ES2350946T3 - Caldera de tiro descendente supercrítica. - Google Patents

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Abstract

Una caldera adaptada para calentar agua hasta una condición supercrítica, en una operación de un solo paso, que comprende: una primera cámara de combustión (10); una pluralidad de tubos (110) para el trasporte del agua, incluyendo cada tubo una parte vertical, estando localizado cada tubo, al menos parcialmente, en la primera cámara de combustión (10); y medios de calentamiento (20, 22) para calentar la primera cámara de combustión; caracterizada por que: la perforación interna de cada tubo está estriada o ranurada para adaptarla para que funcione a un flujo másico de menos de 1300 kg /m2s, y por que la caldera es una caldera de tiro descendente, y los medios de calentamiento comprenden uno o más quemadores de tiro descendente (22) montados en arcos de la caldera para dirigir el calor hacia abajo, hacia la primera cámara de combustión (10).

Description

La presente invención se refiere a calderas. En particular, pero no exclusivamente, la invención se refiere a calderas capaces de utilizar combustibles de baja volatilidad en condiciones supercríticas.
Las centrales eléctricas modernas están diseñadas para obtener alta eficiencia. Aparte de ventajas económicas, esto tiene también ventajas medioambientales, tales como la reducción de la utilización de combustible, la cantidad de ceniza/humos generados, y los niveles de contaminantes y dióxido de carbono emitidos.
La mayoría de las grandes plantas térmicas europeas que se han puesto en marcha durante la pasada década y que usan combustibles fósiles, han utilizado parámetros de vapor supercrítico para conseguir eficiencias más altas. Estas plantas están basadas típicamente en la tecnología de carbón pulverizado (PC). Las temperaturas y presiones del vapor se han visto incrementadas continuamente durante este tiempo. Sin embargo, un límite que se alcanza es la máxima temperatura que pueden tolerar los metales usados en los tubos de la caldera y en los álabes de la turbina.
Es ventajoso utilizar combustibles de bajo coste junto con condiciones de vapor de alta eficiencia. Además, las emisiones se reducirán en comparación con una unidad de tamaño similar que funciona en condiciones de vapor subcrítico.
Hay dos tipos de diseños de calderas supercríticas que se usan actualmente. El primer tipo utiliza tubos orientados verticalmente y funciona a flujos másicos por tubo de 1500 kg/m2s, o mayores (alto flujo másico). Los tubos tienen que estar apropiadamente dimensionados, típicamente con un diámetro interno entre 15 y 45 mm y dispuestos en un único paso o en múltiples pasos, en la parte inferior del horno de la caldera, donde están situados los quemadores y el aporte de calor es alto para asegurar un enfriamiento suficiente.
Típicamente, una disposición de tubo vertical no requiere miembros de soporte adicionales, distintos de los que dan rigidez estructural.
Esta disposición de una caldera de un solo paso, con los tubos orientados verticalmente que funcionan a flujos másicos por tubo altos (>1500 kg/m2s) es, generalmente, el diseño menos preferido para nuevos proyectos, debido a las dificultades de operación y otras que surgen de este diseño.
El segundo tipo de caldera supercrítica utiliza una disposición en espiral de los tubos para formar la parte inferior del horno de la caldera, donde están situados los quemadores, y el aporte de calor es alto para asegurar un enfriamiento suficiente. Esta disposición en espiral utiliza menos tubos para obtener el flujo deseado por tubo, enrollándolos alrededor de la caldera para crear una envolvente. La disposición también tiene el beneficio hacer pasar todos los tubos por todas las zonas de calor, para mantener una temperatura de fluido sustancialmente uniforme en la salida de esta parte inferior del horno de la caldera.
Sin embargo, este enrollamiento de los tubos alrededor de la caldera aumenta los costes y la complejidad asociada con la fabricación e instalación. Más aún, típicamente se necesitan barras verticales de soporte adicionales. También, la selección de un diámetro apropiado del tubo es de nuevo necesaria ya que las condiciones termodinámicas similares prevalecen.
