NO310378B1 - Rist for fyringsanlegg - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører feltet forbrenningsteknikk. Den vedrører en rist for et fyringsanlegg med i det minste én ristbane med flere i lengderetningen avvekslende faste og bevegelige rekker av ristdekke-enheter, som på begge sider begrenses av sidevegger og som består av minst én ristdekke-enhet forsynt med innløps- og utløpsledninger og kjøleka-naler, hvor ristdekke-enheten i sitt bakre endeområde er svingbart forbundet med en stasjonær, hhv. bevegelig ristdekkedrager, og ved sin fremre ende er bevegelig anordnet på eller via den etterfølgende ristdekke-enhet, og ristdekke-enhetene av en ristdekkerekke er slik forbundet ved hjelp av under denne beliggende forbindelsesorganer at tilstøtende ristdekke-enheter er begrenset svingbare i forhold til sin tilordnede ristdekkedrager.

Oppfinnelsen tar utgangspunkt i teknikkens stand, slik den f.eks. fremgår av CH-PS 684 118.

Teknikkens stand

Rister av den innledningsvis nevnte type tjener til forbren-ning og samtidig videreføring av brensel og blir fremfor alt anvendt i søppelforbrenningsanlegg.

Foruten lufkjølte ristdekke-enheter, også kalt riststaver eller ristplater, har det i mange år vær anvendt vannkjølte ristdekke-enheter. Endringer i avfallets sammensetning har nemlig ført til betraktelige varmeverdiøkninger og dermed til høyer ristslitasje og høyere driftsomkostninger. Anvendelse av primærluft som kjølemedium er derfor ikke lenger tilstrekkelig for dette formål.

Fra tysk patentsøknad St 942 V/24f er det kjent en fyrrist bestående av avvekslende stasjonære og bevegelige riststavrekker, hvor de stasjonære riststavrekker består av kjølerør som ligger på tvers av ristretningen og er innkoblet i kjel-vannskretsløpet, hvortil riststaver som delvis griper om rørene er festet tett anliggende, og kjølerørene er anordnet med konstant innbyrdes avstand. Ved denne løsning oppnås bare en meget beskjeden kjølevirkning. På den ene side er bare de stasjonære riststavrekker kjølbare, da kjølerørene overspenner bredden av hele risten. På den annen side avtar kjølevirkningen i riststavrekkens tverretning, slik at den side av riststavrekken hvor kjølevannet føres bort belastes sterkere termisk enn den side hvor kjølevannet føres inn.

Videre er det fra DE-PS 498 538 kjent en vannkjølt trappe-rist med bevegelige ristledd. Her er beskrevet trappelig-nende nedadforskjøvet anordnede risttrinn, hvor kjølevannet strømmer i vanntrau som er anordnet på tvers av de enkelte trinn og som er lukket med et løst pålagt lokk og bare kjøler det midtre område av risttrinnet direkte, på tvers av ristens lengderetning, dvs. på tvers av brenselets tran-sport retning . Innløps- og utløpsrørene for kjølevæske befinner seg da ved de motstående ender av trauet. En ulempe ved denne teknikkens stand er at de støpte, kamlig-nende riststaver som er spesielt termisk belastet, ikke kjøles direkte ved denne tekniske løsning.

Den forskyvnings-forbrenningsrist som er kjent fra CH-PS 684 118 omfatter en ristplate bestående av et hovedsakelig rektangulært hullegeme av metallplate, hvilket ved den ene kant av sin underside er forsynt med en forbindelsesstuss og ved den andre kant av sin underside er forsynt med en utløpsstuss for tilførsel hhv. bortledning av et kjølefluid som gjennomstrømmer hullegemet. Tilførselen av primærluft skjer via en flerhet av rørformede elementer som forløper gjennom hulrommet, hvor primærlufttilførselen for hvert rørformet element doseres individuelt.

