pro velké pohyby. Snížená velikost pohybů rovněž přispívá ke snížení nákladů na roztažné spoje, přičemž umožňuje používání tkaninových přepážek namísto velmi nákladných kovových přepážek.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

obr. 1 znázorňuje schematický nárysný pohled na spalovací zařízení s cirkulujícím fluidním ložem podle prvního příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu;

• · obr. 2 znázorňuje další schematický nárysný pohled na spalovací zařízení s cirkulujícím fluídním ložem podle prvního příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu;

obr. 3 znázorňuje schematický nárysný pohled na druhé provedeni předmětu tohoto vynálezu; a obr. 4 znázorňuje schematický nárysný pohled na třetí provedení předmětu tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na vyobrazeních podle obr. 1 a podle obr. 2 j:e znázorněno . spalovací zařízení 10 s cirkulujícím fluídním ložem podle výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu.

Toto spalovací zařízení 10 s cirkulujícím fluídním ložem je využíváno pro výrobu páry, přičemž obsahuje pecní úsek 12, odlučovací úsek 14, jako je například cyklonový nebo vírový odlučovač, a teplosměnnou komoru 16. Pecní úsek 12 obsahuje vzpřímený vodou chlazený plášť, který má přední stěnu 18, zadní stěnu 20, dvě boční stěny 22 a 24, dno 26 a klenbu 28.

Potrubí 30 je uspořádáno v horní části pecního úseku 12 pro umožnění průchodu spalovacích kouřových plynů, vytvářených v pecním úseku 12, do odlučovacího úseku 14. Je zcela pochopitelné, že vhodné potrubní propojení (na vyobrazeních neznázorněno) je provedeno pro umožnění průchodu odloučených plynů z vrchní části odlučovacího úseku 14 do úseku pro regeneraci tepla, do odlučovače prachu a do komína (na vyobrazeních neznázorněno).

• · ·· ····

Stěny 18, 20, 22 a 24 pecního úseku 12, stejně jako stěny 74, 7 6, 80 a 82 odlučovacího úseku 14 jsou tvořeny množinou teplosměnných trubek, uspořádaných rovnoběžným plynotěsným způsobem pro vedení ohřívané tekutiny, jako je například voda nebo pára.

Je rovněž zcela pochopitelné, že množina sběrných trubek, z nichž je znázorněna pouze sběrná trubka 72, je uspořádána na obou koncích každé trubkové stěny, kteréžto sběrné trubky společně s přídavnými' trubkami a přidruženými průtokovými okruhy mají funkci vést vodu vodními trubkami reaktoru zcela běžným způsobem.

Zařízení na rozvod vzduchu, obsahující množinu vzduchových rozvodných trysek (na vyobrazeních neznázorněno), je uspořádáno v odpovídajících otvorech, vytvořených v trubkové desce 32, rozprostírající se přes spodní část pecního úseku 12 . Trubková deska 32 je vzdálena ode dna 2 6 pro vymezení vzduchového přetlakového prostoru 34, který je

uzpůsoben pro přijímání	vzduchu	z vnějšího zdroje	(na
vyobrazeních neznázorněno'	) a pro	rozvádění vzduchu	přes
trysky do pecního úseku 12	•
Odlučovací úsek 14	obsahuj e	přímou horní část	36,

násypkovitou spodní část 38 a vratný kanál 40. Odloučený částicovitý materiál prochází z odlučovacího úseku 14 vratným kanálem 40 do teplosměnné komory 16. Tato teplosměnná komora 16 je vyrobena s nízkými náklady z kovových desek, pokrytých poměrně silnou vrstvou izolace za účelem zabránění jednak erozi, a jednak tepelným ztrátám z teplosměnné komory 16. Takže vnější stěny teplosměnné komory 16 nejsou ochlazovány.

• ·· · « ·

Vnitřní prostor teplosměnné komory 16 obsahuje teplosměnné plochy (na vyobrazeních neznázorněno) pro zpětné získávání tepla z obíhajícího částicovitého materiálu do tekutiny, jako je například voda nebo pára, proudící vnitřním prostorem teplosměnných ploch v teplosměnné komoře 16.

