УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ СКЛАДИРУЕМОГО УГЛЯ НА ТЕПЛОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ

Область техники
Полезная модель относится к энергетике и может быть использована преимущественно на теплоэлектростанциях (ТЭС) и теплоэлектроцентралях (ТЭЦ), а также в котельных промышленности и транспорта, работающих на газе и имеющих в качестве резервного топлива уголь.
Уровень техники.
Известен способ создания термозависимой угольной пленочной оболочки, описанный в патенте РФ №2595344, в котором на поверхность угля наносят жидкую фазу, в качестве которой используют «натриевое жидкое стекло».
Недостаток данного способа: необходимость наличия указанного вещества для обработки угля и затраты на саму процедуру нанесения его на поверхность.
Известен способ предотвращения возникновения эндогенных пожаров, описанный в патенте РФ №2573493, в котором поверхность угля предварительно обрабатывают клейкой жидкостью, а затем под давлением распыляют микрокапсулы из нетермостойкого и нерастворимого в воде материала.
Недостаток данного способа: необходимость двух технологических этапов и при работе на открытом воздухе зависимость от погодных условий.
Известен способ формирования угольной сваи, описанный в патенте РФ №2161115, в котором уголь укладывают слоями через прослойки пористого льда, причем, толщина верхнего слоя угля принимается равной глубине максимального сезонного оттаивания в данной области.
Недостаток данного способа: сильная зависимость от температуры окружающей среды, что сильно ограничивает применение способа по климатическим зонам.
Известно устройство предотвращения самовозгорания угля и способ его работы, описанное в патенте КНР №204324146, которое принято в качестве прототипа, как наиболее близкие по своей сущности к заявленному техническому решению. Устройство включает вентиляционные трубы, размещенные в угольной свае и подключенные на входе к общему коллектору и водяному насосу.
Известный способ охлаждения угольной сваи включает подачу хладагента в вентиляционные трубы.
Недостатком способа является невозможность использования тепла самонагревающегося угля для предварительного подогрева топливного газа.
Недостатком известного устройства является наличие насоса для принудительной прокачки хладагента, вследствие чего устройство не может работать без принудительного подвода внешней энергии.
Раскрытие полезной модели
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является предотвращение самовозгорания складируемого на теплоэлектростанциях угля с одновременной экономией энергетических затрат на охлаждение угля и на предварительный подогрев топливного газа.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в охлаждении складируемого угля на теплоэлектростанциях, не требующем принудительного подвода внешней энергии, с одновременной экономией энергетических затрат на предварительный подогрев топливного газа.
Технический результат заявленной полезной модели достигается тем, что содержащее размещенные в толще угля трубы, по которым протекает хладагент, при этом размещенные в толще угля трубы на входе подключены, по меньшей мере, к одному коллектору, подключенному через задвижки к трубопроводу топливного газа и входному воздуховоду, а на выходе трубы, размещенные в толще угля, подключены, по меньшей мере, к одному выходному коллектору, подключенному через задвижки к газопроводу на вход в форсунки газового котла и к поднимающемуся участку - вытяжной трубе.
Совокупность приведенных выше существенных признаков приводит к тому, что: происходит охлаждение складируемого угля на теплоэлектростанциях, не требующее принудительного подвода внешней энергии, с одновременной экономией энергетических затрат на предварительный подогрев топливного газа.
Краткое описание схемы
На Фиг. Представлена схема устройства, где цифрами обозначены:
1 - складируемый уголь;
2 - вентиляционные трубы;
3 - входной коллектор;
4 - газопровод;
5 - задвижка;
6 - входной воздуховод;
7 - задвижка;
8 - выходной коллектор;
9 - задвижка;
10 - газопровод на форсунки;
11 - задвижка;
12 - выходной воздуховод.
Осуществление полезной модели
Ниже приведен пример конкретного выполнения устройства, который не ограничивает варианты его исполнения.
В угле, длительно хранящемся на складах ТЭС и ТЭЦ, происходит его самонагревание, опасное переходом в самовозгорание. Одним из путей предотвращения самовозгорания угля является отвод теплоты самонагревания из толщи угля. Для ТЭС и ТЭЦ, у которых основным топливом является газ, перед подачей на форсунки топливный газ необходимо предварительно подогревать для достижения температуры, соответствующей оптимальной теплоте сгорания. Таким образом, теплоту нужно с одной стороны отводить из толщи складируемого угля, а с другой стороны целесообразно использовать эту теплоту для предварительного подогрева газа.
Для решения поставленной технической задачи предлагается устройство для охлаждения складируемого угля на теплоэлектростанциях, у которых основным топливом является газ, а резервным - уголь, позволяющее осуществить подачу хладагента в трубы, размещенные в толще угля, при этом в качестве хладагента в зависимости от условий может использоваться либо топливный газ, либо атмосферный воздух.
Предложенное устройство по фиг. содержит вентиляционные трубы 2 размещенные в складируемом угле 1 (хранение угля при ТЭС и ТЭЦ) равномерно по его объему и подключенные к входному коллектору 3 и к выходному коллектору 8. Входной коллектор 3 подключен к газопроводу 4 через задвижку 5. Выходной коллектор 8 подключен через задвижку 9 к газопроводу на форсунки 10 теплоэлектростанции. К входному коллектору 3 подключен входной воздуховод 6 через задвижку 7. К выходному коллектору 8 подключен выходной воздуховод 12 через задвижку 11. Выходной воздуховод 12 соединен с вертикальным или наклонным участком трубы (на чертеже не показан) -вытяжной трубой (не показана на чертежах). За счет перепада барометрического давления на вытяжной трубе и разности плотностей нагретого и атмосферного воздуха, вследствие которой появляется архимедова сила, возникает самотяга.
В зависимости от размера угольной сваи и условий возможно использование устройства с несколькими входными и выходными коллекторами.
Примеры реализации
Устройство, схема которого показана на фиг. работает следующим образом. При работе теплоэлектростанции на газе задвижки 7 и 11 закрыты, задвижки 5 и 9 открыты, топливный газ из газопровода 4 через задвижку 5 поступает во входной коллектор 3 и далее в вентиляционные трубы 2. Через стенки (на схеме не показаны) вентиляционных труб 2 теплота, выделяющаяся в складируемом угле 1, нагревает топливный газ. Подогретый топливный газ поступает в выходной коллектор 8 и далее через задвижку 9 поступает в трубопровод на форсунки 10 газового котла (на схеме не показан). Предварительный подогрев топливного газа теплотой складируемого угля 1 обеспечивает оптимальные условия его горения и одновременно исключает самовозгорание складируемого угля 1 при его длительном хранении. В случае, когда электростанция не работает на газе задвижки 5 и 9 закрыты, задвижки 7 и 11 открыты. По вентиляционным трубам за счет самотяги осуществляется циркуляция воздуха, который отводит теплоту, выделяющуюся в складируемом угле 1.