DE1031331B - Process for reducing the amount of coolant escaping into the furnace in the event of leaks in hot cooling systems - Google Patents

Description

Verfahren zur Verringerung der bei Undichtheiten von Heißkühlanlagen in den Ofen austretenden Kühlmittelmenge Die Erfindung betrifft die Kühlung von hochbeheizten Industrieofenteilen, wobei die anfallende Wärme mit Hilfe eines in sich geschlossenen, stofflich allseits abgedichteten Primärkühlm.ittelkreislaufs über Wärmeaustauscher an das Kesselwasser eines Dampferzeugers übertragen und so zur Dampferzeugung nutzbar gemacht wird. Bekannt wurden bisher derartige Anlagen insbesondere für Kessel mit Natur-und Zwangsumlauf des Kesselwassers in verschiedenen Anordnungen, beispielweise auch für mehrere parallel geschaltete Teilkreisläufe, die im wesentlichen alle von der Ausdampftrommel des zugehörigen Dampferzeugers ausgehen und wieder in dieselbe einmünden. Für Hochöfen wurde auch schon eine Kühlung mit einem vom Kesselwasser stofflich getrennten Primärkühlmittel vorgeschlagen., das bei den zu erwartenden Betriebstemperaturen auch bei geringem Druck noch keinen Dampf entwickelt. Diese Anordnung diente jedoch ausschließlich der Vermeidung von Umlauf- und Kühlschwierigkeiten infolge hängenbleibender Dampfblasen.Process for reducing the leakage of hot cooling systems Amount of coolant escaping into the furnace The invention relates to the cooling of highly heated industrial furnace parts, whereby the resulting heat with the help of an in closed, materially sealed primary coolant circuit on all sides transferred via heat exchangers to the boiler water of a steam generator and so on is made usable for steam generation. Such systems have been known so far especially for boilers with natural and forced circulation of the boiler water in different Arrangements, for example also for several partial circuits connected in parallel, which essentially all from the exhaust drum of the associated steam generator go out and flow into the same again. A cooling system has already been implemented for blast furnaces Proposed with a primary coolant that is materially separated from the boiler water., At the expected operating temperatures, even at low pressure, none Steam develops. However, this arrangement was only used to avoid Circulation and cooling difficulties due to trapped vapor bubbles.

Es sind auch Industrieöfen bekannt, die durch mehrere parallel geschaltete primäre Kühlmittelkreisläufe gekühlt werden, deren Kühlmittel die im Ofen aufgenommene Wärme an ein beliebiges anderes, stofflich getrenntes Arbeitsmittel abgibt.There are also known industrial furnaces, which are connected by several in parallel primary coolant circuits are cooled, the coolant of which is absorbed in the furnace Gives off heat to any other, materially separated working medium.

Alle diese Anordnungen arbeiten jedoch mit großen Sammelbehältern für das Primärkühlmittel, so daß bei gelegentlich auftretenden größeren Und.ichtheiten b.zw. Wanddurchbrüchen die Gefahr besteht, daß der gesamte im Kreislauf vorhandene Kühlmittelinhalt in den Ofen selbst ausfließt und beispielsweise bei metallurgischen Öfen (Hochöfen, Siemens-Martin-Öfen usf.) die gesamte eingesetzte Charge verdirbt, ehe überhaupt das Bedienungspersonal rechtzeitig eingreifen kann.However, all of these arrangements work with large sumps for the primary coolant, so that larger leaks occur occasionally respectively. Wall breakthroughs there is a risk that the entire existing in the circuit Coolant content flows out into the furnace itself and, for example, in the case of metallurgical Furnaces (blast furnaces, Siemens-Martin furnaces, etc.) spoil the entire batch used, before the operating staff can intervene in time.

Um diesen für den Betrieb der genannten Ofen und der dazugehörigen Kühlanlagen entscheidenden Bedenken wirksam entgegenzutreten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die absolute Menge bzw. die Wärmeaufnahmefähigkeit des in jedem einzelnen abgeschlossenen Kreislauf enthaltenen Kühlmittels so gering wie möglich, jedenfalls aber wesentlich geringer als die des Wasserinhaltes der zugehörigen. Dampferzeugeranlage zu halten.In order to use this for the operation of the said furnace and the associated Effective counteracting of critical concerns is made according to the invention suggested the absolute amount or the heat absorption capacity of the in each individual closed circuit contained coolant as little as possible, at least but much less than that of the water content of the associated. Steam generator system to keep.

Je nach Wahl des Kühlmittels und des Temperaturgebiet@es, das sich aus den Eigenheiten des Ofenbetriebes einerseits und der des zugehörigen Dampferzeugers andererseits ergibt, ist es zweckmäßig, den Betriebsdruck im Kühlsystem unter Umständen wesentlich höher oder niedriger als den im Dampferzeuger zu halten.Depending on the choice of coolant and the temperature range @ es that from the peculiarities of the furnace operation on the one hand and that of the associated steam generator on the other hand, it is useful to adjust the operating pressure in the cooling system under certain circumstances much higher or lower than the one in the steam generator.

Es ist zweckmäßig, bei Anwendung von Wasser im Primärkühlsystem dessen Druck merklich höher zu halten als den des Dampferzeugers. Um andererseits den Betriebsdruck im Kühlsystem möglichst niedrig halten und die Betriebssicherheit dadurch gleichzeitig erhöhen zu können, ist es in an sich bekannter Weise auch möglich, solche Flüssigkeiten als Kühlmittel zu verwenden, die bei nur geringen Überdrücken eine sehr hohe Verdampfungstemperatur aufweisen. Als solche kommen auch die in an sich bekannten Natrium-oder Kalium-Natrium-Legierungen in Betracht.It is useful when using water in the primary cooling system Keep the pressure noticeably higher than that of the steam generator. On the other hand, the operating pressure Keep the cooling system as low as possible and thereby ensure operational reliability at the same time To be able to increase, it is also possible in a manner known per se to use such liquids to be used as a coolant, which has a very high evaporation temperature at only low overpressures exhibit. The sodium or potassium-sodium alloys known per se are also used as such into consideration.

