DD266552A1

DD266552A1 - Auftauverfahren fuer schuettgutwagen, insbesondere kohlewagen

Info

Publication number: DD266552A1
Application number: DD31073587A
Authority: DD
Inventors: Hubert Noke; Guenter Hannuschka; Gerhard Liehmann; Manfred Bunk; Manfred Voigt; Erich Mathias; Joachim Quade
Original assignee: Bitterfeld Braunkohle
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1989-04-05
Also published as: DD266552B5

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Auftauverfahren für Schüttgutwagen, insbesondere Kohlewagen, mit dem kurze Auftauzeiten erreicht werden, wodurch es auch bei extremen Winterbedingungen möglich wird, den Auftauprozess in den normalen Zugumlauf zu integrieren. Erfindungsgemäß werden, während sich der Wagenverband zwischen zwei Wänden, die vorzugsweise nach oben zu den Seitenwänden der Wagen abdichtend ausgeführt sind, große Mengen Warmluft in Längsrichtung des Wagenverbandes, der sich auf dem Gleis 1 befindet, mit Strömungsgeschwindigkeit größer 10 m/s an den Wagenwänden, konzentriert an den entleerungstechnisch bedeutsamen Bereichen, entlanggeblasen. Fig. 1{Auftauverfahren, Schüttgutwagen, Kohlewagen, Winterbedingungen, Zugumluft, Warmluft, Längsrichtungskomponente, Warmluftstrom, Auftauwände, Wagenverband}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Auftauverfahren für Schüttgutwagen, insbesondere Kohlewagen, zur Sicherung der Kippfähigkeit des Ladegutes unter extremen Wintorbedingungen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Fi"" die Sicherung der Energieversorgung der Volkswirtschaft im Wirr.or mit Rohbraunkohle ist oin reibungsloser Zugumlauf und die Nutzung des effektiven Ladevolumens unabdingbare Voraussetzung. Bis etwa -1O⁰C wirkt eine elektrische Kohlewagenhalzung zuverlässig. Bei tieferen Temperaturen müssen zusätzliche Reinigungssysteme die Entleerung der Wagen sichern.

Noch DD-PS 27671 ist bekannt, einen Hoißgasstrahl mit hoher Strömungscsschwindlgkoit auf die fostgefrorenen Schichten des geöffneten Waggons zu richten, so daß das angefrorene Ladegut aufgetaut und gleichzeitig durch die Strömungsgeschwindigkeit in Richtung der Entleernngsöffnung fortbewegt wird. Nachteilig ist Insbesondere die erforderliche lange Zeit zum Ausblasen eines Zuges mit Düsenagyregaten, die bei extremen Winterbedingungen bis zu einigen Stunden beträgt.

Weiterhin sind Auftauhallen und. \uftauwände bekannt. Bei Auftauhallen werden die einzelnen Waggons oder größere Wagenverbände in geschlossene Hallen gefahren, die dann mit Dampf oder Warmluft gefüllt werden, urv ein Auftauen des Schüttgutes zu erreichen. Auftauwände, wie z. B. nach DD-PS 66843 arbeiten ebenfalls mit Warmluft odei Dampf, wobei diese Medien senkrecht auf die Wagenwände wirken. Mit Warmluft betriebene Auftauhallen und Auftauwändu erfordern eine mehrstündige Auftauzeit, die eine Einordnung in den normalen Wagenumlauf nicht gestattet. Auftauhallen und Auftauwände, die Df.mpf als Wärmeträger verwenden, sind für elektrisch beheizte Wagen nicht einsetzbar und führen zu Schäden an den Fahrzeugen. Zu Schäden führen auch Versuche, den Zug mittols Gasrohrheizungen und offenem Feuer aufzutauen (Sonderdruck aus „Internationale Zeitschrift für Gaswärme" 11 [1962] 4, S. 131-133) bzw. ihn mit sehr heißur Luft örtlich anzublasen. Der Betrieb derartiger Anlagen ist daher nicht zulässig.

Eine weitere Lösung sieht L D-PS 152113, als Wärmetunnel bezeichnet, vor, die an den Längsseiten des Wärmetunnels vertikal angeordnete, dampfbeheizto Wärmestrahlplatton und unterhalb der Waggonschlioßkanten angebrachte, als Floscenrohr ausgebildete Dampfzuführungsleitung und einen Warmlüfter gespeisten, zwischen den Schienen verlaufenden Warmluftkanol aufweist. Die Warmluftaustrittsöffnungen sind so ausgerichtet, daß die Warmluftströme annähernd senkrecht unter die Wagensättel strömen. Es werden Auftauzoiten von woniger als 3 Stunden angegeben, die jedoch, wie bereits genannt, den Anforderungen nicht genügen. Infolge der langen Auftauzelten verzögert sich der Zugumlauf und es kommt zu Loistungseinbußen. Weiterhin bedingen lange Auftauzeiten umfangreiche Auftaukapazitäten bei den Großverbrauchern, deren Schaffung in diesem Umfang im allgemeinen nicht möglich ist. Folglich kann beim jeuigen Stand der Technik auf diesem Gebiet nicht jeder Zug in jedem Umlauf bzw. auch nicht in sehr kurzen Zeitabständen aufgetaut werden. Als Folge entstehen über dem Wechsel von Voll- und Leerfahrten starke Gefrierächichton, die neben der Reduzierung des Ladevolumens zu Störungen beim Schließen der Wagen führen bzw. eine Selbstentladung völlig unmöglich machen, so daß zeitraubende Reinigungsarbeiten erforderlich werden.

