DE3144863C2 - Wärmetauscher mit Fließbett - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Hindurchleiten bzw. Konditionieren eines flüssigen Mediums, z.B. einen Wärmetauscher, bei dem das flüssige Medium durch mehrere parallele, lotrechte Rohre (10) von einer Bodenkammer (4) zu einer Oberkammer (5) strömt. Die Vorrichtung enthält eine Masse eines Teilchenguts, das in den Rohren (10) durch die Flüssigkeitsströmung fluidisiert wird. Zur Ermöglichung einer höheren Strömungs- bzw. Durchsatzgeschwindigkeit des flüssigen Mediums und damit zur Erzielung einer höheren Leistung der Vorrichtung ist eine Fördereinrichtung (11, 12, 13, 14) vorgesehen, über welche das Teilchengut chargenweise von der Oberkammer (5) zur Unterkammer (4) überführt wird. Diese Überführung oder Rückförderung schafft einen Ausgleich für die bei der höheren Strömungsgeschwindigkeit auftretende Tendenz zu einer Förderung des Teilchenguts in die Oberkammer (5). Zweckmäßig ist die Fördereinrichtung eine Schleusenkammer (11) mit miteinander gekoppelten Einlaß- und Auslaßventilen (12, 13).

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit Fließben gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Wärmetauscher dieser Art ist zum Beispiel in der GB-Ps 15 92 232 und in der DE-OS 28 15 825 beschrieben. Dabei werden die von dem Wärmetauschmittel. z. B. Wasser, durchströmten Rohre von einem anderen Medium umspült.

Die bisherige Vorrichtung wird so betrieben, daß die körnige oder teilchenförmige Masse in den Rohren sowie in Oberkasten und Bodenkasten fluidisiert wird, ohne insgesamt in Strömungsrichtung des Wärmetauschmittels mitgerissen zu werden. Dabei wird auch ein Betriebszustand angestrebt, bei dem die Teilchenbewegungen in den einzelnen parallelen Rohren im wesentlichen identisch sind, so daß die Teilchen nicht aus einem Rohr in ein anderes überführt werden. Dieser »stationäre« Betriebszustand gewährleistet einen erheblich besseren Wärmeübergang und somit eine größere Kapazität bzw. Leistung der Vorrichtung als Wärmetauscher. Die leichte Scheuerwirkung der Teilchen gegen die Rohrinnenwände bietet auch einen Reinigungseffekt, so daß die Gefahr einer Verunreinigung, z. B. durch Kesselstein wesentlich vermindert wird.

Eine Einschränkung besteht bei der bisherigen Vorrichtung darin, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Wärmetauschmittels nicht so groß iein darf, daß die Teilchen über den Mediumsauslaß ausgetragen werden. Als Folge des durch das Vorhandensein der teilchenförmigen Masse erreichten, verbesserten Wärmeübertragungsgrads kann mit einer niedrigeren Strömungsgeschwindigkeit des Wärmetauschmittels unter bestimmten Bedingungen die gewünschte Wärmeübertragung d. h. der Wärmeaustausch, mit kürzeren Rohren erreicht werden; zur Gewährleistung einer zufriedenstellend großen Strömungsleistung muß jedoch die Zahl der parallelen Rohre groß sein. Dies kann große Durchmesser der die Rohre halternden Rohrboden und aufwendige Bohrarbeiten für die Herstellung dieser Rohrboden bedingen.

Aus der DE-AS 26 22 631 ist ein Wärmetauscher der eingangs genannten Art mit einem System von ein Granulat enthaltenden lotrechten Röhren bekannt, wobei das Granulat aus der Flüssigkeit ausgefällte Substanzen aufnimmt, was zu einem unterschiedlichen Kornwachstum führt. Um vergrößerte Granulatkörnchen aus dem Kreislauf zu entfernen, wird der Wärmetauscher peri-

odisch gegenüber dem Wärmeaustauschmedium abgesperrt, worauf während einer intensiven Durchspülung das gesamte Granulat in den Oberkasten gefördert wird. Anschließend werden die gröbsten Bestanteile des Granulats aus dem Oberkasten herausgespült und das s restliche Granulat wieder in die Rohre zurückgeführt Beim Normalbetrieb jedoch muQ das Granulat in den Röhren in der Schwebe gehalten werden; das bedeutet, daß auch dieser bekannte Wärmetauscher mit einer niedrigen Strömungsgeschwindigkeit des Wärme- ίο tauschmittels arbeitet.

