DE2435429A1

DE2435429A1 - Dampferzeuger

Info

Publication number: DE2435429A1
Application number: DE2435429A
Authority: DE
Inventors: Richard William Bryers; Jack David Shenker
Original assignee: Foster Wheeler Inc
Current assignee: Foster Wheeler Inc
Priority date: 1973-07-25
Filing date: 1974-07-23
Publication date: 1975-02-13
Also published as: FR2238898A1; ES429063A1; JPS5230645B2; JPS5053701A; GB1472567A; AU475439B2; US3863606A; FR2238898B1; IT1016954B; AR203295A1; CA1016823A; AU7158874A

Description

MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW

F 2006

FOSTER WHEELER Corporation 110 South Orange Avenue
Livingston, New Jersey / USA

Dampferzeuger

Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger, insbesondere einen Dampferzeuger, der mit einem Wärmeaustauscher arbeitet, der aus einer Mehrzahl übereinanderliegender Wirbelschichten zur Wärmeerzeugung besteht.

Die Verwendung von geringwertigen festen Brennstoffen, etwa von Kohle, als Wärmequelle bei der Dampferzeugung ist an sich bekannt. Bei manchen dieser Anlagen wird der Brennstoff in einer feststehenden Schicht angeordnet, während ein Wanderroststoker od, dgl. zur Förderung der

-5ßS8,07,/,ü.8Q8.

Verbrennung benutzt wird und Wasser in einer Wärmeaustauschereinrichtung hindurchgeführt wird, um den Dampf zu erzeugen. Derartige Anlagen weisen jedoch einige Nachteils auf, darunter die Schwierigkeiten bei der Behandlung des festen Brennstoffs bei seiner Zuführung odes? Fortführung von der Verbrennungsschicht während des Betriebes. Man erreicht auch nur einen relativ niedrigen Wärmeübergangseffekt und die Temperaturen in der Verbrennungs-Schicht sind häufig ungleichförmig und schwer zu regeln«,

Man hat versucht, Wärme zur Dampferzeugung in einer Wirbelschicht zu produzieren, in der Luft aufwärts durch eine Masse gekörnten Verbrennungsmaterials geleitet wird_s wo= durch das Material der Schicht sich ausbreitet und in einen Suspensions- oder fluidisierten Zustand übergeht| die Wirbelschicht bietet dabei den Vorteil eines besseren Wärmeübergangs, verringerter Korrosion, geringerer Kesselverschlackung und der Möglichkeit der Verbrennung bei niedriger Temperatur,

Bisher wurden Wirbelschichten bei unter Atmosphärendruck arbeitenden Anlagen eingesetzt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Betreiben von Wirbelschichten bei Drücken im Bereich von 10 at oder mehr den Vorteil einer Herabsetzung der benötigten Wirbelschichtfläche wegen der dichteren Verbrennungsgase zuläßt. Infolgedessen können tiefere Schichten verwendet werden und es ergibt sich eine Verringerung der Gesamtoberflache. Daraus resultieren niedrigere Kosten für den Gehäusemantel, eine Herabsetzung der Kosten wegen umfangreicherer Fabrikarbeit und wegen kürzerer Montagezeiten» Eine tiefere Wirbelschicht fördert ausserdem den Wirkungsgrad der Verbrennung und der Schwefelrückgewinnung wegen erhöhter Verweildauer. Auf diese Weise wird die Wärmegewinnungsfläche ersetzt durch eine direktere Umwandlung von

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Energie in Elektrizität mittels einer Gasturbine, und dank der kleineren Abmessungen der Wirbelschicht kann die Zahl der Brennstoffzuführungsstellen erheblich herabgesetzt werden, wodurch die Zuführungssehwxerxgkexten vereinfacht und die Kosten gesenkt werden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine baukastenartig aufgebaute Dampferzeugungsanlage .mit einer Anzahl übereinanderliegender Wirbelschichten zu entwickeln, die mit einer sehr geringen Zahl von Einzelelementen auf verhältnismässig einfache Weise errichtet werden kann.

