FI101737B - Säätävä pakokaasukattila - Google Patents

Säätävä pakokaasukattila Download PDF

Info

Publication number
FI101737B
FI101737B FI964281A FI964281A FI101737B FI 101737 B FI101737 B FI 101737B FI 964281 A FI964281 A FI 964281A FI 964281 A FI964281 A FI 964281A FI 101737 B FI101737 B FI 101737B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
steam
water
cylinder
water cylinder
adjustable exhaust
Prior art date
Application number
FI964281A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI964281A0 (fi
FI101737B1 (fi
FI964281A (fi
Inventor
Pasi Aaltonen
Original Assignee
Pipemasters Oy Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pipemasters Oy Ltd filed Critical Pipemasters Oy Ltd
Publication of FI964281A0 publication Critical patent/FI964281A0/fi
Priority to FI964281A priority Critical patent/FI101737B1/fi
Priority to CN97199111A priority patent/CN1119557C/zh
Priority to DE69727319T priority patent/DE69727319T2/de
Priority to TR1999/00898T priority patent/TR199900898T2/xx
Priority to AU47834/97A priority patent/AU715484B2/en
Priority to US09/284,812 priority patent/US6105538A/en
Priority to BR9712566-0A priority patent/BR9712566A/pt
Priority to PCT/FI1997/000640 priority patent/WO1998017948A1/en
Priority to SI9730635T priority patent/SI0968388T1/xx
Priority to IDW990285A priority patent/ID22027A/id
Priority to DK97910464T priority patent/DK0968388T3/da
Priority to KR10-1999-7003560A priority patent/KR100379135B1/ko
Priority to ES97910464T priority patent/ES2213818T3/es
Priority to AT97910464T priority patent/ATE258292T1/de
Priority to PT97910464T priority patent/PT968388E/pt
Priority to NZ335484A priority patent/NZ335484A/en
Priority to EP97910464A priority patent/EP0968388B1/en
Priority to CA002269556A priority patent/CA2269556C/en
Priority to JP50454798A priority patent/JP3306072B2/ja
Publication of FI964281A publication Critical patent/FI964281A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI101737B publication Critical patent/FI101737B/fi
Publication of FI101737B1 publication Critical patent/FI101737B1/fi
Priority to NO991959A priority patent/NO991959L/no
Priority to HK00102302A priority patent/HK1024051A1/xx

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00Control systems for steam boilers
    • F22B35/007Control systems for waste heat boilers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22DPREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
    • F22D5/00Controlling water feed or water level; Automatic water feeding or water-level regulators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1807Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00Control systems for steam boilers
    • F22B35/02Control systems for steam boilers for steam boilers with natural convection circulation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/30Technologies for a more efficient combustion or heat usage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Air Supply (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Chimneys And Flues (AREA)

