HU222997B1

HU222997B1 - Kazán

Info

Publication number: HU222997B1
Application number: HU9903826A
Authority: HU
Inventors: Takayo Kawase; Fumio Koda; Junichiro Matsuda; Tetsuo Mimura; Shigeki Morita
Original assignee: Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1997-12-16
Publication date: 2004-01-28
Also published as: AU5412798A; CA2243711C; ID20032A; US5950574A; HUP9903826A3; EP0884526A1; CZ289841B6; CZ249798A3; CN1122777C; KR19990082454A; MY124231A; CA2243711A1; EP0884526A4; RO117733B1; WO1998027385A1; HUP9903826A2; CN1211308A; KR100294729B1; TW336268B; PL328163A1

Abstract

A találmány tárgya kazán, amelynek – tűztere (1) van, –egy, az egyik végénél a tűztér (1) kiömlőnyílásához kapcsolódó elsőfüstgázjárata (3) van, – egy, az első füstgázjárathoz (3)kapcsolódó, második füstgázjárata (2) van, amely a füstgáz áramlásamentén aljáratokra van osztva, – egy keresztáramú hőcserélőberendezése van, amely a második füstgázjáratban (2) van elhelyezve,és – mindegyik aljárat kiömlőnyílásában az aljáraton átáramlófüstgáz áramlási sebességének szabályozására szolgáló eszköze,előnyösen csappantyúja (25) van. A találmány lényege, hogy a kazánnakfelfüggesztett típusú hőcserélő berendezései vannak az elsőfüstgázjáratban (3) elhelyezve, és valamennyi hőcserélő berendezéstúlhevítő (52, 53), és a második füstgázjárat (2) egyik aljáratábanutánmelegítő (41) van elhelyezve, és a hőcserélő berendezésnek a kazánmaximális terhelése mellett a második füstgázjárat (2)beömlőnyílásában 1000 °C–1100 °C füstgázhőmérsékletet biztosítóhőcserélő felületei vannak. ŕ

Description

KIVONAT

A találmány tárgya kazán, amelynek

- tűztere (1) van,

- egy, az egyik végénél a tűztér (1) kiömlőnyílásához kapcsolódó első füstgázjárata (3) van,

- egy, az első fiistgázjárathoz (3) kapcsolódó, második fustgázjárata (2) van, amely a füstgáz áramlása mentén aljáratokra van osztva,

- egy keresztáramú hőcserélő berendezése van, amely a második füstgázjáratban (2) van elhelyezve, és

- mindegyik aljárat kiömlőnyílásában az aljáraton átáramló füstgáz áramlási sebességének szabályozására szolgáló eszköze, előnyösen csappantyúja (25) van.

A találmány lényege, hogy a kazánnak felfüggesztett típusú hőcserélő berendezései vannak az első füstgázjáratban (3) elhelyezve, és valamennyi hőcserélő berendezés túlhevítő (52, 53), és a második füstgázjárat (2) egyik aljáratában utánmelegítő (41) van elhelyezve, és a hőcserélő berendezésnek a kazán maximális terhelése mellett a második füstgázjárat (2) beömlőnyílásában 1000 °C-1100 °C füstgázhőmérsékletet biztosító hőcserélő felületei vannak.

1. ábra

HU 222 997 B1

A leírás terjedelme 8 oldal (ezen belül 2 lap ábra)

HU 222 997 Bl

A találmány tárgya kazán, különösen pedig egy olyan kazán a villamosenergia-ipar számára, amelynek utánmelegítője van és amelynek közepes vagy nagy teljesítménye van, és a kazán maximális folyamatos elpárologtatási sebessége legalább 500 t/óra.

Egy energiafejlesztő berendezésben a gőz, amely a munkáját a nagynyomású turbinában elvégezte, viszonylag kis nyomáson távozik, majd utánmelegítik, és egy közepes nyomású és egy kisnyomású turbinához vezetik, hogy abban munkát végezzen, és ezáltal növelik a körfolyamatnak a termikus hatásfokát. A fent említett kazánokat például ilyen energiafejlesztő berendezésekben alkalmazzák.

