DE3823035A1

DE3823035A1 - Apparatus for impinging with a second fluid a reaction space through which a fluid flows

Info

Publication number: DE3823035A1
Application number: DE19883823035
Authority: DE
Inventors: Ernst Ekkehard Dr Ing Hammer
Original assignee: REINING HEISSKUEHLUNG
Current assignee: REINING HEISSKUEHLUNG
Priority date: 1987-07-08
Filing date: 1988-07-07
Publication date: 1989-01-19

Abstract

In an apparatus for impinging with a second fluid a reaction space through which flows a first fluid, which apparatus is composed of a tubular element (2), which can be impinged with the second fluid, having at least one nozzle (4) for the outlet of the second fluid from the tubular element (2) into the reaction space and at least two tubes (coolant tubes) (7) which extend in parallel to the tubular element (2) and through which coolant can flow, in which apparatus the tubular element (2) and the coolant tubes (7) have shared wall parts (7A) simpler manufacturability and stability and improved efficiency are achieved by the coolant tubes (7) or the tubular elements (2) being constructed as profiled tubes formed in one piece having outer tubular parallel bridges (8) and the free longitudinal edges (8A) of neighbouring bridges (8) being welded together directly or indirectly with the insertion of tubular parallel metal sheet strips, forming the tubular element (2) or the coolant tubes (7). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beaufschlagen eines von einem ersten Fluid durchströmten Reaktionsraumes mit einem zweiten Fluid gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a device for applying a a first fluid flowed through reaction space with a second Fluid according to the preamble of claim 1.

Im Zuge der Maßnahmen zur Reinhaltung der Luft ist es den Betreibern von Verbrennungsanlagen gesetzlich vorgeschrieben, bestimmte Grenz werte, unter anderem hinsichtlich des Ausstoßes von Stickoxiden, nicht zu überschreiten. Um die Stickoxidbelastung der Rauchgase von Verbrennungsanlagen unter den vorgeschriebenen Grenzwerten zu hal ten, ist es bekannt, in die Rauchgase mittels Düsen ein ammoniakhal tiges Gas als Behandlungsmedium (Reaktant) einzublasen. Da zur Wirksamkeit dieser Maßnahme die Rauchgase eine vergleichsweise hohe Temperatur aufweisen müssen, sind die Einblasvorrichtungen einer starken Hitzebelastung ausgesetzt, wodurch die Lebensdauer dieser Vorrichtungen erheblich beeinträchtigt werden kann.In the course of measures to keep the air clean, it is the operators of incinerators required by law, certain limits values, among other things regarding the emission of nitrogen oxides, not to exceed. To the nitrogen oxide pollution of the flue gases Incineration plants below the prescribed limit values by half ten, it is known to use ammonia in the flue gases by means of nozzles blowing gas as treatment medium (reactant). There for Effectiveness of this measure the flue gases a comparatively high The temperature of the blowing devices is one exposed to intense heat, increasing the lifespan of this Devices can be significantly affected.