Ferner soll mit der Erfindung eine Dampferzeugungsanlage angegeben werden, die die Vorteile der Wirbelschicht ausnützt, aber den Einbau von mehreren übereinanderliegenden Schichten von verhältnismässig großer Höhe erlaubt»

Um diese Forderungen erfüllen zu können, weist der erfindungsgemäße Dampferzeuger ein Gehäuse auf, eine Einrichtung zur Anbringung einer Anzahl mit gegenseitigem Abstand vertikal übereinander angeordneter homogener Wirbelschichten in dem Gehäuse, eine Einrichtung, die Druckluft durch jede Wirbelschicht fördert, um die Verbrennung des Brennstoffs zu fördern und die Schichten auf vorgegebener Temperatur zu halten, und eine Einrichtung, die ein Wärmeaustauschmedium zum Wärmeaustausch durch die Wirbelschichten leitet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein teilweise als Schnitt gezeichnetes Schmabild des Dampferzeugers gemäß der Erfindung*

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Fig, 2 zeigt ein teils schematisch gehaltenes Skelettbild eines Teils des Dampferzeugers nach Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1, wobei ein Teil der Rohrleitungen weggelassen ist; und

Fig. 4 ist ein Schema der erfindungsgemäßen Anlage.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die Ziffer 10 (Fig. 1) weist insgesamt auf ein Gehäuse mit mehreren öffnungen für die Einführung von Rohrleitungen Hn, deren Bedeutung weiter unten im einzelnen erläutert wird, Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein Wärmeaustauscher 12 mit einer vorderen Wand 11, einer rückwärtigen Wand 16 und einer Zwischenwand 18. Zwei Seitenwände, die der Übersichtlichkeit halber in Fig. 1 weggelassen, in Fig. 2 aber durch ihre Bezugszahlen 20 und 22 angedeutet sind» reichen von der Vorderwand IH bis zur Rückwand 16. Alle Wände bestehen aus einer Anzahl Lamellenröhren, die in üblicher Weise miteinander verschweißt sind und sich über die gesamte Wandlänge erstrecken.

Eine Anzahl horizontaler, gelochter Luftverteilerplatten 2H sind mit Abstand voneinander in dem durch die Wände IH, 16, 18, 20 und 22 definierten Bereich angeordnet; sie unterteilen den Bereich in eine Anzahl vertikal übereinanderliegenden Abschnitte, die vier Wirbelschichten 26a, 26b, 26c und 26d bilden. Fig. 1 ist nicht maßstäblich gezeichnet, und bei einer tatsächlich ausgeführten Anlage wäre die Vertikalerstreckung jeder Wirbelschicht im Vergleich zu den gezeichneten Proportionen viel größer als die gezeichnete Tiefenerstreckung in der Horizontalen,

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Ein Vorratsraum für Verbrennungsluft befindet sich unmittelbar unter jeder Schicht 26a bis 26d; der Raum erhält Luft durch zwei Klappen 28 und leitet die Luft durch die Verteilerplatten 24 in die Schichten, um sie zu fluidisieren.

Gekörnter Brennstoff wird von einer Quelle, etwa einer * Druckluftfördereinrichtung od. dgl. her in die Schiphten 26 über eine Anzahl Rohrleitungen 29 gefördert, die durch geeignete öffnungen in den Wänden 16 und 18 und dem Gehäuse 10 eintreten. Zwar ist in Fig. 1 nur eine einzige Zuleitung 29 für jede Schicht gezeichnet, aber natürlich sind bei der praktischen Ausbildung der Anlage jeder Schicht mehrere derartige Leitungen zugeordnet, und mehrere verlaufen durch die Wand 18 und die Wand 11.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht der gekörnte Brennstoff aus einem Gemisch von bituminöser Kohle und Kalkstein, wobei der Kalkstein als Absorbens für den bei der Verbrennung der Kohle freigesetzten Schwefel dient, wie das allgemein üblich ist. Da die niedrige Verbrennungstemperatur und der geringe erforderliche Luftüberschuß auch die Bildung von Stickoxiden in dem Verbrennungsgas reduzieren, enthalten die Verbrennungsgase nur geringe Mengen schädliche Verunreinigungen.

