DE2124584A1 - Regenerativ-Luftvorwärmer mit stationärer zylindrischer Regenerativ-Kammer - Google Patents

Regenerativ-Luftvorwärmer mit stationärer zylindrischer Regenerativ-Kammer

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DE2124584A1 DE19712124584 DE2124584A DE2124584A1 DE 2124584 A1 DE2124584 A1 DE 2124584A1 DE 19712124584 DE19712124584 DE 19712124584 DE 2124584 A DE2124584 A DE 2124584A DE 2124584 A1 DE2124584 A1 DE 2124584A1
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    • F28D17/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
    • F28D17/04—Distributing arrangements for the heat-exchange media
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S165/009—Heat exchange having a solid heat storage mass for absorbing heat from one fluid and releasing it to another, i.e. regenerator
    • Y10S165/037—Heat exchange having a solid heat storage mass for absorbing heat from one fluid and releasing it to another, i.e. regenerator having flow diverting means, e.g. valve to selectively control flow through storage mass
    • Y10S165/038—Correlated control of plural diverting means
    • Y10S165/039—Synchronously rotated flow guiding hoods disposed on opposite sides of fixed regenerator

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Description

52o2 Hennef, Sieg 1, den 14.5.1971 Mein Zeichens Pa η ^ ο16
Anmelder t Apparatebau RothemUhle Brandt * Kritisier
5961 Rothemühle
Patentanmeldung
Regenerativ-Luftvorwärmer adt stationärer zylindrischer Regenerativ-Kamner
Die Erfindung betrifft Regenerativ-Luf tvorwärmer wit stationärer zylindrischer Regenerativ-Kammer, die einen Dampferzeuger nachge*chaltet sind und bei denen die Rauchgase in bekannter Weise die Stationire Regenerativ-Kaaueer Über koaxial an ihren Stirnflächen synchron rotierenden Drehhaben durchströmen, von denen die eine vom LuftzufUhrungskanal und die andere vom Luftabführungekanal allseitig umschlossen ist.
Die Erfindung besweckt eine Möglichst günstige Gestaltung und Anordnung der an die Stationire Regenerativ-Kanuner anschließenden Zu- und Abführung« Jc an Al β für die wirmeaustauschenden Medien.
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Bel der bisher Üblichen Anordnung der Regenerativ-Luftvorwärmer mit stationärer Regeneratlv-Kaaaer im Anschluß an einen Dampferzeuger wurde die aufzuwärmende Luft durch Bentrale Lufthauben geführt, die beiderseits an den Stirnflächen der asylindrisehen Regener ativ-Kaminer, innerhalb ortsfester Rauchgasanschlußkanäle umlaufen·
Bei einer solchen Ausführung ergaben sich verhältnismäßig niedrige mittlere Wandtemperaturen für die korrosionsgefährdete Kaltlufthaube, vor allen " innerhalb des Strömungebereiches der größten Verzögerung, der aus der Regenerativ-Kammer ausströmenden Rauchgase, die etwa auf eine Temperatur von 160 °C abgekühlt sind·
Die Geschwindigkeit dieser Rauchgasströmung beträgt im Austrittsquerschnitt der Regenerativ-Kammer etwa 8 m/s und wird auf verhältnismäßig kurzen Strömungsweg in der Umgebung des Halsquerschnittes der Kaltenddrehhaube etwa bis auf 2,5 m/s verzögert·
Die Geschwindigkeit η der im wesentlichen entgegengesetzt gerichteten Kaltluftströmung In dieser Drehhaube ist durchschnittlich etwa doppelt so hoch· Sie beträgt im Halsquerschnitt der Kaltendhaube ungefähr 15 m/s und verzögert sich bis zur Regenerator-Stirnfläche auf etwa 5 m/s·
Dies· verhältnismäßig höhere Kaltluftgeschwindigkeit in Verbindung mit der, durch die Forst der Querschnittserweiterung beidingten Tendenz der verzögerten Rauchgasströmung, sich von den äußeren Wandungen dieser Drehhaube weltgehend
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su lösen, bewirkt, daß dl· Wärmaübergangezahl zwischen Rauchgas und Wand erheblich niedriger ist, al· die zwischen Wand und Luft· Dies hat zur Folge, daß dl· mittler· Wandtemperatur der Lufthaube wesentlich unter dem arithmetischen Mittel zwischen Rauchgas-Temperatur und Luft-Temperatur und damit häufig auch unterhalb des Rauchgas-Tauputiktas liegt.
Man 1st daher gezwungen, sur Vermeidung von Korrosionen infolg· Unterschreitung des Rauchgastaupunktes diese Drehhaube entweder aus hochwertigen korrosionsbeständigen und teueren Stahlmaterialien herzustellen oder diese Drehhauben doppelwandig auszubilden und durch zusätzliche wäraeachutaverkleidung gegen eine derart weitgehende Unterkühlung zu schützen·
Die Erfindung geht weiterhin von der Erkenntnis aus, daß bei der Ausführung der Regenerativ-Luftvorwärmer mit stationärer Regenerativ-Kamner und rotierenden Lufthauben innerhalb stationärer Rauchgasanschlußkanftl·, die Anordnung der in diese Rauchgaskanal· hinein geführten Luftanschlußkanäl· unter Umständen baulich ungünstig ist und sich störend auf dl· gleichmäßige Verteilung der Rauchgase innerhalb der Heisflächen auswirken kann· Einseitig« Verschmutzung der Heizflächen und Pulsation der Verbrennungsluft können dl« Folge sein·
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Beschleunigung der Rauchgase vorteilhafte strömungsverhältnisse und höher· mittler· Wandtemperaturen der Kaltendhaube zu erzielen und
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hierbei sugleich die Strömungskanäle für die wärmetauschenden Medien baulich günstiger su gestalten·
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst9 daß die Rauchgase in an sich bekannter Weise, jedoch ist Gegensatz zur bisher Üblichen Aueführungeart, die fttationftre Regenerativ-Kansäer über koaxial an ihren Stirnflächen synchron rotierende Drehhaben durchströmen, von denen dia eine vom Luft-. ««führungskanal und die andere vom Luftabführungskanal allseitig umschlossen ist, wobei der Durchmesser (D-) des eentralen, kreisförmigen Halsquerschnittes der Drehhaube auf der Rauchgasabströaselte das 0,35- bis O,5fach und ihre axiale Höhe (h11) das 0,2« bis 0,3fache des Durchmessers (D) der Regeneratlv-Kammer beträgt·
