AT402846B - Verbrennungsanlage nach dem prinzip einer zirkulierenden wirbelschicht - Google Patents

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Description

AT 402 846 B
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungsanlage nach dem Prinzip einer zirkulierenden Wirbelschicht mit einem oder mehreren Zyklonabscheidern zur Rückführung des Bettmateriales in die aus Flossenrohrwänden gebildete Brennkammer, insbesondere in stehender oder selbsttragender Bauweise mit einem Steig-und Fallrohrsystem, bei der der Zyklonabscheider als Teil des Kühlsystems zumindest zum Teil aus durchströmten Flossenwänden gebildet ist
Derartige Anlagen sind aus der DE-3517987 A1 bekannt, wobei der Zyklonabscheider horizontal liegend angeordnet ist. Diese Bauweise ist im Teillastbereich störungsanfällig und benötigt eine große Bauhöhe, die wieder durch die verwendeten Rohre begrenzt ist. Um diesen Nachteilen zu begegnen offenbart die DE-3640377 A1 die Abkehr von Zyklonen und die Verwendung von Abscheidebalken bzw. die DE-4101916 A1 die Anordnung des Zyklons innerhalb der Brennkammer, wobei durch die beheizte Rückführung der abgeschiedenen Rückstände Schwierigkeiten erwartet werden und die Heizflächen schlecht ausgenützt werden.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, den erwähnten Nachteilen zu begegnen, den Raumbedarf zu verringern und durch die Integration in den tragenden Teil der Dampfkesselkonstruktion die Baugrößen desselben vorzugsweise in selbsttragender Bauweise zu vergrößern. Durch die Einbindung des Zyklonabscheiders in den Kühlkreislauf des Dampferzeugers ergibt sich weiters ein geringerer Wärmeverlust, sodaß auch der Wirkungsgrad infolge der geringeren Oberfläche verbessert werden kann. Weiters möglicht die Erfindung kürzere Anfahrzeiten.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklonabscheider mit vertikaler Achse ausgebildet und an der Außenseite einer Wand des Kesselkörpers angeordnet ist, wobei die Seitenwände des Zyklonabscheiders als Teil des Steigrohrsystems und die Vorderwand des Zyklonabscheiders als Teil des Fallrohrsystems ausgebildet sowie in den Kühlkreis für die Brennkammervorder- und -rückwand eingebunden sind. Wesentliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 -10 angegeben.
Die Erfindung ist in den angeschlossenen Figuren 1 und 2 beispielsweise und schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Aufriß und Fig. 2 eine Seitenansicht eines Dampferzeugers mit zirkulierender Wirbelschicht.
Die Fig. 1 zeigt einen Dampferzeuger in Kompaktbauweise bei der der Zyklonabscheider (1) in den Kesselkörper (2) integriert ist und als Teil der Tragkonstruktion ausgebildet ist. Zu diesem Zweck ist der Zyklonabscheider (1) von Flossenrohrwänden gebildet, die unter anderem die Vorderwand (7) und die Seitenwände (8) bilden. In vorteilhafter Weise ist die Vorderwand (7) als Teil des Fallrohrsystems ausgebildet und dient damit der Kühlwasserversorgung der Brennkammer (6) die im wesentlichen das Steigrohrsystem des Dampferzeugers darstellt. In diesem Sinn sind auch die Seitenwände (8) des Zyklonabscheiders in das Steigrohrsystem eingebunden. Das Tauchrohr (11) des Zyklonabscheiders (1) ist feuerfest ausgebildet und in einer Ringsammelkammer (12) eingehängt und gegebenenfalls über am Kühlsystem angeschlossenen Leitungen (13) gehalten.