Description

101737 Säätävä pakokaasukattila
Keksintö kohdistuu dieselmoottorin tai vastaavan koneen tuottamien pakokaasujen 5 lämpöenergian talteen ottaviin kattiloihin, erityisesti höyrykattiloihin, ja niiden tehon säätöön. Pakokaasukattila koostuu höyry-/vesilieriöstä ja lämpöenergiaa talteen ottavasta konvektio-osasta, joka yleisimmin on vesiputkirakenteinen. Putket voivat olla sileitä tai rivoitettuja ja ne ovat yleensä vaaka- tai pystyasennossa. Höyry-/ve-silieriö toimii konvektio-osaan syötettävän nesteen ja siellä kehitetyn höyryn varas-10 tosäiliönä. Lisäksi pakokaasukattilaan kuuluu runko, lämpöeristetty kotelo, pakokaasun sisään- ja ulosvirtausaukot, tarvittavat venttiilit, putkitukset, mahdolliset kokoo-japutket, pumput, säätölaitteet, varolaitteet ja ohjauskeskus. Ennen kattilaan syöttämistä vesi käsitellään kattilaveden käsittelylaitteilla ja kemikaaleilla.
15 Pakokaasukattiloita on yleisimmin käytetty laivoissa ja dieselvoimalaitoksissa, jois sa käyttövarmuudella on erittäin suuri merkitys. Osittain tästä syystä käytössä olevat ratkaisut tuntuvat yksinkertaisilta ja tekniikaltaan vanhentuneilta. Lisäksi varsinkin laivapuolella luokituslaitokset valvovat tarkasti käytettyjä ratkaisuja ja uusille rakenteille suoritetaan laajat ja perusteelliset koeajot jo pelkästään meriturvallisuuden ta-20 kia. Hankalissa, puutteellisissa ja ankarissa käyttöolosuhteissa ovat kaikkein yksinkertaisimmat ratkaisut niin säädön kuin muidenkin toimintojen osalta osoittautuneet parhaiksi käyttövarmuuden suhteen. Höyryä kehittävien dieselmoottoreiden tai vastaavien pakokaasukattiloissa tehon säätö on toteutettu yleensä johtamalla osa pakokaasuista kattilan ohi, niin sanottu ohitussäätö, tai lauhduttamalla ylimääräinen höy-25 ry jäähdyttävällä aineella kuten vedellä, ilmalla tai vastaavalla, niin sanottu lauhdu-tussäätö. Toimintatapansa perusteella kattilat on perinteisesti jaettu vapaakiertoisiin, joissa kierto syntyy painovoiman ja lämpötilaerojen vaikutuksesta, sekä pakkokier-toisiin, joissa kierto synnytetään pumpun tai vastaavan laitteen avulla. Pakkokierto-kattiloissa tehon säätöön on käytetty kuristusventtiiliä, joka yleisimmin on sijoitettu 30 pumpun painepuolelle, niin sanottu kuristussäätö.
Ohitussäätöä varten on pakokaasukattilalle pitänyt rakentaa ohituskanava, joka on konstruktiona hankala toteuttaa ja kallis, koska järjestely vaatii lisäksi säätöpellin, jolla pakokaasuvirtauksia ohjataan pakokaasukattilaan ja sen ohi. Jotta säätöominai-35 suudet olisivat hyvät, tulisi säätöpellin olla kaksitoiminen eli säätää kattilaan ja ohitukseen menevää virtausta. Kahden erillisen säätöpellin käyttö on kallis ratkaisu. Käytännössä on usein päädytty käyttämään yhden säätöpellin ratkaisua säätöominai-suuksien ja virtausvastusten kustannuksella. Säätöpelti joutuu toimimaan kuumissa 101737 2 ja likaavissa olosuhteissa, jolloin toimintavarmuus kärsii. Kun kattilan ohitusvirtaus-ta suurennetaan, pienenee pakokaasujen virtausnopeus konvektio-osassa. Tästä on seurauksena pakokaasun noen, öljyn ja muiden kiinteiden aineiden tarttuminen kon-vektio-osan pinnoille, mikä heikentää lämmönsiirtoa ja pahimmassa tapauksessa ai-5 heuttaa tulipalon.
Lauhdutussäätöjäijestelmässä ei tarvita pakokaasujen ohituskanavaa eikä säätöpel-tiä. Sen sijaan pakokaasukattilasta tulevan ylimääräisen höyryn hävittämiseen tarvitaan lauhdutin, vesi-ja höyryputkistot, pumput ja/tai puhaltimet, säätöventtiilit ja 10 säätimet. Lauhdutin voi olla joko vesi- tai ilmajäähdytteinen.
Investointikustannusten lisäksi lauhdutussäätöjäijestelmässä syntyy käyttökustannuksia pumppujen ja/tai puhaltimien käytöstä, minkä lisäksi jäähdytysvesi saattaa joissakin olosuhteissa olla kallista tai lämmin ilmasto kasvattaa ilmajäähdyttimien 15 lämmönsiirtopintaa ja puhaltimien tehoa. Myös vakioteholla ajaminen kasvattaa kat- tilaveden käsittelykustannuksia ja laitekokoa. Lauhdutussäätöjäijestelmän hyvänä puolena voidaan pitää sitä, että pakokaasuilla on suurin mahdollinen virtausnopeus konvektio-osassa, mikä vähentää likaantumista.
20 Pakkokiertoisissa pakokaasukattiloissa putket ovat usein vaakatasossa ja eri vaakata soilla olevat putket on yhdistetty toisiinsa käyrillä putken osilla, jolloin kierto tapahtuu tasolta toiselle. Näin saadaan riittävän pitkiä putkia pakkokierron suurille nopeuksille ja höyrystyminen ehtii tapahtua. Pakkokiertoinen pakokaasukattila voidaan kytkeä myös siten, että samassa vaakatasossa olevat putket liittyvät toisiinsa. Pako-25 kaasukattilan kuristussäädössä virtausta pienennetään kattilan tehon pienentämiseksi. Virtausnopeuden pienentyessä tarpeeksi vesi jää makaamaan vaakatasossa olevien putkien pohjalle ja kiehuessaan kuiviin muodostaa kattilakiveä. Joissain tapauksissa saattaa muodostua erillisiä höyrytaskuja, jotka purkautuessaan saattavat vaurioittaa kattilaa. Kuivaksi ajettua pakkokiertoista pakokaasukattilaa käynnistettäessä 30 syntyy voimakas lämpöshokki, joka aiheuttaa voimakkaita lämpöjännityksiä ja rasit-! ' taa kattilaa.
FI-patenttijulkaisussa nro 64978 on esitetty pakokaasukattila, jossa konvektio-osan lämmönsiirtopinnat muodostuvat putkikierukoista, jotka on valmistettu sileästä put-35 kesta. Kattila on lieriömäinen ja konvektio-osan savusolat ovat päältä ja alta katsottuna rengasmaisia. Sisimmän kierukan sisälle jäävää tilaa käytetään ohituskanavana, jonne on sijoitettu myös äänen vaimennin. Säätöpelti on ohituskanavan päällä ja kun se suljetaan, kaikki pakokaasut viilaavat konvektio-osaan. Säätöpellin ollessa auki 3 101737 osa pakokaasuvirtauksesta kulkee konvektio-osan kautta. Likaantumista pienentää sileä putkirakenne. FI-patentin mukaisella rakenteella ei saavuteta säätöaluetta 0 -100 %. Siteistä putkista johtuen lämpöpinnat jäävät pieniksi ja kattilasta tulee raskas suurissa teholuokissa. Se soveltuu parhaiten korkeille pakokaasun lämpötiloille eli 5 nopeille dieselmoottoreille.
