DE102008057360A1

DE102008057360A1 - Rotary drum heat exchanger, particularly coke cooler, comprises rotary drum, which is immersed in liquid bath for receiving and passing granular material

Info

Publication number: DE102008057360A1
Application number: DE200810057360
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dr. Hölzl; Harry Dr. Hufnagl
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2010-05-20

Abstract

A rotary drum heat exchanger comprises a rotary drum, which is immersed in a liquid bath (5) for receiving and passing granular material. The rotary drum is provided with multiple heat exchange pockets (14), which extend in inner area (7) of the rotary drum and formed as oblong hollow bodies. The oblong hollow bodies open to outer area of the rotary drum. The multiple heat exchange pockets are fastened with an end (25) at a jacket of the rotary drum, which opens to the outer area of the rotary drum. A rotary drum heat exchanger comprises a rotary drum, which is immersed in a liquid bath for receiving and passing granular material. The rotary drum is provided with multiple heat exchange pockets, which extend in inner area of the rotary drum and formed as oblong hollow bodies. The oblong hollow bodies open to outer area of the rotary drum. The multiple heat exchange pockets are fastened with an end at a jacket of the rotary drum, which opens to the outer area of the rotary drum. The multiple heat exchange pockets extend in the drum inner area in their longitudinal direction.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehtrommelwärmeaustauscher mit einer in ein Flüssigkeitsbad eintauchenden und körniges Material aufnehmenden und weitergebenden, drehbaren Trommel, die mit einer Mehrzahl von in den Innenraum der Trommel sich erstreckenden und als längliche Hohlkörper ausgebildeten Wärmeaustauschtaschen versehen ist, die zum Außenraum der Trommel hin geöffnet sind.The The invention relates to a rotary drum heat exchanger with a submerged in a liquid bath and granular Material receiving and passing, rotatable drum, the with a plurality of extending into the interior of the drum and formed as elongated hollow body heat exchange pockets is provided, which opens to the outside of the drum are.

Dem Flüssigkeitsbad kommt hierbei die Aufgabe zu, Wärme aufzunehmen, falls die Granulate, wie heißer Koks, gekühlt werden sollen, bzw. Wärme abzugeben, falls die Granulate erhitzt werden sollen.the Liquid bath here is the task, heat if the granules, such as hot coke, cooled should be, or give off heat, if the granules to be heated.

Ein eingangs genannter Wärmeaustauscher zur Kühlung von heißem Koks ist beispielsweise in der DE 31 28 582 A1 beschrieben. Dieser umfasst eine drehbare Trommel 2 mit achteckigem Querschnitt, die zur Kühlung des in der Trommel 2 geförderten Kokses in ein Flüssigkeitsbad eintaucht. In der zitierten DE 31 28 582 A1 weist die Trommel 2 in den Trommelinnenraum hineinragende, nach außen offene Wärmeaustauschtaschen 4 auf, die während des Drehens der Trommel Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbad aufnehmen, wodurch der Koks im Innenraum der Trommel 2 im indirekten Wärmeaustausch über die Taschenwände und den Trommelmantel gekühlt wird. Die Wärmeaustauschtaschen 4 vergrößern die Wärmeaustauschfläche der Trommel 2. Aus den Taschen 4 wieder austretende Flüssigkeit wird über die Außenwand der Trommel 2 verteilt. Die Wärmeaustauschtaschen 4 sind jeweils durch zwei flächige, trapezförmige Seitenteile 5 und 6 gebildet, die im Bereich ihrer der Trommelachse zugewandten Stirnseiten und im Bereich ihrer der Trommelachse abgewandten Stirnseiten durch Rohre 14 und 15 miteinander verbunden sind. Die Wärmeaustauschtaschen 4 bilden somit rohrähnliche, längliche Hohlkörper. Die Wärmeaustauschtaschen 4 durchstoßen den Mantel der Trommel 2 an ihren beiden Enden und sind durch umlaufende Schweißnähte mit beiden Enden an dem Mantel befestigt. Die Wärmeaustauschtaschen 4 durchsetzen die Trommel 2 somit wie eine Sekante eine Kurve. Der Innenraum der Trommel 2 ist flüssigkeitsdicht gegenüber dem Flüssigkeitsbad und dem Innenraum der Wärmetauschertaschen abgedichtet. Das jeweils in Drehrichtung der Trommel weisende Ende der Taschen 4 ist bis auf ein Wehr 16 geöffnet. Das nicht in Drehrichtung weisende Ende der Taschen 4 ist mittels eines Abdeckbleches 17 teilweise verschlossen.An initially mentioned heat exchanger for cooling hot coke is for example in the DE 31 28 582 A1 described. This includes a rotatable drum 2 with octagonal cross-section, which is used to cool the inside of the drum 2 Submerged coke is immersed in a liquid bath. In the cited DE 31 28 582 A1 shows the drum 2 in the drum interior protruding, outwardly open heat exchange pockets 4 on, which absorb liquid from the liquid bath during rotation of the drum, whereby the coke in the interior of the drum 2 is cooled in the indirect heat exchange through the pocket walls and the drum shell. The heat exchange bags 4 increase the heat exchange surface of the drum 2 , Out of the pockets 4 Re-escaping liquid is poured over the outer wall of the drum 2 distributed. The heat exchange bags 4 are each characterized by two flat, trapezoidal side panels 5 and 6 formed in the region of the drum axis facing end sides and in the region of the drum axis facing away from front sides by tubes 14 and 15 connected to each other. The heat exchange bags 4 thus form tubular, elongated hollow body. The heat exchange bags 4 pierce the mantle of the drum 2 at its two ends and are secured by circumferential welds with both ends to the jacket. The heat exchange bags 4 enforce the drum 2 thus like a secant a curve. The interior of the drum 2 is sealed liquid-tight against the liquid bath and the interior of the heat exchanger pockets. The each in the direction of rotation of the drum facing the end of the pockets 4 is down to a weir 16 open. The not pointing in the direction of rotation end of the bags 4 is by means of a cover plate 17 partially closed.

