ПЕРЕТАЛКИВАЮЩАЯ КОЛОСНИКОВАЯ РЕШЕТКА ДЛЯ ТОПОК Российский патент 2009 года по МПК F23H3/02 

Настоящее изобретение относится к переталкивающей колосниковой решетке для топок, которая охлаждается жидкой охлаждающей средой и для формирования движения перемещения снабжена совершающими возвратно-поступательное движение колосниками, при этом, по крайней мере, к одному подвижному колоснику присоединяется подводящий трубопровод для охлаждающей жидкости.

Такие переталкивающие колосниковые решетки содержат в большинстве случаев несколько колосниковых секций, состоящих из множества параллельно расположенных друг возле друга колосников, которые расположены друг за другом, а также ступенчато и соответственно наподобие кровельной черепицы друг над другом. При этом, как правило, предусматривается один неподвижный ряд и один совершающий возвратно-поступательное движение ряд. Возвратно-поступательное движение подвижных колосниковых секций приводит к тому, что подлежащий сжиганию материал во время процесса сгорания перемещается вперед вдоль переталкивающей колосниковой решетки. Наряду с этим производится шуровка слоя топлива, в результате чего происходит повышение эффективности процесса сгорания. Для повышения срока службы колосников, которые при горении подвергаются воздействию очень высоких температур и соответственно быстро изнашиваются, колосники охлаждаются средой для охлаждения. В качестве среды для охлаждения можно использовать жидкие или газообразные текучие среды, например воду или воздух. При воздушном охлаждении воздух пропускается между колосниками и используется как для охлаждения колосников, так и для обеспечения необходимого для горения первичного воздуха. Проблема при воздушном охлаждении может возникать в том случае, если необходимый для сгорания оптимальный объемный поток первичного воздуха будет недостаточным для охлаждения колосников. В этом случае для предотвращения износа колосников необходимо увеличивать объемный поток воздуха, а это одновременно оказывает отрицательное влияние на процесс сгорания. Такая взаимная зависимость между подачей охлаждающего и первичного воздуха является соответственно невыгодной. И, напротив, при водяном охлаждении описанная выше проблематичность не существует. Охлаждение колосников производится главным образом с помощью пропускаемой через колосники охлаждающей воды, так что пропускаемый между колосниками первичный воздух не оказывает охлаждающего действия. Следовательно, подача охлаждающей воды и первичного воздуха не зависит друг от друга, и такую подачу в зависимости от поставленных задач можно регулировать оптимальным образом без оказания отрицательного воздействия на процесс сгорания.

Для охлаждения подвижного колосника с помощью жидкой охлаждающей среды к нему обычно подсоединяют подводящий трубопровод для охлаждающей жидкости. По этому подводящему трубопроводу к колоснику можно подавать охлаждающую жидкость, которая затем протекает, например, по выполненным в колоснике охлаждающим каналам и при этом производится теплообмен между колосником и охлаждающей средой. При этом несколько подвижных колосников подвижной колосниковой секции или также несколько подвижных колосниковых секций могут соединяться друг с другом с учетом процесса текучести таким образом, что их охлаждение производится с помощью одного подводящего трубопровода для охлаждающей жидкости. Можно предусмотреть также и несколько подводящих трубопроводов для охлаждающей жидкости, которые снабжают соответственно один или несколько колосников или колосниковых секций жидкой средой для охлаждения.

