DE60309210T2 - Polygonale rohrwand mit einer verjüngenden zone - Google Patents

Polygonale rohrwand mit einer verjüngenden zone Download PDF

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DE60309210T2
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Ponnusami Easton GOUNDER
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Foster Wheeler Energy Corp
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    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/10Water tubes; Accessories therefor
    • F22B37/14Supply mains, e.g. rising mains, down-comers, in connection with water tubes
    • F22B37/146Tube arrangements for ash hoppers and grates and for combustion chambers of the cyclone or similar type out of the flues
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/08Vortex chamber constructions
    • B04C5/081Shapes or dimensions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
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    • B04C5/20Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed with heating or cooling, e.g. quenching, means

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Feld der Erfindung
  • Meine Erfindung bezieht sich auf eine vertikale vieleckige Wärmetauschkammer, die zumindest einen verjüngten Abschnitt hat, der auf eine neuartige Weise mit Wasserrohrpaneelen ausgekleidet ist. Meine Erfindung bezieht sich auch auf ein neuartiges Verfahren zur Auskleidung eines verjüngten Abschnitts einer vertikalen vieleckigen Wärmetauschkammer mit solchen Paneelen.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • In vieleckigen Kammern mit zumindest einem verjüngten Abschnitt, der sich zu einer Öffnung der Kammer hin verengt, ist es schwierig, den verjüngten Abschnitt auf eine industriell, wirtschaftlich und betrieblich effektive Weise mit Wasserrohrpaneelen auszukleiden. Solche Kammern können zum Beispiel dazu benutzt werden, Wärme aus Rauchgasen oder aus Suspensionen von Rauchgasen und Feststoff rückzugewinnen, etwa in gekühlten vieleckigen Zyklonen von Wirbelschichtkesseln.
  • Die europäische Patentveröffentlichung Nr. 0 481 438, das US-Patent Nr. 4,576,120 und das US-Patent Nr. 5,775,265 stellen mehrere konventionelle Möglichkeiten zur Auskleidung eines verjüngten unteren Abschnitts einer vierseitigen Wärmetauschkammer mit Wasserrohrpaneelen dar.
  • Die europäische Patentveröffentlichung Nr. 0 481 438 stellt einen Fliehkraftabscheider dar, der als Wärmetauschkammer funktioniert und einen trichterförmigen, mit Wasserrohrpaneelen ausgekleideten unteren Abschnitt aufweist. Der Fliehkraftabscheider hat einen rechteckigen horizontalen Querschnitt, und der trichterförmige untere Abschnitt des Abscheiders ist durch Biegen einer oder der beiden zwei gegenüberliegenden Paneelwände nach innen geformt. Die anderen Paneelwände sind dagegen von gleichmäßiger Breite und erstrecken sich vertikal nach unten bis zur Unterkante des verjüngten Abschnitts, wo sie mit horizontalen Sammelrohren oder Verteilerrohren verbunden sind.
  • Das US-Patent Nr. 4,576,120 stellt einen Wärmetauscher dar, der eine ähnliche Konstruktion mit dem in der europäischen Patentveröffentlichung Nr. 0 481 438 dargestellten Fliehkraftabscheider hat mit der Ausnahme, dass Abschnitte der vertikalen Wandpaneele, die sich bis über die Seitenkanten der einwärts gebogenen Wandpaneele hinaus erstrecken, sich an horizontale Sammelrohre anschließen, die stufenweise angeordnet sind.
  • Das US-Patent Nr. 5,775,265 bezieht sich auf eine Kühlflächenverkleidung für eine vieleckige Kammer eines Dampferzeugers. Die Kammer hat einen rechteckigen horizontalen Querschnitt und ist mit einer Vielzahl von Rohrwänden ausgekleidet. Der untere Abschnitt der Kammer ist verjüngt, wobei erste und zweite Paare von gegenüberliegenden Rohrwänden nacheinander einwärts angewinkelt sind. Die Rohrwände verjüngen sich kontinuierlich und sind mit einer Vielzahl geneigter Sammelrohre verbunden.