Tämän hakemuksen mukaisella keksinnöllä on tarkoitus saada aikaan säätävä pako-kaasukattila, joka on rakenteeltaan yksinkertainen ja varmatoiminen eikä sisällä liikkuvia osia. Pakokaasujen ohituskanavaa säätöpelteineen ei tarvita tämän hakemuk-10 sen mukaisessa säätävässä pakokaasukattilassa. Koska keksinnön mukainen säätävä pakokaasukattila ei kehitä höyryä yli kulutuksen, ei ylijäämähöyryn dumppaukseen tarvita lauhdutinta apulaitteineen. Keksinnön mukainen säätävä pakokaasukattila toimii vapaa- eli luonnonkierrolla, jolloin erillisiä kiertopumppuja ei tarvita. Koko pakokaasuvirta kulkee aina konvektio-osan läpi, joka takaa parhaan mahdollisen it-15 sepuhdistuvuuden.
Keksinnön mukainen säätävä pakokaasukattila perustuu siihen, että höyryn tuottoa säädetään veden pinnan korkeutta konvektio-osassa säätämällä. Tämän mahdollistaa neste-ja höyryfaasin erilaiset lämmönsiirto-ominaisuudet. Teräksinen kattilarakenne 20 kestää pakokaasukattilan kuivana ajon, koska pakokaasujen maksimilämpötila on noin 350°.
Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle säätävälle pakokaasukattilalle on tunnusomaista se, mikä on esitetty jäljempänä seuraavien patenttivaatimusten tun-25 nusmerkkiosissa.
Säätävässä pakokaasukattilassa edullisesti pystyasennossa olevien putkien veden pinnan korkeutta säädetään höyiy-/vesilieriön laskuputken tai laskuputkien yhteydessä olevalla ainakin yhdellä säädettävällä venttiilillä. Säätävässä pakokaasukatti-30 lassa konvektio-osasta tuleva mahdollisesti tulistunut höyry jäähdytetään syöttöve-! den avulla käyttämällä höyryn ohjainlevyjä, joiden sisäpuolelle syöttövesi johdetaan revitetyillä ja/tai rivoitetuilla putkilla ja/tai johtamalla höyry veden pintaan tai pinnan alle. Säätävän pakokaasukattilan höyry-/vesilieriön veden pinnan taso säädetään vakioksi tai sen annetaan vaihdella ylä-ja alarajan välillä. Veden pinnan korkeuden 35 säätö voidaan hoitaa erillisellä itsenäisellä säätöpiirillä. Konvektio-osan veden pinnan korkeutta säätävää venttiiliä ohjataan päähöyrylinjan tai höyry-/vesilieriön paineen, lämpötilan ja/tai virtauksen tai vastaavien suureiden avulla. Konvektio-osa voi koostua sileistä tai ripaputkista, myös levyrakenne tai edellisten yhdistelmä on mah- 101737 4 dollinen. Useampia pakokaasukattiloita voidaan kytkeä yhteiseen höyry-/vesilieri-öön, jolloin syöttövesipumppujen määrässä ja veden pinnan säädössä päästään minimiin. Höyry-/vesilieriön nostaminen ylemmäksi parantaa staattista painetta ja nopeuttaa säätöä. Säätävän pakokaasukattilan läpi virtaava pakokaasuvirta kulkee 5 kokonaisuudessaan konvektio-osan läpi.
Keksinnön avulla saavutetaan erittäin merkittäviä etuja.
Säätävän pakokaasukattilan säätö on lähes idioottivarma ja se soveltuu yhtä hyvin 10 valtamerille kuin viidakkoon. Mahdollisesti tarvittavia varaosia, kuten pressostaatte-ja ja lämpömittareita, on saatavilla ympäri maailmaa. Säätävää pakokaasukattilaa on yksinkertaista ajaa myös käsiajolla. Investointikustannukset sekä käyttökustannukset pienenevät, koska ei tarvita lauhduttimia eikä ohituskanavia. Säätävän pakokaasu-kattilan käytettävyyttä parantaa myös mahdollisuus suunnitella pakokaasukattila 15 maksimi virtausnopeudelle, jolloin konvektiopintojen itsepuhdistuvuus on paras mahdollinen virtausnopeuksien pysyessä lähes vakiona. Pystysuoralla putkiraken-teella pystytään vähentämään kattilakiven muodostusta ja varovaisella ajolla sekä huolellisella käytöllä se poistetaan lähes kokonaan. Vapaakiertoisen kattilan alalie-riön ja pinnan puhallukset on jäljestettävissä ja täten voidaan parantaa säätävän pa-20 kokaasukattilan käytettävyyttä ja käyttöikää.
Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin oheisten piirustusten avulla.
Kuvio 1 esittää kaaviollisesti erästä säätävän pakokaasukattilan suoritusmuotoa •; 25 edestä nähtynä.
Kuvio 2 esittää kuvion 1 säätävää pakokaasukattilaa sivulta nähtynä osittain halki-leikattuna.
30 Kuvio 3 esittää kaaviollisesti kytkentää, jossa useampia pakokaasukattiloita on kyt-! ketty yhteiseen höyry-/vesilieriöön.
Kuvioissa 1 ja 2 säätävän pakokaasukattilan 1 syöttöveden ja höyryn varastosäiliönä on höyry-/vesilieriö 2. Syöttövesivirta 3 tulee veden käsittelylaitteilta ja sitä sääde-35 tään venttiilillä 4. Putki 5 johtaa syöttöveden höyry-/vesilieriön 2 sisällä olevalle jakoputkelle 6. Jakoputki 6 on pyritty suunnittelemaan siten, että lämmönsiirto höyryn 7 ja syöttöveden 8 välillä olisi mahdollisimman edullinen. Syöttöveden pintaa 9 höyry-/vesilieriössä 2 säädetään säätimellä 10, josta lähtee esim. sähköinen viesti 101737 5 johdoilla 22 venttiilille 4 tai esim. syöttövesipumpulle. Säätö voi olla jatkuvaa tai alaraja/yläraja-säätönä tapahtuvaa. Visuaalisesti pinnan 9 korkeutta voidaan valvoa tarkkailulasien 11 avulla. Säätävän pakokaasukattilan 1 tuottama höyryvirtaus 12 säädetään päähöyryventtiilillä 13, joka on sovitettu höyry-/vesilieriöön 2 liittyvään 5 päähöyryputkeen 14. Säätävän pakokaasukattilan 1 varolaitteina toimivat mm. varo-venttiilit 15, jotka päästävät ylipaineen pois kattilasta, alipainesuoja 16, joka estää alipaineen syntymisen jäähtyneeseen kattilaanpa painemittari 17 osoittaa kattilassa vallitsevan paineen.
10 Höyry-/vesilieriön 2 vaipan 18 alaosaan on liitetty laskuputket 19, joihin on sovitettu säätävät venttiilit 20. Höyry-/vesilieriössä 2 painetta mittaava pressostaatti 21 ohjaa esim. sähköisellä viestillä johtojen 23 avulla venttiileitä 20 tai venttiilit 20 voivat olla myös omavoimaisia, suoraan höyryn 7 paineella, lämpötilalla tai vastaavalla ohjattuja.
15
