CZ304616B6 - Seshora nesené kotlové zařízení s cirkulujícím fluidním ložem - Google Patents

Abstract

Seshora nesené kotlové zařízení (10) s cirkulujícím fluidním ložem obsahuje topeniště (12), mající boční stěny (18, 20) trubkostěnné konstrukce, pro spalování paliva a vytváření produktů spalování, odlučovač (14) částic, připojený k topeništi (12), pro odlučování částic od produktů spalování z topeniště (12), a obsahující přímou horní část (36), mající boční stěny trubkostěnné konstrukce, a násypkovitou spodní část (38), vnější teplosměnnou komoru (16), připojenou k odlučovači (14) částic, pro odnímání tepla z produktů spalování, vratný kanál (44), připojený k teplosměnné komoře (16), pro navracení částic, odloučených v odlučovači (14) částic, do topeniště (12), tuhou nosnou konstrukci (52, 56) pro nesení prvků, včetně odlučovače (14) částic, u zařízení (10), a závěsné prostředky, obsahující alespoň jednu z parních trubek a z vodních trubek (66), pro zavěšení teplosměnné komory (16) na tuhé nosné konstrukci (52, 56). Zařízení (10) obsahuje věšákové prostředky pro zavěšení teplosměnné komory (16) na horní části odlučovače (14) částic.

Description

Vynález se týká seshora neseného kotlového spalovacího zařízení s cirkulujícím fluidním ložem, které využívá teplosměnnou komoru.

Vynález se zejména týká takového zařízení, u kterého je teplosměnná komora uspořádána mezi odlučovacím úsekem a úsekem topeniště spalovacího zařízení s cirkulujícím fluidním ložem.

Dosavadní stav techniky

Spalovací zařízení s cirkulujícím fluidním ložem jsou všeobecně známa, přičemž obsahují úsek topeniště, 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 topeniště 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 topeniště.

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 topeništi, může být opětovně využíváno s pomocí teplosměnných ploch, umístěných na několika místech v daném zařízení.

Stěnami úseku topeniště 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 topeniště a za účelem odebírání tepla.

- 1 CZ 304616 B6

Další teplosměnné plochy mohou být umístěny 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.

Úsek topeniště 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 úseku topeniště je přenášena prostřednictvím stěna 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 topeniště 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 topeniště 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 úsek topeniště 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 úsek topeniště 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 topeništěm. Takovými roztažnými spoji bývají obvykle velice nákladné kovové spoje.

Dalším známým postupem konstruování teplosměnné komory je provést její plášť jako konstrukci zchlazených trubkových stěn. V patentovém spise US 5 911 201 je popsána zavěšená

-2CZ 304616 B6 jednotka obsahující chlazenou teplosměnnou komoru, která je integrována s cyklonovým odlučovačem.

V patentovém spise US 5 425 412 je popsán způsob výroby topeniště, cyklonu a teplosměnné 5 komory z trubkových stěn, stejně jako jejich velice těsná integrace.

U tahového 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 případě, 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 časově i finančně náročná.

U některých uplatnění rovněž takovéto teplosměnné komory, které jsou velmi těsně integrovány s topeništěm, mohou zabírat příliš mnoho prostoru kolem spodní části topeniště.

K tomu dochází zejména v případě velkých jednotek, kdy velmi vysoká celková teplosměnná 20 kapacita, stejně jako například velký počet potrubí pro přívod paliva je nezbytný ve spodní části topeniště.

Podstata vynálezu 25

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

Úkolem předmětu tohoto vynálezu je dále vyvinout spalovací kotlové 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 kotlové 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, obsahující:

topeniště, mající boční stěny trubkostěnné konstrukce, pro spalování paliva a vytváření produktů spalování, odlučovač částic, připojený k topeništi, pro odlučování částic od produktů spalování z topeniště, a obsahující přímou horní část, mající boční stěny trubkostěnné konstrukce, a násypkovitou spodní část, vnější teplosměnnou komoru, připojenou k odlučovači částic, pro odnímání tepla z produktů spalování,

-3 CZ 304616 B6 vratný kanál, připojený k teplosměnné komoře, pro navracení částic, odloučených v odlučovači částic, do topeniště, tuhou nosnou konstrukci pro nesení prvků, včetně odlučovače částic, u zařízení, a závěsné prostředky, obsahující alespoň jednu z parních trubek a z vodních trubek, pro zavěšení teplosměnné komory na tuhé nosné konstrukci, přičemž zařízení obsahuje věšákové prostředky pro zavěšení teplosměnné komory na horní části odlučovače částic.

Parní trubky nebo vodní trubky mají s výhodou za provozu teplotu zhruba od 300 do zhruba 550 °C.

Vnější teplosměnná komora s výhodou obsahuje vnější stěny, které nejsou chlazeny.

