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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kesselanlage gemäß dem Oberbegriff
des unabhängigen
Anspruchs. Somit bezieht sich die Erfindung auf eine Kesselanlage,
die einen Verbrennungsabschnitt, einen Wärmetauschabschnitt, der über dem
Verbrennungsabschnitt angeordnet ist und Wärmetauschflächen aufweist, welcher Wärmetauschabschnitt
eine Strömungsrichtung
des Rauchgases von unten nach oben und eine stationäre Stützkonstruktion
hat.
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In
der Regel umfassen die Wärmetauschflächen im
Wärmetauschabschnitt
der Kesselanlage zumindest Überhitzerrohre
von verschiedenen Überhitzungsstufen
und einen Vorwärmer.
Die Temperatur von Wasser oder Dampf wird an diesen verschiedenen
Wärmetauschflächen allmählich erhöht. Um eine möglichst
hohe Endtemperatur zu erreichen, sind verschiedene Wärmetauschflächen im
Wärmetauschabschnitt
am vorteilhaftesten in einer Reihenfolge ihren gewünschten
Endtemperaturen entsprechend auf solche Weise angeordnet, dass das
aus dem Verbrennungsabschnitt kommende heiße Rauchgas zunächst die
Wärmetauschfläche anströmt, die
die höchste
Endtemperatur hat.
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Die
Wärmetauschflächen sind
normalerweise Pakete von hauptsächlich
horizontalen, mehrere Male hin und her gebogenen Rohren. In der
Regel nehmen die Durchmesser der Rohre und die Abstände zwischen
den Rohren zu niedrigeren Temperaturen hin ab. Zum Beispiel die
Abstände
zwischen den Vorwärmerrohren
zueinander sind normalerweise kürzer
als die Abstände
zwischen den Rohren der Überhitzerpakete,
um einen genügenden
Wärmetauschwirkungsgrad
zu erreichen.
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Asche
und andere Teilchen, die sich an den Wärmetauschflächen festsetzen können, werden
von den die Brennkammer verlassenden Rauchgasen mitgeführt. Die
dadurch entstehenden Ablagerungen setzen den Wärmetauschkoeffizienten herab
und reduzieren somit auch den Wärmetauschwirkungsgrad.
Dicke Ablagerungen können
auch die Strömung
des Gases zwischen den Wärmetauschrohren stören, was
den Wärmetauschwirkungsgrad
weiter reduziert.
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Wenn
die Ascheablagerungsschicht zu dick wird, kann sie von selbst von
der Oberfläche
von Wärmetauschrohren
herunterfallen, oder sie kann durch ein geeignetes Russblasverfahren
entfernt werden. Die entfernte Asche fällt zurück in den Verbrennungsabschnitt
oder in den unteren Teil des Wärmetauschabschnitts,
wo sie zum Beispiel zum Ascheaustragungssystem der Anlage geleitet
werden kann.
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Um
das Haftenbleiben von fallender Asche auf den unteren Wärmetauschflächen zu
vermeiden, wird bevorzugt eine so genannte Turmkesselkonstruktion
benutzt, besonders bei Verbrennung von Brennstoffen mit problematischer
Asche, etwa Braunkohle. Der Wärmetauschabschnitt
im Turmkessel ist über
dem Verbrennungsabschnitt auf solche Weise angeordnet, dass die
Strömungsrichtung
des Rauchgases im Wärmetauschabschnitt
von unten nach oben ist. Somit fällt
die von den oberen Wärmetauschflächen des
Wärmetauschabschnitts
heruntergefallene oder entfernte Asche auf die schütteren Rohrpakete
zu, und das Risiko ist ziemlich klein, das sich fallende Asche auf
den unteren Paketen festsetzt.
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Große Kesselkonstruktionen
werden normalerweise auf solche Weise von oben abgestützt gebaut,
dass eine stationäre
Stützkonstruktion
um den Kessel aufgestellt wird und der Kessel derart montiert wird,
dass er an starken Aufhängungsdrähten von
einer Stützebene
am oberen Teil der Stützkonstruktion hängt. Probleme
bei einem Turmkessel der oben angedeuteten Konstruktion beziehen
sich auf die Tatsache, dass die Höhe einer einteiligen Konstruktion sehr
hoch wird. Die Höhe
eines Turmkessels in einem großen
Kraftwerk kann mehr als 100 m sein.