Der in die Trommel 2 eintretende glühende Koks besitzt in der Regel eine Temperatur im Bereich von 1200°C bis 1400°C. Das Wasserbad, in das die Trommel eintaucht, besitzt in etwa eine Temperatur von etwa 60°C. Infolge der hohen Temperaturunterschiede der Wärme austauschenden Medien und der Drehung der Trommel sind der Trommelmantel und die Taschen ständig hohen Temperaturwechseln insbesondere im Eintrittsbereich des Kokses in die Trommel ausgesetzt. Die Temperaturwechsel führen zu sich ständig verändernden Wärmeausdehnungen der Taschen und des Trommelmantels, was hohe thermische Klemmspannungen vor allem im Bereich der Schweißnaht zwischen dem Mantel der Trommel und den Taschen zur Folge hat. Es besteht die Gefahr, dass durch die Belastungswechsel Ermüdungsrisse im Mantel oder den Taschen entstehen, was Reparaturen und damit verbunden Betriebsunterbrechungen notwendig werden ließe.The one in the drum 2 entering glowing coke usually has a temperature in the range of 1200 ° C to 1400 ° C. The water bath, in which the drum dips, has a temperature of about 60 ° C. Due to the high temperature differences of the heat exchanging media and the rotation of the drum of the drum shell and the pockets are constantly exposed to high temperature changes, especially in the inlet region of the coke into the drum. The temperature changes lead to ever-changing thermal expansions of the pockets and the drum shell, which has high thermal clamping stresses especially in the region of the weld between the shell of the drum and the pockets result. There is a risk that fatigue cracks in the jacket or pockets will occur as a result of the load changes, which would necessitate repairs and the associated interruption of operations.

In der DE 23 15 024 C3 , die ebenfalls einen eingangs genannten Drehtrommelwärmeaustauscher beschreibt, soll durch eine unterschiedliche Blechdicke des Mantels und der Taschen über die Länge der Trommel den unterschiedlichen temperaturbedingten Beanspruchungen des Mantels und der Kühltaschen Rechnung getragen werden.In the DE 23 15 024 C3 , which also describes a rotary drum heat exchanger mentioned above, should be taken into account by a different sheet thickness of the shell and the pockets over the length of the drum, the different temperature-induced stresses of the jacket and the cooling pockets.

In der ebenfalls den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildenden DE 79 24 180.8 U1 wird vorgeschlagen, die Kühltaschen aus einem Blechteil einstückig zu formen, um die Anzahl an Schweißnähten an den Taschen zu reduzieren. Die durch Wärmeeinwirkung stark belasteten Bereiche der Kühltaschen sollen von Schweißnähten frei gehalten werden.In the also the preamble of claim 1 forming DE 79 24 180.8 U1 It is proposed to integrally form the cooling pockets from a sheet metal part to reduce the number of welds on the pockets. The areas of the cooling pockets that are heavily loaded by heat should be kept free of welds.

Bei den beiden zuletzt beschriebenen Drehtrommelwärmeaustauschern besteht jedoch ebenfalls das Problem, dass zwischen dem Mantel der Trommel und den an dem Mantel durch Schweißnähte befestigten Taschenenden erhebliche, temperaturinduzierte Klemmspannungen auftreten, die zu Ermüdungsrissen in diesem Bereich führen können.at the two last described rotary drum heat exchangers However, there is also the problem that between the coat of Drum and the jacket on the welds attached pocket ends considerable, temperature-induced clamping voltages that cause fatigue cracks in this area can.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, einen Drehtrommelwärmeaustauscher der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welchem auch nach einer hohen Anzahl temperaturinduzierter Belastungswechsel keine undichten Stellen insbesondere im Verbindungsbereich zwischen Mantel und Taschen auftreten.The Object of the present invention is therefore a rotary drum heat exchanger of the type mentioned, in which also after a high number of temperature-induced load changes none leaking in particular in the connection area between the jacket and pockets occur.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Drehtrommelwärmeaustauscher mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausgestaltungen.The object is achieved with a rotary drum heat exchanger with the features according to An Claim 1. The dependent claims relate to advantageous embodiments.

