DE2403741C2 - Anlage zur Not-Versorgung von Schachtöfen, insbesondere Hochöfen, mit Kühlwasser - Google Patents
Anlage zur Not-Versorgung von Schachtöfen, insbesondere Hochöfen, mit KühlwasserInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Notkühlung für eine Anlage
zur Kühiwasserversorgung in geschlossenem Kreislauf für Schachtöfen, insbesondere für Hochöfen.
Bei bekannten Kühlanlagen wird das Kühlwasser mittels einer oder mehrerer elektrisch betriebener
Pumpen umgewälzt. Das Kühlwasser durchläuft hierbei
<>5 die Kühlkästen und Kassetten sowie die Formen und
Heißwindschieber und schließlich eine Rückkühlanlage. Um bei Stromausfall die durch Wassermangel entstehende
Verbrennungsgefahr auszuschließen, muß bei konventionellen Anlagen ein sehr leistungsfähiges Notstromaggregat
vorgesehen sein, das die Anlage ganz erheblich verteuert. Verspäteter Einsatz oder eine sonstige
Störung in diesem Aggregat können sehr nachteilige Folgen z. B. infolge Festbrennens der Heißwindschieber
oder Herausschleudere der Blasformen bewirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Notstromanlage
zu entwickeln, mittels der bei Stromausfall mit absoluter Sicherheit und auf möglichst einfache und
wirtschaftliche Weise eine ausreichende Kühlung zumindest der empfindlichsten Elemente für die Dauer
des Stromausfalls gewährleistet ist. Hierbei soll eine Mindestzeit von 30 Min. überbrückt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer Anlage zur Kühlwasserversorgung in geschlossenem
Kreislauf mit zwischengeschalteter Wasserrückkühleinrichtung und einem Tiefbehälter für Schachtöfen,
insbesondere für Hochöfen aus, bei der das Kühlwasser mittels einer oder mehrerer elektrisch betriebener
Pumpen umgewälzt wird, und bei der ein Hochbehälter für die Konstanz des Wasserdruckes vorgesehen
ist. Das Neue ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen einerseits für die Kühlkästen und Kassetten
und andererseits für die Formen und Heißwindschieber bei Stromausfall automatisch voneinander trennbar
sind, und zwar in der Weise, daß dann die Kühlkästen und Kassetten vom Inhalt des Hochbehälters durchströmt
werden, während die Formen und Heißwindschieber im nunmehr beträchtlich verkleinerten Wasserkreislauf
liegen, der weiterhin über die Wasserrückkühleinrichtung führt und mittels einer mit einer Notstrom-
oder Brennkraft-Maschine betriebener Pumpe aufrechterhalten wird.
Mit einer solchen Anlage ist bei Stromausfall eine schnelle und ausreichende Kühlung auf die Dauer mindestens
einer Stunde erreichbar. Erfahrungsgemäß währen Stromabschaltungen zumeist weniger als eine
halbe Stunde.
Eine besonders zweckmäßige Ausbildung erhält die Anlage, wenn sowohl in der Kühlwasser-Zuleitung als
auch in der Kühlwasser-Ableitung der Kühlkästen und Kassetten je eine Absperrklappe angeordnet ist, die bei
Stromausfall automatisch in die Schließstellung fährt, und wenn die Ablaufleitung aus dem Hochbehälter —
in Strömungsrichtung gesehen — hinter der ersten Absperrklappe in die Zuleitung mündet, während die Ableitung
vor der zweiten Absperrklappe eine zum Tiefbehälter führende und mit einer Drosselklappe versehene
Abzweigung aufweist.
Sind die Antriebe der beiden Absperrklappen und der Drosselklappe in Weiterbildung der Erfindung an
das Notstromnetz angeschlossen und wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung in der zum
Tiefbehälter führenden Abzweigung außer der genannten Drosselklappe eine Schnellöffnungsklappe vorgesehen,
die sich bei Stromausfall automatisch öffnet, so wird die Warmwasser-Umlaufkühlung bei Stromausfall
automatisch in zwei getrennte Kreisläule geteilt. Damit wird eine ausreichende und vor allem sofort wirksam
werdende Kühlung der hitzeempfindlichsten Elemente sichergestellt, wobei das Notstromnetz nur geringfügig
belastet wird, und zwar insbesondere dann, wenn die bei Stromausfall arbeitende Umwälzpumpe einen
Brennkraft-Antrieb besitzt. Zur Schaltung der Klappen ist eine Notstrom-Leistung von max. zwei KW kurzzeitig
erforderlich.
Die Reihenfolge der bei Suomausfal! völlig automatisch
ablaufenden Schaltvorgänge sei an Hand der Zeichnung erklärt, die schematisch ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt.
