FI89303B - Virvelbaeddpanna - Google Patents

Description

1 89303

LEIJUPETIKATTILA - VIRVELBÄDDPANNA

Esillä oleva keksintö kohdistuu leijupetikattilaan, joka voi olla joko kiertopetikattila tai kuplivan petin kattila. 5 Keksintö kohdistuu erityisesti leijupetikattilaan, joka käsittää vesiputkijäähdytteisen polttokammion, ylä- ja alakokoojat sekä leijusuutinpohjän ja joka kattila on lähinnä tarkoitettu käytettäväksi lämmin- tai kuumaves i kat. tilana.

10

Yllä mainitun tyyppiset leijupetikattilat on perinteisesti rakennettu siten että niissä on poikkileikkaukseltaan neliön tai suorakaiteen muotoinen polttokammio, jossa on vesijäähdytteiset seinät, ja polttokammio on liitetty 15 poikkileikkaukseltaan pyöreään, täysin muurattuun, jäähdyt-tämättömään leijupetiosaan ja suutinpohjaan.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kattilarakenne, joka on yksikertaisempi ja halvempi kuin perinteiset 20 leijupetirakenteet. Tämä tavoite saavutetaan keksinnön mukaisella leijupetikattilalla, jolle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että polttokammion katto ja suutinpohja muodostuvat ontoista laatoista, jotka toimivat kattilan ..... ylä- ja alakokoojina, joihin vesiputket on liitetty.

25

Polttokammion katto ja suutinpohja muodostuvat sopivimmin kahdesta reunoistaan yhteenhitsatusta, lautasmaisesta levystä, jotka muodostavat väliinsä suljetun tilan. Katto ja suutinpohja valmistetaan sopivimmin nk. lautaspäädyistä, 30 joiden pyöreä pinta on pääasiallisesti tasomainen ja .· ‘ reunaosa pääasialisesti lieriömäinen. Lautaspäädyt sidotaan toisiinsa niiden välissä olevien side-elimien avulla, jolloin suutinlevyssä suuttimet voivat toimia side-eliminä.

35 Keksinnön mukainen leijupetikattila soveltuu ennen kaikkea . : kiinteille polttoaineille tehoalueella 5-30 MW, jolloin veden lämpötila on n. 70 - 180°C.

2 '<9303

On tunnettua, että leijupetikattiloiden katto ja suutinpoh-ja voidaan valmistaa käyttämällä jäähdytysputkia, jotka on liitetty kokoojaputkien avulla kattilan putkijärjestel-mään. Esimerkkejä tällaisista rakenteista ovat US-patentin 5 4,312,302 ja DE-hakemusjulkaisun 3525676 esittämät ratkai sut.

US 4,312,302 esittää leijupetikattilan polttokammiota, jonka pohja on valmistettu vaakasuorista eväputkista, jotka 10 on liitetty toisiinsa hitsaamalla ja joiden väliin on sovitettu rei'itetyt levysuikaleet, niin että on aikaansaatu tasomainen reikälevy, jonka kautta poltto- ja leiju-tusilma syötetään polttokammioon.

15 DE-OS 3525676 esittää höyrykattilaa, jonka polttokammion katto on valmistettu kaasutiiviisti toisiinsa hitsatusta putkista,' jotka on yhdistetty kattilan sivuseinien putkiin.

Keksinnön mukaisessa leijupetikattilassa toimivat poltto-20 kammion katto ja suutinpohja kokoojina, jotka samalla jäähdyttävät katto- ja pohjarakennetta sekä pohjan läpi meneviä suuttimia. Näin on yksinkertaisella tavalla aikaansaatu tukeva rakenne sekä haluttu jäähdytysvaikutus.

25 Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää kaaviollisesti kesinnön mukaisen leijupetikattilan pystyleikkausta, kuvio 2 esittää kuvan 1 leikkausta viivaa A-A pitkin suurem-30 massa mittakaavassa, kuvio 3 esittää kuvion 1 B:llä merkittyä kohtaa suuremmassa mittakaavassa, kuvio 4 esittää kuvion 1 C:llä merkittyä kohtaa suuremmassa mittakaavassa, 35 kuvio 5 ja 6 esittävät eräitä muita keksinnön mukaisia ratkaisuja.

3 39303

Kuviossa 1 viitenumero 2 tarkoittaa kiertopetikattilaa, 4 sen polttokanuniota, 6 yläkokoojaa, joka muodostaa polttokam-mion katon 7 ja 8 alakokoojaa, joka muodostaa polttokammion suutinpohjan 9. Polttokammio on seinän 10 ympäröimä.