In der DE-OS 24 56 321 ist ein Wärmetauscher der eingangs genannten Art beschrieben, bei dem die Feststoffteilchen in jedem Rohr ein Fließbett und im Auslaßkasten eine zusätzliche Schicht bilden. Diese Schicht in der Auslaßkammer wird ständig umgerührt, um an den Rohrmündungen und in den Rohren selbst eine gleichmäßige Verteilung der Feststoffteilchen zu gewährleisten. Auch die Arbeitsweise dieses Wäruetauschers bedingt eine niedrige Strömungsgeschwindigkeit und eine niedrige Durchsatzmenge des Wärmetauschmittels. Um dies zu gewährleisten, sind auch noch zusätzliche Drosseivorrichtungen an den Rohreingängen vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es einen Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei welchem die Zahl der parallelen Rohre bei gleicher Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchsatzleistung und gleichem Wärmeaustauschgrad verkleinert werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Es ist also eine Rückführ-Fördereinrichtung vorhanden, welche die Teilchen chargenweise vom Oberkasten zum Bodenkasten zurückfördert, ohne daß dabei eine unmittelbare Verbindung zwischen Oberkasten und Bodenkasten hergestellt wird. Die Rückführ-Fördereinrichtung ist ein Schleusensystem, d. h. eine Förderstrekke mit Ventiieinrichtungen zur Erzielung der gewünschten Chargenförderung ohne Herstellung eines »Kurzschlusses« bzw. einer Überbrückung für das durch die Rohre aufwärts strömende Wärmetauschmittel.

Das Arbeitsprinzip dieser Rückführ-Fördereinrichtung liegt darin begründet, daß der stationäre Betriebszustand durch einen quasi-stationären Betriebszustand ersetzt ist. Dies bedeutet, daß eine gewisse Mitnahme von Teilchen durch das die Rohre durchströmende Wärmetauschmittel vom Bodenkasten zum Oberkasten zulässig ist, wenn auch mit erheblich geringerer Durchsatzgeschwindigkeit als der des Wärmetauschmittels. Die sich dabei im Oberkasten ansammelnde Teilchenmasse wird über die Fördereinrichtung periodisch in Chargen zum Bodenkasten zurückgefördert. Dies ermöglicht wesentlich größere Strömungsgeschwindigkeiten des Wärmetauschmittels, was wiederum bedeutet, daß bei gleicher Strömungsleistung eine geringere Anzahl der Zahl der Rohre möglich ist. Wichtig ist hierbei, daß kein Kurzschluß des Wärmetauschmittelstroms über die Fördereinrichtung auftritt, da ein solcher einen äußerst nachteiligen Einfluß auf die Wärmeübertragung haue.

Bei Anordnung mehrerer Schleusendurchgänge ergibt sich eine höhere Förderleistung.

Die hohe Strömungsgeschwindigkeit des Wärmetauschmittels reicht normalerweise aus, um im Oberkasten die Wirbelschicht in leicht fluidisiertem Zustand mit deutlich abgegrenzter Obergrenze der Wirbelschicht zu halten. Bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten des Warmetauschmittels kann es sich dagegen als schwierig erweisen, ein Mitreißen von Teilchen beim Austritt des Warmetauschmittels zu verhindern. In diesem Fall läßt sich dennoch eine zufriedenstellende Arbeitsweise erzielen, wenn ein Teilchenabscheider, ζ. B. ein Zyklonabscheider, im Austrag zwischen Oberkasten und Rückführ-Fördereinrichtung vorgesehen ist, wobei letztere über den Abscheider mit dem Austrag des Oberkastens verbunden ist (Patentanspruch 2).