Ilyen kazánokban a viszonylag nagy hőmérsékletű és nagy nyomású gőz előállítására szolgáló túlhevítőket és a viszonylag nagy hőmérsékletű és viszonylag kis nyomású gőz előállítására szolgáló utánmelegítőket a felfelé áramló füstgázok járatában helyezik el, amely járaton keresztül a tűztérben elégetett tüzelőanyagból származó füstgázok haladnak át. Különösen egy olyan kazánban, amelynek közepes vagy nagy teljesítménye van, és amelynek a maximális folyamatos elpárologtatási sebessége legalább 500 t/óra, és amely kazánt energiafejlesztő berendezéseknél alkalmaznak, és az utánmelegítők éppúgy, mint a túlhevítők a felfelé áramló füstgázok járatában vannak elhelyezve úgy, hogy nagy hőmérsékletű gőzt nyeljenek.

Létezik olyan kazán is, amelynél a felfelé irányuló füstgázjáratot követő lefelé áramló füstgázjárat két vagy több aljárattá van osztva a füstgáz áramlási iránya mentén, és mindegyik aljárat alsó részében egy csappantyú van elhelyezve, amellyel az illető aljáraton átáramló füstgáz mennyiségét szabályozni lehet.

A JP-A-59-60103 és a JP-A-58 217104 számú szabadalmi leírások berendezéseket ismertetnek, amelyekben az utánmelegítők egy vagy több ilyen aljáratban vannak elhelyezve, és a túlhevítők a fennmaradó aljáratokban vannak elhelyezve.

A JP-A 62-33204 számú szabadalmi leírás egy olyan szerkezetet ismertet, ahol egy túlhevítő és egy tápvíz-előmelegítő van elhelyezve az egyik aljáratban, és egy elpárologtató és egy tápvíz-előmelegítő van elhelyezve a másik aljáratban.

A JP 08 082 405 számú szabadalmi leírás egy kazán második huzamának a felépítésére vonatkozik, ahol a füstgázjárat egy hosszanti fallal két aljáratra van osztva. Az egyik aljáratban egy túlhevítő és egy tápvíz-előmelegítő, a másik aljáratban egy utánmelegítő és egy másik tápvíz-előmelegítő van elhelyezve, az aljáratok kimeneteinél pedig csappantyúk vannak beépítve.

A JP 48 027 328 számú szabadalmi leírás egy kazánt ismertet, amelynek függőleges tűztere, ennek tetejéhez kapcsolódó vízszintes füstjárata és ehhez kapcsolódó függőleges füstjárata van. A vízszintes füstjáratba függönytúlhevítő van beépítve. A felfelé áramló füstgázok járatában, amely a tűztér egy kiömlőnyílásával közlekedik, amelyen viszonylag nagy hőmérsékletű füstgáz halad át, egy felfüggesztett típusú nagy hőmérsékletű túlhevítő van elhelyezve, és egy felfüggesztett típusú nagy hőmérsékletű utánmelegítő van elhelyezve áramlásirányban a nagy hőmérsékletű túlhevítő után is. A hőcsere hatékonyabban megy végbe a felfelé áramló füstgázok járatában, mint a lefelé áramló füstgázok járatában. Ez azért van így, mert a füstgáz hőmérséklete a felfelé áramló füstgázok járatában nagyobb, mint a lefelé áramló füstgázok járatában, és a tűztérben lévő láng még sugároz is. Mivel a nagy hőmérsékletű túlhevítő a felfelé áramló füstgázok járatában van elhelyezve, ahol intenzív hőcsere megy végbe, lehetőség van a túlhevítő egészének méretcsökkentésére, valamint a hőcsere hatékonyságának a növelésére. Ennek eredményeképpen lehetőség van a kazán méreteinek és súlyának csökkentésére.

