DE2715390A1

DE2715390A1 - Plattenkuehler

Info

Publication number: DE2715390A1
Application number: DE19772715390
Authority: DE
Inventors: Rolf Doerling
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1977-04-06
Filing date: 1977-04-06
Publication date: 1978-10-12
Also published as: NL7801218A; FR2386795A1; SE7803150L; JPS53125909A; US4225122A; ES468297A1

Description

L. & C. Steinmüller GmbH 5270 Gummersbach, den 30.3.7'

Postfach 1949/1960

Pa 7709 Bth./Schn.

PATENTANMELDUNG

"Plattenkühler"

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung von mit Kühlrohren versehenen aus Gußsegmenten gebildeten Plattenkühlern von Hochofenschächten od.dgl. mittels flüssiger Medien.

Plattenkühler werden da eingesetzt, wo z. B. Behälterwände mit hohen Temperaturen beaufschlagt werden. Zur Absenkung dieser Temperaturen an der der Wärmestrahlung zugewandten Fläche sind die aus Guß gefertigten Einzelsegmente innen mit Rohren versehen, durch die das Kühlmittel, z. B. Wasser, strömt. Dabei nimmt das Kühlmittel Wärme auf und senkt dadurch die Temperatur der Wandoberfläche des Segmentes. Die Wirksamkeit der Kühlung hängt dabei wesentlich von dem Wärmedurchgang bis zur Kühlrohrinnenfläche ab. Dieser Wärmedurchgang ist bestimmt durch die Wärmeleitung im Plattenkühler und der Rohrwand sowie dem Spalt zwischen Rohr und Plattenkühler. Dieser Spalt ist bedingt bei den bekannten Plattenkühlern durch die Herstellungstoleranzen sowohl der Plattenkühleraussparung als auch des Kühlrohres und ist für die Rohr montage notwendig oder er entsteht bei eingegossenen Rohren durch das unterschiedliche Schrumpfverhalten bei der Abkühlung von Plattenkühler und Rohr.

Es ist bekannt, Auskleidungssegmente in Guß oder Stahl mit eingegossenen Kühlrohren - sogenannte Plattenkühler - ζ. B. als Schachtwand in Hochöfen, mit einem durch die Kühlrohre strömenden Kühlmittel, z. B. Wasser, so zu kühlen, daß die Temperaturen der ofenseitigen Oberfläche des einzelnen Plattenkühlers begrenzt werden. Bisher werden diese Kühler im Natur umlauf drucklos betrieben. Damit stellt sich bei gegebener Geometrie und Heizflächenbelastung im statio

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nären Zustand ein Gleichgewicht ein, in dem die aus Dichtedifferenz zwischen einphasig durchströmter Fallrohrseite und zweiphasig durchströmter Plattenkühlerseite resultierende Umtriebskraft im Gleichgewicht mit den Strömungsverlusten steht. Diesem einzigen stabilen Betriebspunkt entspricht eine sich zwangsläufig einstellende Oberflächentemperatur. Die Betriebsweise des durch die Plattenkühler begrenzten Behälters oder Behälterteiles, z. B. eines Hochofen Schachtes, kann es erforderlich machen, unterschied liehe Temperaturen der Oberfläche zu erreichen. Dieses war bisher bei den bekannten Plattenkühlern mit Naturumlaufkühlern für eine konstante Wärmebelastung nicht zu gewährleisten.

Weiterhin war es bekannt, bei Plattenkühlern, die aus Guß hergestellt werden, die Kühlrohre beim Gießen der Plattenkühler mit einzugießen.

Wird nun ein Rohr innerhalb eines Plattenkühlers z. B. durch Erosion oder Korrosion beschädigt oder zerstört, muß das ganze Segment ausgewechselt und verschrottet werden, da die Rohre in den bekannten Plattenkühlern nicht ausbaubar und das Kühlelement somit ntht reparierbar ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei gleichem Wärmestrom unterschiedliche Plattenkühleroberflächen-Temperaturen zu erreichen und einen einwandfreien Wärmeübergang von Plattenkühler und Kühlrohr zu gewährleisten, wobei eine einfache Demontage einzelner Plattenkühler gegeben sein sollte.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kühlmedium unter unterschiedlichem Druck durch die Kühlrohre der Gußsegmente geführt wird.

