PL236115B1 - Struktura powierzchni w komorze paleniskowej kotła z cyrkulacyjną warstwą fluidalną - Google Patents

Abstract

Struktura powierzchni ogrzewalnych w komorze paleniskowej kotła z cyrkulacyjną warstwą fluidalną zawiera komorę spalania (1) zawieszoną do zaczepu na nieruchomej konstrukcji wsporczej (8) za pomocą środków podwieszających (4) i ta komora paleniskowa jest ograniczona dnem dyszowym (3a), stropem (3) i ściankami bocznymi (2), które mają strukturę utworzoną z rur wodnych oraz wyprowadzone ze ścianek komory paleniskowej wloty cyklonów. Struktura powierzchni ogrzewalnych zawiera co najmniej jedną oddzielną pionową jednostkę powierzchni utworzoną z panelu rur wodnych rozciągających się prostopadle do ściany bocznej (2) i w jej bliskim sąsiedztwie zwisając od sufitu (3) komory paleniskowej kotła.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest struktura powierzchni parownika w kotle z Cyrkulacyjną Warstwą Fluidalną (CWF). Wynalazek dotyczy szczególnie struktury rozmieszczenia elementów powierzchni parownika umieszczonych w komorze paleniskowej dużego kotła CWF o parametrach nadkrytycznych.

W kotłach CWF odparowywanie podgrzanej wody zasilającej, czyli wrzenie odbywa się głównie w panelach rur wodnych w bocznych ścianach komory paleniskowej. Przy zwiększaniu wydajności cieplnej kotła należy zwiększyć proporcjonalnie powierzchnię przekroju poprzecznego komory paleniskowej, aby umożliwić spalenie wymaganej ilości paliwa przy prędkości przepływu gazu fluidyzacyjnego odpowiadającego założonej krotności cyrkulacji ziaren materiału sypkiego. Ponieważ jeden z wymiarów poprzecznych komory paleniskowej nie może być większy od maksymalnego zasięgu strug powietrza wtórnego, strug paliwa oraz strug recyrkulowanego materiału sypkiego wprowadzanych z otworów rozmieszczonych wzdłuż dolnej części ścian bocznych, nie jest korzystne nadmierne zwiększanie drugiego wymiaru poziomego przekroju poprzecznego kotła w sposób bardzo podłużny ani też zbyt duże zwiększenie wysokości kotła, rozmieszczenie całkowitej powierzchni parownika utworzonego tylko przez boczne ściany komory paleniskowej staje się problematyczne w miarę wzrostu wydajności cieplnej kotła. Problem ograniczonej dostępności rozmiarów bocznych ścian komory paleniskowej o rozsądnych gabarytach dla rozmieszczenia wymaganej powierzchni parownika będzie znaczący w przypadku stosowania paliw suchych (podsuszanych) o niskiej zawartości popiołu oraz stosowania do spalania powietrza wzbogaconego w tlen w celu poprawy warunków usuwania CO2 ze spalin (oxyspalanie).

