FI127387B - Polttokattilalaitoksen tukijärjestelmä - Google Patents
Polttokattilalaitoksen tukijärjestelmä Download PDFInfo
- Publication number
- FI127387B FI127387B FI20115936A FI20115936A FI127387B FI 127387 B FI127387 B FI 127387B FI 20115936 A FI20115936 A FI 20115936A FI 20115936 A FI20115936 A FI 20115936A FI 127387 B FI127387 B FI 127387B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- support system
- cylinder
- cylinders
- boiler
- line
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C5/00—Disposition of burners with respect to the combustion chamber or to one another; Mounting of burners in combustion apparatus
- F23C5/02—Structural details of mounting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/18—Details; Accessories
- F23C10/28—Control devices specially adapted for fluidised bed, combustion apparatus
- F23C10/30—Control devices specially adapted for fluidised bed, combustion apparatus for controlling the level of the bed or the amount of material in the bed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
- F23C10/04—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
- F23C10/08—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
- F23C10/10—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
- F23C10/18—Details; Accessories
- F23C10/28—Control devices specially adapted for fluidised bed, combustion apparatus
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
- G21C13/02—Details
- G21C13/04—Arrangements for expansion and contraction
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Description
POLTTOKATTILALAITOKSEN TUKIJÄRJESTELMÄ
Keksinnön ala
20115936 prh 21 -11-2016
Keksinnön kohteena on polttokattilalaitoksen tukijärjestelmä, erityisesti kiertoleijukattilan kaasulukon tukijärjestelmä.Tukijärjestelmä käsittää hydraulisia sylintereitä ja niitä ohjaavan hydraulisen ohjauspiirin.
Keksinnön tausta
Polttokattilana käytetään tunnettua kerrosleijukattilaa (BFB) tai kiertoleijukattilaa (CFB), jotka soveltavat leijukerrospolttoon perustuvaa polttokattilaa. Näissä polttokattiloissa on tulipesä, jota rajaavat seinät ja jossa on kaasuvirtauksen avulla aikaansaatu leijupeti. Tulipesän sei15 nämät on muodostettu vesijäähdytteisistä putkista, jotka on liitetty evillä toisiinsa. Tulipesän alaosassa on arinarakenne, jossa on suuttimet leijutusilman ja polttoilman, eli primääri-ilman syöttämiseksi ilmalaatikosta tulipesään. Leijutusilman vaikutuksesta tulipesän alaosassa oleva leijupetimateriaali saadaan leijumaan ja jatkuvaan liikkeeseen. Tuli20 pesään syötetään polttoainetta, ja lisäksi polttoilmaa sekundääri-ilmasuuttimista, tarvittaessa myös tertiääri-ilmasuuttimista. Polttoaineena käytetään esim. biopolttoaineita tai jätepolttoaineita. Arinarakenteessa olevien aukkojen kautta karkea materiaali pääsee putoamaan alas tulipesän ja sen arinarakenteen alle, jossa on poistoyksikkö karkeaa ma25 teriaalia varten. Tulipesässä muodostuvat poistokaasut johdetaan tulipesän yhteydessä olevan savukanavan kautta eteenpäin. Tulipesään ja poistokaasujen kanavaan voidaan sijoittaa myös lämmönvaihtimia lämpöenergian talteenottamiseksi.
Kiertoleijukattilan toimintaperiaatteena on lisäksi kierrättää leijupetimateriaalia siten, että se erotetaan poistokaasuista syklonilla ja palautetaan paluukanavan kautta takaisin polttokattilan tulipesään. Paluukanavassa käytetään yleisesti ns. kaasulukkoa (engl. loop seal), josta käytetään myös nimitystä hiekkalukko.
20115936 prh 21 -11-2016
Eräs esimerkki kaasulukolla varustetusta kiertoleijukattilasta on esitetty julkaisussa EP-1612479-A2.
Kiertoleijukattilan tulipesästä lähtevään savukanavaan on sijoitettu 5 erottimena toimiva sykloni, joka erottaa savukanavassa kulkevan, kiinteistä partikkeleista muodostuvan leijupetimateriaalin, ja palauttaa sen paluukanavan kautta takaisin tulipesään. Leijupetimateriaali voi olla esim. inerttiä partikkelimuodossa olevaa materiaalia, kuten hiekkaa, kalkkia tai murskattua kivilajia, esim. diabaasia.
Paluukanavassa on kaasulukko, johon materiaali kulkeutuu erottimesta laskuputken kautta. Laskuputken alapää muodostaa kaasulukon ns. laskuhaaran, ja materiaali palautuu kaasulukosta tulipesään alaspäin kaltevaa palautusputkea pitkin. Paluukanava koostuu näin ollen lasku15 putkesta, kaasulukosta ja palautusputkesta. Kaasulukko voi olla varustettu lämmönvaihtimella, ja leijutusväliaineen poistolla.
Kaasulukko, joka sijaitsee erillään polttokattilan tulipesästä, on ripustettu esim. kattilalaitoksen runkoon, tai sitä kannatellaan jonkinlaisen tuki20 järjestelmän päällä. Tulipesän, erottimen ja kaasulukon rakenteisiin vaikuttavat vaihtelevat olosuhteet lämpötilan osalta, joten niiden lämpölaajeneminen on otettava tukijärjestelmän suunnittelussa huomioon. Rakenteet, jotka on kytketty toisiinsa ja joiden keskinäinen lämpölaajeneminen eroaa toisistaan, voivat aiheuttaa ongelmia erityisesti liitos25 kohdissa. Tyypillistä on, että esimerkiksi kaasulukon laskuputken ja kaasulukon välissä on joustava liitos tai joustava liitoskappale, samoin mahdollisesti kaasulukon ja palautusputken välissä, tai mahdollisesti palautusputken ja tulipesän välissä.