Trotz des umfangreichen Bemühens zur Lösung des seit langem stehenden und mit wesentlichen wirtschaftlichen Nachteilen verbundenen Problemen, sind keine befriedigenden Lösungen bei oxtrem niedrigen Außentemperaturen bekanntgeworden.

Ziol der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Zeit für das Auftauen von Kohlewagn η wesentlich zu verkürzen und somit eine Integration des Auftauprozesses in den normalen Zugumlauf zu ermöglichen, wodurch die Versorgungssicherheit der Großverbraucher mit Kohle auch bei sehr tiefen Temperaturen gewährleistet wird. Schi den an Fahrzeugen durch unzulässig hohe Temperaturen sind auszuschließen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt diu Aufgabe zugrunde, ein Vorfahren zum Auftauen insbesondere von Kohlewagen zu schaffen, das einen sehr schnellen Auftauprozoß mit dem universell einsetzbaren, aber gleichzeitig physikalisch schlecht geeigneten Wärmeträger Luft ermöglicht, ohne daß Modientemperaturen Anwendung finc'en, die zu Fahrzeugschäden führen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß große Mengen Luft mit einer definierten oberen Grenztemperatur, die keine Schäden an den Wagen zur Folge hat, vorzugsweise SPO⁰C, und mit einer hohen Geschwindigkeit an den Wegenwänden des gesamten Wagonverbandes, vorzugsweise konzentriert an dun entleerungstechnisch bedeutsamen Bereichen, insbesondere Längssattel, entlanggeführt werden. Die Strömungsgeschwindigkeiten werden größer 10m/s eingestellt. Damit wird es möglich, trotz des geringen spezifischen Wärmegehaltes der Luft und ihrer Wärmeleitfähigkeit eine große Wärmemenge pro Zeiteinheit weitestgehend gleichmäßig zu übertragen. Zur Führung des Luftstromes steht dabei der Wagenzug zwischen zwei Wänden, die nach oben zu den Soitenwändon der Wagen vorzugsweise geschlossen sind. Der gegen die Wagenseitei. wände geschaffene Kanal, in den dio Warmluft mit einer LängsrlchiJngskomponente eingeleitet wird, gestattet einen freien Luftaustritt an der Stirnseite der Anlage. Innerhalb des Kanals ist nur ein Entweichen der Warmluft über die Wagenzwischenräume möglich. Damit wird ein Druckgefälle geschaffen, daß nahezu ideale Strömungs verhältnisse ermöglicht. Die zu beträchtlichen Anteilen in den unteren Wagenbereich gelenkte Luft ist neben der Längsrichtung in Richtung Stirnwandöffnung orientiert und erwärmt bevorzugt die entleerungstechnisch bedeutsamen Sattel' und Stirnwandbereiche. Auch das Eindringen und Vorwirbeln der Warmluft in den Quersattelbereich ist erwünscht. Die entstehenden stark turbulenten Strömungsverhäitnisse können durch konstruktive Maßnahmen im Windkanal noch unterstützt we.c'in. Der bisher wärmetochnisch besonders unbefriedigend beaufschlagte untere Längssattelbereich wird l abei durch die ausrngenden, umströmten U- und Winkelstahl und Kastenprofile besonders gut mit Wärme versorgt, vas für den schnellen gleichmäßigen Auftauprozeß vorteilhaft ist und den Wiedereinfrierungsprozeß durch die hohe kapazitive Wirkung dieser massereichen Elemente verzögert. Dies ist auch deshalb besonders erwünscht, da bei dor folgenden Fahrt zum Bunker i.n diesen Bereichen wieder ein erhöhter Wärmoverlust entsteht.

Zum Erzielen einer hohen Gleichmäßigkeit der Wärmeübertragung wird der Kanal vorzugsweise über die gesamte Länge mit Warmluft, die mit einer Längsrichtungskomponente eingeleitet wird, gespeist. Arn Anfang des Kanals wird vorzugsweise eine größere Warmluftmenge eingeleitet.