Aby zapewnić wystarczającą powierzchnię parownika w dużych kotłach, proponowano rozmieszczenie w komorze paleniskowej różnego rodzaju dodatkowych powierzchni ogrzewalnych parownika. W opisie patentowym US 5215042 ujawniono podział komory paleniskowej przez podłużne lub poprzeczne ścianki utworzone z rur wodnych rozciągające się od ściany do ściany, której dolna część ma otwór lub otwory umożliwiające przepływ materiału. Patent US 5678497 sugeruje zwiększenie powierzchni wymiennika ciepła w komorze paleniskowej przez podzielenie kotła na dwie części przez podłużną przegrodę połączoną z krótkimi poprzecznymi częściami ścianki. Pomimo otworów w przegrodach, oba wyżej wymienione przykłady wykonania stwarzają ryzyko braku przepływu stałych materiałów i gazu w celu zapewnienia równowagi cieplnej (temperatury) pomiędzy różnymi częściami podzielonej komory paleniskowej, co może, na przykład, ograniczać wydajność cieplną, zwiększać erozję elementów ścian bocznych nadmiernie obciążonych cyrkulującym materiałem sypkim oraz zwiększyć emisje normowanych składników spalin (szczególnie NOx), a nawet wywoływać przepływy oscylacyjne w całym kotle. Patent EP 2 021 691 B1 ujawnia układ, w którym działanie kotła CWF jest ulepszone przez utworzenie dodatkowych powierzchni parownika, które zawierają co najmniej jedną oddzielną pionową jednostkę powierzchni umieszczoną w odległości od ścianek bocznych komory paleniskowej, utworzonej z paneli rur wodnych, rozciągających się od dna komory paleniskowej kotła CWF do sufitu, powierzchnia parownika składa się z dwóch poprzecznie połączonych pionowych paneli z rur wodnych nazywanych X-walls. Panele z rur wodnych w jednostkach powierzchni według wynalazku są korzystnie konwencjonalnymi panelami z rur wodnych, utworzonymi przez połączenie grupy rur wodnych za pomocą płetw, tj. za pomocą wąskich metalowych płaskowników tak, że tworzą co najmniej częściowo gazoszczelne płaskie powierzchnie. Wysokość paneli rur wodnych w jednostkach powierzchni parownika odpowiada w ten sposób wysokości komory paleniskowej, a ich szerokość wynosi korzystnie 1-5 m, a najkorzystniej 2-3 m. Gdy dwa takie panele są połączone poprzecznie, zapewniona jest trwała i sztywna struktura. Struktura powierzchni parownika utworzona przez jednostki parownika zgodnie z wynalazkiem ma być niezawodna w użyciu, nawet gdy jest zabudowana w komorze paleniskowej dużego kotła CWF, którego wysokość może wynosić 40-50 m, chociaż szerokość panelu rur wynosi na przykład tylko 2-3 m. Zabudowa takich jednostek powierzchni ogrzewalnych parownika wewnątrz komory paleniskowej pracującego kotła CWF (np. w liczbie 3) wykazała negatywny wpływ na przepływ cyrkulującego materiału sypkiego, wywołując ukośne przepływy omijające pionowe panele w przestrzeni pomiędzy krawędziami paneli a bocznymi ścianami komory paleniskowej. Przepływy te ujawniły się ponieważ rozmieszczenie jednostek X-walls było asymetryczne względem wlotów do cyklonów, których zadaniem jest oddzielenie od gorących spalin ziaren materiału sypkiego unoszonych z komory paleniskowej. Jeszcze gorsze efekty obecności jednostek X-walls zaobserwowano w dolnej części komory paleniskowej w strefie przyrusztowej, gdzie skupiona jest zasadnicza część materiału warstwy fluidalnej do której wprowadzane są strumienie paliwa zasilającego, sorbentu oraz recyrkulowanego materiału sypkiego. Typowe dla kon

PL 236 115 B1 strukcji komory paleniskowej kotła CWF ukośne ułożenie ścian bocznych dolnej części komory paleniskowej powoduje nadmierne przewężenie przestrzeni pomiędzy krawędziami zewnętrznymi paneli X-walls a skośnymi ścianami znacznie ograniczające poprzeczny przepływ materiału sypkiego pomiędzy poszczególnymi obszarami komory paleniskowej. Doprowadziło to do intensyfikacji erozji ścian bocznych, różnic temperatur a w ich konsekwencji do nadmiernego zużycia wody amoniakalnej używanej do redukcji emisji NOx oraz sorbentu wapniowego dla redukcji emisji SO2.

Z opisu patentowego US 10,156, 354 B2 znana jest struktura komory paleniskowej kotła o rozbudowanej do wnętrza komory powierzchni ścian bocznych w celu zwiększenia powierzchni parownika, poprawy stopnia penetracji powietrza wtórnego do środkowej części komory oraz umożliwienia zabudowy dysz do wprowadzania powietrza dopalającego. W efekcie zastosowanego rozwiązania: 1/ powietrze wtórne łatwiej penetruje rejon środka paleniska, co poprawia spalanie, 2/ zwiększeniu ulega powierzchnia wymiany ciepła w palenisku co poprawia możliwości kontroli temperatury złoża i spalin, 3/ ograniczone zostają koszty remontu kotła. Rozwiązanie nie skutkuje jednak ograniczeniem erozji powierzchni ogrzewalnych w komorze paleniskowej.

Celem niniejszego wynalazku jest zaproponowanie struktury dodatkowych powierzchni parownika do kotła z warstwą fluidalną, zmniejszającego problemy związane ze znanymi strukturami powierzchni parownika dla kotła z warstwą fluidalną. Celem wynalazku jest w szczególności zapewnienie prostej i trwałej struktury powierzchni parownika dla kotła z CWF, umożliwiającego wystarczającą wydajność pary bez zakłócania procesu spalania, poprawę skuteczności separacji cyklonów oraz poprawę przepływu materiału cyrkulującego oraz łatwej kontroli emisji normowanych składników spalin.

