DE1576870A1 - Gas chimney - Google Patents

Gas chimney

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DE1576870A1
DE1576870A1 DE19671576870 DE1576870A DE1576870A1 DE 1576870 A1 DE1576870 A1 DE 1576870A1 DE 19671576870 DE19671576870 DE 19671576870 DE 1576870 A DE1576870 A DE 1576870A DE 1576870 A1 DE1576870 A1 DE 1576870A1
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DE
Germany
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jacket
gas cooling
tubes
boiler tubes
plan
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Application number
DE19671576870
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German (de)
Inventor
Joachim Kuemmel
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Oschatz GmbH
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Oschatz GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1869Hot gas water tube boilers not provided for in F22B1/1807 - F22B1/1861

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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

"Gas-KÜhikamin" Die Erfindung bezieht sich auf Gas-KÜhlkamine oder Abhitzekessel, wie sie beispielsweise für Konverterabgase, hinter Kohlevergasungseinrichtungen und in anderen Berei-chen der Technik umfangreich bekannt sind: Insbesondere sind Gas-KÜhlkamine bekannt mit nebeneinander angeordneten, einen im wesentlichen geschlossenen Mantel aus vertikalen Rohren aufspannenden Kesselrohren, die zumeist. zusätzlich eine isolierende Ummantelung aufweisen. Bei den bekannten Ausführungsformen derartiger Gas-KÜhlkamine sind die genannten Kesselrohre als Steigrohre geschaltet, sie sind da- zu mit entsprechenden Verteilern bzw. Sammlern verbunden. Die .Fallrohre sind als besondere Rohranordnungen außerhalb dieses Mantels vorgesehen. Das ist aufwendig in Bezug auf Fertigung und Montage.- Wie die Erfindung erkannt hat aus wärmeaustauschtechnischen Gründen häufig nicht erforderlich, wenn es sich um Probleme der Abhitzeverwertung handelt.-Die bekannten Gaskühlkamine der beschriebenen Art haben rechteckigen oder im wesentlichen runden bis ovalen Grundri8. Ist ein im wesentlichen runder Grundriß verwirklicht, so treten besondere Probleme auf, wenn der Gas Kühlkamin zusätzlich mit Berührungsheizflächen ausgestattet werden soll. Um der kreisrunden Form gerecht zu werden, ist es in diesem Falle erforderlich, die Berührungsheizflächen aus Rohrspiralen oder radial ausgerichteten Fahnenheizflächen vorzunehmen. Das bringt in fertigungstechnischer Hinsicht erhebliche Schwierigkeiten. Arbeitet man mit rechteckigen Grundrissen, so mu8-zumindest bei hohen Gasdrücken dieser Gas-KÜhlkamin noch in einen runden Druckmantel eingebaut werden, da anders durch Verpuffungen oder dergleichen erhebliche Schäden auftreten können."Gas KÜhikamin" The invention relates to gas cooling chimneys or waste heat boilers, as they are extensively known, for example, for converter exhaust gases, behind coal gasification devices and in other areas of technology : In particular , gas cooling chimneys are known with side-by-side , essentially closed ones Shell of vertical tubes spanning boiler tubes, mostly. additionally have an insulating sheath . In the known embodiments of such gas cooling chimneys , the boiler tubes mentioned are connected as riser tubes; for this purpose they are connected to corresponding distributors or collectors . The downpipes are provided as special pipe arrangements outside this jacket. This is complex in terms of production and assembly. As the invention has recognized, for heat exchange reasons, it is often not necessary when it comes to problems of waste heat recovery. The known gas cooling chimneys of the type described have rectangular or substantially round to oval Grundri8. If a substantially round plan is realized, then particular problems arise if the gas cooling chimney is to be additionally equipped with contact heating surfaces. In order to do justice to the circular shape , it is necessary in this case to make the contact heating surfaces from tubular spirals or radially aligned flag heating