Demnach wird ein Drehtrommelwärmeaustauscher, beispielsweise Kokskühler, mit einer in ein Flüssigkeitsbad eintauchenden und körniges Material aufnehmenden und weitergebenden, drehbaren Trommel, bereitgestellt, die mit einer Mehrzahl von in den Innenraum der Trommel sich erstreckenden und als längliche Hohlkörper ausgebildeten Wärmeaustauschtaschen versehen ist, die zum Außenraum der Trommel hin geöffnet sind. Erfindungsgemäß sind die Taschen mit einem ersten, zum Außenraum der Trommel hin geöffneten Ende am Mantel der Trommel befestigt, erstrecken sich in ihrer Längsrichtung ausdehnbar in den Trommelinnenraum und enden mit ihrem zweiten Ende, das geschlossen ist, mit Abstand zum Trommelmantel innerhalb des Trommelinnenraums. Die Taschen sind also jeweils nur mit einem ihrer Enden in den Trommelmantel eingespannt. Vorteil hiervon ist, dass sich die Wärmeaustauschtaschen während des Betriebs der Trommel in ihrer Längsrichtung frei ausdehnen können. Hierdurch werden temperaturinduzierte Materialbeanspruchungen, die bei einer beidseitigen Einspannung der Taschen nach dem Stand der Technik auftreten, vermieden.Therefore is a rotary drum heat exchanger, for example Kokkühler, with a dipping in a liquid bath and grainy Material receiving and passing, rotatable drum, provided, the with a plurality of extending into the interior of the drum and formed as elongated hollow body heat exchange pockets is provided, which opens to the outside of the drum are. According to the invention, the pockets are with a first end opened to the exterior of the drum attached to the shell of the drum, extend in their longitudinal direction expandable into the drum interior and end with its second end, which is closed, with distance to the drum shell within the Drum interior. So the bags are only with one of them Ends clamped in the drum shell. Advantage of this is that the heat exchange pockets during operation the drum can freely expand in its longitudinal direction. As a result, temperature-induced material stresses, the in a two-sided clamping of the pockets according to the state of Technique occur, avoided.

Vorzugsweise erstrecken sich die Taschen in ihrer Längsrichtung in den Innenraum der Trommel zumindest bis auf Höhe der Trommellängsachse. Im Falle einer zylindrischen Trommel weisen die Taschen demnach vorzugsweise zumindest eine Längserstreckung auf, die dem Radius der Trommel entspricht. Bei einem vieleckigen Trommelquerschnitt entspricht dies zumindest der halben Schlüsselweise der Trommel. Um eine möglichst große Wärmeaustauschfläche zu erhalten, ist es jedoch vorteilhaft, wenn sich die Taschen bis zu einem minimalen Abstand zwischen dem zweiten, geschlossenen Ende der Taschen und der dem zweiten Ende gegenüberliegenden Innenseite des Trommelmantels in den Trommelinnenraum hinein erstrecken, wobei der minimale Abstand derart bestimmt ist, dass durch die Wärmeausdehnung der Taschen in ihrer Längsrichtung während des Betriebs der Trommel das zweite Ende der Taschen nicht gegen den Trommelmantel drückt.Preferably the pockets extend in their longitudinal direction in the Interior of the drum at least up to the height of the drum longitudinal axis. In the case of a cylindrical drum, the pockets accordingly Preferably, at least one longitudinal extension, the Radius of the drum corresponds. For a polygonal drum cross-section this corresponds at least half the key way the Drum. To have the largest possible heat exchange surface However, it is advantageous if the pockets are up to a minimum distance between the second, closed end the pockets and the second end opposite Inner side of the drum shell extend into the drum interior, wherein the minimum distance is determined such that by the thermal expansion the pockets in their longitudinal direction during the Do not operate the drum the second end of the pockets against the Drum coat presses.

Vorzugsweise verlaufen die Taschen in ihrer Längsrichtung senkrecht zur Trommellängsachse. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit einer Anordnung, bei welcher die Taschen ausgehend von ihrem am Trommelmantel befestigten, ersten Ende schräg in den Trommelinnenraum hinein verlaufen.Preferably the pockets run vertically in their longitudinal direction to the drum longitudinal axis. However, there is also the possibility an arrangement in which the pockets starting from their on Drum jacket attached, first end slanted into the drum interior into it.

Die Trommel weist in zumindest einem Abschnitt vorzugsweise ein vieleckiges Profil, beispielsweise ein achteckiges Profil, auf. In Anpassung daran umfassen die Taschen vorzugsweise zwei trapezförmige, flächige Seitenteile, die an ihren der Trommellängsachse zugewandten Stirnseiten und ihren der Trommellängsachse abgewandten Stirnseiten jeweils durch bogenförmige Verbindungsteile, beispielsweise Rohrabschnittshälften, miteinander verbunden sind. Das zweite Ende der Taschen ist vorzugsweise mit einem flächigen Abdeckteil, wie einem Blechdeckel, flüssigkeitsdicht verschlossen. Hierbei handelt es sich um eine einfache und daher kostengünstige Konstruktion.The Drum preferably has a polygonal in at least one section Profile, for example, an octagonal profile on. In adaptation the pockets preferably comprise two trapezoidal, flat side panels, which at their the drum longitudinal axis facing end faces and their drum longitudinal axis opposite end faces in each case by arcuate connecting parts, For example, pipe sections halves, interconnected are. The second end of the pockets is preferably a flat Cover, such as a sheet metal lid, sealed liquid-tight. This is a simple and therefore inexpensive Construction.

