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DE8019364U1 - Wirbelschichtverbrennungsofen - Google Patents

Wirbelschichtverbrennungsofen

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Publication number
DE8019364U1
DE8019364U1 DE8019364U DE8019364U DE8019364U1 DE 8019364 U1 DE8019364 U1 DE 8019364U1 DE 8019364 U DE8019364 U DE 8019364U DE 8019364 U DE8019364 U DE 8019364U DE 8019364 U1 DE8019364 U1 DE 8019364U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fluidized bed
chamber
heat exchanger
tubes
tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE8019364U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Curtiss Wright Corp
Original Assignee
Curtiss Wright Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Curtiss Wright Corp filed Critical Curtiss Wright Corp
Publication of DE8019364U1 publication Critical patent/DE8019364U1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818Feeding of the fluidising gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C1/00Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
    • F02C1/04Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid the working fluid being heated indirectly
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • F23C10/04Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
    • F23C10/08Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
    • F23C10/10Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/16Fluidised bed combustion apparatus specially adapted for operation at superatmospheric pressures, e.g. by the arrangement of the combustion chamber and its auxiliary systems inside a pressure vessel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/18Details; Accessories
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/18Details; Accessories
    • F23C10/20Inlets for fluidisation air, e.g. grids; Bottoms

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Wirbelschichtverbrennung und insbesondere auf einen Wirbelschichtverbrennungsofen, der eine Reaktionskammer mit einer darin befindlichen, entfernbaren Anordnung aufweist, die eine Wärmeaustauscherkammer, eine Windkammer mit Blaserohren für die Luft für.die Wirbelschicht und eine Halterung für Wärmeaustauseherrohre aufweist, und die in dem Gehäuse des Verbrennungsofens getrennt gelagert ist.
Beim Betrieb eines Wirbelschichtverbrennungsofens, bei dem die Wirbelschicht mit einem Kühlfluid, d. h. einem kühlenden Strömungsmittel gekühlt wird, das in Rohren zirkuliert, die sich in die Wirbelschicht nach oben erstrecken, kommt es häufig vor, daß die verschiedenen Teile, einschließlich der Wärmeaustauscherrohre während des Betriebs überprüft und/oder ausgetauscht werden müssen. Die Schwierigkeiten bestehen bei der bekannten Konstruk-• tion darin, daß die Wärmeaustauscherrohre, die zum Kühlen der Wirbelschicht verwendet werden, nur schwer zugänglich sind, und darüber hinaus, wenn eine Beschädigung oder eine Reparatur offensichtlich ist, nicht ausgetauscht werden können, ohne daß eine Außerbetriebssetzung des Verbrennungsofens und eine Demontage eines Teils des Gehäuses erfolgt, um die Entfernung und den Austausch der verschiedenen Teile zu ermöglichen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher., insbesondere, die Überprüfung und den Austausch einzelner Teile eines Wirbelschichtverbrennungsofens zu erleichtern.
. Erfindungsgemäß ist ein Wirbelschichtverbrennungsofen vorgesehen, der eine Kammer mit einer Trageinrichtung in der Nähe des Kammerbodens aufweist, um die gesamte Anordnung zu tragen, die einen bewegbaren Wärmeaustauscher, eine Wind-
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kammer und eine Verteilerplatte sowie eine Halterung für die Wärmeaustauscherrohre umfaßt. Mit dieser Anordnung können die Rohre zur Zufuhr und zur Abfuhr des Wärmeaustauscherströmungsmittels zu der Wirbelschicht bzw. von der Wirbelschicht sowie die Einrichtung zur Zufuhr der Kohle und zurr Zufuhr der Wirbel schicht luft in die Wirbelschicht leicht durch den Boden des Gehäuses entfernt werden, aum die gesamte Anordnung oder einzelne Teile davon auszutauschen. Darüber hinaus kann die Anordnung, die hohen Temperaturen während des Betriebs des Ofens-ausgesetzt ist, derart auf der Trageinrichtung befestigt werden, daß sie gegenüber der Trageinrichtung isoliert ist. Auf diese Weise wird die Wärme, die in dem Reaktor erzeugt wird, nicht nach außen über das Gehäuse abgegeben.