Las calderas son de circulación natural, de circulación forzada o de un solo paso en cuanto al tipo. Todas ellas puede funcionar en condiciones de vapor subcrítico, pero solo los calderas de un solo paso ofrecen la posibilidad de funcionar en condiciones de vapor supercrítico. El tipo de caldera de un solo paso usado más habitualmente es la caldera Benson. Funciona típicamente a niveles de potencia de hasta 1300 MWe, a presiones de vapor de hasta 350 bar, y temperatura del vapor de hasta 600ºC o más. Tales calderas pueden proporcionar un ciclo de agua/vapor eficiente, altas temperaturas de vapor, insensibilidad a la cantidad de vapor producido y temperatura del vapor para propiedades fluctuantes del combustible, la capacidad para cambios rápidos de carga debido al funcionamiento a presión variable y tiempos cortos de puesta en marcha.
En las calderas de un solo paso, el flujo másico normalmente es demasiado alto para permitir que el flujo se redistribuya de forma natural hacia los tubos que tienen un mayor aporte de calor, para protegerlos de sobrecalentamiento. Más aún, una caldera de un solo paso de alto flujo másico tendrá una circulación forzada característica, de manera que el flujo disminuye con el aumento del aporte de calor. Aunque el tubo de una caldera de circulación natural que recibe más calor que un tubo medio retira más flujo naturalmente, lo que aumenta el enfriamiento y protege al tubo del sobrecalentamiento, en una caldera de un solo paso de circulación forzada con alto flujo másico, el tubo que recibe más calor que el tubo medio recibe menos flujo. Esto puede dar como resultado un incremento aún mayor de la temperatura de la pared del tubo y un fallo potencial del tubo.
Por lo tanto, tanto la caldera supercrítica de tubos verticales como de tubos en espiral, requiere un flujo másico relativamente alto por tubo para el enfriamiento.
Los diseños de calderas de flujo másico medio se han intentado en calderas de circulación forzada de un solo paso. Sin embargo, estas calderas típicamente tienen un peor rendimiento que los diseños de alto flujo másico. Cuando el flujo másico se reduce durante la reducción de carga en un tubo que recibe más calor que la media, el flujo restante estará menos capacitado para proporcionar un enfriamiento aceptable.
Es ventajoso proporcionar un diseño para un caldera de un solo paso que tenga tubos verticales y una capacidad de funcionar a una presión variable a lo largo del intervalo de carga mientras que exhiba características de circulación natural, protegiendo así a los tubos del sobrecalentamiento. Es deseable que el flujo másico sea bajo para promover la característica de circulación natural, minimizar las pérdidas de presión de la caldera y reducir la potencia de la bomba requerida.
Un desarrollo reciente es usar tubos verticales con un flujo másico más pequeño (menor de 1300 kg/m2s en los tubos del horno), estando los tubos estriados o ranurados por dentro. La transferencia de calor en un tubo ranurado se mejora especialmente durante la evaporación, porque las fuerzas centrífugas transportan la fracción de agua del vapor húmedo a la pared del tubo. El humedecimiento de la pared da como resultado una transferencia de calor mayor de la pared al fluido. Una disposición de tubos verticales ranurados permite un diseño con un flujo másico menor, lo que a su vez cambia las características de flujo de un sistema de un solo paso. El aumento del aporte de calor a un tubo individual supone un aumento de la capacidad de procesamiento para el tubo en cuestión, debido a la circulación natural o característica de flujo positivo.
Es necesario optimizar el tamaño y la disposición geométrica de las estrías o ranuras internas del tubo para permitir una reducción suficiente del flujo másico, para posibilitar que el horno de la caldera de un solo paso se enfríe con éxito en un solo paso vertical.
La mayoría de las calderas de un solo paso en funcionamiento hoy en día tienen unas paredes de caldera construidas de tubos perforados lisos para una transferencia de calor con alto flujo másico. Aunque algunas calderas de un solo paso utilizan tubos ranurados, de momento funcionan típicamente a flujos másicos altos.
Existen problemas particulares cuando se usan combustibles de baja volatilidad como el carbón. El encendido del combustible y también los niveles bajos de carbón no quemado, se hacen más difíciles de conseguir a medida que se reduce el contenido de volátiles. Par superar estas dificultades, es necesario asegurar un tiempo de residencia más largo del combustible en la caldera. Otros requisitos son un granulado fino del combustible, cuidadosa admisión de aire y una cubierta refractaria de la caldera optimizada.
