DD266552B5

DD266552B5 - Auftauverfahren fuer Schuettgutwagen, insbesondere Kohlewagen

Info

Publication number: DD266552B5
Application number: DD31073587A
Authority: DD
Inventors: Hubert Dipl-Ing Noke; Guenter Dr-Ing Hannuschka; Gerhard Obering Liehmann; Manfred Bunk; Manfred Voigt; Erich Dipl-Ing Mathias; Joachim Quade
Original assignee: Ver Mitteldeutsche Braunkohlen
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1994-08-04
Also published as: DD266552A1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

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

Charakteristik des bekannten Stnndes der Technik

Für die Sicherung der Energieversorgung der Volkswirtschaft im Winter mit Rohbraunkohle ist ein reibungsloser Zugumlauf und die Nutzung des effektiven Ladovolumens unabdingbare Voraussetzung, Bis ca. -1O⁰C wirkt eine elektrische Kohlewagenheizung zuverlässig. Bei tieferen Temperaturen müssen zusätzliche Reinigungssysteme die Entleerung der Wagen sichern.

Nach DD-PS 27 671 ist bekannt, einen Heißgasstrahl mit hoher Strömungsgeschwindigkeit auf die festgefrorenen Schichten des geöffneten Waggons zu richten, so daß das angefrorene Ladegut aufgetaut und gleichzeitig durch die Strömungsgeschwindigkeit in Richtung der Entleerungsöffnung fortbewegt wird. Nachteilig ist insbesondere die erforderliche lange Zeit zum Ausblasen eines Zuges mit Düsenaggregaten, die bei extremen Winterbedingungen bis zu einigen Stunden beträgt.

Weiterhin sind Auftauhallen und Auftauwände bekannt. Bei Auftauhallen werden die einzelnen Waggons oder größere Wagenverbände in geschlossene Hallen gefahren, die dann mit Dampf oder Warmluft gefüllt werden, um ein Auftauen des Schüttgutes zu erreichen. Auftauwände, wie z. B. nach DD-PS 66 843 arbeiten ebenfalls mit Warmluft oder Dampf, wobei diese Medien senkrecht auf die Wagenwände wirken. Mit Warmluft betriebene Auftauhallen und Auftauwände erfordern eine mehrstündige Auftauzeit, die eine Einordnung in den normalen Wagenumlauf nicht gestattet. Auftauhallen und Auftau wände, die Dampf als Wärmeträger verwenden, sind für elektrisch beheizte Wagen nicht einsetzbar und führen zu Schäden an den Fahrzeugen. Zu Schäden führen auch Versuche, den Zug mittels Gasrohrheizungen und offenem Feuer aufzutauen bzw. ihn mit sehr heißer Luft örtlich anzublasen. Der Betrieb derartiger Anlagen ist daher nicht zulässig.

Eine weitere Lösung sieht DD-PS152113, als Wärmetunnel bezeichnet, vor, die an den Längsseiten des Wärmetunnels vertikal angeordnete, dampfbeheizte Wärmestrahlplatten und unterhalb der Waggonschließkanten angebrachte, als Flossenrohr ausgebildete Dampfzuführungsleitung und einen wärmelüftergespeisten, zwischen den Schienen verlaufenden Warmluftkanal aufweist. Die Warmluftaustrittsöffnungen sind so ausgerichtet, daß die Warmluftströme annähernd senkrecht unter die Wagensättel strömen. Es werden Auftauzeiten von weniger als 3 Stunden angegeben, die jedoch, wie bereits genannt, den Anforderungen nicht genügen. Infolge der langen Auftauzeiten verzögert sich der Zugumlauf und es kommt zu Leistungseinbußen. Weiterhin bedingen lange Auftauzeiten umfangreiche Auftaukapazitäten bei den Großverbrauchern, deren Schaffung in diesem Umfang im allgemeinen nicht möglich ist. Folglich kann beim jetzigen 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 den Wechsel von Voll- und Leerfahrten starke Gefrierschichten, die neben der Reduzierung des Ladevolumens zu Störungen beim Schließen der Wagen führen bzw. eine Selbstentladung völlig unmöglich machen.