Vorzugsweise weist der erfindungsgemäße Drehtrommelwärmeaustauscher eine Führungseinrichtung zum Begrenzen der Beweglichkeit der Taschen im Trommelinnenraum in Richtung der Trommellängsachse auf. Verformungen der Taschen in axialer Richtung werden hierdurch begrenzt. Die Führungseinrichtung darf jedoch die Längsausdehnbarkeit der Taschen nicht behindern. Vorzugsweise umfasst die Führungseinrichtung flächige, streifenförmige Teile, die jeweils seitlich der Seitenteile der Taschen angeordnet und an der Innenseite des Trommelmantels befestigt sind. Im Falle eines vieleckigen Trommelprofils sind die streifenförmigen Teile demnach vorzugsweise an den Innenseiten der Trommelflanken befestigt. Die Führungseinrichtung kann auch aus jeweils einteilig ausgeformten Schienen bzw. Schuhen gebildet sein, welche die in den Trommelinnenraum hineinragenden zweiten, geschlossenen Enden der Taschen umgreifen.Preferably has the rotary drum heat exchanger according to the invention a guide means for limiting the mobility the pockets in the drum interior in the direction of the drum longitudinal axis on. Deformations of the pockets in the axial direction are thereby limited. However, the guide device may have the longitudinal extensibility do not interfere with the bags. Preferably, the guide means comprises flat, strip-shaped parts, each side the side parts of the pockets are arranged and on the inside of the Drum mantle are attached. In the case of a polygonal drum profile the strip-shaped parts are therefore preferably on attached to the insides of the drum flanks. The management device can also be made of one-piece molded rails or shoes be formed, which projecting into the interior of the drum embrace the second, closed ends of the pockets.

Vorzugsweise sind die vorstehend beschriebenen einseitig befestigten Wärmeaustauschtaschen zumindest in einem ersten Trommelabschnitt, insbesondere im Eintrittsbereich des körnigen Materials in die Trommel, angeordnet. Hier ist die Längsausdehnbarkeit der Taschen besonders vorteilhaft, da im Eintrittsbereich die größten Temperaturunterschiede zwischen dem eintretenden, körnigen Material und der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbad herrschen. Die ungehinderte Ausdehnbarkeit der Taschen in ihrer Längsrichtung vermindert hier temperaturinduzierte Klemmspannungen zwischen den Taschen und dem Trommelmantel. Der erste Abschnitt kann sich beispielsweise über den ersten Meter oder die ersten Meter der Trommel erstrecken. In einem zweiten Abschnitt, beispielsweise der restlichen Trommellänge, kann die Trommel mit einer Mehrzahl von in den Trommelinnenraum ragenden, zweiten Taschen versehen sein, die, wie im Stand der Technik bekannt, als längliche Hohlkörper ausgebildet sind und mit ihren beiden Enden in Öffnungen des Mantels gesteckt und am Mantel der Trommel befestigt sind, wobei zumindest ein Ende zum Außenraum der Trommel hin geöffnet ist. Es ist demnach eine Kombination aus nur einseitig eingespannten Taschen mit beidseitig eingespannten Taschen an einer Trommel möglich. In Abschnitten mit einer zu erwartenden starken Wärmeausdehnung der Taschen und des Mantels sind vorteilhafterweise die einseitig am Mantel fixierten Taschen angeordnet und in Abschnitten mit geringeren Wärmeausdehnungen Taschen gemäß des Standes der Technik, solche, die mit beiden Enden am Mantel fixiert sind. Die an nur einem Ende in den Mantel eingespannten und am anderen Ende freien Taschen können auch über der gesamten Länge der Trommel eingebaut sein.Preferably, the above-described heat exchange pockets fastened on one side are arranged at least in a first drum section, in particular in the inlet region of the granular material into the drum. Here, the longitudinal extensibility of the pockets is particularly advantageous, since in the inlet region, the greatest temperature differences between the incoming granular material and the liquid prevail in the liquid bath. The unrestricted expansibility of the pockets in their longitudinal direction here reduces temperature-induced clamping stresses between the pockets and the drum shell. For example, the first section may extend over the first meter or meters of the drum. In a second section, for example the remaining drum length, the drum may be provided with a plurality of second pockets extending into the interior of the drum, which, as known in the art, are formed as elongate hollow bodies and with their two ends in openings of the shell inserted and attached to the jacket of the drum, wherein at least one end to the outer space of the drum is open. It is therefore a combination of only one side clamped pockets with both sides clamped pockets on a drum possible. In sections with an expected strong Wärmeausdeh tion of the pockets and the jacket are advantageously arranged on one side of the jacket fixed pockets and in sections with lower thermal expansion pockets according to the prior art, those which are fixed with both ends of the jacket. The clamped at one end in the mantle and at the other end free pockets can also be installed over the entire length of the drum.

Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigen:The Invention and further details of the invention are hereinafter based on an embodiment shown in the drawings explained in more detail. Hereby show:

1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Drehtrommelwärmeaustauscher zur Kühlung von Koks; 1 a schematic longitudinal section through a rotary drum heat exchanger for cooling coke;

2 eine perspektivische Teilansicht des Drehtrommelwärmeaustauschers von 1; 2 a partial perspective view of the rotary drum heat exchanger of 1 ;

3 einen Querschnitt durch den Drehtrommelwärmeaustauscher von 1; 3 a cross section through the rotary drum heat exchanger of 1 ;

4 einen Querschnitt durch eine Kühltasche des Drehtrommelwärmeaustauschers von 1. 4 a cross section through a cooling pocket of the rotary drum heat exchanger of 1 ,

In 1 ist ein Drehtrommelwärmeaustauscher zur Kühlung von Koks gezeigt. Dieser umfasst einen Wasserbehälter 1 und eine darin um ihre horizontal angeordnete Längsachse 3 drehbare Trommel 2. Die Trommel 2 taucht in ein in dem Wasserbehälter befindliches Wasserbad 5 ein.In 1 is shown a rotary drum heat exchanger for cooling coke. This includes a water tank 1 and one therein about its horizontally disposed longitudinal axis 3 rotatable drum 2 , The drum 2 dives into a water bath located in the water tank 5 one.

Die Trommel 2 weist einen Mantel 6 auf, der einen das Koks aufnehmenden Trommelinnenraum 7 umgibt. Die Trommel 2 umfasst einen konischen Eintrittsabschnitt 9 (Eintrittskonus), einen Mittelabschnitt 10 mit achteckigem Querschnitt (s. 2) und einen konischen Austrittsabschnitt 11 (Austrittskonus). Der zu kühlende Koks wird der Trommel 2 am Eintrittskonus 9 zugeführt und durchwandert den Mittelabschnitt 10 in Trommellängsrichtung. Über den Austrittskonus 11 verlässt der Koks den Wärmeaustauscher.The drum 2 has a coat 6 on, the one the coke receiving drum interior 7 surrounds. The drum 2 includes a conical inlet section 9 (Entrance cone), a middle section 10 with octagonal cross section (s. 2 ) and a conical exit section 11 (Outlet cone). The coke to be cooled becomes the drum 2 at the entrance cone 9 fed and traverses the middle section 10 in drum longitudinal direction. About the exit cone 11 the coke leaves the heat exchanger.

Des weiteren weist der Drehtrommelwärmeaustauscher dem Fachmann bekannte Einrichtungen zum Zuführen des Kokses in die Trommel 2, zum Abführen des Kokses aus der Trommel 2, zum Zirkulieren des Kühlwassers und zum Antreiben der Trommel 2 auf, die aus Gründen der Übersichtlichkeit jedoch nicht dargestellt sind. Am Eintrittskonus 9 und im Eintrittsbereich des Kokses in den Mittelabschnitt 10 ist der Mantel 6 der Trommel 2 an seiner Innenseite mit einer keramischen Schutzschicht versehen, die verhindert, dass der heiße Koks direkt mit dem Mantel 6 in Berührung kommt. Diese Schutzschicht ist in den Figuren ebenfalls nicht dargestellt.Furthermore, the rotary drum heat exchanger has arrangements known to the person skilled in the art for feeding the coke into the drum 2 , for discharging the coke from the drum 2 , to circulate the cooling water and to drive the drum 2 on, which are not shown for reasons of clarity. At the entrance cone 9 and in the entry region of the coke into the middle section 10 is the coat 6 the drum 2 provided on its inside with a ceramic protective layer, which prevents the hot coke directly with the mantle 6 comes into contact. This protective layer is also not shown in the figures.

Wie in den 2 bis 4 des Weiteren dargestellt, weist der Mittelabschnitt 10 der Trommel 2 eine Vielzahl von in den Trommelinnenraum 7 hineinragenden Kühltaschen 14 auf. 2 zeigt eine perspektivische Teilansicht des Mittelabschnitts 11 in einem an den Einlaufkonus 9 angrenzenden Bereich. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Mittelabschnitt entlang der in 1 gezeigten Schnittlinie A-A und 4 einen Querschnitt durch eine Kühltasche 14 entlang der in 3 eingezeichneten Schnittlinie B-B.As in the 2 to 4 further shown, the middle section 10 the drum 2 a variety of in the drum interior 7 protruding coolers 14 on. 2 shows a partial perspective view of the central portion 11 in one at the inlet cone 9 adjacent area. 3 shows a cross section through the central portion along the in 1 shown section line AA and 4 a cross section through a cooling bag 14 along the in 3 drawn section line BB.

Wie aus 2 bis 4 zu erkennen ist, sind die Kühltaschen 14 jeweils senkrecht zur Trommellängsachse 3 in Richtung der Trommellängsachse 3 hintereinander angeordnet. Sie verlaufen jeweils parallel zueinander. Jeweils ein Paar von Kühltaschen 14 sind sich gegenüberliegend angeordnet, wobei die beiden Kühltaschen 14 eines Paares gegenüber den beiden Kühltaschen 14 eines benachbarten Paares jeweils um 90° am Trommelumfang versetzt angeordnet sind. Abweichend von dieser Ausführungsform können die Taschen 14 auch schräg in den Trommelinnenraum 7 hineinragen, sodass diese nicht senkrecht zur Trommellängsachse 3 verlaufen.How out 2 to 4 it can be seen, are the coolers 14 each perpendicular to the drum longitudinal axis 3 in the direction of the drum longitudinal axis 3 arranged one behind the other. They each run parallel to each other. In each case a pair of cool bags 14 are arranged opposite each other, with the two coolers 14 a pair opposite the two cool bags 14 an adjacent pair are each offset by 90 ° on the drum circumference. Deviating from this embodiment, the pockets 14 also diagonally in the drum interior 7 protrude so that they are not perpendicular to the drum longitudinal axis 3 run.