Die Dampftrommel (9) des Kesselkörpers (2) ist an beiden Enden auf einem Standrohr (10) bzw. auf einer Standrohrgruppe angeordnet, wobei die Standrohre gemäß dem Ausführungsbeispiel mit der Vorderwand verschweißt bzw. in die Vorderwand (7) integriert sind. Es ergibt sich der statische Vorteil, daß dadurch die Tragfähigkeit der Vorderwand bzw. des gesamten Kesselkörpers (2) erhöht wird, sodaß die Bauweise eine Vergrößerung der Leistung des größten nach der selbsttragenden Bauweise zu errichtenden Dampferzeugers ermöglicht, wodurch die Wirtschaftlichkeit besonders angehoben wird. Für die Rückführung des Bettmateriales, welches im wesentlichen aus Sand besteht, ist der untere Teil des Zyklonabscheiders (1) trichterförmig ausgebildet, wobei bei der Ausführung als Flossenwand zuerst die Vorderwand (7) in Richtung zur Brennkammer abgebogen wird und erst weiter unten durch Schrägstellung der Seitenwände der endgültige Trichteraustritt erreicht wird. Die eigentliche Rückführung (5) in die Brennkammer (6) erfolgt über einen Syphon oder ein L-Valve oder ein Wehr durch welche das rückgeführte Bettmaterial in das Wirbelbett rückgeführt wird und schließlich zusammen mit dem Brennstoff verwirbelt wird, wobei der Brennstoff verbrennt und das Bettmaterial nach einer Abtrennung vom Rauchgasstrom wieder in das Bett rückgeführt wird. Statt dem Syphon bzw. L-Valve kann auch im horizontalen Zuführungskanal der Rückführung ein Wehr eingebaut werden, welches im Falle einer Überflutung die Rückführung ermöglicht aber einen Rückstrom aus der Brennkammer unterbindet. Der Rauchgasstrom ist in der Zeichnung durch Meile angedeutet, während die Rückführung des Bettmateriales durch strichlierte Pfeile angedeutet ist.
Diese Bauweise ermöglicht auf wirtschaftliche Weise die gekühlte Ausführung von Zyklonabscheider (1) und allenfalls der Bettrückführung in Flossenrohrbauweise. Hiebei werden die Sammler (4) möglichst in den Verschneidungslinien der einzelnen Rohrwände angeordnet (Fig. 2), wobei die Anschlüsse durch schräg gestellte Rohrstutzen oder Rohrkrümmer knapp vor dem Sammler erfolgen. Um die Flossenrohrwände insbesondere des Zyklonabscheiders (1) den Erfordernissen des Zyklons anzupassen, werden die Flossen- 2

Claims (10)

  1. AT 402 846 B rohrwände, gegebenenfalls um schwierig zu kühlende Teile in die Zirkulation einzubinden, ausgebogen, bzw. manchmal mit Gabelungen versehen. Ein wesentliches Kennzeichen der Erfindung besteht in der rechteckförmigen bzw. quadratischen Ausbildung des Zyklonabscheiders, wodurch die Eingliederung in den Kesselkörper (2) ermöglicht wird. Bei dieser Konstruktion ist es möglich, daß mehrere Zyklone nebeneinander angeordnet werden. In diesem Falle setzen sich die nebeneinander liegenden Trichterseitenwände, z. B. über Gabelstücke in der allfällig notwendigen Trennwand (15) zwischen den Zyklonen fort. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, die Kesseltrommel (9) in der Verlängerung der Zwischenwand zwischen Zyklon (1) und Brennkammer (6) anzuordnen, wobei dann die Fallrohre nach einer entsprechenden Krümmung die Vorderwand (7) bilden und die Standrohre (10) an den Enden der Kesseltrommel außerhalb der Rauchgase also unbeheizt angeordnet werden. Fig. 2 zeigt in Seitenansicht die Konstruktion der Rückführung der zirkulierenden Wirbelschicht. Man erkennt die parallele Anordnung mehrer Zyklonabscheider (1) mit ihrem Tauchrohr (11), die nebeneinander angeordnet sind, in welchen das Abgas vom Bettmaterial getrennt wird, welches in einer trichterförmigen Wandanordnung gesammelt und der eigentlichen Rückführung (5) zugeführt wird. Die Vorderwand (7) ist Teil des Fallrohrsystems, welches im unteren Teil strichliert dargestellt ist und in Sammlern (4) endet, in welchen die flüssige Phase aus der Kesseltrommel (9) (Fig.l) zwischengesammelt werden, wobei die Anschlüsse an die Fallrohrflossenwand schräg angeordnet sind. Die Sammler (4) münden dann in den unteren Trichter (14) mit den schrägen Flächen in der Zwischenebene und führen so an die tiefste Stelle des Dampferzeugers. Patentansprüche 1. Verbrennungsanlage nach dem Prinzip einer zirkulierenden Wirbelschicht mit einem oder mehreren Zyklonabscheidern zur Rückführung des Bettmateriales in die aus Flossenrohrwänden gebildete Brennkammer, insbesondere in stehender oder selbsttragender Bauweise mit einem Steig- und Fallrohrsystem, bei der der Zyklonabscheider als Teil des Kühlsystems zumindest zum Teil aus durchströmten Flossenwänden gebildet Ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklonabscheider (1) mit vertikaler Achse ausgebildet und an der Außenseite einer Wand des Kesselkörpers angeordnet ist, wobei die Seitenwände (8) des Zyklonabscheiders (1) als Teil des Steigrohrsystems und die Vorderwand (7) des Zykionabscheiders (1) als Teil des Fallrohrsystems ausgebildet sowie in den Kühlkreis für die Brennkammervorder- und -rückwand eingebunden sind.
  2. 2. Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklonabscheider (1) im Grundriß einen quadratischen Querschnitt und einen sich nach unten verjüngenden Unterteil (3) aufweist, der insbesondere mit der Rückführung (5) in die Brennkammer (6) gegebenenfalls teilweise oder zur Gänze in Blechkonstruktion mit innenliegender Verschleißschicht und Isolierung oder auch in Flossenrohrwandkonstruktion ausgebildet ist.
  3. 3. Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Flossenwand des Zyklonabscheiders (1) versorgenden Sammler (4) an den Verschneidungskanten der Flossenwände angeordnet sind und über schräge Stutzen mit den Flossenwänden verbunden sind.
  4. 4. Verbrennungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung (5) für das Bettmaterial aus einer Wasser/Dampf gekühlten Flossenwand gebildet ist und als Syphon oder als L-Valve oder mit einem Wehr ausgebildet ist.
  5. 5. Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklonabscheider (1) ein in einem Sammler (12) eingehängtes feuerfestes Tauchrohr (11) aufweist und vorzugsweise über Wasser/Dampf führende Leitungen (13) gehalten ist.
  6. 6. Verbrennungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der trichterförmige Unterteil (3) des Zyklonabscheiders (1) von oben nach unten zuerst durch Schrägstellung der Vorderwand (7) in einer Richtung und weiter unten durch Schrägstellung der Seitenwände (8) in der anderen Richtung gebildet ist.
  7. 7. Verbrennungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rohrgruppe der Vorderwand (7) ausgebogen und insbesondere gegabelt ist, um die inneren Seitenwände (8) des Trichters des 3 AT 402 846 B Zyklonabscheiders (1) und gegebenenfalls die Rückführung (5) zu bilden.
  8. 8. Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampftrommel (9) des Kesselkörpers (2) auf einem Standrohr (10), insbesondere einer Standrohrgruppe angeordnet ist und daß das Standrohr, bzw. die Standrohrgruppe mit dem Kesselkörper (2), insbesondere im Bereich der Vorderwand (7), verbunden ist.
  9. 9. Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Seitenwände (8) der Rückführung (5) teilweise durch Ausbiegung und insbesondere durch Gabelung zumindest einen Teil der Trennwand zur Brennkammer (6) bilden.
  10. 10. Verbrennungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Rückführung (5), insbesondere in der Ausführung als Syphon, als Flossenwände ausgebildet sind und vorzugsweise von leicht beheizten Fallrohren versorgt werden, die anschließend weitere Bauteile des Kesselkörpers (2) mit Wasser/Wasserdampfgemisch versorgen. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 4
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