DE2538824A1 - Verfahren zur rationelleren ausnutzung der abwaerme von abfallverbrennungsanlagen und vorrichtung - Google Patents

Description

1. September 1975

Dipl.-Phys.

Willy Lorenz !Kleine Akte» ο 39-j,DT

Patentanwalt ——————

8035 Gauting

Hubertusstr. 83Va

OFAG Ofenbau- und Feuerungstechnik AG, Zürich

Verfahren zur rationelleren Ausnutzung der Abwärme von Abfallverbrennungsanlagen und Vorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur rationelleren Ausnutzung der Abwärme von Abfallverbrennungsanlagen, wobei die .Rauchgase direkt nach dein Verbrennungsraum durch einen Wärmeaustauscher geführt werden.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Ausnutzung der Abwärme von Abfallverbrennungsanlagen mit Verbrennungsraum und im Rauchgaskanal angeordneten Wärmeaustauscher.

Der Stand der Technik weist verschiedene Vorrichtungen zur Ausnutzung der Abwärme von Abfallverbrennungsanlagen auf. Als Ausführungsarten solcher Vorrichtungen sind beispielsweise Eckrohr-, Steilrohr-, Abhitze-, und Rauchrohrkessel, sowie Kombinationen derselben bekannt.

Bei einer bekannten Vorrichtung 2ur Ausnutzung der Abwärme, welche einen bekannten Eckrohr- oder Steilrohrstrahlungskessei aufweist, ist der Kessel in mindestens zwei Teilbereiche aufgegliedert, die etwa rechtwinkligen Querschnitt aufweisen und

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hintereinander angeordnet sind. Das Rauchgas wird aus dem Verbrennungsraum in den ersten Bereich des Eckrohr- oder Steilrohrstrahlungskessels, der einen Strahlungskessel bildet, eingeführt, durchströmt diesen mit geringer Geschwindigkeit und tritt nachher in den nachfolgenden, einen Konvektionskessel bildenden Bereich ein. Nach diesem zweiten Kessel werden die Rauchgase durch einen Gasreiniger geführt und durch den Kamin aus der Anlage ausgestossen.

Infolge der geringen Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases im Strahlungskessel wird eine ausreichende Aufenthaltszeit zum Ausbrand desselben erreicht. Im Strahlungsteil der oben erwähnten Strahlungskessel wird, wie die Bezeichnung schon sagt, ein Teil der Rauchgaswärme vorwiegend durch Gasstrahlung abgegeben und von einem Wärmeträgermedium aufgenommen. Es wird dadurch eine Abkühlung des Rauchgases auf ca. 650 - 750 C erreicht. Anschliessend wird das Rauchgas einem Konvektion-Wärmeaustauscher mit hoher Strömungsgeschwindigkeit zugeführt, wodurch dem Rauchgas die restliche Wärme mittels Konvektion entzogen wird.

Die erwähnten Strahlungskessel weisen den Nachteil auf, dass ein wesentlicher Teil der Strahlungsflächen nur einseitig mit Rauchgas beaufschlagt werden kann, was einen schlechten Heizflächen-Ausnutzungsgrad zur Folge hat und somit grosse Wärmeaustauschflächen und damit eine voluminöse Bauart erforderlich machen. Infolge des voluminösen Aufbaus ist zusätzlich der Isolationsaufwand für derartige Strahlungskessel entsprechend

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gross. Zusätzlichen Isolationsaufwand erfordert der Umstand, dass die Seite der Wärmeaustauschkörper, die nicht vom Rauchgas beaufschlagt wird, isoliert werden muss. Dies ist notwendig, um die Wärmeverluste möglichst gering zu halten.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung zur Ausnutzung der Abwärme bei Abfallverbrennungsanlagen wird das Rauchgas nach dem Verbrennungsraum in einen Abhitze- oder Rauchrohrkessel eingeführt.