Tuhá nosná konstrukce je s výhodou umístěna nad kotlovým zařízením pro nesení prvků kotlového zařízení.

Více než zhruba 60 % délky závěsných prostředků s výhodou zahrnuje alespoň jednu z parních trubek a z vodních trubek.

Věšákové prostředky s výhodou zahrnují alespoň jednu z parních trubek a z vodních trubek.

Věšákové prostředky mohou s výhodou zahrnovat alespoň jednu z parních trubek a z vodních trubek, probíhající směrem dolů od horní části odlučovače částic.

Věšákové prostředky mohou s výhodou rovněž zahrnovat alespoň jednu z parních trubek a z vodních přívodních trubek.

Alespoň zhruba 50 % délky věšákových prostředků s výhodou zahrnuje alespoň jednu z parních trubek a z vodních trubek.

Zařízení podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje sběrnou trubku pro přivádění alespoň horké vody nebo páry do trubkových stěn odlučovače částic.

Alespoň část věšákových prostředků je s výhodou připojena ke sběrné trubce.

Odlučovač částic s výhodou obsahuje boční stěny, mající trubkostěnnou konstrukci, přímou horní část a nesouměmou spodní část.

Věšákové prostředky s výhodou zahrnují alespoň jednu z parních trubek a z vodních přívodních trubek.

Zařízení podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje věšákové tyče pro připojení věšákových prostředků k horní části odlučovače částic.

Část věšákových prostředků s výhodou zahrnuje alespoň jednu z parních trubek a z vodních přívodních trubek.

Zařízení podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje věšákové tyče pro připojení části věšákových prostředků k horní části odlučovače částic.

Část věšákových prostředků s výhodou obsahuje trubkové stěny spodní části odlučovače částic.

-4CZ 304616 B6

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 do zhruba 550 °C. Proto tedy trubky na horkou páru nebo vodu mají podobnou tepelnou roztažnost, jako je tomu u topeniště.

Zavěšení teplosměnné jednotky prostřednictvím závěsných věšákových 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 topeništěm a teplosměnnou jednotkou.

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 12x10 ⁶/°C, a u které při změně teploty o 300 °C činí délka tepelného pohybu zhruba 11 cm.

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

V souladu s předmětem tohoto vynálezu pak závěsné věšákové 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 teplosměnná jednotka zavěšena na ocelové konstrukci nad kotlovým zařízením, přičemž více než 60 %, a s výhodou dokonce více než 80 % délky závěsných věšákových 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, násypkovitou 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.

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 věšákové prostředky teplosměnné komory obsahují závěsné věšákové prostředky, které jsou připojeny k chlazené horní části odlučovače částic.

V souladu s dalším výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu pak závěsné věšákové prostředky teploměmé jednotky obsahují závěsné věšákové prostředky, které obsahují trubky na horkou vodu nebo páru a krátké tuhé věšákové tyče.

Takové chlazené závěsné věšákové 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 70 % celé délky závěsných věšákových prostředků mezi horní částí odlučovače částic a teplosměnnou jednotkou tvořeno trubkami na horkou vodu nebo páru.

-5CZ 304616 B6

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 nesouměmou spodní část, kde boční stěna odlučovače v blízkosti úseku topeniště probíhá téměř svisle po celé délce dolů ke spodní části vratného kanálu. Výroba a údržba takového odlučovače částic je velmi nákladná, přičemž jeho připojení k topeništi je velice složité.

V souladu s výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu, které je zejména využitelné u nesouměmých odlučovačů částic, jak bylo shora popsáno, je teplosměnná komora zavěšena s pomocí závěsných věšákových 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 věšákových prostředků, připojených k horní části odlučovače částic, je s výhodou tvořena trubkami na horkou vodu nebo páru a krátkými tuhými věšákovými tyčemi.

Odpovídajícím způsobem pak část závěsných věšákových prostředků, připojených k vratnému kanálu nebo ke spodní části odlučovače částic, je s výhodou tvořena krátkými tuhými věšákovými 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 topeniště kanálem, opatřeným pružným spojem.

Jelikož teplosměnná jednotka, zavěšená podle tohoto vynálezu, víceméně sleduje tepelné pohyby topeniště, tak pružný spoj kanálu mezi teplosměnnou jednotkou a topeništěm 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 vynálezu rovněž poskytuje zcela kompaktní řešení, přičemž však nevyžaduje tolik prostoru ve spodní části topeniště.

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, které 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.