La tecnología de calderas de tiro descendente, o llama en W, es la más ampliamente usada para quemar carbones poco volátiles. Estos tipos de calderas son especialmente adecuados para su uso con carbones de antracita que son los carbones que contienen menos del 10% de materia volátil (en seco, sin ceniza). Sin embargo, la configuración geométrica de la caldera de tiro descendente, o de llama en W, no se presta a la adopción de las condiciones de vapor supercrítico de un solo paso por razones de complicada fabricación, instalación y soporte de esta disposición de caldera de tiro descendente, con la disposición preferida de los
tubos en espiral.
Es habitual usar bifurcaciones en los tubos de las calderas de tiro descendente. Esto es para posibilitar que todos los tubos de la caldera estén soportados y tengan un flujo de agua para el enfriamiento.
Las pérdidas de presión en todas las calderas proceden de dos fuentes principales: pérdidas de presión estática y de presión dinámica. La presión estática se debe al peso de una columna de vapor y agua y, por lo tanto, depende de la densidad y la altura implicadas. La caída total de presión estática se puede obtener de la integración de las alturas y las densidades sobre la altura del circuito. Cuanto mayor sea el aporte de calor, más vapor se generará, y esta menor densidad supone una menor presión estática. Sin embargo, un mayor aporte de calor requiere un enfriamiento suficiente.
Las pérdidas de presión dinámica surgen de la fricción entre el fluido y la pared del tubo, de la turbulencia y por la aceleración del flujo. Estas pérdidas son funciones del volumen específico, la geometría del tubo y el flujo másico. A mayor aporte de calor, más vapor se generará y así mayores serán las pérdidas dinámicas.
Conseguir la caída de presión correcta en la localización apropiada es fundamental para el éxito del diseño de las calderas de bajo flujo másico que utilizan tubos verticales.
Altos caudales másicos, llevan a altas pérdidas dinámicas. Los circuitos diseñados con bajos caudales másicos están dominados por caídas de presión estática. Cuando se aplica un calor adicional, la caída de presión total cae. El flujo en el tubo afectado tiene que aumentar para igualar la caída de presión total en el circuito (por lo tanto, una característica de flujo positivo). La respuesta de flujo positivo sigue mejorando a medida que los caudales másicos de agua se reducen.
Frank J et al: “Benson -Dampferzeuger mit Senkrecht Beroherter Brennkammer Praxisnaher Grossversuch Belegt Auslegungssicherheit”, VGB Kraftwerkstechnik, VGB Kraftwerkstechnik GmbH Essen, describe un generador de vapor convencional supercrítico de un solo paso. El generador de vapor se enciende mediante un encendido de pared horizontal convencional.
El documento DE1151036 es un ejemplo de otro sistema diseñado para funcionamiento supercrítico. En el documento DE1151036 se enciende mediante una disposición de quemador que está inclinada hacia abajo desde una parte de la pared que sirve para producir un efecto Venturi.
El libro “Boilers and Burners” de P. Basu y C. Kefa y L. Jestin (Springer 2000) describe una técnica de combustión de tiro descendente en las páginas 257-259.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona una caldera adaptada para calentar agua hasta condiciones supercríticas, en una operación de un solo paso, que comprende:
una primera cámara de combustión;
una pluralidad de tubos para el transporte de agua, incluyendo cada tubo una parte vertical, estando localizado cada tubo, al menos parcialmente, en la primera cámara de combustión; y
medios de calentamiento para calentar la primera cámara de combustión; caracterizada por que:
la perforación interna de cada tubo está estriada o ranurada, tal como para adaptarse a funcionar a un flujo másico de menos de 1300 kg/m2s, y por que
la caldera es una caldera de tiro descendente, y
los medios de calentamiento comprenden uno o más quemadores de tiro descendente montados en arcos de la caldera para dirigir el calor hacia abajo hacia la primera cámara de combustión.
Cada tubo incluye una parte sustancialmente lineal.
