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Vorrichtung zum Kühlen eines Konverterkamins mittels Umlaufverdampfungskühlung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen eines Konverterkamins mittels Umlaufver- dampfungskühlung, bei der die Ausdampftrommel des mit Naturumlauf oder Zwangsumlauf betriebenen Kuhlrohrsystems des Konverterkamins mit einem Kondensator durch eine Dampfüberströmleitung und eine Kondensatrücklaufleitung verbunden ist.
Um die Abgase von Blaskonvertern in einem Filter entstauben zu können, ist es notwendig, diese Abgase vor dem Eintritt in das Filter abzukühlen. Es ist bekannt, die Konverterabgase in dem Konverter- kamin durch ein dampferzeugendes Kühlsystem zu kühlen. Bei der Kühlung von Industrieöfen oder deren Teilen ist es auch bekannt, den in dem Kühlsystem erzeugten Dampf in einem Rückkühler niederzuschlagen und das Kondensat wieder in das Kühlsystem zurückzuführen, so dass lediglich die Leckverluste des Kühlsystems durch Reinwasser ersetzt zu werden brauchen.
DieAnwendung dieserUmlaufverdampfungs- kühlung bei Konverterkühlkaminen stösst infolge des periodenweisen Betriebes des Blaskonverters auf Schwierigkeiten, weil bei gleichbleibender Kühlleistung des Kondensators während des Abfallens und Aussetzens der Dampferzeugung der Druck in der Ausdampftrommel und im Kühlsystem stark und schnell zurückgehen würde und sogar zu einem Unterdruck in der Trommel führen könnte. Damit würde der Wasserumlauf der Konverterkamin-Kühlanlage gefährdet bzw. zusammenbrechen ; ausserdem besteht die Gefahr, dass Luft in die Kühlanlage gesaugt und das umlaufende Kühlmedium dadurch mit Sauerstoff angereichert würde, wodurch Korrosionen in den Druckteilen der Kühlanlage entstehen können.
Zwecks Angleichung der Kondensation im Kondensator an die periodische Dampferzeugung des Konverterkamin-Kühlsystems wird daher erfindungsgemäss in die Kondensatrticklaufleitung zwischen Kondensator und Ausdampftrommel des Konverterkamin-Kühlsystems ein Regelventil angeordnet, welches die durch den Kondensatspiegel veränderbare wirksame Kühlfläche des Kondensators in Abhängigkeit von dem Dampfdruck in der Ausdampftrommel oder von der erzeugten Dampfmenge steuert. Um Kondensationsschläge im Kondensator zu vermeiden, wird das Kondensat in den Wasserraum der Ausdampftrommel und der Dampf aus der Ausdampftrommel in den oberen Teil des als Gegenstromkühler ausgebildeten Kondensators abgeleitet.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
Die Abgase des Blaskonverters 1 werden in dem Konverterkamin 2 gekühlt, bevor sie durch das Entstaubungsfilter 3 strömen und insFreie entweichen. Das Kühlsystem besteht aus den, die inneren Kaminwände mit enger Rohrteilung verkleidenden, im wesentlichen lotrecht verlaufenden Kühlrohren 4 mit Ringverteiler 5 und Ringsammler 6 und ist mit der Ausdampftrommel 7 durch die Dampf- überströmleitung 8 und die Falleitung 9 verbunden. Der oberhalb der Ausdampftrommel 7 angeordnete Kondensator 10 ist durch die Dampfleitung 11 und die Kondensatrücklaufleitung 12
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verbunden ; die Kondensatrileklaufleitung 12 mündet mit ihrem Auslassende in den Wasserraum der Ausdampftrommel 7 und die Dampfleitung 11 in den obersten Teil des Kondensators 10.
Der Kondensator 10 ist als Gegenstromkühler ausgebildet, dessen Kühlelemente 13 sich etwa über die Bauhöhe des Kondensatorbehälters erstrecken.
In der Kondensatrücklaufleitung 12 ist ein Regelventil 14 angeordnet, das über seinen Impulsgeber 15 von dem Dampfdruck in der Ausdampftrommel 7 gesteuert wird.