Diese Vorrichtung, die auf dem Prinzip der Konvektion arbeitet, weist keine wärmeabführenden Strahlungsräume auf, sondern wird mit vorgeschalteten gemauerten Verbrennungs- und Nachverbrennungsräumen ausgeführt. Die theoretische Rauchgastemperatur nach dem Verbrennungsraum beträgt etwa 1000 C. Auf dem Prinzip der Konvektion arbeitende Wärmeaustauscher werden üblicherweise jedoch nur mit maximal 850 - 900° C beaufschlagt, ansonsten erhöhte Verschmutzungsprobleme am Wärmeaustauscher auftreten» Werden die gemauerten Räume zu klein ausgeführt, so können an den Konvektions-Wärmeaustauschern zusätzlich erhöhte Korrosionsprobleme auftreten. Die Reduzierung der Rauchgastemperatur von etwa 1000° C auf etwa 850 - 900° C erfolgt bei diesen Vorrichtungen durch Erhöhung der. Luftverhältniszahl, d.h. durch Vergrösserung der Verbrennungsluftmenge.

Dies hat jedoch gegenüber den erwähnten Kombinationen mit Strahlungskesseln den Nachteil, dass bei gleicher Äbgastemperatur die Abgasverluste infolge der grösseren Verbrennungsluft-

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..r.ange bzw. Rauchgasmenge grosser· werden, wodurch der Wirkungsgrad des Abhitze- bzw. Rauchrohrkessels reduziert wird.

Weiter sind beim Abhitze- und Rauchrohrkessel vorgeschaltete Verbrennungs- und Nachverbrennungsräume notwendig, die mit Ausmauerungen auszuführen sind, was noch zusätzliche Investitionen erfordert.

Die bekannten Bauformen von Kesseln bei Abfallverbrennungsanlagen v/eisen zudem noch den Nachteil auf, dass sie aus konstruktiven Gründen ein Rahmenwerk benötigen, teils für die Abstützung von Kessel-Druckteilen, teils für Bühnen und Treppen, sowie für allfällig notwendige Hilfseinrichtungen, was erhöhte Investitionen erforderlich macht.

Die Strahlungs-Wärmeaustauscher der bekannten Eckrohr- oder Eteilrohrkessel, sowie Kombinationen derselben mit einem Abhitze- oder Rauchrohrkessel weisen im weiteren den Nachteil -iif, dass sie aus einer Flossenrohr-Konstruktion, Rohnr-Steg-Rohr-Konstruktion oder Rohr-Rohr-Konstruktion bestehen, was einen erheblichen Aufwand an gasdichtem Verschweissen und Heberprüfen der Schweissnähte auf Dichtigkeit verursacht. Ferner können auch Schaden infolge nicht oder nur ungenügend abgebauter Schweissspannungen entstehen. Die Dichtigkeit muss gewährleistet werden, da sonst Rauchgase in die Isolation einbringen oder in die Umgebung gelangen.

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Bei den bekannten. Kesselbauarten wirkt sich zusätzlich nachteilig aus, dass sie mit Reinigungseinrichtungen wie Russbläser, Kugelregen, Klopf- und Vibrationsvorrichtungen usw. ausgerüstet werden müssen, was die notwendigen Investitionen und Kosten für den Unterhalt der Anlage erheblich erhöht.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche die rationellere Ausnutzung der Abwärme von Abfallverbrennungsanlagen gewährleisten. Das Bauvolumen und der Investitionsaufwand sollen reduziert und gleichzeitig soll das Wärmeaustauschverfahren vereinfacht werden.

Erfindungsgemäss wird dies in erster Linie dadurch erreicht, dass die Rauchgase aus dem Verbrennungsraum direkt in den Wärmeaustauscher einströmen, diesen einmal in axialer Richtung unter Abgabe von Strahlungswärme durchströmen, und dass anschliessend der Rauchgasstrom im gleichen Wärmeaustauscher mindestens einmal um 180 umgelenkt und koaxial zum Eintrittsstrom sowohl an der Innen- als auch an der Aussenfläche der Wärmeaustauschkörper unter Abgabe von Konvektionswärme entlanggeführt wird.

