FI127294B - Suutinkokoonpano - Google Patents

Abstract

Tässä julkaisussa on kuvattu leijutekniikkaa käyttävän reaktorin arinan suutinkokoonpano (AI), joka koostuu painehäviön säätävästä hoikista (3), alapuolisesta keraamisesta suutinlohkosta (I), kiinnityspinnoista (8), yläpuolisesta keraamisesta suutin lohkosta (2), lukitusrenkaasta (10) ja suojamuurauksesta (7). Suutinkokoonpano asennetaan reaktoriin siten, että alapuolinen keraaminen suutinlohkosta (1) asennetaan eristävän pohjan (Bl) päälle ilmaa syöttävien putkien (a) kohdalle. Holkki (3) lukitsee alapuolisen keraamisen suutinlohkon (1), kun se hitsataan ilmaa syöttävään putkeen (a) asennettaviin kiinnityspinnoihin (8). Päälle asennetaan yläpuoleinen keraaminen suutinlohko (2), joka lukitaan tappiin (5) hitsattavalla kiinnitysrenkaalla (10). Tätä suojaamaan ja epäjatkuvien pintojen poistamiseksi asennetaan yläpuoliseen keraamiseen suutinlohkoon vielä suojamuuraus (7). Suutinkokoonpanossa voi olla yksi tai useampi kaasupurkausaukko (12), jollainen muodostaa suoran tai kaarevan rakenteen.

Description

Uppfinningen avser en munstycksuppsättning (AI) för en rost i en reaktorsom använder virvelteknik. Uppsättningen bestär av en hylsa (3) som reglerartryckförlust, ett nedre keramiskt munstycksblock (1), fästpinnar (8), ett Övre keramiskt munstycksblock (2), en läsring (10) och en skyddsmurning (7). Munstycksuppsättningen installeras i reaktorn pä sä sätt att det nedre keramiska munstycksblocket (1) monteras pä en isolerande botten (Bl) mot luftmatande rör (a). Hylsan (3) läser fast det nedre keramiska munstycksblocket (1) dä den svetsas vid fastpinnarna (8), som monteras i det luftmatande röret (a). Ovanpä monteras det Övre keramiska munstycksblocket (2), som läses fast med läsringen (10), som svetsas vid en tapp (5). För att skydda denna och eliminera diskontinuerliga ytor monteras ännu skyddsmurningen (7) pä det Övre keramiska munstycksblocket. Munstycksuppsättningen kan omfatta en eller flera gasutloppsöppningar (12), som bildar en rak eller krökt konstruktion.

20150143 prh 04-05- 2016

Suutinkokoonpano

Keksinnön tausta

Keksinnön kohteena on itsenäisen patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen suutinkokoonpano.

Keksinnön mukaista suutinkokoonpanoa käytetään erityisesti leijutekniikkaa soveltavien reaktoreiden arinassa. Tällaisia reaktoreita ovat esimerkiksi kierto- ja kuplaleijupolttokattilat tai kaasutuslaitteet. Suutinkokoonpanon kautta reaktoriin tuodaan kaasua, jolla reaktorissa poltettava rakeinen materiaali saadaan leijumaan. Lisäksi suuttimen läpi tuleva kaasu voi sisältää hap10 pea, jota tarvitaan polttamisessa. Suuttimien sijoittelulla ja suuntaamisella saadaan reaktorissa palamattomat ja karkeat osat siirrettyä kohti reaktorin poistoaukkoja.

Nykyisissä ratkaisuissa käytettävät arinasuuttimet ovat pääsääntöisesti muodostettuja metallivalukappaleista. Olemassa olevilla matalilla suutti15 millä saadaan kylläkin tehokas karkean aineksen poisto, mutta useissa tapauksissa esimerkiksi kierrätyspolttoaineiden poltosta aiheutuva kemiallinen korroosio yhdessä leijutuksen aiheuttaman eroosion kanssa, tuhoaa suuttimet nopeasti.