Az utánmelegítőnek, mint egésznek, a méretei is csökkenhetnek azáltal, hogy a nagy hőmérsékletű utánmelegítőt a felfelé áramló füstgázok járatában helyezik el, amelyen a viszonylag nagy hőmérsékletű füstgázok áramlanak át, és amelyben a hőátadás sebessége nagy, úgyhogy a nagy hőmérsékletű utánmelegítő követi a nagy hőmérsékletű túlhevítőt, mint ahogyan ez általában szokásos. Mivel a felfelé áramló füstgázok járatában elhelyezett nagy hőmérsékletű túlhevítő és nagy hőmérsékletű utánmelegítő méreteit behatárolják a járat méretei, lehetetlen olyan hőcserélő felületeket nyerni, amelyek szükségesek egyszerre a nagy hőmérsékletű túlhevítőhöz és a nagy hőmérsékletű utánmelegítőhöz. Ezért kiegészítő túlhevítőre és utánmelegítőre van szükség. Ebből a célból keresztáramú, kis hőmérsékletű túlhevítő és kis hőmérsékletű utánmelegítő van elhelyezve a lefelé áramló füstgázok járatának megfelelő aljáratában, a felfüggesztett típusú, nagy hőmérsékletű túlhevítő és a nagy hőmérsékletű utánmelegítő után. Tekintettel a termikus hatékonyságra, a felfüggesztett típusú, nagy hőmérsékletű túlhevítő a felfelé áramló füstgázok járatában van elhelyezve, a többi előtt. Ezért a nagy hőmérsékletű utánmelegítőnek egy korlátozott térben kell elhelyezkednie a felfelé áramló füstgázok járatában, a nagy hőmérsékletű túlhevítő után. Ez azt jelenti, hogy a nagy hőmérsékletű utánmelegítőt nem lehet kielégítő méretben kialakítani. Mivel a nagy hőmérsékletű utánmelegítő így nem elegendően nagy, ezért kiegészítőleg egy kereszt típusú, kis hőmérsékletű utánmelegítőt kell elhelyezni a lefelé áramló füstgázok járatának aljáratában, amely az utánmelegítő által megkívánt hőcserélő felület nagyobb részét fogja képezni. A kis hőmérsékletű túlhevítőben és a kis hőmérsékletű utánmelegítőben a gőz konvekciós úton melegszik fel, majd a kazánon kívülre szállítódik, például egy energiafejlesztő turbinához, a nagy hőmérsékletű túlhevítőn és a nagy hőmérsékletű utánmelegítőn keresztül. Mindegyik aljáratban, amelyben egy kis hőmérsékletű túlhevítő és kis hőmérsékletű utánmelegítő van elhelyezve, egy csappantyú is van, úgy, hogy a füstgáz átáramlási mennyiségét, amelyet a kis hőmérsékletű túlhevítővel vagy kis hőmérsékletű utánmelegítővel érintkezésbe kívánnak hozni, szabályozni lehet. A kis hőmérsékletű túlhevítőben és a kis hőmérsékletű utánmelegítőben a gőz egy előre meghatározott hőmérsékletre van felmelegítve a csappantyúk szabályozásával, és a nagy hőmérsékletű túlhevítőhöz és a nagy hőmérsékletű utánmelegítőhöz van továbbítva.

HU 222 997 Bl

A gőzhőmérséklet szabályozását a kis hőmérsékletű túlhevítőben és a kis hőmérsékletű utánmelegítőben a csappantyúk szabályozásával érik el, amint azt fent említettük. Mivel azonban a nagy hőmérsékletű túlhevítők és a nagy hőmérsékletű utánmelegítők az aljáratok előtt vannak elhelyezve, a gőzhőmérséklet szabályozása a csappantyúk segítségével nem megy végbe azonnal ezekben a nagy hőmérsékletű hőcserélő berendezésekben. Ennek megfelelően a gőzhőmérséklet szabályozása a kis hőmérsékletű túlhevítőben és a kis hőmérsékletű utánmelegítőben nem hat azonnal a gőz hőmérsékletére a turbina beömlőnyílásában. Más szavakkal, időkésleltetés vagy egy holtidő van a kis hőmérsékletű túlhevítő és a nagy hőmérsékletű túlhevítő kiömlőnyílásában uralkodó gőzhőmérséklet változása között és a kis hőmérsékletű utánmelegítő és a nagy hőmérsékletű utánmelegítő kiömlőnyílásában vagy a turbina beömlőnyílásában uralkodó gőzhőmérséklet változása között.