Z teplosměnné komory 16 je obíhající materiál veden potrubím 44 zpět do pecního úseku 12 spalovacího zařízení 10. Do potrubí 44 může být zapojen přívod 46 paliva, s jehož pomocí může být částicovitý materiál, obsahující palivo, přiváděn do pecního úseku 12 . Přídavné přívody 48 paliva, stejně jako inertního materiálu lože, činidla pro pohlcování síry, atd., mohou být umístěny ve spodní části pecního úseku 12. Sekundární vzduch je přiváděn do pecního úseku 12 prostřednictvím vstupů 50.

Množina svisle uspořádaných ocelových nosných sloupů 52 probíhá od základny 54 k množině vodorovně v odstupu umístěných vodorovných nosníků 56. Množina závěsných tyčí 58 se rozprostírá směrem dolů od vodorovných nosníků 56 pro podepírání pecního úseku 12 a odlučovacího úseku 14.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu je teplosměnné komora 16 nesena množinou krátkých závěsných tyčí 60 a 62, které jsou uloženy v horké vodě nebo na parních trubkách.

U provedení, které je. znázorněno na vyobrazeních podle obr. 1 a podle obr. 2, jsou krátké závěsné tyče 60 neseny prostřednictvím vodorovných sběrných trubek 72, které přivádějí horkou vodu nebo páru do rovinné stěny 7 4 odlučovacího úseku 14 . Jak je vidět na vyobrazení podle φ « · φ φ · φ φφφφ φ · · φ φφφφφφ φ φ φφφφ

obr. 2, tak i když se vratný kanál 40 směrem dolů kuželovité zužuje, tak si rovinná stěny 74 udržuje svou plnou šířku po celé cestě dolů k vodorovné sběrné trubce 72, což umožňuje, aby krátké závěsné tyče 60 byly připojeny na obou stranách vratného kanálu 40.

U provedení podle obr. 1 a podle obr. 2 je možno připevnit závěsné tyče přímo k vodorovné sběrné trubce 72 rovinné stěny 7 4, neboť vratný kanál cyklonového odlučovače odlučovacího úseku 14 je umístěn nesouměrně jako pokračování rovinné stěny 74.

Na protilehlé „vnější straně pak odpovídající stěna 7 6 odlučovacího úseku 14 neprobíhá dolů tak nízko, jako na „vnitřní straně, takže musí být použito odlišného nosného systému. Pokud tuhá spojovací tyč probíhá po celou cestu od teplosměnné komory 16 k horní části 36 cyklonového odlučovače odlučovacího úseku 14, pak budou relativní tepelné pohyby mezi vnitřní a vnější stranou příliš velké, takže bude nutno použít zvláštního uspořádání pro kompenzaci těchto rozdílů.

V souladu s dalším výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu pak pokud teplosměnná komora 16 má.být nesena horní částí cyklonového odlučovače odlučovacího úseku 14, je použito svislých úseků 68 vodního nebo parního přívodního potrubí 66 jako součástí nosného systému.

Hlavní funkcí vodního nebo parního přívodního potrubí 66 je přivádět vodu nebo páru do trubkových stěn odlučovacího úseku 14 nebo do některých dalších částí systému kotle u spalovacího zařízení 10.

· · • 999 •9 99 99 · 9 9 · 9 • 9 · 9 9

9 9 9 9 9 9 9

U provedení, které je znázorněno na vyobrazeních podle obr. 1 a podle obr. 2, je spodní část svislého úseku 68 přívodního potrubí 66 připojena k teplosměnné komoře 16 prostřednictvím krátké závěsné tyče 62 . Odpovídajícím způsobem je horní část svislého úseku 68 přívodního potrubí 66 připojena k horní části cyklonového odlučovače 14 prostřednictvím krátké závěsné tyče 64.

Jelikož tepelná roztažnost závěsných prostředků na „vnitřní a „vnější straně teplosměnné komory 16 může být v souladu se shora popsanou konstrukcí velmi podobná, není nutno používat žádných zvláštních uspořádání pro kompenzaci nějakých rozdílů. Rovněž tepelná roztažnost závěsných prostředků je velmi podobná, jako tepelná roztažnost vratného kanálu 40 a násypkovité spodní části 38 odlučovacího úseku 14, takže poměrně krátká přepážka 70 je postačující pro kompenzaci jejich vzájemných tepelných pohybů.

Závěsný systém teplosměnné komory 16 velmi těsně sleduje tepelný pohyb zbytku seshora neseného spalovacího zařízení 10 s cirkulujícím fluidním ložem.