W celu rozwiązania wyżej wymienionych problemów ze stanu techniki zaproponowano dostarczenie nowej struktury powierzchni dla kotła z CWF.

Istotą wynalazku jest struktura powierzchni w komorze paleniskowej kotła z cyrkulacyjną warstwą fluidalną, która zawiera komorę spalania zawieszoną do zaczepu na nieruchomej konstrukcji wsporczej za pomocą środków podwieszających. Komora paleniskowa jest ograniczona dnem dyszowym, sufitem i ścianami bocznymi, które mają strukturę utworzoną z paneli z rur wodnych oraz wyprowadzone są ze ścianek komory paleniskowej wloty cyklonów.

Komora paleniskowa zawiera co najmniej jedną oddzielną pionową jednostkę powierzchni utworzoną z panelu rur wodnych, stanowiącą przedłużenie dłuższej bocznej ściany kanału wlotowego do cyklonu i rozciągającą się prostopadle do ściany bocznej oraz zwisającą od sufitu komory paleniskowej kotła. Jednostki powierzchni z z panelu rur wodnych rozciągają się w komorze paleniskowej od sufitu komory paleniskowej do skośnej części ścian bocznych. Wspomniane jednostki powierzchni są prostopadłe do powierzchni ścian bocznych komory paleniskowej. Panele rur wodnych jednostek powierzchni są stacjonarnie połączone z rurami wodnymi tworzącymi skośne części ściany bocznej. Panele rur wodnych jednostek powierzchni są stacjonarnie połączone za pomocą zastrzału z rurami wodnymi tworzącymi skośne części ściany bocznej. Panele rur wodnych jednostek powierzchni są zakończone od dołu i od góry komorami zbiorczymi. Dolna komora zbiorcza panelu rur wodnych jednostek powierzchni znajduje się na wewnątrz lub na zewnątrz komory paleniskowej.

Cechą charakterystyczną proponowanej struktury dodatkowej powierzchni parownika, poza standardowym rozmieszczeniem zasadniczej części powierzchni parownika w ścianach bocznych komory paleniskowej jest to, że zawiera ona co najmniej jedną oddzielną pionową jednostkę powierzchni utworzoną z panelu rur wodnych, stanowiących przedłużenie dłuższej bocznej ściany kanału wlotowego do cyklonu, rozciągających się prostopadle do ściany bocznej i zwisając od sufitu komory paleniskowej kotła. Zakończenie panelu rur wodnych na wysokości ściany bocznej umożliwia niczym nieograniczony, swobodny ruch gazów i ziaren materiałów sypkich tworzących warstwę fluidalną w dolnej części komory paleniskowej. W ten sposób różne części komory paleniskowej są w równowadze ze sobą, a działanie kotła można z łatwością regulować w taki sposób, aby emisje do środowiska były minimalizowane.

Panele z rur wodnych w jednostkach powierzchni według wynalazku są korzystnie konwencjonalnymi panelami z rur wodnych, utworzonymi przez połączenie grupy rur wodnych za pomocą płetw, tj. za pomocą wąskich metalowych płaskowników tak, że tworzą co najmniej częściowo gazoszczelne płaskie powierzchnie. Pomiędzy rurą jednostki powierzchni sąsiadującą ze ścianą boczną kotła instaluje się płaskownik metalowy dławiący szczelinę pomiędzy panelem a ścianą boczną tak, aby ograniczyć przepływ gazu i ziaren przez szczelinę. W przypadku kotła o obiegu naturalnym płaskownik może być na stałe połączony z odpowiednim płaskownikiem łączącym rury parownika tworzące ściany boczne kotła.

W niektórych rozwiązaniach kotłów z CWF stosowane są podobne rozwiązania jednostek powierzchni rozmieszczone dodatkowo wzdłuż jednej lub dwu przeciwległych ścian komory paleniskowej.

PL 236 115 B1

W kotłach tych liczba takich jednostek powierzchni i wybór ich lokalizacji jest uzasadniany potrzebą zbudowania wymaganej wielkości powierzchni parownika, względami wytrzymałościowymi, zachowaniem pewnej symetrii oraz unikaniem nadmiernego obciążenia przepływającym materiałem sypkim aby ograniczyć erozję tych jednostek.