Wie aus 2 bis 4 zu ersehen ist, ist eine Kühltasche 14 in Anpassung an den achteckigen Querschnitt der Trommel 2 jeweils aus zwei trapezförmigen flächigen Seitenteilen 15 und 16, hier Metallblechen, gebildet, die jeweils an ihren der Trommellängesachse 3 zugewanden Stirnseiten 17 und 18 und ihren der Trommellängsachse 3 abgewandten Stirnseiten 19, 20 durch ein bogenförmiges inneres Verbindungsteil 22 bzw. bogenförmiges äußeres Verbindungsteil 23, beispielsweise Rohrabschnittshälften, miteinander durch Schweißnähte verbunden sind. Hierdurch ist ein umfänglich geschlossener, rohrähnlicher, länglichen Hohlkörper mit zwei Enden 25 und 26 gebildet. Ein erstes Ende 25 der Kühltaschen 14, das in Drehrichtung der Trommel 3 weist, ist in eine Durchgangsöffnung 27 des Trommelmantels 6, die sich an einer Flanke des achteckigen Mittelabschnitts 10 befindet, gesteckt und durch umfänglich umlaufende Schweißnähte flüssigkeitsdicht mit dem Trommelmantel 6 verbunden. Das erste Ende 25 der Kühltaschen 14 ist zum Außenraum der Trommel 2 über eine mit der Bezugsziffer 28 bezeichneten Öffnung hin geöffnet. Diese Öffnung 28 entspricht dem freien Querschnitt des aus Seitenteilen 15, 16 und Verbindungsteilen 22, 23 gebildeten Hohlkörpers. Mit ihrem jeweils zweiten Ende 26 enden die Kühltaschen 14 innerhalb des Trommelinnenraums 7 mit Abstand zur der ihnen zugewandten Innenseite des Trommelmantels 6. Dieses zweite Ende 26 ist mit einem Abdeckteil 28, beispielsweise einem Bleckdeckel, flüssigkeitsdicht verschlossen. Somit sind die Kühltaschen 14 jeweils nur mit dem ersten Ende 25 am Trommelmantel 6 fixiert. Das zweite Ende 26 der Kühltaschen 14 ist frei. Durch ein Paar Laschen 32, die jeweils seitlich der Seitenteile 15 und 16 an den zweiten Enden 26 zugewandten Innenwänden des Trommelmantels 6 befestigt sind, werden die Taschen 14 in ihrer Beweglichkeit in Richtung der Längsachse 3 der Trommel 2, d. h. in axialer Richtung eingeschränkt. Damit wird verhindert, dass sich die Taschen 14 in Längsrichtung der Trommel 2 verformen. Innerhalb der Taschen 14 befinden sich zwischen den Seitenteilen 15 und 16 wirkende Stützelemente, die ein Eindrücken der Seitenteile 15 und 16 während des Betriebs der Trommel 2 verhindern. Diese sind in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt.How out 2 to 4 can be seen, is a cooler 14 in adaptation to the octagonal cross-section of the drum 2 each of two trapezoidal flat side panels 15 and 16 , here metal sheets, formed, in each case at their the Drummellängesachse 3 attached faces 17 and 18 and her the drum longitudinal axis 3 opposite end faces 19 . 20 by an arcuate inner connecting part 22 or arcuate outer connecting part 23 For example, pipe section halves are connected to each other by welds. As a result, a circumferentially closed, tube-like, elongated hollow body with two ends 25 and 26 educated. A first end 25 the cool bags 14 in the direction of rotation of the drum 3 points, is in a through hole 27 of the drum mantle 6 located on a flank of the octagonal midsection 10 is, plugged and liquid-tight by circumferentially circumferential welds with the drum shell 6 connected. The first end 25 the cool bags 14 is to the exterior of the drum 2 over one with the reference number 28 Opened designated opening. This opening 28 corresponds to the free one Cross section of side panels 15 . 16 and connecting parts 22 . 23 formed hollow body. With their respective second end 26 the cool bags end 14 inside the drum interior 7 at a distance from the inside facing the drum shell 6 , This second end 26 is with a cover 28 , For example, a Bleckdeckel, liquid-tight. Thus, the coolers are 14 only with the first end 25 on the drum shell 6 fixed. The second end 26 the cool bags 14 is free. Through a pair of straps 32 , each side of the side panels 15 and 16 at the second ends 26 facing inner walls of the drum shell 6 are attached, the bags are 14 in their mobility in the direction of the longitudinal axis 3 the drum 2 , ie restricted in the axial direction. This will prevent the pockets 14 in the longitudinal direction of the drum 2 deform. Inside the bags 14 are located between the side panels 15 and 16 acting support elements, the impressions of the side parts 15 and 16 during operation of the drum 2 prevent. These are not shown in the drawing.