Die Luft, die in einer noch näher zu beschreibenden Vorrichtung von einer aussenliegenden Anordnung komprimiert wird, wird durch einen Einlaß 30 in das Gehäuse 10 geführt, wodurch sie in den Zwischenraum zwischen dem Gehäuse 10 und dem Wärmeaustauscher 12 gerät} sie verteilt sich dann über verschiedene Bahnen, bevor sie an die Schieber 28 gerät, die jeder Schicht 26a bis 26d zugeordnet sind, und fluidisiert die Schicht in üblicher Weise. Natürlich werden

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Fließgeschwindigkeit und Durchsatz der durch die Schichten tretenden Luft so reguliert, daß sie genügend hoch sind, um den gekörnten Brennstoff in den Schichten zu fluidisieren, damit eine wirtschaftliche Verbrennung oder Wärmeabgabe je Flächeneinheit der Schicht resultiert, und ausreichend niedrig, damit nidt zu viele Feinteilchen des Brennstoffs aus der Schicht mitgerissen werden und das Gas eine ausreichend lange Zeit Gelegenheit hat, seine Schwefelbestandteile an das dem Brennstoff beigegebene Absorptionsmittel abzugeben«,

Die heissen Gase aus den Wirbelschichten 28a bis 26d ziehen durch die Auslässe 3 2 afa₉ die die Zwischenwand 18.durchsetzen, und vermischen sich in dem Raum zwischen den Wänden 16 und 18, bevor sie durch einen in der Wand 16 gehaltenen Auslaß 34 nach aussen abziehen«

Eine Anzahl Sammelrohre, Fallrohre und zugehörige Rohrleitungen sind vorgesehen, um wahlweise Wasser durch die Rohre der Wände I¹J, 16, 18, 20 und 22 und die Schichten 26 zu leiten, damit das Wasser» allmählich schrittweise wie vorgesehen erhitzt wird» Insbesondere wird (vgl» Fig_o 2) ein Sammelrohr allgemein mit 3 6 bezeichnet und besteht aus drei Rohren, die praktisch U-förmig zusammengeführt sindj, wobei die Basis des Sammelrohres koplanaK» mit und unmittelbar oberhalb der Wand 16 liegte Ein Sammelrohr 38 in Gestalt einer gestreckten Leitung befindet sich unmittelbar oberhalb der Wand 18, Ferner sind zwei im wesentlichen L-förmige Sammelrohr® IQ und 12 vorgesehen, wobei ein Abschnitt des Sammelrohres 10 koplanar zu der Wand 20 -und der andere Abschnitt koplanar zu einem Teil des» Wand I¹J angeordnet ist 5 ein Abschnitt des Sammelrohp«s 12 verläuft koplanar zu dem anderen Teil der» Wand 1% und der andere Abschnitt des Sammelrohres koplanar zu einem Teil der- Wand 22«,

Xn entsprechender Weise ist ein im wesentlichen U-förmiges Sammelrohr 44 am unteren Ende des Wärmeaustauschers 12 vorgesehen, wobei der Basisteil des Sammelrohres praktisch koplanar zu und unmittelbar unterhalb der Wand 16 angeordnet ist. Ein Sammelrohr 46 befindet sich am Ende der Wand 18 und verläuft koplanar zu dieser, während zwei L-, förmige Sammelrohre 48 und 50, die mit den Sammelrohren und 42 im wesentlichen übereinstimmen, in entsprechenden Stellungen am unteren Ende der Wände I¹V, 20 und 22 vorges ehen sind. Die verschiedenen in Fig. 2 gezeichneten Sammelrohre scheinen aus normalen Rohrleitungen zu bestehen, sie besitzen aber natürlich in geeigneten Abständen öffnungen, die in Obereinstimmung stehen mit den LameIlenrohren, die die zugeordneten Wände bilden.