Zgodnie z wynalazkiem duże kotły wymagają korzystnie więcej jednostek powierzchni. Zgodnie z korzystnym przykładem wykonania, kocioł zawiera co najmniej tyle wzdłużnych kolejnych jednostek powierzchni ile jest wlotów do cyklonów, rozmieszczonych na przedłużeniu zewnętrznej ściany bocznej kanałów wlotowych do cyklonów, tworząc korzystny układ naroży porządkujących i ułatwiających napływ gazu unoszącego ziarna materiału sypkiego stycznie do kierunku zawirowania w cyklonie (co poprawia skuteczność separacji w cyklonie) plus jedna jednostka na każdej bocznej ścianie komory paleniskowej w celu zapewnienia symetrii przepływu ziaren materiału sypkiego unoszonego przez gaz w kierunku wlotów do cyklonów. W komorach paleniskowych dużych kotłów z CWF z większą liczbą cyklonów (osiem i więcej) występują przypadki umieszczenia wlotów do cyklonów dokładnie w narożach (cztery cyklony) komory paleniskowej. Pozostałe cyklony rozmieszczane są symetrycznie wzdłuż ścian bocznych. W takim przypadku liczba jednostek powierzchni równa jest liczbie pozostałych cyklonów powiększonej o dwie jednostki umieszczone symetrycznie w środku ścian. Dla przykładu w kotle CWF z ośmioma cyklonami, po cztery po dwu stronach komory paleniskowej, z czterema cyklonami których wloty umieszczone są w narożach komory, liczba dodatkowych jednostek powierzchni rozmieszczonych zgodnie z zasadą według wynalazku powinna być sześć, po trzy na każdej ścianie. Prostopadłe do ścian panele rur wodnych jednostek powierzchni według wynalazku mogą być w prosty sposób ułożone pomiędzy rurami wodnymi panelu rur tworzącego sufit komory paleniskowej.

Panele z rurami wodnymi jednostek powierzchni według wynalazku są korzystnie zawieszone w celu zwisania z wylotowych kolektorów paneli rur wodnych. Dlatego wystarczająca część, korzystnie co najmniej jedna czwarta, najkorzystniej co najmniej jedna trzecia rur wodnych jest połączona pionowo, bez zginania, z dolną częścią kolektorów wylotowych. Kolektory wylotowe są korzystnie zawieszone w celu zwisania ze stacjonarnej konstrukcji nośnej kotła.

Ponieważ panele jednostek dodatkowych powierzchni utworzone z rur wodnych znajdujące się w komorze paleniskowej według wynalazku są ogrzewane z obu stron, panele muszą być zaprojektowane, zwłaszcza w kotłach przepływowych, w taki sposób, aby przepływ wstępnie podgrzanej wody zasilającej był rozprowadzony w pożądany sposób pomiędzy nimi a powierzchniami parownika ogrzewanych tylko z jednej strony, stanowiących boczne ściany komory paleniskowej. Zgodnie z korzystnym przykładem wykonania rury wodne powierzchni parownika są konwencjonalnymi, gładkimi rurami wodnymi, a rury wodne jednostek powierzchni zlokalizowanych w komorze paleniskowej są tak zwanymi rurami ryflowanymi, aby zapewnić skuteczną wymianę ciepła i lepsze chłodzenie powierzchni tych elementów.

Odpowiednio, średnice rur wodnych w jednostce powierzchni znajdującej się wewnątrz kotła, oraz odległość między rurami może różnić się od średnic i odległości między rurami w ścianach bocznych kotła. Zwłaszcza, gdy odległość pomiędzy rurami w panelach rur wodnych jednostek powierzchni jest większa niż odległość między rurami wodnymi w suficie komory paleniskowej, rury wodne sufitu muszą być odgięte w taki sposób, aby wszystkie rury wodne paneli jednostek powierzchni przebiegały przez ten sam otwór między rurami wodnymi sufitu.

Ponieważ temperatura jednostek powierzchni znajdujących się w kotle może na przykład podczas rozruchu kotła być wyższa niż temperatura bocznych ścian kotła, elementy jednostek powierzchni są korzystnie rozmieszczone w taki sposób, aby mogły poruszać się względem bocznych ścian kotła. Zgodnie z korzystną postacią wykonania niniejszego wynalazku prowadzi się to w taki sposób, że dolne części jednostek powierzchni połączone kolektorem zbiorczym zgodnie z wynalazkiem są stacjonarnie zamontowane do ściany bocznej kotła, natomiast górne części jednostek powierzchni mogą poruszać się względem sufitu. Dlatego też panel jednostki powierzchni jest rozmieszczony w pewnej niewielkiej odległości od ściany bocznej kotła, a kolektory wylotowe zwieńczające konstrukcję jednostki powierzchni są korzystnie zawieszone w celu zwisania za pomocą elastycznych elementów. Nacisk elastycznego elementu, na przykład sprężyny, zawieszenia jest korzystnie regulowany w celu wyeliminowania możliwych drgań w jednostce powierzchni.