-6CZ 304616 B6

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 kotlové zařízení s cirkulujícím fluidním ložem podle prvního příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu;

obr. 2 znázorňuje další schematický nárysný pohled na spalovací kotlové zařízení s cirkulujícím fluidním ložem podle prvního příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu; obr. 3 znázorňuje schematický nárysný pohled na druhé provedení předmětu tohoto vynálezu; obr. 4 znázorňuje schematický nárysný pohled na třetí provedení předmětu tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na vyobrazeních podle obr. 1 a podle obr. 2 je znázorněno spalovací kotlové zařízení 10 s cirkulujícím fluidním ložem podle výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu.

Toto spalovací zařízení 10 s cirkulujícím fluidním ložem je využíváno pro výrobu páry, přičemž obsahuje topeniště 12, odlučovač 14 částic, jako je například cyklonový nebo vírový odlučovač, a teplosměnnou komoru 16.

Topeniště 12 obsahuje vzpřímený vodou chlazení 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 topeniště 12 pro umožnění průchodu spalovacích kouřových plynů, vytvářených v topeništi 12, do odlučovače 14 částic.

Je zcela pochopitelné, že vhodné potrubní propojení (na vyobrazeních neznázoměno) je provedeno pro umožnění průchodu odloučených plynů z vrchní části odlučovače 14 částic do úseku pro regeneraci tepla, do odlučovače prachu a do komína (na vyobrazeních neznázoměno).

Stěny 18, 20, 22 a 24 topeniště 12, stejně jako stěny 74, 76, 80 a 82 odlučovače 14 částic 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, přičemž tyto sběrné trubky splečně 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 neznázoměno), je uspořádáno v odpovídajících otvorech, vytvořených v trubkové desce 32, rozprostírající se přes spodní část topeniště 12.

Tmbková deska 32 je vzdálena ode dna 26 pro vymezení vzduchového přetlakového prostoru 34, který je uzpůsoben pro přijímání vzduchu z vnějšího zdroje (na vyobrazeních neznázoměno) a pro rozváděči vzduchu přes trysky do topeniště 12.

Odlučovač 14 částic obsahuje přímou horní část 36, násypkovitou spodní část 38 a vratný kanál 40. Odloučený částicovitý materiál prochází z odlučovače 14 částic vratným kanálem 40 do teplosměnné komory 1_6.

-7 CZ 304616 B6

Tato teplosměnná komora J_6 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 neznázoměno) 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 vratným kanálem 44 zpět do topeniště 12 spalovacího zařízení 10. Do vratného kanálu 44 může být zapojen přívod 46 paliva, s jehož pomocí může být částicovitý materiál, obsahující palivo, přiváděn do topeniště 12. Přídavné přívody 48 paliva, stejně jako inertního materiálu lože, činidla pro pohlcování síry, atd., mohou být umístěny ve spodní části topeniště 12. Sekundární vzduch je přiváděn do topeniště 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 věšákových tyčí 58 se rozprostírá směrem dolů od vodorovných nosníků 56 pro podepírání topeniště 12 a odlučovač j_4 částic.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu je teplosměnná komora 16 nesena množinou krátkých věšákových 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 věšákové tyče 60 neseny prostřednictvím vodorovných sběrných trubek 72, které přivádějí horkou vodu nebo páru do rovinné stěny 74 odlučovače 14 částic. Jak je vidět na vyobrazení podle obr. 2, tak i když se vratný kanál 40 směrem dolů kuželovité zužuje, tak si rovinná stěna 74 udržuje svou plnou šířku po celé cestě dolů k vodorovné sběrné trubce 72, což umožňuje, aby krátké věšákové 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 74, neboť vratný kanál cyklonového odlučovače 14 částic je umístěn nesouměmě jako pokračování rovinné stěny 74.

Na protilehlé „vnější“ straně pak odpovídající stěna 76 odlučovače 14 částic 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 homí části 36 cyklonového odlučovače 14 částic, 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 homí částí cyklonového odlučovače 14 částic, je použito svislých úseků 68 vodní nebo parní přívodní trubky 66 jako součástí nosného systému.

Hlavní funkcí vodní nebo parní přívodní trubky 66 je přivádět vodu nebo páru do trubkových stěn odlučovače _14 částic nebo do některých dalších částí systému kotle u spalovacího zařízení

10.

U provedení, které je znázorněno na vyobrazeních podle obr. 1 a podle obr. 2, je spodní část svislého úseku 68 přívodní trubky 66 připojena k teplosměnné komoře 16 prostřednictvím krátké věšákové tyče 62.

-8CZ 304616 B6

Odpovídajícím způsobem je horní část svislého úseku 68 přívodní trubky 66 připojena k horní části cyklonového odlučovače 14 částic prostřednictvím krátké věšákové 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 odlučovače 14 částic, takže poměrně krátká přepážka 70 je postačující pro kompenzaci jejich vzájemných tepelných pohybů.