En ulempe ved denne teknikkens stand er, foruten at fremstillingen av ristplaten er dyr, at ingen differensiering av kjølingen av kjøle-elementet er mulig selv om det er kjent at den termiske belastning av ristdekket endrer seg meget sterkt i ristens lengderetning. Den udifferensierte kjøling medfører den ulempe at det oppnås forskjellige temperaturer av elementet, hvilket bidrar til indre spenninger og eventu-ell korrosjon. Ved denne løsning er dessuten kjølerommet vesentlig større enn innløps- og utløpsledningene. Ved tverrsnitt sendringer består dog den fare at partikler, f. eks. korrosjonsprodukter og smuss, avsetter seg og strømningsmønsteret og varmeoverføringen dermed endrer seg i tidens løp. En brå tverrsnittsendring fører dessuten til hvirveldanneIse, slik at luftbobler vil kunne bli stående i kjølekanalen, noe som påvirker varmeoverf øringen og også vil kunne føre til erosjon.

Videre er det fra EP 0 663 565 A2 kjent en riststav med kjøleanordning og en i riststaven anordnet innløps- og utløpsåpning, hvor i det minste én kanal for føring av kjølevann forløper hovedsakelig i riststavens lengderetning. Fortrinnsvis oppviser den i riststaven anordnede kanal to hovedsakelig parallelle partier med innbyrdes motsatt strømningsretning, hvor disse er forbundet med en i riststavens toppområde anordnet omstyring. En ulempe ved denne teknikkens stand er at det heller ikke her vil kunne skje noen differensiering av kjølingen i lengderetningen og dermed ingen tilpasning til forløpet av den termiske belastning.

Som regel blir det for tiden anordnet traktformede underblåstsoner. Denne traktform begrenser ofte tilgjengeligheten til ristens kantsoner, fremfor alt for innløps- og utløps-slangene som krever en bevegelse i et plan for ikke å bli utsatt for torsjonspåkjenninger.

Beskrivelse av oppfinnelsen

Oppfinnelsen søker å unngå alle disse ulemper. Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å tilveiebringe et ristdekke for et fyringsanlegg, forsynt med kjølekanaler for vann eller et annet kjølemiddel, som er gunstig å fremstille og muliggjør differensiert kjøling i ristens lengderetning. Dessuten må innløps- og utløpsslangene for kjølemedium være lett tilgjengelige, og det må foreligge et jevnt strøm-ningstverrsnitt for kjølemediet.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette ved at ved en rist ifølge innledningen av krav 1, er de hovedsakelig på tvers av ristens lengderetning forløpende kjølekanaler, meanderformet anordnede rør som er innstøpt i ristdekke-enhetene og hvis rørdeling er tilpasset den til enhver tid ventede termiske belastning av ristdekke-enhetene. Fortrinnsvis er rørdelin-gen avtagende fra den bakre til den fremre ende av ristdekke-enheten.

Fordelene ved oppfinnelsen består bl.a. i at denne rist vil kunne fremstilles forholdsvis økonomisk. Kjølerørene blir forhåndsfremstilt som halvfabrikata og så innstøpt i ristdekke-enheten. Kjølerør-støpedelen danner en perfekt konstruksjon hvor de kjente problemer ved en støpestål-sveisesøm ikke vil kunne opptre. Dessuten blir kjøle-effekten tilpasset den termiske belastning ved hjelp av den forskjellige rørdeling, hvilket er spesielt lønnsomt.

Spesielt hensiktsmessig er det når de risdekke-enheter som er anordnet på sidene, ved en ristbane bestående av to sideanordnede ristdekke-enheter ifølge oppfinnelsen og i det minste én mellom disse anordnet midtre ristdekke-enhet ifølge oppfinnelsen, med hensyn på kjølekanalens forløp er utformet innbyrdes speilvendt, og tilkoblingspunktene for innløps- og utløpsledningene i hver side-ristdekke-enhet er anordnet på en og samme side av denne. Derved muliggjøres at det i de vanskelig tilgjengelige kantsoner av ristbanene ikke lenger må anordnes innløps- og utløpsledninger for kjølemiddel, men at disse vil kunne anordnes utenfor kantsonene av den traktformede underblåstkasse.