  • Wie es Fachleute einleuchtet, lassen sich die obigen Ansätze nicht leicht auf das Auskleiden von Wärmetauschkammern übertragen, die mehr als vier Seiten haben, etwa sechseckige oder achteckige Kammern. Überdies kann die Neigung der Sammelrohre im Patent '265 Probleme verursachen, wenn die Sammelrohre eine Mischung von Dampf und flüssigem Wasser enthalten, in welchem Fall der Dampf und das flüssige Wasser ungleichmäßig zu separaten Teilen der Sammelrohre abgelenkt werden können.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Meine Erfindung sieht eine neuartige effektive Möglichkeit vor zur Auskleidung eines verjüngten Abschnitts einer vertikalen vieleckigen Wärmetauschkammer, die mehr als vier Seiten hat, mit einfachen Wasserrohrpaneelen, die preisgünstig herzustellen sind, so dass die verschiedenen verjüngten Abschnitte sich gleichzeitig in mehr als einer Horizontalrichtung einwärts verjüngen können und dass die Breiten sämtlicher Wasserrohrpaneele in den verjüngten Abschnitten im Wesentlichen gleichmäßig bleiben.
  • Einem Aspekt zufolge bezieht sich meine Erfindung auf eine vertikale vieleckige Wärmetauschkammer, die eine obere Öffnung, eine untere Öffnung und eine Einschließung umfasst, die zwischen der oberen und unteren Öffnung ausgebildet ist. Die Einschließung umfasst zumindest einen verjüngten Abschnitt, der sich in einer Richtung zu einer der Öffnungen hin verjüngt. Der verjüngte Abschnitt ist mit N ersten Wasserrohrpaneelen ausgekleidet, die benachbart zu und abwechselnd mit N zweiten Wasserrohrpaneelen angeordnet sind, wo N eine Ganzzahl größer zwei ist. Jedes der ersten und zweiten Wasserrohrpaneele ist vom breitesten Teil des verjüngten Abschnitts einwärts zum Inneren der Einschließung hin angewinkelt, wobei jedes der ersten Wasserrohrpaneele in größerem Maße einwärts angewinkelt ist als jedes der zweiten Wasserrohrpaneele.
  • Die Wärmetauschkammer nach diesem Aspekt meiner Erfindung kann auch einen sich vertikal erstreckenden, an den verjüngten Abschnitt angrenzenden Abschnitt umfassen. Der sich vertikal erstreckende Abschnitt hat einen im Wesentlichen gleichmäßigen horizontalen Querschnitt und ist mit einer Vielzahl vertikaler oder wesentlich vertikaler Wasserrohrpaneele ausgekleidet, die hauptsächlich vertikale Verlängerungen der ersten und zweiten Wasserrohrpaneele umfassen, die den verjüngten Abschnitt auskleiden.
  • Die Innenfläche eines jeden zweiten Wasserrohrpaneels (d. h. die dem Inneren der Einschließung zugewandte Fläche) ist bevorzugt durch Schweißen mit den entsprechenden Seitenkanten der zwei ersten, jenem Paneel benachbarten Wasserrohrpaneele verbunden. Auf diese Weise bilden die ersten und zweiten Wasserrohrpaneele eine gasdichte Einschließung für den verjüngten Abschnitt.
  • Jedes der ersten und zweiten Wasserrohrpaneele umfasst bevorzugt eine Vielzahl einzelner Wasserrohre. Die Beanstandung eines jedes Wasserrohrs innerhalb jedes der ersten und zweiten Wasserrohrpaneele ist bevorzugt wesentlich konstant. Doch die Abstände zwischen den einzelnen Rohren in verschiedenen Paneelen können variieren. Zum Beispiel können die Abstände zwischen den Rohren in den ersten Wasserrohrpaneelen verschieden sein von den Abständen zwischen den Rohren in den zweiten Wasserrohrpaneelen. Jedes der ersten und zweiten Wasserrohrpaneele ist bevorzugt von wesentlich gleichmäßiger Breite. Einer bevorzugten Ausführungsform zufolge sind alle Paneele der Wasserrohrpaneelauskleidung im verjüngten Teil der Wärmetauschkammer von gleicher Breite. Wahlweise können die Wasserrohrpaneele verschiedene Breiten haben, wobei zum Beispiel die zweiten Wasserrohrpaneele breiter als die ersten Wasserrohrpaneele sind. In den beiden Fällen sind die Wasserrohrpaneele planar oder wesentlich planar.
  • Auf dem Niveau, wo der verjüngte Abschnitt am schmälsten ist, können entsprechende Seitenkanten eines jeden Paares benachbarter erster Wasserrohrpaneele miteinander verbunden sein, um eine der Öffnungen der Kammer zu bilden. Die ersten Wasserrohrpaneele können sich vertikal über die Öffnung hinaus erstrecken, um einen vertikal verlaufenden Endkanal zum Beispiel für die Austragung von separaten Teilchen aus der Kammer zu bilden.