Eräs esimerkki joustavista liitoksista on esitetty julkaisussa WO01/65175-A1). Eräs esimerkki polttokattilalaitoksen tukijärjestelmästä on esitetty julkaisussa DE 19909267 A1.
Lämpölaajenemisen huomioonottaminen kattilalaitoksien eri yksiköi35 den, erityisesti niiden polttokattiloiden suunnittelussa, mukaanlukien erityisesti leijukerrospolttoon perustuvat polttokattilat, on haasteellista,
20115936 prh 21 -11-2016 erityisesti tukijärjestelmän konstruktion osalta. Isoissa polttokattilan sisältävissä kattilalaitoksissa toteutuu lämpölaajenemisen yhteydessä rakenteiden isoja liikkeitä, joten esim. joustavien liitoksien rakentaminen isoja liikkeitä varten kasvattaa myös kustannuksia ja aiheuttaa tar5 peettoman monimutkaisen rakenteen.
Keksinnön lyhyt selostus
Seuraavaksi esitettävän ratkaisun tarkoituksena on vähentää niitä on10 gelmia, joita on polttokattilan sisältävissä kattilalaitoksissa liittyen lämpölaajenemiseen. Erityisesti kyseessä on parannus liittyen polttokattilaitoksen tukijärjestelmään, jonka tehtävänä on kannatella polttokattilaitoksen yhtä tai useampaa yksikköä, jotka liittyvät polttokattilalaitoksen toimintaan. Kyseessä on esimerkiksi polttokattila ja siihen kytketyt yksi15 köt, tai yksiköt, jotka liittyvät savukaasujen käsittelyyn.
Keksinnön mukainen polttokattilalaitoksen tukijärjestelmä, erityisesti kiertoleijukattilan kaasulukon tukijärjestelmä on esitetty patenttivaatimuksessa 1.
Esitetyn ratkaisun erään esimerkin piirteenä on, että tukijärjestelmä käsittää paineväliaineella toimivia, ts. hydraulisia sylintereitä, jotka kannattelevat yksikköä ja pitävät sen halutulla korkeudella. Sylinterit ylläpitävät ohjatusti, aktiivisesti ja jatkuvasti yksikköä halutussa korkeus25 asemassa, ts. liikuttavat sitä tarvittaessa pystysuunnassa.
Erään esimerkin mukaisesti yksikkönä on kiertoleijukattilan kaasulukko. Erään vaihtoehdon mukaisesti sylinterit huolehtivat lisäksi myös kaasulukon asennosta, esim. kaltevuudesta vaakasuunnan suhteen. Eräässä esimerkissä käytössä on lisäksi tukirakenne, joka sijoittuu sylinterien ja kaasulukon väliin ja jonka välityksellä kaasulukkoa kannatellaan.
Erään esimerkin mukaisesti kaasulukon korkeusasema on riippuvainen kiertoleijukattilan tulipesän korkeusasemasta, joka puolestaan riippuu tulipesän lämpölaajenemisesta. Em. korkeusasemat ovat siis riippuvaisia toisistaan. Kyseessä on tällöin erään esimerkin mukaisesti tulipe4
20115936 prh 21 -11-2016 sän tietyn pisteen seuraaminen, esimerkiksi tulipesän seinämän jonkin pisteen seuraaminen, tai ko. pisteen käyttäminen referenssinä kaasulukon korkeusasemalle. Tuentajärjestelmä käsittää tarvittavat anturit kaasulukon korkeusaseman mittaamiseksi.
Muiden esimerkkien mukaisesti yksikkönä on polttokattila, erityisesti leijukerrospolttoon perustuva polttokattila, tai leijukerrospolttoon perustuvan polttokattilan arinarakenne, tai leijukerrospolttoon perustuvan polttokattilan tulipesä.
Erään esimerkin mukaisesti sylinterit on kahdennettu turvallisuuden lisäämiseksi. Sylintereitä ohjaava ja paineväliaineella toimiva ohjauspiiri, ts. hydraulinen ohjauspiiri, on lisäksi jaettu ainakin kahteen osaohjauspiiriin. Kukin osaohjauspiiri voi yksinään kannatella yksikköä ja oh15 jata aktiivisesti sellaista määrää sylintereitä, joka tuottaa yksikköä kannattelevan voiman. Ainakin kaksi osaohjauspiiriä, kukin itsenäisesti, käsittää ohjauselimet, joilla sylintereitä ja yksikön korkeusasemaa voidaan ohjata hallitusti. Tällöin yhden tai useamman muun osaohjauspiirin sylinterit on mahdollista ottaa pois käytöstä joko vian tai huollon ta20 kia. Erään esimerkin mukaisesti eri osaohjauspiirit ovat erotettavissa toisistaan.
Erään esimerkin mukaisesti sylinterit on kytketty yksikköön tai sen tukirakenteeseen niin, että sylinteri pääsee suorittamaan laskevan liikkeen ilman, että yksikkö laskeutuu mukana. Tämä on tarpeen silloin, kun kyseisen sylinterin osaohjauspiiri on poissa käytöstä vian tai huollon takia. Erään esimerkin mukaisesti osaohjauspiiri on muodostettu niin, että sylinteri voidaan huuhdella, ts. sylinterin läpi voidaan kierrättää paineväliainetta. Tällöin sylinterin kytkeminen erilleen esim. tukiraken30 teestä on tarpeen.
