NL1034043C2 - Horizontale structuur in een ketel. - Google Patents

Description

HORIZONTALE STRUCTUUR IN EEN KETEL

De uitvinding betreft een horizontale structuur in een ketel van bijvoorbeeld een verbrandingsoven, welke ketel tenminste twee tegenover elkaar liggende membraanwanden omvat, waarbij elke membraanwand een groot aantal met 5 koelmiddel doorstroomde buizen omvat. Tussen deze twee wanden stromen hete rookgassen, die warmte afstaan aan de membraanwanden, waardoor het koelmiddel opgewarmd wordt.

In een verbrandingsoven van bijvoorbeeld een afvalverwerkings-installatie is het van belang om het 10 verbrandingsproces goed te controleren teneinde de uitstoot van schadelijke stoffen te verminderen. Hiertoe wordt gewoonlijk vanaf boven extra lucht ingeblazen om zo slierten onverbrande koolmonoxide alsnog na te kunnen verbranden. Daarbij is het van belang dat de ingeblazen lucht goed 15 gemengd wordt met de rookgassen om een optimale menging te krijgen.

Het blijkt dat alleen de impuls van het inblazen van lucht niet voldoende menging van de lucht met de rookgassen te weeg brengt en derhalve is het noodzakelijk om aanvullende 20 maatregelen te nemen om de menging van toegevoerde lucht en rookgassen te verbeteren.

Deze verbeterde menging kan bewerkstelligd worden door obstakels in de ketel. Echter de omstandigheden in een ketel zijn bijzonder agressief als gevolg van onder ander de 25 hoge temperatuur en de chemische bestanddelen aanwezig in de nog niet volledig verbrande rookgassen. Het simpelweg plaatsen van een metalen balk in de ketel is dan ook geen optie, aangezien de levensduur hiervan zeer beperkt zal zijn.

1034043 2

Mede hierom zijn ook de verticale membraanwanden van de ketel opgebouwd uit buizen, die door een koelmiddel doorstroomd worden. Zo wordt de temperatuur van de buizen relatief laag houden, hetgeen de levensduur van de wanden te goede komt.

5 Het is nu een doel van de uitvinding om een horizontale structuur te verschaffen, waarvan de levensduur in dezelfde orde ligt als de verticale membraanwanden van de ketel.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat 10 tenminste een buis van elke van de tegenover elkaar liggende membraanwanden in hoofdzaak horizontaal is uitgebogen en zich uitstrekt tot de respectieve tegenover liggende membraanwand en vervolgens in verticale richting doorloopt in de respectieve tegenover liggende membraanwand.

15 Door het gebruik van de buizen uit de membraanwand om een horizontale structuur te vervaardigen wordt ervoor gezorgd dat de horizontale structuur met hetzelfde koelmiddel doorstroomd wordt en derhalve de levensduur verlengd wordt.

In een uitvoeringsvorm van de horizontale structuur 20 volgens de uitvinding is tenminste een buis van de verticale membraanwand voor een deel uit het vlak van de verticale membraanwand gebogen maar loopt deze vervolgens voor een deel hieraan parallel en is dan horizontaal uitgebogen.

Het voordeel om de buis uit de verticale membraanwand 25 eerst uit het vlak van de membraanwand te buigen en voor een deel daar parallel aan te laten lopen is dat hierdoor meer ruimte ontstaat voor het horizontaal uitbuigen van de buis, in het bijzonder indien meer buizen naast elkaar uitgebogen worden.

30 In een ander uitvoeringsvorm van de horizontaal structuur volgens uitvinding zijn er een aantal aangrenzende buizen uitgebogen teneinde de horizontale membraanwand te vormen in de ketel. Op deze wijze kan in de ketel een plateau 3 gevormd worden dat bijvoorbeeld de rookgas stroom verstoort en daarmee wervelingen teweeg brengt die de menging van de rookgassen verbeteren.

In een bijzondere uitvoeringsvorm heeft de gevormde 5 horizontale membraanwand een dak-vormige dwarsdoorsnede.

Hierdoor zal de ophoping van vliegas boven op de horizontale membraanwand verminderd worden. Bovendien wordt door de dakvorm de constructie stijver. Doordat de horizontale membraanwand is opgebouwd uit een aantal parallelle buizen 10 kan door het variëren van de verticale positie van de horizontale buisdelen gemakkelijk een dak-vormige dwarsdoorsnede gecreëerd worden.

De uitvinding betreft verder een ketel van bijvoorbeeld een verbrandingsoven, welke ketel een in 15 hoofdzaak rechthoekige dwarsdoorsnede heeft een twee paar tegenover elkaar liggende membraanwanden omvat, waarbij elke membraanwand een groot aantal met koelmiddel doorstroomde buizen omvat, waarbij tussen tenminste een paar tegenover elkaar liggende membraanwanden tenminste een horizontale 20 structuur volgens de uitvinding is gevormd.

Hierdoor wordt een verbeterde menging bewerkstelligd door een abrupte, geforceerde afbuiging van de te mengen gassen. Door de abrupte richtingsverandering van de gassen is de mengwerking onder de horizontale structuur veel groter dan 25 bij een gebruikelijke geleidelijke insnoering. Daarnaast zorgt de horizontale structuur er voor dat het verschijnsel 'vena contracts' optreedt, waardoor de gasstroming nog verder contraheert, er een intensief snelheidsverschil optreedt en door deze verschillen treedt er een uitstekende menging van 30 gassen op.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding omvat deze twee, elk een horizontale membraanwand vormende, eerste horizontale structuren, die elk aanliggen tegen een 4 membraanwand van het andere paar membraanwanden, zodanig dat in de ketel een vernauwing gevormd wordt.

In een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat deze een aantal uit een membraanwand horizontaal 5 uitgebogen buizen die weer teruglopen in dezelfde membraanwand en geplaatst zijn tussen de twee horizontale membraanwanden, zodanig dat de ketel in twee horizontale, orthogonale richtingen vernauwd is. Een dergelijke structuur is bijvoorbeeld bekend uit NL-A-1022586. Hierdoor wordt de in 10 hoofdzaak rechthoekige ketel in beide horizontale richtingen vernauwd, gelijk een diafragma en dit versterkt verder de wervelingen in de rookgassen en verbetert de menging.

In een ander uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat deze verder twee horizontale membraanwand vormende, tweede 15 horizontale structuren, die elk aanliggen tegen een membraanwand van het andere paar membraanwanden en vlak boven de eerste horizontale structuren zijn aangebracht zodanig dat de ketel in twee horizontale, orthogonale richtingen vernauwd is. Bij deze constructie is er een gedeeltelijke overlap van 20 de horizontale membraanwanden. Hier wordt ook een vernauwing gelijk een diafragma verkregen in de ketel.

Deze en ander kenmerken van de uitvinding worden nader toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen.

Figuur 1 toont in perspectivisch aanzicht een 25 schematisch weergave van een verbrandingsoven.

Figuur 2 toont in perspectief aanzicht een deel van de ketel met daarin horizontale structuren volgens de uitvinding.

Figuur 3 toont in perspectivisch aanzicht een deel 30 van de ketel met daarin een tweede uitvoeringsvorm van de horizontale structuren volgens de uitvinding.

5

Figuur 4 toont een schematisch zijaanzicht van een derde uitvoeringsvorm van de horizontale structuren volgens de uitvinding.

Figuur 5 toont in perspectivisch aanzicht een deel 5 van de horizontale structuur volgens figuur 4.

Figuur 6 toont een horizontale structuur in perspectivisch aanzicht zoals toegepast in de ketels volgens figuren 2 en 3.

Figuur 7 toont een vierde uitvoeringsvorm van een 10 horizontale structuur volgens de uitvinding.

Figuur 1 toont een verbrandingsoven 1 met een verbrandingskamer 2 en een daarboven aangebrachte ketel 3. In de verbrandingskamer 2 is een rooster 4 aangebracht waarop brandstof 5 is aangebracht. Onder rooster 4 wordt lucht 15 toegevoerd om de verbranding van de brandstof 5 te bevorderen. Aan de bovenzijde van de verbrandingsruimte 2 zijn er mond-stukken 6 aangebracht, die secondaire lucht inblazen om de rookgassen G van extra lucht te voorzien en daarmee een naverbranding van daarin bevatte gassen mogelijk 20 te maken.

In de ketel 3 is verder een horizontale structuur 7 aangebracht, die een diafragma vormt in de ketel 3. Doordat de horizontale structuur 7 een vernauwing vormt en bovendien vlak is worden de rookgassen G door opening 8 gedwongen 25 waardoor grote turbulenties in de rookgassen G ontstaan.

In Figuur 2 is de horizontale structuur 7 in meer detail getoond. De wanden van de ketel 3 worden gevormd door buizen 9 die doorstroomd worden met een koelmiddel. Om en om zijn de buizen 9 horizontaal uitgebogen in een horizontaal 30 deel 10, dat naar de tegenoverliggende wand loopt en daar wordt opgenomen in de wand. Zo ontstaat een horizontale structuur, die bovendien door koelmiddel doorstroomd wordt en derhalve een acceptabele levensduur heeft. Om de vernauwing 6 18 in beide horizontale richtingen te verkrijgen zijn tussen de twee horizontale membraanwanden delen 10 uit de wand gebogen elementen 11 aangebracht. Deze uit de wand gebogen elementen 11 zijn buizen 9, die voor een deel horizontaal 5 uitgebogen zijn en vervolgens weer terugkeren naar dezelfde wand. Een dergelijke structuur is reeds uit de stand van techniek bekend, namelijk NL-1022586.

In figuur 3 is een variant 12 getoond waarbij tussen elk paar tegenover elkaar liggende wanden horizontale 10 membraanwand delen 13,14 zijn aangebracht. Daarbij liggen de membraanwanden 14 vlak boven de membraanwand-delen 13 waardoor een vernauwing 15 gecreëerd wordt. In figuur 4 wordt een derde uitvoeringsvorm 16 van een horizontale structuur volgens de uitvinding getoond. Deze horizontale structuur 16 15 is in figuur 5 in perspectivisch aanzicht getoond.

De uit de verticale membraanwand gebogen buizen 17 zijn in verticale positie ten opzichte van elkaar verschoven, zodat in dwarsdoorsnede een dak-vorm gecreëerd wordt. Deze horizontale structuren 16 liggen tegen de wanden 18 van de 20 ketel aan waardoor in het midden een vernauwde opening 19 gecreëerd wordt. De rookgassen worden gedwongen om door de vernauwing 19 te gaan waardoor er een turbulentie optreedt.

De dak-vorm biedt het voordeel dat er minder vliegas boven op de horizontale structuur 16 zich kan ophopen en wordt er een 25 stijvere structuur verschaft.

In figuur 6 wordt een deel van de horizontale structuur volgens figuur 2 getoond. Hieruit is duidelijk dat de verticale buizen 9, die deel uitmaken van de membraanwanden van de ketel, horizontaal uitgebogen zijn in 30 een horizontaal deel 10 en oversteken naar de daar tegenover liggende wand. De buizen worden om en om uit de membraanwand gebogen. De andere buis 19 blijft in de verticale membraanwand.

7

In figuur 7 is een vierde uitvoeringsvorm 20 van een horizontale structuur volgens de uitvinding getoond. Hierbij wordt een verticale buis 21 uit het vlak van de wand gebogen waarna een deel 22 parallel aan deze wand doorloopt.

5 Vervolgens wordt er een deel 23 horizontaal uitgebogen en loopt het naar de tegenover liggende wand, waar het opgenomen wordt in de betreffende wand. De buizen 24, die niet uitgebogen worden behoeven bij deze constructie niet aangepast te worden, doordat het parallelle deel 22 van de 10 uitgebogen buis 21 het mogelijk maakt om de horizontale delen zodanig te positioneren, dat de verticale pijpen 24 onaangepast kunnen doorlopen.

1034043

Claims (8)

1. Horizontale structuur in een ketel van bijvoorbeeld een verbrandingsoven, welke ketel tenminste twee tegenover elkaar liggende membraanwanden omvat, waarbij elke membraanwand een groot aantal met koelmiddel doorstroomde 5 buizen omvat, met het kenmerk, dat tenminste één buis van elk van de tegenover elkaar liggende membraanwanden in hoofdzaak horizontaal is uitgebogen en zich uitstrekt tot de respectieve tegenover 10 liggende membraanwand en vervolgens in verticale richting doorloopt in de respectieve tegenover liggende membraanwand.

2. Horizontale structuur volgens conclusie 1, waarbij de tenminste één buis van een verticale membraanwand voor een deel uit het vlak van de verticale membraanwand is gebogen, 15 vervolgens voor een deel daaraan parallel loopt en dan horizontaal is uitgebogen.

3. Horizontale structuur volgens conclusie 1 of 2, waarbij een aantal aangrenzende buizen zijn uitgebogen ten einde een horizontale membraanwand te vormen in de ketel.

4. Horizontale structuur volgens conclusie 3, waarbij de gevormde horizontale membraanwand een dakvormige dwarsdoorsnede heeft.

5. Ketel van bijvoorbeeld een verbrandingsoven, welke ketel een in hoofdzaak rechthoekige dwarsdoorsnede heeft en 25 twee paar tegenover elkaar liggende membraanwanden omvat, waarbij elke membraanwand een groot aantal met koelmiddel doorstroomde buizen omvat, waarbij tussen ten minste één paar tegenover elkaar liggende membraanwanden ten minste een 10 3 4 0 4 3 horizontale structuur volgens één van de voorgaande conclusies is gevormd.

6. Ketel volgens conclusie 5, omvattende twee, elk een horizontale membraanwand vormende, eerste horizontale 5 structuren, die elk aanliggen tegen een membraanwand van het andere paar membraanwanden, zodanig dat in de ketel een vernauwing gevormd wordt.

7. Ketel volgens conclusie 6, omvattende een aantal uit een membraanwand horizontaal uitgebogen buizen, die weer 10 teruglopen in dezelfde membraanwand en geplaatst zijn tussen de twee horizontale membraanwanden, zodanig dat de ketel in twee horizontale, orthogonale richtingen vernauwd is.

8. Ketel volgens conclusie 6, verder omvattende twee, elk een horizontale membraanwand vormende, tweede horizontale 15 structuren, die elk aanliggen tegen een membraanwand van het andere paar membraanwanden en vlak boven de eerste horizontale structuren zijn aangebracht zodanig dat de ketel in twee horizontale, orthogonale richtingen vernauwd is. 1034043