Während der erstmaligen Durchströmung des Wärmeaustauschers nimmt dieser von den Rauchgasen vorwiegend Strahlungswärme auf, wodurch eine Absenkung der Eingangstemperatur der Rauchgase erreicht wird, die die Einführung in einen Konvektionswärmeaustauscher ermöglicht. Da die Rauchgase anschliessend im gleichen

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Wärmeaustauscher mindestens einmal um 180 umgelenkt und sowohl an der Innen- als auch an der Aussenflache der Wärmeaustauschkörper entlanggeführt werden, wird eine allseitige Ausnutzung der Wärmeaustauschkörper zum Austausch der Wärme erreicht. Nach der ersten Umlenkung des Rauchgasstromes um 180 erfolgt der Wärmeaustausch vorwiegend über Konvektion. Die ununterbrochene Ausnutzung der Wärmeaustauschverfahren ermöglicht die allseitige Ausnutzung der Wärmeaustauschkörper und bringt den Vorteil einer rationelleren Wärmeabfuhrmöglichkeit und daher eine Erhöhung des Heizflächen-Ausnutzungsgrades mit sich. Gleichzeitig wird der Bauaufwand wesentlich verringert.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens strömen die Rauchgase und das Wärmeträgermedium in den Wärmeaustauschkörpern etwa senkrecht zueinander, wodurch eine wesentliche Verbesserung der Wärmeübergangszahl erreicht wird.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zu schaffen, welche eine wirtschaftlichere und kostengünstigere Erstellung von Abfallverbrennungsanlagen ermöglicht.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche einen formfesten, selbsttragenden Aufbau des Kessels unter Gewährleistung kompaktester Bauart ermöglicht.

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Erfindungsgemäss wird dies in erster Linie dadurch erreicht, dass der Wärmeaustauscher direkt nach dem Verbrennungsraum angeordnet ist und aus mindestens zwei koaxial ineinander angeordneten, konzentrische Querschnitte aufweisenden, gewickelten Rohrkörben besteht, wobei zwischen den einzelnen Rohrkörben sowie im Kern des innersten Korbes und zwischen äusserstem Korb und Umhüllung des Wärmeaustauschers Rauchgaszüge vorgesehen sind.

Erfindungsgemäss wird dadurch auf optimal einfache Weise eine raumsparende und kompakte Ausbildung des Wärmeaustauschers ermöglicht, da der Strahlungsraum und der Konvektionsraum konzentrisch zueinander angeordnet sind. Durch die mantelförmige Ausbildung der einzelnen Rohrkörbe aus gewickelten Rotoren wird eine in sich formfeste und selbsttragende Konstruktion desselben sichergestellt. Da jede Windung der gewickelten Rohrkörbe an der nächsten Windung anliegt, wird durch das Eigengewicht der Rohrkörbe eine ausreichend gasdichte Konstruktiv erreicht, ohne dass dabei besondere Vorkehrungen, wie z.B. Schweissen, erforderlich wären. Die selbsttragenden Rohrkörbe können ohne zusätzliche Stützgerüste auf die Ausmauerung des Verbrennungsraumes und/oder auf ein Fundament aufgesetzt werden.

Durch die raumsparende und kompakte Ausbildung der Wärmeaustauscher wird ferner der Isolationsaufwand auf ein nicht unterschrei tbares Minimum reduziert, da ausschliesslich nur die Umhüllung des Wärmeaustauschers isoliert zu werden braucht«

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Verteilhafterweise weisen die Rauchgaszüge zwischen den Rohrkörben sowie dem äussersten Korb und der Umhüllung einen kreisringförmigen Querschnitt auf. Je nach Erfordernis können jedoch auch andere Querschnitte Anwendung finden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die einzelnen Windungen der gewickelten Rohrkörbe mehrgängig gewickelt sein, wodurch das Naturumlauf-Prinzip besonders vorteilhaft angewendet werden kann.

Vorteilhafterweise können die einzelnen Rohrkörbe in Teilkörbe unterteilt sein, wodurch die einzelnen Teilkörbe je nach Verwendung des Kessels als Speisewasservorwärmer, Vorverdampfer, Verdampfer oder Ueberhitzer ausgebildet werden können.

