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Einrichtung zur Verdampfungskühlung für Industrieöfen, insbesondere für Siemens-Martin-Öfen Die einer grossen thermischen und mechanischen Inanspruchnahme ausgesetzten Teile der Industrie- öfen, insbesondere der Siemens-Martin-Öfen, werden bekanntlich aus gekühlten Stahlkonstruktionen hergestellt. Für die Kühlung der einzelnen Teile wird neuerdings die Verdampfungskühlung bevorzugt, bei welcher die Kühlwirkung nicht nur durch das Erwärmen des durchströmenden Wassers, sondern auch durch die Verdampfung desselben erreicht wird.
Bei der praktischen Verwirklichung der Ver- dampfungskühlung werden meistens zwei Systeme angewendet, und zwar die Kühlung mit Naturumlauf und diejenige mit Zwangsumlauf. Bei dem ersten System entsteht der Umlauf durch den Unterschied im spezifischen Gewicht zwischen dem Wassergehalt des Fallrohres und dem Dampf-Wasser-Gemisch im Steigrohr. Die Fallrohre und die Steigrohre mehrerer gekühlter Teile des Ofens werden in einer gemeinsamen Trommel vereinigt, die oberhalb des Ofens angeordnet ist und zur Abscheidung des Dampfes vom Wasser dient.
Beim Zwangsumlauf kann die Abscheidetrommel an einem beliebigen Ort angeordnet werden, da die Wasserzirkulation mit Hilfe einer Pumpe aufrechterhalten wird.
Von diesen beiden Systemen ist die mit Naturumlauf arbeitende betriebssicherer, da bei dieser Anordnung keine Pumpe nötig ist und dabei noch berücksichtigt werden muss, dass die Betriebssicherheit bei derartigen Anlagen von ausschlaggebender Wichtigkeit ist. Der Naturumlauf ist also vorteilhafter, der Bau derartiger Anlagen ist jedoch erfahrungsgemäss kostspielig, in gewissen Fällen sogar unmöglich, da die ziemlich grosse und schwere Abscheidetrommel oberhalb des Ofens und in vielen Fällen sogar auf der Dachkonstruktion der Ofenhalle angeordnet werden muss.
Bei alten und oft sehr niedrig gebauten Hallen kann man die einen grossen Wasserraum aufweisende Trommel nicht anbringen und da diese mit einem beträchtlichen Innendruck arbeitet, ist die Anordnung der Trommel innerhalb des Gebäudes und oberhalb des Ofens aus Sicherheitsgründen unerwünscht. Falls man dagegen die Abscheidetrommel auf der Dachkonstruktion des Gebäudes anordnen will, wird zwar die Sicherheit verbessert, die Kosten jedoch stark erhöht.
Unter diesen Umständen kann behauptet werden, dass die Vorteile des Naturumlaufes durch die obenerwähnten Nachteile zumindest ausgeglichen werden, wodurch man in vielen Fällen gezwungen ist, die weniger betriebssichere Kühlung mit Zwangsumlauf zu bevorzugen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verdampfungskühlung mit Naturumlauf für Industrieöfen, insbesondere für Siemens-Martin-öfen, bei welcher oberhalb der zu kühlenden Teile des Ofens je ein Dampfwasserabscheider angeordnet ist, der mit dem dazugehörenden gekühlten Teil durch wenigstens ein Fallrohr und ein Steigrohr verbunden ist und ist dadurch gekennzeichnet, dass für die Sicherung des nötigen Wasservorrats wenigstens ein Wasserbehälter angeordnet ist,
der mit den Abscheidern auf annähernd gleichem Druck gehalten wird und in welchem das Wasserniveau mit demjenigen in den Abscheidern annähernd gleich ist und die Abscheiden aus Prall-Absondervorrichtungen oder aus Zyklonen bestehen, wodurch die Abmessungen klein gehalten werden können.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Der schematisch angedeutete Siemens-Martin- Ofen 1 weist als Beispiele der zu kühlenden Teile einen Kühlrahmen 2 und einen Widerlagbarren 3 auf.
