DE3128191A1 - "abwaermenutzung fuer drehrohroefen" - Google Patents

Description

INTERATOM 24.579.4

Internationale Atomreaktorbau GmbH D-5O6O Bergisch Gladbach 1

Abwärmenutzung für Drehrohrofen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung und zur Nutzung der Abwärme von Drehrohrofen.

Drehrohröfen, beispielsweise zur Zementherstellung oder zur Abfallverbrennung, geben erhebliche Wärmemengen ab, sind aber schwierig zu kühlen, wenn ihre Abwärme genutzt werden soll. Die übliche Kühlung durch die Umgebungsluft führt zu großen, umzuwälzenden Luftmengen von an sich geringer Temperatur. Wenn die darin enthaltene Wärmemenge sinnvoll verwertet werden sollte, brauchte man große Wärmetauscher, die sehr aufwendig sind und außerdem zur Verschmutzung neigen. Eine Kühlung mit Wasser oder einer ähnlichen Flüssigkeit benötigt zwar geringere Heizflächen, bedingt aber einen zusätzlichen Aufwand, um diese Flüssigkeit an das sich drehende Rohr heranzubringen und wieder abzuführen. Außerdem ist der Hauptzweck eines Drehrohrofens nicht die Abwärmenutzung. Daher hat man sich bisher bemüht, das eigentliche Drehrohr freizuhalten von Aggregaten, die ausfallen oder den Betrieb des Drehrohres erschweren könnten. Eine Kühlschlange oder eine Isolierung an einem sich drehenden Rohr ist sehr aufwendig und müßte bei einer Inspektion oder Wartung erst mühsam entfernt werden. Sollte eine solche Kühlung ausfallen, steht der mögliche Schaden am Drehrohr in keinem vernünftigen Verhältnis zu dem möglichen Gewinn durch Nutzung der Abwärme.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung 21.05.81 Go/Pa

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zur Kühlung und zur Abwärmenutzung von Drehrohrofen im weitesten Sinne, also von sich im Betrieb drehenden Apparaten, in denen genügend nutzbare Wärme anfällt.

Mit der im ersten Anspruch vorgeschlagenen Anordnung von beweglichen Wärmetauschern in der Nähe des Drehrohres, die auch über bewegliche Leitungen mit Wärmeverbrauchern verbunden sind, wird das Problem des beweglichen Wärmetransportes von dem sich ständig drehenden Drehrohr zu den nur gelegentlich zu bewegenden Wärmetauschern verlagert. Gleichzeitig wird das Problem der Zuverlässigkeit und der Zugänglichkeit des Drehrohres gelöst, weil die Wärmetauscher jederzeit mit geringem Aufwand entfernt werden können, da sie mit dem eigentlichen Drehrohr mechanisch nicht verbunden sind. Wenn sie entfernt werden, wird die Kühlung des Drehrohres nicht verschlechtert, weil der Wärmeübergang durch Strahlung an die Umgebung nicht schlechter ist als vorher an die Wärmetauscherflächen und das nunmehr freistehende Drehrohr auch einen Teil seiner Wärme durch Konvektion an die Umgebungsluft abgibt.

Die im zweiten Anspruch vorgeschlagene Form bewirkt eine annähernd gleichmäßige Wärmeabgabe an die Wärmetauscherflächen, weil diese überall etwa den gleichen Abstand vom Drehrohr haben. Es ist sicher zweckmäßig, wenn die das Drehrohr umgebenden Wärmetauscherflächen sich oberhalb und.möglichst auch unterhalb des Drehrohres berühren, so daß der konvektive Wärmeaustausch mit der Umgebung praktisch verhindert wird. Zur Sicherheit können in der Nähe des Drehrohres Temperaturfühler angebracht werden, die bei überschreiten einer maximal zulässigen Temperatur über einen Regler Elektromotoren in Bewegung setzen, die die Heizflächen vom Drehrohr hinweg bewegen, so daß der Ofen seine Wärme frei an die Umgebung abgeben kann.

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entsprechend Anspruch·3 bzw. 4 ist es besonders zweckmäßig, die Wärmetauscherheizflächen mit Rollen auf Schienen mit Gefälle vom Drehrohr weg anzuordnen, so daß bei einer eventuellen Störung nur eine elektromagnetische Verriegelung ausgelöst wird und die Wärmetauscher ohne besonderen Antrieb allein aufgrund der Schwerkraft vom Drehrohrofen wegfahren.