Věšákový 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 topeniště 12 může být rovněž provedeno velice jednoduše, a to s využitím vratného kanálu 44, které zahrnuje svislou část s krátkou přepážkou 78.

Shora popsaná konstrukce je kompaktní v tom smyslu, že teplosměnná komora 16 je umístěna v blízkosti odlučovače 14 částic a topeniště 12. Avšak teplosměnná komora 16 nezabírá žádný prostor v blízkosti spodní části topeniště 12 nebo v blízkosti základny 54. Zbývá tak velký prostor pro uspořádání dalších případných potrubí a nádrží v blízkosti spodní části topeniště 12.

Na vyobrazení podle obr. 3 je schematicky znázorněn závěsný věšákový 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) odlučovače 14 částic prostřednictvím vodorovných vstupních sběrných trubek 84.

Teplosměnná komora 16 je zavěšena prostřednictvím tupých věšákových tyčí 86, připevněných ke vstupním sběrným trubkám 84.

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

Je rovněž možno prodloužit část, například každou pátou trubku, stěnových trubek od stěny 76 podle obr. 1 směrem dolů, například k úrovni vstupní sběrné trubky 84, a využívat těchto trubek jako součástí závěsného věšákového systému teplosměnné komory 16.

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

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

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

-9CZ 304616 B6

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.

Claims (17)

1. Seshora nesené kotlové zařízení (10) s cirkulujícím fluidním ložem, obsahující:

topeniště (12), mající boční stěny (18, 20) trubkostěnné konstrukce, pro spalování paliva a vytváření produktů spalování, odlučovač (14) částic, připojený k topeništi (12), pro odlučování částic od produktů spalování z topeniště (12), a obsahující přímou horní část (36), mající boční stěny trubkostěnné konstrukce, a násypkovitou spodní část (38), vnější teplosměnnou komoru (16), připojenou k odlučovači (14) částic, pro odnímání tepla z produktů spalování, vratný kanál (44), připojený k teplosměnné komoře (16), pro navracení částic, odloučených v odlučovači (14) částic, do topeniště (12), tuhou nosnou konstrukci (52, 56) pro nesení prvků, včetně odlučovače (14) částic, u zařízení (10), a závěsné prostředky, obsahující alespoň jednu z parních trubek a z vodních trubek (66), pro zavěšení teplosměnné komory (16) na tuhé nosné konstrukci (52, 56), vyznačující se tím, že zařízení (10) obsahuje věšákové prostředky pro zavěšení teplosměnné komory (16) na horní části odlučovače (14) částic.

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že parní trubky nebo vodní trubky (66) mají za provozu teplotu zhruba od 300 do zhruba 550 °C.

3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnější teplosměnná komora (16) s výhodou obsahuje vnější stěny, které nejsou chlazeny.

4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že tuhá nosná konstrukce (56) je s výhodou umístěna nad kotlovým zařízením pro nesení prvků kotlového zařízení.

5. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že více než zhruba 60 % délky závěsných prostředků zahrnuje alespoň jednu z parních trubek a z vodních trubek (66).

6. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že věšákové prostředky zahrnují alespoň jednu z parních trubek a z vodních trubek (66).

7. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že věšákové prostředky zahrnují alespoň jednu z parních trubek a z vodních trubek (66), probíhající směrem dolů od horní části (36) odlučovače (14) částic.

-10CZ 304616 B6

8. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že věšákové prostředky zahrnují alespoň jednu z parních trubek a z vodních přívodních trubek (66).

9. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň zhruba 50 % délky věšákových prostředků s výhodou zahrnuje alespoň jednu z parních trubek a z vodních trubek (66).

10. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje sběrnou trubku (72) pro přivádění alespoň horké vody nebo páry do trubkových stěn odlučovače (14) částic.

11. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že alespoň část věšákových prostředků je s výhodou připojena ke sběrné trubce (72).

12. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že odlučovač (14) částic s výhodou obsahuje boční stěny (74, 76, 80, 82), mající trubkostěnnou konstrukci, přímou horní část (36) a nesouměmou spodní část.

13. Zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že věšákové prostředky zahrnují alespoň jednu z parních trubek a z vodních přívodních trubek (66).

14. Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že dále obsahuje věšákové tyče (64) pro připojení věšákových prostředků k horní části (36) odlučovače (14) částic.

15. Zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že část věšákových prostředků zahrnuje alespoň jednu z parních trubek a z vodních přívodních trubek (66).

16. Zařízení podle nároku 15, vyznačující se tím, že dále obsahuje věšákové tyče (64) pro připojení části věšákových prostředků k horní části (36) odlučovače (14) částic.

17. Zařízení podle nároku 16, vyznačující se tím, že část věšákových prostředků obsahuje trubkové stěny (74) spodní části (38) odlučovače (14) částic.