Erfindungsgemäß wird daher ein Wirbelschichtverbrennungsofen sowie eine entfernbare Windkammer und eine Rohranordnung dafür bereitgestellt, die ein Gehäuse mit einer darin befindlichen Kammer aufweist, deren oberes Ende mit einem Auslaß für die in dem Ofen erzeugten Gase und deren Boden mit einem Auslaß für das erwärmte Strömungsmittel versehen ist, wobei ferner eine Anordnung vorgesehen ist, die auf dem unteren Teil des Gehäuses gelagert ist und eine Wärmeaustauscherkammer und eine Windkammer oberhalb der Wäremaus taucherkammer aufweist, die mit einer oberen Verteilerplatte versehen ist, oberhalb der die Wirbelschicht in der Kammer vorliegt, welche Anordnung auf einer Trageinrichtung gelagert ist,, die sich von dem Innern des Gehäuses nach außen in die Kammer über dem Boden erstreckt, so daß der Raum zwischen der Anordnung und dem Boden eine Auslaßkammer bildet, aus der das erwärmte Strömungsmittel austritt, wobei die Anordnung ferner eine .Einrichtung zur Zufuhr der-Wirbelschichtluft in die Anordnung durch die Wärmeaustauscherkammer und in die Windkammer aufweist, um
die Wirbelschichtluft durch Blaserohie oder Düsen austreten zu lassen, welche Blaserohre in der Wirbelschicht angeordnet sind, ferner eine Einrichtung zur Zufuhr von Kohle in die Wirbelschicht, um dieselbe mit der Wirbelschichtluft zu verbrennen, um die Wärmeaustauscherrohre zu erwärmen, die sich in die Wirbelschicht erstrecken und an der Anordnung befestigt sind, und die vorteilhaft einen Einlaß für das kühlende Strömungsmittel für den Zustrom der die Schicht kühlenden Luft spwieleinen Auslaß aufweist, der in die Kammer mündet. Weiterhin ist erfindungsgemäß eine entfernbare Anordnung aus einer Windkammer, einer Wärmeaustauscherkammer und einer Wärmeaustauscher-Rohrhalterung für einen Wirbelschichtverbrennungsofen vorgesehen, die so ausgeoildet ist, daß sie auf einfache Weise in dem Verbrennungsofen befestigbar ist, um einen Einlaß mit der Wirbelschichtluft und einen anderen Einlaß mit dem kühlenden Strömungsmittel zu verbinden, welche Anordnung eine Wärmeaustauscherkammer mit sich durch dieselbe erstreckenden Rohren aufweist, um die Wirbelschichtluft in eine Windkammer an einer Verteilerplatte strömen zu lassen, die Blaserohre für den Eintritt der Wirbelschichtluft in die Wirbelschicht aufweist. Die Anordnung weist außerdem eine Einrichtung zur Befestigung einer Rohranordnung für die Zufuhr des kühlenden Strömungsmittels von der Wärmeaustauscherkammer nach oben in die Rohre, die sich in die Wirbelschicht erstrecken, und dann nach unten durch die Rohre zu der Auslaßkammer auf, die unterhalb der Anordnung gebildet wird, wenn dieselbe montiert ist.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren, zur Montage" und Demontage eines Wirbelschichtreaktors mit einem Gehäuse, das voneinander trennbare obere und untere Abschnitte aufweist, wobei eine Anordnung vorgesehen ist, die Wärmeaustauscherrohre und eine Verteiler-
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platte zum Eintritt der Wibelschichtluft aufweist und mit einer Trageinrichtung für die Wirbelschicht sowie mit einer Windkammer versehen ist, wobei die Wärmeaustauscherkairaner und ein Bodenabschnitt, der einen Tragflansch bildet, von einem Ring des unteren Abschnitts gebildet werden,<wobei nach dem Entfernen des unteren Gehäuseabschnitts von dem oberen Gehäuseabschnitt die Anordnung zunächst mit dem unteren Gehäuseabschnitt verbunden wird und dann der untere Gehäuseabschnitt mit der Anordnung mit dem oberen Gehäuseabschnitt verbunden wird, vorzugsweise derart, daß eine Isolation dazwischen angeordnet wird, um bei der hohen Temperatur der Anordnung den Wärmeübergang durch das Gehäuse des Reaktors I zu verhindern. I