Cada tubo incluye una parte sustancialmente vertical.
La caldera de tiro descendente incluye una pluralidad de tubos.
Preferentemente, la caldera incluye una pluralidad de miembros de soporte. Preferentemente, uno o más miembros de soporte se proporcionan en la pared delantera de la caldera. Preferentemente, uno o más miembros de soporte se proporcionan en la pared trasera de la caldera.
Preferentemente, cada tubo tiene una única entrada y una única salida.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para calentar agua hasta una condición supercrítica que comprende:
transportar el agua dentro de una pluralidad de tubos a una primera cámara de combustión de una caldera, incluyendo cada tubo una parte vertical, estando localizado cada tubo, al menos parcialmente, en una primera cámara de combustión; y
calentar la primera cámara de combustión de modo que el agua dentro de cada tubo se caliente hasta una condición supercrítica, en una operación de un solo paso; caracterizado por que
la perforación interna de cada tubo está estriado o ranurada para funcionar a un flujo másico menor de 1300 kg/m2s, y por que
la primera cámara de combustión se proporciona en una caldera de tiro descendente, y la primera cámara de combustión se calienta usando uno o más quemadores de tiro descendente montados en arcos de la caldera para dirigir el calor hacia abajo, hacia la primera cámara de combustión.
Una realización de la presente invención se describirá ahora a modo de ejemplo
solamente, con referencia los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 es una vista frontal de una caldera supercrítica que tiene una disposición de (a) un tubo vertical y (b) un tubo en espiral;
La Figura 2 es una vista esquemática de (a) una caldera de tubo vertical (b) una caldera de tubo en espiral y (c) una caldera de acuerdo con la invención;
La Figura 3 es un gráfico de la respuesta del flujo másico de una caldera típica; y
La Figura 4 es una vista frontal de una caldera de acuerdo con la presente invención.
Las Figuras 1 (a) y (b) muestran una caldera de tubo vertical y una caldera de tubo en espiral supercrítica, respectivamente, y un diagrama de flujo para estas calderas se muestra en las Figura 2 (a) y (b), respectivamente. Cada una de las calderas 100, 102 tienen una parte inferior 110, o una primera cámara de combustión, y una parte superior 112.
Cada una de las calderas 100, 102 tiene un número de tubos 120 orientados verticalmente en la parte superior 112, pero la caldera en espiral 102 tiene una disposición helicoidal 122 en la parte inferior de la caldera 102.
En ambas calderas 100, 102 los tubos tienen típicamente un diámetro interno de aproximadamente 15 a 45 mm y tiene que emplearse un flujo másico suficientemente alto por tubo para asegurar un enfriamiento suficiente.
La Figura 3 muestra la proporción de la respuesta del flujo del tubo representada con respecto al caudal másico. La figura muestra que un caudal másico mayor conduce a una respuesta de flujo negativo.
La Figura 2 (c) muestra un diagrama de flujo ideal en el que la respuesta de flujo permite un solo paso por la parte inferior 110, sin necesidad de una disposición compleja de tubos y donde hay un enfriamiento suficiente de los tubos.
La Figura 4 muestra una caldera de acuerdo con la presente invención. Típicamente, la caldera se usa para generar vapor para un conjunto turbo-alternador especializado. Un número de miembros de soporte 40 proporciona soporte estructural a la caldera.
La caldera es una caldera de tiro descendente y tiene una parte inferior 10 que define una primera cámara de combustión y una parte superior 12. Los medios de calentamiento se proporcionan en forma de un número de quemadores de tiro descendente 22 que están montados en arcos 14 de la caldera para aplicar calor a la parte inferior 10. En una caldera de tiro descendente, el combustible quemado del quemador 22 se dirige a la base de la caldera. Posteriormente, el perfil de la caldera provoca que el combustible quemado se transporte hacia arriba, dando como resultado una llama en forma de W. Las calderas de tiro descendente se usan ampliamente para quemar carbones de baja volatilidad, puesto que proporcionan un mayor tiempo de residencia del combustible en la caldera.