Wird ein vorgegebener Minimal-Arbeitsdruck in der Ausdampftrommel 7 überschritten, dann öffnet das Regelventil 14 und lässt das Kondensat aus dem Kondensator 10 in den Wasserraum der Ausdampftrommel'7 fliessen. Dadurch sinkt der Kondensatspiegel im Kondensator 10 und aktiviert dessen Kühlflächen. Mit steigendem Dampfdruck wird das Regelventil 14 immer weiter öffnen und dadurch die wirksame Kühlfläche der Kondensator-Kühlelemente 13 vergrössern. Beginnt der Druck infolge sinkender Dampferzeugung zu sinken, dann wird das Regelventil 14 über den Impulsgeber 15 entsprechend der Druckabsenkung geschlossen, der Kondensatspiegel steigt wieder an und die wirksame Kühlfläche des Kondensators wird laufend verkleinert.
Bei Erreichung des vorgegebenen Minimal-Arbeits- druckes ist das Regelventil 14 vollständig geschlossen und der Kondensator mit Kondensat gefüllt, d. h. ohne wirksame Kühlflächen. Das Arbeitsdruckmaximum wird durch die Grösse des Kondensators und die Öffnungsgeschwindigkeit des Regelventils begrenzt.
Während das Ausführungsbeispiel den Regelimpuls des Kondensator-Regelventils von dem Dampfdruck in der Ausdampftrommel des Konverterkamin-Kühlsystems ableitet, kann das Regelventil auch in Abhängigkeit von der erzeugten Dampfmenge gesteuert, d. h. der Impulsgeber an die Dampfleitung 11 angeschlossen werden.
In der Falleitung 9 des Kühlsystems kann zur Sicherstellung des Wasserumlaufes eine Umwälzpumpe 16 angeordnet werden, wie an sich bei Umlaufverdampfungskühlvorrichtungen bekannt.
Während in dem Ausführungsbeispiel die Kühlrohre 4 von einem Ringverteiler 5 ausgehen und in einen Ringsammler 6 münden, können die einzelnen Kühlrohrwände des Konverterkamins auch an gerade Verteiler und Sammler angeschlossen werden, die mit mindestens einer Dampfüberströmleitung 8 mit dem Dampfraum bzw. mit mindestens einer Falleitung 9 mit dem Wasserraum der Ausdampftrommel 7 verbunden sind.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind demgegenüber Abänderungen möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel können die Kühlsysteme mehrerer Konverterkamine an eine gemeinsame Ausdampftrommel 7 angeschlossen und der gesamte erzeugte Dampf in einem, in der erfindungsgemässen Weise regelbaren Kondensator niedergeschlagen werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Kühlen eines Konverterkamins mittels Umlaufverdampfungskühlung, bei der die Ausdampftrommel des mit Natur- oder Zwangsumlauf betriebenen Kühlsystems des Konverterkamins mit einem Kondensator durch eine DampfUberströmleitung und eine Kondensatrücklaufleitung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kondensatrücklaufleitung (12) zwischen Kondensator (10) und Ausdampftrommel (7) ein Regelventil (14) angeordnet ist, welches die durch den veränderlichen Kondensatspiegel veränderbare wirksame Kühlfläche (13) des Kondensators (10) in Abhängigkeit von der Dampferzeugung bzw. vom Dampfdruck des Kühlsystems des Konverterkamins steuert.
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Device for cooling a converter chimney by means of circulation evaporative cooling
The invention relates to a device for cooling a converter chimney by means of circulation evaporation cooling, in which the evaporation drum of the cooling tube system of the converter chimney operated with natural circulation or forced circulation is connected to a condenser by a steam overflow line and a condensate return line.
In order to be able to dedust the exhaust gases from blow converters in a filter, it is necessary to cool these exhaust gases before they enter the filter. It is known to cool the converter exhaust gases in the converter chimney by means of a steam-generating cooling system. When cooling industrial furnaces or their parts, it is also known to condense the steam generated in the cooling system in a recooler and return the condensate to the cooling system, so that only the leakage losses of the cooling system need to be replaced by pure water.