§ Darüber hinaus hat die Erfindung ein verbessertes Blase- i
'f rohr und ein Verfahren zum Ausrichten und Befestigen eines f Blaserohres in der Verteilerplatte eines Wirbelschichtre- | äktors zum Gegenstand, durch das die Austrittskanäle des | Blaserohres auf die Waremeaustauscherrohre ausgerichtet werden können, die.in der Wirbelschicht vorliegen. Auch wird erfindungsgemäß ein Blaserohr bereitgestellt, um die Wirbelschichtluft in eine Wirbelschicht einzuleiten, das in der Lage ist, bei hohen Temperaturen zu arbeiten und das genau ausgerichtet und in die richtige Lage gegenüber
dem Wirbelbett gebracht werden kann. |
Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten |
Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen: |
Fig. 1 die Seitenansicht eines teilweise vertikal geschnittenen erfindungsgemäßen WirbelschichtVerbrennungsofens;
- αβ -
Fig. 2 einen Teil des Schnitts entlang der Linie 2-2 in Pig. I in vergrößerter Wiedergabe;
Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht eines Details eines Abschnitts des Ofens in ver
größerter Wiedergabe;
Fig. 4 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht eines weiteren Details der entfernbaren Windkammer und der Leitungsanordnung bei dem Ofen
nach Fig. 1;
Fig. 5 eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfxndungsgemaßen Blaserohres;
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 der Fig. 5; und
Fig. 7 eine der Fig. 6 ähnliche Ansicht eines Ab-Schnitts des Blaserohres nach einer anderen .
Ausführungsform der Erfindung.
Nach der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist ein Wirbelschichtverbrennungsofen vorgesehen, dem ein Fluid oder Strömungsmittel, beispielsweise Luft, zugeführt wird, um die Wirbelschicht zu kühlen und deren Wärme aufzunehmen, so daß die Luft zum Antrieb einer Arbeitsmaschine, beispielsweise einer Gasturbine, verwendete werden kann.
Der Verbrennungsofen IO weist ein Gehäuse 12 mit einem oberen Wandabschnitt 12a und einem unteren Wandabschnitt 12b auf, der abnehmbar ist und der wieder befestigt werden kann. Das gesamte Gehäuse 12 wird von einem Support 14
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getragen, der es ermöglicht/ den unteren Abschnitt 12b von dem oberen Abschnitt 12a zu trennen und ihn nach unten zu entfernen, während der obere Abschnitt 12a auf dem Support 14 befestigt bleibt. Das Gehäuse 12 weist einen Aufsatz mit einem Rauchgasabzug 16 für die Verbrennungsgase auf, wobei das mitgerissene Material über die Leitung 18 einem Staubabscheider 20 zugeführt wird. Die gereinigten Gase werden durch einen Schornstein 22 abgelassen und der abgeschiedene Staub wird über ein Auslaufventil 21 in eine Rücklaufleitung 24 in das Innere des Gehäuses 12, und zwar in die darin vorgesehene Reaktionskammer 26 geleitet, die unter Druck steht und die an ihrem unteren Ende einen Wirbelschichtabschnitt 26a aufweist. Die Leitung 24 weist einen Balgabschnitt 25 auf, um eine Wärmeausdehnung und -zusammenziehung zu ermöglichen. Verbrauchte Asche der Wirbelschicht 26a wird über einen Ascheauslaß 28 entfernt, der an das untere: Ende des Wirbelschichtabschnittes 26a angeschlossen ist. An einer Seitenwand des Reaktors ist ferner ein Rohrstutzen 30 befestigt, mit dem ein wärmeabsorbierendes Material der Wirbelschicht zugeführt wird. Weiterhin ist ein ölrohrstutzen 32 und sind mehrere Kohlezufuhrrohrstutzen 34 in der Seitenwand vorgesehen, um:indie Reaktorkammer.26 öl und/oder Brennstoff einzuführen, um einen Verbrennungsträger für den Betrieb des Ofens zu bilden.