surfaces. This brings with it considerable difficulties in terms of production technology. When working with a rectangular ground plan, so MU8 at least be installed at high gas pressures of these gas-cooling chimney still in a round pressure jacket, as may otherwise occur due to deflagration or the like, considerable damage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, wie ein Gas Kühl-kamin derbesehriebenen Art in Bezug auf Anordnung und Schaltung der Kesselrohre vereinfacht werden kann. Die Erfindung betrifft eine n Gas-Kühlkamin mit nebeneinander angeordneten, einen im wesentlichen geschlossenen Mantel aus vertikalen Rohren (dicht an dicht geschweißte Rohre, Rohrwände aus Flossenrohren, Membranwände oder Skincasing-Bauweise) aufspannenden Kesselrohren. Die Erfindung besteht hauptsächlich darin, daB im Grundriß ein Mantelabschnitt oder mehrere Mantelabschnitte Abkleidungen aus temperaturbeständigem Material (je nach Temperatur Blech oder feuer- feste Keramik) aufweisen und die entsprechenden Keseelrohre als Fallrohre geschaltet sind. Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft Gas-Kühlkamine der beschriebenen Gestaltung, bei de-nen der Mantel im wesentlichen kreiszylindrisch aufgebaut ist. Hier wird nach der Lehre der Erfindung ein Mantelseg- ment oder werden mehrere Mantelsegmente, vorzugsweise zwei einander gegenüberliegende Mantelsegmente mit der Abkleidung aus temperaturbeständigem Material versehen und die zugeordneten Kesselrohre als Fallrohre geschaltet.- Arbeitet man in der beschriebenen Weise, so wird man die Fallrohre bzw. die Steigrohre in üblicher Weise an Sammler bzw. Verteiler anschließen. Bei der Ausführungsform mit kreisformigem Grundriß kann es sich dabei um Ringrohre handeln, welche die Sammler bzw. Verteiler bilden. Besonders einfach wird die Gestaltung eines erfindungsgemäßen Gas-Kühlkamins in der Ausführungsform mit im wesentlichen kreisförmigem Grundriß angeordneten Kesselrohren, wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung, wegen der Einfachheit besondere Bedeutung zukommt, die Anordnung so getroffen wird, daß die den kreiszylindrischen Mantel bildenden Kesselrohre an an sich bekannte Ringrohre angeschlossen und diese durch eingeschweißte Bleche oder dergleichen in Fallrohrverteiler mit Wasserzuflüssen und Dampfsammlern mit Überstromrohren bzw. Fallrohrsammler und Dampfverteiler mit entsprechenden Zu-und Ableitungen aufgeteilt sind.The invention is based on the object of how a gas cooling chimney of the type described can be simplified with regard to the arrangement and connection of the boiler tubes. The invention relates to a gas cooling chimney with juxtaposed boiler tubes spanning an essentially closed jacket made of vertical tubes ( tubes welded close together, tube walls made of fin tubes, membrane walls or skincasing construction). The invention is primarily DAB and have, in plan, a jacket portion or more cover portions Abkleidungen made of heat resistant material (depending on the temperature of sheet metal or fire-resistant ceramic), the corresponding Keseelrohre are connected as downcomers. A preferred embodiment relates to gas cooling chimneys of the design described, in which the jacket is constructed essentially as a circular cylinder. Here, according to the teaching of the invention, a jacket segment or several jacket segments, preferably two opposite jacket segments, are provided with the lining made of temperature-resistant material and the associated boiler tubes are switched as downpipes Connect the riser pipes to collectors or distributors in the usual way. In the case of the embodiment with a circular plan, it can be a matter of annular tubes which form the collectors or distributors. The design of a gas cooling chimney according to the invention in the embodiment with a substantially circular plan is arranged boiler tubes if, according to a further proposal of the invention, because of the simplicity, the arrangement is made so that the boiler tubes forming the circular cylindrical jacket Annular pipes known per se are connected and these are divided by welded metal sheets or the like into downpipe distributors with water inflows and steam collectors with overflow pipes or downpipe collectors and steam distributors with corresponding supply and discharge lines.