  • Die einzelnen Wasserrohre der ersten Wasserrohrpaneele können an den Endkanten der Paneele an ein gemeinsames Sammelrohr auf dem Niveau angeschlossen sein, wo der verjüngte Abschnitt am schmälsten ist. Ähnlich können die Wasserrohrpaneele der zweiten Wasserrohrpaneele an den Endkanten der Paneele an ein anderes gemeinsames Sammelrohr angeschlossen sein. Bei Bedarf können die Wasserrohrpaneele vom Inneren der Einschließung weg auswärts angewinkelt sein, bevor die Wasserrohrpaneele jeweils mit ihren Sammelrohren verbunden sind. Einer bevorzugten Ausführungsform zufolge ist jedes Sammelrohr parallel zu einer wesentlich horizontalen Ebene angeordnet.
  • Die Wärmetauschkammer kann nahe an einem oder den beiden seiner Enden mit einem verjüngten Abschnitt versehen sein, der, wie oben beschrieben wurde, mit Wasserrohrpaneelen ausgekleidet ist. Jeder verjüngte Abschnitt verjüngt sich einwärts gleichzeitig in mehr als einer horizontalen Richtung auf solche Weise, dass die Breite eines jeden Wasserrohrpaneels im Wesentlichen gleichmäßig bleibt.
  • Bei der Wärmetauschkammer der vorliegenden Erfindung zufolge wird die Auskleidung des verjüngten Abschnitts durch ein einfaches und leichtes Verfahren mittels einfachen Wasserrohrpaneelen gebildet, deren Herstellung preisgünstig ist. Weil die Breite jedes Paneels im verjüngten Abschnitt der Wärmetauschkammer wesentlich gleichmäßig ist, werden durch unterschiedlich lange Rohre verursachte Probleme vermieden.
  • Vorteilhaft sind jede Sammelrohre parallel zu einer im Wesentlichen horizontalen Ebene angeordnet. Auf diese Weise werden Probleme vermieden, die mit der Anwendung geneigter Sammelrohre verbunden sind. Wenn zum Beispiel ein horizontales oder annähernd horizontales Sammelrohr eine Mischung aus Dampf und flüssigem Wasser enthält, wird solch eine Mischung gleichmäßig über das Sammelrohr verteilt, während in einem geneigten Sammelrohr der Dampf und das flüssige Wasser geneigt sein können, in verschiedene Abschnitte des Sammelrohrs zu fließen. Darüber hinaus erleichtert die Verwendung von horizontalen oder annähernd horizontalen Sammelrohren die gleichmäßige Verteilung von Wärmeaustauschmedium (z. B. flüssigem Wasser, Dampf oder einer Mischung derselben) auf die einzelnen Wasserrohre der Paneele. Zudem kann die Anzahl der Sammelrohre minimiert werden, weil in jedem der Paneele alle Rohre der gleichen Länge sind und gewünschtenfalls die Rohre verschiedener Paneele mit dem gleichen Sammelrohr verbunden sein können.
  • Die vorliegende Erfindung bietet eine einfache Möglichkeit, eine Wärmetauschkammer durchgehend mit Wasserrohrpaneelen auszukleiden. Somit sieht es eine Möglichkeit vor, dicke feuerfest beschichtete Teile von solchen Kammern und Probleme zu vermeiden, die sich z. B. auf die Beständigkeit solcher Konstruktionen beziehen.
  • Der Erfindung zufolge kann es sich bei der Wärmetauschkammer um eine Wärmetauschkammer zur Rückgewinnung von Wärme aus Rauchgasen oder aus einer Suspension von Rauchgasen und Feststoff sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wärmetauschkammer Teil eines Wirbelschichtreaktors, besonders der Körper eines Zyklons eines Wirbelschichtreaktors.
