DE2754375C2 - Abhitzekessel hinter chemischen Reaktoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Abhitzekessel der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Art.

Derartige Abhitzekessel sind bekannt. Bei ihnen ist der obere, die oberen Enden der Rohre aufnehmende und haltende Rohrboden sowie der Katalysatortiegel schalenartig oder korbbodenförmig ausgebildet, wobei der Rohrboden sich parallel zu dem Katalysatortiegel erstreckt. Diese Schalen- oder Korbbodenform des oberen Rohrbodens hat den Vorteil, daß das wärmeaufnehmende Mittel, z. B. der erzeugte Dampf, an der Unterseite des oberen Rohrbodens radial nach außen strömen kann, um dort in eine Ringleitung zu gelangen und abgeführt zu werden.

Die bekannte Ausführungsform des oberen Rohrbodens und des Tiegels in Schalen- oder Korbbodenform hat den Nachteil, daß große Anpassungsschwierigkeiten in Form und Lage des gelochten schalenartigen oder korbbodenförmigen Tiegels an den von den Rohren des Rohrbündels durchsetzten oder die Rohrenden aufnehmenden gleichfalls schalenartigen oder korbbodenförmigen Rohrbodens bestehen, der von den heißen Abgasen beaufschlagt wird und entsprechenden Wärmespannungen ausgesetzt ist. Bei ungleichem Abstand des Tiegelbodens von dem Rohrboden erfolgt eine ungleichmäßige Verteilung des wärmeabgebenden Gases in dem Zwischenraum zwischen Tiegelboden und Rohrboden, wodurch nicht nur der Rohrboden selbst, sondern auch die Rohre des Rohrbündels ungleichmäßig von den heißen Gasen beaufschlagt und damit unterschiedlicher Wärmespannung ausgesetzt werden. Hier setzt die Erfindung ein und hat zur Aufgaue, einen Abhitzekessel der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem die auf Grund der Anpassungsschwierigkeiten von Tiegelboden und Rohrboden auftretenden Folgen bekannter Abhitzekessel, d.h. die stärkere Beaufschlagung von Rohrbodenstellen gegenüber anderen Stellen des Rohrbodens und einiger Rohre des Rohrbündels gegenüber anderen Rohren des Bündels und damit örtlich unterschiedliche thermische Beanspruchungen dieser Teile vermieden werden. Bei der Lösung dieser Aufgabe soll ferner die Kühlung des Rohrbodens durch das wärmeaufnehmende Medium wie bei bekannten Abhitzekesseln gewährleistet sein, wie auch die Vorteile des erfindungsgemäßen Kessels mit konstruktiv einfachen Mitteln erreichbar sein sollen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei

einem Abhitzekessel der eingangs beschriebenen Gattung die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs vor. Die Merkmale der Unteransprüehe dienen der Verbesserung und Weiterentwicklung der Merkmale des Hauptanspruchs.

Der Vorteil des Abhitzekessels nach der Erfindung offenbart sich darin, daß der Tiegelboden und der obere Rohrboden als ebene Teile ausgebildet werden können und ihre Form und Lage zueinander genau bestimmbar ist, wodurch ein gleichmäßiger Abstand zwischen diesen Teilen erreichbar ist. Außerdem aber wird eine gute radiale Ableitung des wärmeaufnehmenden Mittels an der Unterseite des korbboden- oder schalenartigen Leitbleches gewährleistet und dennoch eine Kühlung des Rohrbodens mit Hilfe des wärmeaufnehmenden Mittels in dem Zwischenraum zwischen dem oberen Rohrboden und dem Leitblech erreicht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Abhitzekessels dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 den Abhitzekessel in seiner Gesamtheit und
F i g. 2 den oberen Abschnitt des Abhitzekessels mit dem Tiegel.

Der Abhitzekessel A, dessen Längsachse mit M bezeichnet ist, besitzt einen äußeren zylindrischen Mantel 1 mit einem unteren gewölbten Kesselboden 2, der die Gasaustrittsöffnung 3 aufweist. Parallel zu diesem unteren Kesselboden ist der untere Rohrboden 4 gelegen, der eine Vielzahl von Bohrungen aufweist, in die oder durch die die unteren Enden 5a der Rohre 5 ragen, die in ihrer Gesamtheit das Rohrbündel R darstellen.

Über den minieren und unteren Abschnitt des Kessels erstreckt sich im Abstand von der Innenseite des Mantels 1, unter Bildung eines zentrischen ringförmigen Zwischenraumes 6, eine zylindrische Schürze 7, die nach unten bei 8 offen ist und an ihrem oberen Ende durch eine obere Ringwand 9 abgeschlossen ist. In Nähe dieser Ringwand mündet der Einlaßstutzen 10 für das wärmeaufnehmende Mittel, z. B. Speisewasser, in den Ringraum 6. Am unteren Ende ist der Ringraum 6 mit dem Innenraum des Kessels A, in welchem sich das Rohrbündel R befindet, verbunden.

Das obere Ende des Kessels weist die Gaseintrittshaube 11 auf, deren unterer ringartiger Rand 12 auf dem Flansch 13 des Tiegels 14 aufsitzt, der aus einem zylindrischen Teil 15 und dem ebenen, horizontalen,

gelochten Scheibenteil 16 gebildet ist.

