DE2849990C2 - Gekühlte Regelklappe für Heißgasleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine gekühlte Regelklappe für Heißgasleitungen, insbesondere gekühlte Heißgasleitungen, mit einem Achsrohi abschnitt zur Einleitung von Kühlmittel, einem weiteren Achsr hrabschnitt zur Ableitung von Kühlmittel und mit an die Achsrohrabschnitte über Kühlmittelzutrittsöffnungen und Kühlmittelableitungsöffnungen dicht angeschlossenen, kühlmitteldurchströmten, annähernd halbkreisförmig gebogenen Rohren, die über Schweißstege miteinander verbunden sind.

Regelklappen dieser Art haben den Vorteil, daß der Kühlmittelstrom durch die halbkreisförmigen Rohre geführt ist und daß dementsprechend Toträume sowie Blasenbildung und daraus resultierende thermische Überanspruchung vermieden wird. Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung (US-PS 31 81 527) sind die halbkreisförmig gebogenen Rohre mit Abstand zueinander angeordnet und dazwischen Abstandsbleche vorgesehen, über die benachbarte Rohre miteinander vereinigt sind. Das ist notwendig, damit die im Abstand voneinander auf die Achsrohrabschnitte aufgesetzten Enden der Rohre mit den Achsrohrabschnitten dicht verschweißt werden können. Die Schweißnähte dieser Konstruktion müssen aber störende wärmedehnungsbedingte Spannungen aufnehmen, die die thermische Belastbarkeit der Regelklappe begrenzen. Die thermische Belastbarkeit wird auch dadurch begrenzt, daß die Abstandsbleche, selbst wenn sie aus dem gleichen Werkstoff bestehen wie die Rohre, irisbesondere in axialer Richtung und auch im Bereich »'der Achsrohrabschnitte ein anderes Dehnungsverhalten aufweisen als die Rohre.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Regelklappe der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, die thermisch höher belastbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die halbkreisförmigen Rohre in einer Rohr-an-Rohr-Konstruktion aneinander anliegen, zur Bildung der Schweißstege entlang ihrer Berührungslinien miteinander verschweißt sind und an ihren mit den Achsrohrabschnitten verbundenen Enden abgeplattet sind.

Durch die Rohr-an-Rohr-Konstruktion wird gegenüber der bekannten Ausbildung zunächst die Kühlfläche der Regelklappe vergrößert, weil nicht gekühlte Stegbleche zwischen den benachbarten Rohren fehSen. Gleichzeitig wird dadurch aber auch das Spannungsverhalten der Regeiklappe und die Belastung der Schweißnähte zwischen den Rohren erheblich günstiger, weil praktisch die gesamte Fläche der Regeiklappe aus halbkreisförmig gebogenen Rohren besteht. Ein dichter Anschluß der Enden der Rc hre an die Achsrohrabschnitte wird dadurch möglich, daß die Enden abgeplattet sind, so daß dichtende Schweißnähte im Bereich der Durchdringungslinie zwischen zugeordnetem Ende und Achsrohrabschnitt gelegt werden können. Hinzu kommt, daß sich durch die Abplattung der Enden dieser Rohre venturiartige Einlauf- und Auslaufdüsen ergeben, die das Strömungsverhalten des Kühlmittels günstig beeinflussen.

Im übrigen besteht die Möglichkeit, die Kühlmittelzutrittsöffnungen und die Kühlmittelableitungsöffnungen so zu dimensionieren, daß jedem Rohr ein genau dosierbarer Anteil des durchgesetzten Gesamtkühlmittelstroms in Abhängigen von der thermischen Belastung der betreffenden Klappenzone zugeteilt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Ei findung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine gekühlte Heißgasleitung mit darin schwenkbar montierter, gekühlter Regelklappe sowie gekühlter Klappenlagerung und
F i g. 2 eine Ansicht in Richtung A aus F i g. 1 von Einzelheiten der Lagerkühlung.

In den Figuren sind gleiche Teile mit den gleichen Referenzzahlen versehen.

F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Regelklappe 2. welche in einer gekühlten Keißgasititung 4 eingebaut ist und an letzterer mittels Lagerungen 6 schwenkbar gelagert ist. Die Heißgasleitung 4 besteht aus einer Rohr-an-Rohr-Konstruktion, bei welcher in den die Leitungswand bildenden Rohren 19 ein Kühlmittel, z. B. Wasser, zirkuliert. Die Klappe 2 besteht im wesentlichen aus einem Achsrohr 8, welches vorteilhafterweise aus mehreren, miteinander verschweißten Rohrstutzen 10,12,14,16 zusammengesetzt sein kann, und aus einer Mehrzahl von krehbogenförmig gekrümmten Kühlrohren 18, bis 18„ und 20, bis 20 „. Diese Kühlrohre 18, 20, deren Anzahl η von ihrem Qul -chnitt und dem Innendurchmesser der Gasleitung 4 abhängt, sind ebenfalls in einer Rohr-an-Rohr-Konstruktion zusammengefaßt und bilden damit ein flächiges, im wesentlichen kreisförmiges Abschlußorgan innerhalb der Gasleitung 4. Da es in den anvisierten Einsatzfällen für die vorgeschlagene Klappe nicht auf einen hermetischen Abschluß der Gasleitung 4. sondern vielmehr auf eine approximative Regelung des Gasstroms innerhalb derselben ankommt, kann zwischen geschlossener Klappe 2 und Gasleitung 4 ein mehr oder weniger breiter Spalt 22 offenbleiben.