Esitetystä ratkaisusta on useita huomattavia etuja. Polttokattilalaitoksen yksiköiden ja niiden tukirakenteiden suunnittelu helpottuu. Kaasulukon tai sen tukirakenteiden suunnittelu helpottuu. Kaasulukon korke35 usaseman aktiivinen ohjaus pienentää huomattavasti tulipesän ja kaa5 sulukon korkeusasemien välistä suhteellista muutosta. Tällöin esim. joustavien liitoksien rakenteita voidaan yksinkertaistaa.
Kuvioiden lyhyt selostus
Seuraavassa keksintöä selostetaan tarkemmin viittaamalla samalla oheisiin kuvioihin, joissa:
kuvio 1a esittää kaavamaisesti ja sivustapäin katsottuna kiertoleiju10 kattilaa, joka käsittää kaasulukon ja jossa esitettyä ratkaisua ja sen erästä tarkempaa esimerkkiä sovelletaan, kuvio 1b esittää kaavamaisesti ja sivustapäin katsottuna kiertoleijukattilaa, joka käsittää kaasulukon ja jossa esitettyä ratkai15 sua ja sen erästä sen toista tarkempaa esimerkkiä sovelletaan, kuvio 2a esittää kaavamaisesti erästä esimerkkiä tukirakenteesta ja hydraulisista sylintereistä, jotka kannattelevat kaasulukkoa, kuvio 2b esittää kaavamaisesti erästä toista esimerkkiä tukirakenteesta ja hydraulisista sylintereistä, jotka kannattelevat kaasulukkoa, kuvio 3
20115936 prh 21 -11-2016 esittää kaavamaisesti erästä esimerkkiä hydraulisesta ohjauspiiristä, jota esitetyssä ratkaisussa sovelletaan, kuvio 4a esittää kaavamaisesti ja sivustapäin katsottuna polttokattilaa, joka käsittää arinarakenteen ja jossa esitettyä ratkai30 sua sovelletaan arinarakenteen tukemiseen, ja kuvio 4b esittää kaavamaisesti ja sivustapäin katsottuna polttokattilaa, joka käsittää tulipesän ja jossa esitettyä ratkaisua sovelletaan tulipesän tukemiseen.
20115936 prh 21 -11-2016
Keksinnön yksityiskohtainen selostus
Kuviossa 1a on esitetty eräs esimerkiksi polttokattilasta 8, joka on kiertoleijukattila (CFB), joka soveltaa leijukerrospolttoon perustuvaa kattila5 tekniikkaa. Kiertoleijukattilassa on kaasuvirtauksen avulla aikaansaatu leijupeti. Erään esimerkin mukaisesti kiertoleijukattilassa on tulipesä 1, jota rajaavat seinämät. Tulipesän seinämät on muodostettu vesijäähdytteisistä putkista, jotka on liitetty evillä toisiinsa. Tulipesässä muodostuvat poistokaasut johdetaan tulipesän yhteydessä olevan savukana10 van 2 kautta eteenpäin.
Tulipesästä 1 lähtevään savukanavaan 2 on sijoitettu erottimena 3 toimiva sykloni, joka erottaa savukanavassa 2 kulkevan, kiinteistä partikkeleista muodostuvan leijupetimateriaalin, ja palauttaa sen paluukana15 van kautta takaisin tulipesään. Leijupetimateriaali voi olla esim. inerttiä partikkelimuodossa olevaa materiaalia, kuten hiekkaa, kalkkia tai murskattua kivilajia, esim. diabaasia.
Paluukanavassa 4 on kaasulukko 5, johon materiaali kulkeutuu erotti20 mesta 3 laskuputken 6 kautta, jonka alapää muodostaa kaasulukon ns. laskuhaaran, ja se palautuu kaasulukosta 5 tulipesään alaspäin kaltevaa palautusputkea 7 pitkin. Paluukanava 4 koostuu näin ollen laskuputkesta 6, kaasulukosta 5 ja palautusputkesta 7. Kaasulukko 5 voi olla varustettu lämmönvaihtimella ja leijutusväliaineen poistolla.
Kaasulukkoa 5, joka sijaitsee erillään polttokattilan 8 tulipesästä 1, kannatellaan tukijärjestelmän 9 päällä. Tukijärjestelmä 9 on kytketty polttokatti lan 8 käsittävän kattilalaitoksen 10 rakenteisiin, kuten myös esim. erotin 3, tai sitä kannatellaan saman alustan päällä kuin muitakin kattilalaitoksen osia tai rakenteita.
Tukijärjestelmä 9 voi käsittää myös muita rakenteita, esim. metallisia kehys- tai palkkirakenteita, joiden välityksellä sylinterit 13 tukeutuvat joko maahan tai yksikköön, jota kannatellaan. Tässä esimerkissä ky35 seisenä yksikkönä on kaasulukko. Kuvissa 1a ja 1b on esitetty kaksi esimerkkiä tukijärjestelmän 9 rakenteesta, jolloin sylinterien 13 sijoittelu
20115936 prh 21 -11-2016 vaihtelee. Vastaavalla tavalla voidaan järjestää myös muiden yksiköiden tukijärjestelmät.