Eine Anzahl Fallrohre, das sind vertikal verlaufende Leitungen 52, 54, 56 und 58, stehen über eine Anzahl Zuleitung sr öhre mit den verschiedenen Sammelrohren in Verbindung, um das Wasser und den Wasserdampf durch die verschiedenen Teile der Wände 14, 16 und 18 zu leiten. Insbesondere wird (vgl. Fig. 1) Wasser zunächst durch eine Einlaßleitung 60 in ein Sammelrohr 62 geführt, wodurch es in eine Anzahl Rohre gelangt, die volltöndig in die unterste Schicht 26a eintauchen. Es geht zwar aus den Zeichnungen nicht deutlich hervor, die letztgenannten Rohre sindaber über die Breite des Wärmeaustauschers verteilt, und jedes verläuft schlangenförmig und bildet einen Satz oder ein Bündel, das durch das Bezugszeichen 64 bezeichnet ist, von dem natürlich nur das äusserste Rohr in Fig, I gezeigt wird. Das Wasser wird in den obersten Schleifen des Rohrbündels 64 teilweise verdampft, und das Wasser-Dampf-Gemisch wird in einem Saonelrohr 65 aufgefangen und durch

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ein Zuleitungsrohr 66 in das Fallrohr 56 geleitet, wodurch es abwärts zu dem ■ Sammel^ohE» 44 gelangt, das in Verbindung mit den die Wand 16 bildenden Lamellenrohren und einem Teil der Wände 20 und 22 steht, wie aus Fig, 2 deutlicher zu entnehmen ist. Das Wasser-Dampf-Gemisch wird dann aufwärts durch die Wand 16 und die oberen Teile der Wände 20 und 22 aufwärts in das SammelroKr 36 geleitet,, Von diesem Sammelrohr gelangt das Gemisch durch eine Mehrzahl von Zuleitungsrohren 68 zum Fallrohr 52„ wodurch es über ein Zuleitungsrohr 70 abwärts und in das Sammelrohr 46 gelangt. Das Sammelrohr 46 verteilt dann das Gemisch auf die Lamellenrohre der Wand 18, wodurch es aufwärts durch diese Wand in deren Samme1-rohr 38 und von dort über das Zuleitungsrohr 7 2 in das Fallrohr 58 gelangt.

Aus dem Fallrohr 58 kommt das Gemisch durch Zuleitungsrohre 7H in das Sammelrohr SO₅₁ das das Gemisch in die Ecke fördert, die durch die einander berührenden Abschnitte der Wand IH und der Wand 22 gebildet wird» Dann wandert das Gemisch aufwärts durch die genannten Wandabschnitte in das Sammelrohr 42 und durch Zuleitungsrohre 76 in das Fallrohr 54, um wieder abwärts zu fließen„ Aus dem Fallrohr 54 wird das Gemisch über Zuleitungsrohre 78 in das Sammelrohr 48 geleitet$ das das Gemisch in eine Ecke leitet, die durch die aneinander anstoßenden Abschnitte der Wände 14 und 20 gebildet wird. Von dort fließt das Gemisch aufwärts durch die genannten Abschnitte der Wände 14 und 20 in das Sammelrohr 40 und weiter über Zuleitungsrohre 80 in das Fallrohr 55» Es sei darauf hingewiesen, daß die Fig, I und 2 etwas widersprüchlich hinsichtlich der räumlichen Lage einiger der obengenannten Zuleitungsrohre ist, Das wurde hingenommen, um die Darstellung übersichtlich zu halten, vor allem weil die speziellen Verläufe der Zuleitungsrohre nicht zum

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Gegenstand der Erfindung gerechnet werden.

Es ist darauf hinzuweisen, daß, da alle oben erwähnten Fallrohre nicht beheizt sind, die gesamte Bewegung des Wasser-Dampf-Gemischs durch die beheizten Wändenach dem Vorhergesagten von unten nach oben verläuft. Dadurch wird die Trennung von Flüssigkeit und Dampf so weit wie möglich hintangehalten, wodurch die Wärmeermüdung der Rohre erheblich herabgesetzt wird, die infolge abwechselnder Befeuchtung und Trocknung der Röhren durch ein sonst heterogenes Gemisch auftreten würde.

Das Fallrohr 55 steht mit einem Sammelrohr 62 in Verbindung (vgl. Fig. 1), das den Dampf in ein Rohrbündel 84 leitet, das in der Schicht 26b untergetaucht ist, und von dort mittels einer Samme!rohranordnung 86 in ein Rohrbündel 88, das sich innerhalb der Schicht 26c befindet. Dadurch wird der Dampf überhitzt, bevor er in das SamMlrohr 90 gelangt und durch eine Auslaßleitung 92 in eine Dampfturbine od. dgl, übertritt.