Je nach dem Querschnitt der Rohre der Rohrkörbe ist es möglich, die erfindungsgemässe Vorrichtung mit Naturumlauf, Zwangsumlauf oder mit Zwangsdurchlauf des Wärmeträgermediums zu betreiben.

Im Gegensatz zu den bekannten Anlagen können bei der erfindungsgsmässen Ausführung Armaturen, Messeinrichtungen usw. im Bereich der Kesseldecke oder in der unteren Umlenkzone angeordnet werden. Damit wird der Lieferumfang für Bühnen und Treppen wesentlich eingeschränkt.

^eI dem Wärmeaustauscher der erfindungsgemässen Art ist die Neigung zur Verschmutzung der Heizfläcbenvöhre wesentlich geringer, .; 5is Rohrgassen infolge .2er neuartig: Fc -.^tri:!·. V..l„:-:i eine

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grössere lichte Weite aufweisen. Sollte trotzdem während des Betriebes eine Zwischenreinigung notwendig werden, so kann diese in einfachster Weise von Hand durch Luken in der Kesseldecke erfolgen. Gleichzeitig ist auch die Besichtigung oder Begehung des Kessels von der Decke her möglich, was die Ueberwachung der Kesselfunktionen wesentlich erleichtert.

Ersichtlicherweise werden der technische Fortschritt und der erfinderische Inhalt des Anmeldungsgegenstandes sowohl durch die neuen Einzelmerkmale als auch insbesondere durch Kombination und Unterkombination der Verwendung findenden Merkmale gewährleistet.

Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematischer Schnitt durch den Verbrennungsraum und den Wärmeaustauscher einer Abfallverbrennungsanlage mit den Merkmalen der Erfindung,

Fig. 2 schematischer Längsschnitt durch den Wärmeaustauscher in Form eines Naturumlaufkessels mit drei ineinander angeordneten Rohrkörben,

Fig. 3 schematischer Längsschnitt durch den Wärmeaustauscher in Form eines Zwangsdurchlaufkesseis mit drei ineinander angeordneten Rohrkörben,

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Fig. 4 schematischer Längsschnitt durch den Wärmeaustauscher in Form eines Naturumlaufkessels mit Speisewasservorwärmer und Ueberhitzer mit drei ineinander angeordneten Rohrkörben,

Fig. 5 schematischer Längsschnitt durch den Wärmeaustauscher in Form eines Zwangsumlaufkessels mit Speisewasservorwärmer und Ueberhitzer mit drei ineinander angeordneten Rohrkörben,

Fig. 6 schematischer Längsschnitt durch den Wärmeaustauscher in Form eines Heisswasserkessels mit drei in Serie geschalteten, ineinander angeordneten Rohrkörben.

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung die wesentlichen Bauteile einer Abfallverbrennungsanlage. Der zu verbrennende Abfall wird mittels einer bekannten, nicht näher beschriebenen Fördereinrichtung durch einen Abfalleingabeschacht 2 auf einen Stufenrost 1 eingebracht. Unterhalb des Stufenrostes 1 sind in bekannter Weise Samme'ltrichter 8 und 9 für das Auffangen von Schlacke und Asche vorgesehen. Die Abfallverbrennungsanlage weist ferner einen Verbrennungsraum 18 und einen Rauchgaskanal 3 auf, innerhalb welchem ein aus drei koaxial ineinander angeordneten Rohrkörben 5, 6 und 7 bestehender Wärmeaustauscher 4 angeordnet ist. Die Rohrkörbe 5, 6 und 7 weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf und werden aus Rohren ein- oder mehrgängig gewickelt.

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Die Rauchgase strömen aus dem Verbrennungsraum 18 in Richtung des Pfeiles 19 in den Wärmeaustauscher 4. Die Rauchgasführung in den Rauchgaszügen 10, 11 und 12 innerhalb des Wärmeaustauschers 4 ist durch die Pfeile 26 und 27 angedeutet.