Kuvassa 2a on esitetty eräs esimerkki tukijärjestelmästä 9, kun yksik5 könä on erityisesti kaasulukko 5. Vastaavia periaatteita voidaan noudattaa myös silloin, kun yksikkönä on jokin muu kuin kaasulukko. Kaasulukko 5 on rakennettu esim. kehyksen 11 päälle. Tukijärjestelmä 9 käsittää puolestaan esim. metallisen kehys- tai palkkirakenteen 12, joka kannattelee kaasulukkoa 5. Sopivimmin on niin, että kaasulukko 5, sopivimmin tässä esimerkissä mainittu kehys 11, lepää rakenteen 12 päällä niin, että kaasulukko 5 pääsee liikkumaan vaakasuuntaisesti suhteessa rakenteeseen 12. Tällöin kaasulukon 5 ja rakenteen 12 välillä, tai kehyksen 11 ja rakenteen 12 välillä, on laakerointi, esimerkiksi liukulaakerointi. Laakeroinnin avulla sallitaan lämpölaajenemisesta ai15 heutuvat kaasulukon vaakasuuntaiset liikkeet.
Kuvassa 2a on esitetty myös eräs esimerkki tukijärjestelmän 9 sylintereistä, jotka kannattelevat rakennetta 12. Kyseessä on esimerkiksi neljä sylinteriä 13, jotka on sijoitettu esimerkiksi rakenteen 12 nurkkiin (ks.
kuva 1a) tai tätä lähempänä toisiaan. Erään esimerkin mukaisesti sylinterit voivat olla lähes samassa kohdassa, kiinnittyen rakenteeseen 12 lähes samaan kohtaan (ks. kuva 1b). Sylinterit 13 ylläpitävät kaasulukon haluttua korkeusasemaa ja pitävät kaasulukon myös halutussa asennossa, sopivimmin vaakasuuntaisena. Sylintereitä on ainakin kol25 me, ja sopivimmin niitä on neljä, mutta niitä voi olla myös viisi tai enemmän.
Kuvassa 2b on esitetty eräs toinen esimerkki tukijärjestelmästä 9, kun yksikkönä on erityisesti kaasulukko 5. Sylinterit 13 kannattelevat kaa30 sulukkoa 5 ja ovat sijoittuneena rakenteen 12 yläpuolelle eikä alapuolelle, kuten kuvassa 2a.
Sopivimmin on myös niin, että kukin sylinteri 13 on varmistettu, esim. kahdennettu. Tällöin kullakin sylinterillä on toinen varasylinteri, joka si35 jaitsee esim. sylinterin 13 vieressä, ja jonka tehtävänä on yksikön, esim. kaasulukon 5 kannattelu, kun sylinteri 13 ei ole käytössä. Sylinte8 ri 13 ja sen varasylinteri voivat kannatella yksikköä myös samanaikaisesti.
20115936 prh 21 -11-2016
Erään toisen vaihtoehdon mukaisesti yksikköä kannattelevia sylinterei5 tä 13 on niin paljon, että yksittäisen sylinterin vikaantuminen, tai poistaminen käytöstä, ei merkittävästi vaikuta yksikön asentoon tai korkeusasemaan. Yksittäinen sylinteri 13 poistetaan käytöstä esim. huollon, huuhtelun tai muun syyn takia. Kun sylinteri on poistettu käytöstä, niin se ei aktiivisesti kannattele yksikköä generoimansa voiman avulla.
Sopivimmin on lisäksi niin, että sylinterin 13 männänvartta ei ole kytketty kiinteästi yksikköön, esim. kaasulukkoon 5 tai rakenteeseen 12. Tällöin männänvarren ja kaasulukon keskinäinen liike on sallittu ja esim. käytöstä poistetun sylinterin männänvartta voidaan liikuttaa.
Kuvassa 3 on esitetty hydraulinen ohjauspiiri, joka toimii paineväliaineen avulla ja jonka avulla sylintereitä 13 ohjataan. Ohjauspiirin toiminta perustuu hydrauliseen energiaan. Paineväliaineena on sopiva hydraulineste, jonka paineen avulla sylinterit generoivat tukivoimia. Lisäksi, hallitut muutokset hydraulinesteen tilavuusvirrassa puolestaan liikuttavat sylinterien männänvarsia ja siten yksikön korkeusasemaa voidaan muuttaa. Hydraulineste saadaan sopivasta painelähteestä ja se ohjataan linjoja pitkin mm. sylintereille. Hydraulinesteen virtausta ohjataan ohjauselimien, esim. venttiilien avulla. Linjat on toteutettu putkien, let25 kujen avulla. Eräs vaihtoehto linjojen toteuttamiselle on myös poratut kanavat, jotka sijaitsevat ohjauslohkossa, jota käytetään myös eri ohjauselimien asennusalustana.
Ohjauspiiri käsittää painelähteen 14, esimerkiksi sähkömoottorilla va30 rustetun hydraulipumpun, joka syöttää tilavuusvirtaa painolinjaan 15. Painelähde 14 on esimerkiksi vakiotilavuusvirran tuottava hammaspyöräpumppu. Painolinjan 15 paine riippuu sylinterien 13 kuormituksista ja paineenrajoituselimen 16 asetuksesta. Paineenrajoituselin 16 on esimerkiksi paineenrajoitusventtiili, jonka kautta hydraulineste ohjataan tankkiin 17. Hydraulineste ohjataan tankkiin esim. suodattimen kautta. Painolinjaan 15 on kytketty yksi tai useampi paineakku 27. Ohjauspii9
20115936 prh 21 -11-2016 rissä on myös ohjattu venttiilielin 18, joka kytkee painelinjan 15 syöttölinjaan 19, tai syöttölinjan 19 tankkilinjaan 20. Venttiilielimellä 18 voi olla myös muita toimintoja, kuten tankkilinjan 31 ja/tai syöttölinjan 19 ja/tai painelinjan 15 sulkeminen tai yhdistäminen halutulla tavalla. So5 pivimmin venttiilielin 18 on 3/2-suuntaventiili, joka on sähköisesti ohjattu ja jolla on erilaisia kytkentäasentoja. Eräs vaihtoehto on myös sähkötoimisten esiohjausventtiilien avulla hydraulisesti ohjattu 3/2-suuntaventtiili.