W takim układzie, nie jest możliwe zamocowanie jednostki powierzchni według wynalazku stacjonarnie do sufitu kotła, ale połączenie zawiera pionowo elastyczną strukturę, korzystnie mieszek. Taka konstrukcja umożliwia połączenie struktury jednostki powierzchni z gazoszczelnym sufitem, ale konstrukcja może do pewnego stopnia przesuwać się pionowo względem sufitu.

PL 236 115 B1

Przedmiot wynalazku bliżej przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 schematycznie przedstawia pionowy przekrój poprzeczny kotła CWF zawierającego struktury jednostek powierzchni, zgodnie z korzystną postacią wykonania niniejszego wynalazku.

Fig. 2 schematycznie przedstawia poziomy przekrój poprzeczny kotła CWF zawierającego jednostki powierzchni zgodnie z korzystnym przykładem wykonania niniejszego wynalazku.

Fig. 3 schematycznie ilustruje górną część jednostki powierzchni zgodnie z korzystną postacią wykonania niniejszego wynalazku.

Fig. 1 ilustruje kocioł z CWF zgodnie z preferowaną postacią wykonania niniejszego wynalazku, zawierający komorę spalania 1 zawieszoną do zaczepu na nieruchomej konstrukcji wsporczej 8 za pomocą środków podwieszających 4, na przykład za pomocą prętów wieszakowych. Kocioł według wynalazku może być kotłem walczakowym, ale najkorzystniej jest to nadkrytyczny kocioł przepływowy. Komora paleniskowa jest ograniczona dnem dyszowym 3a, sufitem 3 i ściankami bocznymi 2, które zwykle mają strukturę utworzoną z rur wodnych. Komora paleniskowa jest również wyposażona w inne konwencjonalne części kotła CWF, takie jak elementy wlotowe dla paliwa i powietrza do spalania, elementy wylotowe dla gazów spalinowych i popiołu dennego, jak również separatory (cyklony) materiału sypkiego i przewody powrotne z nimi połączone. Dla uproszczenia, te szczegóły, które są nieistotne w świetle niniejszego wynalazku, nie są pokazane na Fig. 1.

Ściany boczne 2 komory paleniskowej są zwykle wytwarzane z paneli z rur wodnych, w których woda zasilająca, która jest wstępnie ogrzewana w sekcji wymiany ciepła w kanale gazów spalinowych tworzących II ciąg kotła, jest odparowywana, to jest przekształcana w parę. Według niniejszego wynalazku kocioł CWF zilustrowany na Fig. 1 zawiera również strukturę jednostki powierzchni 9 umieszczoną wewnątrz komory paleniskowej 1 i uszczelnioną za pomocą skrzyni mieszkowej 7 uwidocznioną na Fig. 1 po prawej stronie przekroju komory kotła CWF przy czym struktura jednostki powierzchni 9 rozciągająca się od sufitu 3 do skośnej części ścian bocznych 1b komory paleniskowej 1 i dalej poprzez przejście utworzone przez odgięcie rur wodnych w skośnej części ścian bocznych 1b wychodząca na zewnątrz komory paleniskowej 1 i zamocowane do konstrukcji dna 3a komory paleniskowej. Jednostki powierzchni 9 tworzą panele rur wodnych, połączone ze sobą płaskownikami. W zależności od rozwiązania konstrukcyjnego zewnętrznego otoczenia dolnej skośnej części 1 b komory paleniskowej 1, szczególnie gdy konieczne jest rozmieszczenie tam dużej liczby przewodów doprowadzających paliwo, powietrze, recyrkulowany materiał sypki itp., możliwa jest inna konfiguracja jednostki parownika 9a rozciągającego się od sufitu 3 do zakończenia pionowej części ściany bocznej 2 i zamocowanego poprzez metalową konstrukcję wsporczą (zastrzał) 12a do fragmentu skośnej ściany 1b. Rozwiązanie to uwidoczniono na Fig 1 po lewej stronie przekroju komory spalania 1 kotła CWF.