  • Nach einem anderen Aspekt bezieht sich meine Erfindung auf eine vertikale vieleckige Wärmetauschkammer mit ebenfalls einer oberen Öffnung, einer unteren Öffnung und einer Einschließung, die zwischen der oberen und unteren Öffnungen ausgebildet ist. Diesem Aspekt zufolge umfasst die Einschließung jedoch (i) einen ersten Abschnitt mit einer Anzahl sich vertikal erstreckender Seiten gleich zweimal N, wo N eine Ganzzahl größer zwei ist, und (ii) einen verjüngten zweiten Abschnitt benachbart zum ersten Abschnitt, der sich in einer, weg vom ersten Abschnitt führenden Richtung verjüngt. Der zweite Abschnitt ist mit N ersten Wasserrohrpaneelen ausgekleidet, die benachbart zu und abwechselnd mit N zweiten Wasserrohrpaneelen angeordnet sind. Jedes der ersten und zweiten Wasserrohrpaneele ist vom breitesten Teil des zweiten Abschnitts einwärts zum Inneren der Einschließung hin angewinkelt, wobei jedes der ersten Wasserrohrpaneele einwärts in größerem Maße angewinkelt ist als jedes der zweiten Wasserrohrpaneele.
  • Einem weiteren Aspekt zufolge bezieht sich meine Erfindung auf ein Verfahren zur Auskleidung eines verjüngten Abschnitts einer vertikalen vieleckigen Wärmetauschkammer mit einer Anzahl Wasserrohrpaneelen gleich zweimal N, wo N eine Ganzzahl größer zwei ist. Das Verfahren umfasst Schritte (i) zur Anordnung von N ersten Wasserrohrpaneelen benachbart zu und abwechselnd mit N zweiten Wasserrohrpaneelen, und (ii) fürs Anwinkeln jedes der ersten und zweiten Wasserrohrpaneele einwärts vom breitesten Teil des verjüngten Abschnitts zum Inneren der Wärmetauschkammer hin, wobei jedes der ersten Wasserrohrpaneele in größerem Maße einwärts angewinkelt ist als jedes der zweiten Wasserrohrpaneele.
  • Kurzbeschreibung DER ZEICHNUNGEN
  • Die obige Kurzbeschreibung sowie weitere Merkmale und Vorteile meiner Erfindung gehen vollständiger hervor aus der folgenden ausführlichen Beschreibung einer derzeit bevorzugten aber lediglich illustrativen Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit der beigefügten 1 betrachtet, die schematisch eine Wärmetauschkammer gemäß einer bevorzugten Ausführungsform meiner Erfindung darstellt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 stellt eine Wärmetauschkammer zur Rückgewinnung von Wärme aus einer Suspension von Rauchgasen und Feststoff gemäss einer bevorzugten Ausführungsform meiner Erfindung dar. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform umfasst die Wärmetauschkammer einen achteckigen Zyklonkörper 10 eines Wirbelschichtkessels. Der Zyklonkörper 10 umfasst eine obere Öffnung 30, eine untere Öffnung 30' und eine zwischen der oberen und unteren Öffnung gebildete Einschließung. Die Einschließung umfasst einen sich vertikal erstreckenden zentralen Abschnitt 12, der einen gleichmäßigen horizontalen Querschnitt hat, der zwischen und benachbart zu zwei verjüngten Abschnitten 14, 14' angeordnet ist, deren jeder sich in einer Richtung jeweils zu einer der Öffnungen 30 bzw. 30' des Zyklonkörpers 10 hin verjüngt.
  • Der mittlere Abschnitt 12 und die verjüngten Abschnitte 14, 14' des Zyklonkörpers 10 sind mit konventionellen Wasserrohrpaneelen ausgekleidet, deren jedes eine Vielzahl einzelner Wasserrohre 16 umfasst, die über schmale Metallbleche zusammengeschweißt sind (nicht dargestellt). Bevorzugt sind die Wasserrohrpaneele von wesentlich gleichmäßiger Breite, und die Abstände der Rohre 16 sind im Wesentlichen konstant. In 1 sind der Klarheit halber nur einige Wasserrohrpaneele 16 dargestellt. In 1 sind auch alle Wasserrohrpaneele des Zyklonkörpers 10 von gleicher Breite.
  • In dieser bevorzugten Ausführungsform kleiden acht im Wesentlichen vertikale, planare oder wesentlich planare Wasserrohrpaneele 18, 20 den mittleren Abschnitt 12 des Zyklonkörpers 10 aus. Die Wasserrohrpaneel-Auskleidungen der verjüngten Teile 14, 14' sind dagegen dadurch gefertigt, dass Verlängerungen 22, 22', 24, 24' der Wasserrohrpaneele 18, 20 an Übergängen 26, 26' einwärts gebogen sind, wo der mittlere Abschnitt 12 zu den verjüngten Abschnitten 14, 14' übergeht.