Infolge des grossen freien Querschnittes innerhalb des inneren Rohrkorbes 5 strömt das Rauchgas hier relativ langsam und wird dieser Rohrkorb an der Innenseite vorwiegend mit Strahlungswärme beaufschlagt. Dadurch müssen die Rauchgase, die aus dem Verbrennungsraum 18 in den Wärmeaustauscher 4 eintreten und eine Temperatur von etwa 1000 C aufweisen, keiner zusätzlichen Kühlung unterworfen werden, sondern können direkt in den Wärmeaustauscher 4 geleitet werden.

Nachdem die Rauchgase den inneren Rohrkorb 5 verlassen haben, werden sie um 180 umgelenkt und in einen Rauchgaszug 10 mit kreisringförmigem Querschnitt geleitet, welcher durch die Innenseite des mittleren Ringkorbes 6 und die Aussenseite des inneren Rohrkorbes 5 gebildet wird. Da der Querschnitt des ersten Rauchgaszuges 10 kleiner ist als der freie Kreisquerschnitt innerhalb des Rohrkorbes 5, weist das Rauchgas in diesem Ringkanal eine hohe Strömungsgeschwindigkeit auf, wodurch die Aussenseite des inneren Rohrkorbes 5 und die Innenseite des mittleren Rohrkorbes 6 mit Konvektionswärme beaufschlagt werden.

Nachdem die Rauchgase den ersten Rauchgaszug 10 verlassen haben, werden sie erneut um 180 umgelenkt und gleichzeitig einem zweiten Rauchgaszug 11 und einem dritten Rauchgaszug 12 s

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- Zuführt. Der zweite Rauchgaszug 11 wird dabei durch die Aussenseite des mittleren Rohrkorbes 6 und durch die Innenseite des äusseren Rohrkorbes 7 gebildet. Der Rauchgaszug 12 wird durch die Aussenseite des Rohrkorbes 7 und die Innenseite der Umhüllung 2 8 des Kessels gebildet.

Der Querschnitt des zweiten Rauchgaszuges 11 und des dritten Rauchgaszuges 12 ist zusammen kleiner als der Querschnitt des ersten Rauchgaszuges 10, so dass die Rauchgase innerhalb des zweiten und des dritten Rauchgaszuges 11 und 12 trotz der vorangegangenen Abkühlung noch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit aufweisen. Mittels der durch den zweiten Rauchgaszug 11 strömenden Rauchgase wird sowohl die Aussenseite des mittleren Rohrkorbes 6 als auch die Innenseite des äusseren Rohrkorbes 7 mit Konvektionswärme beaufschlagt. Die Aussenseite des äusseren Rohrkorbes 7 wird dabei mittels des durch den dritten Rauchgaszug 12 strömenden Rauchgases ebenfalls mit Konvektionswärma beaufschlagt.

•In den Rauchgaszügen 10, 11 und 12 strömt das Rauchgas etwa rechtwinklig zum Wärmeträgermedium in den Rohren der Rohrkörbe 5, 6 und 7. Dadurch kann gegenüber Anordnungen mit Rohren, die parallel zum Rauchgasstrom verlaufen, ein bis zu 50 % besserer Wärmeübergang vom Rauchgas an das Wärmeträgermedium erreicht werden. Dies hat zur Folge, dass die gleiche Wärmemenge, bei sonst gleichen Bedingungen, mit kleineren Austauschflächen übertragen werden kann.

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Nach Verlassen der Rauchgaszüge 11 und 12 wird das abgekühlte Rauchgas einem durch die Kesselumhüllung 28 einerseits und durch die Trennwand 13 andererseits gebildeten Sammelrohr zugeführt. Anschliessend wird das Rauchgas einem nicht näher beschriebenen, bekannten Gasreiniger zugeleitet und verlässt die Anlage über einen Kamin.