Das Gehäuse 12 ist ferner mit mehrerein Mannlöchern 36 im oberen Teil 12a sowie mit zwei weiteren Mannlöchern 38 am Boden 40 des Gehäuses.:. 12 verseihen. Die Mannlöcher 36, 38 sind groß genug, um den Zugang in das Innere der Kammer 26 zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß ist eine Anordnung 42 aus einer entfern-. baren Windkammer, einer Wärmeaustauschereinlaßluftkammer
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4ο -
und einem Wärmeaustauscherrohrträger entfernbar innerhalb der Kammer 26 angeordnet, wobei ihre Bodentragwand 44 im Abstand über der Bodenwand 40 des Gehäuses 12 angeordnet ist, wodurch eine Luftkammer 46 dazwischen gebildet wird. Die Anordnung 42 ist auf einem Träger 48 angeordnet, der einen Ringflansch 50 aufweist, der um das Innere des unteren Endes der Kammer 26 herum angeordnet ist und von einer Spannverbindung 52 getragen wird, wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich. Zu diesem Zweck weist die Bodenplatte 44 eine Abbiegung 44a mit einem Flansch 44b auf, der umfangsmäßig unterbrochen ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist der Flansch 44b 24 im gleichen Abstand voneinander angeordnete, rechteckige Schlitze auf, die in den Umfang eingearbeitet sind. Positionsansätze 54 passen in die Schlitze des Flansches 44b und sind an dem Tragflansch 50 mit Spannschrauben oder Bolzen 56 befestigt, um die Ansätze oder Abstandshalter 54 in die richtige Position zu bringen, wobei der Flansch 50 und eine Mutternplatte 58 so erweitert und so eingeschnitten sind, daß die Anordnung gegenüber der Kammer 26 in der richtigen Stellung angeordnet ist. 24 Sicherungsscheiben.,6O Xiegen auf den entsprechenden-Stellen* der Flansche 54b und sind durch den Flansch 60 an die Ansätze 54 geklemmt. Zwischen den Positionsansätzen 54 und dem Boden der Flanschschlitze des Flansches 44 b ist ein Spiel vorgesehen, um eine Wärmeausdehnung des Wäremaustauschers und der Verteileranordnung zu ermöglichen. Die Positionsansätze und die. Schlitzanordnung sorgen für die Aufrechterhaltung der richtigen Stellung der Anordnung während der Wärmeausdehnung oder durch TemperaturSchwankungen.
Um die thermischen Spannungen in dem unteren Flansch zu
verringern, ist eine Wärmeisolierung erforderlich, um die heiße Tragplatte 44 von dem relativ kalten Kesselflansch 50 zu isolieren. Diese Wärmeisolierung 62 weist 12 Schichten aus einer 3,18 mm (1/8 Zoll) dicken keramischen Faserisolierung auf, wobei jeweils vier Schichten durch ein Drahtnetz getrennt sind. Die Anordnung ist zur besseren Handhabung mit einem Glasfaden zusammengenäht. Eine Segmentplatte 62a deckt das obere Ende der Wärmeisolierung 62 ab und eine Dichtungsplattenanordnung 62b deckt den Boden ab. Die Abstandshalter oder Ansätze 54 begrenzen das Ausmaß der Kompression der Isolation und übertragen das Gewicht des Wärmeaustauschers auf den Flansch 5O. Die Konstruktion weist eine Dichtung 66 auf, die in der Dichtungsplattenanordnung 62b angeordnet ist, wobei in dem Flansch 50 eine Dichtung 68 derart angeordnet ist, daß der Boden der Verbindung, die Trageinrichtung und die Anordnung abgedichtet werden.