Abban az esetben, ha a csappantyú szabályozási teljesítményét fokozzák, hogy a holtidőt csökkentsék, a kazánrendszer instabillá válik, ezáltal csökken a szabályozhatóság. Ez különösen az utánmelegítőre vonatkozik, mivel az az utánmelegítő, amely a hőcserélő felület nagyobb részét képezi, az aljáratban van elhelyezve, így az instabilitása még nagyobb.

Ezért a találmány feladata egy olyan kazán létesítése, amelynél a gőzhőmérséklet szabályozhatósága javul, anélkül hogy az egyes utánmelegítők hőátadási felületét növelni kellene.

Ezt a feladatot a találmány értelmében egy olyan kazánnal valósítjuk meg, amelynek

- tűztere van,

- egy, az egyik végénél a tűztér kiömlőnyílásához kapcsolódó első füstgázjárata van,

- egy, az első füstgázjárathoz kapcsolódó második füstgázjárata van, amely a füstgáz áramlása mentén aljáratokra van osztva,

- egy keresztáramú hőcserélő berendezése van, amely a második füstgázjáratban van elhelyezve, és

- mindegyik aljárat kiömlőnyílásában az aljáratokon átáramló füstgáz áramlási sebességének szabályozására szolgáló eszköze, előnyösen csappantyúja van.

A találmány lényege, hogy a kazánnak felfüggesztett típusú hőcserélő berendezései vannak az első füstgázjáratban elhelyezve, és valamennyi hőcserélő berendezés túlhevítő, és a második füstgázjárat egyik aljáratában utánmelegítő van elhelyezve, és a hőcserélő berendezésnek a kazán maximális terhelése mellett a második füstgázjárat beömlőnyílásában 1000 °C-1100 °C füstgázhőmérsékletet biztosító hőcserélő felületei vannak.

Mivel a találmány értelmében a füstgáz hőmérséklete a második füstgázjáratnak a beömlőnyílásában nagyobb, mint a szokásos kazán esetében, az utánmelegítőben áthaladó gőz és a füstgáz közötti hőmérsékletkülönbség nagy, ezért nincs szükség arra, hogy az utánmelegítő hőcserélő felülete túlzottan nagy legyen.

Széntüzelésű kazán esetében általában nagy mennyiségű szénhamu van az égéstermékekben. A szénhamunak a lágyulási hőmérséklete megközelítőleg 1100 °C. Ha a szénhamut lágyítjuk és az egy hőcserélő berendezés hőcserélő felületéhez tapad, akkor a szénhamu lehűl és megkeményedik. Az úgynevezett „slugging” jelenség, ami a szénhamu növekedését jelenti, amit a lágyulás és tapadás ismétlődése okoz, csökkenti a hőátadás hatékonyságát. Ezért általában azt kívánják, hogy a szénhamu szakaszosan el legyen távolítva. Ha a találmány szerinti megoldást egy széntüzelésű kazánnál alkalmazzuk, mint a jelen esetben, a kereszt típusú hőcserélő berendezés, például a primer utánmelegítő, a primer túlhevítő és a tápviz-előmelegítő nehezebbé teszi a szénhamu eltávolítását, ha az egyszer már hozzátapadt a berendezéshez, mint a felfüggesztett típusú hőcserélő berendezés esetében.

