DE2723403A1

DE2723403A1 - Verfahren und vorrichtung zum vorwaermen von verbrennungsluft bei abkuehlen eines warmen prozessgases

Info

Publication number: DE2723403A1
Application number: DE19772723403
Authority: DE
Inventors: Elon John Nobles
Original assignee: ECONO THERM ENERGY SYST
Current assignee: ECONO THERM ENERGY SYST
Priority date: 1976-05-24
Filing date: 1977-05-24
Publication date: 1977-12-01
Also published as: NL7705712A; MX145982A; FR2353037B1; DE2723403C2; GB1576385A; US4044820A; ES459091A1; FR2353037A1; BR7703343A; JPS5311340A; CA1069115A

Description

A. GRÜNECKER

!L"^INKELDEY

2723 A 03

ή2 W. STOCKMAlR

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K. SCHUMANN

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P. H. JAKOB

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G. BEZOLD

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8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

P 11 675

ECONO-THEEM ENEEGY SYSTEMS COEPOEATION 11321 K-TeI Drive
Minnetonka, Minnesota
USA

Verfahren und Vorrichtung zum Vorwärmen von Verbrennungsluft bei Abkühlen eines warmen Prozeßgases

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Vorrichtung zum Vorwärmen von Verbrennungsluft bei Abkühlen eines warmen Prozeßgases, wie eines Abgases, bis nahe zu dessen Taupunkt ohne daß dabei Kondensation auftritt. Ein Wärmeübertragungselement in Form einer Vielzahl von Eohren, einer Schlangenwicklung oder einer Metalleitung erstreckt sich zwischen zwei benachbarten Kammern, durch welche die Luft und das Prozeßoder Abgas hindurchströmen. Die Wärme wird von dem wärmen Prozeßgas auf eine Flüssigkeit übertragen, die in dem Übertragungselement strömt, und diese Wärme wird sodann ihrerseits von der Flüssigkeit an die Luft zu deren Vorwärmung abgegeben.

Die einfachste Form einer Vorrichtung zur Luftvorwärmung weist einen Leitungs- oder Plattenabschnitt auf, in welchem eine

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Kreuzströmung stattfindet, die es warmem Abgas gestattet, die Verbrennungsluft vorzuwärmen. Ein derart einfaches System ist in Fig. 1 dargestellt. Bei dem dort benutzten Verfahren zur Wärmeübertragung werden im wesentlichen bloße Oberflächen verwendet, da sowohl das Abgas als auch die Luft im wesentlichen Atmosphärendruck besitzen und relativ niedrige Varmeubergangskoeffizienten besitzen. Dieses steht im Gegensatz zu der Wärmeübergangssituation in Kesselwasser-Anlagen, wo die Möglichkeit besteht, vergrößerte oder erweiterte Oberflächen, wie in Form gerippter Rohre zu verwenden. Auf der Niederdruckseite eines derartigen Rauchgas-Speisewasservorwärmers bilden die Rippen eine zusätzliche Oberfläche zwecks Anpassung an die hohen Wärmeübergangskoeffizienten auf der Flüssigkeitsseite. Bei üblichen Luftvorwärmungsanlagen ist eine solche Oberflächenvergrößerung nicht praktikabel, wenn nicht die Oberfläche sowohl auf der Niederdruck-Abgasseite als auch auf der Niederdruck-Einlaßseite vorgenommen wird. Derartige Oberflächenvergrößerungen an beiden Seiten der Übertragungs- oder Übergangsoberflächen sind bereits vorgenommen worden. Das Vergrößerungsverhältnis, worunter das Verhältnis der dem Medium ausgesetzten Oberfläche im Vergleich zu der Grundplatte oder der Rohrfläche verstanden werden «oll, ist jedoch begrenzt und ein solchen Gerät ist teuer. Durch Verwendung der erfindungsgemäß geschaffenen Zwischenübertragungsflüssigkeit ist es möglich, eine wirtschaftliche und preiswerte vergrößterte Übertragungsoberfläche sowohl an der gekühlten als auch an der gewärmten Seite vorzusehen.

Aus einer Analyse der in Fig. 1 dargestellten einfachen Vorwärmungseinrichtung ergibt sich eine theoretische Grenze für die dort dargestellte einfache Kreuzströmung dadurch, daß die Luft nicht im Stande ist, ein Vorwärmungstemperaturniveau zu erreichen, welches oberhalb der niedrigsten Abgastemperaturen liegt. Dadurch wird die Menge an Luftvorwärmung bzw. an vorgewärmter Luft begrenzt, was den Wirkungsgrad der Vorrichtung beschränkt.

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Eine zweite Form eines Luftvorwärmers mit einer Zwischenflüssigkeit benutzt getrennte Värmerückgewinnungsflachen im Abgas und in den Luftkanälen, wie in Fig. 2 dargestellt. Dieses System vermeidet die Begrenzungen der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung, aber es ist erforderlich, die Strömungswärmekapazität der zirkulierenden Flüssigkeit genau mit derjenigen der strömenden Gase abzustimmen. Bei diesem System wir die gesamte Wärme zunächst von dem Flüssigkeitsstrom aufgenommen und wird sodann gänzlich auf die erwärmte Luft übertragen. Das hat zur Folge, daß in Fig. 2 bei dem Punkt A eine kalte Flüssigkeit mit einem gekühlten Abgas in Berührung gelangt, was die Gefahr einer Kondensation und einer damit einhergehenden Korrosion heraufbeschwört.

Die US-PS 3 623 5^9 beschreibt einen Wärmetauscher, bei welchem die Wärme eines warmen Gases an einem Ort von einer Flüssigkeit aufgenommen und auf ein relativ kaltes Gas an einem entfernten zweiten Ort übertragen wird. Es sind zwei oder mehr getrennte Wärmeübergangskreisläufe zwischen dem warmen Gas und dem kalten Gas vorgesehen. Nachdem die Flüssigkeit ihre Temperatur im Warmgasbereich erhöht hat, macht die Flüssigkeit lediglich einen Schritt zur Kaltgaszone, wo sie ihre Wärme abgibt, wodurch die Temperatur der Flüssigkeit absinkt. Jede Leitung ist vollständig unabhängig von den anderen Kreisläufen und jeder Kreislauf ist erforderlich, um ein anderes Wärmeübertragungsmedium zu benutzen. Außerdem wird jedesmal,. wenn die Wärmeübertragungsflüssigkeit von der warmen Zone in die kalte Zone strömt, eine Pumpe benötigt.

Die deutsche Patentschrift 187 553 beschreibt ein einzelnes Wärmeübertragungsrohr, welches zwischen einer Kaltgaszone an der einen Seite und einer Warmgaszone an der anderen Seite vor- und zurückgewunden verläuft. Es ist eine Pumpe mit einem Zylinder von derartiger Kapazität vorgesehen, daß jeder Pumpenhub das Wärmeübertragungsmedium in dem Rohr von der einen

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Seite zur anderen Seite verschiebt. Beim Rückkehrhub kehrt das Medium sodann in seine Ausgangsstellung zurück. Diese nach vorne und nach hinten gerichtete Bewegung des gleichen Mediums innerhalb des einzelnen Eohres gestattet keinen kontinuierlichen Fluß des Mediums in einer Eichtung durch die gesamte Vorrichtung.