  • Die Wasserrohrpaneel-Auskleidungen der verjüngten Abschnitte 14, 14' sind aus vier ersten Wasserrohrpaneelen 22, 22' gebildet, die benachbart zu und abwechselnd mit vier zweiten Wasserrohrpaneelen 24, 24' angeordnet sind. Die Wasserrohrpaneele 22, 22', 24, 24' sind von den breitesten Teilen 26, 26' der verjüngten Abschnitte 14, 14' auf solche Weise einwärts angewinkelt, dass jedes erste Wasserrohrpaneel 22, 22' einen Winkel mit der Vertikalrichtung bildet, der größer als der zwischen jedem zweiten Wasserrohrpaneel 24, 24' und der Vertikalrichtung gebildete Winkel ist. Das heißt, jedes der ersten Wasserrohrpaneele 22, 22' in größerem Maße nach innen angewinkelt ist als jedes der zweiten Wasserrohrpaneele 24, 24'.
  • Durch das Anwinkeln der Wasserrohrpaneele 22, 22', 24, 24' auf diese Weise kann die Innenfläche jedes zweiten Wasserrohrpaneels 24, 24' (d. h. die dem Inneren des Zyklonkörpers 10 zugewandte Fläche) bevorzugt durch Schweißen mit den entsprechenden Seitenkanten 28, 28' der zwei benachbarten ersten Wasserrohrpaneele verbunden werden, um eine gasdichte Einschließung für die verjüngten Teile 14, 14' zu bilden.
  • Wie in 1 dargestellt ist, sind die ersten Wasserrohrpaneele 22, 22', die die verjüngten Abschnitte 14, 14' des Zyklonkörpers 10 auskleiden, auf solche Weise angewinkelt, dass sich die Seitenkanten 28, 28' von benachbarten ersten Wasserrohrpaneelen 22, 22' an den Öffnungen 30, 30' des Zyklonkörpers 10 treffen, um Durchgänge 32, 32' quadratischer Form zu bilden.
  • In dieser bevorzugten Ausführungsform sind die einzelnen Wasserrohre der ersten Wasserrohrpaneele 22 an ein gemeinsames Sammelrohr 36 an den Endkanten 34 der Paneele 22 angeschlossen. Auf ähnliche Weise sind die Wasserrohre der zweiten Wasserrohrpaneele 24 an ein gemeinsames Sammelrohr 40 an den Endkanten 38 der Paneele angeschlossen. Bevorzugt sind die Wasserrohrpaneele 22, 24 vom Inneren des Zyklonkörpers 10 auswärts angewinkelt, bevor die Wasserrohrpaneele an die Sammelrohre 36, 40 angeschlossen worden sind.
  • Die ersten Wasserrohrpaneele 22' erstrecken sich vertikal über die untere Öffnung 30' des Zyklonkörpers 10 hinaus, um einen sich vertikal erstreckenden Endkanal 42' zu bilden. Die Wasserrohrpaneele der Verlängerungen der ersten Wasserrohrpaneele 22', die als Wände des Endkanals 42' dienen, können an den Endkanten 34' der Paneelverlängerungen an ein gemeinsames Sammelrohr (nicht dargestellt) angeschlossen sein. Wahlweise können die Wasserrohre der Paneelverlängerungen an den Endkanten 34' der Paneelverlängerungen an verschiedene Sammelrohre des Wirbelschichtkessels angeschlossen sein.
  • Die Wasserrohre der zweiten Wasserrohrpaneele 24' des Zyklonkörpers 10 sind dagegen an den Endkanten 38' der Paneele 24' an ein gemeinsames Sammelrohr 40' angeschlossen. In dieser Ausführungsform sind die zweiten Wasserrohrpaneele 24' auswärts angewinkelt, bevor die Wasserrohre an das Sammelrohr 40' angeschlossen worden sind.
  • Bevorzugt liegen die Sammelrohre 36, 40, 40' parallel zu einer im Wesentlichen horizontalen Ebene. Durch die horizontale Anordnung der Sammelrohre werden Probleme vermieden, die durch die Benutzung geneigter Sammelrohre verursacht werden. Wenn zum Beispiel die horizontalen Sammelrohre Wärmeaustauschmedium enthalten, das aus einer Mischung von Dampf und flüssigem Wasser besteht, verteilt sich solch eine Mischung gleichmäßig im ganzen Sammelrohr, im Gegensatz zu einem geneigten Sammelrohr, wo der Dampf und das flüssige Wasser geneigt sein können, sich zu trennen und verschiedenen Abschnitten des Sammelrohres zuzufließen. Überdies erleichtern horizontale Sammelrohre die gleichmäßige Verteilung vom flüssigem Wasser, Dampf oder Mischung derselben auf die verschiedenen Wasserrohre der Paneele.
  • Der in 1 dargestellte Zyklonkörper 10 ist aus planaren oder im Wesentlichen planaren Wasserrohrpaneelen 18, 20, 22, 22', 24, 24' gleicher Breite gebildet. Wahlweise können die Wasserrohrpaneele 18, 20, 22, 22', 24, 24' variierende Breiten haben. Die ersten Wasserrohrpaneele 22, 22' könnten zum Beispiel schmäler als die zweiten Wasserrohrpaneele 24, 24' sein.
  • Durch meine Erfindung können somit die verjüngten Abschnitte 14, 14' des Zyklonkörpers 10 auf eine relativ einfache und wirtschaftliche Weise mit Paneelen ausgekleidet werden, deren Herstellung preisgünstig ist. Außerdem, obwohl der in 1 dargestellte Zyklonkörper 10 acht Seiten hat, kann meine Erfindung in Verbindung mit jeder vieleckigen Kammer angewandt werden, die zweimal N Seiten hat, wo N eine Ganzzahl größer zwei ist. In solchen Fällen werden die Wasserrohrpaneel-Auskleidungen der/des verjüngten Abschnitte(s) dadurch gebildet, dass N erste Wasserrohrpaneele benachbart zu und abwechselnd mit N zweiten Rohrpaneelen angeordnet werden. Jedes der ersten und zweiten Wasserrohrpaneele ist dann vom breitesten Teil des verjüngten Abschnitts einwärts zum Inneren der Kammer hin angewinkelt, wobei jedes der ersten Wasserrohrpaneele in größerem Maße einwärts angewinkelt ist als jedes der zweiten Wasserrohrpaneele.
  • Die Fachleute wissen zu schätzen, dass sich meine Erfindung auf viele verschiedenen vieleckige Kammern und nicht nur auf Wärmetauschkammern des hier speziell beschriebenen und dargestellten Typs anwenden lässt. Einige der vielen möglichen Variationen werden nachstehend kurz erwähnt.
  • Obwohl zum Beispiel der in 1 dargestellte Zyklonkörper 10 zwei ausgekleidete verjüngte Abschnitte 14, 14' hat, könnte er auch nur einen verjüngten Abschnitt aufweisen. In diesem Fall könnte ein Ende der Kammer nach einem anderen Prinzip gefertigt werden, zum Beispiel könnte sie einfach eine teilweise ungekühlte Konstruktion sein.
  • In einer anderen möglichen Ausführungsform könnten sich die ersten Wasserrohre 22 vertikal über die obere Öffnung 30 des Zyklonkörpers 10 hinaus erstrecken, um einen sich vertikal erstreckenden Endkanal zu bilden (nicht dargestellt), dem Endkanal 42' ähnlich, der sich unterhalb der unteren Öffnung 30' des Zyklonkörpers 10 erstreckt. Wahlweise könnte der Zyklonkörper ohne jede Endkanäle konstruiert werden.
  • Eine noch weitere Möglichkeit besteht darin, dass die Wasserrohre der verschiedenen Wasserrohrpaneele an den Endkanten der Paneele, im Gegensatz zu gemeinsamen Sammelrohren, an ihre eigenen Sammelrohre oder vielleicht Hauptsammelrohre des Wirbelschichtkessels angeschlossen werden könnten. Die Wasserrohre der ersten Wasserrohrpaneele 22' könnten auch an den Seitenkanten 34' der Paneele an ein gemeinsames Sammelrohr angeschlossen werden. Es ist sogar möglich, dass gewünschtenfalls alle Wasserrohre der verschiedenen Wasserrohrpaneele an ein einziges Sammelrohr angeschlossen sind.
  • Während die Erfindung anhand von Beispielen im Zusammenhang mit den, derzeit für die bevorzugtesten gehaltenen Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte es einleuchten, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern verschiedene Kombinationen oder Modifikationen seiner Merkmale und viele andere Anwendungen abdecken sollen, die vom Schutzumfang der Erfindung erfasset werden, wie er durch die beigefügten Ansprüche festgelegt ist.

Claims (26)

  1. Vertikale vieleckige Wärmetauschkammer, umfassend: eine obere Öffnung; eine untere Öffnung; und eine zwischen der oberen und unteren Öffnung gebildete Einschließung, welche Einschließung zumindest einen verjüngen Abschnitt aufweist, der sich in einer Richtung zu einer der Öffnungen hin schmälert, welcher verjüngte Abschnitt mit N ersten Wasserrohrpaneelen ausgekleidet ist, die benachbart zu und abwechselnd mit N zweiten Wasserrohrpaneelen N angeordnet sind, wo N eine Ganzzahl größer zwei ist, wobei jedes der ersten und zweiten Wasserrohrpaneele vom breitesten Teil des verjüngten Abschnitts einwärts zum Inneren der Einschließung hin angewinkelt ist, wobei jedes der ersten Wasserrohrpaneele in größerem Maße als jedes der zweiten Wasserrohrpaneele einwärts angewinkelt ist.
  2. Wärmetauschkammer nach Anspruch 1, worin die Einschließung weiter einen sich vertikal erstreckenden Abschnitt benachbart zum verjüngten Abschnitt umfasst, welcher sich vertikal erstreckende Abschnitt einen wesentlich gleichmäßigen horizontalen Querschnitt aufweist und mit einer Vielzahl vertikaler oder im Wesentlichen vertikaler Wasserrohrpaneele ausgekleidet ist, die hauptsächlich vertikale Verlängerungen der ersten und zweiten Wasserrohrpaneele umfassen, die den verjüngten Abschnitt auskleiden.
  3. Wärmetauschkammer nach Anspruch 1, worin die dem Inneren der Einschließung zugewandte Fläche eines jeden zweiten Wasserrohrpaneels mit entsprechenden Seitenkanten der zwei benachbarten ersten Wasserrohrpaneele verbunden ist.
  4. Wärmetauschkammer nach Anspruch 1, worin jedes der ersten und zweiten Wasserrohrpaneele eine Vielzahl einzelner Wasserrohre umfasst.
  5. Wärmetauschkammer nach Anspruch 4, worin die Abstände zwischen jedem Wasserrohrpaneel bei jedem der ersten und zweiten Wasserrohrpaneele wesentlich konstant ist.
  6. Wärmetauschkammer nach Anspruch 4, worin jedes der ersten und zweiten Wasserrohrpaneele im Wesentlichen der gleichen Breite ist.
  7. Wärmetauschkammer nach Anspruch 4, worin auf dem Niveau, wo der verjüngte Abschnitt am schmälsten ist, die Wasserrohre der ersten Wasserrohrpaneele an ein gemeinsames Sammelrohr angeschlossen sind.
  8. Wärmetauschkammer nach Anspruch 7, worin jedes der ersten Wasserrohrpaneele vom Inneren der Einschließung auswärts angewinkelt ist, bevor die Wasserrohre an das gemeinsame Sammelrohre angeschlossen sind.
  9. Wärmetauschkammer nach Anspruch 7, worin das gemeinsame Sammelrohr parallel zu einer wesentlich horizontalen Ebene liegt.
  10. Wärmetauschkammer nach Anspruch 4, worin auf dem Niveau, wo der verjüngte Abschnitt am schmälsten ist, die Wasserrohre der zweiten Wasserrohrpaneele an ein gemeinsames Sammelrohr angeschlossen sind.
  11. Wärmetauschkammer nach Anspruch 10, worin jedes der zweiten Wasserrohrpaneele vom Inneren der Einschließung auswärts angewinkelt ist, bevor die Wasserrohre an ein gemeinsames Sammelrohr angeschlossen sind.
  12. Wärmetauschkammer nach Anspruch 10, worin das gemeinsame Sammelrohr parallel zu einer wesentlich horizontalen Ebene liegt.
  13. Wärmetauschkammer nach Anspruch 1, worin die ersten und zweiten Wasserrohrpaneele planar oder wesentlich planar sind.
  14. Wärmetauschkammer nach Anspruch 1, worin auf dem Niveau, wo der verjüngte Abschnitt am schmälsten ist, die entsprechenden Seitenkanten eines jeden Paares benachbarter erster Wasserrohrpaneele miteinander verbunden sind, um eine der Öffnungen zu bilden.
  15. Wärmetauschkammer nach Anspruch 14, worin sich die ersten Wasserrohrpaneele vertikal über die Öffnung hinaus erstrecken, um einen sich vertikal erstreckenden Endkanal zu bilden.
  16. Wärmetauschkammer nach Anspruch 1, worin die Einschließung zwei verjüngte Abschnitte umfasst, wobei sich jeder in Richtung der entsprechenden Öffnungen schmälert, wobei jeder verjüngte Abschnitt mit N ersten Wasserrohrpaneelen ausgekleidet ist, die benachbart zu und abwechselnd mit N zweiten Wasserrohrpaneel angeordnet sind, wo N eine Ganzzahl größer zwei ist, und jedes der ersten und zweiten Wasserrohrpaneele vom breitesten Teil des jeweiligen verjüngten Abschnittes einwärts zum Inneren der Einschließung hin angewinkelt ist, worin jedes der ersten Wasserrohrpaneele in größerem Maße einwärts angewinkelt ist als jedes der zweiten Wasserrohrpaneele.
  17. Wirbelschichtreaktor mit der Wärmetauschkammer von Anspruch 1.
  18. Verfahren zur Auskleidung eines verjüngten Abschnitts einer vertikalen vieleckigen Wärmetauschkammer mit einer Anzahl von Wasserrohrpaneelen gleich zweimal N, wo N eine Ganzzahl größer zwei ist, welches Verfahren folgende Schritte umfasst: Anordnen von N ersten Wasserrohrpaneelen benachbart zu und abwechselnd mit N zweiten Wasserrohrpaneelen: und Anwinkeln jedes der ersten und zweiten Wasserrohrpaneele vom breitesten Teil des verjüngten Abschnitts einwärts zum Inneren der Wärmetauschkammer hin, worin jedes der ersten Wasserrohrpaneele in größerem Maße einwärts angewinkelt ist als jedes der zweiten Wasserrohrpaneele.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, umfassend des Weiteren einen Schritt zur Verbindung der dem Inneren der Wärmetauschkammer zugewandten Fläche eines jeden zweiten Wasserrohrpaneels mit den entsprechenden Seitenkanten der zwei benachbarten ersten Wasserrohrpaneele.
  20. Verfahren nach Anspruch 18, umfassend des Weiteren einen Schritt zur Verbindung der jeweiligen Seitenkanten eines jeden Paares benachbarter erster Wasserrohrpaneele auf einem Niveau, wo der verjüngte Abschnitt am schmälsten ist, um eine geschlossene Konfiguration zu bilden.
  21. Verfahren nach Anspruch 18, umfassend des Weiteren einen Schritt zur Verbindung einer Endkante jedes der ersten Wasserrohrpaneele auf einem Niveau, wo der verjüngte Abschnitt am schmälsten ist, mit einem gemeinsamen Sammelrohr auf solche Weise, dass die die ersten Wasserrohrpaneele bildenden einzelnen Wasserrohre mit dem gemeinsamen Sammelrohr in Fliessverbindung stehen.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, umfassend des Weiteren einen Schritt zur Anwinkelung jedes der ersten Wasserrohrpaneele auswärts vom Inneren der Wärmetauschkammer, bevor die Endkante jedes der ersten Wasserrohrpaneele an das gemeinsame Sammelrohr angeschlossen ist.
  23. Verfahren nach Anspruch 21, umfassend des Weiteren einen Schritt zur Ausrichtung des gemeinsamen Sammelrohrs auf solche Weise, dass es zu einer im Wesentlichen horizontalen Ebene parallel ist.
  24. Verfahren nach Anspruch 18, umfassend des Weiteren einen Schritt zur Verbindung einer Endkante jedes der zweiten Wasserrohrpaneele auf einem Niveau, wo der verjüngte Abschnitt am schmälsten ist, mit einem gemeinsamen Sammelrohr auf solche Weise, dass die die zweiten Wasserrohrpaneele bildenden einzelnen Wasserrohre mit dem gemeinsamen Sammelrohr in Fliessverbindung stehen.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, umfassend des Weiteren einen Schritt zur Anwinkelung jedes der zweiten Wasserrohrpaneele auswärts vom Inneren der Wärmetauschkammer, bevor die Endkante jedes der zweiten Wasserrohrpaneele an das gemeinsame Sammelrohr angeschlossen ist.
  26. Verfahren nach Anspruch 24, umfassend des Weiteren einen Schritt zur Ausrichtung des gemeinsamen Sammelrohrs auf solche Weise, dass sie zu einer im Wesentlichen horizontalen Ebene parallel ist.
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