DE3001174C2

DE3001174C2 - Wirbelbettbrennkammer

Info

Publication number: DE3001174C2
Application number: DE19803001174
Authority: DE
Inventors: Nils Anders Ragnar Finspaang Torstenfelt
Original assignee: Stal Laval Turbin AB
Current assignee: ABB Stal AB
Priority date: 1979-01-25
Filing date: 1980-01-15
Publication date: 1983-11-03
Also published as: SE7900670L; GB2046413B; SE415601B; GB2046413A; DE3001174A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Wirbelbettbrennkanmer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1. Eine solche Wirbelbettbrennkammer ist bekannt aus derUS-PS33 87 590.

Um die Wärme eines Wirbelbettes auszunutzen, kann man die Verbrennungsgase zu Wärmeaustauschern oder Gasturbinen leiten, oder man kann Kühlrohre in das Wirbelbett einbauen und mittels eines geeigneten Mediums, wie Luft. Gas oder Flüssigkeit, die Wärme entnehmen, so daß das Wirbelbett als Wärmeaustauscher arbeitet. Eventuell können die beiden Prinzipien auch kombiniert werden. Wenn es sich um ein großes Wirbelbett mit Kühlrohren handelt, so müssen diese in der Regel auf irgendeine Weise abgesteift werden, wobei die Absteifungsmittel gegen Überhitzung und Korrosion geschützt werden müssen.

Aus der US-PS 33 87 590 ist eine Wirbeioettbrennkammer bekannt, bei der zur Erzielung einer fein anpaßbaren Leistungssteuerung die Brennkammer in mehreren Abteilungen unterteilt ist, von denen jede getrennt mit Brennstoff, Verbrennungsluft und Fluidisierungslufi versorgt werden kann. Zur Bildung dieser Abteilungen ist das Wirbelbett durch Zwischenwände unterteilt, in denen sich besondere Kühlrohre befinden, die senkrecht zu der Richtung der eigentlichen Kühlrohre des Wirbelbettes verlaufen, diese also kreu/en. Diese zusätzlichen Kuhlrohre dienen dazu, abgeschaltete Abteilungen des Wirbelbettes zu kühlen. Zugleich führen sie zwangsläufig zu einer Versteifung der Zwischenwände im Wirbelbett.

Aus der DE-PS 9 58419 ist eine Anlage zur Verbrennung von staubförmigem Brennstoff bekannt, bei dem ein sich in vertikaler und ein sich in horizontaler Richtung durch die Brennstoffschichi erstreckendes Kühlrohrsystem vorhanden ist. Eine Wirhelbettniasse ist in dieser Anlage nicht vorhanden. Der Brennstoff wird von oben über Düsen zugeführt und lagert sich zum überwiegenden Teil auf dem Rost ab, wo er verbrennt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wirbelbettbrennkammer der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die zusätzlich vorhandenen Kühlrohre dazu verwendet werden, die eingangs genannte notwendige Versteifung des eigentlichen Kühlrohrsystems herbeizuführen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß das im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannte Merkmal vorgeschlagen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Die Versteifungsrohre können durch dasselbe Medium wie die Kühlrohre gekühlt werden. Kühl- und Versteifungsrohre können jedoch auch an verschiedene Kühlkreisläufe angeschlossen werden. Im erstgenannten Falle kann man davon sprechen, daß verschiedene Kühlrohre zusammengeflochten werden, um sich gegenseitig abzustützen.

Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 ein Wirbelbett mit Kühlrohren,

Fig.2—4 verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Absteifung der Kühlrohre.

Fig. 1 zeigt eine Wirbelbettbrennkammer bekannter Art mit einem Behälter 1, der im Boden eine Lufteintrittsöffnung 2 jnd nn oberen Teil eine Austrittsöffnung für heißes Gas hat. Mit Hilfe eines Zwischenbodens 4 wird eine Luftverteilungskammer für die Verbrennungsluft gebildet. Der Zwischenboden 4 kann perforiert sein oder eine Vielzahl Luftdüsen zum Einblasen von Luft in das Wirbelbett tragen, das bis zum Niveau 5 hinaufreicht. Brennstoff wird in einer bekannten Weise zugeführt, die davon abhängt, ob es sich um festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoff handelt.

Ein Teil der im Wirbelbett entstehenden Wärme entweicht durch die Austrittsöffnung 3. Ein anderer Teil wird an Kühlrohre 6 abgegeben, die in Form einer häufig recht großen Anzahl von Schlingen im Wirbelbett angeordnet sind. Der Zweck dieser im Wirbelbett angeordneten Kühlrohre kann darin bestehen, daß man eine Möglichkeit zur Steuerung der Verbrennungstemperatur im Wirbelbett haben möchte oder daß man zwei getrennte Wärmekreise haben möchte, wobei der die Kühlrohre enthaltende Kreis mit einem ersten Medium arbeiten kann, während die Abgase durch die Austrittsöffnung 3 mit einem anderen Medium arbeiten.

Die Kühlrohre können von einer Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, entweder für eine Heißwasseranlage oder für einen Dampfkessel durchströmt werden, wobei die Kühlrohre als Siederohre dienen, oder die Kühlrohre können von Luft oder Gas für beispielsweise eine Gasturbine durchströmt werden.