Bewegt sich die Trommel 2 im Betrieb durch das Wasserbad 5, so gelangt durch die in Drehrichtung der Trommel 2 weisenden Öffnungen 28 Wasser in die Kühltascheninnenräume 31. Der in den Trommelinnenräumen 7 befindliche Koks wird im indirekten Wärmeaustausch mit dem in den Kühltaschen 14 befindlichen Wasser gekühlt. Nach weiterem Drehen der Trommel 2 und Verlassen des Wasserbads 5 der jeweiligen Öffnung 28 fließt das Wasser über die Öffnungen 28 aus den Kühltaschen 14 wieder heraus.Moves the drum 2 in operation through the water bath 5 , passes through the direction of rotation of the drum 2 pointing openings 28 Water in the cooler bag interiors 31 , The one in the drum interior 7 located coke is in indirect heat exchange with that in the coolers 14 cooled water. After further turning the drum 2 and leaving the water bath 5 the respective opening 28 the water flows over the openings 28 from the coolers 14 out again.

Infolge der hohen Temperaturunterschiede zwischen dem heißen Koks mit etwa 1200°C–1400°C und dem Wasser mit etwa 60°C sowie der Drehung der Trommel 2 sind der Trommelmantel 6 und die Kühltaschen 14 ständig hohen Temperaturwechseln insbesondere im Eintrittsbereich des Kokses in den Mittelabschnitt 10 der Trommel 2 ausgesetzt. Die Temperaturwechsel führen zu sich ständig verändernden Wärmeausdehnungen der Kühltaschen 14. Aufgrund der nur einseitigen Fixierung der Kühltaschen 14 am Mantel können sich die Kühltaschen 14 in ihrer Längsrichtung, d. h. in einer Richtung quer zur Längsachse 3 der Trommel 2, wie eine freie Kühlrippe ausdehnen. Damit werden temperaturinduzierte Klemmspannungen an den Kühltaschen 14 und dem Trommelmantel 6, die bei der im Stand der Technik bekannten zweiseitigen Fixierung der Kühltaschen auftreten, verhindert. Der Trommelinnenraum 7 und der Kühltascheninnenraum 31 bleiben flüssigkeitsdicht gegeneinander abgedichtet. Der Abstand zwischen dem zweiten, freien Ende 26 der Kühltaschen 14 und der zugewandten Innenseite des Trommelmantels 6 ist entsprechend den maximal zu erwartenden Wärmeausdehnungen der Kühltaschen 14 dimensioniert. Das zweite Ende 26 der Kühltaschen 14 soll während des Betriebs der Trommel 2 nicht gegen den Mantel 6 der Trommel 2 drücken. Die seitlichen Laschen 32 und 33 behindern die Längsausdehnung der Kühltaschen 14 nicht.Due to the high temperature differences between the hot coke at about 1200 ° C-1400 ° C and the water at about 60 ° C and the rotation of the drum 2 are the drum shell 6 and the coolers 14 constantly high temperature changes, especially in the inlet region of the coke in the middle section 10 the drum 2 exposed. The temperature changes lead to ever-changing thermal expansion of the coolers 14 , Due to the only one-sided fixation of the cool bags 14 on the coat, the cool bags can 14 in their longitudinal direction, ie in a direction transverse to the longitudinal axis 3 the drum 2 How to extend a free fin. This causes temperature-induced clamping stresses on the cooling pockets 14 and the drum shell 6 , which occur in the known in the prior art two-sided fixation of the cooling pockets prevented. The drum interior 7 and the cooler bag interior 31 remain liquid-tightly sealed against each other. The distance between the second, free end 26 the cool bags 14 and the facing inside of the drum shell 6 is according to the maximum expected thermal expansion of the coolers 14 dimensioned. The second end 26 the cool bags 14 should during the operation of the drum 2 not against the coat 6 the drum 2 to press. The side tabs 32 and 33 hinder the longitudinal extent of the cooling pockets 14 Not.

Der Mittelabschnitt 10 der Trommel 2 kann ausschließlich einseitig eingespannte Kühltaschen 14 aufweisen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, nur im Eintrittsbereich des Kokses in den Mittelabschnitt 10, beispielsweise entlang der ersten ein oder zwei Meter des Mittelabschnitts 10, wo hohe Temperaturunterschiede zwischen Koks und Wasser herrschen, einseitig eingespannte Kühltaschen 14 vorzusehen und im übrigen Mittelabschnitt 10 an beiden Enden in Öffnungen des Mantels 6 gesteckte und am Mantel 6 fixierte Kühltaschen nach dem Stand der Technik vorzusehen.The middle section 10 the drum 2 Can only use coolers that are clamped on one side 14 exhibit. However, there is also the possibility only in the entry area of the coke in the middle section 10 for example, along the first one or two meters of the central section 10 , where high temperature differences between coke and water prevail, one-sided clamped coolers 14 and in the middle section 10 at both ends in openings of the shell 6 pinned and on the coat 6 provide fixed cooling bags according to the prior art.