Videre er det fordelaktig når kjølerørene av tilgrensende ristdekke-enheter i en rekke ristdekke-enheter står i forbindelse med hverandre via en kobling, fortrinnsvis en rør- eller slangeforbindelse som oppviser U- eller S-form, og innløps- og utløpsledningene, koblingene, og det inn-støpte rør har samme innvendige diameter. Derved oppnås et jevnt strømningstverrsnitt for kjølemediet. Det opptrer ingen brå tverrsnittsendringer, slik at hvirveldannelse og avsetning av fremmedpartikler forhindres hhv. vanskelig-gjøres .

Kort beskrivelsse av tegningene

Et utførelseseksempel på oppfinnelsen er vist skjematisk på tegningene, hvor

fig. 1 er et perspektivriss av en forskyvningsrist bestående av bevegelige og stasjonære rekker av ristdekke-enheter,

fig. 2 er et lengdesnitt av tre tilgrensende ristdekke-enheter ifølge oppfinnelsen,

fig. 3 er et skjematisk riss av en ristdekke-enhet ifølge fig. 2,

fig. 4 er et risttverrsnitt, sett i transportretningen,

fig. 5 er et riss av en sideanordnet ristdekke-enhet,

fig. 6 er et snitt etter linjen VI - VI på fig. 5,

fig. 7 er et snitt etter linjen VII - VII på fig. 6, og

fig. 8 er et riss av en rekke ristdekke-enheter med to ristdekke-enheter anordnet på sidene og en midtre ristdekke-enhet .

Det er bare vist elementer som er av betydning for forståel-se av oppfinnelsen.

Fremgangsmåte for utførelse av oppfinnelsen

I det følgende skal oppfinnelsen belyses nærmere ved hjelp av utførelseseksempler under henvisning til fig. 1-8.

Fig. 1 viser en forbrenningsrist for et fyringsanlegg, f.eks. et søppelforbrenningsanlegg, med en ristbane 1 som på begge sider begrenses av sidevegger 2. Risten vil også kunne omfatte to eller flere ved siden av hverandre anordnede ristbaner som er adskilt ved midtbjeiker.

Ristbanen 1 er konstruert av et ristdekke som er sammenstilt av ristdekke-enheter 11, 12, 13, såkalte riststaver eller ristplater. I ristens lengderetning er det da avvekslende anordnet stasjonære rekker 3 av ristdekke-enheter og bevegelige rekker 4 av ristdekke-enheter. Ved sin bakre ende er hver ristdekke-enhet 11, 12, 13 utformet som halvåpent rør 5 hvormed ristdekke-enhetene 11, 12, 13 hviler på en ristdekke -enhet sdrager 6, som her er utformet som stang med sirkelrundt tverrsnitt (jfr. fig. 2). De ristdekke-enhets-dragere 6 som er tilordnet de stasjonære rekker 3 av ristdekke-enheter er fast forbundet med sideveggene 2, mens ristdekke-enhetsdragerne 6 som er tilordnet de bevegelige rekker 4 av ristdekke-enheter er forbundet innbyrdes og er anordnet forskyvbare i ristens lengderetning. Sistnevnte vil kunne skyves frem og tilbake i forhold til de stasjonære rekker 3 av ristdekke-enheter ved hjelp av dobbeltvirkende hydrauliske eller pneumatiske sylindre, som ikke er vist her.

Selve ristdekke-enhetene 11, 12, 13 består hovedsakelig av en plan plate som ved sin fremre ende er avbøyet nedad og der ender i et omtrent parallelt med platen forløpende glidestykke 7. Der ligger ristdekke-enhetene 11, 12, 13 an mot den i brenselets bevegelsesretning nærmeste ristdekke-enhet 11, 12, 13. I eksempelet er det anordnet tre rekker av smale åpninger 8 (slisser) som vider seg ut nedad så vel i lengde- som i tverretningen og forløper parallelt med ristens lengderetning. Gjennom disse åpninger 8 tilføres primærluft fra ristens underside.