Zum Erzielen eines wirksameren Wärmeüberganges mit besserem Wirkungsgrad ist gefunden worden, daß die Wärme zwischen im Gegenstrom strömendem Abgas und auf Umgebungslufttemperatur befindlicher Verbrennungsluft dadurch übertragen werden kann daß eine Vielzahl von Röhren angeordnet wird, die direkt zwischen den gekühlten und erwärmten Zonen verlaufen und eine Wärmeübertragungsflüssigkeit enthalten, die durch die Bohren hindurchströmt. Die von der Wärmeübertragungsflüssigkeit aufgenommene Wärme wird auf jeder Ebene des Abgases direkt auf die Verbrennungsluft in der benachbarten Ebene übertragen. Dies hat eine dichtere Annäherung an den Gegenstrom-Wärmetauscher mit Hilfe einer einfachen und unkomplizierten Einrichtung zur Folge. Das Temperaturniveau oder die "thermodynamische Verfügbarkeit der Wärme" wird mit Hilfe der höchsten Wärmeinhalte aus dem Abgas erreicht, welche auf die vorgewärmte Luft übertragen werden. Die in jedem Durchtritt oder in jeder Ebene übertragene Wärmemenge ist gering, was zu einer nahezu konstanten Temperatur der Flüssigkeit führt. Diese im wesentlichen konstante und einstellbare Temperatur der Flüssigkeit gestattet ein Arbeiten dicht bei der Kondensationstemperatur ohne die Gefahr eines Auftretens von Kondensation. Die Vorrichtung kann in vielen Ausführungsformen und zu vielen Anwendungszwecken verwendet werden, wenn ein Gas bis nahe an seinen Taupunkt abgekühlt werden soll und gleichzeitig sicherzustellen ist, daß die Gastemperatur nicht auf oder gar unter den Taupunkt fällt, da dadurch Kondensation auf den Wärmetauschflächen auftreten würde.

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ORIGINAL INSPECTED

Ein bevorzugter Gedanke liegt in einer Vorrichtung zum Wärmeübergang oder zur Wärmeübertragung beim Abkühlen eines warmen Prozeßgases auf eine Temperatur in der Nähe seines Taupunktes ohne das Kondensation auftritt. Das warme Gas geht durch eine erste Kammer während zu erwärmende Luft durch eine benachbarte zweite Kammer geht. Eine Vielzahl von ein Medium enthaltenden Rohren erstreckt sich gewunden oder zick-zack-förmig zwischen den beiden Kammern. Das kontinuierlich durch die Röhren strömende Medium nimmt die Wärme des Warmgases auf und überträgt die Wärme auf die zu erwärmende Luft.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In dieser zeigt:

Pig. 1 einen Kreuzströmungs-Wärmetauscher nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 ein Warmöl-System mit getrennten Windungen nach dem Stand der Technik,

Fig. 3 einen horizontal befeuerten Prozeßerhitzer,

Fig. 4 eine Ausführungsform der Erfindung mit zwei parallelen Rohrsätzen,

Fig. 5 eine graphische Darstellung des Temperaturverlaufs in einem Einzonen-Wärmetauscher nach der Erfindung,

Fig. 6 einen Einzonen-Wärme tauscher nach der Erfindung,

Fig. 7 ©in schematisches Diagramm der Steuereinrichtungen für das erfindungsgemäße System,

Fig. 8 eine graphische Darstellung des Temperaturverlaufs

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ORIGINAL INSPECTED

in einem Mehrzonen-Wärmetauscher, Fig. 9 ein Leitungsdiagramm eines Mehrzonen-Wärmetauschers,

Fig. 10 eine Ausführungsform, die als Wärmeübertragungsmedium Kesselspeisewasser verwendet,

Fig. 11 eine Ausführungsform, bei welcher das Wärmeübertragungsmedium einen einzigen Durchgang durch das Gerät macht,

Fig. 12 eine Ausführungsform, die zwischen den beiden Wärmeübertragungszonen eine abgestufte Wandung besitzt,

Fig. 13 eine Ausführungsform, die in einem Abschnitt der

Wärmeübertragungszone mit einer zusätzlichen Wärmeübertragungsoberfläche versehen ist,

Fig. 14 eine Ausführungsform mit zusätzlichen Windungen in einem gesonderten Abschnitt,

Fig. 15 eine mehrstufige Ausführungsform mit unterschiedlichen Oberflächenbereichen in jeder Stufe,

Fig. 16 eine mehrstufige Ausführungsform mit einer einzigen Pumpe und

Fig. 17 eine Ausführungsform, bei welcher das Wärmeübertragungmedium in parallelen Einheiten von oben nach unten oder umgekehrt strömt.

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Eine typische Anwendung der Erfindung erfolgt in einem in Fig. 3 dargestellten horizontal beheizten Erhitzer. Die insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete Vorrichtung besteht aus einem Strahlungs-Erwärmungsabschnitt 12 mit Brennern sowie einer Lufkammer 14. Das aus dem Strahlungsabschnitt austretende Gas strömt nach oben durch einen Konvektionsabschnitt 16, verläßt diesen durch den Abgaskanal 18 und gelangt zur Wärmeübergangs einrichtung 20. Das gekühlte Abgas tritt sodann, durch ein Sauggebläse 22 hindurch, welches auf dem Boden angeordnet ist und mit Hilfe einer Antriebseinrichtung 24 angetrieben wird. Das Abgas wird nach oben durch dnen Abzug 26 abgeführt. Das den Konvektionsabschnitt verlassende Abgas kann Temperaturen im Bereich von 204 bis 593°C besitzen und die Temperatur kann in Abhängigkeit vom Kondensationsniveau auf eine Temperatur von etwa 93 bis 260⁰C abgesenkt werden.

Die vom Brenner herkommende einströmende Luft tritt durch eine Einlaßleitung 28 ein und geht durch die Wärmeübergangs einrichtung 20 hindurch, wo sie von Umgebungstemperatur auf eine Temperatur von etwa 150 bis 37O⁰G aufgeheizt wird. Sie wird sodann in eine unter den Brennern 14 gelegene Kammer geführt, welche auch zur Strömungsberuhigung dient. Im Interesse einer guten Zugwirkung kann ein kräftiges Luftgebläse oberhalb der Wärmeübergangs einrichtung 20 vorgesehen werden.