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Zur Verbesserung des Wärmeüberganges zwischen dem als Plattenkühler ausgebildeten Segment und Kühlrohr wird weiterhin erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zwischen den Kühlrohren und der sie aufnehmenden Öffnung der Segmente eine wärmeleitende Masse angeordnet ist.

Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zur schnelleren Demontage im Reparaturfall die Kühlrohre in den einzelnen Segmenten auswechselbar angeordnet sind, wobei das Segment eine teilweise durchgehende Öffnung,,die an ihrem einen Ende einen Stopfen und im Bereich der Durchtritte der Rohrstutzen Ringe aufweist.

Zur Erreichung des Wärmeüberganges ist die Erfindung weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre als Rippenrohre ausgebildet sind.

Wird vorteilhaft in einem solchen Umlaufsystem der Druck geändert, z. B. erhöht, so ändert sich, entsprechend dem Umlauf der jeweiligen Dampfdruckkurve auch die Siedetemperatur des Kühlmittels. Z. B. erhöht sie sich für Wasser von etwa 110° C bei 1,4 bar auf etwa 230° C bei 30 bar. Bei gleichbleibendem Wärmestrom verschiebt sich die Temperatur der Oberfläche in gleicher Größenordnung. Dadurch, daß das Umlaufsystem so ausgelegt wird, daß es bei unterschiedlichen Drücken betrieben werden kann, ergibt"sich vorteilhaft die Möglichkeit einer ergeblichen Veränderung der Oberflächentemperatur des Plattenkühlers.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß einzelne Kühlmittelrohre in einzelnen Segmenten jederzeit demontierbar sind, ohne daß dabei das gesamte Plattenkühlersystem erneuert werden muß.

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Ein entscheidender Vorteil ist jedoch in besserem Wärmeübergang zwischen Kühler und Kühlrohr zu sehen.

Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Anordnung verschiedener als Einzelsegmente ausgebildeter Plattenkühler als Außenwandunq eines Hochofens, schematisch dargestellt,

Fig. 2 einen einzelnen Plattenkühler

mit ausbaubarem glattem Kühlrohr, im Schnitt,

Fig. 3 eine Ausführung wie Fig. 2 jedoch mit einem Rippenrohr als Kühlrohr.

In dem Plattenkühler 1 sind die Öffnungen 2,3,4 enthalten. Durch die Öffnung 2 wird ein durch Scheiben und 6 verschlossenes Rohr 11 eingesetzt, so daß die in dem Rohrstück vorhandenen Öffnungen 7 bzw. 8 vor den Öffnungen 3 bzw. 4 liegen. Durch diese Öffnungen werden Rohrstutzen 9, 10 eingesetzt und mit dem Rohr verschweißt. Der Plattenkühler wird anschließend in geeigneter Woise durch Ringe 12 und 13 und einen Stopfen 14 verschlossen. Ein Auswechseln des Rohres ist in umgekehrter Reihenfolge möglich. In dem Spalt 15 zwischen der Wand des Plattenkühlers 1 und dem Rohr 11 befindet sich eine gut wärmeleitende Masse 16, die in plastischem Zustand eingeführt und dann ausgehärtet den Spalt 16 ausfüllt (Fig.2). Die Fig. 3 zeigt die Anordnung eines Rippenrohres 17.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Kühlung von mit Kühlrohren versehenen aus Gußsegmenten gebildeten Plattenkühlern von Hochofenschächten od.dgl. mittels flüssiger Medien, dadurch gekennzeichnet , daß das Kühlmedium unter unterschiedlichem Druck durch die Kühlrohre (11,17) der Gußsegmente (1) geführt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß zwischen den Kühlrohren (11,17) und der sie aufnehmenden Öffnungen (2,3,4) der Seamente (1) eine wärmeleitende Masse (16) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (11,17) in den Segmenten (1) auswechselbar angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment (1) eine teilweise durchgehende Öffnung (2), die an ihrem einen Ende einen Stopfen (14) und im Bereich der Durchtritte (3,4) der Rohrstutzen (9) Ringe (13) aufweist.

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5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre als Rippenrohre (17) ausgebildet sind.

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