DD266552B5

DD266552B5 - Thawing process for Schuettgutwagen, especially coal cars

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 ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Auftnuverfahren für Schüttgutwagen, insbesondere Kohlewagen, zur Sicherung der Kippfähigkeit des Ladegutes unter extremen Winterbedingungen.The invention relates to a Auftnuverfahren for bulk carriers, especially coal cars, to ensure the tiltability of the cargo under extreme winter conditions.

Characteristic of the known state of the art

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.For the security of energy supply of the economy in the winter with raw lignite is a smooth Zugumlauf and use of effective Ladovolumens indispensable prerequisite Until about -1O ⁰ C an electric heater works reliably coal cars. At lower temperatures, additional cleaning systems must ensure that the wagons are emptied.

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.According to DD-PS 27 671 is known to direct a hot gas jet at high flow rate on the frozen layers of the opened wagon, so that the frozen cargo is thawed and simultaneously moved by the flow velocity in the direction of the discharge opening. A particular disadvantage is the required long time to blow out a train with nozzle units, which is up to several hours in extreme winter conditions.

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.Furthermore, thawing halls and thawing walls are known. In thawing halls, the individual wagons or larger wagon groups are driven into closed halls, which are then filled with steam or warm air in order to thaw the bulk material. Thawing walls, such as. B. to DD-PS 66 843 also work with hot air or steam, these media act perpendicular to the car walls. Hot air operated thawing halls and thawing walls require a thawing time of several hours, which does not allow them to be placed in the normal carriage circulation. Thawing halls and thawing walls, which use steam as a heat carrier, can not be used for electrically heated cars and cause damage to the vehicles. Damage also results in attempts to thaw the train by means of gas pipe heaters and open fires or to locally inflate it with very hot air. The operation of such systems is therefore not permitted.

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.Another solution provides DD-PS152113, referred to as heat tunnel, before, the vertically arranged on the longitudinal sides of the heat tunnel, steam-heated radiant heat plates and mounted below the wagon closing edges, designed as a fin tube steam supply line and a heat-ventilated, running between the rails hot air duct. The hot air outlet openings are aligned so that the hot air flows flow approximately vertically under the car sacks. Thawing times of less than 3 hours are indicated but, as mentioned above, they do not meet the requirements. Due to the long thawing times, the train circulation is delayed and performance is lost. Furthermore, long thawing times require extensive thawing capacities among large consumers, whose creation is generally not possible to this extent. Consequently, in the current state of the art in this field, not every train can be thawed in every turn, or even at very short intervals. As a result arise on the change of full and empty trips strong freezing layers that lead to disturbances in closing the car in addition to the reduction of the load volume or make a self-discharge completely impossible.

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.Furthermore, in US Pat. No. 3,089,891 and US Pat. No. 5,471,753, means have been proposed for directing the warm air from pipes or channels to the wagon assemblies along the thawing of the wagon unit to be thawed via outlet openings. It is also disadvantageous that long downtimes occur and overheating locally can not be excluded. All known solutions have considerable Nachiuile at extremely low outside temperatures.

Object of the invention

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.It is an object of the invention to substantially shorten the time for thawing of coal wagons and thus to allow the thawing to be integrated into normal haulage ₍ thus ensuring the supply reliability of large consumers with coal even at very low temperatures.) Damage to vehicles due to impermissibly high loads Temperatures are to be excluded.

Explanation of the essence of the invention

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.The invention has for its object to provide a method for thawing. In particular of coal cars, dab a very fast thawing process with the universally applicable, but at the same time physically poorly suitable heat carrier air without media temperatures find application that lead to vehicle damage. According to the invention the object is achieved in that large amounts of air with a defined upper limit temperature, which has no damage to the car result, preferably S 90 ° C, and at a high speed on the car walls of the entire car body, preferably concentrated on the emptying important areas, especially long saddles, are guided along. The flow rates are set greater than 10m / s. This makes it possible, despite the low specific heat content of the air and its thermal conductivity weitestgehencl evenly transfer a large amount of heat per unit time. To guide the air flow is the car train between two walls, which are preferably closed up to the side walls of the car. The geschaffane against the car side channel into which the hot air is introduced with a longitudinal direction component, allows a free air outlet at the front of the system. Within the channel, only the escape of warm air through the carriage interspaces is possible. This creates a pressure gradient that allows almost ideal flow conditions. The air directed to considerable proportions into the lower area of the wagon is oriented next to the longitudinal direction in the direction of the end wall opening and preferably warms up the saddle and end wall areas which are important for clearing. Also, the penetration and swirling of the hot air in the transverse caliper area is desired. The resulting highly turbulent flow conditions can still be supported by constructive measures in the wind tunnel. The lukewarm technically bosonders unsatisfactorily acted upon lower longitudinal saddle area is particularly well supplied by the ausragonden, flowed U and angle steels and box sections with heat, which is advantageous for the rapid uniform thawing process and delays the re-freezing process by the high capacitive effect dioser massive elements. This is also particularly desirable because on the following trip to the bunker in these areas again increased heat loss.

