W火焰鍋爐使用大跨度煤種的摻燒方法
【專(zhuān)利摘要】一種W火焰鍋爐使用大跨度煤種的摻燒方法,其特征是利用各燃燒器在W火焰鍋爐前、后拱上沿寬度方向布置的特點(diǎn),通過(guò)粉倉(cāng)和一次風(fēng)管的配套布置或磨煤機(jī)出口一次風(fēng)管的布置向各燃燒器輸送煤粉,使輸送給每個(gè)燃燒器的均為單一煤質(zhì)特性的煤粉,并且與任一臺(tái)燃燒器相鄰的燃燒器中至少有一個(gè)燃燒器接收的煤質(zhì)燃燼或結(jié)焦特性是與該臺(tái)燃燒器接收煤質(zhì)的燃燼或結(jié)焦特性是互補(bǔ)的。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了全面提高燃燒穩(wěn)定性和爐膛溫度均勻性,降低飛灰可燃物,以及大幅度減輕或消除燃用易結(jié)焦煤種造成的爐膛側(cè)墻結(jié)焦等問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】W火焰鍋爐使用大跨度煤種的摻燒方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及W火焰鍋爐燃燒技術(shù),尤其是涉及W火焰鍋爐使用大跨度煤種的摻燒方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)能源市場(chǎng)優(yōu)質(zhì)煤炭資源短缺以及基于降低運(yùn)行成本的考慮,越來(lái)越多的發(fā)電企業(yè)被迫大量采購(gòu)價(jià)格低廉的劣質(zhì)煤與質(zhì)量較好的優(yōu)質(zhì)煤摻燒。典型的劣質(zhì)煤主要包括以下三種:1)低熱值、低揮發(fā)份劣質(zhì)無(wú)煙煤;2)高熱值、著火難與燃盡差的無(wú)煙煤;3)低熔點(diǎn)、易結(jié)焦高硫煙煤。而質(zhì)量較好的優(yōu)質(zhì)煤指發(fā)熱量、揮發(fā)分高,含硫量低和不容易結(jié)焦的煙煤或貧煤。對(duì)跨度大的多煤種摻燒目前普遍采用的方法主要有兩種,其中之一為:將低揮發(fā)分難著火煤和高揮發(fā)分易著火煤分別通過(guò)布置在爐膛前(后)墻拱上燃燒器分別集中或局部集中送入,這種方法會(huì)造成低揮發(fā)分煤的煤粉氣流噴入爐內(nèi)后著火距離過(guò)長(zhǎng),不能及時(shí)著火或發(fā)生滅火;而高揮發(fā)分煤的煤粉氣流入爐后會(huì)迅速著火或出現(xiàn)提前著火,該區(qū)域燃燒溫度高,易出現(xiàn)結(jié)焦甚至燒壞燃燒器問(wèn)題。此外當(dāng)?shù)腿埸c(diǎn)、易結(jié)焦高硫煙煤和其他煤種分別集中或局部集中進(jìn)入爐內(nèi)后,易結(jié)焦低熔點(diǎn)煤區(qū)域嚴(yán)重結(jié)焦,特別是將易結(jié)焦的煤從兩側(cè)翼墻燃燒器噴入,兩側(cè)翼墻結(jié)焦將十分嚴(yán)重。另一種使用得較多的爐前摻混方法為:是當(dāng)遇到煤種跨度很大時(shí),把煤質(zhì)特性、指標(biāo)差異大的不同煤種混合在一起進(jìn)入制粉系統(tǒng),然后通過(guò)燃燒器進(jìn)入爐內(nèi),這種爐前摻混方式,雖然高揮發(fā)分煤著火對(duì)低揮發(fā)分煤著火有支持作用,爐膛溫度也比較均勻,但是難著火、難燃燼煤的煤粉細(xì)度差(即煤粉粗)、均勻性差,而且高揮發(fā)分易著火煤粉氣流燃燒初期“搶風(fēng)”十分嚴(yán)重,導(dǎo)致灰渣可燃物很高,經(jīng)濟(jì)性差??