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Beim
Einschalten des Kessels steigt die Temperatur des Kesselkörpers um
Hunderte von Grad. Der obere Teil des von oben aufgehängten Teils
des Kessels bleibt stationär,
aber sein unterer Teil senkt sich um mehrere zehn Zentimeter. Solch eine
große
Wärmebewegung
setzt sehr hohe Biegsamkeitsanforderungen an die am unteren Teil
des Kesselturmes auszuführenden
Verbindungen. Zum Beispiel müssen
die Einlasssysteme für
Brennstoff und die Auslasssysteme für Bodenasche imstande sein,
solch eine Bewegung zwischen den stationären Teilen der Systeme und
den mit dem Kessel verbundenen Teilen zuzulassen.
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Der
Zusammenbau des Kessels erfolgt normalerweise allmählich auf
solche Weise, dass die obersten Teile zuerst mit der stationären Stützkonstruktion
verbunden werden. Erst nach der Montage der oberen Teile ist es
möglich,
die daran anschließenden
unteren Teile zu verbinden. Weil ein Turmkessel normalerweise eine
sehr hohe, einteilige Konstruktion ist, ist der Zusammenbau desselben
sehr zeitraubend. Dies verlangsamt die Konstruktion der Kesselanlage
und steigert die Konstruktionskosten.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Kessel vorzusehen,
bei dem die oben erwähnten,
dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile minimiert oder eliminiert
sind.
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Im
Besonderen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Turmkessel vorzusehen, bei dem die Wärmebewegung des unteren Teils
des Kessels minimiert ist.
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Zusätzlich ist
es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Turmkessel vorzusehen,
dessen Zusammenbau in einer kürzeren
Zeit durchgeführt
werden könnte
als der Zusammenbau der derzeitigen Turmkessel.
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Um
die oben erwähnten
Probleme des Standes der Technik zu lösen, ist ein Kessel vorgesehen, dessen
charakterisierende Merkmale im charakterisierenden Teil des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs
definiert sind. Somit besteht ein charakterisierendes Merkmal einer
Kesselanlage gemäss
der vorliegenden Erfindung darin, dass ihr Verbrennungsabschnitt
und Wärmetauschabschnitt
getrennte Kammern sind, die flexibel mit einander verbunden sind,
und jede Kammer getrennt von ihrem oberen Teil an der stationären Stützkonstruktion
aufgehängt ist.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen so genannten
Turmkessel, in dessen Wärmetauschabschnitt
die Hauptströmungsrichtung
des Rauchgases von unten nach oben ist. In der Regel machen die
Höhen des
Verbrennungsabschnitts und des Wärmetauschabschnitts
beide ungefähr
die Hälfte
der gesamten Höhe
des Kessels aus. Weil der Verbrennungsabschnitt des Kessels gemäß der vorliegenden
Erfindung von seinem oberen Teil an einer stationären Stützkonstruktion
aufgehängt
ist, sind die in seinem unteren Teil signifikanten Wärmebewegungen
nur ungefähr
die Hälfte
der Wärmebewegungen
im unteren Teil eines entsprechenden einteiligen Turmkessels. Dies
verringert beachtlich die Probleme, die durch die Wärmebewegungen mit
verschiedenen Verbindungen verursacht werden, die zwischen dem unteren
Teil des Verbrennungsabschnitts und seiner stationären Umgebung
ausgeführt
sind. Somit werden zum Beispiel die Einlasssysteme für Brennstoff
und die Auslasssysteme für
Bodenasche vereinfacht. Gleichzeitig gehen die Kosten derselben
zurück,
und die Betriebssicherheit wird verbessert.
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Ein
Kessel gemäss
der vorliegenden Erfindung umfasst einen Kanal zwischen dem oberen
Teil des Verbrennungsabschnitts und dem unteren Teil des Wärmetauschabschnitts.