Es versteht sich, daß — abgesehen von sehr kleinen Wirbelbetten — die Kühlrohre in geeigneter Weise abgesteift werden müssen, damit sie nicht vibrieren und aufgrund von schwingungsbedingten Ermüdungserscheinungen zerstört werden. Für die Absteifung muß dabei entweder hochwertiges, temperatur- und korrosionsbeständiges Material verwendet werden, oder die Absteifung muß in geeigneter Weise gekühlt werden, um eine Zerstörung durch zu hohe Temperatur zu vermeiden. ^|0

Gemäß der Erfindung wird die Absteifung einfach dadurch gewonnen, daß gekühlte Versteifungsrohre verwendet werden, wie es beispielhaft in den Figuren dargestellt ist. Die Versteifungsrohre können von demselben Medium durchströmt und gekühlt werden wie die Kühlrohre und in denselben Kühlkreis wie die Kühlrohre liegen, so daß die Versteifungs- und Kühlrohre gemeinsam als Kühlrohre dienen. Versteifungsrohre und Kühlrohre können aber auch zu verschiedenen Kreisen gehören, was für die vorliegende Erfindung jedoch ohne Bedeutung ist.

F i g. 2 zeigt zwei Kühirohrschüngen 6, beispielsweise von oben gesehen. Die Kühlrohre sind zickzac'iiormig gebogen, so daß zwischen ihnen gekühlte Versteifungsrohre 7 eingeschoben werden können. Die Biegung der Kühlrohre ist so gering, daß sie die Versteifungsrohre einklemmen, so daß die Kühl- und Versteifungsrohre zusammen ein festes Flechtwerk bilden, das in gewissem Maße federnd ist. Die Versteifungsrohre werden in einer beliebigen bekannten Weise miteinander verbunden und an einen Kreislauf für irgendein geeignetes Kühlmedium angeschlossen. In vielen Fällen kann es praktisch sein, wenn die Versteifungsrohre in demselben Kreis wie die Kühlrohre liegen.

Fig.3 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, und zwar in Längsrichtung der Kühlrohre gesehen. Die Kühlrohre 6 verlaufen hier im wesentlichen gerade, während die Versteifungsrohre 7 gebogen und außerdem paarweise angeordnet sind. Nachdem ein Paar Versteifungsrohre mit den Kühlrohren zusammengeflochten ist. werden die beiden Versteifungsrohre in ihrer Längsrichtung gegeneinander verschoben, so daß sie sich um die Kühlrohre klemmen. Danach werden die Versteifungsrohre im Verhältnis zueinander fixiert, beispielsweise durch Zusammenschweißen an ihren Enden, wie es die Schweißnähte 8 in F i g. 3 zeigen.

Die in F i g. 3 gezeigten Versteifung^r,rohre 7 werden zweckmäßigerweise in einer Spirallinie gebogen oder gewickelt, so daß sie zwischen die Kühlrohre 6 geschraubt werden können, nachdem iiese an ihrem Platz montiert worden sind.

in gewissen Fällen kann man vielleicht vorteilhaft gerade Versteifungs- und Kühlrohre 7, 6 zusammenflechten, so wie es F i g. 4 zeigt. Ferner kann man, wie ebenfalls Fig.4 zeigt, sattelförmige Distanzelemente 9 zwischen den Rohren anbringen, wodurch der Verschleiß der Rohre beim Anliegen verringert werden kann.

Hierzu 1 31att Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

L Wirbelbettbrennkammer, in deren Wirbelbett neben den eigentlichen Kühlrohren (6) zusätzliche von einem Kühlmedium durchflossene Versteifungsrohre (7) angeordnet sind, weiche die Kühlrohre kreuzen und eine versteifende Wirkung in der Wirbelbettbrennkammer erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsrohre und die Kühlrohre mit einer gewissen Vorspannung to miteinander verklemmt sind.
2. Wirbelbettbrennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (6) leicht gebogen sind, wodurch zwischen sie gerade Versteifungsrohre (7) einschiebbar sind (F i g. 2).
3. Wirbelbettbrennkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (6) gerade und die Versteifungsrohre (7) gebogen sind (F ig. 3).
4. Wirbelbettbrennkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsrohre (7) spiralförmig gebogen und zwischen die Kühlrohre (6) eingeschraubt sind.
5. Wirbelbettbrennkammer nach Anspruch 3 oder

4, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei wellenförmig oder spiralförmig gebogene Versteifungsrohre (7) sich fortlaufend kreuzend fest miteinander verbunden sind, wobei die Kreuzungspunkte so gewählt sind, daß zwischen je zwei benachbarten Kreuzungspunkten je ein Kühlrohr (6) fest zwischen den beiden Versteifungsrohren (7) verklemmt ist (F i g. 3).
6. W.; belbettbrennkammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines verschleißmindernden guten Anliegens zwischen J'ersteifungs- und Kühlrohren (7, 6) sattelförmige Distanzstücke (9) zwischen Versteifungs- und Kühlrohren angeordnet sind (F ig. 4).