傊壳皩?duì)大跨度煤種的摻燒方法并不能達(dá)到人們節(jié)約開(kāi)支的預(yù)期目的,相反當(dāng)這些煤質(zhì)特性差異大的煤種混在一起進(jìn)入爐內(nèi)燃燒時(shí),入爐煤質(zhì)平均指標(biāo)往往嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)(即校核)值,即使入爐混煤平均指標(biāo)與設(shè)計(jì)值相當(dāng),但其著火特性、燃盡性與灰熔特性等綜合指標(biāo)也與設(shè)計(jì)相距甚遠(yuǎn),由此帶來(lái)鍋爐顯著不適應(yīng)性問(wèn)題:1)鍋爐燃燒穩(wěn)定性急劇惡化,助燃用油迅速增加,灰渣可燃物也迅速升高,2)爐膛水冷壁伴隨出現(xiàn)嚴(yán)重超溫、過(guò)熱器左、右出口溫度偏差大;3)當(dāng)入爐煤含有低熔點(diǎn)、易結(jié)焦的高硫煙煤時(shí),爐膛結(jié)焦嚴(yán)重,經(jīng)常出現(xiàn)垮大焦,正壓沖擊滅火和砸壞水冷壁或撈渣機(jī)引起停爐等事故,嚴(yán)重威脅鍋爐安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此,當(dāng)各入爐煤種的煤質(zhì)特性、指標(biāo)相差大時(shí),如何科學(xué)組織燃燒,提高鍋爐的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)性是W火焰鍋爐一個(gè)必須面對(duì)的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種W火焰鍋爐使用大跨度煤種的摻燒方法,以解決W火焰鍋爐燃用大跨度煤種時(shí)(即各入爐煤種的煤質(zhì)特性、指標(biāo)相差大)所面臨的嚴(yán)重安全和經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題,用以提高燃燒穩(wěn)定性和爐膛溫度均勻性,降低灰渣含碳量以及大幅度減輕或消除爐膛側(cè)墻結(jié)焦等問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明W火焰鍋爐使用大跨度煤種的摻燒方法是:利用各燃燒器在W火焰鍋爐前、后拱上沿寬度方向布置的特點(diǎn),通過(guò)粉倉(cāng)和一次風(fēng)管的配套布置或磨煤機(jī)出口一次風(fēng)管的布置向各燃燒器輸送煤粉,使輸送給每個(gè)燃燒器的煤粉均為單一煤質(zhì)特性的煤粉,并且與任一臺(tái)燃燒器相鄰的燃燒器中至少有一個(gè)燃燒器接收的煤質(zhì)燃燼或結(jié)焦特性是與該臺(tái)燃燒器接收煤質(zhì)的燃燼或結(jié)焦特性互補(bǔ)的。
[0005]為了至少達(dá)到對(duì)易結(jié)焦的煤粉形成多隔離區(qū)及形成多燃燒穩(wěn)定中心的目的或者達(dá)到其中一個(gè)目的,對(duì)同一煤種至少分送至兩個(gè)不同燃燒器。
[0006]為了支持難著火低揮發(fā)分無(wú)煙煤的著火和穩(wěn)定燃燒,在爐內(nèi)形成多燃燒穩(wěn)定中心的目的,接收高或較高揮發(fā)分煤的燃燒器與接收低揮發(fā)分煤的燃燒器在前后拱上采取間隔的布置方式,同時(shí)前拱上的各燃燒器與后拱上的各燃燒器接收煤種的排列順序相同:靠近爐膛側(cè)墻的燃燒器接收A煤,向爐膛中部靠近的燃燒器依次接收B、C煤種,煤種A、B、C這種被燃燒器接收的排序能重復(fù)進(jìn)行,其中A為不易結(jié)焦低揮發(fā)分低熱值劣質(zhì)無(wú)煙煤,B為不易結(jié)焦高熱值難著火燃燼無(wú)煙煤,C為高揮發(fā)分低熔點(diǎn)易結(jié)焦高硫煙煤。還可以采取靠近爐膛側(cè)墻的燃燒器接收A或B煤種,向爐膛中部靠近的燃燒器接收D煤種,所述煤種A或B及D這種被燃燒器接收的排序能重復(fù)進(jìn)行,其中A為不易結(jié)焦低揮發(fā)分低熱值劣質(zhì)無(wú)煙煤,B為不易結(jié)焦高熱值難著火燃燼無(wú)煙煤,D為中高熱值、中高揮發(fā)分低硫煙煤。