Wesentlich für die Arbeitsweise der Fördereinrichtung ist, daß ausreichend große Teilchenmengen, ohne Kurzschluß im Mediumstrom, vom Oberkasten zum Bodenkasten zurückgefordert werden können.

In zweckmäßiger Ausgestaltung sind nach Patentanspruch 7 die Ventilglieder konisch und verjüngen sich jeweils gegeneinander.

Nach Patentanspruch 5 ist im Bodenkasten eine waagerechte Verteilerplatte vorgesehen. Diese Verteilerplatte begünstigt die gleichmäßige Verteilung des zu den verschiedenen Rohren strömenden Warmetauschmittels. Die Verteilerplatte kann mit Bohrungen versehen sein, die größer sind als die Abmessungen der Teilchen, so daß ein Durchtritt des Warmetauschmittels und der Teilchen erfolgt. Die Teilchenmasse wird dann unter die Verteilerplatte zurückgefördert, wobei die Aufwärtsbewegung der Teilchenmasse zu den Rohren und durch diese hindurch sodann durch die Verteilerplatte gleichmäßig aufgeteilt wird. Über der Verteilerplatte wird eine gleichmäßige Wirbelschicht erreicht, so daß eine gleichmäßige Verteilung des strömenden Warmetauschmittels und der Teilchen auf alle Rohre erzielt wird. Da sich hierbei die Scheuerwirkung der Teilchen auch auf die Bohrungen in der Verteilerplatte erstreckt, kann eine Verunreinigung, z. B. eine biologische Verschmutzung, wirksam verhindert werden.

Schließlich kann mit dieser Anordnung die Regelmäßigkeit des Teilchenstroms verbessert werden, weil der Druckunterschied über die Fördereinrichtung durch die zusätzliche Wirkung der Verteilerplatte vergrößert wird. Mit diesem größeren Druckabfall kann eine genauere Steuerung der Arbeitsweise der Fördereinrichtung gewährleistet werden.

Um dabei die Teilchen an einem Eintritt in die Zufuhröffnung für das flüssige Wärmetauschmittel zu hindern, ist nach Patentanspruch 6 im Boden des unter der Verteilerplatte befindlichen unteren Kastens über dem Speiserohr eine Kappe angeordnet, die einen Labyrinthdurchgang bildet. Wenn das Labyrinth symmetrisch ausgelegt ist, kann bereits hierdurch das strömende Medium in dem Bodenkasten gleichmäßig verteilt werden.

Da die sich in dem Schleusendurchgang sammelnden Teilchen von dem Oberkasten stammen, ist ihre Temperatur höher als diejenige der unmittelbaren Umgebung des Schleusendurchgangs. Wenn die Rückführ-Fördereinrichtung außerhalb der Wand des Wärmetauschergehäuses ist, kann dies zu einem unnötigen Wärmeverlust und zu einer Herabsetzung des Wirkungsgrads des Wärmetauschers führen. Diese Schwierigkeiien lassen sich dadurch vermeiden, daß der bzw. jeder Schleusendurchgang nach Patentanspruch 10 gegenüber seiner Umgebung isoliert ist.

Die sich in dem Schleusendurchgang sammelnde Teilchenmasse wird nicht fluidisiert und kann daher bei der rtbwärtsverlagerung hängenbleiben; ein soldier Zustand kann jedoch sehr einfach dadurch vermieden werden, daß der bzw. jeder Schleusendurchgang sich vom Oberkasten zum Bodenkasten hin erweitert (Anspruch 11).

Ersichtlicherweise ist eine erhebliche Wahlfreiheit für den Werkstoff des Schleusendurchgangs sowie seine Innenflächen gegeben, solange dieser Werkstoff unter den vorherrschenden Betriebsbedingungen chemisch und/ oder physikalisch beständig ist. In Abhängigkeit von der Art des Wärmetauschmittels und der Teilchen ist es normalerweise möglich, für die Innenflächen des Schleusendurchgangs einen Werkstoff zu finden, der einem Anhaften von verschmutzenden Stoffen größtmöglichen Widerstand bietet.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen mit einem inneren Schleusendurchgang versehener, Wärmelauscher,

F i g. 2 einen Wärmetauscher ähnlich F i g. 1 mit äußeren Schleusendurchgängen,

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine dritte Ausführungsform mit einem Zyklonenabscheider und

F i g. 4 eine Ausführungsform, die gegenüber dem Wärmetauscher nach F i g. 1 geringfügig abgewandelt ist.