Sylinterilinjoissa 21, ja/tai syöttölinjassa 19, on kuristinelin 28, joka rajoittaa sylinteristä saapuvaa hydraulinesteen virtausta ja siten rajoittaa sylinterin nopeutta. Sopivimmin on niin, että kuristinelin 28 sallii hydraulinesteen vapaan virtauksen sylinterin suuntaan. Kuristinelin koostuu esim. vastaventtiilistä ja kuristimesta.
Syöttölinja 19 ohjaa hydraulinesteen sylintereille 13 ja tankkilinja 31 ohjaa hydraulinesteen tankkiin 17. Syöttölinjassa 19 on virranjakoelin 20, joka jakaa hydraulinesteen tasan eri sylintereille 13. Virranjakoelin 20 on esimerkiksi moottorityyppinen virtauksenjakaja. Tässä esimer20 kissä sylintereitä 13 on neljä. Hydraulineste jaetaan virranjakoelimestä 20 kullekin sylinterille 13 syöttölinjaa 21 pitkin.
Sylinteri 13 on sopivimmin yksitoiminen, esim. uppomäntäsylinteri. Sylinterin generoima työntövoima kannattelee yksikköä, esim. kaasuluk25 koa 5 tai rakennetta 12. Ulkoinen voima tai männänvarren ja/tai männän oma massa palauttaa sylinterin. Lisäksi on sopivimmin niin, että yksitoiminen sylinteri on varustettu kahdella portilla, joiden kautta hydraulineste voidaan ohjata sylinterin kammion sisään ja ulos. Tämä on tarpeen esim. sylinterin huuhtelua, ilmausta tai huoltoa varten. Sylinte30 rilinja 21 on kytketty sylinterin yhteen porttiin ja toiseen porttiin on kytketty ohivirtauslinja 22, joka ohjaa hydraulinesteen tankkiin 17. Ohivirtauslinjassa 22 on kutakin sylinteriä 13 varten sulkuelimet 23, jotka erottavat ja yhdistävät sylinterin 13 ja ohivirtauslinjan 22. Sopivimmin sulkuelin 23 on 2/2-suuntaventtiili, joka on esim. sähköisesti ohjattu.
20115936 prh 21 -11-2016
Ohjauspiirin eri komponentteja, joihin kuuluvat mm. edellä esitetyt elimet, ohjataan ohjainyksikön 24 avulla. Ohjainyksikkö hyödyntää esimerkiksi ohjelmoitavaa logiikkaohjainta, johon on tallennettu tarvittavat algoritmit ohjauspiirin hallintaa ja ohjausta varten. Ohjainyksikkö 24 saa tietoja eri linjojen paineista esim. paineanturien välityksellä, esim. painolinjan 15 paineanturin 25 avulla. Kutakin sylinteriä 13 varten on paineanturi 26, joka ilmaisee sylinterin 13 paineen. Ohjainyksikkö 24 ohjaa toimintaansa sisäänsyötettyjen ohjeiden tai ohjearvojen mukaisesti tai anturien antamien signaalien perusteella, ja se sisältää tarvittavat laitteet ja sähköiset piirit esim. venttiilien ohjaamiseksi esim. virtasignaalien avulla.
Tarvittaessa ohjainyksikköön 24 on kytketty ainakin yksi anturisignaali, joka ilmaisee yksikön, esim. kaasulukon 5 tai rakenteen 12 halutun pis15 teen absoluuttisen tai suhteellisen korkeusaseman, ja sopivimmin myös asennon, esim. kaltevuuden ja sen suunnan. Ko. anturisignaalien perusteella ohjauspiiri korjaa ainakin mainitun korkeusaseman. Kun kyseessä on kaasulukko, korkeusaseman referenssinä voi toimia esim. tulipesän haluttu piste, tai jokin muu sopiva referenssipiste. Erään toi20 sen esimerkin mukaisesti ohjainyksikkö saa yhden tai useamman ohjearvon, jonka perusteella ohjauspiiriä ohjataan niin, että ohjauspiiri ja sylinterit korjaavat ainakin mainitun korkeusaseman. Sopivimmin on niin, että kaasulukkoon 5, sylinteriin 13 tai rakenteeseen 12 on sijoitettu yksi tai useampi anturi 30, joka joko suoraan tai välillisesti ilmaisee kaasulukon 5 tai rakenteen halutun pisteen absoluuttisen tai suhteellisen korkeusaseman. Kyseisiä antureita voidaan käyttää myös mittaamaan asentoa.
Erään esimerkin mukaisesti kaasulukkoon 5, rakenteeseen 12, tai sy30 lintereihin 13 on sijoitettu anturit, esim. voima-anturit, joiden anturisignaalien perusteella voidaan kaasulukon 5 korkeusasemaa tai asentoa korjata. Tällöin pyritään pitämään esim. sylintereihin 13 vaikuttavat voimat vakioina.
Anturien osalta voidaan soveltaa mekaanisia, sähköisiä, magneettisia, induktiivisia, valosähköisiä, tai muita, asentoantureita, ja lisäksi esim.
kiihtyvyysantureita tai lasermittausta. Anturien tarkempi valinta ja käyttöönotto on tämän selostuksen avulla selvää alan ammattimiehelle.