[0007]為了對(duì)低熔點(diǎn)易結(jié)焦的煤粉(C煤粉)燃燒形成隔離區(qū),本發(fā)明針對(duì)煤種A、B不易結(jié)焦而C煤種易結(jié)焦的特性,使前拱上的各燃燒器與后拱上的各燃燒器接收煤種的排列順序相同:靠近爐膛側(cè)墻的燃燒器接收A或B煤種,向爐膛中部靠近的燃燒器接收C煤種,煤種A或B及C這種被燃燒器接收的排序能重復(fù)進(jìn)行。
[0008]此外,為了補(bǔ)足煤粉中后期燃燒所需氧量,把高速二次風(fēng)氣流在拱上的下?tīng)t膛出口送入爐膛。
[0009]相比現(xiàn)有的爐前摻混或者相對(duì)集中送入爐內(nèi)燃燒方法,本發(fā)明巧妙的利用W火焰鍋爐燃燒器在前、后拱上沿寬度方向一字排開(kāi)的特點(diǎn),通過(guò)對(duì)前后墻拱上燃燒器輸入不同特性煤的交叉布置,將大跨度不同特性的煤在爐內(nèi)形成夾心燃燒方式,即用高揮發(fā)分煤的煤粉氣流把低揮發(fā)分煤的煤粉氣流夾在中間,優(yōu)質(zhì)煤粉氣流在爐內(nèi)形成多個(gè)燃燒穩(wěn)定中心,高揮發(fā)分煤粉對(duì)劣質(zhì)煤粉氣流能起到強(qiáng)力引燃和穩(wěn)燃作用,有利支持了劣質(zhì)煤的著火穩(wěn)燃,提高了鍋爐燃燒穩(wěn)定性,爐膛溫度均勻性能達(dá)到保證;當(dāng)摻燒煤種存在低熔點(diǎn)、易結(jié)焦的煤種時(shí),不易結(jié)焦高熔點(diǎn)煤把易結(jié)焦低熔點(diǎn)煤的煤粉氣流夾在中間,在爐內(nèi)形成多個(gè)結(jié)焦隔離區(qū)域,則爐內(nèi)結(jié)焦程度大大減輕,特別是讓不易結(jié)焦的煤粉氣流進(jìn)入兩側(cè)翼墻上的燃燒器,避免兩側(cè)翼墻結(jié)焦。從而實(shí)現(xiàn)全面提高燃燒穩(wěn)定性和爐膛溫度均勻性,降低飛灰可燃物,以及大幅度減輕或消除燃用易結(jié)焦煤種造成的爐膛側(cè)墻結(jié)焦等問(wèn)題。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1反映了使用本發(fā)明方法時(shí)燃燒器及高速二次風(fēng)噴口在W火焰鍋爐前后墻拱上的布置。
[0011]圖2是針對(duì)圖1旋轉(zhuǎn)90度后的俯視圖。
[0012]圖3是本發(fā)明實(shí)施方式二的示意圖。
[0013]圖4是本發(fā)明實(shí)施方式三的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]典型的大跨度煤種如表I所示:A:不易結(jié)焦、低揮發(fā)分、低熱值劣質(zhì)無(wú)煙煤;B:不易結(jié)焦、高熱值、難著火燃燼無(wú)煙煤;C:高揮發(fā)分低熔點(diǎn)易結(jié)焦高硫煙煤;D:中高熱值、中高揮發(fā)分低硫煙煤。對(duì)于使用本發(fā)明而言典型的大跨度混煤摻燒方式有如下三種:方式一:A + B + C;方式_.:Α 或 B + C ;方式二:Α 或 B + D。