Eine oder mehrere elektrisch betriebene Umwälzpumpen
1 pumpen das Kühlwasser in eine Rohrleitung 2, die sich in die Zuleitungen 3 und 4 verzweigt. Während
an die Zuleitung 3 die Kühlkasten 4' und die Kassetten 5 ai.ges-chlossen sind, führt die Zuleitung 4 das
Kühlwasser zu den Formen 6 und zu den Heißwindschiebern 7. Nach dem Durchlauf dieser Kühlelemente
4' bis 7 und deren Ableitungen 8 und 9 vereint sich das erwärmte Kühlwasser in einer gemeinsamen Leitung
10, die zu einer vorzugsweise luftgekühlten Wasserriick-Kühleinrichtung
11 führt. Von dort strömt das rückgekühlte Wasser durch eine Leitung 12 zurück zu
den Umwälzpumpen 1, zu denen eine bei Stromausfall einspringende zusätzliche Umwälzpumpe 13 parallel
angeordnet ist, die einen Diesel-Antrieb besitzt.
Zur Konstanthaltung des Kühlwasserdruckes ist ein in ausreichender Höhe befindlicher Hochbehälter 14
vorgesehen, der ein Fassungsvermögen von zumindest einem Viertel der gesamten umlaufenden Kühlwassermenge
besitzt. Bei Bedarf wird dieser Hochbehälter 14 aus einem Tiefbehälter 15 mittels einer Pumpe 16 über
eine Leitung 17 gespeist. Der Wasserdruck wird über eine Druckausgleichleitung 18 konstant gehalten, die in 3c
die Zulaufleitung 3 mündet. Sie kann aber auch an die Leitung 2 oder 4 angeschlossen sein.
Schließlich ist an die Ablaufleitung 8 der Kühlkasten
4' und Kassetten 5 eine in den Tiefbehälter 15 mündende Fall-Leitung 19 angeschlossen, in der eine mit Notstrom
steuerbare Drosselklappe 20 und eine bei Stromausfall sich sofort automatisch öffnende Absperrklappe
21 angeordnet sind.
Die bei Stromausfall automatisch erfolgende Teilung des Warmwasser-Kreislaufs in zwei getrennte Ströme
wird erreicht durch zwei Absperrklappen 22 und 23, die normalerweise ständig geöffnet sind und deren Antriebe
an ein Notstromnetz angeschlossen sind. Die im Vorlauf liegende Absperrklappe 2? liegt in der Zuleitung
3, und zwar zwischen der Einmündung der Druckausgleichleitung
18 und der Einmündung einer vom Hochbehälter 14 kommenden Notleitung 24. Die zweite
Absperrklappe 23 liegt in der Rücklaufleitung 8 der Kühlkästen 4' und Kassetten 5, und zwar zwischen der
Abzweigung der zum Tiefbehälter 15 führenden Fall-Leitung 19 und der Zusainmenführung der beiden
Rücklaufleitungen 8 und 9.
Bei einem Stromausfall öffnet sich automatisch sofort die stromlos gewordene Schr.ellöffnungsklappe 21.
Dadurch wird der bisher geschlossene Warmwasser-Kreislauf geöffnet, und die Notwasserversorgung sämtlicher
Kühlelemente 4' bis 7 erfolgt zunächst nur vom Hochbehälter 14 aus über die Druckausgleichleitung 18
und die Notleitung 24. Dieses Kühlwasser lließt zum Tiefbehälter 15 durch die Fall-Leitung 19 ab, deren
Durchfluß von der mit Notstrom gesteuerten Drosselklappe 20 geregelt wird. Dieser Vorgang währt nur
eine bis zwei Minuten, nämlich bis zum Einspringen der Dieselpumpe 13, welche die für die Formen 6 und Heißwindschieber
7 benötigte Kühlwassermenge umwälzt. Da mit der Umschaltung auf das Notstromnetz die Absperrklappen
22 und 23 in die Schließstellung automatisch gebracht werden, sind nunmehr folgende zwei
voneinander getrennten Kühlwasserströme vorhanden:
1. Vom Hochbehälter 14 aus strömt Kühlwasser durch die Rohrleitungen 24 und 3, beaufschlagt die
Kühlkästen 4' und Kassetten 5 und läuft über die Fall-Leitung 19 zum Tiefbehälter 15 ab, der zumindest
das gleiche Fassungsvermögen wie der Hochbehälter 14 besitzt. Die beiden Behälter 14 und 15
können wahlweise in offener oder geschlossener Bauweise ausgeführt sein. Die geschlossene Bauart
erfordert eine Abdeckung der Wasseroberfläche mit einem neutralen Gas, vorzugsweise Stickstoff.