Ein Rohrbündel 94 befindet sich in der obersten Schicht 26d und nimmt Dampf von verhältnismässig niedriger Temperatur auf, der zuvor in einem anderen Bereich der Fabrik, beispielsweise in der obenerwähnten Dampfturbine, verwendet worden ist_s um die Temperatur zur weiteren Verwendung zu erhöhen. Dieser letztgenannte Dampf tritt durch eine Einlaßleitung 86 ein und wird über ein Sammelrohr 98 durch das Rohrbündel 94 geleitet, um die Temperatur des Dampfs zu erhöhen^ bevor er über ein Sammelrohr und einen Auslaß 102 hinaustritt.

Eine zusätzliche Schicht in Gestit einer Kohlenstoffabbrandzelle 104 befindet sich in dem Raum zwischen den un-

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teren Abschnitten der Wände 16 und 18₀ Diese Zelle ist mit Brennstoff aus den primären Wirbelschichten gefüllt, der in weiter unten zu beschreibender Weise gereinigt und durch einen Einlaß 106 zur weiteren Verbrennung in die Zelle geleitet worden ist«, Die Zelle 104 besitzt einen von dem Primärkreislauf getrennten Gaskreislauf in Gestalt eines Eingangs 108, durch den Luft in einen Schieber 109 gelangt«, bevor sie durch die Schicht fließt und durch einen Gasauslaß 110 austritt«,

Fig® ** zeigt in Form eines Fließbildes schematisch den Strom der Luft und des Gases in dem erfindungsgemäßen Dampferzeuger· Insbesondere werden die erhitzten Gase von dem Gaeauslaß 3% und dem Auslaß 110 der Kohlenstoffabbrand» zelle vereinigt Czusammengeführt) und dann in einen zyklonartigen S taubscheider 120 geleitet₉ der die von den Gasen mitgerissenen feinen Brennstoffteilchen abscheidet und sie in einen Staubsammler 122 leitet und von'dort in ©inen Im= jektop 12%_s der sie durch d@e Einlaß 1OS wieder in die Kohlenstoffabbrandzell© 104 einführt₉ wo si© verbrannt werden©

Di© Luft aus dem Sammelraum 120_s die verhältnismässig frei von feine» Brennstoffteilchen ist₉ wird in die Einlaßseite der einero Gasturbine 126 geleitet₉ die in Wirkverbindung mit einem Luftkoiapressor 128 steht₉ der atmosphärische Luft aufnimmt and sie komprimiert₉ bevor sie in den PrimärlufteißlaS 30' des Gehäuses 10 geleitet wird₀

Dia Gasturbine treibt ausserdem in üblicher Weise einen Generatop 130 an_s der zusätzliche Energie neben der von de·? Haupttuirbine gelieferten Energie erzeugte der· der Dampf dureh den Auslali 92 in des» oben beschriebenen Weise sugeführt wird_o

- li -

Beim Betrieb tritt die komprimierte Luft aus dem Kompressor 128 durch den Einlaß 30 in das Gehäuse 10 ein und erfüllt den Hohlraum zwischen den Rohrwandungen des Wärmeaustauschers 12 und dem Gehäuse 10, Dieses Volumen wirkt als Verteilerraum, der die Luft durch die zugeordneten Luftschieber 28 in die Schichten 26a bis 26d verteilt. Der gekörnte Brennstoff in der jeweiligen Schicht wird entzündet und bewirkt, dank der Aufwirbelung' durch die Luft, einen verhältnismässig hohen Wärmeübergangskoeffizienten zwischen Schicht und Rohr. Die Verbrennungsgase aus den jeweiligen Schichten verlaufen dann nach auften durch die Auslässe 32 und von dort durch den Auslaß 34 in den Zyklon 120, wo sie getrennt und, wie oben erwähnt, weiter verwendet werden.