20115936 prh 21 -11-2016
Ohjauspiirin eri komponenttien, painetason ja tilavuusvirran mitoitus ja 5 valinta riippuu sylinterien lukumääristä, sylinterien kuormituksista ja sylinterien liikematkasta. Mitoitus ja valinta on tämän selostuksen avulla selvää alan ammattimiehelle. Samoin ohjainyksikön tarkempi konfigurointi on tämän selostuksen esittelemien tavoitteiden avulla selvää alan ammattimiehelle. Tällöin otetaan huomioon esimerkiksi se, että lämpö10 laajenemisesta aiheutuva tulipesän tai kaasulukon pystysuuntainen liike on esim. 220 - 260 mm, ja kaasulukon vaakasuuntainen liike on esim. 70 mm. Tukijärjestelmään kohdistuva kuormitus on esim. 340 400 tonnia.
Kuvassa 3 esitetty ohjauspiiri on lisäksi kahdennettu, ts. varmistettu. Ensimmäisen esimerkin mukaisesti varmistettu ohjauspiiri käsittää kaksi tai useampia osaohjauspiirejä, joista kukin osaohjauspiiri yksinään voi kannatella yksikköä halutussa korkeusasemassa. Toisessa esimerkissä varmistettu ohjauspiiri käsittää kolme tai useampia osaohjauspii20 rejä, ja niistä vähintään yksi osaohjauspiiri voi olla poissa käytöstä, ja muista osaohjauspiireistä voi yksi ohjauspiiri, tai usean osaohjauspiirin kombinaatio, kannatella yksikköä halutussa korkeusasemassa. Eräässä kolmannessa esimerkissä ohjauspiiriä ei ole varmennettu toisen osaohjauspiirin avulla, vaan varmistus, joka pitää yksikön halutussa korkeusasemassa ja halutussa asennossa, on järjestetty muulla tavoin.
Kuvan 3 esittämässä, erään esimerkin mukaisessa ohjauspiirissä varmentaminen tarkoittaa sitä, että edellä kuvatut komponentit ja elimet on tuplattu niin, että muodostuu kaksi itsenäisesti toimivaa osaohjauspiiriä.
Ainakin painelähde 14, painelinja 15, venttiilielin 18, syöttölinja 19, virranjakoelin 20, sylinterit 13 ja sylinterilinjat 21 on kahdennettu. Sopivimmin on myös niin, että kaikki sylinterit on mahdollista huuhtoa. Ohivirtauslinja 22 voi olla molemmille osaohjauspiireille yhteinen, tai sekin on kahdennettu.
20115936 prh 21 -11-2016
Kuvan 3 esimerkissä on lisäksi niin, että osaohjauspiirien välille voidaan kytkeä yksi tai useampi yhteys ja ne ovat myös erotettavissa toisistaan. Eri osaohjauspiirejä erottaa toisistaan sulkuelin 29. Sopivimmin on niin, että sulkuelin 29 erottaa ja yhdistää painolinjan 15 ja toisen osaohjauspiirin painolinjan. Sopivimmin sulkuelin 29 on 2/2suuntaventtiili, joka on esim. sähköisesti ohjattu, esim. istukkaventtiili.
Kuvassa 4a on esitetty eräs toinen esimerkki yksiköstä, jota kannatellaan tukijärjestelmän ja sen sylinterien 13 avulla. Yksikkönä on poltto10 kattila, erityisesti sen tulipesä 1, tai erityisesti sen arinarakenne 32, jonka osalta voidaan soveltaa edellä esitettyjä periaatteita. Polttokattila soveltaa leijukerrospolttoa (CFB, BFB). Arinarakenteessa 32 olevien aukkojen kautta karkea materiaali pääsee putoamaan alas tulipesän ja sen arinarakenteen alle, jossa on poistoyksikkö karkeaa materiaalia varten. Kuvaan 4a on polttokattilaitoksesta esitetty vain tulipesä ja sen pohjalla oleva arinarakenne.
Kuvassa 4b on esitetty eräs kolmas esimerkki yksiköstä, jota kannatellaan tukijärjestelmän ja sen sylinterien 13 avulla. Yksikkönä on poltto20 kattilan tulipesä 1, tarkemmin sanottuna polttokatti lan painerunkorakenne, jonka osalta voidaan soveltaa edellä esitettyjä periaatteita. Polttokattila soveltaa leijukerrospolttoa (CFB, BFB). Polttokattilaan kiinnitytään esim. rakenteen 12 välityksellä. Kuvaan 4b on polttokatti laitoksesta esitetty vain tulipesä ja sen pohjalla oleva arinarakenne.
Keksintöä ei ole rajoitettu edellä esitettyihin esimerkkeihin ja vaihtoehtoihin, vaan sitä voidaan soveltaa seuraavassa määriteltyjen patenttivaatimusten määrittelemässä laajuudessa.
Muiden esimerkkien mukaisesti kyseessä voi olla jokin muukin yksikkö katti laitoksessa, jonka polttokattilana on muu kuin leijukerrospolttoon perustuva polttokattila.
Kehys tai palkkirakenteen 12 tarkempi konstruktio voi vaihdella laajas35 tikin. Rakenteessa ja koko tukijärjestelmässä voidaan soveltaa erilaisia palkkeja tai muita vastaavia rakenteita, jotka kiinnittyvät kannateltaviin yksiköihin. Rakenne voi myös koostua kahdesta tai useammasta erillisestä osasta, jota ohjauspiirin sylinterit ohjaavat. Rakenne 12 voi myös olla osa kaasulukon 5 rakennetta, esim. sen runkoa, tai kehystä 11. Lisäksi, kuvan 3 esimerkissä ohjauspiirin eri toiminnot, jotka on kuvattu erilaisten symbolien avulla, voidaan toteuttaa yhdellä venttiilillä tai useamman erillisen venttiilin kombinaatiolla.