Heiße
Rauchgase werden entlang dem Kanal vom Verbrennungsabschnitt zum
Wärmetauschabschnitt
geleitet. Weil der Verbrennungsabschnitt bei der Anordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung vom oberen Teil an einer stationären Stützkonstruktion aufgehängt ist,
bleibt der obere Teil des Verbrennungsabschnitts stationär. Weil
der Wärmetauschabschnitt
andererseits von seinem oberen Teil an einer stationären Stützkonstruktion
aufgehängt
ist, bewegt sich sein unterer Teil infolge von Wärmedehnung. Deshalb muss der
den oberen Teil des Verbrennungsabschnitts und den unteren Teil
des Wärmetauschabschnitts
verbindende Kanal flexibel sein.
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Weil
die Höhe
des Wärmetauschabschnitts typisch
die Hälfte
der gesamten Höhe
des Kessels ausmacht, ist die Wärmebewegung
zwischen dem unteren Teil des Wärmetauschabschnitts
und dem oberen Teil des Verbrennungsabschnitts relativ klein. Es
gibt keine großen
Feststoffströme,
die schwere Strukturen erfordern würden und zwischen Verbrennungsabschnitt
und Wärmetauschabschnitt
des Turmkessels verlaufen. Deshalb kann der Kanal relativ einfach
flexibel ausgeführt
werden, zum Beispiel mittels Faltenbälgen oder ausreichend flexiblen
Biegeelementen.
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Konventionelle
Turmkessel sind normalerweise suspensionsgefeuerte Kessel, wo pulverisierter
Brennstoff, z. B. Kohle durch Brenner in die Brennkammer aufgegeben
wird, wo er bei einer hohen Temperatur schnell brennt. Der gekühlte Verbrennungsabschnitt
eines einteiligen Turmkessels muss so hoch sein, dass die Rauchgase
Zeit haben, sich ausreichend abzukühlen, bevor sie auf den ersten
Wärmetauschflächen auftreffen.
Es wird vorausgesetzt, dass die von den Rauchgasen mitgeführte Asche
keine geschmolzene oder teilweise geschmolzene Teilchen enthält, die
auf den Wärmetauschflächen erstarren
könnten.
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Der
Kanal zwischen Verbrennungsabschnitt und Wärmetauschabschnitt eines kohlenstaubgefeuerten
Kessels kann einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zufolge gekühlt sein.
Dabei kühlt
das Rauchgas auch im Kanal ab, und die Höhe des Verbrennungsabschnitts
kann kleiner als die bei einem konventionellen Turmkessel sein,
ohne dass die geschmolzene Flugasche auf den Wärmetauschflächen des Wärmetauschabschnitts aufschlägt.
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Bei
einem konventionellen Turmkessel befindet sich der Wärmetauschabschnitt
direkt oberhalb des Verbrennungsabschnitts, wobei die von den Wärmetauschflächen entfernten
Ascheablagerungen zurück
in den Verbrennungsabschnitt fallen. In einigen Fällen ist
es nicht gewünscht,
die Ascheablagerungen dem Verbrennungsabschnitt wieder zuzuführen, sondern
es wäre
vorteilhaft, sie direkt aus dem Wärmetauschabschnitt zu entfernen.
Einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zufolge hat der Kanal für Rauchgas,
der den Verbrennungsabschnitt mit dem Wärmetauschabschnitt oder den
Verzweigungspunkt des Kanals mit dem Wärmetauschabschnitt verbindet,
zumindest einen Krümmer,
an dem ein Aschesammeltrichter angeordnet ist. Die von den Wärmetauschflächen entfernte Asche
kann somit bevorzugt im Trichter aufgefangen werden, von wo sie
zum Ascheaustragungssystem der Anlage geleitet werden kann.
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Einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zufolge ist der Kessel ein Kessel mit zirkulierender
Wirbelschicht, dessen oberer Teil mit zumindest einem Partikelabscheider
verbunden ist, der Feststoffpartikel vom Rauchgas trennt. Der abgeschiedene
Feststoff wird zum unteren Teil des Verbrennungsabschnitts zurückgeführt, und
das gereinigte Rauchgas wird zu einem Wärmetauschabschnitt geleitet,
der über
dem Verbrennungsabschnitt angeordnet ist. Der Erfindung zufolge
handelte es sich beim Verbrennungsabschnitt und Wärmetauschabschnitt
um Kammern, die getrennt von oben aufgehängt sind, und der vom Abscheider
zum Wärmetauschabschnitt
führende
Kanal ist flexibel. Auf den Wärmetauschflächen des
Wärmetauschabschnitts
gibt das Rauchgas Wärme
in das Wasser oder den Dampf ab, das/der in den Wärmetauschrohren
fließt.