Wstępnie podgrzana woda zasilająca i pewna ilość cieczy odprowadzanej z separatora pary są doprowadzane do kolektorów wlotowych 12 połączonych z dolną częścią paneli rur wodnych jednostek powierzchni 9, skąd jest doprowadzana do paneli do odparowania, a dalej jako para do wylotowych kolektorów 6. Jeśli kocioł jest kotłem walczakowym, siłą napędową ruchu mieszaniny pary i wody do góry jest różnica gęstości pomiędzy czynnikiem roboczym w rurach wznoszących oraz opadowych. Jednakże, jeżeli kocioł jest nadkrytycznym kotłem przepływowym, siłą napędową jest ciśnienie wytwarzane przez pompę obiegu wody. Para wytworzona w jednostkach powierzchni 9, ewentualnie nadal zawierająca pewną ilość ciekłej wody, jest prowadzona od wylotowych kolektorów 6, do separatora pary (nie pokazanego na Fig. 1). Oddzielona para jest odprowadzana z separatora pary dalej do przegrzewaczy umieszczonych, na przykład, w kanale gazów spalinowych.

Panele 9 i 9a utworzone z rur wodnych są korzystnie zawieszone, aby zwisać z konstrukcji wsporczej 8 za pomocą środków podtrzymujących, np. prętów wieszakowych 5 połączonych z komorami 6. Panele rur wodnych są korzystnie zmontowane stacjonarnie w zależności od przyjętego wariantu z konstrukcją dna 3a komory paleniskowej (panel 9 umieszczony z prawej strony przekroju komory paleniskowej Fig. 1) lub skośną częścią ściany bocznej 1b (panel 9a umieszczony z lewej strony przekroju komory paleniskowej Fig. 1) w taki sposób, że panele nie mogą poruszać się względem konstrukcji komory paleniskowej 1. Ponieważ panele 9 i 9a rur wodnych umieszczone wewnątrz komory paleniskowej mogą w niektórych przypadkach mieć temperaturę różną od temperatury paneli rur wodnych ścian bocznych 2, rozszerzalność cieplna tych różnych paneli może się różnić od siebie. Dlatego panele 9 i 9a rur wodnych są korzystnie połączone z sufitem 3 komory paleniskowej 1 za pomocą skrzyni mieszkowej 7 i elastycznego elementu 24a, umożliwiających pionowy ruch. W celu utrzymania podparcia

PL 236 115 B1 paneli w każdych warunkach, pręty wieszakowe 5 również zawierają sprężynowy element 5a Naprężenie elastycznego elementu podpory jest korzystnie regulowane tak, aby można było wyeliminować drgania jednostki powierzchni, na przykład drgania poprzeczne lub obrotowe.

W przykładzie wykonania według Fig. 1 wszystkie jednostki powierzchni 9 lub 9a są identyczne, rozciągając się prostopadle do płaszczyzny paneli ścian bocznych.

Fig. 2 schematycznie przedstawia poziomy przekrój poprzeczny innego korzystnego przykładu wykonania pokazujący położenie paneli jednostek powierzchni 113a,b na przedłużeniu zewnętrznej ściany bocznej 21 kanałów wlotowych do cyklonów 13a. Taka lokalizacja jednostek powierzchni 113a,b daje konfigurację podobną do usytuowania wlotu 14 do cyklonu 13 bezpośrednio w narożu komory paleniskowej 1. Dodatkowe jednostki powierzchni 112a,b korzystnie powinny być rozmieszczone w centralnych częściach ścian bocznych 2 komory paleniskowej 1. Korzystne rozmieszczenie jednostek powierzchni przedstawione na Fig. 2 poprawia skuteczność separacji w cyklonie oraz porządkuje przepływ strug materiału cyrkulującego unoszonego z gęstej warstwy utworzonej bezpośrednio nad dnem komory paleniskowej 1, szczególnie ze strefy wypływu z otworów wylotowych 111 z układu nawrotu poprzez wyeliminowanie przepływów skośnych względem bocznych ścian komory paleniskowej tworzących się w następstwie opływu ujawnionych w opisie patentowym EP 2 021 691 B1 krzyżowo ukształtowanych oddzielnych pionowych jednostek powierzchni umieszczonych w odległości od ścianek bocznych komory paleniskowej, utworzonych z paneli rur wodnych, rozciągających się od dna komory paleniskowej kotła CWF do sufitu, składających się z dwóch poprzecznie połączonych pionowych paneli z rur wodnych nazywanych X-walls. Korzystne według wynalazku rozmieszczenie paneli jednostek powierzchni 9 lub 9a lub 113a,b lub 112a,b widoczne na Fig. 2. powoduje utworzenie odrębnych lecz połączonych ze sobą pionowych segmentów komory paleniskowej 1 z których każdy obejmuje i tym samym przyporządkowuje sobie podstawowy zestaw elementów tworzących pętlę cyrkulacji materiału sypkiego takich jak wyloty z układu nawrotu 111 z odpowiednim wlotem do cyklonu 114 a wyloty z układu nawrotu 11a z odpowiednim wlotem do cyklonu 14a. Umiejscowienie paneli 113a,b na przedłużeniu zewnętrznej ściany bocznej 21 kanału wlotowego 14a do cyklonu 13a pokazane na Fig. 2 poprawia skuteczność separacji w cyklonie.