Para unas unidades de menor tamaño se puede usar una mitad de la sección del horno
en forma de W. Esto se denomina encendido en forma de “U”
El combustible usado es carbón, que primero se seca y se muele para convertirlo en un combustible pulverizado. Éste se transporta a través de las tuberías 20 hacia los quemadores de tiro descendente 22 usando una corriente de aire calentado. El combustible se sopla hacia dentro de la parte inferior 10 de la caldera para que se queme.
El calor liberado es absorbido por las paredes de la caldera 14, que están refrigeradas con agua. Los tubos se proporcionan dentro de las paredes de la caldera y están sustancialmente en una orientación vertical. la perforación interna de los tubos está estriada o ranurada. El calor absorbido convierte el agua de los tubos en vapor. Los tubos están dispuestos de modo que el número de codos en los tubos se minimice. Esto se consigue en parte usando una disposición vertical. Esta disposición de tubos da como resultado la pérdida de presión correcta en la localización apropiada, lo que es importante para calderas que usan un flujo másico bajo.
El diámetro interno de los tubos es entre 15 y 45 mm, lo que es considerablemente menor que para las calderas de tiro descendente subcríticas, de circulación natural, con encendido en “W”. Esto reduce la capacidad de soporte de carga, pero ayuda a permitir el uso de un caudal másico menor.
Se ha encontrado que la combinación de los tubos de menor diámetro, una perforación interna estriada o ranurada, un número reducido de codos y la disposición vertical de los tubos permite el uso de un caudal másico bajo. Este caudal másico bajo favorece la circulación natural, mejora el enfriamiento y reduce el riesgo de fallo del tubo.
Un caudal másico menor tiende a reducir el enfriamiento de las paredes del tubo, por lo que existe un caudal másico óptimo. Estas condiciones óptimas se pueden obtener de los correspondientes cálculos de la temperatura del metal de la pared del tubo para una aplicación específica. Se ha encontrado que un diseño de la caldera de acuerdo con la invención puede proporcionar fácilmente tales condiciones óptimas.
Otras ventajas de una caldera de acuerdo con la invención incluyen que las pérdidas de presión en la caldera se minimizan y la potencia de la bomba requerida se reduce.
La caldera calienta el agua hasta una condición supercrítica. El vapor generado está sobrecalentado en la parte superior 12 de la caldera y las secciones de sobrecalentamiento, mostradas típicamente como un sobrecalentador primario 33, un sobrecalentador de placas 30 y un sobrecalentador final 32, antes de que se transporte a la turbina.
Tras una expansión del vapor en un cilindro de una turbina de alta potencia, el vapor se devuelve a la caldera para recalentarlo usando un recalentador 34, antes de la expansión final dentro de los cilindros de la turbina de baja y media potencia. El condensado se bombea de vuelta a la caldera para su reutilización.
Los productos de combustión se enfrían usando un recuperador 36 que recibe el agua suministrada a la caldera. Los gases se limpian después usando numerosos procesos aguas abajo para retirar particulados o gases no deseados, tales como monóxido de azufre o monóxido de nitrógeno.

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Una caldera adaptada para calentar agua hasta una condición supercrítica, en una
    operación de un solo paso, que comprende:
    una primera cámara de combustión (10);
    una pluralidad de tubos (110) para el trasporte del agua, incluyendo cada tubo una parte vertical, estando localizado cada tubo, al menos parcialmente, en la primera cámara de combustión (10); y
    medios de calentamiento (20, 22) para calentar la primera cámara de combustión; caracterizada por que:
    la perforación interna de cada tubo está estriada o ranurada para adaptarla para que
    funcione a un flujo másico de menos de 1300 kg /m2s, y por que la caldera es una caldera de tiro descendente, y los medios de calentamiento comprenden uno o más quemadores de tiro descendente
    (22) montados en arcos de la caldera para dirigir el calor hacia abajo, hacia la primera cámara de combustión (10).
  2. 2. Una caldera de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el diámetro de cada tubo
    (110) es menor de 38 mm
  3. 3. Una caldera de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el diámetro de cada tubo
    (110) es de aproximadamente 25 mm.
  4. 4.
    Una caldera de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la a caldera incluye una pluralidad de miembros de soporte (40).