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Der
obere Teil der Stützkonstruktion
eines konventionellen einteiligen Turmkessels hat eine horizontale
Hauptstützebene,
an der der gesamte einteilige Turmkessel an Aufhängedrähten hängend montiert ist. Die Montage
eines Turmkessels erfolgt von oben nach unten, wobei die Montage
der verschiedenen Teile des Kessels meistens der Reihe nach in einer
bestimmten Reihenfolge erfolgt. Somit hängen die verschiedenen Montagephasen
von einander ab, und die Montage des Kessels als Ganzes beansprucht
eine lange Zeit, typisch 15–20
Monate.
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Der
Stützkonstruktion
eines Turmkessels gemäss
der vorliegenden Erfindung umfasst bevorzugt zwei getrennte horizontale
Stützebenen,
deren erste unter der zweiten angeordnet ist. Wenn der Turmkessel
gemäss
der vorliegenden Erfindung montiert wird, kann sein Verbrennungsabschnitt
gleichzeitig an der unteren Stützebene
montiert werden, wenn der Wärmetauschabschnitt
an der oberen Stützebene
montiert wird. Hierdurch wird bedeutend die Zeit verkürzt, die
bei der Montage vom Turmkessel und den damit zu verbindenden Vorrichtungen
vergeht.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen mit Verweis auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
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1 schematisch
einen Kessel gemäss
einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 schematisch
einen Kessel gemäss
einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung.
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1 stellt
eine Kesselanlage 10 gemäß einer ersten bevorzugten
Ausführungsform
dar, die einen suspensionsgefeuerten Kessel 12 umfasst.
Der Kessel 12 ist ein so genannter Turmkessel, bestehend
aus einem vertikalen Verbrennungsabschnitt 14 und einem
darüber
angeordneten vertikalen Wärmetauschabschnitt 16.
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Der
Verbrennungsabschnitt 14 und der Wärmetauschabschnitt 16 sind
getrennte Kammern, die durch Wände
begrenzt sind, die bevorzugt zumindest teilweise gekühlte Wasserrohrwände sind.
Ein oberer Teil 18 des Verbrennungsabschnitts 14 und
ein unterer Teil 20 des Wärmetauschabschnitts 16 sind über einen
Kanal 22 miteinander verbunden.
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Wenn
Brennstoff, etwa Kohle, mit den Brennern 24 des Kessels 12 verfeuert
wird, wird Asche enthaltendes Rauchgas produziert. Das Rauchgas fließt vom oberen
Teil 18 des Verbrennungsabschnitts 14 über Kanal 22 zum
Wärmetauschabschnitt 16.
Wärmetauschflächen des
Dampferzeugungskreislaufs des Kessels, etwa ein Vorwärmer 26,
ein erster Überhitzer 28 und
ein Endüberhitzer 30 sind
im Wärmetauschabschnitt 16 angeordnet.
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Teil
der vom Rauchgas mitgeführten
Asche sammelt sich auf den Oberflächen der Wärmetauscher 26, 28, 30 des
Wärmetauschabschnitts 16 an. Wenn
die Ascheschichten zu dick werden, fällt die Asche herunter oder
sie wird von den Wärmetauschern
entfernt, wodurch die Asche abwärts
in den Wärmetauschabschnitt 16 fällt.
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Durch
das im Wärmetauschabschnitt 16 des Kessels 12 fließende heiße Rauchgas
wird das/der in den Rohren der Wärmetauscher 26, 28, 30,
fließende Wasser
oder Dampf erhitzt, wodurch die Rauchgase abkühlen und die Wassertemperatur
ansteigt. Die abgekühlten
Rauchgase werden aus dem Wärmetauschabschnitt 16 normalerweise
zu den Reinigungsvorrichtungen für
Rauchgas und weiter durch einen Schornstein in die Umgebung abgezogen,
die in 1 jedoch nicht dargestellt sind.