Da die Kesselumhüllung 2 8 nur mit Rauchgasen von niedriger Temperatur in Kontakt kommt, muss nur eine dünne Isolation angebracht werden. Da das Druckgefälle zwischen Innen- und Aussenseite der Rohrkörbe 5, 6 und 7 relativ klein ist, bedarf es keiner zusätzlichen Abdichtungen. Einzig die Umhüllung 2 muss dicht ausgeführt werden, um zu verhindern, dass Rauchgase in die Umgebung austreten.

Zwischen dem inneren Rohrkorb 5 und dem unteren Ende der Umhüllung 2 8 ist ein trichterförmiger Ascheabscheider 15 zum Abscheiden eines Teiles der im Rauchgas befindlichen Asche angeordnet. Die abgeschiedene Asche wird dabei durch die Oeffnungen 16 des Ascheabscheiders 15 abgeführt..

Da die einzelnen Rohrkörbe 5, 6 und 7 des Wärmeaustauschers formfest und selbsttragend ausgebildet sind, können diese direkt auf das Fundament oder den Verbrennungsraum der Verfahrensstrasse einer Abfallverbrennungsanlage aufgesetzt werden, so dass auf zusätzliche Stützkonstruktionen und Gerüste im Bereich des Wärmeaustauschers 4 verzichtet werden kann.

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Für die Reinigung der Rauchgaszüge sind in der Decke der Kesselumhüllung 28 Luken vorgesehen, durch welche die Rohrkörper in einfachster Weise von Hand mit mechanischen Hilfsmitteln gereinigt werden können.

In der oben beschriebenen rauchgasseitigen Anordnung werden die Rohrkörbe wasser- und dampfseitig derart geschaltet, dass sie als Speisev/asservorwärmer, Vorverdampfer, Verdampfer oder üeberhitzer wirken können.

Figur 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt eines als Naturumlaufkessel geschalteten Wärmeaustauschers 4, der aus drei konzentrisch ineinander angeordneten Rohrkörben 5, 6 und 7 besteht. Der Wärmeaustauscher 4 ist als einfacher Sattdampferzeuger ohne Speisewasservorwärmer, Vorverdampfer und üeberhitzer dargestellt. Ersichtlicherweise sind daher die einzelnen Rohrkörbe ausschliesslich als Verdampferheizflächen geschaltet, so dass sie das Umlaufwasser über ein Fallrohr 20 und über die Verteiler 21 erhalten. Das Wasserdampfgemisch wird über Dampfabführrohre 22 an eine Kesseltrommel 23 abgegeben. Da der Querschnitt der Rohre der einzelnen Rohrkörbe 5, 6 und 7 genügend gross ist, strömt das Wasserdampfgemisch innerhalb der Rohrkörbe infolge des über die hydrostatischen Auftriebskräfte erzeugten Förderdruckes.

Wie aus der Figur 2 ferner ersichtlich, werden die Rohrkörbe 5, 6 und 7 aus einer Rohrwendel, bestehend aus vierzehn parallel

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geschalteten Rohren 24, gebildet, wodurch eine Vergrösserung des für die hydrostatischen Auftriebskräfte erforderlichen Rohrquerschnittes erreicht wird.

Figur 3 zeigt einen schematischen Längsschnitt eines Zwangsdurchlaufkessels mit drei konzentrisch ineinander angeordneten Rohrkörben. Die einzelnen Rohrkörbe 5, 6 und 7 sind dabei als Durchlaufdampferzeuger geschaltet.

Der aus sere Rohrkorb 7 ist dabei in einen Speisewasservorwärmer 30 und einen Verdampferteil 31 unterteilt. Der innere Rohrkorb 5 ist ebenfalls in zwei Teilkörbe unterteilt und weist einen Verdampferteil 32 und einen Ueberhitzer 33 auf.

Das Speisewasser wird über die Speisewasserleitung 34 mittels einer Durchlaufpumpe 3 5 dem Speisewasservorwärmer 30 zugeführt. Das vorgewärmte Speisewasser wird anschliessend über die Verteilrohre 36 den einzelnen Verdampferteilen 31, 32 und 37 zugeführt.