  5. 5.
    Una caldera de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que cada tubo (110) tiene una única entrada y una única salida
  6. 6.
    Un método para calentar agua hasta una condición supercrítica, que comprende:
    transportar el agua dentro de una pluralidad de tubos hacia una primera cámara de combustión (10) proporcionada en una caldera, incluyendo cada tubo una parte vertical, estando localizado cada tubo, al menos parcialmente, en una cámara de combustión; y
    calentar la primera cámara de combustión (10) de tal modo que el agua en cada tubo
    (110) se caliente hasta una condición supercrítica en una operación de un solo paso; caracterizado por que
    la perforación interna de cada tubo está estriada o ranurada para funcionar a un flujo másico de menos de 1300 kg /m2s, y por que
    la primera cámara de combustión (10) se proporciona en una caldera de tiro descendente, y la primera cámara de combustión (10) se calienta usando uno o más quemadores (22) montados en arcos de la caldera para dirigir el calor hacia abajo, hacia la primera cámara de combustión (10).
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006005208A1 (de) * 2006-02-02 2007-08-16 Hitachi Power Europe Gmbh Hängender Dampferzeuger
CN101280915B (zh) * 2008-05-07 2012-12-19 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 在侧墙上设置空气喷嘴的“w”火焰锅炉炉膛
DE102010038885B4 (de) * 2010-08-04 2017-01-19 Siemens Aktiengesellschaft Zwangdurchlaufdampferzeuger
JP5931693B2 (ja) * 2012-10-25 2016-06-08 三菱日立パワーシステムズ株式会社 中小容量火力発電プラントのリプレース又はリノベーションの方法及び中小容量火力発電プラント用ボイラのリプレース又はリノベーションの方法
CN103115353B (zh) * 2013-03-04 2015-06-17 章礼道 半“w”火焰燃烧超临界电站锅炉
CN109764328B (zh) * 2018-12-12 2020-08-25 华中科技大学 一种超临界二氧化碳锅炉使用方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2196889A (en) * 1936-07-01 1940-04-09 Babcock & Wilcox Co Steam generator
US2330240A (en) * 1941-06-14 1943-09-28 Babcock & Wilcox Co Steam generator
US2278189A (en) * 1939-04-29 1942-03-31 Universal Oil Prod Co Heater
GB842419A (en) * 1955-12-16 1960-07-27 Babcock & Wilcox Ltd Improvements in tubulous vapour generating and superheating units
US2921565A (en) * 1955-12-16 1960-01-19 Babcock & Wilcox Co Steam generating and superheating unit with downshot burners and gas recirculation temperature control
GB802173A (en) * 1956-01-27 1958-10-01 Babcock & Wilcox Ltd Improvements in tubulous steam boilers
DE1551036A1 (de) 1967-04-22 1970-04-23 Riley Stoker Corp Vorrichtung zur Erzeugung von Dampf im hyperkritischen Druck- und Temperaturbereich
US3924575A (en) * 1974-11-20 1975-12-09 Foster Wheeler Energy Corp Fluid heating and separating apparatus
US4072130A (en) * 1976-12-01 1978-02-07 The Ducon Company, Inc. Apparatus and method for generating steam
US4290389A (en) * 1979-09-21 1981-09-22 Combustion Engineering, Inc. Once through sliding pressure steam generator
CA2116745C (en) * 1993-03-03 2007-05-15 Shuichi Nagato Pressurized internal circulating fluidized-bed boiler
DE4333404A1 (de) * 1993-09-30 1995-04-06 Siemens Ag Durchlaufdampferzeuger mit vertikal angeordneten Verdampferrohren
JPH09203501A (ja) * 1996-01-26 1997-08-05 Nippon Furnace Kogyo Kaisha Ltd 小型貫流ボイラ
US6116196A (en) * 1997-02-28 2000-09-12 Miura Co., Ltd. Water-tube boiler
JP2000314502A (ja) * 1999-04-30 2000-11-14 Miura Co Ltd 水管ボイラ
JP2004197970A (ja) * 2002-12-16 2004-07-15 Miura Co Ltd 低ＮＯｘ燃焼方法とその装置

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