Das zu verdampfende Wasser tritt in den Dampferzeuger 12 unten in der Schicht 26a durch den Einlaß 60 ein und läuft durch die Rohrgruppe 64, bevor es auf den Weg durch die verschiedenen Abschnitte der Wände 14, 16, 18, 20 und 2 2 durch die Sammelrohre und Fallrohre in der oben beschriebenen Weise geschickt wird, um das Wasser in Dampf zu verwandeln. Aus dem letzten Wandabschnitt wird der Dampf dann in die Überhitzerbatterien 84 und 8 8 geleitet, wodurch die Dampftemperatur bis zum Heißdampfwert erhöht wird, bevor der Dampf in dem Sammelrohr 90 aufgefangen und durch den Auslaß 9 2 zum Antrieb einer (nicht gezeichneten) Dampfturbine od. dgl. hinausgeleitet wird.

Die erfindungsgemäße Anlage bietet zahlreiche Vorteile. Zum Beispiel werden durch die Anwendung vertikal übereinanderstehender Abschnitte, die durch fortlaufende Wände gebildet werden, die Herstellungskosten und die Montagezeit erheblich herabgesetzt, weil dadurch die Zahl der Sammelrohre, Verbindungsleitungen und Fallrohre reduziert

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wird und doch eine optimale Ausnützung der Wärmeübergangsflächen stattfindet. Natürlich erleichtert die freie Beweglichkeit der gekörnten Brennstoffteilchen den Wärmeübergang sowohl innerhalb der Wirbelschicht als auch zwischen Wirbelschicht und den darin verlaufenden Rohrgruppen. Infolgedessen sind die Wirbelschichttemperaturen gleichförmig und leicht zu regeln.

Die Kosten der Anlage werden dadurch herabgesetzt, daß die Querschnittsfläche des Kessels reduziert und so viele Bauteile wie möglich fabrikmäßig hergestellt sind. Auch die AnlaufProzeduren sind dadurch erheblich vereinfacht, daß jeder Schicht nur eine Erhitzungsfunktion zugewiesen wird, so daß keine Schicht mit ungekühlten Rohren gestartet werden muß. So werden die Verdampfungsschichten zunächst mit umlaufendem Wasser angefahren und die Überhitzungsschichten werden zuletzt angefahren, nachdem schon Dampf erzeugt worden ist. Die Tatsache, daß jede Schicht eine besondere Erhitzungsfunktion auszuüben hat, erleichtert und verbessert auch die Regelung der Dampftemperatur, indem jeder Schicht die Kohle unterschiedlich zugeführt wird. Der baukastenartige Aufbau vereinfacht die Belastungekontrolle, und eine Herabsetzung der Leistung auf ein Viertel läßt sich durch einfaches Stillsetzen von drei Bausteinen herbeiführen. Dadurch wird auch die Auslastungszeit verbessert, weil einzelne Bausteine gewartet warden können, ohne daß die gesamte Kesselanlage stillgelegt werden muß.

Ferner ist zu bedenken, daß vertikal übereinandergesetzte Schichten mit einer Wandkonstruktion aus LameIlen-Wasserrohren den Umlauf vereinfachen und die Zahl der Sammelrohre, Fallrohre und Zuleitungsrohre herabgesetzt werden. Mit der Wandkonstruktion aus Lamellenrohren für die Wasserförderung sind somit die folgenden Vorteile verbunden;

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a) sie stellt eine Halterung für die Wärmeübergangsfläche, die Druckteile und die Wirbelschichten dar;

b) sie schützt die umsohliessende Wand oder den Kesselmantel gegen hohe Gastemperaturen;

c) sie stellt eine Wärmeübergangsfläche dar, wodurch der Wirkungsgrad aller Bauteile bei ihrer primären Aufgabe, den Wärmeübergang zu fördern, verbessert wird;

d) sie stellt ein Trennmittel zwischen den Verbrennungsgasen und der zufliessenden Luft dar;

e) sie setzt die Anforderungen an die Schichtoberfläche herab;

f) sie führt zu niedrigeren Kosten durch Ausnützung von fabrikmässiger Fertigung; und

g) sie hält die Wartungskosten niedrig.