Die Anordnung 42 weist eine Wand 70 auf, die die obere Wand eines unteren Wirbelschichtlufteinlaßabschnitts 72 und die Bodenwand einer Wärmeaustauschereinlaßkämmer 74 bildet. Der Abschnitt 72 wird mit Wirbelschichtluft über ein Zufuhrrohr 76J versorgt, ' das in Dichtungseingriff mit einem Rohransatz oder einer Wärmemanschette 78 steht, die von ihrem abgedichteten Eingriff in das Gehäuse 12 nach innen versetzt angeordnet ist. Der Rohransatz 78 wird von einer gleichmäßigen Seitenwand 80 der Anordnung 42 getragen und ist mit einer Dichtung versehen, die das Zufuhrrohr 76 gegenüber der Anordnung 42 abdichtet. Die Luft für die Wirbelschicht strömt durch eine oder mehrere Zufuhrleitungen 76 in einen Ringraam 84, der durch die äußere Seitenwand 80 der Anordnung und eine innere Seitenwand 86 der Wärmeaustauscherkammer 74 und deren Verlängerung 88 gebildet wird, die eine Seitenwand des unteren Abschnitts 72 bildet. Vorzugsweise sind vier Einlaßrohre 76 für die
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Wirbelschichtluft vorgesehen, die in eine von mehreren Einlaßöffnungen des Wirbelschichteinlaßabschnitts 72 strömt. Die Zahl dieser Öffnungen kann beispielsweise 60 betragen. Die Luft strömt durch den Abschnitt 72 und dam nach oben durch die senkrechten Rohre 92, die sich durch die Warmeaustauschereinlaßkammer 74 erstrecken, und tritt in eine Windkammer 94 ein, die sich zwischen der oberen Wand 96 der Wärmeaustauschkammer 74 und der Verteilerplattenanordnung 98 befindet, die vertikal darüber im Abstand angeordnet ist und eine obere Wand der Windkammer 94 für die Wirbelschichtluft bildet. Die Luft strömt dann von der Windkammer 94 über Blaserohre oder Winddüsen 1OO, die sich durch die Verteilerplatte 98 erstrecken, nach oben und tritt über nach unten verlaufende Kanäle 102 in den Kammerabschnitt 26a am unteren Ende der Wirbelschicht ein. Während des Anfahrens zirkuliert auf diese Weise 523° C (1000° F ) warme Luft, wobei sich die Windkammer 94 und der untere Abschnitt 72 gleichmäßig erwärmen, um thermische Spannungen zu verringern.
Der Aufbau stellt auch eine angemessene Wärmeableitung zwischen den Abschnitten sicher, so daß thermische Spannungen während des Absinkens der Wirbelschicht nach dem Abschalten vermindert sind. Die Windkammer 94 weist Seitenwände 104 und die Verteilerplatte 98 weist einen Metallplattenbodenabschnitt 98a mit einer darüber angeordneten gegossenen Isolationsschicht 98b auf.
Die Verteilerplatte und die Platte 96 sind durch Rohre 106 miteinander verbunden, die nach einer bevorzugten Ausführungsform in einer Anzahl von mehr als 175 vorliegen . und Halterungen oder Fassungen für die Wärmeaustauscherrohranordnung 108 darstellen. Die Wärmeaustauscherrohranordnung 1O8 weist einen Innenrohrabschnitt 110 auf, der radial innen in einem Außenrohrabschnitt 112 angeordnet ist. Das untere Ende des Außenrohrabschnitts 112 ist
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mit einem Ansatzstück 112a versehen, das an einer Schulter 114 angreift, die in jedem Rohr 106 ausgebildet ist. Das Innenrohr 110 ist viel langer als das Außenrohr, das mit einem konischen Ansatzstück 118 verbunden ist, das mit einem Rohrstück 12O verbunden ist, das mit der Platte 44 verbunden ist.. Das Innenrohr 110 ist im Außenrohr 112 radial einwärts angeordnet, so daß ein Kühllufteinlaß 121 an der oberen Wand 96 der Wärmeaustauschereinlaßkammer 74 gebildet wird. Die Kühlluft strömt nach oben durch das äußere Rohr 112 in den Bereich der Wirbelschicht 26a, wobei die Wärme der Wirbelschicht auf das Kühlmittel übertragen wird, was durch Lamellen 122 beschleunigt wird, die sowohl an der Außen- wie der Innenfläche des Außenrohres 112 ausgebildet sind. Die Luft, die erwärmt wird, wenn sie nach oben in den Raum zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr 110 strömt, wird dann in das obere Ende des Innenrohres 110 eingeleitet und strömt durch das Innenrohr 110 nach unten, wobei sie in der Luftkammer 46 austritt, um dann durch die Auslaßöffnung 126 durch den Boden 40 aus dem Gehäuse 12 zu gelangen.