[0015]實(shí)施方式一:三種典型大跨度煤種A、B、C組成如表I所示,用于闡述本實(shí)施方式W火焰鍋爐“夾心燃燒”方法的技術(shù)路線。使用的機(jī)組為600MW機(jī)組W火焰鍋爐,參見(jiàn)圖1和圖2為600MW機(jī)組W火焰鍋爐前后拱上燃燒器布置圖,從圖中可以看出W火焰鍋爐的前拱I和后拱2上分別布有一排燃燒器3和4,通過(guò)本發(fā)明方法,將靠近兩側(cè)墻燃燒器對(duì)應(yīng)的3號(hào)、4號(hào)磨煤機(jī)進(jìn)A種煤,可以有效控制側(cè)墻及翼墻結(jié)焦;與此同時(shí),為了在煤質(zhì)整體下降時(shí)能確保燃燒的穩(wěn)定性,讓靠近爐膛中部燃燒器對(duì)應(yīng)的2號(hào)和5號(hào)磨煤機(jī)進(jìn)B種煤,讓I號(hào)、6號(hào)磨煤機(jī)進(jìn)。其中A為不易結(jié)焦低揮發(fā)分低熱值劣質(zhì)無(wú)煙煤,B為不易結(jié)焦高熱值難著火燃燼無(wú)煙煤,C為高揮發(fā)分低熔點(diǎn)易結(jié)焦高硫煙煤。從圖2中可以看出前后拱上的各燃燒器噴口從左至右是按照煤種A、B、C、A、B、C、C、B、A、C、B、A配置的,這種配置結(jié)構(gòu)可使易著火、低熔點(diǎn)、易結(jié)焦高硫煙煤(煤種C)與高熱值、難著火燃盡無(wú)煙煤(煤種B)在爐內(nèi)形成了分層的“夾心燃燒”方式,易著火、低熔點(diǎn)、易結(jié)焦高硫煙煤(煤種C)在爐內(nèi)形成了 8個(gè)燃燒穩(wěn)定中心,對(duì)難燃無(wú)煙煤起到了強(qiáng)力的引燃和穩(wěn)燃作用,含硫量低的高熔點(diǎn)無(wú)煙煤(煤種A、B)在爐內(nèi)形成了 10個(gè)結(jié)焦隔離區(qū)域,把易結(jié)焦低熔點(diǎn)煤C的煤粉燃燒區(qū)進(jìn)行分隔、包圍。同時(shí)在拱上的下?tīng)t膛出口 5引入高速二次風(fēng)氣流加強(qiáng)后期燃燒混合(見(jiàn)圖1)。從而有效解決了 W火焰鍋爐燃用大跨度煤種時(shí)所面臨的嚴(yán)重安全和經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題,顯著提高了燃燒穩(wěn)定性和爐膛溫度均勻性,降低灰渣含碳量以及大幅度減輕或消除爐膛側(cè)墻結(jié)焦等問(wèn)題。
[0016]表I三種典型大跨度煤種A、B、C煤質(zhì)特性腿[I麵觀I
ΓI!不易結(jié)焦I ?需值I C揮發(fā)份劣質(zhì)無(wú)煙煤,發(fā)熱量為
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實(shí)施方式二:本實(shí)施方式是在煤種為A (或B) + C的情況下實(shí)施的,參見(jiàn)圖3,通過(guò)采取“夾心燃燒”方法,將靠近兩側(cè)墻燃燒器對(duì)應(yīng)的I號(hào)、3號(hào)、4號(hào)磨煤機(jī)進(jìn)A (或B)煤,即低揮發(fā)分、低熱值劣質(zhì)無(wú)煙煤(或者高熱值、難著火燃燼無(wú)煙煤),A、B煤種不易結(jié)焦,可以有效控制側(cè)墻的結(jié)焦。與此同時(shí),為了在煤質(zhì)整體下降時(shí)能確保燃燒的穩(wěn)定性,讓靠近爐膛中部燃燒器對(duì)應(yīng)的2號(hào)、5號(hào)、6號(hào)磨煤機(jī)進(jìn)C種煤,易著火、低熔點(diǎn)、易結(jié)焦高硫煙煤,可以確保爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性。