Dieses Wärmeübergangs gerät kann sowohl an der Spitze der gesamten Anordnung als auch am Boden angeordnet werden, wenngleich deutliche Betriebsvorteile dafür sprechen, die Einrichtung am Boden anzuordnen. Der erste Vorteil besteht darin, daß die Wärmeübergangs einrichtung bei Anordnung am Boden jederzeit zugänglich ist. Zweitens ist das den mechanischen Zug entweder auf Grundlage eines direkten Zuges oder eines indozierten Zuges liefernde Gebläse auf einem festen Fundament angeordnet, welches dem Bedienungspersonal vollständig zu-

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gänglich ist. Dadurch wird die Übertragung von Vibrationen auf die daran befestigte Erhitzungseinrichtung vermieden und werden Bedienungsplattformen überflüssig gemacht,die einen Anstrich sowie Wartungsarbeiten erfordern. Außerdem wird durch Herabziehen der Abgase zum Bodenniveau eine Dichtung im Abgas vorgesehen, welche bei Betriebsunterbrechungen den natürlichen Zug begrenzt und die Erhitzertemperatur vernünftig konstant hält. Dieses dient zum Mildern des raschen Abkühlungseffektes, der mit der Stillsetzung bei herkömmlichen Naturzugbedingungen verbunden ist. Das hat zur Folge, daß der mechanische Zug einen kleineren Abzug, einen kleineren Abgaskanal und einen viel kleineren Konvektionsabschnitt ermöglicht, während die Kapazität für den gleichen Abschnitt vergrößert ist, während die Konstruktion der Strahlungeinrichtung gewisse Ersparnisse zuläßt.

Die Wärmeübergangseinrichtung ist im einzelnen in Fig. 4 dargestellt, welche zeigt, daß die Einrichtung 40 Wände 42 aufweist, die in einer Kammer 44 eine Vorwärmluftzone und in einer Kammer 46 eine Abgaszone bilden. Die beiden Zonen sind thermisch mit Hilfe einer Trennwand 48 voneinander getrennt. Das erste Einlaßrohr 50 ist dargestellt, wie es sich durch die Wand 48 quer durch die Lufteinlaßzone und durch die Abgaszone erstreckt, wo es mit Hilfe eines Krümmers ^A- mit einem benachbarten, parallel im Abstand verlaufenden Rohr 52 verbunden ist. Das Eohr ist gegen die Wand 48, welche es durchsetzt, abgedichtet, so daß kein Austreten von kalter Luft in die Abgaszone erfolgt.

Wie in Fig. 4 dargestellt, können beispielsweise 16 Rohre übereinander angeordnet und miteinander verbunden werden, um den naph oben gerichteten Strömungspfad für das Waremübergangsöl zu bilden, an der Spitze der Einrichtung ist das oberste Eohr 56 auf der Aufstromseite mit Hilfe eines Krümmers 58 mit einem parallelen Satz von Rohren 60 verbunden, welche dem Wäremübertragungsmedium auf einer schlangenartigen Strömungsbahn ein

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Fließen nach unten in ein Bodenrohr 62 gestatten, welches in eine Rücklauf-Sammelleitung 64 mündet. Die Flüssigkeit aus der Rücklauf-Sammelleitung 64 fließt zu einer Förderpumpe 66, mit deren Hilfe es in eine Einlauf-Sammelleitung 68 gepumpt wird, um seinen Kreislauf erneut zu beginnen.

Fig. 4 zeigt eine dieser Einrichtungen, die zwei parallele Rohrsätze besitzen, der eine für die aufwärts gerichtete · Strömung des Mediums und der benachbarte Parallelsatz für die nach unten gerichtete Rückkehr des Mediums. Jedes dieser Rohrpaare kann längs der Einlaß-Sammelleitung 68 und der Rückfluß-Sammelleitung 64 verbunden sein, um eine Vielzahl dieser gerippten Rohreinheiten zu bilden.

Wenngleich ein Verrippen der Flüssigkeitsleitungen nicht stets erforderlich ist, so lassen sich bessere Wäremübergangsergebnisse durch Vergrößerung der Außenoberfläche, wie durch Verwendung von Rippen , erzielen. Bevorzugte Verrippungsverhältnisse schwanken von 1,5 bis 9_tO.

Um die Wärme von dem Abgas auf die Luft zu übertragen, strömt ein Wärmeübertragungsmedium durch die Rohre. Parallelpumpen sind so angeordnet, daß die Übertragungsflüssigkeit mit einer guten Geschwindigkeit durch die Rohre strömt, um ein wirksames Wärmeübertragungssystem zu gewährleisten. Wie in Fig. 4 dargestellt, erfolgt das gesamte Pumpen am kalten Übertragungsmedium am Boden der Einrichtung mit Hilfe einer einfachen und zuverlässigen Zentrifugaleinrichtung. Das hat zur Folge, daß der insgesamt im Gegenstrom erfolgende Übergang mit einem spezifischen Wärmetausch auf einer Vielzahl von Ebenen erfolgen kann wie in Fig. 4 dargestellt. Die Rohre sind gegen die Wand 48 abgedichtet, wodurch das Abgas und die Luft vollständig voneinander getrennt sind, wodurch alle Undichtigkeiten zwischen den beiden Zonen gemeinsam mit der daraus resultierenden Kondensationskorrosion vermieden sind. Die Wand 48 ist an der

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Luftseite isoliert. Dadurch kann die eintretende kalte Luft nicht die Wandung so stark abkühlen, daß die Temperatur auf der Abgasseite der Wand unter die Taupunkt-Kondensationstemperatur des Abgases absinkt.

Das Wärmeübertragungsmedium ist so gewählt, daß sein thermischer Zersetzungspunkt 16 bis 22⁰C oberhalb der mittleren Betriebstemperatur des Übertragungsmediums liegt. Als Beispiele geeigneter Medien seien die von Dow Chemical produzierten Dowtherms sowie die von Monsanto produzierten Therminols genannt, wobei die Wärmeübergangsöle von verschiedenen ölgesellschaften mit Hilfe von Wasser hergestellt werden.

Die charakteristischen Temperaturverläufe in einem typischen Einzonen-Wärmetauscher sind in Pig. 5 dargestellt. Das Abgas tritt mit einer Temperatur von etwa 4-00 C ein und tritt mit einer Temperatur von etwa 220 C aus. Zur gleichen Zeit wird die tJmgebungs-Einlaßtemperatur mit einer Temperatur von etwa 21⁰C auf eine Temperatur um 195°C erwärmt. Wie in dem Diagramm dargestellt, besteht angenähert ein mittlerer thermischer Unterschied von 99°C zwischen der Luft und der Wärmeübertragungsflüssigkeit, wohingegen der mittlere thermische Unterschied zwischen dem Abgas und der Flüssigkeit näherungsweise 88 C beträgt.

Die gestrichelte Linie in Pig. 5 bezeichnet die theoretische öltemperatur, die bei unendlicher Zirkulation erzielbar wäre, während die beiden ausgezogenen Linien die Temperatur der gekühlten Flüssigkeit sowie der erhitzten Flüssigkeit wiedergeben, wie diese unter normalen Betriebsbedingungen erzielt werden.