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.To achieve high uniformity of heat transfer, the duct is preferably fed over the entire length with hot air introduced with a longitudinal direction component. At the beginning of the channel preferably a larger amount of hot air is introduced.

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.Since the warm air supplied over the train length is used for renewal and heating of the air stream, the temperature of the air supplied there should be higher than that permissible for thawing plants. So that it does not lead to an inadmissible average temperature of the total flow, the flows are to be mixed. This can be achieved by relatively large opening widths of the supply air connection and / or a strong longitudinal inclination of the connection piece. The latter leads to a longer mixing path. It is generally possible to dispense with connection pieces when pipes of different sizes are lined up and the supply air emerges in the region of the pipe connection. Wegin dor lack of braking effect on the flow and the long mixing path, this is particularly advantageous.

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.It is also advantageous if at least part of this supply air is directed into the lower longitudinal saddle, that he wanders the rib and box-shaped Wagenkastenversteifungen and swirled there.

Ein Bewegen der Wageneinheit während des Auftauprozesses innerhalb der Auftauanlage unterstützt eine gleichmäßige Erwärmung der verschiedenen Bereiche.Moving the carriage unit during the thawing process within the thawing plant helps to uniformly heat the various areas.

exemplary The invention will be explained in more detail below. In the drawing show

Fig. 1: Schematische Anordnung der Elemente der Auftauanlage Flg. 2: Querschnitt durch die Auftauanlage.Fig. 1: Schematic arrangement of the elements of the thawing Flg. 2: Cross section through the thawing plant.

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).The car body 6 is located to thaw between two walls 2, which extend on both sides of the track 1 over the entire train length. In addition to each wall 2, a pipe 3 is installed with outlet openings 4, on the hot air permissible temperature between 50 ° C to 9O ⁰ C, preferential 6O ⁰ C, along the car walls at speeds greater than 10m / s, for example 30m / s, is blown. The hot air can be provided by hot air generated by means of nozzle units, which is tempered with supply air to the permissible level. Thus, the thermal output of the thrusters for built for a wagon train 10 complex \ u is of the order of 20 MW (about 2 times 10OOI / h). Each tube 3 consists of different cross-section tube lengths, which are composed so that arise at your joints in the direction of blow exit openings 4. The direction of the hot air flow is influenced in a targeted manner by additional baffles 5 at the outlet openings 4. At the first outlet opening 4 (FIG. 1), the main quantity of hot air is supplied, the further outlet openings 4 dienon the renewal of the intentionally escaping over the car intersperses air and for heating the hot air flow. At the end of the channel formed by the walls 2, the air exits to the outside. The plant is facing the bunker access of a large consumer. The residence time in the system is, if necessary, even at -20 ° C air temperature less than 10 min. Due to the relatively short travel time is ensured that the car at the latest after about 15mln tilted v / ground. If after a heating time of about 10 minutes the train is not yet requested, then a strong throttled operation of the system makes sense (about Vw of the heating power).

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.But it is also possible to temporarily shut down the system, since the heat loss in the thawing device are low and other design elements of the carriage 6, the track 1 and the thawing heat above all give konvektlv.

Claims

1. thawing process for bulk goods wagons, especially coal wagons, in which the wagon body is between two walls, which are preferably carried out sealingly upwards to the Soitenwänden of the car and are exposed in this area the influence of hot air, by axially arranged to Wagenverband tubes or channels is supplied and can escape from outlet openings, characterized in that the hot air in the longitudinal direction of the car body with flow rate greater than 10 m / s and permissible, vehicle damage excluding temperature, preferably 5O ⁰ C to 90 ⁰ C concentrated at the emptying important areas, in particular longitudinal saddle, along geblason.

2. thawing process according to claim 1, characterized in that at the beginning of the walls (2) of the main portion of the amount of hot air is supplied and the hot air flow along the walls (2) is supplemented and heated.

3. thawing process according to claim 1 and 2, characterized in that a portion of the hot air is directed into the longitudinal saddle area that he meets the Wagenkastenversteifungen.

4. thawing process according to claim 1 to 3, characterized in that the carriage assembly is moved during the thawing process within the thawing plant.