A találmány szerint azonban a füstgáz hőmérséklete a keresztáramú hőcserélő berendezés előtt 1000°-1100 °C. Mivel ez alacsonyabb, mint a szén lágyulási hőmérséklete, megakadályozható a tömbösödés. Azonkívül, mivel lényegesen magasabb, mint a kívánt utánmelegítési gőzhőmérséklet (560-600 °C), csökkenthetők a lefelé irányuló füstgázjáratban a hőcserélő berendezés méretei, és ezáltal le lehet csökkenteni az egész kazánt. Amint már említettük, a találmány szerinti megoldás rendkívül hatékony széntüzelésű kazánok esetében.

Célszerűen a keresztáramú hőcserélő az egyik aljáratban van elhelyezve, és legalább egy túlhevítőt és egy tápvíz-előmelegitőt tartalmaz, a másik aljáratban pedig egy elpárologtató és egy tápviz-előmelegítő van elhelyezve.

Mivel a találmány szerinti kazánnak olyan utánmelegítői vannak, amelyek a lefelé irányuló füstgázjárat aljáratában vannak elhelyezve, csökkenteni lehet a holtidőt. Továbbá, mivel valamennyi utánmelegítő szabályozottá válik, a gőzhőmérséklet szabályozása nagyobb pontossággal végezhető az utánmelegítő kiömlőnyílásában, azaz nagyobb pontossággal szabályozható a hőmérséklet a turbina beömlőnyílásában.

A találmányt részletesebben a rajzok alapján ismertetjük, amelyek a találmány szerinti kazán példakénti kiviteli alakját tüntetik fel.

Az 1. ábra a találmány szerinti kazán oldalnézetét mutatja vázlatosan.

A 2. ábra egy ismert kazán oldalnézete.

Az 1. ábrán a kazán 1 tűzteret tartalmaz, valamint a lefelé áramló füstgázok számára egy második 2 járatot és a felfelé áramló füstgázok számára egy első 3 járatot tartalmaz, amely az 1 tűztér felső szakaszát a második 2 füstgázjárattal köti össze. Az első 3 járatnak van egy vízszintes szakasza is. A kazán lehet például széntüzelésű kazán.

A kazán alsó szakaszában elhelyezett 11 égőkből jövő, nagy hőmérsékletű égéstermék felfelé halad az 1 tűztérben. Az égéstermékek áthaladnak az első 3 füstgázjáratokon és a második 2 füstgázjáratokon, és a kazánból a 210 kiömlőnyíláson át mint kis hőmérsékletű füstgázok távoznak. Az 1 tűztérben egy alsó, vízzel hűtött 12 fal, egy felső, vízzel hűtött 13 fal és egy 15 kiugró fal van. Az alsó, vízzel hűtött 12 fal több csőből áll, amelyek mindegyike benyúlik az 1 tűztérbe, az 1 tűztér

HU 222 997 Bl alsó szakaszától csavarvonalban felfelé. A felső, vízzel hűtött 13 fal is több csőből áll, és ezek mindegyike függőlegesen, egyenesen benyúlik az 1 tűztérbe. A 15 kiugró fal is több csőből áll.

A második 2 füstgázjáratot egy 21 fal határolja, amely ugyancsak több csőből áll. A 2 füstgázjárat két 22 és 23 aljáratra van osztva egy 24 válaszfallal, amely a füstgáz áramlási irányába esik. Egy-egy 25 csappantyú van elhelyezve mindegyik 22,23 aljárat kiömlőnyílásába, hogy az egyes aljáratokon átáramló égéstermék áramlási sebességét szabályozza. A 24 válaszfalban is több cső van.

A második 2 füstgázjárat egyik 22 aljáratába egy keresztáramú 41 utánmelegítő van elhelyezve, míg egy kereszt típusú, primer 51 túlhevítő és egy kereszt típusú 61 tápvíz-előmelegítő van sorba kapcsolva az égéstermék áramlása mentén a másik 23 aljáratban. A 23 aljáratban azonkívül egy elpárologtató is elhelyezhető, ha szükséges.

