Opublikowano dnia 12 Itpca 1958 r. ania 1^ lipca 1*3 wi ii POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 40892 KI. 13 g, 2/01 Inz. mgr Tadeusz Janke Gliwice, Polska Sposób wytwarzania pary o dowolnych parametrach, w zespole kotlowym bez metalowych powierzchni wymiany ciepla Patent trwa od dnia 15 grudnia 1954 r.Dotychczasowy sposób wytwarzania pary w kot¬ lach oparty jest na zastosowaniu róznego rodzaju powierzchni metalowych w tej liczbie i wyprodu¬ kowanych ze specjalnych stali stopowych. Wyko¬ nanie powierzchni metalowych w zakladach bu¬ dowy kotlów, a nastepnie montaz kotlów na budowie wymaga pracy wielu ludzi i czasu, nawet przy zastosowaniu mechanizacji. Gabaryty kotlów z metalowymi powierzchniami wymiany ciepla sa duze, co wymaga równiez budynków o powiekszo¬ nych wymiarach. Zasysanie spalin przez caly trakt kotla, wlaczajac powierzchnie konwekcyjna, prze- grzewacz i podgrzewacz wody oraz tloczenie po¬ wietrza do spalania paliwa przez podgrzewacz powietrza, zwieksza zuzycie energii do napedu wentylatorów. Przeplyw wody i pary przez pod¬ grzewacze i przegrzewacze równiez powieksza straty energii. Obecne kotly nie udalo sie znor¬ malizowac i zunifikowac dla mozliwosci spalania róznych rodzajów paliwa w jednym typie kotla.Unikniecie powyzszych braków mozliwe jest przez wytwarzanie pary sposobem wedlug wyna¬ lazku, istota którego polega na sposobie wytwa¬ rzania pary o dowolnych parametrach bez po¬ trzeby zastosowania metalowych powierzchni wy¬ miany ciepla.Na rysunku przedstawiono zasadniczy schemat wykonania sposobu i instalacji kotlowej.Do paleniska 1 doprowadza sie paliwo, gorace powietrze i pewien czynnik, który w palenisku przy wysokiej temperaturze roztapia sie do stanu cieklego na rachunek ciepla spalanego paliwa lub ciepla rozpadu atomowego.Czynnik roztapiany w palenisku 1 bedzie w dal¬ szym ciagu nazywany zuzlem, gdyz zwykly zuzel lub z domieszkami moze byc uzyty do tych celów.Roztopiony zuzel splywa do zbiornika 2 skad przechodzi przez klapy 3 i specjalne zasuwy 4 do butli 5. Po napelnieniu jednej butli 5 otwiera sie specjalna zasuwa 6 przegrzewacza pary 7. By zuzel z butli 5 mozna bylo przetlaczac do prze¬ grzewacza 7, nalezy do napelnionej cieklym zuzlem butli 5 dawkowac przez zawór 8 konden¬ sat, który po zetknieciu sie z zuzlem szybko od¬ parowuje, po czym podnosi sie cisnienie pary, a zuzel przeplywa do przegrzewacza pary,w któ¬ rym po przejsciu przez specjalne urzadzenie 9 rozpryskuje sie. Woda dawkowana jest w pewnejilosci prze? caly czaswyciskania zuzla z butli 5. fo.opróznieniu butli ^5 zawór 8 zamyka sie, a po- zostala w butli 5 para odplywa przez zawór 10 i moze byc uzyta do celów gospodarczych. Roz¬ pryskiwany zuzel opada w postaci kropelek w przegrzewaczu 7 z góry na dól przez pare nasy¬ cona przeplywajaca z dolu do góry, przy czym kropelki zuzla ochladzaja sie, a para nasycona przegrzewa. Przed zakonczeniem wyciskania zuzla z butli 5 wlacza sie analogicznie druga butle 5, oprózniona zas napelnia sie ponownie " zuzlem.Liczba butli moze byc dobrana dowolnie. Para przegrzana plynie' rurociagiem przez zasuwe 12, regulator temperatury pary 13, nastepnie przez za¬ suwe 14 odprowadzana jest w pewnej ilosci do .odbiorcy, druga zas jej czesc jest doprowadzana przez zasuwe 15 do zbiornika kondensatu 16, grdzie para przegrzana,' przechodzac przez warstwe wo¬ dy, przetwarza sie w pare nasycona, a cieplo prze¬ grzania jest wykorzystane na odparowanie do¬ datkowej ilosci kondensatu. Calkowita ilosc pary nasyconej, sprezarka 17 przetlacza do przegrze- wacza 7, gdzie przegrzewa sie. Podgrzany kon¬ densat, jako woda zasilajaca jest