Entsprechend dem Wärmeangebot kann der Durchfluß mittels der Drosselklappe 20 geregelt
werden. Bei mit 25% der Gesamtkreisiaufmenge gefülltem Hochbehälter 14 lassen sich Ausfallzeiten
bis zu einer Stunde überbrücken, wobei die Kühlwassertemperatur von etwa 500C auf höchstens
80° C ansteigt.
2. Mittels der angelaufenen Dieselpumpe 13 werden die Formen 6 und Heißwindschieber 7 über die
Rohrleitungen 2 und 4 mit Kühlwasser versorgt, das über die Leitungen 9 und 10 weiter zur Wasserrückkühleinrichtung
11 und dann über die Rückleitung 12 zurück zur mit einem Dieselantrieb versehenen Umwälzpumpe 13 zurückläuft. Wegen
hohen Strombedarfs sind die Ventilatoren-Motoren der Wasserrückkühleinrichtung 11 nicht an das
Notstromnetz angeschlossen. Trotzdem kann der Kühlwasser-Kreislauf einige Stunden aufrechtgehalten
werden, ehe die Wassertemperatur 80° C erreicht, weil die Wasserrückkühleinrichtung für den
Gesamtkreislauf ausgelegt ist und normal mit einem Temperaturniveau von 65°C auf 50°C gefahren
wird. Es genügt also für die erheblich verkleinerte Durchflußmenge eine nur durch Konvektion
bewirkte Kühlung.
Nach beendetem Stromausfall geht die Schnellöffnungsklappe 21 wieder in Schließstellung, und die Pumpe
16 drückt das Wasser aus dem Tiefbehälter 15 über die Rohrleitung 17 zurück in den Hochbehälter 14. Sobald
die Elektro-Umwälzpumpe 1 wieder arbeitet, öffnen sich die Absperrklappen 22 und 23. Damit ist der
ursprüngliche Kreislauf wiederhergestellt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Notkühlung für eine Anlage zur Kühlwasserversorgung
in geschlossenem Kreislauf mit zwilehengeschalteter Wasserrückkühleinrichtung und
einem Tiefbehälter für Schachtöfen, insbesondere für Hochöfen, wobei das Kühlwasser mittels einer
oder mehrerer elektrisch betriebener Pumpen umgewälzt wird und bei der ein Hochbehälter für die
Konstanz des Wasserdruckes vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen
(3, 4) einerseits für die Kühlkästen (4') und Kassetten (5) und andererseits für die Formen (6) und
Heißwindschieber (7) bei Stroi.iausfall automatisch voneinander trennbar sind, und zwar in der Weise,
daß dann die Kühlkästen (4') und Kassetten (5) vom Inhalt des Hochbehälters (14) durchströmi werden,
Während die Formen (6) und Heißwindschieber (7) im nunmehr beträchtlich verkleinerten Wasserkreislauf
liegen, der weiterhin über die Wasserrückkühleinrichtung (11) führt und mittels einer mit
einer Notstrom- oder Brennkraft-Maschine betriebenen Pumpe (13) aufrechterhalten wird.
2. Notkühlung für eine Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in der Kühl-Ivasserzuleitung
(3) als auch in der Rückleitung (S) der Kühlkästen (4') und Kassetten (5) je eine Abtperrklappe
(22, 23) angeordnet ist, die bei Stromausfall automatisch in die Schließstellung fährt, und
daß die Ablaufleitung (24) aus dem Hochbehälter (14) — in Strömungsrichtung gesehen — hinter der
ersten Absperrklappe (22) in die Zuleitung (3) mündet, während die Rückleitung (8) vor der zweiten
Absperrklappe (23) eine zum Tiefbehälter (15) führende und mit einer Drosselklappe (20) versehene
Abzweigung (19) aufweist.
3. Notkühlung für eine Anlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe
der beiden Absperrklappen (22, 23) und der Drosselklappe (20) an das Notstromnetz angeschlossen
sind.
4. Notkühlung für eine Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der zum Tiefbehälter
(15) führenden Abzweigung (19) außer der an das Notstromnetz angeschlossenen Drosselklappe
(20) eine Schnellöffnungsklappe (21) vorgesehen ist, die bei Stromausfall automatisch geöffnet wird.
5. Notkühlung für eine Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Druckausgleichleitung
(18), die vom Hochbehälter (14) zu einem vor der ersten Absperrklappe (22) liegenden
Teil der Kühlwasserzuleitung (3) führt.
6. Notkühlung für eine Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fassungsvermögen
des Hochbehälters (14) zumindest einem Viertel der gesamten umlaufenden Kühlwassermenge
entspricht.
Priority Applications (8)
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