Az első 3 füstgázjáratot egy több csőből álló 31 fodémfal, valamint oldalfalak határolják. Egy felfüggesztett típusú, szekunder 52 túlhevítő és egy felfüggesztett típusú, tercier 53 túlhevítő van elhelyezve az első 3 füstgázjáratban az égéstermék áramlási irányában sorba kapcsolva. Az 52 és 53 túlhevítőknek a teljes hőátadási felülete úgy van megállapítva, hogy az égéstermék hőmérséklete a második 2 füstgázjárat beömlőnyílásában 1000 ^oC-1100 °C legyen, ha a kazán maximális terhelés alatt van.

A „keresztáramú” megjelölés olyan körülményt jelent, amikor a hőcserélő berendezés hőcserélő csöve mint utánmelegítő lényegében vízszintesen fekszik a függőleges gázáramhoz képest. A „felfüggesztett típus” megjelölés olyan körülményt jelent, ahol a hőcserélő berendezés hőcserélő csöve mint túlhevítő lényegében függőlegesen áll a vízszintes gázáramláshoz képest.

A következőkben a kazán vízellátó rendszerét ismertetjük.

Vizet vezetünk be a 23 aljáratban elhelyezett 61 tápvíz-előmelegítőbe egy 100 csövön keresztül. A víz a 611 beömlőelosztóból a 61 tápvíz-előmelegítő 612 kiömlőelosztójához folyik, és hőt vesz fel a füstgázokból. Az így felmelegített vizet a 612 kiömlőelosztóból az 1 tűztér alsó, vízzel hűtött 12 falának több, alsó 121 elosztójába osztjuk el a 101 ejtőcsövön keresztül.

A víz a hőt az 1 tűztér belsejében abszorbeálja, és az alsó 121 elosztóktól az alsó, vízzel hűtött 12 fal megfelelő csövem keresztül felszáll. A vizet közel telítési hőmérsékletre melegítjük. A csövekben a vízhőmérsékletek kiegyenlítetlenek az alsó, vízzel hűtött 12 fal kiömlőnyílásában, mivel a különböző csövek különböző mennyiségű hőt abszorbeálnak. A nagy hőmérsékletű víz az alsó, vízzel hűtött 12 fal megfelelő csöveiből egy közbenső 14 keverőelosztóba jut, hogy abban a hőmérséklet kiegyenlítődjön.

A nagy hőmérsékletű víz a 14 keverőelosztóból a hőt az 1 tűztér belsejében abszorbeálja, és a felső, vízzel hűtött 13 fal csöveiben és a 15 kiugró fal csöveiben felszáll, hogy nagy hőmérsékletű vízzé váljon folyékony fázisban és gőzzé gőzfázisban. A felső, vízzel hűtött 13 fal és a 15 kiugró fal csöveiből származó nagy hőmérsékletű víz és gáz keveréke áthalad egy vízzel hűtött 131 falelosztón és egy 151 kiugrófal-elosztón és egy felső 16 keverőelosztóba jut, hogy abban a hőmérséklet kiegyenlítődjék, majd egy 17 gőzleválasztóba áramlik.

A 17 gőzleválasztóban a keveréket szétválasztjuk nagy hőmérsékletű vízre, amelyet egy 18 keringtetőszivattyú egy betápláló- 100 csőbe juttat egy 19 ürítőtartályon keresztül, és gőzre, amely a 31 födémfal csöveinek 311 beömlőelosztójába áramlik. A kazán egyetlen működtetési ciklusa során a gőz, amely a 17 gőzleválasztóba áramló összes folyadékot képezi, a 311 beömlőelosztóba kerül.

