DE3043855C2

DE3043855C2 - Heißgaskühler einer Kohlevergasungsanlage

Info

Publication number: DE3043855C2
Application number: DE3043855A
Authority: DE
Inventors: Jaroslav Dipl.-Ing. Winterthur Zabelka
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1980-09-19
Filing date: 1980-11-21
Publication date: 1983-05-19
Also published as: EP0048326A2; DE3043855A1; DE3162802D1; ZA815916B; EP0048326A3; CH653360A5; US4395268A; JPS5787587A; JPH0253713B2; EP0048326B2; EP0048326B1

Description

35

Es ist ein Heißgaskühler nach d«,m Oberbegriff des Anspruchs 1 aus der nicht vorveröffentlichten DE-OS 40 257 bekannt Bei diesem Kühler haben der Einsatz und das Hemd kreiszylindrischen Querschnitt was verhältnismäßig große Abmessungen bedingt, wenn der Ringraum zwischen Einsatz und Hemd für Wartungsarbeiten zugänglich sein soll.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Abmessungen des Einsatzes sowie des Hemdes und damit auch die Abmessungen des Druckgefäßes zu verringern und zugleich die Zugänglichkeit des Ringraumes für die Wartung beizubehalten.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst Durch den n-Eck-Querschnitt des Einsatzes lassen sich die Abmessungen in radialer Richtung des Einsatzes verringern und zugleich der Durchmesser des Hemdes kleiner machen. Über den Umfang des Ringraumes gesehen entstehen durch den n· Eck-Querschnitt des Einsatzes abwechselnd Verengungen und Erweiterungen. Die Querschnittsabmessungen dieses Ringraumes sind kleiner als die des Ringraumes im bekannten Kühler; Jie Zugänglichkeit zum Ringraum ist aber trotzdem ausreichend. Wegen des verringerten Durchmessers des Hemdes läßt sich auch der Durchmesser des Druckgefäßes herabsetzen.

Besonders vorteilhaft ist aber eine Lösung nach den Merkmalen des Anspruchs 2. Der Einsatz und das Hemd bestehen dann aus Rohrtafeln, die leicht in der Werkstatt hergestellt, an den Montageort transportiert und dort zusammengeschweißt werden können. Außerdem sind auch im Ringraum zwischen dem Hemd und dem Druckgefäß auf dem Umfang gleichmäßig verteilt Erweiterungen und Verengungen vorhanden, die trotz der Möglichkeit einer weiteren Verringerung des Durchmessers des Druckgefäßes noch ein Befahren dieses Ringraumes für Warnings- und Reparaturzwecke gestatten.

Die Erfindung wird nun an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Gaskühler nach der Erfindung,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Gaskühler nach der Schnittlinie H-II in F i g. 1.

Gemäß Fi g. 1 ist in einem zylindrischen Druckbehälter 1 an einem inneren Balkenkranz 2 ein Einsatz 3 und an einem äußeren Balkenkranz 4 ein Hemd 5 C-ufgehängt Einsatz 3 und Hemd 5 bestehen je aus einer Reihe von vertikalen, über Stege miteinander dicht verschweißten Rohren 6, welche Mantellinien von regulären sechsseitigen Prismen bilden. Die Rohre 6 des Einsatzes 3 wie des Hemdes 5 sind in einem oberen Bereich nach innen abgekröpft, wobei ein Teil der Rohre 6 des Einsatzes 3. wiederum dicht miteinander verschweißt, einen Hals 7 mit Sechseckquerschnitt bildet Dasselbe gilt für einen Teil der Rohre 6 des Hemdes 5, die einen Hals 9 bilden.

Die restlichen, mit 6' bezeichneten Rohre verlaufen im Ringraum 11' zwischen den beiden Hälsen 7 und 9 und schließlich sind Jie Enden aller Rohre 6 in einem sechseckig angelegten Ringkollektor 12 eingeschweißt

Die Rohre 6 des Einsatzes 3 wie auch des Hemdes 5 sind an ihrem unteren Ende mit einem gemeinsamen Verteiler 14 verbunden, der ebenfalls Sechseckumriß aufweist Dabei sind im Endbereich die Rohre des Einsatzes 3 abwechslungsweise so ausgebogen, daß ein offenes Rohrbüschcl entsteht, durch welches das zu kühlende Gas aus dem zentralen Fallraum 10 in den Ringraum 11 übertreten kann.

Die Rohre des Hemdes 5 bilden zusammen mit den Stegen eine bis zum Verteiler 14 reichende dichte Wand. Etwa die Hälfte der Rohre ist jedoch im untersten Bereich aus dieser Wand ausgebogen. Sie münden wie üblich gegenüber den wandbildeniien Rohren versetzt in den Verteiler 14, um dicen nicht unzulässig zu schwächen. Am Verteiler 14 ist unten ein Ring 20 angebracht, an dem ein Balg 21 befestigt ist, der eine dichte Verbindung herstellt zu einem Flansch 22 eines doppelwandigen Trichters 23. Der Hals 25 dieses Trichters durchdringt den Boden 26 des Druckgefäßes 1. Der Zwischenraum zwischen den zwei Wänden dieses Trichters 23 ist mit Wasser gefüllt, das durch Löcher 30 austritt und im Trichter ein Niveau 32 bildet.

An seinem oberen Ende ist der Hals 7 über ein nicht gezeichnetes nachgiebiges Element mit einem nach innen vorspringenden Rand 30 eines Rohres 31 verbunden, das mit Isoliersteinen 32 ausgekleidet ist und den Austritt eines nicht gezeichneten Reaktionsgefäßes darstellt. Das Rohr 31 ist von einem am Druckgefäß 1 befestigten Stutzen 34 mit Flansch 35 umgeben. Dieser Flansch 35 wird mit dem genannten Reaktionsgefäß druckdicht verbunden.