Die Rohre 106 sind ungefähr 25,4O cm (10 Zoll) voneinander entfernt und quadratisch angeordnet. .Dadurch wird ein ■ ■--Durchlaß von etwa 10,16 cm '(4 Zoll) Weite zwischen den beiden Reihen gebildet. Die Blaserohre oder Winddüsen 100 sind in der Mitte dieser Quadrate angeordnet und über 180 werden vorzugsweise eingesetzt, und zwar verteilt über den gesamten Bereich, außer denjenigen Stellen, wo vier vertikal verlaufende Kohlezufuhrrohrstutzen 128 vor-■ gesehen sind, was insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, welche Kohlezufuhrrohrstutzen 128 sich von der Außenseite des Kessels durch die Luftkammer 46, die Wand 44, die Wärmeaustauscherkammer 74, die Windkammer 64 und die Verteilerplatte 98 nach innen erstrecken und in den Wirbel-
Schichtbereich 26a einmündet. Der obere Wandabschnitt 98b der Verteilerplätte 98 igt mit einer Wärmeisolation von etwa 13 cm (5 Zoll) aus vergießbarem Material versehen. Die Bodenplatten 96 weisen öffnungen auf, um die einzelnen Rohre 92 aufzunehmen und um die Kohlezufuhrrohrstutzen 128 hindurchtreten zu lassen.
Ein Kühlfluid oder kühlendes Strömungsmittel oder Wärme- austauscherströmungsmittel, wie Luft, wird über mehrere Leitungen 13Ο, die mit dem Inneren der Wärmeaustauscherkammer 74 kommunizieren, zugeführt. Das Strömungsmittel, also beispielsweise Luft, strömt an den Rohren 92 vorbei und dann in den Einlaß Ϊ21 hinein, der zwischen den Außenrohren 112 und den Innenrohren 110 der Wärmeaustauscherrohranordnung 1Ο8 gebildet wird. Das Strömungsmittel dient dazu, die Wirbelschicht zu kühlen und/oder das Strömungsmittel zu erwärmen, so daß es zum Antrieb einer Antriebsmaschine, wie einer Gasturbine, benutzt werden, kann.
Wenn die Anordnung V42 entfernt werden soll, ist es vorteilhaft, den unteren Gehäuseabschnitt 12b von dem oberen Gehäuseabschnitt 12a zu trennen. Danach können die Schraubverbindungen 56 leicht gelöst werden und die gesamte Windkammerund Wärmeaustauseheranordnung 92 kann aus dem unteren Gehäuseabschnitt 12b entfernt werden. Während dieser Zeit können die Wärmemanschetten oder Rohransätze 78 von dem Wirbelschichtluftzufuhrrohr 76 gelöst werden. Zu diesem Zweck weisen die Rohre 76 eine Bohrung auf, um einen Kolbenring des Wirbelschichtluftrohres 76 aufzunehmen, das den Teil einer Dichtung 82 bildet. Der Kolbenring ermöglicht ein gleitendes Lösen der beiden Teile. Außer dem Umstand, daß die ganze Anordnung 42 zusammen mit den Wärmeaustauscherrohren 108 entfernt werden kann, können die Rohre 108 leicht von dem restlichen Teil der Anordnung 42 getrennt werden,
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wobei sie zu diesem Zweck vorteilhaft in Gruppen angeordnet sind, die leicht nach außen von ihren Verbindungselementen abgehoben werden können, nachdem sie gelöst sind.
Das Wiedereinsetzen der Anordnung 42 kann in ähnlicher
Weise durchgeführt werden, und zwar genauso einfach,
wobei entweder die Rohre 108 erst an der Anordnung befestigt und mit derselben eingesetzt werden oder sie werden getrennt montiert, nachdem der restliche Teil der Anordnung in den Reaktor eingesetzt worden ist, was bei-
spielsweise durch den Zugang durch einen der Mannlöcher
36 an dem oberen Gehäuseabschnitt 12a oder durch das
Halten des oberen Gehäuseabschnittes 12a und das Absen- |
ken des unteren Gehäuseabschnittes 12b von dem oberen Ge- f.
häuseabschnitt 12a erfolgen kann. I.