Korroosiota ja eroosiota vastaan on tunnettua asentaa metallisuut20 timien päälle erilaisia levyjä suojaamaan suutinta. Eräs tällaisen järjestely voidaan nähdä patenttijulkaisussa US 5,865,617. Tällaiset lisärakenteet nostavat kuitenkin asennustyön kokonaiskustannuksia. Suuttimien vaihto on näissä ratkaisussa lisäksi hidastaja siten kustannuksia vievää.

Joissakin ratkaisuissa suuttimien eteen on laitettu keraamisesta ma25 teriaalista valmistettu tiili vinosti suojaamaan rivissä seuraavana olevaa suutinta. Näissä ratkaisuissa suuttimen purkausaukon alle syntyy epäedullinen pyörre, joka vetää esimerkiksi polttoaineen mukana tulevia nauloja ja muita epäpuhtauksia suuttimen eteen. Nämä metallikappaleet tukkivat suuttimen, jolloin reaktorin toiminta heikkenee.

Käytössä olevissa ratkaisuissa on usein muitakin epäjatkuvuuskohtia, johon palamattomat ja karkeat materiaalit helposti jäävät kiinni. Koska tämä materiaali ei ohjaudu suunnitellulla tavalla kohti karkeanpoistoaukkoja, estyy arinan normaali toiminta lopulta.

20150143 prh 04-05- 2016

Keksinnön lyhyt selostus

Esillä olevan keksinnön tarkoitus on mahdollistaa sellaisen leijutekniikkaa soveltavan reaktorin arinan valmistaminen, joka kestää nykyisiä ratkaisuja paremmin leijureaktorisovelluksissa esiintyvät rasitukset ja muodostaa jat5 kuvat pinnat karkean aineksen tarttumisen estämiseksi.

Erityisesti kyseessä on patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan mukainen suutinkokoonpano. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

Tällainen keksinnön mukainen suutinkokoonpano on edullisesti 10 koostettu esivalmistetuista toisiinsa liitetyistä osista, joista osa kiinnittyy arinarakenteisiin. Olennainen asia keksinnössä on kova, luja sekä kemiallista korroosiota ja eroosiota kestävä kaksiosainen keraaminen elementti, jonka sisälle on kuumuutta kestävästä teräksestä rakennettu painehäviön määrittelevä holkki.

Keksinnön mukainen suutinkokoonpanon lohkorakenne mahdollistaa myös arinan nopean ja kustannustehokkaan kunnossapidon, koska yleensä on tarve vaihtaa vain päällimmäinen elementti esimerkiksi reaktorin vuosihuollon yhteydessä. Kova ja luja keraamisesta materiaalista rakennettu kaksiosainen suutinkokoonpano koostuu muun muassa painehäviön säätävästä hoikista, alapuolisesta keraamisesta suutinlohkosta, kiinnityspinnoista, yläpuolisesta keraamisesta suutinlohkosta, kiinnitysrenkaasta ja suojamuurauksesta. Suuttimen lohkojen materiaaleihin sovelletaan terästeollisuudessa käytettyjä ääriolosuhteita kestäviä esimerkiksi piikarbidipohjaisia materiaaleja, jotka tuovat pitkäikäisyyttä verrattuna tiedettyihin arinasuutinratkaisuihin.

Kuvioiden lyhyt selostus

Seuraavaksi tarkastellaan keksintöä tarkemmin viittaamalla liitteen piirustuksiin.

Kuva 1 esittää suutinkokoonpanoa kuvattuna edestäpäin.

Kuva 2 esittää suutinkokoonpanon poikkileikkausta kuvion 1 kohdasta X-X.

Kuva 3 esittää edullisen suoritusmuodon pituusleikkausta.

Kuva 4 esittää edullisen suoritusmuodon poikkileikkausta kuvion 3 kohdasta Y-Y.