Weiterhin sind In den SU-US 309 891 und SU-US 541 753 Mittel vorgeschlagen worden, um längs des aufzutauenden Wagenverbandes über Austrittsöffnungen die Warmluft aus Rohren bzw. Kanälen an die Wagenverbände zu leiten. Dabei ist ebenfalls nachteilig, daß lange Stillstandszeiten entstehen und Überhitzungen örtlich nicht auszuschließen sind. Alle bekannten Lösungen haben erhebliche Nachiuile bei extrem niedrigen Außentemperaturen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung Ist es, die Zeit für das Auftauen von Kohlewagen wesentlich zu verkürzen und somit eine Integration des Auftauprozossoc In den normalen Zugumtauf zu ermöglichen₍wodurch die Versorgungssicherheit der Großverbraucher mit Kohle auch bei sehr tiefen Temperaturen gewährleistet wird. Schäden an Fahrzeugen durch unzulässig hohe Temperaturen sind auszuschließen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Auftauen.insbesondere von Kohlewagen zu schaffen, dab einen sehr schnellen Auftauprozeß mit dem universell einsetzbaren, aber gleichzeitig physikalisch schlecht geeigneten Wärmeträger Luft ermöglicht, ohne daß Medientemperaturen Anwendung finden, 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 S 90°C, und mit einer hohen Geschwindigkeit an den Wagenwänden des gesamten Wagenverbandes, vorzugsweise konzentriert an den entleerungstechnisch bedeutsamen Bereichen, insbesondere Langssattel, 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 weitestgehencl gleichmäßig zu übertragen. Zur Führung des Luftstromes steht dabei der Wagenzug zwischen zwei Wänden, die nach oben zu den Seitenwänden der Wagen vorzugsweise geschlossen sind. Der gegen die Wagenseitenwände geschaffane Kanal, in den die Warmluft mit einer Längsrichtungskomponente eingeleitet wird, gestattet einen freien Luftaustritt ander Stirnseite der Anlage. Innerhalb des Kanals ist nur ein Entweichen der Warmluft über die Wagenzwischenräume möglich. Damit wird ein Druckgefälle geschaffen, das nahezu ideale Strömungsverhältnisse ermöglicht. Die zu beträchtlichen Anteilen In den unteren Wagenbereich gelenkte Luft ist neben der Längsrichtung In Richtung Stirnwandöffnung orientiert und orwärmt bevorzugt die entloerungstechnisch bedeutsamen Sattel- und Stirnwandbereiche. Auch das Eindringen und Verwirbeln der Warmluft in den Quersattelbereich ist erwünscht. Die entstehenden stark turbulenten Strömungsverhaltnisse könnnn durch konstruktive Maßnahmen im Windkanal noch unterstützt werden. Der blßher wärmetechnisch bosonders unbefriedigend beaufschlagte untere Längssattelbereich wird dabei durch die ausragonden, umströmten U- und Winkelstähle und Kastenprofile besonders gut mit Wärme versorgt, was für den schnellen gleichmäßigen Auftauprozeß vorteilhaft ist und den Wiedereinfrierungsprozeß durch die hohe kapazitive Wirkung dioser massereichen Elemente verzögert. Dies Ist auch deshalb besonders erwünscht, da bei der folgenden Fahrt zum Bunker in diesen Bereichen wieder ein erhöhter Wärmeverlust 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. Am Anfang des Kanals wird vorzugsweise eine größere Warmluftmenge eingeleitet.

Da die über die Zuglänge zugeführte Warmluft der Erneuerung und Aufheizung des Luftstromes dient, sollte dleTemperatur der dort zugeführten Luft heißer soin als die für Auftauanlagen zulässigen Temperaturen. Damit c'ies 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 der Stutzen erreicht werden. Letzteres führt zu einem längeren Mischweg. Auf Stutzen kann generell verzichtet worden, wenn verschieden große Rohre aneinandergereiht werden und die Zuluft Im Bereich der Rohrverbindung austritt. Wegin dor fehlenden Bremswirkung auf die Strömung und den langen Mischweg 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 Wagenkastenversteifungen streift und dort verwirbelt.