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Die
Wärmetauscher 26, 28, 30 werden
normalerweise aus hin und her gebogenen, hauptsächlich horizontalen Wasser-
oder Dampfrohren gebildet. Um den Dampf auf eine ausreichende Temperatur überhitzt
zu bekommen, sind die Überhitzer 28, 30 in
Strömungsrichtung
des Rauchgases am ersten Ende 32 des Wärmetauschabschnitts 16 angeordnet. Entsprechend
ist der Vorwärmer 26 in
Strömungsrichtung
des Rauchgases am letzten Ende 34 des Wärmetauschabschnitts 16 angeordnet.
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Um
einen ausreichenden Wärmetauschwirkungsgrad
zu erreichen, sind die Durchmesser der Wasserrohre im Vorwärmer 25 und
die Abstände
dazwischen normalerweise kleiner als in den Überhitzern 28, 30.
Falls das Rauchgas im Wärmetauschabschnitt
abwärts
fließt,
gibt es ein Risiko, dass die von den Oberflächen der Überhitzer herunterfallenden Ascheablagerungen
sich zwischen den Rohren des Vorwärmers festsetzen, wodurch der
Wärmetauschwirkungsgrad
des Vorwärmers
wesentlich zurückgehen
kann. Das Konzept des Turmkessels 12 sieht vor, das Rauchgas
zum Aufwärtsfließen im Wärmetauschabschnitt 16 zu
bringen, wobei der natürliche
Einbauort des Vorwärmers 26 im
oberen Teil 34 des Wärmetauschabschnitts 16 ist,
und das oben erwähnte
Risiko eliminiert ist.
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Der
vorliegenden Erfindung zufolge sind der Verbrennungsabschnitt 14 und
der Wärmetauschabschnitt 16 des
Kessels getrennte Kammern, die beide getrennt an einer Stützkonstruktion 36 der
Kesselanlage aufgehängt
sind. Eine erfindungsgemäße Stützkonstruktion 36 einer
Kesselanlage umfasst bevorzugt zwei Stützebenen 38, 40.
Die untere Stützebene 38 ist
oberhalb der Höhe
des Verbrennungsabschnitts 14, und die höhere Stützebene 40 ist
oberhalb der gesamten Höhe
von Wärmetauschabschnitt 16 und
Verbrennungsabschnitt 14 angebracht. Der Verbrennungsabschnitt
oder die Brennkammer 14 ist von seinem/ihrem oberen Teil
an Aufhängedrähten 42 hängend an
der unteren Stützebene 38 befestigt. Entsprechend
ist der Wärmetauschabschnitt
oder die Wärmetauschkammer 16 von
seinem/ihrem oberen Teil an den Aufhängedrähten hängend 44 an der oberen
Stützebene 40 angebracht.
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Der
Verbrennungsabschnitt und der Wärmetauschabschnitt
eines konventionellen Turmkessels bilden eine einteilige Konstruktion,
die an ihrem oberen Teil von der Stützkonstruktion der Kesselanlage herunterhängt. Weil
ein kontinuierlicher Turmkessel oft sehr hoch ist, können die
vertikalen Wärmebewegungen
des Verbrennungsabschnitts, die durch Variationen der Kesseltemperatur
verursacht werden, erheblich sein. Der Verbrennungsabschnitt 14 eines Kessels
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird direkt an einer Stützkonstruktion 36 aufgehängt, was die
vertikalen Wärmebewegungen
des unteren Teils 46 des Verbrennungsabschnitts 14 des
Kessels erheblich reduziert.