Im Anspruch 5 wird eine besonders zweckmäßige Art der Verwertung der Abwärme von Drehrohrofen vorgeschlagen. In den Betrieben, in denen Drehrohrofen eingesetzt werden, sind oft erhebliche Belastungen durch Staub, Lärm und Hitze zu erwarten. Daher sollen die Aufenthaltsräume für das Betriebspersonal luft- und schalldicht verschlossen werden und. müssen daher klimatisiert werden, was bisher mit elektrisch betriebenen Kältemaschinen nach dem Kompressorprinzip gemacht wurde. Die hier vorgeschlagenen Kälteaggregate nach dem Absorberprinzip haben bekanntlich einen sehr schlechten Wirkungsgrad. Wenn aber genügend Abwärme in.-dem für diese Aggregate zweckmäßigen Temperaturbereich vorhanden ist, können solche Kälteaggregate praktisch ohne zusätzliche elektrische Energie betrieben werden.

Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Zementdrehrohrofen mit den das Drehrohr umgebenden Wärmetauscherflächen.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht auf Fig. 1. In den Figuren 1 und 2 sind die Wärmetauscherrohre 1 in zwei voneinander unabhängigen halbsechseckähnlichen und nach außen isolierten Schalen 2 befestigt, die das Drehrohr 3 mit geringem Abstand umgeben. Die beiden

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Schalen 2 werden jeweils von einem Rahmen 4 getragen, der jeweils mit einem Fahrgestell 5 auf einer vom Drehrohr weg geneigten Ebene, zweckmäßigerweise auf Schienen angeordnet ist. Jeweils am oberen und am unteren Ende der beiden Schalen 2 ist eine Abdichtung 7 aus Blech vorgesehen, die einen Konvektionswärmeaustausch mit der ümgebungsluft verringern soll. Das heiße Drehrohr gibt im Betrieb einen großen Teil Wärme durch Strahlung an die Wärmetauscherrohre 1 ab und wird dadurch ausreichend gekühlt. Sollte die Kühlung ausfallen oder sollte das Drehrohr außen inspiziert werden, so können die beiden Schalen 2 auf ihren Fahrgestellen 5 vom Drehrohr weggefahren werden. Es erscheint besonders zweckmäßig, wenn die Fahrgestelle 5 auf geneigten Schienen angeordnet sind, so daß sie ohne besonderen Kraftaufwand, allein durch die Schwerkraft in Bewegung gesetzt werden können. In diesem Fall ist eine nicht näher beschriebene Verriegelung zweckmäßig und am Ende der Schienen 8 ein Anschlag 9, der den Rollweg begrenzt. Das in den Wärmetauscherrohren 1 fließende Kühlmittel, beispielsweise Wasser, wird durch nicht näher dargestellte flexible Leitungen, beispielsweise metallische Wellrohre, zu einem oder mehreren Wärmeverbrauchern geleitet. Die hier dargestellten isolierten Schalen 2 haben an ihren Enden,in Längsrichtung des Drehrohres betrachtet, Endbleche 10, die ähnlich wie die Abdichtungen 7 einen Konvektionsaustausch mit der Umgebungsluft verringern sollen.

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Claims (1)

1. INTERATOM -g^ 24.579.4

   Internationale Atomreaktorbau GmbH
   D-5060 Bergisch Gladbach 1

   Abwärmenutzung für Drehrohröfen

   Ansprüche

   ( 1.) Vorrichtung zur Kühlung und zur Nutzung der Abwärme
   von Drehrohröfen mit folgenden Merkmalen :

   a) Das Drehrohr ist teilweise umgeben von beweglichen
   S trahlung swärmetauseherf1ächen,

   b) die Wärmetauscherflächen sind mit beweglichen Leitungen an Wärmeverbraucher anzuschließen.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit folgenden Merkmalen: * a) Die Wärmetauscherflächen haben gegenüber dem Drehrohr eine konkave, halbkreis- oder halbsechseckähnliche Form.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit folgenden Merkmalen :

   a) Die Wärmetauscherflächen sind auf Rollen fahrbar angeordnet,

   b) diese Rollen sind vom Drehrohr weg gerichtet.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3 mit folgenden Merkmalen:

   a) Diese Rollen sind auf Schienen mit Gefälle vom Drehrohrofen weg angeordnet.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit folgenden Merkmalen:

   a) Die Wärmetauscherflächen sind zu verbinden mit einem

   Kälteaggregat nach dem Absorberprinzip. J

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