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die axiale Höhe (h,h*) der an die zentralen Halsquerschnitte der Drehhauben (1,2) anschliefienden stationären Rauchgaskanale (I',2) kleiner als das 0,4fache des Durchmessers (D) der Regenerativ-) Kammer gewählt« Unter Umständen kann bei der erfIndungsgemäfien Ausführungeart des RegenerativlAiftvorwärmers der Rauchgaskanal (I1) auf der OasanstrÖüseite vollständig entfallen. Die Gaseintrittsdrehhaube (1) kann lediglich unter Zwischenschaltung einer Dehnungsmembran (3) unmittelbar an den Austrittequerschnitt des letzten Kesselzuges angeschlossen werden.
Sine Verwirklichungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch und beispielhaft dargestellt·
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Ss »eigens
Figur 1 die bisluir üblich« Aueführungeform des Regenerativ-LuftvorwMrmers rait stationärer Ragonörativ-Kaameri
Figur 2 die erfinduitgsgemlüto Ausfütirungsart im Anschluß an «1η·η Darapferseuger nit lotrechtem Austritt d«r Rauchgas··
Wie aus der Figur 1 su ersahen ist, umströmen die aus dem Dampferzeuger austretenden Rauchgase Innerhalb der R&uchgaekanalhöhe h ο <*en seitlich aus diesem Kanal herausgeführten Stationiren LuftabführungsJcanal 6· Die Umlenkung dieses Kanals in die horizontale Richtung erfordert eine Mtndesthöhe ho sum einbau und Anschluß an den zentralen Halsquerschnitt der unteren Warmluftdrehhaube 1, die etwa das O,4fache des Durchmessers O der stationtren zylindrischen RegeneratiY-Kamraer betrlgt.
In Ihn1icher weise ist der stationäre LuftaufUhrungskanal ·, der sich an den oberen Malsquer·* schnitt der Kaltlufthaube 2 anschließt, horlsontal in Richtung senkrecht sur Zeichenebene der Figur in den Rauchgasaustrittskanal hineingeführt und innerhalb der Höhe 0,4 D in axialer Richtung nach unten umgelenkt· Die asiale Oesamthuhe dieser Kanalanordnung εwischen der Oberkante des Luftsuführungskanals 6 und der Unterkante des LuftabfUhrungskanals 5 ist mit HQ bezeichnet.
Am Kaltende, auf der Gasabströmseite, strömen die abgekühlten Rauchgase beim Austritt aus der
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Rogonsrator-Stlrnilüche mit einer Geschwindigkeit von etwa S m/s in Pfollrichtung 8 und verzögern sich in der Umgebung dee Halsquerschnittes der Kaltiuftdrehhaube, wo der Pfeil 9 eingezeichnet
ist, auf ungsffihr 2,5 m/s·
Demgegenüber hat die innerhalb der Kaltlufthaube nach unten atrSmende Luft im Halsquerschnitt dio durch die Größe des Pfoils IO gekennzeichnete mittlere Eintrittsgeschwindigkeit von etwa 15 m/s· Diese verzögert sich auf ihrem v/eg zur oberen Stirnfläche der Regeneratlv-Kamner auf etwa 5 m/s wie dies i» Verhältnis die G^ÖÄe des Pfeils 11 zeigt»
Die «rfiSfiöusägEgomäßa Unöcahrung un& baulich günstigere Gestaltung der Kanalfühning d«r wMrraetauschen» den Median εοκΙθ die demit erreicht· Beschleunigung der Gasströmung im Bereich der Kaltenddrehhaube 1st in Figur 2 dargestellt«
Öle abgekühlten Rauchgase strömen in Pfeilrichtung . 12 ungefähr mit einer Geschwindigkeit von 8 m/s
" aus der Stirnfläche der Regeneretiv-Kanwer·
Sie werden dann in der Kaltendhaube etwa bis auf 20 m/s (in Pfeilrichtung 13) innerhalb dee Halsquerschnittes diester Drehhaube beschleunigt·
Die Im Mittoi ungefähr 160 °C warnen Rauchgase strömen im Unterschied zu den Str&nungsVerhältnissen bei der binher üblichen Ausführungsweise mit wesentlich höherer mittlerer Geschwindigkeit und beschleunigter Strömung entlang den Wandungen der Keltendhaube* Die erfindungsgemSAe neue
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Anordnung ermöglicht somit durch entsprechend· Bemessung des Halsquerschnlttee - Durchmesser (D-1) - der KaltendhaUbe die Wlrmeübergangssahl zwischen Rauchgas und der Wand und damit die mittlere Wandtemperatur la korrosionsgef&hrdQten Bereich weitgehend zu erhöhenv so dall in der Regel keine Taupunktuntersdhreitungen nehr zu erwarten sind.
Die Pfeile 14,15 «eigen die nach unten gerichteten Luftgeschwindigkeiten im Luftacuführungskanal außerhalb der Kaltendhaube, die sich von etwa 3 m/m auf ungefähr 6 m/s beim Eintritt in die Regenerator-StirnflSehe erhöhen·
Bauliche Vereinfachungen ergeben sich vor allem bei dieser Anordnung durch die geringeren Höhen h, und h* der zentralen itauchgasanschlufikanile 1' und 2', von denen gegebenenfalls der Rauchgas elntrittskanal 1' vollständig eingespart werden kann· Hierdurch wird die Rauchgas berührte Oberfläche des Luftkanalβ gegenüber der herköamllchen Bauweise erheblich vermindert und der durch eventuelle Korrosion verursachte Schaden besw« Reparaturaufwand entsprechend verringert« Die geringere Bauhöh· der Anordnung ermöglicht den Schwerpunkt des Systeme, in dem der erflndungsgemlAe Luftvorwärmer eingebaut ist« tiefer su legen· Es wirkt sich dieser Vorteil insbesondere bei Schiffskesselanlagen günstig aus·
Die Anwendung der erfindungsgemlBen Ausführung ermöglicht es hei kleineren Schornstelnhöhen und Insbesondere bei Schiffskesseln die Geschwindigkeit der abströmenden Rauchgase derart su
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beschleunigen, daß auch bei ungünstigen Betriebsund ftartungsverhältnissen die in den Gasen mitgeführten Ruß- und Ascheteilchen mit sicherheit aus dem Schornstein ausgetragen werden. Die sofortige Beschleunigung der Rauchgase beim Austritt aus der Regenerativ-Kammer bewirkt auch eine erhöhte Selbstreinigung der Heizflächen·
Der wesentlichste Vorteil, der eilt der Erfindung erzielt wird, ist jedoch die Erhöhung der mittleren Wendtemperatür der Kaltendhaube, wodurch Taupunktunterschreitungen vermieden werden und die bisher für die Herstellung der Kaltendhaube verwendeten Korrosionsbeständigen teueren Stahlmaterialien und ausätzliche Wärmeschutzverkleldungen eingespart werden können·
Ansprüche
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Claims (1)