W celu ograniczenia przepływu ziaren materiału sypkiego w szczelinie pomiędzy pionowym panelem rur 112a,b a panelem rur tworzących ścianę boczną 2 komory paleniskowej 1 uwidocznionej na powiększeniu przedstawionym na Fig. 2 wzdłuż płaskowników 20 łączących rury 19 panelu tworzącego ścianę boczną 2 mocuje się poprzez spawanie prostopadle do płaskowników 20 pionowe płaskowniki 15 po obu stronach rur 16 połączonych płaskownikami 17 w panel jednostki powierzchni 112a,b. Szerokość płaskowników 15 ustala się tak aby sięgały one od 1/3 do 3 korzystnie 2 średnic rur 16 panelu 112a,b licząc od ściany bocznej 2 niwelując przy tym wszelkie jej krzywizny. Dla poprawy stopnia ograniczenia przepływu materiału przez szczelinę 17a pomiędzy panelem rur 112a,b a ścianą boczną 2 komory paleniskowej 1 do pierwszej z rur panelu 112a,b licząc od ściany bocznej 2 przy spawany jest także płaskownik 17 zawężający szczelinę 17a.

Dla paneli rur 113a,b uwidocznionych na Fig. 2 płaskownik 15 znajduje się tylko z jednej strony rur 16 połączonych płaskownikami 17 w panel jednostki powierzchni 113a,b, tj. płaskownika 15 nie umieszcza się od strony wlotu do cyklonu 13a. Korzystnie panel rur 113a,b jest od strony wlotu do cyklonu 13a zabezpieczony powłoką chroniącą przed erozją. Szerokości paneli jednostek powierzchni 9 lub 9a są korzystnie w przybliżeniu równe na całej długości. Jednakże może być korzystne stosowanie szerokości paneli, które są do pewnej wysokości różne, na przykład w taki sposób, że panele 9, które przechodzą przez skośną, dolną część lb ścian bocznych komory paleniskowej na odcinku od dolnego kolektora 12 do wysokości od której rozpoczyna się pionowa ściana boczna 2 szerokość panelu 9 może stanowić od 1/2 do 1/3 szerokości panelu 9 górnej jego części. Takie zwężenie panelu 9 w jego dolnej części umożliwi swobodny przepływ materiału sypkiego w dolnej zwężonej części komory paleniskowej oraz wyeliminuje uderzenie płomienia palnika rozruchowego lub strug powietrza wtórnego, strug paliwa itp. Dla zabezpieczenia dolnych części paneli 9 i 9a przed erozją intensywnie fluidyzowanych ziaren materiału, sypkiego korzystnie pokrywa się je wymurówką żaroodporną do wysokości, takiej jak ściany boczne.

Na Fig. 3 przedstawiono bardziej szczegółowo przejścia paneli 9 lub 9a rur jednostki powierzchni przez suit 3 komory paleniskowej 1 utworzony z paneli rur wodnych 19a za pomocą skrzynki mieszkowej 7 oraz połączenie rur wodnych 16 do obiegu wody w kotle. Para wodna wytworzona w rurach 16 jednostki powierzchni 9 lub 9a jest zbierana do komory wylotowej 6 położonej nad sufitem 3 komory paleniskowej 1. Przedłużenia rur wodnych 16 wchodzących w skład paneli jednostek powierzchni 9 lub 9a

PL 236 115 B1 dla uformowania zwartej konstrukcji są korzystnie zagięte aby wprowadzać je z różnych stron do komory wylotowej b.

