DE3027303C2 - Wirbelschichtverbrennungsofen - Google Patents

Wirbelschichtverbrennungsofen

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DE3027303C2
DE3027303C2 DE3027303A DE3027303A DE3027303C2 DE 3027303 C2 DE3027303 C2 DE 3027303C2 DE 3027303 A DE3027303 A DE 3027303A DE 3027303 A DE3027303 A DE 3027303A DE 3027303 C2 DE3027303 C2 DE 3027303C2
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Description

: 20
lerplatte (98) eine entfernbare Anordnung (42) bilden, die im unteren Teil der Kammer (26) angeordnet ist, und daß eine Halteeinrichtung (48, 50) zur Halterung der Anordnung (42) in der Kammer (26) im Abstand über dem Boden (40) vorgesehen ist, wobei der Raum in der Kammer zwischen dem Boden (40) und der Anordnung (42) eine Strömungsmedium-Auslaß-Kammer (46), die sich zu dem Auslaß (126) öffnet, bildet.
2. Wirbelsehichtvcrbrcnnungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halleein richtung (48) einen eisten ringförmigen Trugllansch (50) aufweist, der sich um den Umfang der Kammer (26) erstreckt, wobei die Anordnung (42) eine untere Platte (44) mit einem zweiten Tragflansch (44b;. der mit dem ersten Trangflansch (50) zusammenwirkt, aufweist.
3. Wirbelschichtverbrennungsofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) voneinander trennbare obere (12a; und untere (12b; Abschnitte aufweist, die über Ringflansche miteinander verbunden sind, und daß Trag flansche (50) an dem unteren Gehäuscabschniti(12f>; sowie Bolzen zur Befestigung des oberen Gehäuseabschnitts (12a; an dem unteren Gchäuseabschniit (\2b)an den Ringflanschcn vorgesehen sind.
4. Wirbelschicht verbrennungsofen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wärmeisolierung (62) zwischen dem ersten Tragflansch (50) und dem zweiten Tragflansch (446; vorgesehen ist.
5. Wirbelschichtverbrcnnungsofen nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung (62b) zwischen dem Tragflansch (44fc>; der Anordnung (42) und der Trageinrichtung vorgesehen ist, um den Raum zwischen diesen abzudichten.
Die Erfindung betrifft einen Wirbelschicht verbrennung« .Im tr.i-iiiiilt ihn < »bi-i-lu··.·! ifl «l'-s Anspnwhs I
H(L-IMi IUu-K-Ii «.·ίηι.·\ WIIIK-ISCIrHhIMMl)UHInIiIi-S(IIi-IiS koinmi es häufij; vor.il;'.! verschii-ileiie I i-ile. i-insmlK-ll lieh di-r W;iniH-.(iiJ:iuscln.-rrf>hri.· iilurpnili ιιικΐ/oder ausaelauschl werili-n iniisseli. Hei ik-n hekiinnlen kon viMiuonellen WiibelsL-liK-lilvcrbrmiHinjjsolL-n -.nul die WiinMeiiustaiischeri-iihre. tue /um Kiililm >Κ·ι Wirbel tung zur Halterung der Anordnung in der Kammer im Abstand über dem Boden vorgesehen, wobei der Raum in der Kammer zwischen dem Boden und der Anordnung eine Sirömungsmedium-AUslaß-Kammer bildet, die sich zu dem Auslaß öffnet Mit dieser Anordnung können die Rohre zur Zufuhr und zur Abfuhr des Wärmcauslauschcr-Strömungsmediums sowie die Einrichtung zur Zufuhr der Kohle und zur Zufuhr der Wirbelschichiluft in die Wirbelschicht leicht durch den Boden ίο des Gehäuses entfernt werden, um die gesamte Anordnung oder einzelne Teile davon auszutauschen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist unier Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigt
F i g. I eine Seitenansicht eines teilweise vertikal gei-, sihniticncn Wirbelschierttverbrenmingsofens gemäß der Erfindung:
F i g. 2 einen Teil des vergrößerten Schnitts entlang der Schnittlinie 2-2 in F i g. 1;
F i g. 3 eine der F i g. 1 ähnliche Ansicht eines vergrö-
Berten Details eine Abschnitts des Verbrennungsofens;
und
F i g. 4 eine der F i g. 1 ähnelnde Ansicht eines weiteren Details der entfernbaren Windkammer und der Wiirnieaustauscherrohranordnung bei dem Verbrenniingsolen nach Fig. 1.
Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel eines Wirbelschichtverbrennungsofens wird ein Strömungsmedium, beispielsweise Luft, zugeführt um die Wirbelschicht zu kühlen und deren Wärme «j so aufzunehmen, daß die Luft zum Antrieb einer Arbeitsmaschine, beispielsweise einer Gasturbine, verwendet werden kann.
Der Verbrennungsofen 10 weist ein Gehäuse 12 mit einem oberen Wandabschnitt 12a und einem unteren -,5 Wandabschnitt [2b auf. der abnehmbar ist und wieder befestigt werden kann. Das gesamte Gehäuse 12 wird von einem Support 14 getragen, der es ermöglicht, den unteren Abschnitt \2b von dem oberen Abschnitt 12a zu trennen und ihn nach unten zu entfernen, während der ho obere Abschnitt 12a auf dem Support 14 befestigt bleibt. Das Gehäuse 12 weist einen Aufsatz mit einem Gasabzug lh ITir «In- V«-rbri-n!iiin(!si!ase auf. wobei das nun"1-nv.eiie Malenal nliri ι nie l.eUiiiij· IH < mein Mai.!..·!· scheider 20 /ugeliihn wir..!. Die ^ctctiii;· ι ·. η < «ase u ·■ ' ,,, dm dun I) einen Selioi nsieiii 22 iih(.-el;iv-eii. und der ah jHseluedme Staub wird 11 bei ein AusI.iuIm -nlil 21 ii' ■ -m ·· Uiieklaiilleituni: 24 in das Innere des (iehanscs 12 und /war in eine darin vui eeseliene Kammer 2l·. j:el· >\r\. die
Linier Druck steht und an ihrem unleren Ende eine Wirbelschicht 26a aufweist. Die Leitung 24 weist einen iJalgabschnitt 25 auf, um eine Wärmeausdehnung und zusammenziehung zu ermöglichen. Verbrauchte Asche tier Wirbelschicht 26a wird über einen Ascheauslaß 28 ', entfernt, der an das untere Ende tier Wirbelschicht 26./ angeschlossen ist. An einer .Seitenwand dos Verbrennungsofens ist ferner ein Rohrstutzen 30 befestigt, mit dem ein wärmeabsorbierendes Material der Wirbelschicht zugeführt wird. Weilerhin ist ein Ölrohrsiuizen to 32 und sind mehrere Kohlezufuhrrohrstuiz.en 34 in der Seitenwand vorgesehen, um in die Kammer 26 öl und/ oder Brennstoff einzuführen, um einen Verbrennungsträger für den Betrieb des Ofens zu bilden.
Das Gehäuse 12 ist ferner mit mehreren Mannlöchern is 36 im oberen Teil 12a sowie mit zwei weiteren Mannlöchern 38 am Boden 40 des Gehäuses 12 versehen. Die Mannlöcher 36, 38 sind groß genug, um den Zugang in das Innere der Kammer 26 zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß ist eine entfernbare Anordnung 42 aus einer Windkammer 94, einer Wärmeaustauscherkammer 74 und einer Verteilerplatte 98 innerhalb der Kammer 26 angeordnet, wobei ihre untere Platte 44 im Abstand über den Boden 40 des Gehäuses 12 angeordnet ist, wodurch eine Strömungsmedium-Auslaß-Kammer 46 dazwischen gebildet wird. Die Anordnung 42 ist auf einer Halteeinrichtung 48 angeordnet, die einen ringförmigen Tragflansch 50 aufweist, der um das Innere des unteren Endes der Kammer 26 herum angeordnet ist und von einer Spannverbindung 52 getragen wird, wie insbesondere aus Fig.4 ersichtlich. Zu diesem Zweck weist die untere Platte 44 eine Abbiegung 44s mit einem Tragflansch 446 auf, der umfangsmäßig unierbrochen ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist der Tragflansch 446 24 im gleichen Abstand voneinander angeordnete, rechteckige Schlitze auf, die in den Umfang eingearbeitet sind. Positionsansätze 54 passen in die Schlitze des Tragflansches 446 und sind an dem Tragflansch 50 mit Spannschrauben oder Bolzen 56 befestigt, um die Ansätze 54 in die richtige Position zu bringen, wobei der Tragflansch 50 und eine Mutternplatte 58 so erweitert und so eingeschnitten sind, daß die Anordnung gegenüber der Kammer 26 in der richtigen Stellung angeordnet ist. 24 Sicherungsscheiben liegen auf den entsprechenden Stellen der Tragflanschc 446 und sind durch einen Flansch 60 an die Ansätze 54 geklemmt. Zwischen den Positionsansäuen 54 und dem Boden der Flanschschlitze des Tragflansches 446 ist ein Spiel vorgesehen, um eine Wäinieausdehniing des War- w meaustauschers und der Verteilerplatte zu ermöglichen. Die Positionsansätze und die Schlitzanordnung sorgen für die Aufrechterhaltung der richtigen Stellung der Anordnung während der Wärmeausdehnung oder durch Temperaturschwankungen.