20150143 prh 04-05- 2016

Edullisten suoritusmuotojen yksityiskohtainen selostus

Esillä olevissa kuvissa suutinkokoonpanoa ei ole esitetty mittakaavassa, vaan kuvat ovat kaavamaisia, ilmentäen edullisten suoritusmuotojen periaatteellista rakennetta ja toimintaa.

Niinpä kuvien mukainen suutinkokoonpano A1 koostuu painehäviön säätävästä hoikista 3. Tämä muodostuu vuorostaan kuvan 2 mukaisesti hatusta 4, yläosan kiinnitystapista 5 ja lukitusrenkaasta 9. Suutinkokoonpano koostuu edelleen pareittain päällekkäin asennettavasta alapuolisesta keraamisesta suutinlohkosta 1 ja yläpuolisesta keraamisesta suutinlohkosta 2. Lisäksi suutinlohko käsittää kiinnityspinnat 8, kiinnitysrenkaan 10 ja suojamuurauksen 7.

Keraamiset suutinlohkot 1 ja 2 ovat edullisesti valmistettu mahdollisimman lujasta materiaalista, esimerkiksi piikarbidipohjaisesta keraamista, jolla on vaaditut ominaisuudet korroosiota ja eroosiota vastaan. Painehäviön säätä15 vä holkki 3, kiinnityspinnat 8 ja kiinnitysrengas 10 ovat edullisesti valmistettu korkeita lämpötiloja kestävästä teräksestä.

Suutinkokoonpano asennetaan reaktoriin siten, että alapuolinen keraaminen suutinlohko 1 asennetaan kuvion 3 mukaisesti reaktorissa olevan eristävän pohjan B1 päälle, sovittaen se reaktoriin kaasua syöttävien putkien a kohdalle. Edullisesti esivalmistettu painehäviön säätävä holkki 3 lukitsee suutinlohkon 1 paikalleen hoikissa olevalla lukitusrenkaalla 9, kun hoikin hattu 4 kiinnitetään esimerkiksi hitsaamalla kaasua syöttävään putkeen a kiinnitettäviin kiinnityspinnoihin 8. Vertaa kuvio 2. Näin ollen myös holkki 3 tulee kiinnitetyksi kaasua syöttävän putken a läpi menevien kiinnityspinnojen avulla. Painehäviön säätävän hoikin 3 sisähalkaisija vastaa edullisesti kaasua syöttävän putken a sisähalkaisijaa. Hoikin vastaanottamiseksi kaasua syöttävä putki varustetaankin sovitinholkilla b.

Pohjan B1 päällä olevalle alapuoliselle keraamiselle suutinlohkolle 1 asennetaan yläpuolinen keraaminen suutinlohko 2, joka lukitaan sen alle jää30 vässä hoikissa olevaan tappiin 5 hitsattavalla kiinnitysrenkaalla 10. Vertaa kuvio 2. Kiinnitysrenkaan vastaanottamiseksi on yläpuolisessa keraamisessa suutinlohkossa edullisesti vastaanottosyvennys 11. Kiinnitysrenkaan suojaamiseksi ja reaktoriin syntyvien epäedullisten epäjatkuvien pintojen poistamiseksi asennetaan vastaanottosyvennykseen vielä suojamuuraus 7.

Suutinkokoonpanossa A1 voi olla yksi tai useampi kaasupurkausaukko 12, jollainen käsittää suoran tai kaarevan kanavarakenteen. Päällekkäin asennettavissa keraamisissa suutinlohkoissa 1 ja 2 on ainakin yhdet vastakkaiset urat, jotka suutinlohkot päällekkäin asennettaessa muodostavat leijukerrokseen menevälle kaasulle ainakin yhden kaasupurkausaukon 12 siihen liittyvine painetta säätävine holkkeineen 3. Kaasupurkausaukko on edulli5 sesti muodoiltaan sellainen, että siinä ei ole kaasuvirtausta rikkovia muotoja.