The use of this circulation evaporation cooling in converter chimneys encounters difficulties as a result of the periodic operation of the blower converter, because if the cooling capacity of the condenser remains the same while the steam generation is falling and the steam generation is interrupted, the pressure in the evaporation drum and in the cooling system would decrease rapidly and even to a negative pressure in the drum could lead. This would endanger or collapse the water circulation in the converter chimney cooling system; there is also the risk that air will be sucked into the cooling system and the circulating cooling medium will be enriched with oxygen, which can cause corrosion in the pressure parts of the cooling system.
In order to adjust the condensation in the condenser to the periodic steam generation of the converter chimney cooling system, according to the invention a control valve is arranged in the condensate trickle line between the condenser and the evaporation drum of the converter chimney cooling system, which regulates the effective cooling surface of the condenser, which can be changed by the condensate level, depending on the steam pressure in the evaporation drum or controlled by the amount of steam generated. In order to avoid condensation hammer in the condenser, the condensate is diverted into the water space of the evaporation drum and the steam from the evaporation drum into the upper part of the condenser designed as a countercurrent cooler.
In the drawing, the invention is shown schematically in one embodiment.
The exhaust gases from the blow converter 1 are cooled in the converter chimney 2 before they flow through the dedusting filter 3 and escape into the open. The cooling system consists of the essentially vertically running cooling tubes 4 with ring distributor 5 and ring collector 6, which cover the inner chimney walls with narrow tube spacing, and is connected to the evaporation drum 7 through the steam overflow line 8 and the downpipe 9. The condenser 10 arranged above the evaporation drum 7 is passed through the steam line 11 and the condensate return line 12
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connected ; the outlet end of the condensate drain line 12 opens into the water space of the evaporation drum 7 and the steam line 11 opens into the uppermost part of the condenser 10.
The condenser 10 is designed as a counterflow cooler, the cooling elements 13 of which extend approximately over the overall height of the condenser container.
In the condensate return line 12, a control valve 14 is arranged, which is controlled via its pulse generator 15 by the steam pressure in the evaporation drum 7.
If a predetermined minimum working pressure is exceeded in the evaporation drum 7, the control valve 14 opens and allows the condensate to flow from the condenser 10 into the water space of the evaporation drum 7. This sinks the condensate level in the condenser 10 and activates its cooling surfaces. As the vapor pressure rises, the control valve 14 will open more and more, thereby increasing the effective cooling surface of the condenser cooling elements 13. If the pressure begins to decrease as a result of decreasing steam generation, the control valve 14 is closed via the pulse generator 15 in accordance with the decrease in pressure, the condensate level rises again and the effective cooling surface of the condenser is continuously reduced.
When the specified minimum working pressure is reached, the control valve 14 is completely closed and the condenser is filled with condensate, i. H. without effective cooling surfaces. The maximum working pressure is limited by the size of the condenser and the opening speed of the control valve.
While the exemplary embodiment derives the control pulse of the condenser control valve from the steam pressure in the evaporation drum of the converter chimney cooling system, the control valve can also be controlled as a function of the amount of steam generated, i. H. the pulse generator can be connected to the steam line 11.
In the downpipe 9 of the cooling system, a circulating pump 16 can be arranged to ensure the water circulation, as is known per se in circulating evaporative cooling devices.
While in the exemplary embodiment the cooling tubes 4 start from a ring distributor 5 and open into a ring collector 6, the individual cooling tube walls of the converter chimney can also be connected to straight distributors and collectors that have at least one steam overflow line 8 with the steam space or with at least one downpipe 9 are connected to the water space of the evaporation drum 7.
The invention is not limited to the exemplary embodiment shown, but modifications to it are possible without departing from the basic concept of the invention. For example, the cooling systems of several converter chimneys can be connected to a common evaporation drum 7 and the entire steam generated can be condensed in a condenser which can be regulated in the manner according to the invention.
PATENT CLAIMS:
1. Device for cooling a converter chimney by means of circulation evaporation cooling, in which the evaporation drum of the cooling system of the converter chimney operated with natural or forced circulation is connected to a condenser by a steam overflow line and a condensate return line, characterized in that in the condensate return line (12) between the condenser (10 ) and evaporation drum (7) a control valve (14) is arranged, which controls the changeable by the changeable condensate level effective cooling surface (13) of the condenser (10) depending on the steam generation or the steam pressure of the cooling system of the converter chimney.