Для компенсации возвратно-поступательного движения подвижных колосников уже известно использование отрезка упругого шланга в соответствующем подводящем трубопроводе для охлаждающей жидкости, который может сопровождать перемещение колосников. При этом речь может идти, например, о пластмассовом шланге с металлической оболочкой, о менее гибком металлическом шланге или подобным им шлангам. Наряду с гибкостью для компенсации перемещения колосников такой отрезок шланга должен обладать высокой степенью теплостойкости и устойчивостью к загрязнениям, так как он используется в области, подвергаемой воздействию температуры и загрязнений, что кажется, исключает одно другое. Температура охлаждающей среды гибких металлических шлангов ограничивается показателем примерно <100°С. При использовании трубопроводов температуру и давление можно в значительной степени повысить, что позволяет улучшать утилизацию тепла охлаждающей среды. Соответственно в таком отрезке шланга по сравнению со стандартными трубопроводами наблюдается большей частью повышенный износ, а это увеличивает опасность выхода из строя этого конструктивного узла. Замена такого поврежденного отрезка шланга взаимосвязана в принципе с нежелательным простоем установки, что приводит к снижению производительности установки. Далее при разрыве или при возникновении утечки в таком отрезке шланга уже не может больше обеспечиваться необходимая степень охлаждения, так как предусмотренная для охлаждения среда для охлаждения почти полностью вытекает в таком случае из поврежденного конструктивного узла. В таком случае соответствующие колосники подвергаются повышенному износу, а это также необходимо предотвращать.

Для устранения этого недостатка в описании изобретения к ЕР-А 0 925 294 предлагается колосниковая решетка с водяным охлаждением для топок, в которой перемещение подвижных колосников воспринимается с помощью, по крайней мере, одного гибкого соединения, расположенного за пределами нижнего дутья топки, а следовательно, и за пределами подвергаемой воздействию температуры и загрязнению зоны. Однако недостатком при этом является дополнительный расход материала, который возникает в результате расположения подводящего трубопровода для охлаждающей жидкости за пределами особо нагруженной области.

Согласно описанию изобретения к ЕР-А 098 93 64 охлаждению подвергаются только неподвижные колосники, а охлаждение подвижных колосников не производится. Таким образом, можно отказаться от применения гибких участков шланга в подводящем трубопроводе для охлаждающей жидкости, а следовательно, исключить опасность выхода из строя таких отрезков. Однако недостаток при этом заключается в том, что охлаждение переталкивающей колосниковой решетки соответственно снижается, а вследствие этого следует считаться с преждевременным износом колосников.

Задача настоящего изобретения заключается в создании переталкивающей колосниковой решетки для топок, в которой можно предотвращать преждевременный выход из строя подводящего трубопровода для охлаждающей жидкости без снижения охлаждающей способности холодильного устройства. Эта задача согласно настоящему изобретению решается согласно настоящему изобретению с помощью переталкивающей колосниковой решетки для топок по п.1 формулы изобретения. Пункты 2-6 формулы изобретения относятся к индивидуальным вариантам выполнения переталкивающей колосниковой решетки согласно настоящему изобретению. Согласно настоящему изобретению создана переталкивающая колосниковая решетка для топок, которая охлаждается жидкой средой для охлаждения и для формирования движения подачи снабжена совершающими возвратно-поступательное движение колосниками, при этом, по крайней мере, к одному подвижному колоснику подсоединяется подводящий трубопровод для охлаждающей жидкости. Согласно изобретению подводящий трубопровод для охлаждающей жидкости снабжен, по меньшей мере, двумя шарнирно соединенными между собой трубопроводными элементами, которые для компенсации возвратно-поступательного движения колосника расположены с возможностью поворота. Расположенные с возможностью поворота трубопроводные элементы можно изготовлять по сравнению с гибким отрезком шланга из материала, который лучше подходит для использования в области воздействия температуры и загрязнения под нижним дутьем топки, так как для такого трубопроводного элемента не требуется применять гибкий материал. Далее использование этих, расположенных с возможностью поворота трубопроводных элементов имеет еще и то преимущество, что потеря жидкости в результате утечки является такой незначительной, что даже и при поврежденном конструктивном элементе постоянно достигается достаточное охлаждение переталкивающей колосниковой решетки.

Должно быть понятным, что несколько подвижных колосников или подвижные колосниковые секции могут снабжаться через один подводящий трубопровод для охлаждающей жидкости жидкой средой для охлаждения в том случае, если колосники или колосниковые секции будут взаимосвязаны между собой с возможностью прохождения жидкости то ли параллельно, то ли последовательно. Далее, само собой разумеется, что к различным подвижным колосникам или колосниковым секциям могут подсоединяться несколько подводящих трубопроводов для охлаждающей жидкости, чтобы обеспечить соответствующее их охлаждение. В таком случае каждый такой подводящий трубопровод для охлаждающей жидкости для компенсации перемещения оснащен, по крайней мере, двумя шарнирно соединенными между собой трубопроводными элементами, которые для обеспечения компенсации расположены с возможностью поворота.