Laskuputket 19 on liitetty alalieriöön 40, joka jakaa syöttöveden 8 konvektio-osan 41 alajakoputkiin 42 , joihin on kiinnitetty pystyputket 43. Lämmönsiirto tapahtuu pystyputkien 43 välityksellä, jotka voivat olla joko sileitä tai rivoilla 44 varustettuja lämmönsiirto-ominaisuuksien parantamiseksi. Myös levyrakenteilla voidaan korvata 20 konvektio-osan 41 putket. Pystyputket 43 liittyvät yläpäästään yläkokoojaputkiin 45, jotka johtavat höyryn 7 höyry-/vesilieriöön 2 ja on kiinnitetty toisesta päästään sen vaippaan 18. Höyry-/vesilieriöön aukoista 46 tuleva höyry 7 ohjataan ohjaimella 47 lämmittämään jakoputkessa 6 olevaa syöttövettä 8 ja/tai syöttövesi 8 jäähdyttää tulistunutta höyryä 7. Veden pinnan korkeus 48 konvektio-osassa 41 määrittää säätä-25 vän pakokaasukattilan 1 tehon.
Säätävän pakokaasukattilan 1 konvektio-osa 41 voidaan ripustaa yläosastaan runkoon 50 ja höyry-/vesilieriö 2 kiinnittää siihen esim. tukien 51 välityksellä. Pakokaasun virtaus 52 kulkee kokonaisuudessaan sisään- ja ulostuloaukkojen 53 ja 54 30 kautta konvektio-osan 41 läpi. Laippojen 55 ja 56 avulla säätävä pakokaasukattila 1 kytketään esim. dieselmoottorin pakokaasukanavaan. Laippoihin 55 ja 56 liittyvät lieriöt 57 ja 58 tai vastaavat liittyvät kartioiden 59 ja 60 välityksellä runkoon 50. Säädettävän pakokaasukattilan ulkopinnat (50, 57, 58, 59, 60) lämpöeristetään yleensä energiatalouden vuoksi ja työsuojelullisista syistä pintalämpötilan alentami-35 seksi.
Kuviossa 3 on esitetty suoritusmuoto, jossa kolme erillistä säätävää pakokaasukatti-laa 1 on kytketty yhteiseen höyry-/vesilieriöön 2. Nuolet 24 osoittavat höyryn 7 ku- 101737 6 lun. Erillisiltä pakokaasukattiloilta 1 tulevat höyryputket 25 tai yläkokoojaputket 45 yhdistetään höyry-/vesilieriölle 2 johtavaan yhdyshöyryputkeen 26. Myös toisen tyyppinen höyryn 7 kokoojaputkisto on luonnollisesti mahdollinen tai säätävät pako-kaasukattilat 1 kytketään suoraan höyry-/vesilieriöön 2 yläkokoojaputkilla 45 tai 5 suoraan. Kuvion 3 suoritusmuodossa yhdyshöyryputki 26 tuodaan yläkautta höy-ry-/vesilieriöön 2 vaipan 18 läpi ja se on liitetty reijitettyyn höyryn jakopukeen 27, joka on sijoitettu osittain tai kokonaan syöttöveden 8 pinnan 9 alapuolelle. Täten lämmitetään syöttövettä 8 ja kyllästetään tulistunutta höyryä 7. Reijistä 28 purkautuvat höyrysuihkut 29 sekoittuvat tehokkaasti syöttöveteen 8. Pinnankorkeuden sää-10 din 10 ohjaa johdon 30 välityksellä syöttövesiputkessa 5 olevaa pumppua 31. Putki 5 johdetaan tässä suoritusmuodossa suoraan höyry-/vesilieriöön 2. Laskuputki 32 on yläpäästään kiinnitetty höyry-/vesilieriön 2 vaipan 18 alaosaan ja alapäästään jako-tukkiin 33, johon on kytketty erillisten pakokaasukattiloiden 1 laskuputket 19. Venttiileillä 20 säädetään konvektio-osien 41 veden pinnan korkeus samoin kuin yksittäi-15 sissä kattiloissa 1. Syöttöveden 8 virtausta säädettäviin pakokaasukattiloihin on mer kitty nuolella 34.
Keksinnön mukainen säätävä pakokaasukattila 1 toimii seuraavaan tapaan. Dieselmoottorilta tai vastaavalta tulevaa pakokaasuvirtaa 52 ei mitenkään säädetä, vaan se 20 virtaa kokonaisuudessaan konvektio-osan 41 läpi pitäen lämmönsiirtopinnat puhtaina suuren virtausnopeuden ansiosta. Konvektio-osan 41 pystyputkissa 43 on höyrys-tettävä neste sisäpuolella ja pakokaasu ulkopuolella. Lämmönsiirron parantamiseksi putket yleensä ri voitetaan kaasuvirtauksen puolelta. Kun päähöy ry linjan 14 venttiili 13 avataan joko käsin tai jonkin käyttökohteen ohjaamana, höyry-/vesilieriössä 2 25 paine ja lämpötila laskevat ja pressostaatin 21 termostaatin tai suoraan höyryn 7 paineen, lämpötilan tai vastaavan ohjaamana avataan venttiiliä 20, jolloin laskuputken 19 kautta painovoiman vaikutuksesta syöttövesi 8 virtaa konvektio-osaan 41 ja nostaa veden pintaa 48. Höyryn 7 tuotto kasvaa, koska veden ja vesi-höyryseoksen lämmönsiirto on huomattavasti parempi kuin höyryn. Veden pinnan 48 yläpuolella ole- 30 va höyry tulistuu sitä enemmän mitä pienemmällä teholla pakokaasukattilaa ajetaan, koska veden pinta 48 on pienillä tehoilla alhaalla ja tulistava pinta kasvaa. Venttiiliä 20 voidaan säätää jatkuvatoimisena tai auki/kiinni-tyyppisenä riippuen höyryn kulu-tuskohteista, jotka määräävät säädön nopeuden ja tarkkuuden. Säädön nopeutta voidaan lisätä laskuputkien lukumäärää ja/tai halkaisijaa kasvattamalla. Myös nosta- 35 maila höyry-/vesilieriö 2 korkeammalle, kuten kuvassa 3 on esitetty, voidaan syöttö-veden 8 staattista painetta lisätä ja parantaa siten tehon säätönopeutta. Myös höy-ry-/vesilieriössä 2 olevaa syöttöveden 8 pinnan korkeutta 9 voidaan säätää jatkuvana säätönä tai ylä- ja alarajojen ohjaamana. Pinnan korkeuden 9 säätö voidaan toteuttaa 101737 7 täysin itsenäisesti ohjaamalla joko pumpun 31 ja/tai venttiilin 4 toimintaa. Säätävän pakokaasukattilan 1 stabiilin toiminnan kannalta on tärkeää, että tulistuneen höyryn tulistuslämpö pystytään siirtämään syöttöveteen. Itse syöttöveden 8 pinta 9 toimii jossain määrin lämmönsiirtopintana, mutta se ei riitä. Tämän vuoksi erilaisilla reikä-5 ja ripaputkiratkaisuilla tai johtamalla höyry 7 pintaan 9 tai sen alle pyritään parantamaan lämmönsiirtoa. Myös erilaisilla höyry- ja vesisuihkuilla voidaan parantaa lämmönsiirtoa.
Höyry-/vesilieriön pinnan 9 säätö toimii ylitäytön esteenä. Kun säätävää pakokaasu-10 kattilaa ajetaan nollateholla, syöttövettä 8 saattaa jäädä vain alalieriön 40 pohjalle, jonne voidaan jäjjestää ulospuhallusmahdollisuus. Myös pintapuhallus höyry-/vesi-lieriöön 2 on helposti jäljestettävissä veden pinnan 9 säädön ansiosta.
Tämän hakemuksen keksintö ei rajoitu vain edellä esitettyihin rakenteisiin ja suori-15 tusmuotoihin. Niinpä esim. konvektio-osan 41 rakenne voi vaihdella saatavilla olevien putkien mukaan. Rivoitus voi olla spiraalimainen tai pitkittäinen. Erilaisia ylä-kokooja- ja alajakoputkien yhdistelmiä voidaan käyttää tai ne voidaan jättää kokonaan pois. Höyry-/vesilieriö 2 voi olla toisen muotoinen tai sen asento voi olla toinen. Myös syöttöveden 8 lämmitys osittain tulistuneella höyryllä 7 voidaan toteuttaa 20 monilla eri tavoilla. Ammattimiehelle on myös selvää lukuisten säätölaitteiden ja toimilaitteiden käyttömahdollisuus keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.
«