Keraamisten suutinlohkojen 1 ja 2 asemoinnin helpottamiseksi ovat ne varustettavissa erityisillä purkausaukkojen 12 kohdalla olevilla ponteilla.

Kuvissa 3 ja 4 esitetään tapa, jolla suutinkokoonpanoilla A1 voidaan rakentaa porrasarinaa karkeanpoistoaukkojen suuntaan jatkuvana pintana.

Suutinkokoonpanoista A1 voidaan tällöin rakentaa kaareva tai kuvien 3 ja 4 mukainen suora porrasarina.

Vaikka tässä selityksessä on pidättäydytty yhdessä toteuttamisesimerkissä, niin tällä ei haluta rajoittaa keksinnön käyttöä vain esimerkin mukaisesti, vaan monet variaatiot ovat mahdollisia patenttivaatimusten määrittele15 män keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (8)

1. Patenttivaatimukset

   20150143 prh 04-05- 2016

   1. Suutinkokoonpano (A1) kaasun ohjaamiseksi leijutekniikkaa soveltavaan reaktoriin, joka suutinkokoonpano käsittää

   5 eristävän pohjan (B1) lävistävän ja kaasua syöttävän putken (a), painehäviön säätävän hoikin (3), ja purkausaukon (12) kaasun ohjaamiseksi reaktoriin leijukerrokseen, tunnettu siitä, että kaasupurkausaukko (12) muodostuu eristävälle pohjalle (B1) pareit10 tain päällekkäin asetettavasta alapuolisesta keraamisesta suutinlohkosta (1) ja yläpuolisesta keraamisesta suutinlohkosta (2), jolloin painehäviön säätävä holkki (3) käsittää hatun (4), lukitusrenkaan (9) ja yläosan kiinnitystapin (5), joka painehäviön säätävä holkki (3) on sovitettu kaasua syöttävään put15 keen (a) siihen asennetulla sovitinholkilla (b), kiinnityspinnan (8) ollessa sovitettu lävistämään kaasua syöttävä putki ja painehäviön säätävän holkki siten, että kaasupurkausaukon (12) muodostavat alapuolinen keraaminen suutinlohko (1) ja yläpuolinen keraaminen suutinlohko (2) ovat kiinnitettyjä eristä20 vää pohjaa (B1) vasten kiinnityspinnaan (8) sovitetulla kiinnitysrenkaalla (10).
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suutinkokoonpano (A1), tunnettu siitä, että yläpuoliseen keraamiseen suutinlohkoon (2) asennettuun kiinnitys25 renkaaseen (10) on järjestetty kiinnityskohdan suojamuuraus (7).
3. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen suutinkokoonpano (A1), tunnettu siitä, että kaasupurkausaukon (12) leijukerrokseen muodostavat keraamiset 30 suutinlohkot (1, 2) on valmistettu piikarbidipohjaisesta keraamisesta materiaalista.
4. 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen suutinkokoonpano (A1), tunnettu siitä, että

   35 painehäviön säätävä holkki (3) on kiinnitetty kaasua syöttävän putken (a) läpi meneviin kiinnityspinnoihin (8).
5. 5. Patenttivaatimuksen 5 mukainen suutinkokoonpano (A1), tunnettu siitä, että kiinnityspinnat (8) on kiinnitetty painehäviön säätävään hoikkiin (3) 5 hitsaamalla.
6. 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen suutinkokoonpano (A1), tunnettu siitä, että keraamiset suutinlohkot (1, 2) käsittävät pontit purkausaukkojen

   10 kohdalla.
7. 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen suutinkokoonpano (A1), tunnettu siitä, että yläpuolinen keraaminen suutinlohko (2) on lukittu paikalleen yläosan 15 kiinnitystapin (5) ja kiinnitysrenkaan (10) avulla hitsaamalla.
8. 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen suutinkokoonpano (A1), tunnettu siitä, että suutinkokoonpano (A1) käsittää yhden tai useamman kaasupur20 kausaukon (12) ja painehäviötä säätävän hoikin (3).