5 Polttokammion yläpäässä on poistoaukko 13, johon on liitetty syklonierottimen 12 tuloaukkoon 15 johtava kaasukanava 14. Syklonierottimen alle on sovitettu konvektio-osa 16. Sykloni voi, kuten kuviossa on esitetty, olla ns. myötävirtasykloni, joka on yhdistetty konvektio-osan välittömäksi jatkeeksi 10 ylöspäin. Myötävirtasyklonista poistetaan puhdistetut kaasut sen pohjan keskellä olevan aukon kautta. Konvektio-osa on pääsääntöisesti jäähdytettyyn pystylieriövaippaan sijoitettu tuliputkirakenne, jossa on useita rinnakkaisia, veden ympäröimiä putkia 17, joiden läpi syklonista lähtevät 15 kaasut virtaavat. Lieriövaippa jatkuu ylöspäin syklonia ympäröiden kaksoisvaippana, joka liittyy yläkokoojaan 19, joka voi olla rakenteeltaan samanlainen kuin polttokammion yläkokooja 6. Syklonierottimesta johtaa palautusputki 18 erotetun kiintoaineen takaisin polttokammioon. Suutin-20 pohjan alla on ilmakaappi 20, johon poltto- ja leijutus-ilma syötetään.

Polttokammion seinä 10 on, kuten kuviosta 2 ilmenee, koottu : useista, yhteenhitsatuista esim. 700 mm leveistä putkipanee- • 25 leista 22, jotka muodostavat poikkileikkaukseltaan melkein pyöreän monikulmion. Pyöreän rakenteen etuna poikkileikkauk-: seitaan neliön tai suorakaiteen muotoiseen rakenteeseen ver rattuna on, että petin keskellä oleva tuhkanpoistoaukko ... on yhtä kaukana petin kaikista reunoista. Polttokammiossa 30 ei ole nurkkia, joihin voisi muodostua leijumattomia katvealueita. Putkipaneelit 22 puolestaan on muodostettu useista vierekkäisistä, yhteenhitsatuista eväputkista 24.

Yläkokooja 6 on, kuten kuviosta 3 ilmenee, valmistettu · 35 kahdesta vastakkain sovitetusta, pyöreästä nk. lautas- päädystä 26 ja 28, jotka on muodostettu tasomaisesta levystä, jonka reunaosa 30 on taivutettu lieriömäiseksi. Lautaspäätyjen vastakkaiset reunat on hitsattu yhteen, 4 89303 niin että lautaspäädyt muostavat väliinsä suljetun tilan 32. Polttokammion vesiputket 24 on yläpäistään hitsattu polttokammion katon mudostavaan, alempaan lautaspäätyyn 28, lähelle sen reunaa. Kokooja 6 on jäykistetetty useilla 5 ylä- ja alalevyyn hitsatuilla sidetangoilla 34. Ylempään lautaspäätyyn 26 on sovitettu veden poistoyhde 36.

Alakokooja 8 on vastaavalla tavalla valmistettu lautaspää-dyistä 38 ja 40, jotka muodostavat väliinsä suljetun tilan 10 42. Kokooja on jäykistetty leijutussuuttimilla 44, jotka menevät lautaspäätyjen läpi ja ovat hitsatut kiinni niihin. Alakokooja ei täten tarvitse erillisiä sidetankoja. Poltto-kammion eväputket on alapäistään hitsattu suutinpohjan muodostavaan, ylempään lautaspäätyyn 38, lähelle sen reunaa. 15 Alakokoojaan on sovitettu veden tuloyhde (ei esitetty).

Alakokoojan keskellä on pyöreä tuhkanpoistoputki (ei esitetty), joka menee lautaspäätyjen läpi ja on hitsattu niihin. Tuhkanpoistoputki on näin vesijäähdytteinen.

20 Kattilassa kuumennettava vesi syötetään alakokoojaan 8 tuloyhteen kautta ja se nousee putkien 24 kautta yläkokoo-jaan 6, josta se poistetaan poistoyhteen 36 kautta. Polttoaine syötetään polttokammioon 4 tuloyhteen 46 kautta. Leijutus- ja polttoilma syötetään polttokammioon suuttimien 25 44 kautta. Tarvittaessa syötetään polttokammioon lisää ilmaa suutinpohjan yläpuolella olevien aukkojen kautta. Lisäilma tuodaan sopivimmin petin yläpuolelle hyödyntäen polttokammion pyöreätä poikkileikkausrouotoa, lievästi tangentiaalisesti, jolloin viipymäaikaa polttokammiossa 30 näin voidaan lisätä ja palamistulosta parantaa. Kattilan toimiessa kiertopetiperiaatteella, jolloin kaasun virtausnopeus polttokammin läpi on n. 2,5 - 5 m/s, poistetaan 1 polttokammiosta kanavan 14 kautta poistuvista savukaa suista sinänsä tunnetulla tavalla kiintoainetta 35 syklonierottimessa 12, josta kaasut johdetaan konvektio-osaan 16. Kaasuista poistettu kiintoaine palautetaan petiin palautusputken 18 kautta. Kattilan toimiessa kuplapetiperi-aatteella, jolloin kaasun nopeus on pienempi, voidaan 5 09303 syklonierotin kattilan ja konvektio-osan välillä jättää pois.