Die Flüssigkeitstemperatur wird durch Steuerung der Luftmenge, welche durch die Luftzone strömt, auf der angestrebten Höhe oberhalb des Taupunktes des Warmgases gehalten. Je mehr Luft

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durch die Luftzone strömt, Je mehr Wärme kann aus der Wärmeübertragungsflüssigkeit aufgenommen werden, was ein Absinken der Flüssigkeitstemperatur zur Folge hat. Das Gerät kann einerseits von Anfang an so konstruiert sein, daß geeignete StrömungsgeEchwindigkeiten für Luft und Gas gegeben sind oder kann andererseits mit einer Nebenleitung für die Luftzone versehen sein gemeinsam mit Einrichtungen zum Steuern der Menge einströmender Luft, welche durch die Luftzone hindurchströmen sollen, wobei der Best dann durch die Zweig- oder Nebenleitung strömt. Die Temperatur des Mediums neigt wegen der großen Wärmekapazität des Mediums im Vergleich zur Wärmekapazität der beiden Gase zum Konstantbleiben. Ein Vorteil der erfindungs gemäß en Vorrichtung ist darin zu sehen, daß wegen der nahezu konstanten Mediumstemperatur das System bei einer Temperatur betrieben werden kann, welche sehr dicht am Taupunkt des Warmgases liegt, ohne daß dadurch Kondensationserscheinungen hervorgerufen werden.

Fig. 6 zeigt einen komponentenreichen Einzonenwärmetauscher, der aus zwei parallelen Einheiten für die nach oben gerichtete Strömung sowie aus zwei parallelen Einheiten für die nach unten gerichtete Rückkehrströmung besteht, wobei «jede der Einheiten in jeder vetikalen Ebene drei parallele Rohre besitzt.

Das Wärmeübertragungsmedium ist in einem Behälter 78 enthalten und wird mit Hilfe von einer, zwei oder drei der Pumpen 80, 82 und 84- in eine gemeinsame Sammelleitung 86 gepumpt, welche über eine Leitung 88 in die erste Einheit und mit Hilfe einer Leitung 89 in die zweite Einheit mündet. In der ersten Einheit strömt das Medium zunächst durch die Luftseite und sodann durch die Abgasseite, was innerhalb des langen geraden Rohres 90 erfolgt. Am Ende des Rohres 90 ist in der Abgaszone ein horizontaler Rückkrümmer vorgesehen, welcher das Medium in ein mittleres Rückkehrrohr 92 leitet. Am vorderen Ende leitet ein zweiter horizontaler Krümmer das Medium durch ein Rohr 9^·

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zurück. Dieses Rohr 94 läßt das Medium zum rückwärtigen Bereich der Vorrichtung zurückkehren und besteht aus einem gerippten Rohr 96 in der Luftkammer und einem gerippten Rohr in der Abgäskammer. Ein Vertikalkrümmer 100 verbindet das Rohr 98 mit dem in vertikaler Richtung benachbarten Rohr 102. Die Röhrenanordnung setzt sich in dieser schlangenartigen Weise nach vorn und nach hinten durch die Abgäskammer 74 und durch Luftkammer 72 fort. Jedes Mal, wenn das Rohr durch die dichtende Trennwand 76 hindurchtritt ist es gegen die Wand abgedichtet, beispielsweise durch Schweißen. Ganz oben im Wärmetauscher ist das oberste Rohr 110 mit Hilfe eines Horizontalkrümmers mit einem Mittelrohr 112 verbunden, welche seinerseits am gegenüberliegenden Ende mittels eines zweiten Horizontalkrümmers an ein drittes Rohr 114 angeschlossen ist. In dem Rohr 114 strömt das Medium in eine überkreuzende Rück- Sammelleitung 116.

In vergleichbarer Weise verläßt das in der parallelen zweiten " Einheit 118 aus der Einlaßleitung 89 strömende Medium die Einheit und strömt in die Rückkehrleitung. In der Rückkehrleitung 116 strömt das Medium sodann durch die beiden parallelen Einheiten 120 und 122 nach unten. Das Medium fließt erneut durch drei Röhren in jeder horizontalen Ebene einer jeden Einheit, die mit Krümmern miteinander verbunden werden können, worauf das Medium in die nächst untere Ebene herabfällt, wo es erneut zwischen der Luftzone und der Abgaszone nach vorne und nach hinten durch die drei länglichen Röhren strömt. Nachdem das Medium gleichzeitig durch die beiden Einheiten 120 und 122 geströmt ist, wird es in Aulaßleitungen 124 und 126 gesammelt, welche ihrerseits die Flüssigkeit über ein gemeinsames Rohr 128 dem Behälter 78 zum Zwecke der Rezirkulation zuführen.

Fig. 7 enthält ein schematisches Diagramm eines möglichen Steuersystems einer vereinfachten Einheit. Der Beruhigungs-

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tank hat ein ausreichendes Volumen, um sich allen in den Strömungseinheiten vorhandenen Flüssigkeiten und allen denkbaren Flüssigkeitsausdehnungen anzupassen. Sollten die Temperaturen auf der Warmgasseite einmal zu hoch werden, so kann das Wärmeübertragungsmedium aus den Höhren abgelassen werden, damit keine Carbonisierung des Mediums auftritt. Dieser Behälter sorgt auch dafür, daß die Zirkualtionspumpen nicht leer ansaugen.

Der Beruhigungsbehälter kann auch mit Heizungseinrichtungen für die Verwendung in Landstrichen mit kühlerem Klima aufweisen, so daß die Temperatur des Fluids bei in Betriebsetzung des Gerätes nicht unterhalb des Taupunktes des Warmgases liegt, so daß das Auftreten von Kondensationserscheinungen vermieden werden kann.

Die einfachen Kreiselpumpen, die vorzugsweise jeweils zusammen mit einem Notaggregat oder Reservegerät verwendet werden, sind parallel derart angeorndet, daß sie öl, Wasser oder ein anderes wärmeübertragendes Medium fördern, welches zur Aufrechterhaltung des Wärmeübergangs im Inneren der Wärmeübergangsrohre benutzt wird und zwischen der Einlaß-Sammelleitung und der Auslaß-Sammelleitung strömt. Die Flüssigkeit fließt frei unter der Wirkung der Schwerkraft vom Bück-Sammelgefäß bis zum Beruhigungstank. Bei Stillsetzung des Gerätes kann ein Magnetventil 156 geöffnet werden, um das Einlauf-Sammelgefäß zu entleeren, wobei die Flüssigkeit gleichfalls unter der Wirkung der Schwerkraft in den Beruhigungsbehälter abfließt.

Ein elektrisches Starter-Steuersystem, welches einfache Primärelemente benutzt, mißt schädliche Betriebszustände, um das System automatisch abzuschlaten. Unter den zu messenden Parametern ist der Fluß der Flüssigkeit durch die Schlangen

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oder Wicklungen zu nennen. Sinkt der Durchfluß unter einen von einem Fühler 154 gemessenen Mindestwert, so wird das System stillgesetzt. Ist ein elektrischer Kurzschluß oder dergleichen in allen Betriebspumpen vorhanden, so kann dieses auch den Stromkreis abschalten. Eine Meßeinrichtung 126 auf dem Beruhigungsbehälter mißt die Temperatur und sollte die Temperatur zu hoch oder zu niedrig sein, so kann das System abgeschaltet werden. In vergleichbarer Weise messen Druckschalter 142 zu hohe Drücke während ein Niedrigstandsfühler 148 zu niedrige Füllhöhen im Beruhigungsbehälter aufspürt. Ein zusätzlicher Fühler kann benutzt werden, um zu überprüfen, ob die Abgas-Eingangstemperatur zu hoch liegt. Ein Schalter dient als Schalter zur Steuerung des äußeren Zuggebläses. Weitere Steuereinrichtungen können im Bedarfsfall zugefügt werden.

