TW311167B - - Google Patents

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3 167 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（i ; 本發明係有關於提供熱至外燃動力系統。 ^於直接燃燒式動力廠中，其所使用的燃料一粉煤，是 丄由所供應之預熱的燃燒空氣而在燃燒室中進行燃燒。環 %於火培區域的管路中包含有丄作流體（例如：水），此工 作流體經由加熱後滩騰，隨後並輸送至動力系統（例如：滿 輪機）而轉換成爲可利用的能量形式，例如電。Μ於美 國專利丁號5，450，821中所揭露之多級燃燒系統中， 此系統利用分離的燃燒室及熱交換器，並且控制在各階段 所釋=出來的熱之溫度是可以符合工作流體之熱特性，· 及將恤度保持低於氮氧化物（N〇x)氣體型態之溫度。 本發明係藉由使用具有兩個或兩個以上之燃燒區的 級系統來提供熱至外燃動力系統。每—個燃燒區均置有 個相關的熱交換器，藉由此熱交換器而從外燃動力系統來 2送個別的工作流體流。每_個燃燒區接收燃料燃燒之總 二的部刀，並且藉由調整提供至各燃燒區之燃料與空氣 量而來控制溫度成爲—預定値。因此，更多燃燒區的溫度 則可多到控制而不會超過管金屬的溫度，以避免造成損 壞°此外’兩獨丑流體之低溫部分則可用來定義爐子之 界，以促使降低管金屬溫度之溫度的便利性，並且各種 作流體流的溫度是可以符合動力系統的需求，以增加 效率。 較佳的實施例是將各種燃燒區設置於相同的爐子 中。供應到—個或多個燃燒區之空氣係藉由來自煙齒的 體來進行預熱，而熱交換器導管係環燒於燃燒區。同樣地 以 多 邊 工 工作 之 氣 . 料衣 訂 錄 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2i〇X297公釐 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 ------------B7 五、發明説明（2 ) - 對流區係經連接而用以接收來燃燒區自之煙道氣，並且在 對流區之熱交換器導管中，藉由熱交換器而將熱從煙道氣 傳遊到個別的工作流體&。來燃燒區自中的工作流體流可 以連續的方式而與在對流區中之工作流體流相互連接。 本發明之其他優點及特徵將在下文中配合較佳實施例 及申請專利範圍做更進一步説明。 圖式之簡要説明： 第1圖係表示本發明之提供熱至外燃動力系統的方法 及裝置中，具有兩燃燒區及兩獨立工作流體流之實施例的 不意圖；及 —第2圖係表示在第i圖中，爐子及對流通路之輪廊圖 示〇 實施例： 第1圖係表π -爐子系统，此系統包括有一空氣預敛 器⑽及兩燃燒區101、1〇2，此空氣預熱@1〇〇及兩燃 燒區係分別藉由獨立的工作流體冷卻熱交換器heia及 HE2A所形成；兩對流區1()3及1()4，此兩對流區⑻及 1〇4係分別&括有工作流體冷卻熱交換e，HE2^heib ; 及一外燃動力系統105。如第1圖所示之控制機構203、 -04 205及206 ’於燃料流5、6中的燃料量及在空氣流 3 的空氣量係藉由這些控制機構所操控。動力系統1仍 可爲任何外部直接燃燒動力轉換系統。根據本發明之燃燒 系統是特別適用於動力循環，以及對於在系統中需要:量 熱源乂能量轉換循環較爲適用，此系統不僅可對於工作流 本紙張尺度適用中國國家 私衣------、玎------^ f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 sUl67 A7 ____B7 _ 五、發明説明（3 ) 體進行蒸發，也可應用於其系統内進行過熱及再熱。在文 獻中’美國專利字號4，732，005及4，889，545已針 對此動力系統提出説明，並且在美國專利字號3，346， 561 ; 4 ’ 489，563 ; 5，548，043 ; 4，586，340 ; 4 ’ 604 » 867 ; 4 ， 732 ， 005 ; 4 ， 763 ， 480 ; 4 , 899 ， 545 ; 4 ， 982 ， 568 ; 5 ， 029 ， 444 ; 5 ， 095 ， 708 ; 5，450，82]及5，440，882也對於能量轉換系 統提出揭露。工作流體流可爲過冷液體飽合液體、兩相液 體、飽合蒸汽或過熱蒸汽。 请參閲第1圖，在第一點之燃燒空氣是由預熱器1 〇〇 所進給，在第2點位置經預熱後之溫度介於5〇〇〜6〇〇 τ。 供應到燃燒區1 〇 1之燃料流5中的燃料量僅提供燃料總量 的一部分做爲燃燒使用。燃燒區丨〇1係形成於熱交換器 ΗΕΙΑ又工作流體冷卻管之中。一第一工作流體流在第^ ^ 點位置進入熱交換器，並在提高溫度値後之第—工作流體 流於第12點位置排出熱交換器。在煙道氣流中的熱主要是 以輻射能量方式來進行傳遞。供應到燃燒室之燃料及預熱 生氣f在經由選擇後，基於周圍爐牆之熱吸收條件下，而 將燃燒區溫度控制成爲預定値。更特別的是，在第一燃燒 區中的燃燒溫度在經由控制後，可以防止熱交換器中產生 過南的爐牆溫度，因而避免了對熱交換器造成損害。 煙道氣從第一燃燒區1〇]而由轉換點進入第二燃燒區 102，此煙道氣便與燃燒空氣流4及燃料流6相互混:。 對於燃燒區1〇2中的燃燒區溫度進行控制，防止在=換 本纸張尺度適财_家標準(cns ) ^------.玎------.# (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) B7 B7 4 五、發明説明（ ^ _A内部產生過向的爐壁溫度，以避免對熱交換器造 成損，。燃燒區102係形成於熱交換器HE2A之工作流體 冷卻g疋中。第二工作流體流在第12點位置進入熱交換器 HE2A ’並且在提高溫度値後之第二工作流體 位置排出熱交換器。 點 煙道氣從第二燃燒區102通過爐子之對流通路而進入 了第對4區1 03，其煙道氣是在熱交換器HE2B中冷卻。 •i本例中的第二工作沭體流係以連續的方式而與第二工作 流體流相連接，並且在第15點位置進入熱交換器HUB， 在增加溫度後由第16點位置排出了熱交換器hE2b，隨後 便回泥到動力系統1〇5。煙道氣以較第9點位置低的溫度 在第9點位置離開了對流區1〇3,進入了第二對流區丨料。 相同地，煙道氣在第一對流區1 〇4中經由將熱排到熱 交換器HE1B而再次的冷卻。在本例中，第四工作流體流 係以連續的方式而與第一工作流體流相連接，並且在第P 點位置進入熱趸換器HE 1B，隨後第四工作流體流在增加 恤度後而由第1 8點位置排出了熱交換器HEIB，隨後便回 流到動力系統105 。煙道氣在第1〇點位置排出了對流通 路，並且流到空氣預熱器100。在預熱器丨〇〇中，煙道氣 係藉由將熱排放到燃燒空氣流’並且在增加溫度後於第】J 點位置通過煙囪。 多級爐子設計的最大優點係在於：抵達個別的著火區 域中的燃燒溫度是可以經由對燃料與空氣流處理而得到個 別的控制。藉由次計量燃燒或超計量燃燒中的任一種方式 用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公楚; 裝iT------絲 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟、那中央榡準局貝工消費合作社印製 A7 A7 此 五、發明説明（5 ) — 疋可以在第Ft段中來控制著火區域溫度。此外，藉由獨 々作抓體肌來形成爐子圍牆，則在最熱的區域而採用 ，溫的工作流體是可行的。工作流體流的最終加熱程序是 爐子讀4通路中進行。本發明隸供應到—直接燃燒 …统此方式對於燃燒區域之溫度的控制增加了便利性， 因而可⑽止管金^溫度過度地增加。 、我們已針對於具有燃燒區之兩級系統及藉由工作流體 、兩獨乂机來冷卻之對流通路加以描述，而此工 兩獨立流係以連續方式連接於燃燒區與對流通路之 流，而其他的=括來自於所有先前步驟之煙道氣 法可以包括相同性質之三到四級系統。 ，又工作流可被利用來冷卻爐子或對流通路之部件 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 綠 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺錢财