Der Wärmetauscher gemäß F i g. 1 hat ein zylindrisches Gehäuse t, das durch Rohrboden 2 und 3 verschlossen ist, an denen ein Bodenkasten 4 bzw. ein Oberkasten 5 angebracht sind. Ein Speiserohr 6 mündet in einen unteren Kasten 8 ein, der eine untere Verlängerung des Bodenkastens 4 bildet. An den Oberkasten 5 ist ein Austragrohr 7 angeschlossen. Der untere Kasten 8 ist vom Bodenkasten 4 durch eine Verteilerplatte 9 getrennt, die mit Bohrungen versehen ist, welche einen Durchtritt der im Unterkasten 4 enthaltenen Teilchenmasse des Fließbettes verhindert.

Unterkasten 4 und Oberkasten 5 sind durch ein Bündel paralleler, lotrechter Rohre 10 und einen Schleusendurchgang It miteinander verbunden, die in den Rohrboden 2 und 3 festgelegt sind und mit ihren oberen und unteren Enden im Oberkasten 5 bzw. Bodenkasten münden, im Betrieb strömt flüssiges Wärmetauschmittel, z. B. Wasser, als erstes Wärmeaustauschmedium durch das Speiserohr 6. den unteren Kasten 8, die Verteilerplatte 9. den Bodenkasten 4. die Rohre 10, den Oberkasten 5 und das Austragrohr 7. Ein zweites Wärmetauschmittel tritt über ein Speiserohr 15 in das Gehäuse 1 ein, strömt zwischen den Rohren 10 hindurch und verläßt das Gehäuse über einen Auslaß 16.

Während das erste Wärmetauschmittel den Bodenkasten 4 durchströmt, wird die im Bodenkasten enthaltene Teürhenmasse aufgewirbelt bzw. fluidisiert, durch die Rohre 10 in den Oberkasten 5 mitgenommen, und bildet eine zumindest die Rohre 10 ausfüllende Wirbelschicht. Diese Wirbelschicht verbessert in an sich bekannter Weise wesentlich die Wärmeaustauschleistung.

Zwei konische Ventilglieder 12 und 13, die durch eine Ventilstange 14 unmittelbar miteinander verbunden sind, sind nahe der jeweiligen Enden des Schleusendurchgangs 11 so angeordnet, daß ihre Kegelspitzen gegeneinander gerichtet sind. Die Ventilglieder 12, 13 vermögen sich an die betreffenden Enden des Schleusendurchgangs 11 anzulegen, so daß sie obere und untere Ventile bzw. Klappen bilden. Der Abstand zwischen den Ventilgliedern 12, 13 ist geringfügig größer als die Länge des Schieusendurchgangs 11, so daß der Schleusendurchgang Il nicht an beiden Enden gleichzeitig geschlossen sein kann.

Die Anordnung aus den Ventilgliedern 12,13 und der Ventilstange 14 wird im Betrieb durch den im ersten Wärmetauschmittel zwischen dem Bodenkasten 4 und dem Oberkasten 5 herrschenden Druckunterschied nach oben gedrückt, so daß das untere Ventil 12 den Schleusendurchgang 11 verschließt, wogegen dessen oberes Ende offen ist. Dabei fällt ein Teil des Teilchenguts am offenen Ventilglied 13 vorbei in den Schleusendurchgang 11 hinein, so daß sich dieser zu füllen beginnt. Wenn das Gesamtgewicht der Ventilanordnung und der im Schleusendurchgang 11 befindlichen Teilchen die durch den Druckunterschied zwischen Boden- und Oberkasten auf die Ventilanordnung einwirkende äußere Kraft übersteigt, verlagert sich die Ventilanordnung abwärts, so daß das obere Ende des Schleusendurchgangs 11 geschlossen wird. Hierbei fallen die Teilchen aus dem Schleusendurchgang i ί in den Bodenkasten 4 hinein, worauf der anfängliche Zustand wieder hergestellt wird. Dieser Arbeitszyklus wiederholt sich anschließend selbsttätig.