Claims (10)

101737
1. Dieselmoottoreiden tai vastaavien pakokaasua tai vastaavaa kaasua tuottavien koneiden pakokaasujen lämpöenergian talteenottamiseen tarkoitettu säätävä pako-kaasukattila, jossa on vesi- ja höyrytilana toimiva höyry-/vesilieriö (2), höyrystime- 5 nä toimiva konvektio-osa (41), joka on sovitettu korkeussuunnassa höyry-/vesilie-riön (2) ja alalieriön (40) tai vastaavien väliin ja yhdistetty niihin, ja ainakin yksi höyry-/vesilieriön (2) ja alalieriön (40) tai vastaavat yhdistävä laskuputki (19), tunnettu siitä, että - ainakin yksi veden (8) määrääjä pinnan korkeutta (48) konvektio-osassa (41) sää-10 tävä venttiili (20) tai vastaava laite on sovitettu höyry-/vesilieriön (2) ja alalieriön (40) tai vastaavien väliin edullisesti laskuputken (19) alaosaan, - konvektio-osan (41) edullisesti pystyasennossa olevat putket (43) tai vastaavat ovat osittain veden (8) täyttämiä, jolloin konvektio-osan (41) veden pinnan korkeutta (48) venttiilin (20) avulla muuttamalla säädetään pakokaasukattilan tehoa perustuen 15 veden, vesi-höyryseoksen ja höyryn erilaisiin lämmönsiirto-ominaisuuksiin.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen säätävä pakokaasukattila, tunnettu siitä, että venttiili (20) on jatkuvasti säätyvä ja/tai auki/kiinni-tyyppinen.
3. Patenttivaatimusten 1-2 mukainen säätävä pakokaasukattila, tunnettu sii tä, että konvektio-osan (41) höyry-/vesilieriöön (2) yhdistävä putki (26) tai putket (45) lävistävät höyry-/vesilieriön (2) vaipan (18) ylimmän sallitun höyry-/vesilieriön (2) veden pinnan (9) yläpuolelta.
4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen säätävä pakokaasukattila, t u n n e 11 u sii tä, että höyry-/vesilieriön (2) sisälle on sovitettu sileä tai rivoitettu reijitetty jakoputki (6) höyry-/vesilieriön (2) vaipassa (18) olevien höyryaukkojen (46) eteen ohjain-levyn (47) taakse konvektio-osassa (41) tulistuneen höyryn (7) lauhduttamiseksi ja syöttöveden (8) lämmittämiseksi. 30
5. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen säätävä pakokaasukattila, tunnettu sii tä, että höyry-/vesilieriöön (2) sovitettu höyryn (7) reijällinen jakoputki (27) on osittain tai kokonaan veden pinnan (9) alapuolella konvektio-osassa (41) tulistuneen höyryn (7) lauhduttamiseksi ja syöttöveden (8) lämmittämiseksi.
6. Patenttivaatimusten 1-5 mukainen säätävä pakokaasukattila, tunnettu erillisestä itsenäisestä säätöpiiristä, jolla höyry-/vesilieriön (2) veden pinta (9) säädetään jatkuvana säätönä tai ala-/yläraja-säätönä. 35 101737
7. Patenttivaatimusten 1-6 mukainen säätävä pakokaasukattila, tunnettu siitä, että venttiili (20) on sovitettu höyryn (7) paineen, lämpötilan, virtausmäärän tai vastaavan mitattavan suureen ohjaamana toimivaksi säätämään veden pinnan korkeutta (48) konvektio-osassa (41). 5
8. Patenttivaatimusten 1-7 mukainen säätävä pakokaasukattila, tunnettu siitä, että konvektio-osan (41) putket (43) ovat ripaputkia ja/tai sileitä putkia tai putket on korvattu levyrakenteella.
9. Patenttivaatimusten 1-8 mukainen säätävä pakokaasukattila, tunnettu sii tä, että säädettävän pakokaasukattilan (1) läpi virtaava pakokaasuvirta kulkee kokonaan konvektio-osan (41) läpi.
10. Patenttivaatimusten 1-9 mukainen säätävä pakokaasukattila, tunnettu sii-15 tä, että useampia säädettäviä pakokaasukattiloita (1) on kytketty yhteiseen höyry-/-vesilieriöön (2), jonka ohjaamana erilliset säädettävät pakokaasukattilat (1) toimivat.
FI964281A 1996-10-24 1996-10-24 Säätävä pakokaasukattila FI101737B1 (fi)