Ein Bewegen der Wageneinheit während des Auftauprozesses innerhalb der Auftauanlage unterstützt eine gleichmäßige Erwärmung der verschiedenen Bereiche.

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

Fig. 1: Schematische Anordnung der Elemente der Auftauanlage Flg. 2: Querschnitt durch die Auftauanlage.

Der Wagenverband 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 50°C bis 9O⁰C,Vorzugswelse 6O⁰C, entlang den Wagenwänden mit Geschwindigkeiten größer 10m/s, beispielsweise 30m/s, geblasen wird. Die Warmluft kann durch mittels Düsenaggregaten erzeugter Heißluft, die mit Zuluft auf das zulässige Maß temperiert wird, bereitgestellt werden. So liegt die thermische Leistung der Triebwerke für eine für einen 10 Wagenzug errichtete Anlage \u der Größenordnung von 20MW (ca. 2mal 10OOI/h). Jedes Rohr 3 besteht aus im Querschnitt unterschiedlichen Rohrlängen, die so zusammengesetzt sind, daß an Ihren Stoßstellen in Blaßrichtung weisende Austriffsöffnungen 4 entstehen. Die Richtung des Warmluftstromee wird durch zusätzliche Ablenkbleche 5 an den Austrittsöffnungen 4 gezielt beeinflußt. An der ersten Austrittsöffnung 4 (Fig. 1) wird die Hauptmenge Warmluft zugeführt, die weiteren Austrittsöffnungen 4 dienon der Erneuerung der über die Wagenzwischenräume gewollt entweichende Luft und zur Aufheizung des Warmluftstromes. Am Ende des durch die Wände 2 gebildeten Kanals tritt die Luft ins Freie aus. Die Anlage steht vor der Bunkerzufahrt eines Großverbrauchers. Die Verweilzeit in der Anlage beträgt im Bedarfsfall auch bei -20°C Lufttemperatur weniger als 10 min. Durch die relativ geringe Fahrzeit ist gesichert, daß die Wagen spätestens nach ca. 15mln gekippt v/erden. Sollte nach einer Heizzeit von ca. 10min der Zug noch nicht abgefordert werden, so ist ein stark gedrosselter Betrieb der Anlage sinnvoll (etwa Vw der Heizleistung).

Es ist aber auch möglich, die Anlage vorübergehend abzuschalten, da die Wärmeverlusto In der Auftaueinrichtung gering sind und andere Konstruktionselemente der Wagen 6, des Gleises 1 und der Auftauanlage Wärme vor allem konvektlv abgeben.

Claims

1. Auftauverfahren für Schüttgutwagen, insbesondere Kohlewagen, bei dem sich der Wagenverband zwischen zwei Wänden befindet, die vorzugsweise nach oben zu den Soitenwänden der Wagen hin abdichtend ausgeführt sind und in diesem Bereich dem Einfluß von Warmluft ausgesetzt sind, die durch axial zum Wagenverband angeordnete Rohre oder Kanäle zugeführt wird und dabei aus Austrittsöffnungen entweichen kann, gekennzeichnet dadurch, daß die Warmluft in Längsrichtung des Wagenverbandes mit Strömungsgeschwindigkeit größer 10 m/s und zulässiger, Fahrzeugschäden ausschließender Temperatur, vorzugsweise 5O⁰C bis 90⁰C konzentriert an den entleerungstechrtisch bedeutsamen Bereichen, insbesondere Längssattel, entlanggeblason wird.

2. Auftauverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß am Anfang der Wände (2) der Hauptanteil der Warmluftmenge zugeführt wird und der Warmluftstrom entlang der Wände (2) ergänzt und aufgeheizt wird.

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

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