Als Ergebnis dieser periodischen, chargenweisen Förderung von Teilchen vom Oberkasten 5 zum Bodenkasten 4 kann das erste Wärmeübertragungsmittel die Rohre 10 mit solcher Strömungs- bzw. Durchsatzgeschwindigkeit durchströmen, daß die Teilchen in ihnen vom Bodenkasten 4 zum Oberkasten 5 mitgerissen werden. Hieraus ergeben sich die eingangs geschilderten Vorteile. Durch die Fördereinrichtung, die durch den Schleusendurchgang 11 und die Ventilanordnung 12,13, 14 gebildet wird, wird das Entstehen eines Kurzschlus-

ses bzw. einer Überbrückung für das erste Wärmeübertragungsmittel an den Rohren 10 vorbei verhindert.

Im folgenden sind verschiedene mögliche Abwandlungen des Wärmetauschers gemäß F i g. 1 erläutert, die nicht im einzelnen dargestellt zu werden brauchen. Beispielsweise können die Ventile des Schleusendurchgangs gemeinsam oder unabhängig von außen her angesteuert werden, falls dies aus besonderen Gründen erforderlich ist. Außerdem kann sich der Schleusendurchgang 11 in Abwärtsrichtung geringfügig erweitern, so daß die Teilchenmasse schneller aus ihm auszutreten vermag. Die Werkstoffwahl für diesen Schleusendurchgang 11 kann an die Erfordernisse bezüglich verbesserter thermischer Isolierung des Schleusendurchgangs oder bezüglich der Vermeidung einer Ablagerung von Verunreinigungen angepaßt werden. Es kann dies durch zweckmäßige Werkstoffwahl für den Schleusendurchgang 11 selbst oder durch Wahl eines Auskleidematerials für das Innere des Schleusendurchgangs geschehen. Die Wärmeisolierung kann auch dadurch verbessert werden, daß der Schleusendurchgang doppelwandig ausgelegt wird.

F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Schleusendurchgang für das Teilchengut des Fließbettes nicht zwischen den Rohren 10, sondern außerhalb der Wand des zylindrischen Gehäuses 1 verläuft. Gemäß Fig.2 sind zwei Fördereinrichtungen mit Schleusendurchgängen 17 bzw. 18 vorgesehen. Die Schleusendurchgänge 17 und 18 sind durch Ventilglieder 12, 13 ähnlich derjenigen nach F i g. 1, festgelegt und mil Oberkasten 5 bzw. Bodenkasten 4 durch Rückführleitungen 19 und 20 verbunden, die diagonal verlaufen und an den Mündungen 21 bzw. 22 am Oberkasten 5 bzw. Unterkasten 4 angeschlossen sind.

Die Lage der Mündungen 21 und 22 ist so gewählt, daß sie in Höhe von Ober- bzw. Unterseite des im Betrieb gebildeten Teilchen-Fließbettes im Bodenkasten 4 bzw. Oberkasten 5 liegen. Auf diese Weise wird die (Wirbelschicht-)Ebene gleichmäßig festgelegt, wobei

die Schleusendurchgänge 17,18 auch beim periodischen öffnen und Schließen den ungestörten Betrieb des Wärmetauschers kaum beeinträchtigen. Anstelle der beiden dargestellten Schleusendurchgänge 17,18 kann auch ein einziger Schleusendurchgang oder eine ganze Reihe von Schleusendurchgängen um den Wärmetauscher herum vorgesehen sein. Die Fördereinrichtung für das Teilchenmaterial des Fließbettes gemäß Fig.2 ist an bestehenden Anlagen zur Vergrößerung ihrer Wärmetauschleistung nachrüstbar.