Claims (1)

1. S^tl67 申請專利範圍 __ 驟卜種供熱至外燃動力^的方法，包括有下列步 ^供空氣之第一流，以及接 部分到一第一燃燒區； <‘、、科燃燒之總量之第一 在該第一燃燒區中進行對 燒，以形成一第一煙道氣流；…、、科^第一料的燃 從夕卜燃動力系統之第一熱交 燃燒區傳遞到-第—工作流體、導管中將熱由該第一 曝露於該第一燃燒區 ：::：熱咖導管係 之燃料與空氣量而來控制該第=供:;第-燃燒區 預定値； ，，、、燒£<溫度成爲一第一 提供該第一煙道氣流、空氣 量的第二部分給第二燃燒區； ㈣燃料燃燒之總 在该第二燃燒區中進行燃 形成第二煙道氣流4 第—部刀的燃燒，以 ㈣=燃動力韻之第二熱交換11導管中料由咳第-^傳遽到-工作流體流，該第二熱交換„ 料，經由調節提供給該第二燃燒區之辦 値:工乳里而來控制該第二燃燒區之溫度成爲—第二預定 第剛述之供熱至外燃動力魏 3如由④—區及孩第二區係在相同的爐子之中。 的方法，盆Γ利範圍第1項所述之供熱至外燃動力系統 -中’空氧〈談第一流係藉由來自該第二煙道氣