Das Wärmeübertragungssystem kann in getrennte Zonen unterteilt werden. Wie in Fig. 8 dargestellt, kann die Lufttemperatur durch Anordnung von vier getrennten Fluid-Zirkulationszonen auf eine Höhe von etwa 288°C erwärmt werden und kann die Wirksamkeit der befeuerten Brenner von 89% bei Verwendung lediglich einer Zone auf eine Wirksamkeit oder einen Wirkungsgrad von 95% gesteigert werden, in dem vier Zonen aufweisende Einheiten verwendet werden. Bei Verwendung von vier Abzügen oder Kaminen kann die mittlere Wärmedifferenz zwischen der Flüssigkeit und der Luft oder dem Abgas auf angenähert 39⁰C vermindert werden,was zur Folge hat, daß weit mehr Oberfläche bei der Konstruktion benötigt wird.

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die eine mit vielen Zonen ausgestattete Wärmetauschereinheit besitzt. Der Fluidtank ist in vier einzelne Kammern unterteilt, wobei äede Kammer eine unterschiedlich temperierte Flüssigkeit enthält. Der erste Behälter 1?O ist mit Hilfe von vorzugsweise zwei Operationspumpen 178 für das Medium versehen, welche

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das Medium in die Einlaß-Sammelleitung 188 der mit 186 bezeichneten ersten Zone 1 pumpen. Nach Durchströmen der schlangenartigen Wicklungen zwischen der Luftkammer und der Abgaskammer kehrt das Medium schließlich zu der Rückkehr-Sammelleitung 90 und dann zum Behälter 170 zurück. In vergleichbarer Weise ist der zweite Behälter 172 mit Förderpumpen 180 verbunden, welche das Medium zur Einlaß-Sammelleitung °A der mit 192 bezeichneten Zone zwei Pumpen, worauf das Medium über die Rückkehr-Sammelleitung 196 in den Behälter zurückkehrt. Das Medium im Tank 172 besitzt eine höhere Temperatur als das im Behälter I70 enthaltene Medium. Die dritte Zone wird über Pumpen 182 aus einem Behälter 19^ gespeist und vom Einlaß aus fließt die Flüssigkeit erneut durch die Einheit in der Zone 3, welche mit dem Bezugszeichen 198 bezeichnet ist, worauf das Medium schließlich, über eine Leitung 202 zurück zum Behälter fließt. Das Medium im Behälter 1?4 ist auf höhere Temperatur als das im Behälter 172 enthaltene Medium. Die vierte Einheit besitzt das wärmste Medium, welches im Behälter 176 enthalten ist. Aus diesem wird es mit Hilfe von Förderpumpen 184 in die Einlaß-Sammelleitung 206 des Abschnittes 204 gepumpt, welcher die Zone 4 bildet. Die Flüssigkeit kehrt über ein Rohr 208 in den Behälter 176 zurück.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sehen als zirkulierendes Wärmemedium Kesselwasser vor. Wie in Fig. 10 dargestellt, strömt das Wasser aus der Kesseltrommel 160 unter der Wirkung der Schwerkraft durch das Rohr 162 nach unten und strömt durch die Wärmeübergangseinheit. Das Wasser setzt gemeinsam mit Dampf seine Strömung nach oben fort und gelangt in die Rückkehr-Sammelleitung 166 und von dort zurück in die Kesseltrommel. Infolge der auf der Schwerkraft beruhenden Förderung fließt das Wasser kontinuierlich durch die Wärmeübertragungsvorrichtung. Das in den Kessel eingespeiste Wasser Vgnn zunächst durch gesonderte Wärmetauscher I70 hindurchgeführt werden, um das Kesselwasser anfänglich mit der Restwärme des

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Abgases zu erwärmen, welches die Hauptwärmeübertragungseinheit verläßt.

Zusätzlich zur Bezirkulierung des Värmeübertragungsmediums gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann . ein Medium verwendet werden, welches, wie bei der in flg. 11 dargestellten Ausführungsform lediglich ein einziges Hai durch die Einheit strömt. Gemäß flg. 11 tritt ein Medium in den Einlaß 180 ein, gelangt durch die Wärmetauscherschlangen 182 und verläßt dieAuslaß-Sammelleitung 184, von wo es einer Haupt-Erhitzungseinrichtung zum Zwecke der weiteren Erwärmung und zur Verwendung in einem Verfahren zugeführt werden kann. Als Beispiel für ein derartiges Medium sei Ol genannt, welches in einer Raffinerie verarbeitet wird.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die Wand zwischen der Abgaszone und der Verbrennungsgaszone stets als ebene vertikale Wand beschrieben worden, wobei die Warem-. Übergangsrohre zu beiden Seiten dieser Wand die gleichen Längenabmessungen besaßen. Eine bessere insgesamt mehr abgestimmte Varmetauscherflache kann dadurch erzielt werden, daß eine abgestufte oder abgeschrägte Wand 192 gemäß Fig. 12 verwendet wird. Eine große Värmeübergangsfläche ist für oben in der Einrichtung erwärmte Luft vorhanden und eine entsprechend große Fläche ist für das Abgas vorgesehen, wenn dieses im unteren Abschnitt der Einrichtung gekühlt wird. Das Ergebnis ist eine abgestimmte Värmetauscherfläche sowohl für Luft als auch für Abgase und eine kozB tante Temperatur der Flüssigkeit. Diese abgestufte Konfiguration setzt die die Heizungseinrichtung verlassende Luft dem größten Oberflächenbereich aus, wodurch eine maximale Wärmemenge geliefert wird, um die Luft auf die höchst mögliche Temperatur zu erwärmen. Da es angestrebt ist, das Abgas auf seine tiefste Temperatur zu kühlen ist in vergleichbarer Weise der Bodenabschnitt der Vorrichtung mit einer größten Fläche in Berührung mit dem

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Abgas versehen, um eine maximmale Wärmemenge aufzunehmen.

Eine wahlweise anzuwendende Arbeitsweise zum Erzielen einer vergrößerten Wärmeübergangsfläche ist in einem Abschnitt der Abgaszone oder der Verbrennungsluftzone verwirklicht, wie in Pig. 13 dargestellt. Anstelle einer abgestuften vertikalen Wandung sind zusätzliche Windungen oder Schlangen in unterschiedlichen Abschnitten einer jeden Zone vorgesehen. Bei der in Hg. 13 dargestellten Ausführungsform stehen die zusätzlichen Wicklungen oder Schlangen in Berührung mit dem Eintretenden warmen Abgas.