A 311 beömlőelosztóból a gőz a 31 födémfal csövein keresztül a 312 kiömlőelosztó felé áramlik, hogy hőt nyeljen el az 1 tűztér belsejében és túlhevített gőzzé váljon. A túlhevített gőz a 312 kiömlőelosztóból a 201 ejtőcsövön és 202 összekötő csövön át egy 203 beömlőelosztóba áramlik, amely a lefelé áramlás oldalán lévő 2 füstgázjárat 24 válaszfalának és 21 falának csöveivel van összekötve. A túlhevített gőz elnyeli az 1 tűztér belsejében a hőt, és a 21 fal és 24 fal csövein át felfelé áramlik. A túlhevített gőz közvetlenül vagy a 204 kiömlőelosztón és a 205 összekötő csövön át az 511 kiömlőelosztóba áramlik.

A túlhevített gőz ezután az 511 kiömlőelosztóból az 512 összekötő csövön át a primer 51 túlhevítőbe áramlik. A túlhevített gőz fokozatosan egy előre meghatározott hőmérsékletre lesz melegítve, miközben átáramlik a szekunder 52 túlhevítőn és a tercier 53 túlhevítőn, és a HP nagynyomású turbinába kerül.

A gőz, amely munkáját elvégezte a HP nagynyomású turbinában, a 41 utánmelegítő 411 beömlőelosztójába áramlik a 401 csövön keresztül. A 41 utánmelegítőben a gőz elnyeli a 22 aljáratban lévő füstgáz hőjét, és egy előre meghatározott utánmelegítési gőzhőmérsékletre lesz melegítve, majd a közbenső nyomású IPturbinába kerül. Lehetőség van arra, hogy a 41 utánmelegítőben a gőz által elnyelt hő mennyiségét szabályozzuk, vagy az utánmelegítési gőz hőmérsékletét szabályozzuk azáltal, hogy a füstgáz mennyiségét, amelynek a 22 aljáraton kell átáramolnia, a 25 csappantyúkkal szabályozzuk.

Az ismert kazánnál, amelyet a 2. ábrán ábrázoltunk, az azonos szerkezeti elemeket azonos hivatkozási számmal jelöljük, de azokat részletesen nem ismertetjük. A szokásos kazánnál egy második 43 utánmelegítő van elhelyezve a felfelé áramló füstgázok 3 járatában a szekunder 52 túlhevítőn és egy negyedik 54 túlhevítőn keresztül. A hőtani hatékonyság szempontjából az 52, 53, 54 túlhevítők a 3 füstgázjáratban vannak elhelyezve, a többivel előnyben, és így a második 43 utánmelegítő számára rendelkezésre álló hely nem túl nagy. Ezért a második 43 utánmelegítő nehezen tud olyan hőcserélő felületet képezni, amely szükséges az utánmelegítéshez. Ennek következtében, ahogy később ismertetjük, egy kiegészítő 42 utánmelegítőt kell elhelyezni, hogy a szükséges hőátadó felületet megkapják. A lefelé áramló füstgázok 2 járata két 22 és 23 aljáratra van osztva egy

HU 222 997 Bl válaszfal segítségével, amely a füstgázáram mentén fut. Egy 25 csappantyú van elhelyezve mindegyik 22, 23 aljárat kiömlőnyílásánál. A 42 utánmelegító az egyik 22 aljáratban van elhelyezve, míg a primer 51 túlhevítő, egy 71 elpárologtató és egy 61 tápvíz-előmelegítő sorba van kötve a másik 23 aljáratban. A füstgázok hőmérséklete a 2 füstgázjárat beömlőnyílásában kb. 800 °C, ha a kazán maximális terhelés alatt van. Mivel a hőmérséklet-különbség a füstgázok (800 °C) és a kívánt utánmelegített gőz (általában 560-600 °C) között kicsi, a második 43 utánmelegítő hőátadási felületét meg kell növelni. Ennek következtében a második 43 utánmelegítő mérete nagy, és ezáltal lehetetlen, hogy a kazán maga is ne legyen túl nagy méretű.