tloczony pompa 18 do zbiornika 16 w ilosci pobieranej przez od¬ biorce pary wlacznie ze stratami. Kropelki zuzla opadajace na dól w przegrzewaczu 7 usuwane sa przez zasuwe 19 rurociagiem do paleniska 1, a w celu unikniecia zastosowania walczaków, moga byc zamiast zbiornika 16 zastosowane apa¬ raty chlodzace pare przegrzana przez natrysk kon¬ densatu lub przez przeplyw pary w kolumnie typu zwyklego talerzowego, mieszankowego.Spaliny z paleniska 1 przeplywaja przez oddzie¬ lacz czesci lotnych 11, gdzie oczyszczaja sie w pierwszym stopniu od czasteczek zuzla, który przy tym granuluje, a nastepnie spaliny przeply¬ waja z dolu do góry przez regenerator 20, w któ¬ rym z góry do dolu opada ziarnisty material pew¬ nej grubosci (na przyklad piasek kwarcowy), rozsiewany przez aparat 21 równomiernie po prze¬ kroju przeplywu spalin? nastepnie spaliny oczy¬ szczaja sie od czasteczek popiolu w urzadzeniu 22, skad wentylator ciagu sztucznego 23 wytlacza spaliny do atmosfery. Popiól lotny usuwany jest za pomoca urzadzenia 24 i nastepnie sprezonym powietrzem lub innym sposobem przesylany do paleniska 1 lub do urzadzenia odzuzlajacego w za¬ leznosci od potrzeby. Czasteczki z leja 37 w stanie goracym kieruja sie do paleniska U Piasek kwarcowy opadajac w regeneratorze 20 podgrzewa sie do temperatury spalin na wyjsciu z urzadzenia 11, zas spaliny na wyjsciu z regene¬ ratora ochladzaja sie do temperatury piasku kwar¬ cowego. W rzeczywistosci z jednej i drugiej stro¬ ny regeneratora bedzie pewna róznica temperatur pomiedzy spalinami, a piaskiem kwarcowym.' Podgrzany piasek kwarcowy opadajacy w rege¬ neratorze 20 zbiera sie w lejach (zsypach) 25 i przez urzadzenia 26 rozsiewa sie w przekroju regeneratora powietrza 27, gdzie spadajac z góry na dól podgrzewa powietrze tloczone wentylato¬ rem 28 z dolu do góry regeneratora, skad powie¬ trze przez klape 29 doplywa do paleniska 1, a pa¬ liwo doprowadza sie do niego rurociagiem 30.Piasek kwarcowy ochlodzony przez oddawanie ciepla do powietrza, po przesianiu i odseparowa¬ niu w aparacie 31 od czasteczek popiolu, zbiera sie w leju 32, skad przez przydzielacz 33 za po¬ moca sprezonego powietrza jest tloczony ruro¬ ciagiem 34 do oddzielacza 35 lub bezposrednio do aparatu 2f. Popiól lotny oddzielony od piasku kwarcowego w aparacie 31 zbiera sie w leju 36, skad jest usuwany do urzadzenia odzuzlajacego lub do paleniska 1, w zaleznosci od potrzeby.Przy pracy w zbyt wysokich temperaturach spalin i nalepianiu sie czasteczek popiolu, znajdujacego sie w stanie roztopionym, na czasteczki piasku kwarcowego, stosuje sie periodyczne jego oczysz¬ czanie przez przemywanie goracego piasku kwar¬ cowego zimna woda lub przez jego przewietrzanie zimnym powietrzem.Zasadniczy schemat sposobu i instalacji kotlo¬ wej wedlug wynalazku dopuszcza pewne odchy¬ lenia od ukladu uwidocznionego na rysunku.Na przyklad w pewnych przypadkach ochlo¬ dzone kropelki zuzla z przegrzewacza 7 mozna tloczyc przez zasuwe 19 do urzadzenia typu 21, podgrzewajac je do wysokich temperatur w rege¬ neratorze 20 i poslugujac sie w nim nie piaskiem kwarcowym, lecz tymi czasteczkami zuzla, które naturalnie nie powinny byc podgrzewane do stanu rozmiekczenia, by nie zalepiac lejów.Podgrzewane czasteczki zuzla, po osadzeniu sie w lejach 25, kieruje sie do paleniska 1; tym sa¬ mym czasteczki te sa przygotowane do roztopie¬ nia. Poniewaz czasteczki zuzla wychodzac z prze¬ grzewacza 7 beda posiadac temperature bliska do temperatury pary nasyconej, to w zaleznosci od cisnienia wytwarzanej pary, dalsze ochladza¬ nie spalin moze byc zrealizowane przez podgrze¬ wanie powietrza do tej temperatury w