Der aus den Verdampferteilen austretende Dampf wird mittels eines Sammelrohres 38 gesammelt und dem Ueberhitzer 33 zwecks Erzeugung von Heissdampf zugeführt.

Figur 4 zeigt einen schematischen Längsschnitt eines Nafcurumlaufkesseis mit als Rohrkorb ausgebildeten Speisewasservorwärmer 30 und ueberhitzer 33. Das Speisewasser strömt über Speisewasserleitung 34 und über eine Speisepumpe 40 in den

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Speisewasservorwärmer 3 0 mit oder ohne Vorverdampfer und an-.■rchliessend über eine Verbindungsleitung 42 in die Kesseltrommel 23. Ueber das aus der Kesseltrommel 23 führende Fallrohr 20 und den Verteiler 21 werden anschliessend die einzelnen Verdampferkörbe 43, 44 und 45 gespeist. Das aus den Verdampferkörben 43, 44 und 45 austretende Wasserdampfgemisch wird in einem Sammelrohr 41 gesammelt und der Kesseltrommel 2 3 zugeführt. Zwecks Erzeugung von Heissdampf wird der aus der Kesseltrommel 2 3 austretende Sattdampf dem Ueberhitzer 3 3 zugeführt. Sofern eine Regelung der Heissdampftemperatur durchgeführt werden soll, kann ersichtlicherweise der Ueberhitzer 33 in mehrere Teilkörbe unterteilt werden. Zwischen den einzelnen Teilkörben des Ueberhitzers 3 3 können anschliessend mehrere Kühlstufen angeschlossen werden.

Die Figur 5 zeigt einen schematischen Längsschnitt eines Zwangsumlaufkesseis mit als Rohrkorb ausgebildeten Speisewasservorwärmer 30 und Ueberhitzer 33. Der Aufbau und die Schaltung des Speisewasservorwärmers 30 mit oder ohne Vorverdampfer sowie des Ueberhitzers 33 ist entsprechend Figur 4 ausgeführt. Die Verdampferkörbe 43, 44 und 45 erhalten das Kesselwasser von der Kesseltrommel 2 3 über das Fallrohr 20 der Umwälzpumpe 50 und die Verteiler 21. Das austretende Wasserdampfgemisch von den Verdampferkörben 43, 44 und 45 wird ebenfalls wie bei Figur 4 im Sammelrohr 41 gesammelt und von dort in die Kesseltrommel 2 3 geleitet.

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Die Figur 6 zeigt einen schematischen Längsschnitt eines Kessels mit in Serie geschalteten Rohrkörben 5, 6 und 7 für die Heiss-wassererzeugung. Das Speisewasser wird über die Speisewasserzuleitung 34 und über die Umwälzpumpe 50 dem äusseren Rohrkorb 7 zugeführt. Mittels eines Verbindungsrohres 60 wird das durch den Rohrkorb 7 erwärmte Wasser dem Rohrkorb 6 zugeführt. Das aus dem Rohrkorb 6 austretende erwärmte Wasser strömt in die Verbindungsrohre 61, mittels welchen es auf die einzelnen Rohre des inneren Rohrkorbes 5 geführt wird. Wie aus der Figur 6 ersichtlich, besteht der innere Rohrkorb 5 aus zwölf parallel geschalteten und wendelförmig gewickelten Rohren 63. Am unteren Ende des inneren Rohrkorbes 5 ist ein Sammelrohr 6 2 angeordnet, welches das aus den Rohren 63 austretende Heisswasser sammelt und einem nicht gezeigten Verbraucher zuführt.

Ersichtlicherweise ist die erfindungsgemässe Vorrichtung zahlreichen Aenderungen zugänglich, ohne dass dabei der Rahmen der Erfindung verlassen wird. So können beispielsweise einzelne oder mehrere Rohrkörbe in beliebige Teilkörbe unterteilt v/erden, welche dann als Speisewasservorwärmer, Vorverdampfer, Verdampfer oder Ueberhitzer verwendet werden können. Auch die Anzahl der ineinandergestellten Rohrkörbe kann den Erfordernissen angepasst werden. Bei kleinen Anlagen kann die Anordnung von einem Rohrkorb genügen, wobei dann die Rauchgase am unteren Ende des Wärmeaustauschers abgeführt würden.