Um die thermischen Spannungen in dem unteren Flansch zu verringern, ist eine Wärmeisolierung erforderlich, um die heiße untere Platte 44 von dem relativ kalten Tragflansch 50 zu isolieren. Diese Wärmeisolierung 62 weist 12 Schichten aus einer 3,18 mm dicken t>o keramischen Faserisolierung auf, wobei jeweils vier Schichten durch ein Drahtnetz gelrennt sind. Die Anordnung ist zur besseren Handhabung mit einem Glasfaden zusammengenäht. Eine Segmcntplatte 62,i deckt das obere linde der Wärmeisolierung 62 ab. und eine b> Dichtung 626 deckt den Boden ab. Die Ansätze 54 begrenzen das Ausmaß der Kompression der Isolation und iibertraeen das Gewicht des Wärmeaustauschers auf den Tragflansch 50. Die Konstruktion weist eine Dichtung 66 auf, die in der Dichtung 620 angeordnet ist. wobei in dem Tragflansch 50 eine Dichtung 68 derart angeordnet ist, dall der Boden der Verbindung, die HaI-teeinrichtiiiig iiiid die Anordnung abgedichtet werden.
Die Anordnung 42 weist eine Wand 70 auf. die die obere Wand eines unteren Wirbelschichtlulteinlaßabschnitls 72 und die Bodenwand der Wärmeaiistauschcrkammcr 74 bildet. Der Abschnitt 72 wir-J mit Wirbelschichtluft über ein Zufuhrrohr 76 versorgt, das in Dichlungseingriff mit einem Rohransatz oder einer Wärmemanschetie 78 steht, die von ihrem abgedichteten Eingriff in das Gehäuse 12 nach innen versetzt angeordnet ist. Der Rohransatz 78 wird von einer gleichmäßigen Seitenwand 80 der Anordnung 42 getragen und ist mit einer Dichtung versehen, die das Zufuhrrohr 76 gegenüber der Anordnung 42 abdichtet. Die Luft für die Wirbelschicht strömt durch eine oder mehrere Zufuhrrohre 76 in einen Ringraum 84, der durch die äußere Seitenwand 80 der Anordnung und eine innere Seitenwand 86 der Wänrieaustauseherkammer 74 und deren Verlängerung 88 gebildet wird, die eine Seitenwand des unteren Abschnitts 72 bildet. Vorzugsweise sind vier Einlaßrohrc 76 für die Wirbelschichtluft vorgesehen die in eine von mehreren Einlaßöffnungen des Wirbcischichteinlaßabschnitts 72 strömt. Die Zahl dieser Öffnungen kann beispielsweise 60 betragen. Die Luft strömt durch den Abschnitt 72 und dann nach oben durch senkrechte Rohre 92, die sich durch die Wärmeaustauschereinlaßkammer 74 erstrecken, und tritt in die Windkammer 94 ein, die sich zwischen der oberen Wand 96 der Wärmeaustauschkammer 74 und der Verteilerplatte 98 befindet, die vertikal darüber im Abstand angeordnet ist und eine obere Wand der Windkammer 94 für die Wirbelschichtluft bildet. Die Luft strömt dann von der Windkamnier 94 über Blaserohre oder Winddüsen 100, die sich durch die Verteilerplatle 98 erstrecken, nach oben und tritt über nach unter, verlaufende Kanäle 102 in der Kammer 26 am unteren Ende der Wirbelschicht 2öa ein. Während des Anfahrens zirkuliert auf diese Weise 523°C warme Luft, wobei sich die Windkammer 94 und der untere Abschnitt 72 gleichmaßig erwärmen, um thermische Spannungen zu verringern. Der Aufbau stellt auch eirc angemessene Wärmeableitung zwischen den Abschnitten sicher, so daß thermische Spannungen während des Absinken* der Wirbelschicht nach dem Abschalten vermindert sind. Die Windkammer 94 weist Seitenwände 104, und die Verteilerplatte 98 weist einen Meiallplattenbodenabschniit 98a mit einer darüber angeordneten gegossenen Isolationsschicht 986 auf.