這種配置結(jié)構(gòu)可使易著火、低熔點(diǎn)、易結(jié)焦高硫煙煤(煤種C)與難著火燃盡的無(wú)煙煤(煤種A或B)在爐內(nèi)形成了分層的“夾心燃燒”方式(后拱上的各燃燒器噴口從左至右是按照煤種 A、C、C、A、C、C、A、C、A、A、C、A 或 B、C、C、B、C、C、B、C、B、B、C、B 配置的,前拱配置方式與后拱對(duì)角對(duì)稱(chēng)),或者易著火、低熔點(diǎn)、易結(jié)焦高硫煙煤(煤種C)在爐內(nèi)形成了多個(gè)燃燒穩(wěn)定中心,對(duì)難燃無(wú)煙煤起到了強(qiáng)力的引燃和穩(wěn)燃作用,含硫量低的高熔點(diǎn)無(wú)煙煤(煤種A或B)在爐內(nèi)形成了多個(gè)結(jié)焦隔離區(qū)域,把易結(jié)焦低熔點(diǎn)煤C的煤粉燃燒區(qū)進(jìn)行分隔、包圍,從而大幅度減輕或消除爐膛和側(cè)翼墻結(jié)焦風(fēng)險(xiǎn)。
[0017]實(shí)施方式三:本實(shí)施方式是在煤種為A (或B) + D的情況下實(shí)施的,參加圖4,通過(guò)采取“夾心燃燒”方法,將靠近爐膛兩側(cè)墻燃燒器對(duì)應(yīng)的I號(hào)、3號(hào)、4號(hào)磨煤機(jī)進(jìn)A (或B)煤,即低揮發(fā)分、低熱值劣質(zhì)無(wú)煙煤(或者高熱值、難著火燃燼無(wú)煙煤)。讓靠近爐膛中部燃燒器對(duì)應(yīng)的2號(hào)、5號(hào)、6號(hào)磨煤機(jī)進(jìn)D種煤,即中高熱值、中高揮發(fā)分低硫煙煤,可以確保爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性,這種配置結(jié)構(gòu)可使中高熱值、中高揮發(fā)分低硫煙煤(煤種D)與低揮發(fā)分、低熱值劣質(zhì)無(wú)煙煤(煤種A),或者高熱值、難著火燃盡無(wú)煙煤(煤種B)在爐內(nèi)形成了分層的“夾心燃燒”方式(后拱上的各燃燒器噴口從左至右是按照煤種D、A、D、D、A、D、A、D、A、A、D、A或D、B、D、D、B、D、B、D、B、B、D、B配置的,前拱配置方式與后拱對(duì)角對(duì)稱(chēng)),易著火煙煤在爐內(nèi)形成多個(gè)燃燒穩(wěn)定中心,從而對(duì)難燃無(wú)煙煤起到了強(qiáng)力的引燃和穩(wěn)燃作用。
[0018]發(fā)明人以某電廠60(MW “W”火焰鍋爐BMCR滿(mǎn)負(fù)荷工況下進(jìn)行用現(xiàn)有的混燒方式和本發(fā)明摻燒方式分別做了試驗(yàn),煤種為實(shí)施方式一入爐煤,試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看本發(fā)明的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)均明顯優(yōu)于現(xiàn)有的混燒方法。尤其是煤質(zhì)燃燼或結(jié)焦特性本發(fā)明有了顯著的改進(jìn)。
[0019]表I傳統(tǒng)混煤與本發(fā)明混煤摻燒對(duì)比數(shù)據(jù) _
¥數(shù)I現(xiàn)有的混燒方式I本發(fā)明摻燒方法
胃出口蒸汽溫度偏差 12-15°C5-8 °C
廷熱器平均減溫水量了20-160t/h30-70t/h
_平均飛灰含碳量—5.0-7.5%Γ0-4.5% 一
平均爐渣含碳量 6.0-8.0%4.0-6.0%
爐膛結(jié)焦程度.重度結(jié)焦—輕微結(jié)焦
-鍋爐效率|91.0-91.5%\92.0-92.8%
【權(quán)利要求】