Priority Applications (21)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI964281A FI101737B1 (fi) 1996-10-24 1996-10-24 Säätävä pakokaasukattila
DK97910464T DK0968388T3 (da) 1996-10-24 1997-10-23 Röggaskedel med variabel ydelse
ES97910464T ES2213818T3 (es) 1996-10-24 1997-10-23 Caldera de recuperacion de calor con salida variable.
TR1999/00898T TR199900898T2 (xx) 1996-10-24 1997-10-23 De�i�ken kapasiteli at�k �s� boyleri.
AU47834/97A AU715484B2 (en) 1996-10-24 1997-10-23 Waste heat boiler with variable output
US09/284,812 US6105538A (en) 1996-10-24 1997-10-23 Waste heat boiler with variable output
BR9712566-0A BR9712566A (pt) 1996-10-24 1997-10-23 Caldeira de gás de exaustão auto-regulável
PCT/FI1997/000640 WO1998017948A1 (en) 1996-10-24 1997-10-23 Waste heat boiler with variable output
SI9730635T SI0968388T1 (en) 1996-10-24 1997-10-23 Waste heat boiler with variable output
IDW990285A ID22027A (id) 1996-10-24 1997-10-23 Ketel uap panas buangan dengan keluaran yang bervariasi
CN97199111A CN1119557C (zh) 1996-10-24 1997-10-23 输出可调的废热锅炉
KR10-1999-7003560A KR100379135B1 (ko) 1996-10-24 1997-10-23 가변 출력 폐열 보일러
DE69727319T DE69727319T2 (de) 1996-10-24 1997-10-23 Abhitzekessel mit variabler ausgangsleistung
AT97910464T ATE258292T1 (de) 1996-10-24 1997-10-23 Abhitzekessel mit variabler ausgangsleistung
PT97910464T PT968388E (pt) 1996-10-24 1997-10-23 Caldeira de recuperacao de calor de debito variavel
NZ335484A NZ335484A (en) 1996-10-24 1997-10-23 Waste heat boiler with variable output
EP97910464A EP0968388B1 (en) 1996-10-24 1997-10-23 Waste heat boiler with variable output
CA002269556A CA2269556C (en) 1996-10-24 1997-10-23 Waste heat boiler with variable output
JP50454798A JP3306072B2 (ja) 1996-10-24 1997-10-23 可変出力部を備えた廃熱ボイラ
NO991959A NO991959L (no) 1996-10-24 1999-04-23 Spillvarmekjel med variabel ytelse
HK00102302A HK1024051A1 (en) 1996-10-24 2000-04-18 Waste heat boiler with variable output

