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" Wärmetauscher-Schornstein °' Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher-Schornstein,
der die fühlbare Wärme aus dem Rauchgas von Feuerungsanlagen über eine "lUärmetauscherwand't
gleichzeitig in Luft (Luftvarwärmung) und Dampf/ Wasser (Kessel) überträgt.
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Der Wärmetauscher-Schornstein hat die Aufgabe, die heute noch allgemein
übliche-Trennung von Kessel und Schornstein zu vermeiden. Darüber hinaus soll für
Feuerungsanlagen, die mit geringwertigen Brennstoffen eine hohe Verbrennungstemperatur
erreichen müssen, wie z.B. "Hochtemperatur-Müllverbrennung mit flüssigem Schlackenabzug
die erforderliche hohe Vorwärmung der Verbrennungsluft tirirtschaftlich, d.h. mit
geringen Zug - und Wärmeverlusten -erzeugt werden.
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Drittens soll die Hochtemperatur-Korosion an den Siederohren bei Müllverbrennungen,
die mit steigendem Kunststoffanteil im Müll wächst, vermieden werden.
| die |
| Es sind zwar Wärmetauscher-Schornsteine bekannt, die fühlbare
Wärme der |
Rauchgase zur Luftvorwärmung ausnutzen, z.8. deutsches Patent Nr. 906 603 Klasse
24 K, Gruppe 401, franz. Patent Nr. 706 478, belg. Patent fNr. 565 015. Außerdem
sind Wärmetauscher-Schornsteine bekannt, bei denen die fühlbare Wärme der Rauchgase
in Siederohren im Dampf/Warmwasser übertragen wird, z.B. deutsche Auslegeschriften
Nr. 1136 723 und 1179 572.
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Sei diesen Wärmetauscher-Schornsteinen wird entweder nur Luft vorgewärmt,
oder Dampf/Wärmwasser erzeugt. Außerdem sind die Siederohre gegen Hochtemperatur-Korosion
ungeschützt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die fühlbare Wärme der Rauchgase
von Feuerungsanlagen in einem Wärmetauscher--Schornstet so zu übertragen, daß die
Wärme gleichzeitig zur Luftvorwärmung und Dampf/Warmwassererzeugung benutzt
wird. Dabei sollen die Siederohre vor Hochtemperatur-Korosion geschützt werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgem39 dedurch gelü$tj, daß
die Hauchgase. durch einen Schornstein geleitet werden, dessen Wand au-s
feuerfestem Material von guter Wärmeleitfähigkeit besteht e'Närmetauscherwand").
Diese "Wärmetauscherwand" kann aus -einem Stück gegossen oder aus einzelnen Segmenten
gemauert werden-.
Die "Siederohre" werden ins Innere der "Wärmetauscherwand"
gelegt, wo sie außer zur Dampferzeugung, auch als tragendes Element für die Wärmetauscherwand
dienen. Gleichzeitig sind sie so vor einem korosiven Angriff durch die Rauchgase
geschützt.
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Um diesen inneren Schornstein wird ein zweiter äußerer Schornstein
üblicher Bauart gebaut. Der Zug, zwischen deal äußeren und inneren Schornstein dient
als Luftzuführungskanal. Die Luft, die an der Wärmetauscherwand im Gegenstrom zum
Rauchgas entlangstreicht, wird durch Berührung, Konvektion und Strahlung erwärmt.
Der Abstand und die Größs der Siederohre sowie die temperatur des Wasser/Dampfgemisches
in den Kesselrohren bestimmen dabei den. Anteil dHr Wärme, die in Dampf/Warm-Wasser
und in Luftvorwärmung übergeht.
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Das System kann durch einen weiteren Schornsteinumbau so erweitert
werden, daß z.B. ein evtl. Zulüfter an geeigneter Stelle angebracht werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel Modell B, mit 2 Zügen ist in Zeichnung 2 dargestellt.
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Hierbei sind außer den schon vorgenannten Siederuhren auch noch Druckrohre
für Lufterhitzung angedeutet.
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Sie sollen im Bedarfsfall heiße Luft höheren Drucks für eine Heißluftturbine
erzeugen.