dodatko¬ wych skróconych regeneratorach 20 i 27, -2-z zastosowaniem piasku kwarcowego, lub w razie niskich temperatur spalin usuwac je przy tej tem¬ peraturze (po,oczyszczeniu z popiolu lotnego) do atmosfery lub innych urzadzen wykorzystujacych cieplo niskiego potencjalu. Nastepnie powietrze jodgrzane do niskiej temperatury lub w ogóle zimne atmosferyczne moze byc czesciowo uzyte do ochlodzenia palniska w celu ochrony ognio¬ trwalych scian od roztopienia.. Przy; pracy w; bardzo wysokich temperaturach w palenisku ochlodzenie jego scian moze byc do¬ konywane przez zastosowanie nieznacznej po¬ wierzchni izolowanej sposobem torkretowania lub warstwa zuzla ewentualnie wodnych ekranów ru¬ rowych wlaczonych do zbiornika 16.Przy wytwarzaniu pary nasyconej odprowadza¬ nie pary do odbiorców przez zasuwe 14 jest zbedne i para jest pobierana bezposrednio ze zbiornika 16 przez zawór 39 i rurociagiem odpro¬ wadzana do odbiorcy, przy czym w razie potrzeby instalacja moze wywarzac pare nasycona i prze¬ grzana w jednej instalacji.W razie wykorzystania ciepla zuzli technolo¬ gicznych, palenisko 1 oraz regeneratory 20 i 27 "ze wszystkimi nalezacymi do nich aparatami sa zbedne i roztopiony zuzel zlewa sie bezposrednio do zbiornika 2. Cieplo odprowadzane na zewnatrz z przegrzewacza 7 przez zasuwe 19, z czasteczkami zuzla i z nieznaczna iloscia pary nasyconej, jako cieplo juz niskiego potencjalu, moze byc wyko¬ rzystywane w instalacjach przeznaczonych do tego celu. Przy zuzlach technologicznych slabo rozto¬ pionych lub przy pracy w wysokich temperaturach zuzel mozna dodatkowo dogrzewac i wtedy pale¬ nisko 1 i regeneratory 20 i 27, ze wszystkimi do nich nalezacymi aparatami, oblicza sie na ilosc spalonego wegla potrzebnego do dogrzania, a czasteczki zuzla sa usuwane na zewnatrz przez zasuwe 19 i do paleniska nie wracaja jak w przy¬ padku poprzednim.Wytwarzanie pary o róznych parametrach w jednym kotle wykonuje sie przez dolaczenie do zbiornika 2 dla kazdego cisnienia pary oddziel¬ nego ukladu obejmujacego przegrzewacz pary 7, butle 5, zbiornik kondensatu 16, sprezarke 17 4 pompe 18 z przynalezna do nich armatura.Przy wykonaniu w elektrowni miedzystopnio- wego przegrzewania pary, dla kazdego stopnia przegrzania urzadza sie przegrzewacz pary 7 z przynaleznymi do niego butlami 5, tak ze od¬ prowadzana z turbiny para, po przeplywie prze¬ grzewacza 7 i separatora 13, wraca do turbiny.Zbiornik 16; sprezarka 17 i pompa 18 przy stoso¬ waniu miedzystopnipwego przegrzewania pary staja sie zbedne.Zamiast w palenisku 1 zuzel moze byc rozta¬ piany w specjalnym piecu elektrycznym, a w kotle do wykorzystania ciepla zuzel uzywany jest do bezposredniego przegrzewania pary, z pominie¬ ciem procesów zbednych. , • Analogicznie w zamknietym lub otwartym obie¬ gu turbin gazowych mozna tym samynf sposobem podgrzewac sprezony czynnik i nastepnie prze¬ grzewac go w miedzystopniowych przegrzewa- czach z tym, ze odpracowany w turbinie czynnik oddaje swoje cieplo do piasku kwarcowego w re¬ generatorze typu 20 i podgrzewa nastepnie czyn- ' nik sprezony lub powietrze do spalania paliwa w regeneratorze typu 27. W tym przypadku wytla¬ czanie zuzla z butli 5 realizuje sie przez tloczenie do butli zimnego czynnika gazowego pracujacego w obiegu.Regeneratory 20 i 27 moga byc stosowane od¬ dzielnie do celów wykorzystania ciepla odloto¬ wego spalin przez podgrzewanie powietrza do spalania paliwa w paleniskach róznego rodzaju pieców. Równiez moga byc one stosowane do podgrzewania chudych gazów i powietrza do ich spalania — w celu podniesienia temperatury spa¬ lania i itensyfikacji technologicznych procesów w piecach. PL