15- f
Gemäß Fig. 5, 6, und 7 ist erfindungsgemäß ein verbessertes I
Blaserohr oder eine Winddüse 132 vorgesehen, die eine Fas- Sj
sung 134 aufweist, die einen Gewindeabschnitt 136 besitzt, Ϊ
der in die Platte 98a eingeschraubt ist. Wenn die Fassung h
134 in die Platte 98a eingeschraubt wird, wird sie ge- \
dreht, bis sie mit einem Paßstift 138 in einer vorgege- D'
benen Winkelstellung fluchtet, die so gewählt ist, daß |-
die Luft und der Auslaß des Blaserohres in eine bestimmte J
Richtung verlaufen, wenn das Blaserohr vollständig mon- %
tiert ist. Wenn diese Stellung erreicht ist, wird die §;
Fassung 143 in der richtigen Position befestigt, beispiels- ^
weise durch Verschweißen mit der Platte bei 140. p
Die Hülse 34 ist mit einem Innengewinde 142 versehen, und f
zwar vorzugsweise mit einem groben Gewinde, wie einem i
Acme-Gewinde, das locker in ein ähnlich grobes Gewinde ;
eingreift, um einen Außenring oder eine Mutter 144 zu halten, |
UiT. so ein Festfressen zu vermeiden. Die Fassung 134 weist %
außerdem einen inneren Abschnitt auf, der eine konisch aus- IJj
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gebildete Lagerfläche 146 besitzt. Ein Hülsenkörper 148 weist ein unteres Ende mit einer kugelförmigen Oberfläche auf, die sich an der konischen Oberfläche 146 abstützt, und zwar unter Bildung einer festen Abdichtung. Ferner weist er eine Öffnung auf, die über dem Paßstift 138 liegt. Die Fassung 134 bildet eine Einlaßöffnung 152, die mit einem Durchgangskanal 154 der Hülse 148 kommuniziert. Der mittlere Durchgangskanal 154 kommuniziert seinerseits mit einem von mehreren sich nach unten erstrekkenden Austrittskanälen 156, die gemäß Fig. 5 und 6 paarweise rechtwinklig zueinander angeordnet sind, so daß die Wirbelschichtluft in die Wirbelschicht an vier, im gleichen Winkel zueinander versetzten Stellen eintritt. Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die Winddüsen oder Blaserohre 1OO, 132 vorzugsweise zwischen den Wärmeaustauscherrohren 108 angeordnet und die austretenden Luftströme sind zwischen die Rohrreihen gerichtet. Bei der Ausführungsfrom nach Fig. 7 sind nur drei Eintrittswinkelpositionen für die Eintrittskanäle 156" bei einer anderen Ausführungsfrom der Hülse 148 dargestellt. Diese sind an der Peripherie der Wirbelschicht angeordnet, so daß die Luft nicht auf die Wandabschnitte gerichtet ist. Durch den Paßstift 138 wird die Richtung der Austrittskanäle 156 festgelegt und mit der erfindungsgemäßen Anordnung kann die Position leicht bestimmt werden, wenn die Fassung 134 auf der Platte 98a befestigt wird.
Die Hülse 148 weist vorzugsweise einen Ansatz 158, der mit einem Auge versehen ist, in das ein Kran eingreifen kann, um die Einrichtung anzuheben. Um die Montage der Hülse 148 der Fassung 134 zu erleichtern und eine solche Montage der Hülse 148 zu ermöglichen, daß sie abgedichtet ist und eine Dichtung bildet, so daß die gesamte Wirbelschichtluft durch die Winddüsenaustrittskanäle 156 entweicht, ist die Hülse 148 mit einem Acme-Gewinde 142 an einer Stelle versehen, um die Oberfläche 15O gegen die Oberfläche 146
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zu drücken, und zwar durch Angriff des unteren Endes des Außenrings 144 an der Schulter 160 der Hülse 148. Auf diese Weise wird ein sicherer Halt erzielt, ohne daß die Ausrichtung der Hülse 148 geändert wird, nachdem sie auf den Paßstift 138 gesetzt worden ist. Um sicherzustellen, daß die 'Gewindeabschnitte an Ort und Stelle gesichert sind, ist die Fassung 134 an ihrem oberen Ende mit einem Bord 162 geringer Stärke versehen, der bei bei 164 umgebogen ist, um in einen Schlitz 166 einzugreifen, der an der oberen Kante 168 des Außenrings vorgesehen ist. Der Außenring 144 kann in die richtige Position mit einem Schraubenschlüssel, der in die Schlitze 166 eingreift, gedreht werden. Ein Isoliermaterial ist in dem Raum zwischen dem oberen Abschnitt der Fassung 134 und der Isolierplatte 98 vorgesehen.