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In Zeichnung 3 ist ein Ausführungsbeispiel Modell C, mit 3 Zügen dargestellt.
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Zeichung 4 stellt ein Segment der Wärmetauscher-Wand mit Siederohren
in 3 Ansichten dar.
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Zeichnung 5, 6, 7, 8 und 9 stellen einen Wärmetauscher-Schornstein
mit
allen Einzelheiten dar.
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Die Positionen Nr. 25 bis 48 bedeuten hierbei:
Pos. 25 Rauchgasyentilator
Dieser dient zum Absaugen der Rauchgase.
Pos. 26 Kühlluft-Ansaunrohre
Da der Rauchgasventilator
(Pos. 25) im ca. 200°C heißen Rauchgasstrom
liegt, muß er gekühlt werden. Dazu dienen diese Rohre, die gleichzeitig
zur
Befestigung des Rauchgasventilator
benutzt werden.
| Pos. 27 E- Filter-Sprühdrahtaufhänguna |
| Pos. 28 Isolator |
| Pos. 29 Hammerwerk o. Schwingungsgenerator |
| Pos. 30 Befestiounqskonstruktion f.d.Niederachlaoselektroden |
| Pos. 31 " " " Prallteller |
| Pos. 32 E- Filter untere Befestigung der 9bründrähte |
| Pos. 33 Niederschlagselektroden |
| Pos. 34 Flugaschensammeltrichter |
| Pos. 35 " " Flugaschenabführrohre |
Die Flugasche wird, nachdem sie sich im Trichter (Pos. 34) gesammelt hat, durch
die Schwerkraft und durch Injektorwirkung der an den Flugaschenabführrohren vorbeistreichenden
Zuluft in den Zuluftkanal befördert. Der weitere Transport Wird von der Zuluft übernommen.
Pos. 3ö Flugaschensammeltrichter
(Pos. 34) in der Draufsicht. -
Pos. 37 Wärmetauscher-Wände. Pos. 38 Kühlrohre
Pos.
"39 Kühlwasserzulauf f. Pos. 40
Pos. 40 Sauerstoffzuleitung
Sie
dient in Verbindung mit Pos. 41 zur Rauchgasneutralisation, d.h. bei Überschuß
von Unverbranntem (CO) wird Sauerstoff hinzugegeben, bei Uberecnuß von 01 Cas bzw.
Ö1.
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Dabei wird ein Luftüberschuß von n = 1,2 angestrebt.
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Darüber hinaus kann der Wärmetauscher-Schornstein zur schnelleren
Inbetriebnahme der Anlage
mit Hilfe dieser Kombination
vorgeheizt
werden.
Pos. 41 Gas- bzW. Ülbrenner (s.Pos.
40)
Pos. 42 Verteilerblech
Es
bewirkt eine größere Streuung der eintretenden Zuluft.
| Pos. 43 Zulüfter |
| Pos. 44 Zuluftkanal, gleichzeitig Wärmetauscher-Flächen |
| Pos. 45 Rauchgaskanal, |
| Pos. 46 Zyklon-Filter |
Durch seitliche, tangentiele Einmündung in
den Wärmetauscher-Schornstein
mit gleichzeitiger Querschnittserweiterung
wird eine Ausfilterung der
Flugaschen
infilge
der Zentrifugalkraft in den Sammeltrichter erreicht.
Pos. 47
Flugaschen-Sammeltrichter
Pos. 48 Flugaschenmahl-
und Abführeinricrtung
Die sich sammelnde"Flugasche wird
gemahlen und
mittels Druckluft in
die
Schmelzkammer zurückgeführt. Fällt die Flugasche als flüssige Schmelze
an, so wird
sie direkt einer Nutzung zugeführt.
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Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht innbesondere
darin, daß
unter Einsparung des sonst notwendigen Kessele einachl.Luftvorwärmer
die
fühlbare Wärme der Rauchgase im sowieso erforderlichen Schornstein
ausge-
tauscht wird.
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Durch die besondere Bauart des Wärmetauscher Schornsteins
werden hierbei
im Betrieb ständig Einsparungen durch geringere Zugverluste erzielt.
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Firn weitererVorteil ist der Schutz qeoen riochtenperatur-Korosionen.