Далее должно быть понятным, что неподвижные колосники или колосниковые секции также через соответствующие подводящие трубопроводы для охлаждающей жидкости снабжаются жидкой средой для охлаждения. Однако в отношении этого здесь не будут делаться более подробные пояснения, так как согласно настоящему изобретению компенсация перемещения подвижных колосников и соответственно колосниковых секций находится на переднем плане.

Согласно предпочтительному варианту исполнения настоящего изобретения установленные с возможностью поворота трубопроводные элементы с помощью, по крайней мере, одного герметичного шарнира соединены друг с другом и/или с остальным подводящим трубопроводом для охлаждающей жидкости. Этот шарнир выполнен также из неупругого материала, так что и в этом отношении достигается преимущество по сравнению с использованием гибких отрезков шланга, которое заключается в том, что шарнир обладает значительно более высокой стойкостью к воздействию температуры и загрязнения.

Шарнир снабжен предпочтительно двумя угловыми патрубками, которые на одном конце жестко соединены с трубопроводными элементами, а на другом конце соединены между собой с возможностью поворота. В результате этого образуется прочная конструкция, которая соединяется с помощью соответствующей поворотной опоры обоих угловых патрубков и, таким образом, относительно мало подвергается износу.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения колосники расположены ступенчато и соответственно попеременно неподвижно и с возможностью совершения возвратно-поступательного движения, чтобы таким образом обеспечить необходимое перемещение сгораемого материала через топку.

Колосники имеют предпочтительно выполненные в форме меандра каналы для охлаждающей жидкости, которые представляют собой залитые в колосники трубопроводы. Термин «колосник» включает согласно изобретению также решетчатые блоки или ряды колосников, которые не имеют форму прутка.

Настоящее изобретение более подробно поясняется со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых:

Фиг.1 - общий вид блок-схемы примера выполнения переталкивающей колосниковой решетки согласно настоящему изобретению.

Фиг.2 - общий вид блок-схемы показанной на фиг.1 переталкивающей колосниковой решетки во втором положении.

Фиг.3 - общий вид блок-схемы показанной на фиг.1 и 2 переталкивающей колосниковой решетки в третьем положении.

Фиг.1 представляет собой общий вид блок-схемы переталкивающей колосниковой решетки, который показывает принцип ее действия. Здесь изображено три колосника 10, 12 и 14, которые расположены друг за другом и соответственно друг над другом в виде кровельной черепицы. Колосники 10 и 14 представляют собой неподвижные колосники, в то время как колосник 12 может перемещаться вперед и назад, о чем более подробно будет сказано со ссылками на фиг.2 и 3. Каждый из колосников 10, 12 и 14 снабжен углублениями 16. Показанные на фиг.1 левые углубления 16 колосников 10, 12 и 14 находятся в зацеплении с удерживающими трубками крепежной конструкции переталкивающей колосниковой решетки, при этом на фиг.1 показана только одна удерживающая трубка 18 крепежной конструкции для колосника 10. Таким образом, колосниковые блоки 10, 12 и 14 можно укладывать простым образом в виде кровельной черепицы на крепежную конструкцию.

В колосниках 10, 12 и 14 выполнены не показанные каналы для охлаждающей жидкости, через которые можно подавать жидкую среду для охлаждения колосников. К соответствующим каналам для охлаждающей жидкости колосников 10, 12 и 14 подсоединены подводящие трубопроводы для охлаждающей жидкости 20, 22 и 24 в виде жестких (неподвижных) трубопроводов. Подводящий трубопровод для охлаждающей жидкости 22 подвижного колосника 12 содержит в противоположность подводящим трубопроводам для охлаждающей жидкости 20 и 24 неподвижных колосников 10 и 14 два промежуточных подключенных и шарнирно соединенных друг с другом трубопроводных элемента 26 и 28, которые служат для компенсации перемещения подвижного колосника 12, о чем более подробно будет сказано ниже. Трубопроводные элементы 26 и 28 соединены при этом между собой с помощью шарнира 30. Далее трубопроводные элементы 26 и 28 соединены с жесткими трубопроводами 32 и 34, причем это соединение производится через шарнир 30 соответствующих шарниров 36 и 38.