Claims (13)
1. Kiertoleijukattilan kaasulukon tukijärjestelmä, jossa kaasulukossa (5) on lisäksi palautusputki (7) kiertoleijukattilan leijupetimateriaalin palaut5 tamiseksi kaasulukosta (5) kyseisen kiertoleijukattilan tulipesään (1), tunnettu siitä, että tukijärjestelmä (9) käsittää ainakin:
- useita hydraulisia sylintereitä (13), jotka kannattelevat kaasulukkoa (5) ja ylläpitävät kaasulukkoa halutussa korkeusasemassa; ja
- hydraulisen ohjauspiirin sekä sitä ohjaavan ohjainyksikön (24),
10 jotka on sovitettu ohjaamaan mainittuja sylintereitä; ja joka tukijärjestelmä on lisäksi sovitettu ylläpitämään kaasulukon (5) korkeusasemaa niin, että se on riippuvainen tulipesän (1) korkeusaseman muutoksesta, joka aiheutuu tulipesän (1) lämpölaajenemisesta.
15
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tukijärjestelmä, tunnettu siitä, että tukijärjestelmä käsittää lisäksi yhden tai useamman anturin (30), joka on sovitettu ilmaisemaan ohjainyksikölle (24) kaasulukon korkeusaseman.
20
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tukijärjestelmä, tunnettu siitä, että hydraulinen ohjauspiiri on sovitettu muuttamaan ja korjaamaan kaasulukon korkeusasemaa käyttäen korkeusaseman referenssinä tulipesän (1) haluttua pistettä.
25
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen tukijärjestelmä, tunnettu siitä, että tukijärjestelmä käsittää lisäksi:
- rakenteen (12), joka sijoittuu sylinterien (13) ja kaasulukon väliin, on sovitettu kannattelemaan kaasulukkoa (5) kyseisen rakenteen (12) päällä ja johon rakenteeseen mainitut sylinterit (13) kiinnitty30 vät kaasulukon (5) kannattelemiseksi, ja
- laakeroinnin, joka on sijoitettuna mainitun rakenteen (12) ja kaasulukon (5) väliin ja sovitettu sallimaan kaasulukon lämpölaajenemisesta aiheutuvat vaakasuuntaiset siirtymät suhteessa mainittuun rakenteeseen (12).
20115936 prh 21 -11-2016
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen tukijärjestelmä, tunnettu siitä, että tukijärjestelmä käsittää lisäksi metallisen kehys- tai palkkirakenteen, jonka välityksellä sylinterit (13) tukeutuvat maahan.
5
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tukijärjestelmä, tunnettu siitä, että:
- mainitut sylinterit käsittävät ainakin kaksi sylinterijoukkoa, joista kukin yksinään on sovitettu generoimaan voima, joka kykenee kannattelee kannattelemaan mainittua yksikköä silloin, kun muut sylinterijoukot on kytketty pois toiminnasta;
10 - ainakin kaksi sylinterijoukkoa on sovitettu hydrauliseen ohjauspiiriin niin, että kukin sylinterijoukko kuuluu omaan osaohjauspiiriinsä, joka käsittää ainakin:
- painelähteen (14), joka syöttää hydraulinesteen tilavuusvirtaa painelinjaan (15);
15 - venttiilielimen (18), joka on sovitettu kytkemään painelinja syöttölinjaan (19); ja
- virranjakoelimen (20), joka on sovitettu jakamaan syöttölinjasta saapuva hydraulineste useisiin sylinterilinjoihin (21), jotka johtavat hydraulinesteen mainittuihin sylintereihin (13).
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen tukijärjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu yksikkö on polttokattila, tai leijukerrospolttoon perustuva polttokattila, tai leijukerrospolttoon perustuvan polttokattilan arinarakenne, tai leijukerrospolttoon perustuvan polttokattilan tulipesä, tai kiertoleiju25 kattilan kaasulukko.
8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen tukijärjestelmä, tunnettu siitä, että tukijärjestelmä käsittää lisäksi yhden tai useamman anturin (30), joka on sovitettu ilmaisemaan ohjainyksikölle (24) mainitun yksikön
30 korkeusaseman.
9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen tukijärjestelmä, tunnettu siitä, että kukin sylinteri (13) on kahdennettu, jolloin kullakin sylinterillä on varasylinteri, joka sijoittuu kyseisen sylinterin viereen ja on sovitettu kan35 nattelemaan mainittua yksikköä ainakin silloin, kun sylinteri (13) ei ole käytössä.
10. Patenttivaatimuksen 6 mukainen tukijärjestelmä, tunnettu siitä, että hydraulinen ohjauspiiri käsittää ainakin yhden sulkuelimen (29), jonka avulla kahden eri osaohjauspiirin painolinjat (15) voidaan kytkeä toi5 siinsa ja erottaa toisistaan.
11. Patenttivaatimuksen 6 mukainen tukijärjestelmä, tunnettu siitä, että kukin sylinteri (13) on yksitoiminen.
10 12. Patenttivaatimuksen 6 mukainen tukijärjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu venttiilielin (18) on lisäksi sovitettu sulkemaan painolinjan ja syöttölinjan välinen yhteys ja samanaikaisesti kytkemään syöttölinja tankkilinjaan (31), joka johtaa hydraulinesteen tankkiin (17).