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind zunächst darin zu sehen, daß bei dem erfindungsgemäßen Gas-Kühlkamin besondere, außerhalb des Mantels aus Kesselrohren angeordnete Fallrohre nicht mehr erforderlich sind. Arbeitet man mit Kesselrohren, die dicht an dicht aneinander angeschlossen und zu einem selbsttragenden Mantel zusammengeschweißt sind, so erreicht man durch die Lehre der Erfindung eine beEchtliehe statische Verbesserung, wenn es sich um Gas-Kühlkamine für hohe und sehr hohe Temperaturen handelt. Infolge der Abkleidung und der Schaltung als Fallrohr können hier nämlich die abgekleideten Mantelabschnitte, die als Fallrohre geschaltet sind, gleichsam als Stützen aufgefaßt werden, da ihre Festigkeit oder Stabilität infolge der niedrigen Temperaturen beachtlich höher liegt als die der übrigen Mantelabschnitte. In diesen und in anderen Fällen liegen unterschiedliche Wärmeaufnahmen in den einzelnen Mantelabschnitten bzw. Kesselrohren in beherrschbaren Grenzen. Unzulässig hohe Temperaturschieflagen und Instabilitäten sind mit Sicherheit durch bekannte Methoden vermeidbar, so durch Zwischenkühler, ausreichende Umlaufzahlen und dergleichen. Ein besonderer Vorteil besteht fernerhin darin, daß sich bei der Ausführungsform von erfindungsgemäßen Gas-KÜhlkanälen mit zusätzlichen Berührungsheizflächen diese in einfacher Weise anordnen lassen, und zwar dadurch, daß die Berührungsheizflächen im GrundriB den Raum zwischen den zu diesem Zwecke mit gerader Begrenzung ausgeführten Abkleidungen der als Fallrohre geschalteten Kesselrohre ausführbar - und dazu z.B. in Form von Rohrschlangen ausgeführt sind.The advantages achieved by the invention are initially to be found therein see that in the gas cooling chimney according to the invention special, outside of the jacket Downpipes arranged from boiler tubes are no longer required. One works with boiler tubes that are tightly connected to one another and become a self-supporting Sheath are welded together, the teaching of the invention achieves a There is a real static improvement when it comes to gas cooling fireplaces for high and very high temperatures. As a result of the cladding and the circuit as a downpipe can here namely the lined jacket sections, which are used as downpipes are connected, are understood as supports, as it were, because their strength or Stability due to the low temperatures is considerably higher than that of the remaining jacket sections. In these and in other cases there are different Heat absorption in the individual jacket sections or boiler tubes in manageable Limits. Inadmissibly high temperature imbalances and instabilities are certain avoidable by known methods, such as intercoolers, sufficient circulation rates and the same. Another particular advantage is that the Embodiment of gas cooling channels according to the invention with additional contact heating surfaces let these be arranged in a simple manner, in that the contact heating surfaces In the plan, the space between the straight boundaries designed for this purpose Coverings of the boiler pipes connected as downpipes can be carried out - and for this, e.g. are designed in the form of pipe coils.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden schematischen Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gas-Kühlkamin, Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1, Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt B aus dem Gegenstand nach Fig. 2.In the following the invention is based on only one embodiment illustrative schematic drawing explained in more detail; They show: FIG. 1 a vertical section through a gas cooling chimney according to the invention, FIG. 2 a Section in direction A-A through the object of Fig. 1, Fig. 3 an enlarged section B from the object according to FIG. 2.