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Unmittelbar oberhalb dieser zu kühlenden Teile ist je ein mit Doppelrohr und mit Anschlag wirkender Abscheider 4 angeordnet. Das Dampf-Wasser-Ge- misch steigt im inneren Rohr hoch, prallt nach Verlassen dieses Rohres an eine waagrechte Platte auf, worauf sich Dampf und Wasser entmischen, die Dampfteile emporsteigen und die Wasserteile nach unten fallen. Es könnte auch ein Zyklonabscheider vorhanden sein.
Da zwei Teile gekühlt werden, wurden in der Zeichnung auch zwei Abscheider dargestellt, die zur Absonderung des Wassers vom in den Steigrohren 5 nach oben strömenden Wasser-Dampf-Gemisches dienen. Dieses Gemisch entsteht in den gekühlten Teilen 2 und 3 und wird durch die Auftriebskraft in die Abscheider gefördert, wo eine eventuelle unvollständige Abscheidung erfolgt. Infolge des Anprallens und der Richtungsänderungen der Strömung strömt der von einem grossen Teil seines Wassergehaltes befreite Dampf durch eine Sammelleitung 6 in einen weiteren Abscheider 7, der ebenfalls durch Anprallen oder zyklonartig arbeitet.
Der aus diesem Abschei- der 7 austretende Dampf ist schon praktisch trocken und wird durch eine Leitung 8 dem Verbrauch zugeführt.
Die Wasserversorgung der Abscheider 4 erfolgt durch Abzweigrohre 10 des Wasserverteilungsrohres 9. Infolge der Ableitung einer gewissen Dampfmenge wird also die zur Ergänzung des Wasservorrates zugeleitete Wassermenge den Abscheidern 4 zugeführt, wo diese Wassermenge mit dem Wassergehalt des Abscheiders vermengt wird. Das Wasser fliesst von den Abscheidern durch die Fallrohre 11 den zu kühlenden Teilen zu.
Der für die Betriebssicherheit nötige Wasservorrat befindet sich in einem Wasserbehälter 12, der unabhängig vom Ofen angeordnet werden kann und mit den zu kühlenden Teilen mittels des Wasserver- teilungsrohres 9 in Verbindung steht. Das Wasserniveau im Vorratsbehälter 12 ist mit dem Niveau des in den Abscheidern 4 enthaltenen Wassers praktisch gleich, was in der Zeichnung auch angedeutet wurde. Für die Sicherung dieses gleichen Wasserniveaus ist der Vorratsbehälter 12 mit der Hauptdampfleitung 8 verbunden, und zwar mit Hilfe einer Heizdampfleitung 13. Diese Heizleitung sorgt dafür, dass im Vorratsbehälter 12 und in den Abscheidern 4 praktisch der gleiche Druck herrscht.
Die Leitung 13 ist auch deswegen vorteilhaft, weil das durch das Rohr 14 in den Vorratsbehälter 12 strömende Speisewasser durch den durch die Dampfzuleitung 13 in den Vorratsbehälter 12 einströmenden Dampf auf die Sättigungstemperatur erwärmt wird. Das im Abscheider 7 vom Nassdampf abgesonderte Wasser fliesst durch eine Rohrleitung 15 in den Behälter 12 zurück.
Das Speisewasser wird mit Hilfe einer Kreiselpumpe 16 dem Vorratsbehälter zugeführt, und falls diese Pumpe aus irgendeinem Grunde ausser Betrieb gesetzt werden muss oder die Zuführung des enthärteten Wassers aus anderen Gründen aufhört, kann mit Hilfe des in der Anlage entstandenen Dampfes mittels einer Dampfstrahlpumpe 18 Rohwasser von der Leitung 19 entnommen werden. Dieser Strahlpumpe wird der Dampf durch eine Leitung 17 zugeführt. Im Falle der Einführung des kalten Rohwassers in den Behälter 12 wird dort die Kesselsteinbildung grösser, und es muss dann das Abschlämmen öfter vorgenommen werden. Statt zweier Fallrohre 11 könnte auch nur eines für jeden Abscheider 4 vorgesehen sein.