Para zebrana w komorze wylotowej 6 jest kierowana do separatora pary poprzez połączenie 22. Odpowiednio, komory wylotowe 6 są korzystnie połączone z odpowiednimi kolektorami wylotowymi paneli ścian bocznych 2 (nie uwidocznione na Fig. 3) za pomocą rur wyrównujących 23. Fig. 3 pokazuje również, uchwyt) mocujące wieszaki 5 (Fig. 1) jednostki parownika 9 lub 9a do konstrukcji nośnej kotła 8 (Fig. 1).

Zgodnie z korzystną postacią wykonania niniejszego wynalazku, dolna część skrzyni mieszkowej 7 jest stacjonarnie połączona z panelem 19a rur wodnych sufitu 3 komory paleniskowej 1a odpowiednio, pokrywa 24 skrzyni mieszkowe] 7 jest nieruchomo połączona do rur wodne eh w panelach rur wodnych jednostki powierzchni 9 lub 9a. Istnieje elastyczny element 24a. korzystnie metalowy mieszek, pomiędzy dolną częścią skrzyni mieszkowej 7 i jej pokrywą 24, w celu umożliwienia pionowego ruchu rur wodnych w panelach 9, 9a względem sufitu 3 kontem paleniskowej 1. Skrzynia mieszkowa 7 i sufit 3 kominy paleniskowej 1 razem tworzą gazoszczelną konstrukcję zapobiegającą wydostawaniu się spalin i ziaren materiału sypkiego przez sufit 3 do otoczenia kotła.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Struktura powierzchni w komorze paleniskowej kotła z cyrkulacyjną warstwą fluidalna zawierająca komorę spalania (1) zawieszoną do zaczepu na nieruchomej konstrukcji wsporczej (8) za pomocą środków podwieszających (4) i ta komora paleniskowa jest ograniczona dnem dyszowym (3a sufitem (3) i ścianami bocznymi (2) które maja strukturę utworzona z paneli z rur wodnych (19, 19a) oraz wyprowadzone ze ścianek komory paleniskowej (1) wloty (14, 14a) cyklonów (13, 13a), znamienna tym, że zawiera co najmniej jedna oddzielna pionowa jednostkę powierzchni (9, 9a) utworzoną z panelu rur wodnych (113a,b) stanowiąca przedłużenie dłuższej bocznej ściany (21) kanału wlotowego (14a) do cyklonu (13a), rozciągająca się prostopadle do ściany bocznej i zwisającą od sufitu (3) komorę paleniskowej (1) kotła.
2. 2. Struktura powierzchni według zastrz. 1, znamienna tym, że jednostki powierzchni (9, 9a) rozciągają się w komorze paleniskowej (1) od sufitu (3) komory paleniskowej (1) do skośnej części ścian bocznych (1b).
3. 3. Struktura powierzchni według zastrz. 1, 2 albo 3, znamienna tym, że korzystnie jednostki powierzchni (9, 9a) są prostopadłe do powierzchni ścian bocznych (2) komory paleniskowej (1).
4. 4. Struktura powierzchni według zastrz. 2, znamienna tym, że panele rur wodnych (113a,b, 112a,b) jednostek powierzchni (9) są stacjonarnie połączone z rurami wodnymi tworzącymi skośne części ściany bocznej (1b).
5. 5. Struktura powierzchni według zastrz. 3, znamienna tym, że panele rur wodnych (113a,b) lub 112a,b) jednostek powierzchni (9a) są stacjonarnie połączone za pomocą zastrzału (12a) z rurami wodnymi tworzącymi skośne części ściany bocznej (1b).
6. 6. Struktura powierzchni według zastrz. 2 i 3, znamienna tym, że panele rur wodnych (113a,b) i (112a,b) jednostek powierzchni (9) i (9a) są zakończone od dołu komorami zbiorczymi (12) a od góry komorami zbiorczymi (6).
7. 7. Struktura powierzchni według zastrz. 2, znamienna tym, że dolna komora zbiorcza (12) panelu rur wodnych (113a,b) i (112a,b) jednostek powierzchni (9) znajduje się na zewnątrz komory paleniskowej (1).
8. 8. Struktura powierzchni według zastrz. 3, znamienna tym, że dolna komora zbiorcza (12) panelu rur wodnych (113a,b) i (112a,b) jednostek powierzchni (9a) znajduje się wewnątrz komory paleniskowej (1).