Die Verteilcrplalte 98 und die Platte % sind durch Rohre 106 miteinander verbunden, die nach einer bevorzugten Ausführungsform in einer Anzahl von mehr als 175 vorliegen und Halterungen oder Fassungen für die Wärmeaustauscherrohranordnung 108 darstellen. Die Wärmeaustauscherrohranordnung 108 weist einen Innenrohrabschnitt 110 auf, der radial innen in einem Außenrohrabschniu 112 angeordnet ist. Daj untere Ende des Außenrohrabschnitts 112 ist mit einem Ansatzstück 112a versehen, das an einer Schulter 114 angreift, die in jedem Rohr 106 ausgebildet ist. Das Innenrohr 110 ist viel langer als das Außenrohr. Es ist mit einem konischen Ansatzstück 118 verbunden, welches mit einem Röhrst iick 120 verbunden ist. das mit der Platte 44 verbunden ist. Das Innenrohr 110 ist im AuBcnrohr 112 radial einwärts angeordnet, so daß ein Kühllufteinlaß 121 an der oberen Wand 9b der Wärmeaustauseherkammer 74 gebildet wird. Die Kühlluft strömt nach oben
durch das äußere Rohr 112 in den Bereich der Wirbelschicht 26a, wobei die Wärme der Wirbelschicht auf das Kühlmittel übertragen wird, was durch Lamellen 122 beschleunigt wird, die sowohl an der Außen- wie der Innenfläche des Außenrohres 112 ausgebildet sind. Die Luft, die erwärmt wird, wenn sie nach oben in den Raum zwischen dem Außenrohr 112 und dem Innenrohr 110 strömt, wird dann in das obere Ende des Innenrohres 110 eingeleitet und strömt durch das Innenrohr 110 nach unten, wobei sie in der Ströniungsmedium-Auslaß-Kammer 46 austritt, um dann durch die Auslaßöffnung 126 durch den Boden 40 aus dem Gehäuse 12 zu gelangen.
Die Rohre 106 sind ungefähr 25,40 cm voneinander entfernt und quadratisch angeordnet. Dadurch wird ein is Durchlaß von etwa 10.16 cm Weite zwischen den beiden Reihen gebildet. Die Blaserohre oder Winddüsen 100 sind in der Mitte dieser Quadrate angeordnet, und es werden vorzugsweise über 180 Winddüsen über den gesamten Bereich, außer denjenigen Stellen, an denen >o vier vertikal verlaufende Kohlczufuhrrohrstut/en 128 vorgesehen sind, was insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, verteilt, wobei sich die Kohle/ufuhrrohrsUitzen 128 von der Außenseite des Kessels durch die Luftkammer 46, die Wand 44, die Wärmeaustauscherkammer 74, ?r, die Windkammer 94 und die Verteileiplaltc 98 nach innen erstrecken und in die Wirbelschicht 26;i einmünden. Der obere Wandabschnitt 986 der Verteilerplatlc 98 ist mit einer Wärmeisolation von etwa 13 cm aus vergießbarem Material versehen. Die Bodenplatten % so weisen öffnungen für den Durchtritt der einzelnen Roh re 92 und der Kohlezufuhrrohrstutzen 128 aiii.