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI964281 1996-10-24
FI964281A FI101737B1 (fi) 1996-10-24 1996-10-24 Säätävä pakokaasukattila

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI964281A0 FI964281A0 (fi) 1996-10-24
FI964281A FI964281A (fi) 1998-04-25
FI101737B true FI101737B (fi) 1998-08-14
FI101737B1 FI101737B1 (fi) 1998-08-14

Family

ID=8546932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI964281A FI101737B1 (fi) 1996-10-24 1996-10-24 Säätävä pakokaasukattila

Country Status (21)

Country Link
US (1) US6105538A (fi)
EP (1) EP0968388B1 (fi)
JP (1) JP3306072B2 (fi)
KR (1) KR100379135B1 (fi)
CN (1) CN1119557C (fi)
AT (1) ATE258292T1 (fi)
AU (1) AU715484B2 (fi)
BR (1) BR9712566A (fi)
CA (1) CA2269556C (fi)
DE (1) DE69727319T2 (fi)
DK (1) DK0968388T3 (fi)
ES (1) ES2213818T3 (fi)
FI (1) FI101737B1 (fi)
HK (1) HK1024051A1 (fi)
ID (1) ID22027A (fi)
NO (1) NO991959L (fi)
NZ (1) NZ335484A (fi)
PT (1) PT968388E (fi)
SI (1) SI0968388T1 (fi)
TR (1) TR199900898T2 (fi)
WO (1) WO1998017948A1 (fi)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007133071A2 (en) * 2007-04-18 2007-11-22 Nem B.V. Bottom-fed steam generator with separator and downcomer conduit
ES2347752B1 (es) * 2009-04-06 2011-09-22 Abengoa Solar New Technologies, S.A Receptor solar con circulacion natural para generacion de vapor saturado.
US9644807B1 (en) 2010-04-30 2017-05-09 Geoffrey Herbert Harris Enhanced solid-state light source and electronic simulated candle
JP5534243B2 (ja) * 2011-12-22 2014-06-25 三浦工業株式会社 ボイラ
EP2843304A1 (en) * 2013-08-29 2015-03-04 Casale SA A shell-and-tube apparatus for heat recovery from a hot process stream
CN105782947B (zh) * 2014-11-18 2018-03-27 孔令斌 一种蒸汽锅炉无动力补水控制方法
CN106322340A (zh) * 2016-08-24 2017-01-11 洛阳双瑞特种装备有限公司 一种撬装式高温烟气余热回收系统
WO2020114261A1 (zh) * 2018-12-04 2020-06-11 浙江力聚热水机有限公司 一种热管式蒸汽发生器