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Claims (5)

1. Anordnung für einen Wirbelschichtverbrennungsofen, aus Wärmeaustauscherrohren, einer Zufuhreinrichtung für die Wirbelschichtluft sowie einer Brennstoffzuführeinrichtung, gekennzeichnet durch eine Verteilerplatte (98), mehrere Blaserohre (100), die sich durch die Verteilerplatte (98) erstrecken, wobei an der Unterseite der Verteilerplatte (98) Öffnungen zur Aufnahme der Wirbelschichtluft sowie oberhalb der Verteilerplatte (98) Öffnungen zum Eintritt der Wirbelschichtluft in die Wirbelschicht vorgesehen sind, die über der Verteilerplatte (98) gebildet wird, wobei unterhalb der Verteilerplatte (98) eine Wand (96) vorgesehen ist, wodurch eine Windkammer (94) für die Wirbelschichtluft gebildet wird, wobei die Windkammer (94) eine Vielzahl von Wärme-
austauscherrohren (108) aufweist, die sich durch dieselbe hindurch erstrecken, eine Wärmeaustauscherkammer (74) unter der Windkammer (94) mit durch dieselbe hindurchtretenden Wärmeaustauscherrohren (108), einer Vielzahl von Wirbelschichtluftrohren (92) zum Durchtritt durch die Wärmeaustauscherkammer (74) in die Windkammer (94), wobei der untere Abschnitt (72) eine Tragplatte (44) aufweist, die mit einem Flansch (44b) zur Abstützung der Anordnung (42) in dem Wirbelschichtverbrennungsofen und zur wenigstens teilweisen Abstützung der Wärmeaustauscherrohre (108) versehen ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich um die Wärmeaustauscherkammer (74) und den unteren Abschnitt (72) eine Ringwand erstreckt, die ein rohrförmiges Element aufweist, das eine zylindrische Aufnahme-
j kammer (84) und ein Wirbelschichtluftzufuhrrohr (76)
;. begrenzt, welches eine äußere Kolbenfläche aufweist,
|i die an dem Rohr (76) dichtend angreift.
;
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
: Wärmeaustauscherrohre (108), die aus mehreren miteinander
in Eingriff stehenden teleskopierbaren Innen- und Außen- \ rohranordnungen (110, 112) bestehen, wobei jedes Außen-
: rohr (112) im Abstand vom zugehörigen Innenrohr (110)
angeordnet ist und an seinem Anschluß an der Wärmeaustauscherkammer (74) einen Einlaß für die Kühlluft bildet, die durch den Zwischenraum im Außenrohr (112) nach oben über die Verteilerplatte (98) hinaus und dann über das Innenrohr (110) durch die Wärmeaustauscherkammer (74) und , durch den unteren Abschnitt (72) nach unten strömt, um ,
unterhalb des unteren Abschnitts (12) auszutreten, wobei das Außenrohr (112) ein Ansatzstück (112a) zur Befestigung des Außenrohrs (112) in dem Rohr (106), das sich durch
die Windkammer (94) erstreckt, aufweist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt (72) eine Platte zur Befestigung des Innenrohres (110) der Wärmeaustauscher rohre (108) aufweist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauscherkammer (74) eine Mehrzahl von Einlaßöffnungen (130) zur Aufnahme des kühlenden Strömungsmittels aufweist, wobei das kühlende Strömungsmittel in der Wärmeaustauscherkammer (74) an den sich durch die Wärmeaustauscherkammer (74) erstreckenden Rohren (92) für die wirbelschichtbildende Luft vorbei und in den Raum zwischen dem Innenrohr (110) und dem Außenrohr (112) der Wärmeaustauscherrohre (108) hineinströmt.
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