Oberhalb des Austrittsstutzens 17 des erwärmten Mediums, z. B. Wasserdampf, ist der freie Rand 18 des Kesselmantels 1 mit einem zylindrischen Teil 19 verbunden, zwischen dessen oberen flanschförmigen Rand 20 und dem freien Rand 12 der Gaseintrittshaube 11 der nach außen gerichtete Flansch 13 des Tiegels 14 gehalten ist

An dem unteren Rand des Teils 19 ist der Rand 21a des ebenen, horizontalen, oberen Rohrbodens 21 befestigt, der gleichfalls wieder eine Vielzahl von Bohrungen aufweist, durch die oder in die das obere Ende Sb der Rohre 5 ragt Der Abgasstrom gelangt somit in Richtung des Pfeiles P durch die Haube 11 und den auf dem gelochten Tiegel 14 verteilten Katalysator in die Rohre 5, durchströmt diese unter Abgabe seiner Wärme, um in den unteren Gassammeiraum 22 und von dort in den Gasaustritt 3 zu strömen. Das wärmeaufnehmende Mittel gelangt zunächst im Gleichstrom zu dem Abgas durch den Zwischenraum 6 in Richtung des Pfeiles K abwärts, um am unteren Ende der Schürze 7 in Richtung der Pfeile L umzukehren und längs der Rohre aufwärts zu strömen und durch den Stutzen 17 abgezogen zu werden.

Um das Abströmen des erwärmten gasförmigen Mittels radial nach außen in die oben offene Ringleitung 23, in welche der Stutzen 17 mündet, zu gewährleisten, ist unterhalb des oberen Rohrbodens 21 ein schalen- oder korbbodenförmiges Leitblech 24 angeordnet, das von den Rohren 5 durchsetzt wird und dessen freier Rand 25 im Abstand von dem Rand 21a des Rohrbodens 21 gelegen ist Der Rand 25 des Leitbleches 24 kann auch unter Bildung von Durchlässen mit dem Rand 21a, z. B. mittels Stegen od. dgl., verbunden sein.

Durch den unteren Rohrboden 4 ragt ein zentrisches Rohr 26, das auch den unteren Kesselboden 2 bei 27 durchsetzt und mit einer Umwälzpumpe verbunden ist Das durch den Innenraum des Kesseis 1 geführte Rohr durchsetzt mit seinem oberen Ende das Leitblech 24 und ragt in den Zwischenraum 28 zwischen dem horizontalen ebenen Rohrboden 21 und dem korbboden- oder schalenförmigen Leitblech 24. Auf Höhe dieses Zwischenraumes besitzt das obere Rohrende 26a kurz oberhalb des Leitbleches 24 Austrittsöffnungen 29, durch die mittels der Umwälzpumpe in das Rohr 26 gebrachtes wärmeaufnehmendes Mittel in Richtung der Pfeile 5 radial nach außen geleitet wird. Während des Aiifwärtsströmens hat das wärmeaufnehmende Mittel Dampfform angenommen, so daß es sowohl aus den Öffnungen 29 radial auswärts strömt wie auch aus der oberen öffnung 30 gegen den Rohrboden 21 leitet und in Richtung der Pfeile T gleichfalls radial auswärts gerichtet wird.

Der Dampf des wärmeaufnehmenden Mittels strömt unterhalb des Leitbleches 24 in Richtung der Pfeile U radial auswärts und gelangt mit dem Dampfstrom in Richtung der Pfeile 5 und Γ ebenfalls in den Ringraum 23, wo sich die beiden Gasströme vereinigen und durch den Stutzen 17 abgezogen werden.

Das Leitblech 24 schirmt den oberen Rohrboden 21 gegen den erwärmten Dampf ab; dieser wie die in den Boden eingesetzten Rohrenden werden durch das wärmeaufnehmende Medium, das aus den Öffnungen austritt, intensiv gekühlt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Abhitzekessel hinter chemischen Reaktoren, mit einem oberen Gaseintritt und einem unteren Gasaustritt, einem oberhalb eines oberen Rohrbodens parallel zu diesem angeordneten gelochten Katalysatortiegel sowie einem sich zwischen dem oberen und einem unteren Rohrboden erstreckenden Rohrbündel, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rohrboden (21) und der Boden (16) des Katalysatortiegels (14) als horizontale ebene Scheiben ausgebildet sind und unterhalb des oberen Rohrbodens (21) ein symmetrisch um die Kesselachse (M) gelegenes, von dem Rohrbündel (R) durchsetztes korbboden- oder schalenartiges Leitblech (24) angeordnet ist, dessen Wölbung vom oberen Rohrboden (21) abgekehrt und dessen Rand (25) im Abstand von dem oberen Rohrbodenrand (21 a,) gelegen ist oder zu diesem Durchlässe besitzt, und daß ein ein wärmeaufnehmendes Mittel führendes Rohr (26) in den durch das korbbogen- oder schalenartige Leitblech (24) und den oberen Rohrboden (21) gebildeten Raum (28) mündet.

2. Abhitzekessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Raum (28) zwischen dem Leitblech (24) und dem oberen Rohrboden (2t) ragende Rohr (26) an eine Umwälzpumpe angeschlossen oder als Injektor ausgebildet ist

3. Abhitzekessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ein wärmeaufnehmendes Mittel führende Rohr (26) koaxial zur Kesselachse angeordnet ist.

4. Abhitzekessel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das obere, in dem Raum (28) zwischen dem Leitblech (24) und dem oberen Rohrboden (21) ragende Ende des das wärmeaufnehmende Mittel führenden Rohres (26) mit Öffnungen in radialer Richtung (29) und/oder in axialer Richtung (30) versehen ist.