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE152917C (fi) *
DE266911C (fi) *
DE508397C (de) * 1930-09-26 Maschb Anstalt Humboldt Vorrichtung zum Einfuehren des Speisewassers in Dampfkessel
SE133777C1 (fi) *
DK22701C (da) * 1917-12-24 Howden James & Co Ltd Anordning ved Fødevandsvarme- og -fordelingsapparater til Flersektionsdampgeneratorer.
US695325A (en) * 1901-06-11 1902-03-11 Thomas William Moran Feed-water regulator and high or low water alarm for steam-boilers.
US1038004A (en) * 1910-11-11 1912-09-10 Charles W Seddon Boiler.
US2222349A (en) * 1938-10-15 1940-11-19 Jones William Anthony Complete compact adjustable boiler superheater
DE1038563B (de) * 1957-04-18 1958-09-11 Inst Schienenfahrzeuge Speisewassermischvorwaermer
US3070077A (en) * 1959-03-09 1962-12-25 Huet Andre Feed water arrangements for marine boilers
US3162180A (en) * 1962-06-06 1964-12-22 Fuji Boiler Co Ltd Steam generating device
US3279438A (en) * 1965-03-01 1966-10-18 Engineering Controls Inc Waste heat recovery system for heat engines
US3441006A (en) * 1967-02-20 1969-04-29 Foster Wheeler Corp Waste heat boilers
CH622332A5 (fi) * 1977-09-02 1981-03-31 Sulzer Ag
EP0051078A1 (de) * 1980-10-31 1982-05-12 Paul Lindenau GmbH & Co. KG Schiffswerft und Maschinenfabrik Dampfkessel für die Nutzung der Abgaswärme
JPS57188904A (en) * 1981-05-16 1982-11-20 Babcock Hitachi Kk Recovery boiler for waste heat preventing water hammer
FI64978C (fi) * 1982-07-01 1984-02-10 Rauma Repola Oy Avgaspanna
SU1154511A1 (ru) * 1982-11-25 1985-05-07 Уральское Производственно-Техническое Предприятие "Уралэнергочермет" Способ автоматического регулировани группы котлов с общим паровым коллектором
FR2540973B1 (fr) * 1983-02-10 1987-10-30 Carosso Victor Dispositions complementaires de regulation automatique du niveau d'eau des chaudieres a vapeur
JPS59139704U (ja) * 1983-03-04 1984-09-18 株式会社東芝 蒸気発生器
FR2581162B1 (fr) * 1985-04-24 1988-09-09 Electricite De France Rechauffeur d'eau alimentaire de generateur de vapeur
JPH0616243Y2 (ja) * 1988-01-18 1994-04-27 株式会社東芝 自然循環型ボイラ用蒸気ドラム
US5522348A (en) * 1991-09-02 1996-06-04 Nippon Furnace Kogyo Kabushiki Kaisha Boiler
JPH0630601U (ja) * 1992-09-09 1994-04-22 石川島播磨重工業株式会社 自然循環式水管ボイラ設備
US5476525A (en) * 1994-03-01 1995-12-19 Bekedam; Martin Steam condensate recovery component
DE4441008A1 (de) * 1994-11-17 1996-05-23 Siemens Ag Anlage zur Dampferzeugung nach dem Naturumlaufprinzip und Verfahren zum Anstoß des Wasserumlaufs in einer derartigen Anlage
JPH09203501A (ja) * 1996-01-26 1997-08-05 Nippon Furnace Kogyo Kaisha Ltd 小型貫流ボイラ

Also Published As

Publication number Publication date
ATE258292T1 (de) 2004-02-15
AU4783497A (en) 1998-05-15
FI964281A0 (fi) 1996-10-24
DE69727319T2 (de) 2004-07-08
KR20000052758A (ko) 2000-08-25
NZ335484A (en) 1999-10-28
ES2213818T3 (es) 2004-09-01
KR100379135B1 (ko) 2003-04-08
CA2269556A1 (en) 1998-04-30
PT968388E (pt) 2004-05-31
NO991959L (no) 1999-04-26
AU715484B2 (en) 2000-02-03
DE69727319D1 (de) 2004-02-26
HK1024051A1 (en) 2000-09-29
TR199900898T2 (xx) 1999-09-21
DK0968388T3 (da) 2004-06-01
JP2000507692A (ja) 2000-06-20
NO991959D0 (no) 1999-04-23
CN1119557C (zh) 2003-08-27
ID22027A (id) 1999-08-26
FI101737B1 (fi) 1998-08-14
FI964281A (fi) 1998-04-25
WO1998017948A1 (en) 1998-04-30
JP3306072B2 (ja) 2002-07-24
SI0968388T1 (en) 2004-08-31
US6105538A (en) 2000-08-22
BR9712566A (pt) 1999-10-19
CN1234104A (zh) 1999-11-03
EP0968388B1 (en) 2004-01-21
CA2269556C (en) 2006-01-10
EP0968388A1 (en) 2000-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI101737B (fi) Säätävä pakokaasukattila
RU2599218C2 (ru) Охлаждающий контур, установка для осушки газа охлаждением и способ управления охлаждающим контуром
CA1158544A (en) Coal gas purification apparatus
JPH09177566A (ja) 発電所のための冷却空気用冷却器
ES2283566T5 (es) Dispositivo para la refrigeración del refrigerante de una turbina de gas y una instalación de turbina de gas y de vapor con este tipo de dispositivo.
KR930011918B1 (ko) 코크스 건냉장치
JP4611969B2 (ja) パワープラント用の空気冷却器及びこの空気冷却器の使用
KR20010112269A (ko) 화석 연료로 가열되는 연속 증기 발생기
WO1984000193A1 (en) Exhaust heat boiler
NO149185B (no) Matevannforvarmer
US3805518A (en) Apparatus for controlling thermal growth in condensers
MXPA99003785A (en) Waste heat boiler with variable output
WO1998017947A1 (en) Waste heat boiler
CN208059520U (zh) 一种空气换热装置
FI93393B (fi) Menetelmä ja laite lämmön talteenottamiseksi kuumista kaasuista lämmöntalteenottokattilassa
US180601A (en) Improvement in circulating apparatus for steam-boilers
PL10475B1 (pl) Sposób pracy instalacyj parowych z kotlem wysokopreznym i maszynami parowemii
KR100446991B1 (ko) 지역난방 복합화력발전소용 증기터빈 배압 조절장치
US3049104A (en) Steam generating and superheating units
KR20160016012A (ko) 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감장치 및 그 방법
JPS5835306A (ja) 高温エヤ−混合蒸気発生装置
JPS58138989A (ja) 熱交換装置
SU1007438A1 (ru) Устройство испарительного охлаждени металлургических агрегатов
Leland Boiler Accessories: A Complete and Authoritative Treatise on the Various Accessories of the Boiler Room and Engine Room Essential to Economical Operation, Together with Practical Instruction in Their Use
JPS6237283B2 (fi)

Legal Events

Date Code Title Description
MA Patent expired