Der in den Figuren dargestellte Gas-Kühlkamin besitzt einen im wesentlichen geschlossenen Mantel 1 aus nebeneinander angeordneten vertikalen Kesselrohren. Im Ausführungsbeispiel aber nicht beschränkend besitzt dieser Mantel 1 im wesentlichen kreisförmigen Grundriß oder kreiszylindrische Gestalt. Dabei sind im Grundriß zwei gegenüberliegende Mantelabschnitte 2, 3ä mit Abkleidungen 4 aus temperaturbeständigem Material versehen. Diese Abkleidungen 9 können aus feuerfester Keramik oder bei niedrigen Temperaturen auch aus Blech bestehen. Die entsprechenden Kesselrohre 8 sind als Fallrohre 5 geschaltet. Sie sind dazu an entsprechende Sammler oder Verteiler angeschlossen. Es kann sich dabei um separate Sammler bzw. Verteiler für die Steigrohre 6 einerseits und für die Fallrohre 5 andererseits handeln. Von besonderer Bedeutung ist die Ausführungsform nach Fig. 2, bei der die den kreiszylindrischen Mantel 1 bildenden Kesselrohre an an sich bekannte Ringrohre 7, 8 angeschlossen und diese durch eingeschweißte Bleche 9 oderdergleichen in Fallrohrverteiler 14 mit Wasserzuflüssen 11 und Dampfsammler 12 mit Überetromrohren bzw. Fallrohrsammler und Dampfverteiler mit entsprechenden Zu- und Ableitungen 13 aufgeteilt sind. Zusätzliche Berührungsheizflächen 14(Als Vorwärmer, Verdampfer oder Überhitaer)sind vorgesehen: Die Berührungsheizflächen 14 füllen im arundriß den Raum zwischen den mit gerader Begrenzung ausgeführten Abkleidungen 4 der als Fallrohre 5 geschalteten Kesselrohre aus. Sie sind im übrigen in Form klassischer Rohrsohlahgen ausgeführt, was wesentlich einfacher ist, als eine Ausführungsform, die dem kreisrunden Mantelgrundriß angepaßt ist und bei der also mit Rohrspiralen oder radial ausgerichteten Fahnenheizflächen gearbeitet werden müßte. Da infolge der Abkleidung die dort hintaiiegenden Fallrohre 5 praktisch nicht beheizt sind, können diese daher als Fallrohre geschaltet werden. Die Kesselrohre selbst sind dicht an dicht aneinander engeschlossen und zu einem selbsttragenden Mantel zusammengeschweißt. Das ist jedoch kein zwingendes Merkmal. Man kann auch mit hängenden Rohren, mit Flossenrohren, Membranwänden oder dergleichen arbeiten. Sind die Berührungsheizflächen als Verdampfersysterp geschaltet, so können sie direkt an die gerannten Sammler 12 angeschlossen werden, andernfalls wird man für die Berührungsheizflächen besondere Sammler'bzw. Verteiler vorsehen.The gas cooling chimney shown in the figures has an essentially closed jacket 1 made up of vertical boiler tubes arranged next to one another. In the exemplary embodiment, but not by way of limitation, this jacket 1 has an essentially circular plan or circular cylindrical shape. Two opposite jacket sections 2, 3a are provided with linings 4 made of temperature-resistant material in plan. These linings 9 can consist of refractory ceramic or, at low temperatures, also of sheet metal. The corresponding boiler tubes 8 are connected as downpipes 5. For this purpose, they are connected to appropriate collectors or distributors. These can be separate collectors or distributors for the riser pipes 6 on the one hand and for the downpipes 5 on the other hand. Of particular importance is the embodiment according to Fig. 2, in which the boiler tubes forming the circular cylindrical jacket 1 are connected to known ring tubes 7, 8 and these are connected by welded metal sheets 9 or the like in downpipe distributors 14 with water inflows 11 and steam collectors 12 with overetrom pipes or downpipe collectors and steam distributors with corresponding supply and discharge lines 13 are divided. Additional contact heating surfaces 14 (as a preheater, evaporator or superheater) are provided: The contact heating surfaces 14 fill in the outline the space between the straight- border linings 4 of the boiler tubes connected as downpipes 5 . They are performed for the rest in the form of classic Rohrsohlahgen, which is much simpler, as an embodiment, which is adapted to the circular Mantelgrundriß and would have to be worked in the so with pipe spirals or radially aligned Fahnenheizflächen. Since the downpipes 5 behind there are practically not heated as a result of the cladding, they can therefore be switched as downpipes. The boiler tubes themselves are tightly packed together and welded together to form a self-supporting jacket. However, this is not a mandatory feature. You can also work with hanging tubes, fin tubes, membrane walls or the like. If the contact heating surfaces are connected as an evaporator system, they can be connected directly to the running collectors 12; otherwise, special collectors or collectors are required for the contact heating surfaces. Provide a distributor.