Die etwa halbkreisförmig gebogenen Rohre 18, 20 sind angrenzend zum durchgehenden Achsrohr 8 und zu in letzterem vorgesehenen Öffnungen 24i bis 24„ und 26i bis 26„ etwas abgeplattet (siehe Fig. 1), damit ein Anschweißen derselben auf dem Achsrohr 8 auf ihrem ganzen, an dieses Achsrohr 8 anstoßenden Querschnittsbereich möglich ist. Selbstverständlich sind die einzelnen Rohre 18, bzw. 20 auch noch unter sich miteinander

verschweißt, so wie dies für die Rohre 19 (siehe F i g. 1) durchgeführt ist

Der Zentralbereich der Regelklappe 2 wird durch zwei Kühlmittelkammern 28, 30 gekühlt, welche von einem Teil der Rohrwandungen I8i, 20i, 12, 14 und je zwei beidseitig aufgeschweißten Deckblechen 32, 34, bzw. 36,38 (34 und 38 liegen vor der Zeichenebene und sind wegen der Schnittdarstellung nicht sichtbar) begrenzt werden. Zweckmäßigerweise können die Fugen 40 im Anschlußbereich der verschiedenen Kühlrohre 18, 20 an das Achsrohr 8 ebenfalls mit angeschweißtem Deckblechen verschlossen werden. Der Eintritt des Kühlmittels zur Regelklappe 2 erfolgt in F i g. 1 bei 44 durch das Achsrohr 8. Die einzelnen Rohre bzw. Kühlkammern werden, wie durch Pfeile angedeutet, durch die verschiedenen Radialöffnungen 24, 26, 42 im Achsrohr 8 ml: Kühlmittel beaufschlagt, welches aus genannten Rohren, bzw. Kühlkammern, durch Auslaßöffnungen 24', 26', 42' in das Achsrohr 8 zurücktritt und bei 46 das System verläßt Der große Vorteil dieser individuellen Kühlmittelzufuhr zu den einzelnen Robren, bzw. Kammern besteht darin, daß durch geeignete Wahl, bzw. Kalibrierung des Querschnittes der einzelnen Zutrittsöffnungen 24, 26, 42 und/oder Austrittsöffnungen 24', 26', 42' jedem Rohr ein genau dosierbarer Anteil des durchgesetzten Gesamtkühlmittelstromes zugeteilt werden kann in Abhängigkeit von der individuell verschiedenen thermischen Belastung der einzelnen Klappenzonen. Da z. B. das äußere Rohr 18„, 2O_n naturgemäß in der Heißgasströmung am meisten exponiert ist, kann diesem Rohr durch geeignete Dimensionierung der Eintrittsöffnungen 24.,, 26„ ein entsprechend großer Anteil des Kühlmittels zugeführt werden. Die thermische Belastung kann in analoger Weise auf alle Rohre gleichmäßig verteilt und damit die Lebensdauer der Klappe global verlängert werden. Von mindestens gleichgroßer Bedeutung ist aber auch der Umstand, daß wegen der druckmäßig hochbelastbaren Kühlrohre ein praktisch beliebig grc 3er Kühleffekt durch Erhöhung des Kühlmitteldruckes und der dadurch steigenden Kühlmitteldurchflußmenge erzielt werden kann, und damit wiederum eine entsprechende Erhöhung der Klappenlebensdauer, bzw. ihrer thermischen Belastbarkeit.

Hierzu 1 Blatt Zeichn«. ngen

60

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gekühlte Regelklappe für Heißgasleitungen, insbesondere gekühlte Heißgasleilungen, mit einem Achsrohrabschnitt zur Einleitung von Kühlmittel, einem weiteren Achsrohrabschnitt zur Ableitung von Kühlmittel und mit an die Achsrohrabschnitte über Künlmittelzutrittsöffnungen und Kühlmittelableitungsöffnungen dicht angeschlossenen, kühlmitteldurchströmten, annähernd halbkreisförmig gebogenen Rohren, die über Schweißstege miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die halbkreisförmigen Rohre (t8, 20) in einer Rohr-an-Rohr-Konstruktion aneinander anliegen, zur Bildung der Schweißstege entlang ihrer Berührungslinien miteinander verschweißt sind und an ihren mit den Achsrohrabschnitten (12, 14) verbundenen Endf-» abgeplattet sind.

2. Regelklcippe nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelzutrittsöffnungen und die Kühlmittelableitungsöffnungen so dimensioniert sind, daß jedem Rohr (18, 20) ein genau dosierbarer Anteil des durchgesetzten Gesamtkühlmittelstroms in Abhängigkeit von der thermischen Belastung der betreffenden Klappenzone zugeteilt werden kann.