Abweichend von der in 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform können die Kühltaschen 14 entlang der Längsachse 3 der Trommel 2 unterschiedlich groß dimensioniert sein. Beispielsweise kann der Abstand der Seitenteile 15 und 16 vom Eintritt des Mittelabschnitts 10 zum Austritt des Mittelabschnitts 10 hin abnehmen. Bezugszeichenliste 1 Wasserbehälter 2 Trommel 3 Längsachse 5 Wasserbad 6 Mantel 7 Trommelinnenraum 9 Eintrittskonus 10 Mittelabschnitt 11 Austrittskonus 14 Kühltasche 15, 16 Seitenteil v. Kühltasche 17, 18 Stirnseite v. Seitenteil (Längsachse zugewandt) 19, 20 Stirnseite v. Seitenteil (Längsachse abgewandt) 22 inneres Verbindungsteil 23 äußeres Verbindungsteil 25 erstes, offenes Ende v. Kühltasche 26 zweites, geschlossenes Ende v. Kühltasche 27 Durchgangsöffnung in Mantel 28 Öffnung 29 Abdeckteil 31 Kühltascheninnenraum 32, 33 Laschen Notwithstanding the in 1 to 4 illustrated embodiment, the cooling pockets 14 along the longitudinal axis 3 the drum 2 be sized differently. For example, the distance of the side parts 15 and 16 from the entrance of the middle section 10 to exit the middle section 10 decrease. LIST OF REFERENCE NUMBERS 1 water tank 2 drum 3 longitudinal axis 5 water bath 6 coat 7 Drum interior 9 inlet cone 10 midsection 11 exit cone 14 cool bag 15 . 16 Side panel v. cool bag 17 . 18 Front side v. Side part (facing the longitudinal axis) 19 . 20 Front side v. Side part (longitudinal axis averted) 22 inner connection part 23 outer connection part 25 first, open end v. cool bag 26 second, closed end v. cool bag 27 Through opening in jacket 28 opening 29 cover 31 Cooler bag interior 32 . 33 tabs

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 3128582 A1 [0003, 0003]
- DE 2315024 C3 [0005]
- DE 7924180 U1 [0006]

Claims

Rotary drum heat exchanger, in particular Kokkühler, with a in a liquid bath ( 5 ) immersing and granular material receiving and passing, rotatable drum ( 2 ), with a plurality of in the interior ( 7 ) of the drum ( 2 ) extending and designed as elongated hollow body heat exchange pockets ( 14 ) which faces the exterior of the drum ( 2 ), characterized in that the pockets ( 14 ) with a first, to the outer space of the drum ( 2 ) open end ( 25 ) on the jacket ( 6 ) of the drum ( 2 ) are mounted, extendable in their longitudinal direction in the drum interior ( 7 ) and with its second end ( 26 ), which is closed, at a distance from the drum shell ( 6 ) inside the drum interior ( 7 ) end up.

Rotary drum heat exchanger according to claim 1, characterized in that the pockets ( 14 ) in their longitudinal direction at least up to the level of the drum longitudinal axis ( 3 ) in the drum interior ( 7 ).

Rotary drum heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that the pockets ( 14 ) to a minimum distance between the second, closed end ( 26 ) of the bags ( 14 ) and the second end ( 26 ) opposite the inside of the drum shell ( 6 ) into the drum interior ( 31 ), wherein the minimum distance is determined such that by the thermal expansion of the pockets ( 14 ) in its longitudinal direction during operation of the drum ( 2 ) the second end ( 26 ) of the bags ( 14 ) not against the drum shell ( 6 ) presses.

Rotary drum heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the second end of the pockets ( 14 ) with a flat cover ( 29 ) is sealed liquid-tight.

Rotary drum heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the pockets ( 14 ) in its longitudinal direction perpendicular to the drum longitudinal axis ( 3 ).

Rotary drum heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the drum ( 2 ) at least in one section ( 10 ) has a polygonal profile, in particular octagonal profile, and the pockets ( 14 ) two trapezoidal, flat side parts ( 15 . 16 ), which at their the drum longitudinal axis ( 3 ) facing end faces ( 17 . 18 ) and its the drum longitudinal axis ( 3 ) facing away from end faces ( 19 . 20 ) in each case by arcuate connecting parts ( 22 . 23 ), in particular tube halves ( 22 . 23 ) are interconnected.

Rotary drum heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized by a guide device ( 32 . 33 ) for limiting the mobility of the pockets ( 14 ) in the drum interior ( 7 ) in the direction of the drum longitudinal axis ( 3 ).

Rotary drum heat exchanger according to claim 7, characterized in that the guide device ( 32 . 33 ) flat, strip-shaped parts ( 32 . 33 ), each side of the side parts ( 15 . 16 ) of the bags ( 14 ) and on the inside of the drum shell ( 6 ) are attached.

Rotary drum heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the pockets ( 14 ) according to one of the preceding claims at least in a first drum portion, in particular in the inlet region of the granular material into the drum ( 2 ) are arranged.

Rotary drum heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the drum ( 2 ) in a second drum portion with a plurality of in the drum interior ( 7 ), which are formed as elongated hollow bodies and are fastened with their two ends on the jacket of the drum, wherein at least one end to the outer space of the drum ( 2 ) is open.