Pig. 14 zeigt eine Abwandlung der in Pig. 13 dargestellten Ausführungsform, wobei die zusätzlichen Windungen oder Schlangen auf der Luftseite in einer Einheit untergebracht sind, die getrennt und gelöst von dem Hauptwärmübergangsgebiet vorgesehen ist. Der Vorteil einer solchen Konfiguration ist darin zu sehen, daß der leere Bodenraum auf der Abgasseite gemäß Pig. 13 vermieden wird, so daß die Wärmeübergangskammer kleinere Abmessungen besitzen kann. Da eine derart verkleinderte Kammer weniger von dem kostspieligen wärmebeständigen Baumaterial erfordert, führt die räumliche Verkleinerung zu einem beachtlichen Kostenvorteil.

Werden die vielstufigen Ausführungsformen verwendet, so ist es nicht immer erforderlich, gleiche Oberflächenbereiche für die Wärmeübergangsrohre einer jeden Zone vorzusehen. So ist es Beispiel gemäß Pig. 15 möglich, die obere Zone mit einer größeren Oberfläche auszurüsten als die untere Zone.

In diesen Zeichnungen ist die Anzahl von Windungen in jeder Zone lediglich schematisch angegeben und gibt keinesfalls notwendigerweise quantitativ die Oberflächenmenge wieder. Selbst bei den dargestellten Konfigurationen kann die Oberfläche sehr stark dadurch verändert werden, daß zusätzlich verschiedene

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Mengen an Bippen verschiedenen Teilen der Vorrichtung zugefügt werden.

Für die mehrzonigen Ausführungsformen kann die Anzahl der benötigten Pumpen mittels der in Fig. 16 dargestellten Konfiguration verringert werden. Dort ist eine einzige Pumpe oder eine einzelne Pumpenreihe dargestellt, welche die Flüssigkeit der gleichen Mittel-Sammelleitung MH zuführen, aus welcher eine erste obere Zone A und gleichzeitig eine zweite tiefer gelegene Zone B gespeist werden. Diese Anordnung ermöglicht das Arbeiten mit nur einer Pumpe oder einer Vielzahl von zusammengeschalteten Pumpen, die das Medium in zwei verschiedene Zonen einspeisen. In jeder Zone wird das Medium auf eine andere Temperatur erwärmt.

Fig. 17 ist eine Draufsicht auf das Ende einer Ausführungsform,bei welcher die gesamte Flüssigkeit in eine horizontale Sammelleitung gepumpt wird, aus welcher die Flüssigkeit in den Schlangenwindungen zu einer zweiten horizontalen Sammelleitung am Boden nach unten strömt. Wahlweise kann das Medium zu allen Bodenrohren gepumpt werden, von wo es dann nach oben strömen darf. Bei dieser Ausführungsform strömt das gesamte Medium in allen parallel zueinander verlaufe ien Schlangenwindungen in derselben Longitunalrichtung. Sine weitere Abwandlung dieser Ausführungsform sieht vor, die beiden Einlaß- und Aulaß-Sammelleitungen vertikal so anzuordnen, daß jede Windung in einer Horizontalebene verläuft und an den einander gegenüberliegenden Enden miteinander verbunden ist.

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Claims

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DFINS

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W. STOCKMAIR

mMM ICALTKM

K. SCHUMANN

OK »β! MAT WL-mVS.

P. H. JAKOB

OFL-NQ

G. BEZOLD

mmwt an.-o«m

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

P 11 675

Patentansprüche

1· Vorrichtxing zur Wärmeübertragung zum Erwärmen von Verbrennungsluft beim Abkühlen eines warmen Prozeßgases bis nahe an dessen Taupunkt, gekennzeichnet durch eine eine Verbrennungsluftzone definierende erste Kammer, durch welche die zu erwärmende Luft in einer ersten Richtung längs der Längsachse der Vorrichtung strömt; eine neben der ersten Kammer angeordnete, eine Prozeßgaszone definierende zweite Kammer, durch welche erwärmtes Prozeßgas in einer zweiten zur Längsachse parallelen,aber zur ersten Sichtung entgegengesetzten Sichtung strömt; eine den beiden Kammern gemeinsame Wandung, welche die Verbrennungsluft ζ one thermisch von der Prozeßgaszone trennt; eine hohle Wärmeübertragungsleitung, die die gemeinsame Wandung durchsetzt und sie zwischen den beiden Zonen unter Bildung wenigstens einer sich in einer Richtung erstreckenden Windung hin- und herwindet;

eine Einlaß-Sammelleitung an einem Ende der Windung und eine Auslaß-Sammelleitung am gegenüberliegenden Windungsende; und durch eine Einrichtung zum kontinuierlichen Zirkulieren eines Wärmeübertragungsmediums durch die Einlaß-Sammelleitung, die zwischen denbeiden Zonen verlaufende Wärmeübertragungs-

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(OSO) 99 9β β9 TELEX Οβ-9β SSO TELESRAMME MONAPAT TeLEKOPIERCR

ORIGINAL INSPECTED

leitung und die Auslaß-Sammelleitung, derart, daß die von dem Medium in der Zone des wannen Prozeßgases aufgenommene Wärme auf die Verbrennungsluft übertragbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Zirkulationseinrichtung einen Behälter für das Medium und wenigstens eine Förderpumpe für das Medium aufweist, die mit der Einlaß- und der Auslaß-Sammelleitung in Strömungsverbindung stehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Windung eine Vielzahl von mehrfach angeschlossenen parallelen Rohren in benachbarten Longitudinalebenen aufweist, wobei jedes Rohr die gemeinsame Wandung durchsetzt und sich somit in die erste sowie die zweite Kammer erstreckt, wobei

(a) ein Ende eines ersten Rohres in einer ersten longitudinalen Ebene an der Einlaß-Sammelleitung angeschlossen ist,

(b) das gegenüberliegende Ende des ersten Rohres mit Hilfe eines U-förmigen Verbindungsmittels an das benachbarte Ende eines zweiten Bohres auf der gleichen Ebene verbunden ist,

(c) die Konstruktion gemäß (b) solange wiederholt ist, bis das letzte Rohr die erste longitudinale Ebene erreicht hat, und

(d) wobei das gegenüberliegende Ende des letzten Rohres in der ersten Longitudinalebene mit Hilfe eines U-förmigen Verbindungsmittels in einer Längsrichtung an ein erstes Rohr in der nächst folgenden Rohr des sich anschließenden Satzes aus multiplen Parallel-

'■ rohren angeschlossen ist, wobei die Rohre in gleicher Weise miteinander verbunden sind.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet , daß die Wärmeübertragungseinrichtung längs
der Längsachse in zwei getrennte Zonen unterteilt ist, wobei
jede Zone eine unabhängige Windung besitzt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet , daß die Zirkulationseinrichtung je Zone
wenigstens eine Pumpe besitzt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 mit zwei Zonen, dadurch gekennzeichnet , daß in jeder der beiden Zonen
eine Aulaß-Sammelleitung für jede Windung vorgesehen ist, daß eine gemeinsame Mittel-Einlaß-Sammelleitung vorgesehen und an die Einläße jeder der beiden Windungen angeschlossen ist, und daß eine gemeinsame Pumpeneinrichtung in Strömungsverbindung
mit der Mittel-Einlaß-Sammelleitung vorgesehen ist, wobei das Medium zu der Mittel-Sammelleitung gepumpt wird und durch die beiden voneinander unabhängigen Zonen strömt und durch die
beiden Auslaß-Sammelleitungen zum Zwecke der Wiedereinführung in den Kreislauf zurück zur Pumpe strömt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufnahmebehälter für das Fluid in
Strömungsverbindung einerseits mit den Auslaß-Sammelleitungen und andererseits mit der Pumpeneinrichtung steht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennz e ic h η e t , daß die Zirkulationseinrichtung je Zone eine Pumpeneinrichtung sowie einen Aufnahmebehälter für das Medium zwecks Zirkulation des Mediums in jeder Zone aufweist.