15 13. Patenttivaatimuksen 6 mukainen tukijärjestelmä, tunnettu siitä, että kukin sylinteri (13) on yksitoiminen ja käsittää ainakin kaksi porttia, joista toiseen on kytketty sylinterilinja (21) ja toiseen on kytketty ohivirtauslinja (22), joka käsittää lisäksi sulkuelimen (23); jolloin sukuelimellä on avattu asento, joka on sovitettu sallimaan hydraulinesteen virtaus
20 sylinterilinjasta sylinterin kautta ohivirtauslinjaan (22), ja suljettu asento, joka sovitettu estämään kyseinen virtaus.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20115936A FI127387B (fi) | 2011-09-23 | 2011-09-23 | Polttokattilalaitoksen tukijärjestelmä |
| PCT/FI2012/050887 WO2013041764A2 (en) | 2011-09-23 | 2012-09-13 | A system for supporting a combustion boiler plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20115936A FI127387B (fi) | 2011-09-23 | 2011-09-23 | Polttokattilalaitoksen tukijärjestelmä |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20115936A0 FI20115936A0 (fi) | 2011-09-23 |
| FI20115936A FI20115936A (fi) | 2013-03-24 |
| FI127387B true FI127387B (fi) | 2018-04-30 |
Family
ID=44718841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20115936A FI127387B (fi) | 2011-09-23 | 2011-09-23 | Polttokattilalaitoksen tukijärjestelmä |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI127387B (fi) |
| WO (1) | WO2013041764A2 (fi) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI126039B (fi) * | 2014-06-03 | 2016-06-15 | Amec Foster Wheeler En Oy | Hiukkaserottimen tukirakenteen käsittävä leijupetikattila |
| FI127236B (fi) | 2016-01-19 | 2018-02-15 | Sumitomo SHI FW Energia Oy | Erotin- ja lämmönvaihtokammiokokoonpano ja menetelmä kokoonpanon asentamiseksi, sekä kiertoleijupetikattila erotin- ja lämmönvaihtokammiokokoonpanolla |
| JP7294053B2 (ja) * | 2019-10-16 | 2023-06-20 | 住友金属鉱山株式会社 | 循環流動層ボイラのシールポットの補修方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE411386B (sv) * | 1978-05-10 | 1979-12-17 | Stal Laval Turbin Ab | Virvelbeddskammare med kylslingor |
| CH662639A5 (de) * | 1981-12-10 | 1987-10-15 | Sulzer Ag | Waermeuebertrager mit wirbelbettfeuerung. |
| DE3833616A1 (de) * | 1987-10-01 | 1989-04-13 | Reinhard Ing Goeschl | Wirbelschichtfeuerung |
| EP0981018A1 (en) * | 1998-08-19 | 2000-02-23 | Crone B.V. | Fluidized bed combustion boiler |
| US6305330B1 (en) | 2000-03-03 | 2001-10-23 | Foster Wheeler Corporation | Circulating fluidized bed combustion system including a heat exchange chamber between a separating section and a furnace section |
| FI116417B (fi) | 2004-07-01 | 2005-11-15 | Kvaerner Power Oy | Kiertoleijukattila |
-
2011
- 2011-09-23 FI FI20115936A patent/FI127387B/fi active IP Right Grant
-
2012
- 2012-09-13 WO PCT/FI2012/050887 patent/WO2013041764A2/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013041764A3 (en) | 2013-08-08 |
| FI20115936A (fi) | 2013-03-24 |
| WO2013041764A2 (en) | 2013-03-28 |
| FI20115936A0 (fi) | 2011-09-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI127387B (fi) | Polttokattilalaitoksen tukijärjestelmä | |
| AU2006325190B2 (en) | Method of and apparatus for supporting walls of a power boiler | |
| FI103299B (fi) | Kiertopetireaktori | |
| FI116417B (fi) | Kiertoleijukattila | |
| EP1998111A2 (en) | A boiler plant, a support structure, and a method for supporting the walls of a steam boiler of a boiler plant | |
| CN103562635A (zh) | 具有用于热固体流的两个外部热交换器的循环式流化床锅炉 | |
| KR101120436B1 (ko) | 유동층 보일러용 사이클론 분리기 장치와 설치 구조 | |
| EP1259758B2 (en) | Circulating fluidized bed combustion system including a heat exchange chamber between a separating section and a furnace section | |
| JP7269962B2 (ja) | ボイラーの支持アセンブリ | |
| EP3017248B1 (en) | A fluidized bed boiler with a support construction for a particle separator | |
| CN105756031B (zh) | 一种抗倾覆水力升船机输水系统用稳压减振箱 | |
| US10502411B2 (en) | Assembly and a method of installing an assembly of a particle separator module and a heat exchange chamber module, and a circulating fluidized bed boiler with such an assembly | |
| CN102563633A (zh) | 循环流化床锅炉返料器 | |
| US10443836B2 (en) | Circulating fluidized bed apparatus | |
| FI118977B (fi) | Menetelmä leijukattilan palkkiarinan yhteydessä ja palkkiarina | |
| CN113242950B (zh) | 用于流化床反应器内的燃烧器空气棒栅以及流化床反应器 | |
| RU2017120537A (ru) | Котел с циркулирующим кипящим слоем с теплообменником с нижней опорой | |
| KR20120125380A (ko) | 보일러 장치용 벽 구조 | |
| Edwards et al. | ITER blanket manifold final design and validation | |
| WO2017162523A1 (en) | System and method for supporting a boiler load | |
| JPH0344967Y2 (fi) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: VALMET POWER OY |
|
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: VALMET TECHNOLOGIES OY |
|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 127387 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |