DE8205027U1 - HEATING BOILER - Google Patents

HEATING BOILER

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DE8205027U1
DE8205027U1 DE19828205027 DE8205027U DE8205027U1 DE 8205027 U1 DE8205027 U1 DE 8205027U1 DE 19828205027 DE19828205027 DE 19828205027 DE 8205027 U DE8205027 U DE 8205027U DE 8205027 U1 DE8205027 U1 DE 8205027U1
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waste heat
heat boiler
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Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
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Description

L. & C. Steinmüller GmbH 527o Gummersbach, den 23.o2, Postfach 1949/196Ο Be./Al.L. & C. Steinmüller GmbH 527o Gummersbach, 23.o2, P.O. Box 1949/196 Be./Al.

Gm 82o2Gm 82o2

GebrauchsmusteranmeldungUtility model registration

"Abhitzekessel""Waste heat boiler"

Die Erfindung betrifft einen als Druckbehälter ausgeführten, mit Kühlflüssigkeit gefüllten und einer Druckvergasung nachgeschalteten Abhitzekessel mit einer in einer Röhr-Steg-Röhr-Konstfuktiön ausgeführten und den Aschebehälter einschließenden, gekühlten Zufuhreinrichtung und mit einem Gas-ZFlüssigkeits-Wärmeaustauscher, bestehend aus jeweils gleichlangen in Rohr- oder ebenen Wandeinbauten integrierten Heizflächen-Rohrelementen.The invention relates to a pressure vessel that is filled with cooling liquid and a pressure gasification system downstream waste heat boiler with a tubular-web-tubular design and the A cooled feed device including the ash container and with a gas / liquid heat exchanger, consisting of heating surface pipe elements of equal length integrated in pipe or flat wall installations.

Es ist ein Abhitzekessel mit einem Gas-/Flüssigkeits-Wärmeauetauscher, aber ohne gekühlte Zufuhreinrichtung, bekannt, in dem die Heizflachen-Rohrelemente des Wärmeaustauschers jeweilig aus einem schraubenförmig gewikkelten Rohr bestehen. Jedes Rohrelement ist dabei koaxial um einen Verdrängungskörper bzw. gleichmäßig um einen zur Achse des Abhitzekessels koaxialen zentralen Verdängungskörper angeordnet. Die zu diesen Heizf lachen- P.ohrelementen führenden Zuleitungen münden in einen geschmiedeten Rohrboden, wobei das Zuleitungsrohr im Einlaufbereich des Rohrbodens meistens gekühlt werden muß.It is a waste heat boiler with a gas / liquid heat exchanger, but without a cooled supply device, known in which the heating surface tube elements of the heat exchanger each consist of a helically wound tube. Each pipe element is coaxial around a displacement body or uniformly around a central displacement body coaxial to the axis of the waste heat boiler arranged. The supply lines leading to these heating surface elements open into a forged one Tube sheet, whereby the supply pipe in the inlet area of the tube sheet usually has to be cooled.

Die bekannte Konstruktion hat den Nachteil, daß die Verwendung von gekühlten Zuleitungsrohren in Verbindung mit einem geschmiedeten Rohrboden nicht nur kostenintensiv ist, sonden auch Probleme hinsichtlich der Beherrschung von temperaturbedingten Materialspannungen hervorruft. Daneben vergrößern in unwirtschaftlicher Weise die Gestaltung und Anordnung der Rohrbündel Raum und Gewicht des Abhitzekessels.The known construction has the disadvantage that the use of cooled supply pipes in connection having a forged tubesheet is not only costly, but also poses problems the control of temperature-related material stresses evokes. In addition, the design and arrangement of the increase in an uneconomical manner Tube bundle Space and weight of the waste heat boiler.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den eingangs beschriebenen Abhitzekessel derart neu zu gestalten, daß bei mindestens gleichbleibendem Wirkungsgrad des Wärmeaustausches die zuvor beschriebenen Nachteile vermieden werden und daß hinsichtlich der Fertigung des Abhitzekessels eine kostengünstige Konstruktion entsteht.The invention is therefore based on the object of redesigning the waste heat boiler described above in such a way that that with at least the same efficiency of the heat exchange, the disadvantages described above can be avoided and that a cost-effective construction is created with regard to the manufacture of the waste heat boiler.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Heizflächen-Rohrelemente des Wärmeaustauschers je Element aus einem parallel zur Behälterachse des Abhitzekessels ausgerichteten und schlangenartig geführten Rohr geformt sind.The object is achieved according to the invention in that the heating surface tube elements of the heat exchanger per element from one parallel to the container axis of the Waste heat boiler aligned and snake-like pipe are shaped.

In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Zuleitungen der Heizflächen-Rohrelemente des Wärmetauschers in den mit Feuerfestmaterial ausgekleideten, fingerartigen Abschluß der Zufuhreinrichtung münden und daß die Heizflächen-Rohrelemente jeweilig in einzelnen, mit offenen Enden versehenen Kammern um einen polygonen, bevorzugt aber sechseckigen, mit offenen Enden versehenen Innenraum angeordnet sind.In further embodiments of the invention it is proposed that the supply lines of the heating surface tubular elements of the heat exchanger in the refractory material lined, finger-like closure of the feed device open out and that the heating surface tubular elements each in individual chambers provided with open ends are arranged around a polygonal, but preferably hexagonal, interior space provided with open ends.

Es wird ferner vorgeschlagen, daß Leitungen die zwangsgekühlte Rohr-Steg-Rohr-Wandkonstruktion der Zufuhreinrichtung mit dem Naturumlauf-Kühlsystem des Wärmeaustauschers des Abhitzekessels verbinden.It is also proposed that lines, the forcibly cooled tube-web-tube-wall construction of the feed device Connect to the natural circulation cooling system of the heat exchanger of the waste heat boiler.

Eine derartige Konstruktion hat den W.rteil, daß die in der Zufuhreinrichtung abgekühlten, aus einer Druckvergasung stammenden Prozeßgase ohne Kühlung der Zuleitungsrohre der Heizflächen-Rohrelemente im Einlaufbereich derart auf diese aufgeteilt werden, daß auf einen geschmiedeten Rohrboden und auf eine Flanschverbindung zwischen Abhitzekessel uid Zufuhreinrichtung verzichtet werden kann, wodurch gleichzeitig temperaturbedingte Spannungsund Korrosionsprobleme konstruktiv und verfahrensmäßig beherrschbar werden. Durch die besondere Gestaltung der als Rohrelemente ausgebildeten Heizflächen in Verbindung mit der gekühlten Zufuhreinrichtung wird für den Abhitzekessel eine Reduzierung seiner Länge um 1 m, seines Durchmessers um ca. 5 % und seines Gewichtes um ca. Io % erzielt. Such a construction has the advantage that the in the supply device cooled, originating from a pressure gasification process gases without cooling the supply pipes of the heating surface tubular elements in the inlet area in such a way be divided on this, that on a forged tube sheet and on a flange connection between Waste heat boiler and supply device can be dispensed with can, which at the same time cause temperature-related stress and corrosion problems in terms of design and process become controllable. Due to the special design of the heating surfaces, which are designed as tubular elements, in connection With the cooled feed device, the length of the waste heat boiler is reduced by 1 m, its diameter by approx. 5% and its weight by approx. Io%.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen der Fig. 1 und 2 näher beschrieben. Es zeigen:The invention is described below on the basis of a preferred exemplary embodiment with reference to the drawings 1 and 2 described in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt des erfindungsbezogenen Abhitzekessels,1 shows a longitudinal section of the waste heat boiler related to the invention,

Fig. 2 einen Querschnitt des erfindungsbezogenen Abhitzekessels.2 shows a cross section of the waste heat boiler related to the invention.

In Fortsetzung eines Druckvergasungsreaktors ist eine Zufuhreinrichtung 6 mit angeschlossenem Aschetopf 7, deren Wand eine Rohr-Steg-Rohr-Konstruktion ist, dem als Druckbehälter ausgeführten, mit Siedewasser als Kühlflüssigkeit gefüllten Abhitzekessel 1 zwischengeschaltet. Die Zufuhreinrichtung 6 ist mit einem mit Feuerfestmaterial ausgekleideten, fingerartigen Abschluß 8 versehen, von dem unterhalb des Abschlußkopfes 9 radial die Zuleitungsrohre Io der Rohrelemente 2 abgehen. Die Heizflächen-Rohrelemente 2 sind je Element aus einem parallel zur Behälterachse des Abhitzekessels 1 ausgerichteten und Schlangenartig geführten Rohr geformt.In continuation of a pressure gasification reactor is a feed device 6 with an attached ash pan 7, the wall of which is a tube-web-tube construction, the one designed as a pressure vessel, with boiling water as the cooling liquid filled waste heat boiler 1 interposed. The feed device 6 is provided with a refractory material lined, finger-like closure 8 provided, of which below the closure head 9 radially the supply pipes Io of the pipe elements 2 go off. The heating surface tubular elements 2 are each made of one element Shaped parallel to the container axis of the waste heat boiler 1 and snake-like guided pipe.

Die Anordnung der Rohrelemente 2 erfolgt in einzelnen, rohr- oder kanalartigen Kammern 4 um einen polygonen, bevorzugt sechseckigen, rohr- oder kanalartigen Innenraum 3. In diesen rohr- oder kanalartigen Kammern und dem Innenraum, sowie in den aus den Kammern 4 gebildeten ebenfalls rohr- oder kanalartigen Räumen 5 zirkuliert das Siedewasser in Form einer auf- und abwärtsgerichteten Flüssigkeitsströmung aufgrund von Dichteunterschieden. Der sich dabei einstellende Naturumlauf läßt sich durch Zugabe von kaltem Speisewasser über die Leitung in den abwärtsgerichteten Flüssigkeitsstrom oder durch die über Leitung 13 erfolgte Rückführung der heißen Kohleflüssigkeit des über die Leitungen 13, 14 an das Naturumlauf-Kühlsystem angeschlossene Zwangsumlauf-Kühlsystems der Zufuhreinrichtung 6, 7 in den aufwärtsgerichteten Flüssigkeitsstrom verstärken. Hierdurch wird ein hoher Wirkungsgrad des Wärmeaustausches erzielt.The arrangement of the pipe elements 2 takes place in individual, pipe-like or channel-like chambers 4 around a polygonal, preferably hexagonal, tubular or channel-like interior 3. In these tubular or channel-like chambers and the interior, as well as in the tubular or channel-like spaces 5 formed from the chambers 4 circulates the boiling water in the form of an upward and downward flow of liquid due to differences in density. The natural circulation that occurs can be reduced by adding cold feed water through the pipe into the downward flow of liquid or through the return of the hot via line 13 Coal liquid of the forced circulation cooling system connected to the natural circulation cooling system via the lines 13, 14 of the feed device 6, 7 in the upward direction Increase liquid flow. This achieves a high degree of heat exchange efficiency.

Die abgehenden Leitungsrohre 11 der Keizfläehen-Röhrelemente 2 werden unterhalb des Wasserspiegels nach außen des Druckbehälters des Abhitzekessels 1 geführt.The outgoing conduits 11 of the mating surface tubular elements 2 are led below the water level to the outside of the pressure vessel of the waste heat boiler 1.

Claims (3)

L. & C. Steinmüller GmbH 527o Gumtnersbach, den 23.o2.1982 Postfach 1949/196O 3e./Al. Gm 82o2 SchutzansprücheL. & C. Steinmüller GmbH 527o Gumtnersbach, 23.o2.1982 P.O. Box 1949 / 196O 3e./Al. Gm 82o2 protection claims 1. Als Druckbehälter ausgeführter, mit Kühlflüssigkeit gefüllter und einer Druckvergasung nachgeschalteter Abhitzekessel niit einer in einer Rohr-Steg-Rohr-Konstruktion ausgeführten und den Aschebehälter einschließenden, gekühlten Zufuhreinrichtung und mit einem Gas-/Flüssigkeits-Wärmeaustauscher, bestehend aus jeweils gleichlangen in Rohr- oder ebenenWandeinbauten integrierten Heizflächen-Rohrelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizflächen-Rohrelemente (2) des Wärmeaustauschers je Element aus einem parallel zur Behälterachse des Abhitzekessels (1) ausgerichteten und schlangenartig geführten Rohr geformt sind.1. Executed as a pressure vessel, with coolant Filled waste heat boiler, which is connected downstream of a pressurized gasification system, with a tube-web-tube construction executed and the ash container enclosing, cooled feed device and with a gas / liquid heat exchanger, consisting of fittings of equal length in pipe or flat wall installations integrated heating surface tubular elements, characterized in that the heating surface tube elements (2) of the heat exchanger per element from one parallel to the container axis of the waste heat boiler (1) aligned and snake-like pipe are formed. 2. Abhitzekessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen (lo) der Heizflächen-Rohrelemente (2) des Wärmeaustauschers in den mit Feuerfestmaterial ausgekleideten, fingerartigen Abschluß (8, 9) der Zufuhreinrichtung (6, 7) münden.2. Waste heat boiler according to claim 1, characterized in that the feed lines (lo) of the heating surface tubular elements (2) of the heat exchanger open into the finger-like closure (8, 9) of the feed device (6, 7) lined with refractory material. 3. Abhitzekessel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizflächen-RohieLemente (2) des Wärmeaustauschers jeweilig in einzelnen rohr- oder kanalartigen Kammern (4) um einen polygonen, bevorzugt aber sechseckigen, ronr- oder kanalartigen Innenraum (3) angeordnet sind.3. waste heat boiler according to claims 1 and 2, characterized in that the Heating surface raw elements (2) of the heat exchanger respectively in individual tubular or channel-like chambers (4) around a polygonal, but preferably hexagonal, ronr- or channel-like interior space (3) are arranged. Abhitzekessel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (13, 14) die zwangsgekühlte Rohr-Steg-Rohr-Wandkcnstruktion der Zufuhreinrichtung (6, 7) mit dem Katurumlauf-Kühlsystem des Wärmeaustauschers des Abhitzekessels (1) verbinden.Waste heat boiler according to Claims 1 to 3, characterized in that the Lines (13, 14) the forced-cooling tube-web-tube-wall structure the supply device (6, 7) with the Katurumlauf-cooling system of the heat exchanger of the waste heat boiler (1) connect.
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