Da die über die Zuglänge zugoführte Warmluft der Erneuerung und Aufheizung des Luftstromes dient, sollte die Temperatur der dort zugeführten Luft heißersein als die für Auftauanlagen zulässigen Temperaturen. Damit dies zu keiner unzulässigen mittleren Temperatur der Gesamtströmung führt, sind die Strömungen zu vermischen. Dies kann durch relativ große Öffnungsweiten der Zuluftstutzen und/oder eine starke Längsneigung dor Stutzen erreicht werden. Letzteres führt zu einem längeren Mischweg. Auf Stutzen kann generell verzichtet werden, wenn verschieden große Rohre aneinandergereiht werden und die Zuluft Im Bereich der Rohrverbindung austritt. Wogen der fehlenden Bremswirkung auf die Strömung und den !angen Misohweg ist dies besonders vorteilhaft.

Vorteilhaft ist auch, wenn zumindest ein Teil dieser Zuluft so in den unteren Längssattel gelenkt wird, daß er die rippen- und kastenförmigen Wagenkastenversteifungun streift und dort verwirbelt.

Ein Bewegen der Wagenoinheit während dos Auflauprozosses innerhalb der Auftauanlage unterstützt eine gleichmäßige Erwärmung der verschiedenen Bereiche.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:

Fig, 1: Schematische Anordnung der Elemente der Auftauanlage Fig. 2: Querschnitt durch tiin Auftauanlage

DerWaganverband 6 befindet sich zum Auftauen zwischen zwei Wänden 2, die zu beiden Seiten des Gleises 1 über die gesamte Zuglänge reichen. Neben jeder Wand 2 ist ein Rohr 3 mit Austrittsöffnungen 4 installiert, über die Warmluft zulässiger Temperatur zwischen GO⁰C bis 9O⁰C, vorzugsweise 50^rC, entlang den Wagenwänden mit Geschwind'gkeiten größer 10m/s, beispielsweise 30 m/s, geblasen wird. Die Warmluft kann durch mittels Düsonaggregaten erzeugter ι heißluft, die mit Zuluft auf des zulässige Maß temperiert wird, bereitgestellt werden. So liegt die thermische Leistung der Triebwerke für eine für einen 10 Wa^enzug errichtete Anlage in der Größenordnung von 20MW (etwa 2mal 10OOI/h). Jedes Rohr 3 besteht aus im Querschnitt untei »chiedlichen Rohrlängen, dio so zusammengesetzt sind, daß an ihren Stoßstellen in Blasrichtung weisende Austrittsöffnungen 4 entstehen. Die Richtung dos Warmluftstromos wird durch zusätzliche .Ablenkbleche 5 an den Austrittsöffnungen 4 gozielt beeinflußt. An dor ersten Austrittsöffnung 4 (Fig. 1) wird die Hauptmenge Warmluft zugeführt, dio weiteren Austrittsöffnungon 4 dienen der Erneuerung der über die Wagenzwischenräume gewollt entweichenden Luft und zur Aufheizung des Warmluft." tromes. Am Ende des durch die Wände 2 gebildeten Kanals tritt die Luft ins Freie aus. Die Anlage steht vor der Bunkerzufahrt eines Großverbrauchers. Die Vorweuzeit in der Anlage beträgt Im Bedarfsfall auch bei -2O⁰C

Lufttemperatur weniger als 10 Minuten, Durch die relativ geringe Fahrzelt Ist gesichert, daß die Wagen spätestens nach etwa 16 Minuten gekippt werden. Sollte nach ainer Holzzeit von etwa 0 Minuten der Zug noch nicht abgefordert werden, so let ein stark gedrosselter Botrieb der Anlage sinnvoll (etwa Vio der Heizleistung).

Es lot aber auch möglich, die Anlage vorübergehend abzuschalten, da die Wärmeverluste in der Auftaueinrichtung gering sind und andere Konstruktionselemente der Wagen 6, des Gleises 1 und der Auftauanluge Wärme vor allem konvektiv abgeben.

Claims

1. Auftauverfahren für Schüttgutwagen, insbesondere Kohlewagen, bei dem sich der Wagenverband zwischen zwei Wänden befindet, die vorzugsweise nach oben zu den Seitenwänden der Wagen hin abdichtend ausgeführt sind, gekennzeichnet dadurch, daß Warmluft in Längsrichtung des Wagenverbandes mit Strömungsgeschwindigkeit größer 10m/s und zulässiger, Fahrzeugschäden ausschließender Temperatur, vorzugsweise 5O⁰C bis 9O⁰C, konzentriert an den emtleerungstechnisch bedeutsamen Bereichen, insbesondere Längssaltel, entlanggeblasen wird.

2. Auftauverfahren nach Anspruch !,gekennzeichnet dadurch daß am Anfang der Wände (2) der Hauptanteil der Warmluftmenge zugeführt wird und der Warmluftstrom entlang der Wände (2) cirgänzt und aufgeheizt wird.

3. Auftauverfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß ein Teil der Warmluft so in den Längssattolbereich geleitet wird, daß er die Wagenkastenversteifungen trifft.

4. Auftauverfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzelchnetdadurch, daß der Wagenverband während des Auftauprozesses innerhalb der Auftauanlage bewegt wird.