Jäykemmän rakenteen aikaansaamiseksi voidaan kuviossa 1 5 esitetty tasomaisista levyosista rakennettu yläkokooja 6 valmistaa lievästi kartiomaisista levyistä 48 ja 50, kuten kuviossa 5 on esitetty, tai kupumaisista levyistä 52 ja 54, kuten kuviossa 6 on esitetty. Levyt mudostavat väliinsä suljetun tilan 32, johon vesiputket 24 on yhdistetty. 10 Samanlaisia rakenteita voidaan tietenkin myös käyttää alakokoojassa 8. Ylemmän ja alemman levyn sitomiseksi toisiinsa voidaan sidetankojen asemesta käyttää väliseiniä, joiden avulla kokoojan läpi virtaava vesi voidaan ohjata halutulla tavalla.

15

Kokoojat ovat tyypillisesti halkaisijaltaan n. 2,5 - 4,5 m kokoisia ja niiden sunnittelupaine esim. 16 bar.

Yllä on esitetty leijupetikattila, joka lähinnä on tarkoi-20 tettu toimimaan lämmin- tai kuumavesikattilana. On selvää, että keksinnön mukaista rakennetta voidaan menestyksel-lisesti soveltaa myös korkeammissa paineissa toimivissa . . : höyryn kehittämiseen tarkoitetuissa leijupetireaktoreissa.

25 Yllä on esitetty esimerkinomaisesti ainoastaan muutamia keksinnön edullisia suoritusmuotoja, joiden tarkoituksena ei ole rajata keksinnön suojapiiriä oheisten vaatimuksien määrittelemää laajuutta suppeammaksi.

Claims (13)

1. Leijupetikattila, joka käsittä vesiputkijäähdytteisen polttokanunion (4 ), ylä- ja alakokoojat (6, 8) sekä suutin- 5 pohjan (9), tunnettu siitä, että polttokanunion (4) katto (7) ja suutinpohja (9) muodostuvat ontoista laatoista, jotka toimivat kattilan (2) ylä- ja alakokoojina (6, 8), joihin vesiputket (24) on liitetty.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen leijupetikattila, tunnettu siitä, että polttokanunion (4) katto (7) ja suutinpohja (9) muodostuvat kahdesta, reunoistaan yhteenhitsatusta levystä (26, 28; 38, 40; 48, 50; 52, 54), jotka muodostavat väliinsä suljetun tilan (32, 42). 15

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen lei jupetikattila, tunnettu siitä, että levyt (26, 28; 38, 40; 48, 50; 52, 54) ovat pyöreät.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen leijupetikattila, tunnettu siitä, että levyt (26, 28; 38, 40) ovat lautasmaiset.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen leijupetikattila, tunnettu siitä, että levyissä (26, 28; 38, 40) on tasomainen osa ja 25 lieriömäinen reunaosa (30).

6. Patenttivatimuksen 2 mukainen leijupetikattila, tunnettu siitä, että levyt (48, 50) ovat kartiomaiset.

6 8 9 3 C 3 PATENTTIVAATIMUK S ET

7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen lei jupetikattila, tunnettu siitä, että levyt (52, 54) ovat kupumaiset.

8. Jonkin patenttivattimuksen 2-7 mukainen leijupetikattila, tunnettu siitä, että levyt (26, 28; 38, 40; 48, 35 50; 52,54) on sidottu toisiinsa side-elimillä (34, 44).

9. Patentivaatimuksen 8 mukainen leijupetikattila, tunnettu 7 89303 siitä, että levyt (26, 28; 38, 40; 48, 50; 52, 54) on sidottu toisiinsa sidetangoilla (34).

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen lejupetikattila, tunnettu 5 siitä, että levyt (26, 28; 38, 40; 48, 50; 52, 54) on sidottu toisiinsa väliseinillä.

11. Patenttivaatimuksen 8 mukainen leijupetikattila, tunnettu siitä, että suutinpohjan (9) levyt (38, 40) on 10 sidottu toisiinsa lejutussuuttimilla (44), jotka menevät levyjen läpi ja on hitsattu kiinni niihin.

12. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen leijupetikattila, tunnettu siitä, että polttokammio (4) 15 on poikkileikkaukseltaan pääasiallisesti pyöreä.

13. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen leijupetikattila, tunnettu siitä, että polttokammion (4) vesiputket (24) on hitsattu kiinni ylä- ja alakokoojaan 20 (6, 8), lähelle niiden reunaa. β ö 9 3 Ο 3