Die Schleusendurchgänge mit den Ventilen der dargestellten Art können auch durch ein lotrecht arbeitendes Zellenkammer-Schleusensystem an sich bekannter Bauart ersetzt werden. Ein solches Schleusensystem müßte allerdings von außen her angetrieben werden.

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform, die eine Abwandlung des Wärmetauschers nach F i g. 2 darstellt und die besonders dann vorteilhaft ist, wenn sich die Teilchen-Durchsatzmenge durch den Wärmetauscher so stark vergrößert, daß die Gefahr besteht, daß Teilchen durch den Fluß des Wärmetauschmittels aus dem Wärmetauscher herausgefördert werden. Zu diesem Zweck ist die Mündung 21 der Fördereinrichtung mit dem Austragrohr des Oberkastens 5 verbunden. Am Austragrohr 7 ist ein über eine Rohrleitung 23 mit dem Oberkasten 5 verbundener Zyklonabscheider 24 angeordnet. In der Offenstellung des oberen Ventilgliedes 13 fallen die Teilchen aus dem Zyklonabscheider 24 in den Schleusendurchgang 17 hinein. Das flüssige Wärmetauschmittel wird über eine Rohrleitung 25 aus dem Zykionabscheider 24 abgeführt.

F i g. 4 zeigt eine andere Abwandlung des Wärmetauschers nach Fig. 1. In diesem Fall ist das Speiserohr 6 am Boden des unteren Kastens 8 angeordnet, wobei die Bohrungen in der Verteilerplatte 9 eine solche Größe haben, daß sie von den Teilchen passiert werden können. Der Schleusendurchgang 11 erstreckt sich bis unter die Verteilerplatte 9, so daß die Teilchen unter die Verteilerplatte 9 zurückgefördert werden. Über dem (oberen) Ende des Speiserohrs 6 ist ein Kappe 26 angeordnet, die zusammen mit dem freien Ende (Mündung) des Speiserohrs 6 ein Labyrinth für die einströmende Flüssigkeit bildet. Hierdurch wird das Teilchengut an einem Eintritt in das Speiserohr 6 gehindert. Auf diese Weise wird eine weite, großflächige Verteilung des flüssigen Mediums und der Teilchenmasse im unteren Kasten 8 erreicht, so daß an den Bohrungen der Verteilerplatte 9 eine vergleichsweise gleichmäßige Strömung des Mediums sichergestellt ist. Auf diese Weise wird ein hoher Wirkungsgrad erzielt, weil die Strömung in den Rohren 10 gleichmäßiger ist.

Die Ausführungsformen nach F i g. 2 und 3 können auch so abgewandelt werden, daß die Rückführleitungen 20 unter der Verteilerplatte 9 einmünden.

Im Fall einer Fördereinrichtung begrenzter Förderleistung für eine Vorrichtung mit vergleichsweise kleinen Abmessungen läßt sich eine wirksame Konstruktion dann erzielen, wenn zwischen den Röhren ein oder mehrere Schleusendurchgänge verlaufen. Das Teilchen-Rückfördersystem bildet dann als solches einen Teil der Rohranordnung. Bei größeren Anlagen und im Fall von Anlagen, bei denen das Rückfördersystem besser zugänglich sein soll, verläuft der Schleusendurchgang bzw. verlaufen die Schleusendurchgänge außerhalb der Rohre und außerhalb der Wand des Wärmetauschergehäuses. Die Schleusendurchgänge sind in diesem Fall vollständig außerhalb des Wärmetauschers angeordnet. Diese Anordnung ist auch dann besonders vorteilhaft.

wenn die Leistung einer vorhandenen Vorrichtung dieser Art durch Nachrüsten der Fördercinrichtungfen) vergrößert werden soll. Es ist vorteilhaft, zweckmäßige Punkte an Ober- und Bodenkasten für den Anschluß der Rückführ-Fördereinrichtung zu wählen. Dabei kann zusammen mit den Rohren ein Schleusendurchgang durch einen Rohrboden hindurch nach Fig. 1 in den Oberkasten einmünden. Doch wird nach F i g. 2 eine größere Wirkung erzielt, wenn die Rückführ-Fördereinrichtung