  1. Ansprüche
    fl·)] Regenerate v-Luftvorwärmer mit stationärer zylln- \_y drischer Regenerativ-Kammer, die einem Dampfersseuger nachgeschaltet sind und bei denen die Rauchgase In bekannter Welse die stationäre Regetteratlv-Kamner Ober koaxial an Ihren Stirnflächen synchron rotierende Drehhauben (1,2) durchstrBnen, von denen dl« eine vom Luftabführungskanal und die andere vom Luftsuführungskanal umschlossen 1st« dadurch gekennzeichnet, dall der Durchmesser (D^) des sentralen, kreisförmigen Halsquerschnlttes der Drehhaube auf der Rauchgasabströmselte das 0,35- bis 0,5fache und Ihre axiale Hübe (H") das 0,2- bis 0,3fache des Durchmessers (D) der RegeneratlY-Karaeer beträgt·
    2·) Regenerati v-i«uftvorw&rnter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daA die axiale Höhe (h,h*) der an die sentralen Halβquerschnitt« der Orehhauben (1,2) anschlieAenden βtationärön Kauchgaskanäle (1·,2') kleiner als das 0,4facha des Durchmessers (D) der fteeenerativ-Kammer ausgeführt 1st·
    3.) Rogenerativ-Luftvorwärmer nach einem oder beiden vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchgaskanal (I') auf der Gasanatromsaite vollständig entfällt und die Gaseintrittadrohhaube (1) lediglich unter Zwischenschaltung einer Dehnungsmembran O) unmittelbar an den Austrittsquerschnitt (4) des lets ten ICesselzuges angeschlossen ist·
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DE2124584A 1971-05-18 1971-05-18 Regenerativ-Luftvorwärmer mit stationärer zylindrischer Regenerativ-Kammer Expired DE2124584C3 (de)

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DE2124584C3 (de) 1975-02-27
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