V důsledku toho spojení mezi teplosměnnou komorou 16 a spodní částí pecního úseku 12 může být rovněž provedeno velice jednoduše, a to s využitím šikmého potrubí 44, které zahrnuje svislou část s krátkou přepážkou 78.

Shora popsaná konstrukce je kompaktní v tom smyslu, že teplosměnné komora 16 je umístěna v blízkosti odlučovacího úseku 14 a pecního úseku 12. Avšak teplosměnné komora 16 nezabírá žádný prostor v blízkosti spodní části pecního úseku 12 nebo v blízkosti základny 54 . Zbývá tak velký

Φ · φ

φι φ φ φ· ♦ · φ • · φ φ « φ φ.

• 9 · Φ · · · · Φ prostor pro uspořádání dalších případných potrubí a nádrží v blízkosti spodní části pecního úseku 12.

Na vyobrazení podle obr. 3 je schematicky znázorněn závěsný systém teplosměnné komory 16 podle jiného provedení předmětu tohoto vynálezu.

Ve skutečnosti je na obr. 3 znázorněna modifikace části podle obr. 1, kde je horká pára nebo voda přiváděna do stěnových trubek boční stěny 80 a boční stěny 82 (která není na obrázcích výkresů znázorněna) odlučovacího úseku 14 prostřednictvím vodorovných vstupních sběrných trubek 84. Teplosměnná komora 16 je zavěšena prostřednictvím tuhých závěsných tyčí 86, připevněných ke vstupním sběrným trubkám 84.

Na vyobrazení podle obr. 3 jsou znázorněny tři závěsné tyče, přičemž však ve skutečnosti se jejich počet může měnit v závislosti na praktickém uplatnění. Je rovněž možno v případě nutnosti kombinovat typy závěsných prostředků, znázorněné na vyobrazeních podle obr. 1 a podle obr. 3.

Je rovněž možno prodloužit část, například každou pátou trubku, stěnových trubek od stěny 7 6 podle obr. 1 směrem dolů, například k úrovni vstupní sběrné trubky 84, a využívat těchto trubek jako součástí závěsného systému teplosměnné komory 16.

Na vyobrazení podle obr. 4 je schematicky znázorněn závěsný systém teplosměnné komory 16 ve spojitosti se souměrným odlučovacím úsekem 14 podle třetího provedení předmětu tohoto vynálezu.

fc fc fc fc fc fc fc · fc fcfcfc· fc20

• fcfc fc fcfcfc fcfc fcfcfc fcfc • fc * ·'

Na vyobrazení podle obr. 4 všechny závěsné prostředky teplosměnné komory 16 obsahují svislé úseky 68 horkovodních nebo parních přívodních potrubí 66. Tyto svislé úseky 68 jsou připojeny k teplosměnné komoře 16 a ke spodnímu okraji válcové horní části 36 odlučovacího úseku 14 prostřednictvím příslušných krátkých tuhých závěsných tyčí 62 a 64.

V důsledku toho tepelná roztažnost závěsných prostředků velmi blízko odpovídá tepelné roztažnosti spodní části 38 odlučovacího úseku 14 a vratného kanálu 40, takže krátká přepážka 70 je postačující pro kompenzaci jejich vzájemných tepelných pohybů.

Přestože byl předmět tohoto vynálezu shora popsán prostřednictvím jeho příkladů ve spojitosti s takovými konstrukcemi, které jsou považovány za nejvýhodnější provedení, je zcela jasné, že předmět tohoto vynálezu není nikterak omezen pouze na shora popsaná provedení, neboť pokrývá různé kombinace nebo modifikace jejich znaků, stejně jako i jejich další uplatnění,, spadající do rozsahu předmětu tohoto vynálezu, který je definován v následujících patentových nárocích.