ίο im Oberkasten oberhalb der Rohrmündung, und im Bodenkasten an oder nahe der unteren Ebene der in Betrieb fluidisierten Teilchenmasse angeschlossen ist. Wenn diese Anschlußstellen an den Grenzflächen der fluidisierten Masse der Wirbelschicht sowohl im Bodenkasten als auch im Oberkasten liegen, wird beim Wärmetauscher ein quasi-stationärer Betriebszustand der fluidisierten Masse erzielt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Wärmetauscher mit Fließbett zum Hindurchleiten eines flüssigen Wärmetauschmittels in einer Anzahl senkrechter Rohre (10). deren untere und obere Enden in einem Bodenkasten (4) bzw. einem Oberkasten (5) münden, welche unten an ein Speiserohr (6) bzw. oben an ein Austragrohr (7) für das flüssige Wärmetauschmittel angeschlossen sind, das im Betrieb die Rohre (10) in Aufwärtsrichtung durchströmt, und wobei im Wärmetauscher eine Masse von durch das flüssige Wärmetauschmittel fluidisierbaren Teilchen vohanden ist, die im fluidisierten Zustand zumindest die Rohre (10) einnehmen, ge- is kennzeichnet durch eine Rückführ-Fördereinrichtung (11,12,13; 12,13,17) in Form von einem oder mehreren Sätzen von oberen Ventilgliedern (13) und unteren Ventilgliedern (12), die jeweils durch eine Ventilstange (14) miteinander verbunden sind, welche die Teilchen chargenweise vom Oberkasten (5) zum Bodenkasten (4) zurückfördern und die am oberen bzw. unteren Ende eines oder mehrerer Schleusendurchgänge (U, 17, 18) angeordnet sind, die vom Oberkasten (5) zum Bodenkasten (4) führen.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführ-Fördereinrichtung einen Abscheider (Zyklonabscheider 24) zum Trennen der zurückzufördernden Teilchen vom flüssigen Wärmetauschmittel aufweist. (F i g. 3).

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführ-Fördereinrichtung mit dem Oberkasten (5) in einer Ebene über den oberen Enden der Rohre (10) verbunden ist.

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführ-Fördereinrichtung mit dem Rodenkasten (4) an oder nahe der tiefsten Ebene, welche die fluidisierten Teilchen im Bodenkasten (4) im Betrieb einnehmen, verbunden ist.

5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenkasten (4) im Abstand unterhalb der unteren Enden der Rohre (10) und über dem Speiserohr (6) für das flüssige Wärmetauschmittel eine waagerechte Verteilerplatte (9) aufweist, die mit Bohrungen für den Durchtritt des flüssigen Wärmetauschmittels und der Teilchen versehen ist, und daß die Rückführ-Fördereinrichtung unter der Verteilerplatte (9) mündet (F ig. 4).

6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Speiserohr (6) im Boden des unter der Verteilerplatte (9) befindlichen unteren Kastens (8) angeordnet ist und über eine Kappe (26), die einen Labyrinthdurchgang bildet, einmündet (Fig. 4).

7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilglieder (12, 13) konisch sind, wobei sich die oberen Ventilglieder (13) in Abwärtsrichtung und die unteren Vemilglieder (12) in Aufwärtsrichtung verjüngen.

8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Schleusendurchgang (11) zwischen den Rohren (10) vom Oberkasten (5) zum Bodenkasten (4) verläuft (l^:ig. 1 und 4).

9. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1

bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Schleusendurchgang (17, 18) außerhalb der Wand des Wärmetauscher-Gehäuses (1) vom Oberkasten (5) zum Bodenkasten (4) verläuft (F i g. 2 und 3).

10, Wärmetauscher nacii einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Schleusendurchgang (11; 17,18) gegenüber der Umgebung thermisch isoliert ist.

11, Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich der bzw. jeder Schleusendurchgang (11; 17,18) vom Oberkasten (5) zum Bodenkasten (4) hin erweitert.

12, Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Schleusendurchgang (11; 17, 18) eine Innenfläche aus einem ein Anhaften verhindernden Werkstoff aufweist