1.一種W火焰鍋爐使用大跨度煤種的摻燒方法,其特征是利用各燃燒器在W火焰鍋爐前、后拱上沿寬度方向布置的特點(diǎn),通過(guò)粉倉(cāng)和一次風(fēng)管的配套布置或磨煤機(jī)出口一次風(fēng)管的布置向各燃燒器輸送煤粉,使輸送給每個(gè)燃燒器的煤粉均為單一煤質(zhì)特性的煤粉,并且與任一臺(tái)燃燒器相鄰的燃燒器中至少有一個(gè)燃燒器接收的煤質(zhì)燃燼或結(jié)焦特性是與該臺(tái)燃燒器接收煤質(zhì)的燃燼或結(jié)焦特性互補(bǔ)的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的W火焰鍋爐使用大跨度煤種的摻燒方法,其特征是把高速二次風(fēng)氣流在拱上的下?tīng)t膛出口送入爐膛,補(bǔ)足煤粉中后期燃燒所需氧量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的W火焰鍋爐使用大跨度煤種的摻燒方法,其特征是對(duì)同一煤種至少分送至兩個(gè)不同燃燒器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的W火焰鍋爐使用大跨度煤種的摻燒方法,其特征是前拱墻上的各燃燒器與后拱墻上的各燃燒器接收煤種的排列順序相同:靠近爐膛側(cè)墻的燃燒器接收A煤種,向爐膛中部靠近的燃燒器依次接收B、C煤種,煤種A、B、C這種被燃燒器接收的排序能重復(fù)進(jìn)行,其中A為不易結(jié)焦低揮發(fā)分低熱值劣質(zhì)無(wú)煙煤,B為不易結(jié)焦高熱值難著火燃燼無(wú)煙煤,C為高揮發(fā)分低熔點(diǎn)易結(jié)焦高硫煙煤。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的W火焰鍋爐使用大跨度煤種的摻燒方法,其特征是前拱墻上的各燃燒器與后拱墻上的各燃燒器接收煤種的排列順序相同,排列順序依次為:A、B、C、A、B、C、C、B、A、C、B、A。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的W火焰鍋爐使用大跨度煤種的摻燒方法,其特征是前拱上的各燃燒器與后拱上的各燃燒器接收煤種的排列順序相同:靠近爐膛側(cè)墻的燃燒器接收A煤或B煤,向爐膛中部靠近的燃燒器接收C煤種,所述煤種A或B及C這種被燃燒器接收的排序能重復(fù)進(jìn)行;所述A為不易結(jié)焦低揮發(fā)分低熱值劣質(zhì)無(wú)煙煤,B為不易結(jié)焦高熱值難著火燃燼無(wú)煙煤,C為高揮發(fā)分低熔點(diǎn)易結(jié)焦高硫煙煤。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的W火焰鍋爐使用大跨度煤種的摻燒方法,其特征是前拱上的各燃燒器與后拱上的各燃燒器接收煤種的排列順序相同:靠近爐膛側(cè)墻的燃燒器接收A或B煤種,向爐膛中部靠近的燃燒器接收D煤種,所述煤種A或B及D這種被燃燒器接收的排序能重復(fù)進(jìn)行;所述A為不易結(jié)焦低揮發(fā)分低熱值劣質(zhì)無(wú)煙煤,B為不易結(jié)焦高熱值難著火燃燼無(wú)煙煤,D為中高熱值、中高揮發(fā)分低硫煙煤。
【文檔編號(hào)】F23C5/08GK104180365SQ201410431899
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】陳一平, 呂當(dāng)振 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司, 國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院