9«? Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Zirkulationseinrichtung wenigstens
eine Pumpe aufweist.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Einlaß-Sammelleitung an das Ausgangsende der Pumpe angeschlossen ist und die Auslaß-Sammelleitung in Strömungsverbindung mit dem Pumpeneinlaß steht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Windungen, die sich zwischen den beiden Zonen hin- und herwinden, mit ihrem einen Ende an die Einlaß-Sammelleitung und mit ihrem anderen Ende an die Auslaß-Sammelleitung angeschlossen sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennz ei ch η e t , daß jede Windung mit ihrem einen Ende an die Einlaß-Sammelleitung angeschlossen ist, sich in Längsrichtung erstreckt und mit ihrem anderen Ende an die Auslaß-Sammelleitung angeschlossen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k en η zeichnet , daß jede Windung mit ihrem einen Ende an die Einlaß-Sammelleitung angeschlossen ist, sich in einer Sichtung quer zur Längsachse erstreckt und mit ihrem anderen Ende an die Auslaß-Sammelleitung angeschlossen ist.

13· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t , daß die Zirkulationseinrichtung eine oberhalb der Wärmeübertragungsvorrichtung angeordnete Kesseltrommel ist, so daß das Kesselwasser unter der Wirkung der Schwerkraft durch die Wärmeübertragungseinrichtung und zurück zum Kessel zu strömen vermag.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeich net durch eine Ei η richtung zum Vorwärmen des dem Kessel zuzuführenden Wassers in Form von Kesselwasser-Wärmeübertragungsrohren in der zweiten Kammer, durch welche das Kesselspeisewasser fließt und vor dem Eintritt in den Kessel vorgewärmt wird.

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15. Vorrichtung nach Anspruch 14-, dadurch gekennzeichnet , daß die Kesselwasser-Wärmeübertragungsrohre strömungsabwärts von der hohlen Wärmeübertragungsleitungseinrichtung angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennz e i ch η e t,daß die Windung zur Vergrößerung ihrer wärmeübertragenden Oberfläche eine äußere gerippte Oberfläche besitzt.

17· Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß das Ausdehnungsverhältnis der gerippten Oberfläche im Hinblick auf die nicht gerippten Oberflächen im Bereich von 1,5 bis 9»O liegt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die Windung aus geraden Abschnitten eines sich durch die gemeinsame Wandung erstreckenden Rohres besteht, welches sich in einer zu der Wandung senkrechten Sichtung erstrecken, und daß die Enden von jeweils zwei in Längsrichtung voneinander entfernten Eohrpaaren mit Hilfe eines Krümmer miteinander verbunden sind.

19· Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß als Rohre mit Rippen versehene Rohre vorgesehen sind, die eine vergrößerte Wärmeübergangsfläche besitzen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennz e i c h ne t , daß das Ausdehnungsverhältnis der gerippten Oberfläche zu den nichtgerippten Rohrflächen im Bereich von etwa 1,5 Ms 9,0 liegt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die gemeinsame Wandung in einer

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vertikalen Richtung erstreckt und eine abgestufte Konfiguration besitzt, so daß an einem Longitudinalende der Wandung die erste Kammer größer ist als die zweite Kammer, wohingegen am gegenüberliegenden Longitudinalende der Wandung die zweite Kammer größer ist als die erste Kammer.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Prozeßgaszone definierende «weite Kammer an ihrem Eingang, wo das erwärmte Prozeßgas die Kammer betritt,größer ist, als die benachbarte erste Kammer, und daß diese erste Verbrannungsluftkammer an den einander gegenüberliegenden Enden größer ist als die benachbarte zweite Kammer.

23. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in einer durch zwei Punkte auf der Längsachse der Vorrichtung definierten Querschnittszone eine größere Wärmeübergangsfläche in der einen Kammer vorhanden ist, als in der Nachbarkammer.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß die zusätzliche Wärmeübergangsfläche dadurch erzielbar ist, daß eine größere Anzahl von Wärmeübergangswindungen in derjenigen Zone der Kammer vorgesehen ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß die zusätzliche Wärmeübergangsflache durch Anordnung einer größeren Anzahl von Rippen erzielt ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 23, ge kennzeichnet durch eine Luftvorwärmkammer, die sich von der ersten Kammer in einer longitudinalen Richtung entgegen der ersten Richtung erstreckt, eine Auslaß-Sammelleitung neben der zweiten Kammer an demjenigen Kammerende, an welchem das Prozeßgas in die Kammer eintritt, eine Auslaß-Sammelleitung»

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die an die Wärmeübertragungsleitung angeschlossen ist, eine Luftvorwärmwindung in der Luftvorwärmkammer, die an die Einlaß-Sammelleitung angeschlossen ist, und durch wenigstens eine in Strömungsverbindung mit der Auslaß-Sammelleitung und der Luftvorwärmwindung stehende Pumpe, derart, daß das aus der Auslaß-Sammelleitung der Prozeßgaskammer austretende warme Medium in die Luftvorwärmwindung pumpbar ist, um die Luft vorzuwärmen, bevor es in die erste Kammer eintritt.

27. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g ekennzeichnet , daß die Zirkulationseinrichtung für ein Wärmeübertragungsmedium eine Auslaß-Sammelleitung, einen in Strömungsverbindung mit der Auslaß-Sammelleitung stehenden Behälter für das Medium, wenigstens eine mit ihrem Einlaß an den Behälter angeschlossene Pumpe,die in paralleler Relation zu dem Behälter angeordnet ist sowie eine Einlaß-Sammelleitung aufweist, welche mit dem Pumpenausgang verbunden ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, mit deren Hilfe die Pumpen bei Ermittlung außerordentlicher Betriebsbedingungen abschaltbar sind.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung einen Druckfühler aufweist, der an dem Behälter angeordnet ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 28,dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Temperaturfühler zum Messen der Temperatur des zwischen dem Behälter befindenden Mediums besitzt.

31. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Niedrigstandfühler besitzt, mit dessen Hilfe der Flüssigkeitsstand in dem Mediumbehälter kontrollierbar ist.