Am Hemd 5 ist eine öffnung 40 vorgesehen, in deren Bereich ein Teil der Rohre aus der Hemdfiächenebene ausgebogen ist und dichtende Verbindungsrippen zwischen den Rohren fehlen. An der Außenseite des Hemdes ist der Rand der öffnung 40 durch einen Balg 42 mit einer Austrittsleitung 43 verbunden, die den Druckbehälter 1 durch eine nachgiebige Hülse 44 verläßt.

Die /wischen dem Verteiler 14 und dem Sammler 12 parallel geschalteten Rohre 6 bilden mit Verteiler 14 und Sammler 12 zusammen den wanneaufnehmenden Teil eines Dampferzeugers, Verteiler 14 und Sammler 12 sind zu diesem Zweck über nicht gezeichnete, den Druckbehälter 1 durchdringende Rohre mit den übrigen Anlageteilehen des Dampferzeugers verbunden.

Im Betrieb der Anlage strömen aus dem erwähnten, nicht gezeichneten Reaktor Gase von etwa 1400" C, die Ruß und Schlacketeilchen enthalten, durch das gefütterte Rohr 31 und den Hals 7 in den Einsatz 3, in welchem vor allem durch Gasstrahlung an die gekühlte Wand des Einsatzes, eine Abkühlung auf rund 1000⁰C stattfindet Im Bereich des unteren Endes des Einsatzes biegt die Gasströmung nach oben um. während der weitaus größte Teil der Ruß- und Schlacketeilchen in den Trichter 23 fällt und aus diesem mit dem laufend einströmenden Wasser abgeführt: wird. Die im Ringraum 11 zwischen Einsatz 3 und Hemd 5 nach oben strömenden Gase werden weiter abgekühlt auf etwa 400° C, worauf sie den Ringraum über das Rohr 43 verlassen. Die weitere, problemlose Abkühlung geschieht in nachgeschaiteten Wärmeübertragern, die sekundärseitig vorzugsweise ebenfalls Bestandteile der Dampferzeugeranlage bilden.

Einsatz 3 und Hemd 5 sind im Ausführungsbeispiel über Zugbänder 16 bzw. 17 aufgehängt, die zweckmäßig von den Stegblechen zwischen den Rohren 6 ausgehen.

Dabei können die Zugbänder 16 im Bereich der oberen Außenkante des Einsatzes 3 bis zu den etwa horizontal verlaufenden, dicht miteinander verbundenen Rohren 6 des Hemdes 5 gasdicht miteinander verbunden sein, so daß die Räume 10 und 11 vollständig vom Raum außerhalb des Hemdes 5 getrennt sind. Es

s kann auch zweckmäßig sein, insbesondere im oberen Bereich des Ringraums 11 zwischen Einsatz 3 und Hemd 5, eine Verbindungsöffnung zum äußeren Raum vorzusehen, so daß stets ein gewisser Druckausgleich über die Wand des Hemdes entsteht und dieses nicht

ίο durch größere Druckkräfte belastet werden kann.

Die Ecken 50 des Einsatzes 3 und die Ecken 51 des Hemdes 5 sind im Ausführungsbeispiel, wie F i g. 2 zeigt, 36

um einen Winkel γ=

360°

=30° gegeneinander

versetzt Es entstehen dadurch im Raum 11 sechs über den Umfang verteilte Erweiterungen 52, die die Wartung der den Einsatz und das Hemd bildenden Rohrwände wesentlich erleichtern. Ähnliche Erweiterungen 53 ergeben sich zwischen Hfemd 5 und der kreiszylindrischen Wand des Druckbehälters 2. Diese Erweiterungen 52, 53 sind über nicht dargestellte Mannlöcher im Druckgefäß 2 und fUrnd 5 und/oder über die vorhandenen Druekgefäßänsehiü'-se 34,35 und 43 erreichbar.

Bei Heißgaskühlern für Kohlevergasungsanlagen ist es besonders wichtig, daß die Wärmeübertragerflächen gedrungr.t sind, weil die abzukühlenden Heißgase unter verhältnismäßig hohem Überdruck von beispielsweise 4 MPa (= rund 40 atü) stehen, was ein verhältnismäßig

<o dickwandiges Druckgefäß bedingt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. HeiBgaskühler einer Kohlevergasungsanlage, bestehead aus einem vertikal angeordneten, im wesentlichen zylindrischen Druckgefäß mit einem koaxial im Druckgefäß angeordneten, einen Fallraum bildenden, Ober den Umfang geschlossenen Einsatz aus dicht zusammengeschweißten Rohren, wobei diese Rohre Teil des beheizten Drucksystems to eines Dampferzeugers sind und wobei der vom Einsatz umschlossene Raum oben über einen das Druckgefäß durchdringenden Gaszufuhrkanal mit einer Reaktionskammer und unten über einen Austrittskanal mit einer Schlackenabführvorrich-Hing verbunden ist und wobei der Einsatz von einem koaxialen, ebenfalls aus dicht verschweißten Rohren bestehenden Hemd umgeben ist, das zwischen sich und dem Einsatz einen Ringraum freiläßt, der in seinem unteren Bereich mit dem Innenraum des Einsatzes Kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (3) im wesentlichen ein langgestrecktes Prisma mit einem regulären n-Eck-Querschnitt bildet

2. Heißgaskühler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Hemd (5) im wesentlichen ein langgestreckt« Prisma mit einem regulären n-Eck-Querschnitt bildet und die beiden Prismen bezüglich ihrer Längsachse um den Winkel y=360°/2n gegeneinander verdreht angeordnet sind.