Hver rekke av ristdekke-enheter 3, 4 består i eksempelet på fig. 1 av to side-ristdekke-enheter 11, 12 og to midtre ristdekke-enheter 13 som er forbundet med de tilgrensende ristdekke-enheter via skruer anordnet i sideveis anbragte åpninger. Antallet av midtre ristdekke-enheter 13 i en rekke 3, 4 kan selvsagt avvike fra to. Ved et annet utførelseseksempel vil det pr. rekke 3, 4 av ristdekke-enheter kunne være anordnet bare én ristdekke-enhet ifølge oppfinnelsen, som strekker seg fra ristbanens 1 ene sidevegg 2 til den andre sidevegg 2.

Som allerede nevnt innledningsvis, utsettes ristdekket for betydelige termiske belastninger under drift av fyringsan-legget. Da kjølingen med den primærluft som strømmer nedenfra gjennom risten ikke alene strekker til for å oppnå et ristdekke med lang levetid, er ifølge oppfinnelsen meanderformet anordnede rør 9, hvis rørdeling ikke er konstant, men er tilpasset den aktuelle termiske belastning av ristdekke-enheten 11, 12, 13, innstøpt i ristdekke-enhetene 11, 12, 13, hovedsakelig på tvers av ristens lengderetning, hvor ristens lengderetning tilsvarer brenselets bevegelsesretning. Gjennom disse rør blir det under drift av forbrenningsristen ført et kjølemedium, fortrinnsvis vann.

Fig. 2 viser som eksempel et forenklet lengdesnitt av tre ristdekke-enheter ifølge oppfinnelsen, som er anordnet etter hverandre i ristens lengderetning, hvor den aktuelle termiske belastning Q på ristdekke-enheten er inntegnet skjematisk over den viste venstre del. Man vil se at den termiske belastning i dette eksempel tiltar fra ristdekke-enhetens bakre ende mot den fremre, og er størst i toppområdet. Derfor velges delingen av kjølerørene 9 slik at den minste deling foreligger i toppområdet, dvs. avstanden mellom de parallelle, på tvers av ristens lengderetning anordnede rørpartier 9 er minst i toppområdet, altså ved ristdekke-enhetens fremre ende. For løsningen ifølge oppfinnelsen gjelder generelt at rørdelingen tilpasses den aktuelle termiske belastning som ventes, dvs. at den minste rørdeling i et annet utførelseseksempel også vil kunne anordnes på et annet sted enn i toppområdet.

Fig. 3 viser et skjematisk riss av en ristdekke-enhet ifølge oppfinnelsen. I dette eksempel blir det i nærheten av ristdekke-enhetens bakre ende, som er utformet som halvåpent rørstykke 5, innført kjølevæske i røret 9 via en tilslutning 10. Denne strømmer gjennom det hovedsakelig på tvers (meanderformet) anordnede rør 9, hvis rørdeling i ristens lengderetning avtar mot ristdekke-enhetens fremre ende, til den andre tilslutning 10 ved den fremre ende av ristdekke-enheten, og derfra inn i en ikke vist utløpsledning. Selvsagt vil også tilførselen av kjølemiddel kunne skje ved ristdekke-enhetens fremre ende og bortføringen ved ristdekke-enhetens bakre ende. Kjølevæskens strømningsretning, som på fig. 3 er vist ved piler, er av underordnet betydning, da temperaturforskjellen i kjølevæsken mellom innløpet i hhv. utløpet fra ristdekke-enheten er forholdsvis liten.

Med løsningen ifølge oppfinnelsen sikres at kjølevirkningen er størst i det termisk høyest belastede område, slik at den temperatur- og spenningsbetingede slitasje på ristdekket reduseres som følge av differensieringen av kjølingen i ristens lengderetning.

Fremstillingen av ristdekke-enhetene ifølge oppfinnelsen er forholdsvis enkel og økonomisk. Kjølerørene 9 fremstilles som halvfabrikata, deretter legges et ferdigformet rør 9 inn i støpeformen for ristdekke-enheten, og ristdekket støpes.