Zu den weiteren Vorteilen, die der erfindungsgemäße Dampferzeuger herbeiführt, gehören die Herabsetzung der Korrosion der Rohre usw., die auf die verhältnismässig niedrige erreichbare Verbrennungstemperatur zurückzuführen is^ sowie eine Herabsetzung der Kosten, weil wegen der hohen Wärmeübergang seffekte bei verhältnismäasig niedriger Temperatur mit billigeren Werkstoffen gebaut werden kann.

Die Verwendung von Druckluft für die Fluidisierung der Wirbelschichten hat weitere Vorteile zur Folge, Beispielsweise kann die Vertikalerstreckung der einzelnen Schichten vergrössert werden, womit eine entsprechende Verringerung von

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Breite und Länge jeder Schicht einhergeht, Dadurch kann auf fabrikmässig hergestellte Teile übergegangen werden, d,h, es ergibt sich eine Kostenherabsetzung_s weil man sich an vorteilhafteste Versandabmessungen halten kann§ und die -Kosten des Kesselmantels werden ebenfalls herabgesetzt« weil das Druckgefäß mit verhältnismässig kleinem Durchmesser gebaut wird. Das mechanische Problem und damit die Kosten, die normalerweise mit dem Zuführen von Kohle in die Schichten einhergeht, werden ebenfalls verringerte

Die kompakte Bauweise und der Betrieb des Wärmeaustauschers regt natürlich die Ausnutzung eines Baukastensystems m₃ weil vier» bis fünf der oben beschriebenen Elemente neben= einander eingesetzt werden können·

Patent am Sprüche

■!Si

Claims

Pate nt ansprüche

,) Dampferzeuger, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (10), eine Einrichtung zur Anbringung einer Anzahl mit gegenseitigem Abstand vertikal übereinander angeordneter homogener Wirbelschichten (26a bis 26d) in dem Gehäuse, eine Einrichtung, die Druckluft durch jede Wirbelschicht fördert, um die Verbrennung des Brennstoffs zu fördern und die Schichten auf vorgegebene Temperatur zu halten, und eine Einrichtung, die ein Wärmeaustauschmedium zum Wärmeaustausch durch die Wirbelschichten leitet.

2, Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung zum Hindurchleiten eines Wärmeaustauschmediums eine Anzahl vertikal verlaufender Rohre aufweist, die miteinander zu Wänden (14, 16, 18, 20, 22) des Gehäuses verbunden sind.

3, Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung zum Hindurchleiten eines Wärmeaustauschmediums eine Rohrleitung aufweist, die das genannte Medium in die unteren Enden eines Abschnitts der genannten Röhren leitet, damit es aufwärts in die oberen Röhrenenden gelangen kann.

4, Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die

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genannte Einrichtung zum Hindurchleiten eines Wärmeaustauschmediums das genannte Medium aus den oberen Rohrenden ausserhalb der Rohre abwärts und zurück in einen anderen Abschnitt der genannten Rohre leitet, in denen es aufwärts fortgeleitet wird,

5, Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung zum Hindurchleiten eines Wärmeaustauschmediums das genannte Medium durch mindestens eine der Wirbelschichten leitet, bevor es in die genannten Rohre geleitet wird.

6. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung zum Hindurchleiten eines Wärmeaustauschmediums das genannte Medium durch mindestens eine der Wirbelschichten leitet, nachdem es durch die genannten Rohre geleitet ist.

7, Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem genannten Medium um Wasser handelt, und daß die Temperatur in den Wirbelschichten so gewählt ist, daß das Wasser verdampft wird, wenn es durch die genannten Rohre fließt, und daß die Wassertemperatur infolge des Hindurchlaufens durch die Wirbelschichten bis zur Überhitzung erhöht wird.

8. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

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Druckluftquelle aus einem Luftdruckkompreseor (128) besteht und daß die Luftfördereinrichtung mit Mitteln ausgestattet ist, die die genannte Luft von dem Kompressor in die Wirbelschichten leiten.

9, Anlage nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine an den Luftkompreasor (128) angeschlossene Gasturbine (126) und durch eine Einrichtung, die die Gase aus den Wirbelschichten (26a bis 26d) zum Antrieb in die Gasturbine (126) leitet.

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