Claims (3)

A n s p r ü c h e (D Gas-Kühlkamin mit nebeneinander angeordneten, einen geschlossenen Mantel aus vertikalen Rohren aufspannenden Kesselrohren, dadurch gekennzeichnet, daß im Grundriß ein Mantelabschnitt oder mehrere Mantelabschnitte (2, 3) Abkleidungen (4) aus temperaturbeständigem Material aufweisen und die hinter den Abkleidungen (4) liegenden Rohre als Fallrohre (5) geschaltet sind. A n s p r ü c h e (D Gas cooling chimney with side by side, boiler tubes spanning a closed jacket of vertical tubes, thereby characterized in that one jacket section or several jacket sections in plan (2, 3) have linings (4) made of temperature-resistant material and the behind the linings (4) lying pipes are connected as downpipes (5). 2. Gas-Kühlkamin nach Anspruch 1 in der Ausführungsform mit kreisförmigem Grundriß, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelabschnitte (2, 3) als Segmente ausgeführt sind. 2. Gas cooling chimney according to claim 1 in the embodiment with a circular plan, characterized in that that the jacket sections (2, 3) are designed as segments. 3. Gas-Kühlkamin nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Mantel (1) mit kreisförmigem Grundriß bildenden Kesselrohre an an sich bekannte Ringrohre (7,8) angeschlossen und diese durch eingeschweißte Bleche (9) oder dergleichen in Fallrohrverteiler (10) mit Wasserzuflüssen (11) und Dampfsammlern (12) mit Überstromrohren bzw. Fallrohrsammler und Dampfverteiler mit entsprechenden Zu- und Ableitungen (13) aufgeteilt sind. Gas-Kühlkamin nach den Ansprüchen 1 - 3 mit zusätzlichen Berührungsheizflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsheizflächen (14) im Grundriƒ den Raum zwischen den mit gerader Begrenzung ausgeführten Abkleidungen (4) der als Fallrohre (5) geschalteten Kesselrohre ausfüllen und dazu z.B. in Form von Rohrschlangen geführt sind. 5. Gas-Kühlkamin nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kesselrohre (5,6) dicht an dicht aneinander angeschlossen und zu einem selbsttrage"den Mantel (1) zusammengeschweißt sind.3. Gas chimney according to Claim 2, characterized in that the jacket (1) with a circular plan forming boiler tubes connected to known ring tubes (7,8) and these through welded metal sheets (9) or the like in downpipe manifolds (10) with water inflows (11) and steam collectors (12) with overflow pipes or downpipe collector and steam distributor are divided with corresponding inlets and outlets (13). Gas cooling chimney according to claims 1 - 3 with additional contact heating surfaces, characterized in that that the contact heating surfaces (14) in plan the space between the with linings (4) running as downpipes (5) Fill in the boiler tubes and for this purpose are guided e.g. in the form of pipe coils. 5. Gas cooling chimney according to Claims 1 - 4, characterized in that the boiler tubes (5,6) closely connected to one another and to form a self-supporting "coat (1) are welded together.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2449845A1 (en) * 1979-02-23 1980-09-19 Creusot Loire Boiler for recovering heat from waste furnace gas - comprises parallel helical tubes joining distribution and collector manifolds heated by gas filled ducts

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2449845A1 (en) * 1979-02-23 1980-09-19 Creusot Loire Boiler for recovering heat from waste furnace gas - comprises parallel helical tubes joining distribution and collector manifolds heated by gas filled ducts

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