Fig. 4 viser et risttverrsnitt (sett i transportretningen). I dette eksempel består en rekke av ristdekke-enheter 3 av fire ristdekke-enheter anordnet ved siden av hverandre, nemlig en ristdekke-enhet 11 på venstre og en ristdekke-enhet 12 på høyre side og to midtre ristdekke-enheter 13. I kantsonene, dvs. i de trakt formede underblåstsoner 14 som er vist som skravert område på fig. 4, er risten bare vanskelig tilgjengelig. Med løsningen ifølge oppfinnelsen er det mulig å anordne inn- og utløpsledningene 15, 16 for kjølemiddel, som fortrinnsvis er slanger, slik at de ligger utenfor dette område.

Rørene 9 av de to midtre ristdekke-enheter 13 er forbundet innbyrdes så vel som med rørene 9 av de tilgrensende ristdekke-enheter 11, 12 på sidene, via koblinger 20. Koblingen 20 er fortrinnsvis en rør- eller slangeforbindelse med U- eller S-form. Fig. 4 viser hvorledes man i prinsip-pet kan sette inn to midtre ristdekke-enheter 13 mellom kantenhetene ved hjelp av to S-formede og én U-formet kobling 20.

På fig. 5 - 7 er en sideanordnet (den høyre) ristdekke-enhet 12 av en rekke ristdekke-enheter vist i detalj . Fig. 5 viser et riss hvorav det tydelig fremgår at tilslutningspunktene 10 for inn- og utløpsledningene 15, 16, ved denne sideanordnede ristdekke-enhet 12 er anordnet slik at ett befinner seg ved den bakre ende og ett ved den fremre ende av ristdekke-enheten 12, og begge, på grunn av tilgjengeligheten, er anordnet på en og samme kortside (på fig. 5 oventil) av ristdekke-enheten 12. Differensieringen av rørdelingen i lengderetningen fremgår likeledes tydelig.

Fig. 6 viser snitt etter linjen VI - VI på fig. 5, altså igjen et sideriss av ristdekke-enheten 12, som også viser innløpsledningen 15 og utløpsledningen 16, så vel som sidepartiet 17 via hvilket den sideanordnede ristdekke-enhet 12 forbindes med en midtre ristdekke-enhet 13 ved hjelp av skruer 19 som er innført i åpningene 18 (se også fig. 8) . Man vil se at innløps- og utløpsledningene 15, 16 oppviser samme innvendige diameter d som rørene 9 hvorved tverrsnitt ssprang med de derved kjente negative virkninger, f.eks. lettere avsetning av fremmedpartikler, unngås.

Fig. 7 viser snitt i toppområdet, dvs. ved ristdekke-enhetens 12 fremre ende, etter linjen VII - VII på fig. 6. Ved dette eksempel er det i ristdekke-enhetens toppområde anordnet åpninger 8 for primærlufttilførsel, som tydelig vist fig. 7.

Vesentlig for oppfinnelsen er at den på den andre side av rekken av ristdekke-enheter anordnede, andre sideanordnede dvs. her venstre, ristdekke-enhet 11 er utformet speilvendt i forhold til ristdekke-enheten 12, dvs. forbindelsene 10 for innløps- og utløpsledningene 15, 16 befinner seg på den andre kortside av ristdekke-enheten, og ville således befinne seg nedentil og ikke oventil i et riss i likhet med fig. 5.

Fig. 8 viser et fullstendig riss av en rekke ristdekke-enheter med to side-ristdekke-enheter 11, 12 og en midtre ristdekke-enhet 13. Den speilvendte utførelse ifølge oppfinnelsen av side-ristdekke-enhetene 11, 12 er tydelig vist.

Den midtre ristdekke-enhet 13 utmerker seg ved at de to tilslutningspunkter 10 er anordnet på de overfor hverandre beliggende kortsider av ristdekke-enheten 13 og ikke, som ved de sideanordnede deler 11, 12, på én side, hvorved det er anordnet ett tilslutningspunkt 10 ved den fremre ende og ett tilslutningspunkt 10 ved den bakre ende av hver ristdekke-enhet 11, 12, 13. Røret 9 av den midtre ristdekke-enhet 13 er forbundet med de to side-ristdekke-enheter 11, 12 via en S-formet og en U-formet kobling 20, idet koblingene 20, rørene 9 og innløps- og utløpsledningene 15, 16 har samme innvendige diameter d. Derved oppnås et ensartet strømningstverrsnitt for kjølemiddelet, og hvirveldannelse i strømningen og avsetning av fremmedpartikler forhindres.