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Der
untere Teil 46 des Verbrennungsabschnitts 14 umfasst
verschiedene Arten von Ausrüstung,
etwa Brenner 24, Ascheaustragungsausrüstung 48 und Luftzuführungsausrüstung 50,
die an der stationären
Umgebung des Kessels 12 befestigt sind. Die Konstruktion
solch einer Ausrüstung
muss flexible Elemente umfassen, die den Wärmebewegungen des Kessels ohne
Bruch standhalten. Es wird zum Beispiel eine große Menge Brennstoff durch Brenner 24 zum
Verbrennungsabschnitt aufgegeben, was der Standhaftigkeit der Konstruktion
der flexiblen Elemente hohe Anforderungen stellt. Durch den Rückgang der
Wärmebewegungen
im unteren Teil 46 des Verbrennungsabschnitts 14 im
Kessel 12 gemäss
der vorliegenden Erfindung wird die Montage solch einer Ausrüstung beachtlich
erleichtert, die am unteren Teil des Kessels angebracht werden soll.
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Weil
der Verbrennungsabschnitt 14 von seinem oberen Teil direkt
an der unteren Stützebene 38 befestigt
ist, sind die Wärmebewegungen
des oberen Teils 18 des Verbrennungsabschnitts sehr klein.
Zum anderen ist der Wärmetauschabschnitt 16 von
seinem oberen Teil 34 an einer oberen Stützebene 40 befestigt
wird, weshalb der untere Teil 20 des Wärmetauschabschnitts sich bedeutend
bewegt, wenn sich die Temperatur des Wärmetauschabschnitts ändert, zum
Beispiel, wenn der Kessel auf die Betriebstemperatur angewärmt wird.
Somit muss ein vom oberen Teil 18 des Verbrennungsabschnitts
zum unteren Teil 20 des Wärmetauschabschnitts führende Kanal 22 imstande
sein, sich der unterschiedlichen Wärmebewegung der Teile anzupassen.
In 1 handelt es sich beim flexiblen Element, das
am Kanal 22 angebracht ist, um einen Faltenbalg 52.
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Der
Kanal 22 in der Ausführungsform
von 1 wird auf solche Weise abgekühlt, dass ein Teil der Wände des
Kanals aus wasser- oder dampfgekühlten
Rohrwänden 54 gebildet
ist. Die Rohrwände 54 des
Kanals 22 sind bevorzugt mit dem Dampferzeugungskreislauf
des Kessels verbunden, wodurch Wärme
aus dem, aus dem Verbrennungsabschnitt ablaufenden heißen Rauchgas
auf den im Kessel erzeugten Dampf übertragen wird. Gleichzeitig
kühlt das
Rauchgas ab, wobei die im Rauchgas möglicherweise noch vorhandenen
geschmolzenen oder teilweise geschmolzenen Aschepartikel erstarren
und somit die Wärmetauschflächen 26, 28, 30 der
Wärmetauschkammer 16 nicht
verschmutzen können.
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Der
in 1 dargestellte Kanal 22 schließt sich
an eine Seitenwand 56 der Wärmetauschkammer 16 etwas
oberhalb der niedrigsten Stelle 58 der Kammer. Somit ist
es möglich
gewesen, einen Trichter 60 im unteren Teil der Kammer auszubilden,
auf dessen Boden sich die von den Wärmetauschflächen 26, 28, 30 herunterfallende
Asche ansammelt. Die im Trichter 60 angesammelte Asche
kann entlang einem Kanal 62 zu einem in 1 nicht
dargestellten Aschekühler
und weiter aus dem Kessel 12 herausgeleitet werden.
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Wahlweise
kann der Kanal 22 mit der niedrigsten Stelle 58 der
Wärmetauschkammer 16 verbunden
sein. Dann kann der Kanal 22 bevorzugt mit einem Krümmer angeordnet
sein, der mit einem Trichter verbunden ist, wo die aus der Wärmetauschkammer 16 herunterfallenden
Ascheablagerungen aufgefangen werden können. Der an der niedrigsten Stelle 58 der
Wärmetauschkammer
anschließende Kanal 22 kann
auch gerade sein, wodurch die Asche aus dem Wärmetauschabschnitt 16 direkt
zurück
in den Verbrennungsabschnitt fällt.
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Bei
einigen Anwendungen ist es vorteilhaft, den Verbrennungsabschnitt 14 mit
dem Wärmetauschabschnitt 16 durch
zumindest zwei Kanäle 22 zu verbinden,
die bevorzugt symmetrisch mit verschiedenen Seiten des unteren Teils 20 des
Wärmetauschabschnitts 16 verbunden
sind. Dadurch ist es möglich,
eine gleichmäßige Rauchgasströmung im Wärmetauschabschnitt 16 und
einen optimalen Wärmetauschwirkungsgrad
in verschiedenen Wärmetauschern
zu erreichen.