На фиг.2 показано изображенное на фиг.1 исполнение во втором положении, в котором подвижный колосник 12 перемещается из показанного на фиг.1 заднего конечного положения по направлению стрелки 40 на длину d₁ с помощью не показанного подающего привода. Перемещение подвижного колосника 12 компенсируется за счет поворота трубопроводных элементов 26 и 28 и шарниров 30, 36 и 38 на отрезок d₁.

На фиг.3 показано изображенное на фиг.1 и 2 исполнение переднего конечного положения, в котором подвижный колосник 12 перемещается вперед на d₂, причем это перемещение вперед снова компенсируется за счет поворота трубопроводных элементов 26 и 28 на отрезок d₂. Из показанного на фиг.3 положения колосник 12 может снова перемещаться в показанное на фиг.1 положение, при этом это движение компенсируется за счет обратного поворота поворотных трубопроводных элементов 26 и 28.

Должно быть понятным, что показанные на фиг.1-3 колосники 10, 12 и 14 не ограничиваются только таким исполнением. Вместо колосников можно использовать также и так называемые колосниковые блоки, которые являются значительно шире по сравнению с показанными колосниками. Исполнение охлаждающих каналов также может быть различным.

Кроме того, при нагреве колосников 10, 12 и 14 происходит их расширение. При этом расширение колосника 12 в поперечном направлении относительно плоскости поворота расположенных с возможностью поворота трубопроводных элементов 26 и 28 воспринимается до предельного значения 8 мм от показанного подводящего трубопровода для охлаждающей жидкости 22. Если это предельное значение будет превышено, то в таком случае в подводящем трубопроводе для охлаждающей жидкости 22 потребуются дополнительные шарниры, которые создадут возможность для осуществления соответствующего поворота трубопроводных элементов 26 и 28 и/или трубопроводов 32 и 34. Шарниры при этом могут иметь такое конструктивное исполнение, которое подобно показанным на чертеже шарнирам 30, 36 и 38.

На фиг.4 представлено детальное изображение показанного на фиг.1-3 подводящего трубопровода для охлаждающей жидкости 22 с промежуточными поворотными трубопроводными элементами 26 и 28. Трубопроводные элементы соединены друг с другом и с жесткими трубопроводами с помощью шарниров 30, 36 и соответственно 38. Каждый шарнир 30, 36 и 38 снабжен при этом двумя угловыми патрубками 42 и 44, которые на одной стороне жестко скреплены, например, с помощью болтового соединения с трубопроводными элементами 26 и 28 и соединены с жесткими трубопроводами 32 и 34, угловые патрубки 42 и 44 последовательно соединены друг с другом с возможностью поворота в соответствующей поворотной опоре 46 и уже больше не будут описываться. Поворот трубопроводных элементов 26 и 28 происходит при этом, таким образом, как это показано стрелкой 48.

Применение установленных с возможностью поворота трубопроводных элементов 26 и 28 имеет по сравнению с использованием отрезков шланга преимущество, заключающееся в том, что для трубопроводных элементов 26 и 28 можно использовать такие материалы, которые могут лучше выдерживать температурные нагрузки и воздействие загрязнений переталкивающей колосниковой решетки, так как использованный для трубопроводных элементов 26 и 28 материал не должен обладать упругими характеристиками.

Само собой разумеется, что изображенное на фиг.1-3 конструктивное исполнение служит только для описания принципиального способа действия переталкивающей колосниковой решетки для топок согласно настоящему изобретению и не является ограничивающим. Более того, возможны модификации не выходя за рамки объема охраны настоящего изобретения, который определен прилагаемыми пунктами формулы изобретения.