Den venstre side-ristdekke-enhet 11 er forbundet med den midtre ristdekke-enhet 13 og denne med den høyre side-ristdekke-enhet 12 ved sammenskruning av sidepartiene 17 med skruer 19. Rørenes 9 innløpsledning 15 og utløpsledning 16 er ved de side-ristdekke-enhetene 11, 12 anordnet på den kortside av ristdekke-enheten 11, 12 som grenser direkte til den midtre ristdekke-enhet 13. Derved er innløps- og utløpsledningene 15, 16 ikke, som ved en kjent teknikkens stand, anordnet i det vanskelig tilgjengelige kantområde av risten, men forskjøvet mer i retning av midten av risten, slik at de er lett tilgjengelige.

Claims (7)

1. Rist for fyringsanlegg med i det minste én ristbane (1) med flere i lengderetningen avvekslende faste og bevegelige rekker (3, 4) av ristdekke-enheter, som på begge sider begrenses av sidevegger (2) og som hver består av i det minste en ristdekke-enhet (11, 12, 13) forsynt innløps- og utløpsledninger (15, 16) og med kjølekanaler, hvor hver av ristdekke-enhetene (11, 12, 13) ved sitt bakre endeområde er svingbart forbundet med en stasjonær, hhv. en bevegelig ristdekke-drager (6) , og ved sin fremre ende er bevegelig anordnet på eller via den etterfølgende ristdekke-enhet (11, 12, 13), og rekkene (3, 4) av ristdekke-enheter er slik forbundet ved hjelp av forbindelsesorganer som ligger under dem, at tilgrensende ristdekke-enheter (11, 12, 13) er begrenset svingbare i forhold sin tilordnede ristdekke-drager (6), og hvor kjølekanalene er anordnet hovedsakelig på tvers av ristens lengderetning, karakterisert ved at kjølekanalene utgjøres av meanderformig anordnede rør (9) som er innstøpt i ristdekke-enhetene (11, 12, 13), og hvis rørdeling er tilpasset den termiske belastning av ristdekke-enhetene (11, 12, 13).

2. Rist for fyringsanlegg ifølge krav 1, karakterisert ved at rørenes (9) rørdeling avtar fra den bakre til den fremre ende av ristdekke-enheten (11, 12, 13) .

3. Rist for fyringsanlegg ifølge krav 1 eller 2, hvor ristbanen består av to sideanordnede ristdekke-enheter (11, 12) og i det minste én mellom disse anordnet, midtre ristdekke-enhet (13), karakterisert ved at side-ristdekke-enhetene (11, 12) er utformet speilvendt med hensyn på forløpet av kjølekanalen (9) , og tilslutningspunktene (10) for innløps- og utløpsledningene (15, 16) av side-ristdekke-enhetene (11, 12) begge er anordnet på en og samme kortside av ristdekke-enheten (11, 12).

4. Rist for fyringsanlegg ifølge krav 3, karakterisert ved at tilslutningspunktene (10) for innløps- og utløpsledningene (15, 16) i ristdekke-enhetene (11, 12, 13) er anordnet slik at det alltid foreligger ett ved den bakre og ett ved den fremre ende av ristdekke-enheten (11, 12, 13) .

5. Rist for fyringsanlegg ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at rørene (9) av tilgrensende ristdekke-enheter (11, 12, 13) i en rekke (3, 4) av ristdekke-enheter står i forbindelse med hverandre via en kobling (20), fortrinnsvis en rør- eller slangeforbindelse med U- eller S-form.

6. Rist for fyringsanlegg ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at innløps- og utløpsled-ningene (15, 16), koblingene (20) og det innstøpte rør (9) oppviser samme innvendige diameter (d).

7. Rist for fyringsanlegg ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at det mellom rørene (9) er anordnet åpninger (8) for tilførsel av primærluft.