In vereinfachter Weise kann die erfindungsgemäße Anordnung dadurch erreicht werden, daß mehrere selbständige Kühlelemente einander dadurch parallel geschaltet sind, daß sie zwar von derselben Umwälzvorrichtung mit Kühlmittel versorgt werden, aber die im Ofen aufgenommene Wärme dem Arbeitsmittel des Dampferzeugers jeweils in einem selbständigen Wärmeaustauscher übertragen, und daß die wiederabgekühlten Kühlmittelteilströme erst in der Saugleitung bzw. im Saugbehälter der gemeinsamen Umwälzvorrichtung wieder zusammengefaßt werden. In an sich bekannter Weise sind dabei die einzelnen Kühlelemente sowohl auf der Eintritts- als auch auf der Austrittsseite durch besondere Absperrorgane voneinander abschließbar angeordnet.In a simplified manner, the arrangement according to the invention can thereby can be achieved that several independent cooling elements are parallel to each other are connected that they are indeed supplied with coolant by the same circulation device but the heat absorbed in the furnace is transferred to the working fluid of the steam generator each transferred in an independent heat exchanger, and that the re-cooled Partial coolant flows only in the suction line or in the suction tank of the common Circulation device are summarized again. In a manner known per se the individual cooling elements on both the inlet and the outlet side Arranged lockable from each other by special shut-off devices.

Um die Menge der bei einer Undichtigkeit austretenden Kühlflüssigkeit auf das geringstmögliche 1Ia.ß zu beschränken, ist es zweckmäßig, jedem Kühlelement einen besonderen, mit einer eigenen Umwälzvorrichtung versehenen, geschlossenen Kreislauf zuzuordnen. Dabei kann auch eine sogenannte Serienpumpe angewendet werden, bei der mehrere arbeitsmittelseitig miteinander nicht in Verbindung stehende Kreiselräder auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind, von denen jedes einzelne für sich in je eines der voneinander getrennten Kühlsysteme eingeschaltet ist.About the amount of coolant escaping in the event of a leak to the lowest possible 1Ia.ß, it is advisable to use each cooling element a special closed one with its own circulation device To be assigned to the cycle. A so-called series pump can also be used here, in the case of several impellers that are not connected to one another on the work equipment side are arranged on a common shaft, each of which is in one of the separate cooling systems is switched on.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur größtmöglichen Verringerung der in den Ofen austretenden Küh'lmittelmenge bei Und'ichtheiten von Heißkühlanlagen, insbesondere für Stahlwerks- oder Hüttenöfen, deren in geschlossenem Kreislauf zwangläufig umgewälztes Kühlmittel die abzuführende Wärmemenge mittels geeigneter Wärmeaustauscher an das Kesselwasser eines Dampferzeugers abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel in an sich bekannter Weise die zu kühlenden Ofenteile in mehreren ganz oder teilweise getrennten Kreisläufen durchströmt, die nur je ein Kühlelement aufweisen, und daß die absolute Menge bzw. die Wärmeaufnahmefähigkeit des in jedem der Kreisläufe enthaltenen Kühlmittels bedeutend geringer gehalten wird als die des im genannten Dampferzeuger enthaltenen Kesselwassers. PATENT CLAIMS: 1. Method for the greatest possible reduction in amount of coolant escaping into the furnace in the event of leaks in hot cooling systems, especially for steel mills or steel mills, which are inevitably in a closed circuit circulated coolant the amount of heat to be dissipated by means of suitable heat exchangers releases to the boiler water of a steam generator, characterized in that the Coolant in a manner known per se, the furnace parts to be cooled in several whole or partially separate circuits, each with only one cooling element, and that the absolute amount or the heat absorption capacity of the in each of the circuits contained coolant is kept significantly lower than that of the mentioned Boiler water contained in the steam generator. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die teilweise Trennung der verschiedenen, vozzugsweise durch die gleiche Umwälzvorrichtung betriebenen Kreisläufe mit Hilfe an sich bekannter, beiderseits der Kühlelemente angeordneter Absperrorgane oder in jeder sonst bekannten Art durchgeführt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that that the partial separation of the different, preferably by the same circulation device operated circuits with the help of known, on both sides of the cooling elements arranged shut-off devices or in any other known manner. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel gegebenenfalls auch insbesondere verdampfendes Wasser verwendet wird, dessen Druck den des Dampferzeugers merklich übersteigt. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as a coolant if appropriate, in particular evaporating water is also used, the pressure of which significantly exceeds that of the steam generator. 4. Heißkühlanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzvorrichtungen mehrerer getrennter Kühlkreisläufe als voneinander getrennte, aber auf derselben Welle angeordnete Kreiselräder zu einer Serienpumpe zusammengefaßt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 583 381, 849 853, 851644; USA.-Patentschrift Nr. 2 275 515.4. Hot cooling system to carry out the Method according to Claim 1, characterized in that the circulating devices several separate cooling circuits as separate, but on the same Centrifugal wheels arranged on the shaft are combined to form a series pump. Into consideration Drawn publications: German Patent Specifications Nos. 583 381, 849 853, 851644; U.S. Patent No. 2,275,515.