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2 stellt
eine andere bevorzugte Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung dar, bei der eine Kesselanlage 110 einen Kessel 112 mit zirkulierender
Wirbelschicht umfasst. Der Verbrennungsabschnitt 114 und
der Wärmetauschabschnitt 116 des
Kessels sind getrennte Kammern, die beide von ihrem oberen Teil
an einer stationären
Stützkonstruktion 136 aufgehängt sind.
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Der
untere Teil der Brennkammer 114 des Kessels 112 mit
zirkulierender Wirbelschicht ist mit Mitteln 166 zur Aufgabe
von Brennstoff und Bettmaterial, zum Beispiel Sand, versehen. Der
Boden des Verbrennungsabschnitts ist mit Luftzufuhrausrüstung 150 verbunden,
wodurch Luft zur Verbrennung von Brennstoff und Fluidisierung von
Bettmaterial eingeführt
wird.
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Die
Strömungsrichtung
des Rauchgases in der Wärmetauschkammer 116 ist
von unten nach oben. Somit kann ein Vorwärmer 126 bevorzugt
in einem oberen Teil 134 der Kammer angeordnet werden,
und das Haftenbleiben von Ascheablagerungen, die von Überhitzerrohrleitungen 128, 130 auf
die Wärmetauschrohren
herunterfallen, die dicht aneinander zum Vorwärmer 126 angeordnet
sind, wird verhindert.
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Aus
dem Verbrennungsabschnitt 114 ablaufendes heißes Rauchgas
wird über
einen Kanal 122 zum Wärmetauschabschnitt 116 geleitet.
Der vorliegenden Erfindung zufolge umfasst der Kanal 122 ein flexibles
Element, zum Beispiel, einen Faltenbalg 152, der imstande
ist, sich den Wärmebewegungen des
unteren Teils 120 des Wärmetauschabschnitts 116 anzupassen.
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Der
Kessel 112 mit zirkulierender Wirbelschicht gemäss 2 umfasst
einen Partikelabscheider 170, der in den Verbrennungsabschnitt 114 integriert
ist, zur Abscheidung von vom Rauchgas aus dem Verbrennungsabschnitt 114 mitgeführtem Feststoff.
Der abgeschiedene Feststoff wird über den Rückführkanal 172 zurück zum unteren
Teil 146 des Verbrennungsabschnitts 114 geleitet.
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Der
Partikelabscheider 170 kann wahlweise als getrennte Einheit
angeordnet sein, die über
einen Kanal mit dem Verbrennungsabschnitt 114 verbunden
ist. Der Kessel 112 mit zirkulierender Wirbelschicht gemäss 2 ist
mit nur einem Partikelabscheider 170 versehen, aber ein
großer
Kessel mit zirkulierender Wirbelschicht kann bevorzugt mit zumindest
zwei Partikelabscheidern versehen sein.
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Gereinigtes
Gas verlässt
den Partikelabscheider 170 durch den Kanal 122 zum
Wärmetauschabschnitt 116.
Der Kanal 122 ist bevorzugt mit dem unteren Teil einer
Seitenwand 156 des Wärmetauschabschnitts 116 verbunden,
wodurch es möglich
gewesen ist, den unteren Teil des Wärmetauschabschnitts mit einem
Trichter 160 zu versehen. Die sich im Trichter 160 ansammelnde
Asche kann aus der Wärmetauschkammer 116 entlang
einem Ascheaustragungskanal 162 entfernt werden.
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Während die
Erfindung hier beispielhaft im Zusammenhang mit den, zurzeit für bevorzugt
gehaltenen Ausführungsformen
beschrieben wird, sollte es sich verstehen, dass die Erfindung nicht
auf die dargestellten Ausführungsformen
begrenzt ist, sondern verschiedene Kombinationen und/oder Modifikationen
seiner Merkmale und andere Anwendungen innerhalb des Schutzumfangs
der Erfindung erfassen soll.