Ein Kühlfluid oder kühlendes Strömungsmittel oder Wärmeauslauscherströmungsmittel, wie Luft, wird über mehrere Leitungen 130, die mil dem Inneren der War- v> meaustauscherkammer 74 kommunizieren, zugeführt. Das Strömungsmittel, also beispielsweise Luft, strömt an den Rohren 92 vorbei und dann in den [iinlaß 121 hinein, der zwischen den Außenrohren 112 und den Innenrohren 110 der Wärmeaustauscherrohranordnung 4i> 108 gebildet wird. Das Strömungsmittel dient dazu, die Wirbelschicht zu kühlen und/oder das Strömungsmittel zu erwärmen, so daß es zum Antrieb einer Antriebsmaschine, wie einer Gasturbine, benui/.t werden kann.
Wenn die Anordnung 42 entfernt werden soll, ist es r> vorteilhaft, den unteren Gehäuseabschnilt 126 von dem oberen Gehäuseabschnitt 12;/ zu trennen. Danach können die Schraubverbindungen 56 leicht gelöst werden, und die gesamte Anordnung 42 kann aus dem unteren Gehäuseabschniti 126 entfernt weiden. Während dieser so 7eit können die Wärmemanscheuen oder Rohransätze 78 von dem Wirbelschichtluftzufuhrrohr 76 gelöst werden. Zu diesem Zweck weisen die Rohre 76 eine Bohrung auf. um einen Kolbenring des Wirbelschichtluftrohres 76 aufzunehmen, das den Teil einer Dichtung 82 bildet. Der Kolbenring ermöglicht ein gleitendes Lösen der beiden Teile. Außer dem Umstand, daß die ganze Anordnung 42 zusammen mit den Wärmeaustauscherrohren 108 entfernt werden kann, können die Rohre 108 leicht von dem restlichen Teil der Anordnung 42 ge- m> trennt werden, wobei sie zu diesem Zweck vorteilhaft in Gruppen angeordnet sind, die leicht nach außen von ihren Verbindungselementcn abgehoben werden können, nachdem sie gelöst sind. Das Wiedereinsetzen der Anordnung 42 kann in ähnlicher Weise durchgeführt M werden, und zwar genauso einfach, wobei entweder die Rohre 108 erst an der Anordnung befcsiigi und mit derselben eingesetzt werden, oder sie werden getrennt montiert, nachdem der restliche Teil der Anordnung in den Wirbclschichtverbrennungsofen eingesetzt worden ist. was beispielsweise durch den Zugang durch einen der Mannlöcher 36 an dem oberen Gehäuseabschnitt 12;/ oder durch das Hallen des oberen Gehiiiiseahschniltes 12;; und das Absenken des unteren Gehäuseabschniitcs 126 von dem oberen Gehäuseabschnitt 12;/ erfolgen kann.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Wirbelschichtverbrennungsofen mit einem Gehäuse (12) mit einer darin angeordneten Kammer (26), einem Gasabzug (16) und einem Auslaß (126) für erwärmtes Strömungsmittel, einer Wärmeaustauscherkammer (74), einer Windkammer (94), einer Verteilerplatte (98), wobei in einem Bereich der Kammer (26) oberhalb der Verteilerplatte die Wirbelschicht gebildet wird, einer Einrichtung zur Zufuhr von Luft in die Wirbelschicht (26a/ einer Einrichtung zur Zufuhr von Kohle in die Wirbelschicht, einer Wärmeaustauscherrohranordnung (108), die
,o schicht verwendet werden, und einzelne für die Funktion des Verbrennungsofen wichtige Teile nur schwer zugänglich und überprüfbar. Falls eine Beschädigung vorliegt und eine Reparatur erfolgen muß, können die Teile nicht ausgetauscht werden, ohne ein Außerbetriebsetzen des Verbrennungsofens und eine Demontage tines Teils des Gehäuses zum Entfernen und Austauschen der verschiedenen Teile vorzunehmen.
Zur Beseitigung der genannten Nachteile liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wirbelschichtverbrennungsofen zu schaffen, bei dorn die Überprüfung und der Austausch einzelner Teile erleichtert ist
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst Bevorzugte
DE3027303A 1979-08-01 1980-07-18 Wirbelschichtverbrennungsofen Expired DE3027303C2 (de)

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