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52. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Einrichtung aufweist, mit deren Hilfe die von den Pumpen geförderte Menge des Mediums kontrollierbar ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Temperaturfühler aufweist, mit dessen Hilfe die Temperatur des warmen Prozeßgases meßbar ist.

34. Värmeübertragungsvorrichtung zum Erwärmen von Verbrennungsgas bei Abkühlen eines warmen Prozeßgases bis nahe an dessen Taupunkt, gekennzeichnet durch, eine eine Verbrennungsluftzone definierende erste Kammer, durch welche die zu erwärmende Luft in einer ersten Richtung längs der Längsachse der Vorrichtung strömt, eine neben der ersten Kammer angeordnete, eine Prozeßgaszone definierende zweite Kammer, durch welche erwärmtes Prozeßgas in einer parallel zur Längsachse verlaufenden Richtung und im gleichen Richtungssinn wie die erste Richtung strömt, eine den beiden Kammern gemeinsame Wand, welche die Verbrennungsluftzone und die Prozeßgaszone thermisch voneinander trennt, eine hohle Wärmeübertragungsleitung, die die gemeinsame Wandung durchsetzt und sich zwischen den beiden Zonen unter Bildung wenigstens einer sich in einer Richtung erstreckenden Windung hin- und herwindet, eine Einlaß-Sammelleitung an einem Ende der Windung und eine Einlaß-Sammelleitung am anderen Windungsende und durch eine Einrichtung zum kontinuierlichen Zirkulieren eines Wärmeübertragungsmediums durch die Einlaß-Sammelleitung, die zwischen den beiden Zonen verlaufende Värmeübertragungsleitung und die Auslaß-Sammelleitung, derart, daß die von dem Medium in der Zone des warmen Prozeßgases aufgenommene Wärme auf die Verbrennungsluft übertragbar ist.

35· Erwärmungsvorrichtung mit einem Lufteinlaßabschnitt, einem Erwärmungsabschnitt, einem Konvektionsabschnitt und einem Ab-

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gas-Austrittsabschnitt, gekennzeichnet durch eine Värmeübertragungseinrichtung zum Erwärmen der Verbrennungsluft bei gleichzeitigem Abkühlen des warmen Abgases bis in die Nähe dessen Taupunktes gekennzeichnet durch eine an den Lufteinlaßabschnitt angeschlossene erste Kammer, welche eine Verbrennungsluftζone definiert, durch welche die zu erwärmende Luft in einer ersten Richtung längs der Längsachse der Värmeübertragungseinrichtung strömt, eine neben der ersten Kammer angeordnete, eine Abgaszone definierende zweite Kammer, durch welche das Abgas in einer zweiten parallel zur Längsachse verlaufende aber der ersten Richtung entgegengesetzt gerichtete Richtung strömt, wobei die zweite Kammer an den Abgas-Auslaßabschnitt angeschlossen ist, eine gemeinsame Wandung zwischen den beiden Kammern, welche die Verbrennungsluftzone thermisch von der Prozeßgaszone trennt, eine hohle Värcieübertragungsleitung, die die gemeinsame Wandung durchsetzt und sich unter Ausbildung wenigstens einer Windung, die sich in einer Richtung erstreckt, zwischen den beiden Zonen hin- und herwindet, eine Einlaß-Sammelleitung an einem Ende der Windung und eine am anderen Windungsende angeordnete Auslaß-Sammelleitung, und durch eine Einrichtung zur kontinuierlichen Zirkulation eines Wärmeübertragungsmediums durch die Einlaß-Sammelleitung, die zwischen den beiden Zonen verlaufende Wärmeübertragungseinrichtung und die Auslaß-Sammelleitung derart, daß die von dem Medium in den Zonen des warmen Prozeßgases aufgenommene Wärme auf die Verbrennungsluft übertragbar ist, durch eine Abzugseinrichtung zum Austragen des Abgases in die Atmosphäre und durch eine Gebläseeinrichtung, welche das Abgas aus der zweiten Kammer aufnimmt und nach oben durch die Abzugseinrichtung richtet.

36. Verfahren zum Kühlen eines Warmgases bis in die Nähe seines Taupunktes ohne Herbeiführen von Kondensation, dadurch gekennzeichnet , daß Luft durch eine erste Kammer geführt wird, während das zu kühlende Warmgas durch eine von der ersten Kammer mittels einer gemeinsamen Wand getrennte

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ζ-,·/;:-: te Kammer geführt wird, und daß ein wärmeübertragendes Medium mit einer im Vergleich zu dem Warmgas großen Wärmekapazität durch das Einladende von Wärmeübertragungsrohren eingeleitet wird, weiche sich zwischen den beiden Kammern und durch die gemeinsame Wandung schlangenartig hin- und herwinden, wobei das wärmeübertragende Medium an den gegenüberliegenden Enden des schlangenartigen Stromungspfades aus den Auslaßenden der Rohre austritt, derart, daß die von dem wärmeübertragenden Medium in jedem Abschnitt der Rohre in der Warmgaskammer aufgenommene Wärme direkt auf die Luft übertragen wird, wenn das wärme übertragende Medium durch die Rohre in der ersten Luftkammer hindurchströmen.

3?' Verfahren nach Anspruch 36, i a - u r c h g e k en η ζ e i c h :. " t ,, daß die durch _;,e erste Kammer strömende Luf tme::iga ;..£raz': :.:c-puller ζ wird, caii die Temperatur des wärmeübertragenoen Mediums oberhalb des Taupunktes des Warmgases liegt.

38. Verfahren nach Anspruch $6,dadurch gekennzeichnet , daß eine Pumpe außerhalb der beiden Kammern angeordnet wird, um das Medium durch die Rohre zu fördern und daß das Medium die gesamte strömungsförmige Strömungsbahn durchströmt, ohne durch eine weitere Pumpe zu fließen.

39· Verfahren zum Erwärmen von Verbrennungsluft bei gleichzeitigem Abkühlen eines warmenProzeßgases bis in die Nähe dessen Taupunktes, dadurch gekennzeichnet, daß vor zur erwärmende Luft durch eine erste Kammer geleitet wird, während das warme Prozeßgas durch eine von der ersten Kammer durch eine gemeinsame Wandung getrennte zweite Kammer geleitet wird, und daß kontinuierlich ein wärmeübertragendes Medium mit einer im Vergleich zur Wärmekapazität des Warmgases hohen Wärmekapazität durch das Einlaßende der Wärmeübertragungsrohre geleitet wird, welche sich zwischen den beiden Kammer durch die

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gemeinsame Wandung in einem schlangenartigen Strömungspfad hin- und herwinden, daß das Medium aus dem Aulaßende der Rohre am entgegengesetzten Ende des schlangenformigen Strömungspfades austritt, derart, daß die von dem wärmeübertragenden Medium in jedem Abschnitt der Rohre in der Warmgaskammer aufgenommene Wärme direkt an die Luft übertragbar ist, wenn das wärmeübertragende Medium die Rohre der ersten Luftkammer durchströmt.

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