Перечень позиций

10 - колосник;

12 - колосник;

14 - колосник;

16 - углубление;

18 - крепежная трубка;

20 - подводящий трубопровод для охлаждающей жидкости;

22 - подводящий трубопровод для охлаждающей жидкости;

24 - подводящий трубопровод для охлаждающей жидкости;

26 - трубопроводный элемент;

28 - трубопроводный элемент;

30 - шарнир;

32 - трубопровод;

34 - трубопровод;

36 - шарнир;

38 - шарнир;

40 - стрелка;

42 - патрубок;

44 - патрубок;

46 - поворотная опора;

48 - стрелка.

Настоящее изобретение относится к переталкивающей колосниковой решетке для топок, которая охлаждается жидкой охлаждающей средой. Переталкивающая колосниковая решетка для топок, которая охлаждается жидкой охлаждающей средой и для формирования движения перемещения снабжена совершающими возвратно-поступательное движение колосниками (12), при этом, по крайней мере, к одному подвижному колоснику (12) присоединяется подводящий трубопровод для охлаждающей жидкости (22). Подводящий трубопровод для охлаждающей жидкости (22) снабжен, по меньшей мере, двумя шарнирно соединенными между собой трубопроводными элементами (26, 28), которые для компенсации возвратно-поступательного движения колосника (12) установлены с возможностью поворота. Трубопроводные элементы (26, 28) с помощью, по крайней мере, одного герметичного шарнира (30, 36, 38) соединены друг с другом и/или с остальным подводящим трубопроводом для охлаждающей жидкости (22). Шарнир (30, 36, 38) содержит два коленчатых патрубка (42, 44), которые на одном конце жестко соединены с трубопроводными элементами (26, 28), а на другом конце они соединены между собой с возможностью поворота. Колосники (10, 12, 14) расположены ступенчато и соответственно попеременно неподвижно и с возможностью перемещения. Колосники (10, 12, 14) снабжены каналами для охлаждающей жидкости, выполненными в форме меандра. Каналы для охлаждающей жидкости выполнены в виде залитых в колосники (10, 12, 14) трубопроводов. Изобретение позволяет предотвратить преждевременный выход из строя подводящего трубопровода для охлаждающей жидкости и при этом не снижать охлаждающую способность устройства охлаждения изобретения. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Переталкивающая колосниковая решетка для топок, которая охлаждается жидкой охлаждающей средой и для формирования движения перемещения снабжена совершающими возвратно-поступательное движение колосниками (12), при этом, по крайней мере, к одному подвижному колоснику (12) присоединяется подводящий трубопровод для охлаждающей жидкости (22), отличающаяся тем, что подводящий трубопровод для охлаждающей жидкости (22) снабжен, по меньшей мере, двумя шарнирно соединенными между собой трубопроводными элементами (26, 28), которые для компенсации возвратно-поступательного движения колосника (12) установлены с возможностью поворота.

2. Переталкивающая колосниковая решетка по п.1, отличающаяся тем, что трубопроводные элементы (26, 28) с помощью, по крайней мере, одного герметичного шарнира (30, 36, 38) соединены друг с другом и/или с остальным подводящим трубопроводом для охлаждающей жидкости (22).

3. Переталкивающая колосниковая решетка по п.2, отличающаяся тем, что шарнир (30, 36, 38) содержит два коленчатых патрубка (42, 44), которые на одном конце жестко соединены с трубопроводными элементами (26, 28), а на другом конце они соединены между собой с возможностью поворота.

4. Переталкивающая колосниковая решетка по п.3, отличающаяся тем, что колосники (10, 12, 14) расположены ступенчато и соответственно попеременно неподвижно и с возможностью перемещения.

5. Переталкивающая колосниковая решетка по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что колосники (10, 12, 14) снабжены каналами для охлаждающей жидкости, выполненные в форме меандра.

6. Переталкивающая колосниковая решетка по п.5, отличающаяся тем, что каналы для охлаждающей жидкости выполнены в виде залитых в колосники (10, 12, 14) трубопроводов.