   申j青專利範圍 流之熱展進行預熱。 的方專利範圍第3項所料供熱至外燃動力系統 流之熱來二祕藉由來自該第二煙道氣 的方利第2項所狀供熱科燃動力系統 區，以及Μ ’ Γ第一池哭換器導管係圍繞於該第一燃燒 及孩第二硌交換器導管係圍繞於該 的方^中請專利範圍^項所述之供熱至外燃t系統 及從外揪f更包括有孩第二煙道氣流通過第—對流區，以 流區傳濃^系統〈第三熱交換器導管中將熱由該第一對 二护第'7第三工作流體流，該第三熱交換器導管係曝 峪於咸第—對流區之中。 的方m?範圍第6項所述之供熱至外燃動力系統 過二煙道氣流從該第-對流區而通 中將燃:力:統…熱交換器導管 戈、υ傳达到一第二工作流體流，該第四 产、'人換為導管係曝露於該第二對流區之中。 的方8法如ΓΙ專：範圍第6項所述之供熱至外燃動力系統 ，、m«流係以it續的方式接連於 二第-工作流體流及該第二工作流體流其卜個工作流體 的方專利範圍第7項所述之供熱至外燃動力系统 ^ ’其中’该第三工作流體流係以連續的方式接連於 ^ 工作流體流及該第二工作流體流其中—個工作流體 10 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 “氏張 (CNS) A4規格（210X297公楚） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 利琴、圍 /,lJ 、且該第四工作流體流係以連續的方式連接於該第— 工作流體流及該第二工作流體流中的另一個工作流體流。 、10.如申請專利範圍第7項所述之供熱至外燃動力系統 的方法’其中，空氣之該第—流及該第二流係經由從該第 一對流區所接收之該該第二煙道氣流的熱來進行預熱。 、11.如申請專利範圍第1項所述之供熱至外燃動力系統 的方法中，更包括： 提供一個或更多個燃燒區以連續方式連接而用以接收 第煙道氣流、更多個別之空氣流，以及燃料燃燒之總量 的更多個別部分； 在該更多個別之燃燒區中，對於燃料總量之更多個別 部分進行燃燒，以形成更多個別之煙道氣流；及 從外燃動力系統之更多熱交換器導管之中將熱由該更 多，燒區傳送到更多個別之丄作流體流，該更多熱交換器 導官係«於該更乡難<巾，而提供 _ 料空氣的總量係經由調節而來控制更多燃燒區之溫度成 爲個別預定値。 12.一種供熱至外燃動力系統的裝置，包括： -第-燃燒區’該第—燃燒區係經連接用以接收空氣 疋第—流及燃料燃燒之總量的第-部分，並且在該第一燃 燒區中提供了包含有燃燒燃料之該第—部分之產物的第一 煙道氣流； 第名，換為導官；孩第一熱交換器導管係曝露於該 第-燃燒區《中’該第一熱交換器導管並從外燃動力系統 本紙張尺度_ ti國家標华( 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 11 3^167 經濟部中央榡準局員工消費合作社印袋

   B8 C8 D8 t 請專利範圍 =裝置’其中’該第—熱交換器導管係圍繞於該第一紙 。乂及該第—硌父換器導管係圍繞於該第二燃燒區。 統圍第12項所述之供熱至外燃動力系 —第-對流區’該第i流區係經連接而用以接 忒第—燃燒區之該第二工作流體流；及 第·^交換器導管’該第三熱交換器導管係曝露於效 來γ對中’該第三熱交換器導管並從外燃動力系乾 來輸达第三工作流體流。 统的L8.w如:f專利範圍第17項所述之供熱至外燃動力系 玩的裝置更包括： 、—第二對流區’該第二對流區係經連接而用以接 自^亥第一對流區之該第二煙道氣流；及 一第四熱交換器導管’該第四熱交換器導管係曝露於該 第二對流區之中，該第四熱交換器導管並從外燃動力^ 來輸送第四工作流體流。 、 ^ 19.如申請專利範圍第17項所述之供熱至外燃動力系 統的裝置，其中，該第三工作流體流係以連續的方式連接 於放第一工作流體流及該第二工作流體流其中的—個工 流體流。 _ 20.如申請專利範圍第18項所述之供熱至外燃動力系 統的裝置，其中，該第三工作流體流係以連續的方式連接 於該第一工作流體流及該第二工作流體流中的另—個工 流體流。 ‘ ^ 13 本紙張尺度適财n ----------¾-------訂------^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁」 _ 經濟部中央標隼局員工消費合作社印裝 ^ίΐβγ 申請專利範固 .如巾Μ專利範g|帛18項所述 < 供熱至外燃動力系 裝置更包括有-預熱器，空氣之該第_流及該第二流 、^由從該第—對流區所接收之該第二煙流的進 行預熱。 22.如申請專利範圍第12項所述之供熱至外燃動力系 統的裝置更包括： 提供一或數個燃燒區以連續方式連接而用以接收第二 煙道氣流、更多個別之空氣流，以及燃料燃燒之總量的更 多個別部分； 更夕成文換器導管，該更多熱交換器導管係曝露於個 別之該更多燃燒區之中，該更多熱交換器導管並從外燃動 力系統來輪送更多個別的工作流體流；及 更多控制機構，該更多控制機構係用以對於供應到該 更多燃燒區之燃料與空氣量來進行控制，進而控制更多燃 燒區之溫度成爲更多預定値。 ---1------裝------訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 14 本紙張尺度適用中國國冬標準（CNS ) A4規格（210X29*7公瘦）