Ezzel ellentétben az 1. ábrán látható találmány szerinti megoldásnál a füstgázok hőmérséklete a második 2 füstgázjárat beömlőnyílásában kb. 1000 °C -1100 °C, ha a kazán maximális terheléssel dolgozik. Mivel a hőmérséklet-különbség a füstgáz (1000 °C-1100 °C) és a kívánt utánmelegített gőz (560-600 °C) között nagy, a 41 utánmelegítőnek kisebb hőátadási felülete lehet, ezáltal lehetővé válik, hogy a kazán egésze ne legyen túl nagy méretű. Annak érdekében, hogy a füstgázok hőmérséklete a második 2 füstgázjárat beömlőnyílásában 1000 °C-1100 °C legyen, ha a kazán maximális terhelés alatt van, az első 3 füstgázjáratban lévő túlhevítő hőátadási felületét kissé megnöveltük a szokásos kazánéhoz viszonyítva, amelynél mind a túlhevítő, mind pedig az utánmelegítő a felfelé áramló füstgázok járatában van elhelyezve. Bár a túlhevítők méretei egy kissé meg vannak növelve, azonban ez a növekedés nem jelenti a kazán megnövelését is. Mellesleg az ábrázolt rajzokban az utánmelegítő vagy hasonló méretaránya módosítva van.

Továbbá, miután egyetlen 41 utánmelegítőt alkalmazunk a 2. ábrán látható különálló 42 és 43 utánmelegítők helyett, lehetővé válik, hogy a gőz hőabszorpciója csak a 41 utánmelegítőben menjen végbe, ahol a csappantyúval szabályozható, és ezáltal a szabályozási hatékonysága is növelhető. Ennek megfelelően az utánmelegített gőz hőmérséklete is nő. Azonkívül nincs holtidő a szabályozásban.

Nincs lengésjelenség sem, mivel a füstgázok áramlási sebességének szabályozása a 25 csappantyúkkal közvetlenül hat a gőz hőelnyelésére a 41 utánmelegítőben.

A szabályozásnak ez a javulása különösen hatásos akkor, ha csupán egyetlen utánmelegítő van elhelyezve a második 2 füstgázjárat egyik aljáratában, és csak egyetlen túlhevítő és tápvíz-előmelegítő van elhelyezve a másik aljáratban, mint a találmány szerinti megoldás esetében.

A találmány szerinti kazán alkalmazható olyan energiafejlesztő berendezéseknél is, amelyeknek nagy a teljesítményük.

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Kazán, amelynek

Claims

1. Kazán, amelynek

- tűztere (1) van,

- egy, az első füstgázjárathoz (3) kapcsolódó második füstgázjárata (2) van, amely a füstgáz áramlása mentén aljáratokra (22, 23) van osztva,

- mindegyik aljárat (22, 23) kiömlőnyílásában az aljáraton (22, 23) átáramló füstgáz áramlási sebességének szabályozására szolgáló eszköze, előnyösen csappantyúja (25) van, azzal jellemezve, hogy a kazánnak felfüggesztett típusú hőcserélő berendezései vannak az első íüstgázjáratban (3) elhelyezve, és valamennyi hőcserélő berendezés túlhevítő (52, 53), és a második füstgázjárat (2) egyik aljáratában (22, 23) utánmelegítő (41 ,42) van elhelyezve, és a hőcserélő berendezésnek a kazán maximális terhelése mellett a második füstgázjárat (2) beömlőnyílásában 1000 °C-1100° C füstgázhőmérsékletet biztosító hőcserélő felületei vannak.

2. Az 1. igénypont szerinti kazán, azzal jellemezve, hogy a keresztáramú hőcserélő az egyik aljáratban (22) van elhelyezve, és legalább egy túlhevítőt (51) és egy tápvíz-előmelegítőt (61) tartalmaz, a másik aljáratban (23) pedig egy elpárologtató (71) és egy tápvíz-előmelegítő (61) van elhelyezve.

HU 222 997 Bl Int.Cl⁷: F 22 G 7/02

100