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Claims (12)

1. Patentansprüche

   Il.f Verfahren zur rationelleren Ausnutzung der Abwärme von Abfallverbrennungsanlagen, wobei die Rauchgase nach dem Verbrennungsraum durch einen Wärmeaustauscher geführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgase aus dem Verbrennungsraum direkt in den Wärmeaustauscher einströmen, diesen einmal in axialer Richtung unter Abgabe von Strahlungswärme durchströmen, und dass anschliessend der Rauchgasstrom im gleichen Wärmeaustauscher mindestens einmal um 180 umgelenkt und koaxial zum Eintrittsstrom sowohl an der Innen- als auch an der Aussenfläche der Wärmeaustauschkörper unter Abgabe von Konvektionswärme entlanggeführt wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch zur Ausnutzung der Abwärme von Abfallverbrennungsanlagen mit Verbrennungsraum und mit im Rauchgaskanal angeordnetem Wärmeaustauscher, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaustauscher (4) direkt nach dem Verbrennungsraum (18) angeordnet ist und aus mindestens zwei koaxial ineinander angeordneten, konzentrische Querschnitte auf v/ei senden, gewickelten Rohrkörben (5, 6, 7) besteht, wobei zwischen den einzelnen Rohrkörben (5, 6, 7) sowie im Kern des innersten Korbes (5) und zwischen äusserstem Korb (7) und Kesselumhüllung (2 8) des Wärmeaustauschers (4) Rauchgaszüge (10, 11, 12) vorgesehen sind.

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3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgase und das Wärmetragermedium im Wärmeaustausch- -körper etwa rechtwinklig zueinander strömen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgaszüge (10, 11_T 12) zwischen den Rohrkörben (5_f G) sowie dem äussersten Rohrkorb (7) und der Umhüllung (28) einen kreisringförmigen Querschnitt aufweisen.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrkörbe (5, 6, 7) selbsttragend und ohne ziisätzliche Stützgerüste auf der Ausmauerung des Feuerraumes (18) und/ oder einem Fundament aufliegen.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Rohren bestehenden Windungen der gewickelten Rohrkörbe (5, 6, 7) aneinander anliegen.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung der einzelnen Windungen der gewickelten Rohrkörbe (5, 6, 7) gleich dem Aussendurchmesser des Rohres ist.

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8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung der einzelnen Windungen der gewickelten Rohrkörbe (5, 6, 7) ein ganzzahliges Vielfaches des Aussendurchmessers des Rohres ist und dass die gewickelten Rohrkörbe (5, 6, 7) mehrgängig sind.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Rohrkorb (5, 6, 7) in wenigstens zwei als Speisewasservorwärmer, Vorverdampfer, Verdampfer oder Ueberhitzer ausgebildete Teilkörbe unterteilt ist.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9 für die Erzeugung von Reissdampf, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Rohrkorb

    (7) in zwei Teilkörbe (30, 31) unterteilt ist, von denen der dem Rauchgasausgang zugewandte Teilkorb als Speisewas servorwärmer (30) mit oder ohne Vorverdampfer geschaltet ist, und dass der innere Rohrkorb (5) in zwei Teilkörbe (32, 33)' unterteilt ist, von denen der dem Rauchgas ausgang zugewandte Teilkorb (33) als Ueberhitzer geschaltet ist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 für die Heisswassererzeugung, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Rohrkörbe (5, 6, 7) in Serie geschaltet sind und dass die Speisewasserzufuhr an der dem Rauchgasausgang zugewandten Seite des äusseren Rohrkorbes (7) vorgesehen ist.

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12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 9 für die Heisswassererzeugung, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Rohrkörbe (5, 6, 7) parallel geschaltet sind und dass die Zufuhr von Speisewasser an der dem Verbrennungsraum (18) zugewandten Seite der Rohrkörbe vorgesehen ist.

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