&ΧΆ '· fc fc fc fc fcfc fc ···· ·«

Claims

fcfcfcfc

NÁROKY

PATENTOVÉ

1. Seshora nesené kotlové fluidním ložem, v y z n a č u obsahuje:

pec, mající boční stěny trubkostěnné konstrukce, pro spalování paliva a vytváření produktů spalování, odlučovač částic, připojený k uvedené peci, pro odlučování částic od produktů spalování z uvedené pece, vnější teplosměnnou komoru, připojenou k uvedenému odlučovači částic, pro odnímání tepla z produktů spalování, vratný kanál, připojený k uvedené teplosměnné komoře, pro navracení částic, odloučených v uvedeném odlučovači, do uvedené pece, tuhou nosnou konstrukci pro nesení prvků uvedeného zařízení, a závěsné prostředky, obsahující alespoň jednu z parních trubek a z vodních trubek, pro zavěšení uvedené teplosměnné komory na uvedené tuhé nosné konstrukci.
2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedené parní trubky nebo vodní trubky mají za provozu teplotu zhruba od 300 °C do zhruba 550 °C.

zařízení s cirkulujícím jící se tím, že

22 toto totototo toto’ toto: toto* to· to to, to · *«l * to; to.· to- to ·· · ·-· · to. to, · to toto* to····* to to • to to ·· to to·· to··· toto ·· ·· toto ·»·· 3. Zařízení podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že uvedená vnější teplosměnná komora obsahuje vnější stěny, které nejsou chlazeny. 4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená tuhá nosná konstrukce je umístěna nad uvedeným kotlovým zařízením pro

nesení prvků uvedeného kotlového zařízení.
5. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že více než zhruba 60 % délky uvedených závěsných prostředků obsahuje alespoň jednu z parních trubek a z vodních trubek.

6. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený odlučovač částic obsahuje přímou horní část, mající boční stěny trubkostěnné konstrukce, a kuželovitou spodní část.

7. Zařízení podle nároku 6, vyznačuj ící se tím, že dále obsahuje závěsné prostředky pro zavěšení uvedené teplosměnné komory na horní části uvedeného odlučovače částic. 8. Zařízení podle nároku 7, vyznačuj ící se tím, že uvedené závěsné prostředky obsahují alespoň jednu z parních trubek a z vodních trubek. 9. Zařízení podle nároku 7, vyznačuj ící se tím, že uvedené závěsné

·· '··>· '·» »· ·· «« • * · · >.·» * 'i · φ « · · ·» · · · φ φ · · · « ·«· « · φ · • φ φ . φ · φ φ · φ »·»· ·· φφ ··' ·»' ···· prostředky obsahují alespoň jednu z vodních trubek, probíhající směrem uvedeného odlučovače částic.

10. Zařízení podle vyznačující se tím, prostředky obsahují alespoň jedno z vodních přívodních potrubí.

z parních trubek a dolů od horní části nároku 7, že uvedené závěsné z parních potrubí a

11. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že alespoň zhruba 50 % délky uvedených závěsných prostředků obsahuje alespoň jednu z parních trubek a z vodních trubek.

12. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že dále obsahuje sběrnou trubku, která přivádí alespoň horkou vodu nebo páru do trubkových stěn uvedeného odlučovače částic.

13. Zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že alespoň část uvedených závěsných prostředků je připojena k uvedené sběrné trubce.

14. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený odlučovač částic obsahuje boční stěny, mající trubkostěnnou konstrukci, přímý horní úsek a nesouměrný spodní úsek.

15. Zařízení podle nároku 14, vyznačující se tím, že uvedené závěsné

99 9·9· 99 99 99' 99 • 9‘ 4 · 9‘9 4· 9' 9 9

9 9 9 ·· 9 9 4 9 »

9 9999 9·9 999 ·

9 99 99 9 999 ···· 99 49 ·· ·9 ·49· prostředky obsahují alespoň jedno z vodních přívodních potrubí.

z parních potrubí a

16. Zařízení podle vyznačující se tím, závěsné tyče pro připojení uvedených závěsných k hornímu úseku uvedeného odlučovače částic.

nároku že dále

15, obsahuje prostředků

17. Zařízení podle vyznačující se tím, závěsných prostředků obsahuje alespoň a z vodních přívodních potrubí.

nároku 14, že část uvedených edno z parních potrubí

18. Zařízení podle nároku 17, vyznačující se tím, že dále obsahuje závěsné tyče pro připojení části uvedených závěsných prostředků k hornímu úseku uvedeného odlučovače částic.

19. Zařízení podle nároku 18, vyznačující se tím, že část uvedených závěsných prostředků obsahuje stěnové trubky spodního úseku uvedeného odlučovače částic.

9 9999 * *

9 0, 9 9

9 9| · 9

4 9 999

9 9 9

9 9' 0 9 £cdí-£W$

09 »·

9 9 9

9 9 9

9 9 9