Gattungsgemäße Beaufschlagungsvorrichtungen sind aus den deutschen Offenlegungsschriften 19 06 962 und 36 05 541 bekannt. Im ersteren Fall besteht das mit dem zweiten Fluid beaufschlagbare rohrförmige Element aus einem die Austrittsdüsen in Form von zwei einander ge genüberliegenden Bohrungsreihen aufweisenden zylindrischen Rohr. Zwei trapezförmig gebogene Blechstreifen sind unter Freilassung der Bohrungsreihen an gegenüberliegenden Rohrwandflächen mit dem rohr förmigen Element derart längsverschweißt, daß zwei parallellaufende Kühlmittelrohre entstehen. - Der entgegengesetzte Weg wurde in der zweitgenannten Druckschrift vorgeschlagen; danach bilden zumindest zwei mit Abstand zueinander parallel angeordnete zylindrische Rohre die Kühlmittelrohre. Die Abstandsspalte zwischen den Kühlmittelroh ren werden mittels Bohrungsreihen aufweisenden Blechstreifen ver schlossen. Dadurch entstehen aus den Kühlmittelrohren und den Blech streifen gebildete, mit dem zweiten Fluid beaufschlagbare rohrförmi ge Elemente. - Beide Versionen haben den Nachteil, daß die zur Ver bindung der Blechstreifen mit der Rohrwand erforderlichen Schweiß nähte sich unter anderem ungünstig auf die mechanischen Eigenschaf ten der Kühllanzen im Betrieb und die erforderlichen Materialstärken auswirken. Außerdem sind zur Erzielung ausreichend großer freier Querschnitte für die Kühlmittelrohre bzw. die rohrförmigen Elemente relativ viele Schweißnähte erforderlich. Schließlich müssen die Dü senbohrungen in einem besonderen Arbeitsgang eingebracht werden.Generic exposure devices are known from German Offenlegungsschriften 19 06 962 and 36 05 541. In the former case, the tubular element to which the second fluid can be applied consists of a cylindrical tube having the outlet nozzles in the form of two mutually opposite rows of bores. Two trapezoidal bent sheet metal strips are longitudinally welded to the tube-shaped element with the release of the rows of holes on opposite tube wall surfaces so that two parallel coolant tubes are formed. - The opposite way was suggested in the second mentioned publication; thereafter, at least two cylindrical tubes spaced parallel to one another form the coolant tubes. The spacing gaps between the Kühlmittelroh ren are closed by means of rows of holes having sheet metal strips ver. This creates from the coolant tubes and the sheet metal strip formed, actable with the second fluid Rohrformi ge elements. - Both versions have the disadvantage that the weld required for connecting the sheet metal strips to the pipe wall, among other things, adversely affects the mechanical properties of the cooling lances in operation and the required material thicknesses. In addition, a relatively large number of welds are required to achieve sufficiently large free cross sections for the coolant pipes or the tubular elements. Finally, the nozzle holes have to be drilled in a special operation.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgebe zugrunde, insbeson dere unter Vermeidung vorerwähnter Nachteile, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit verbesserter Effizienz zu schaffen. Ins besondere soll die Wirksamkeit des Behandlungsmediums (zweites Fluid) so groß wie möglich sein. Ferner wird angestrebt, die Hitze belastung der Beaufschlagungsvorrichtung (Lanze) so gering wie mög lich zu halten; dabei soll - vorzugsweise - die Temperatur im Reak tionsraum durch die Lanze so wenig wie möglich verändert werden. Schließlich ist eine möglichst reaktionsgerechte Fluidverteilung in nerhalb bestimmter oder veränderlicher Querschnitts- oder Axialbe reiche des Reaktionsraumes erwünscht soweit die Reaktion dies erfor dert.Proceeding from this, the invention is based on the tasks, in particular which while avoiding the aforementioned disadvantages, a device of to create the type mentioned above with improved efficiency. Ins the effectiveness of the treatment medium (second Fluid) should be as large as possible. The heat is also sought loading of the loading device (lance) as low as possible keep Lich; the temperature in the reak should - preferably tion space can be changed as little as possible by the lance. Finally, a fluid distribution that is as reactive as possible is in within certain or variable cross-sectional or axial dimensions range of the reaction space desired as far as the reaction requires this different.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung der eingangs genann ten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 vorge schlagen.To solve this problem, a device is mentioned at the outset ten type with the characterizing features of claim 1 beat.

Durch die Erfindung werden u. a. folgende Vorteile erzielt:The invention u. a. achieved the following advantages:

- die notwendigen Schweißnähte werden ausschließlich in den Profil bereichen gelegt, die durch die Schweißnähte am wenigsten beein trächtigt werden, während die Rohrwandungen selbst von jeglicher Belastung durch Schweißnähte frei bleiben;- The necessary welds are made exclusively in the profile areas that are least affected by the welds be pregnant while the tube walls themselves from any Exposure to weld seams remains free;
- bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, gemäß der die freien Längskanten benachbarter Stege unter Ausbildung des rohr förmigen Elementes oder der Kühlmittelrohre unmittelbar miteinan der verschweißt sind, wird trotz frei wählbarer Querschnittsbemes sung der einzelnen Fluidkanäle eine äußerst geringe Zahl von Schweißnähten, insbesondere nur zwei Schweißnähte, benötigt; - In the preferred embodiment of the invention, according to which free longitudinal edges of adjacent webs to form the tube shaped element or the coolant tubes directly with each other which are welded, despite freely selectable cross-sectional dimensions solution of the individual fluid channels an extremely small number of Welds, in particular only two welds, are required;
- bei der vorangehend erwähnten bevorzugten Ausführungsform können die Düsen in Unterbrechungen der Schweißnähte zwischen den freien Längskanten der benachbarten Stege angeordnet werden, so daß sich der Schweißaufwand weiter verringert und das Vorsehen der Düsen mit dem Schweißen in einem einzigen Arbeitsgang erfolgen kann; die Düsen können im einfachsten Fall sogar lediglich aus Schweißnaht unterbrechungen bestehen;- In the aforementioned preferred embodiment can the nozzles in breaks in the welds between the free Longitudinal edges of the adjacent webs are arranged so that the welding effort is further reduced and the provision of the nozzles can be done with welding in a single operation; the In the simplest case, nozzles can even only be made from weld seams there are interruptions;
- die erfindungsgemäßen Profilrohre können sehr rationell zum Bei spiel im Strangpreßverfahren hergestellt werden; wandungsver dickende Materialverstärkungen können in besonders stark, insbe sondere abrasiv belasteten Wandteilbereichen der Kühlmittelroh re und/oder der rohrförmigen Elemente problemlos vorgesehen wer- den;- The profile tubes according to the invention can be very efficient for be produced in the extrusion process; wall ratio Thickening material reinforcements can be particularly strong special abrasive wall sections of the coolant tube right and / or the tubular elements can be provided without problems the;
- die Verteilung des zweiten Fluides (Behandlungsfluid) im Reak tionsraum kann in einfacher Weise optimiert werden, insbesondere kann eine möglichst weitgehende Gleichverteilung über das Volumen oder einen bestimmten Strömungsquerschnitt des Reaktionsraumes er reicht werden, wobei die Lage des beaufschlagten Strömungsquer schnittes bezüglich der Durchströmungsrichtung des ersten (zu be handelnden) Fluides frei wählbar und auch veränderbar sein kann;- The distribution of the second fluid (treatment fluid) in the reak tion space can be optimized in a simple manner, in particular can have the greatest possible uniform distribution over the volume or a certain flow cross section of the reaction space be enough, the location of the acted flow cross section with respect to the flow direction of the first (to be acting) fluids can be freely selected and also changed;
- kühltechnisch kann jede gewünschte Kühlungsart, wie Kaltwas serkühlung, Warmwasserkühlung, Heißwasserkühlung, Verdampfungsküh lung oder dergleichen eingesetzt werden, und zwar mit Zwangumlauf oder Naturumlauf;- In terms of cooling technology, any desired type of cooling, such as cold water cooling, hot water cooling, hot water cooling, evaporative cooling tion or the like are used, with forced circulation or natural circulation;
- die vom Kühlmittel aufgenommene Wärme kann in herkömmlicher Weise nutzbar gemacht werden;- The heat absorbed by the coolant can in a conventional manner be made usable;
- die erfindungsgemäße Vorrichtung ist für eine im Grunde unbe schränkte Vielzahl von möglichen Reaktionen zwischen dem ersten und dem (zu beaufschlagenden) zweiten Fluid verwendbar; es kann sich dabei um chemische Reaktionen handeln, aber auch um rein phy sikalische;- The device according to the invention is basically unbe limited variety of possible reactions between the first and the second fluid to be used; it can are chemical reactions, but also purely phy sical;
- das als Lanze ausgebildete rohrförmige Element kann sich sowohl quer als auch parallel zur Strömungsrichtung des ersten Fluides in dem von dem ersten Fluid durchströmten Reaktionsraum erstrecken,
insbesondere kann sie axial verfahrbar und/oder verschwenkbar in dem Reaktionsraum angeordnet sein;the tubular element designed as a lance can extend both transversely and parallel to the direction of flow of the first fluid in the reaction space through which the first fluid flows,
in particular, it can be arranged in the reaction space in an axially movable and / or pivotable manner;
- die Temperaturdifferenzen zwischen dem ersten und zweiten Fluid und/oder dem Kühlmittel können relativ hoch sein, ohne negative Folgen aufgrund von Wärmedehnung.- The temperature differences between the first and second fluid and / or the coolant can be relatively high without negative Consequences due to thermal expansion.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes, die insbe sondere eine zielgerichtete Verteilung des zweiten Fluides im Reak tionsraum, sowie eine kühltechnisch besonders günstige und eine me chanisch stabile Anordnung der Beaufschlagungsvorrichtung gewähr leisten, sind in weiteren Ansprüchen enthalten.Appropriate configurations of the subject matter of the invention, in particular especially a targeted distribution of the second fluid in the reak tion room, as well as a cooling technology particularly favorable and a me guaranteed mechanically stable arrangement of the loading device afford are included in further claims.

Die vorgenannten, erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unter liegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und techni schen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien unein geschränkt Anwendung finden können.The aforementioned components to be used according to the invention under lie in their size, shape, material selection and techni conception do not have any special exceptions, so that the selection criteria known in the respective field of application can find limited application.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Er findung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehö rigen Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsformen einer erfin dungsgemäßen Beaufschlagungsvorrichtung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:Further details, features and advantages of the subject of the Er Findings result from the following description of the associated drawing, in which preferred embodiments of an invent Acting device according to the invention are shown. In the Show drawing:

Fig. 1a/b eine erfindungsgemäße gekühlte Beaufschlagungsvorrichtung innerhalb eines rohrförmigen (im Längsschnitt dargestell ten) Reaktionsraumes in zwei schematisiert dargestellten Ausführungsformen (Schnitte entlang den Linien I-I gemäß Fig. 2a/b); Fig. 1a / b, a cooled application device according to the invention within a tubular (in longitudinal section shown) th reaction space in two schematically illustrated embodiments (sections along the lines II of Fig. 2a / b);

Fig. 2a/b dieselben Vorrichtungen in Horizontalschnitt (Schnitte entlang den Linien II-II gemäß Fig. 1a/b), wobei Fig. 2a der Ausführungsform gemäß Fig. 1a und Fig. 2b der Ausfüh rungsform Fig. 1b entspricht; Fig. 2a / b the same devices in horizontal section (sections along the lines II-II of Fig. 1a / b), Fig. 2a corresponds to the embodiment of Fig. 1a and Fig. 2b of the embodiment Fig. 1b;

Fig. 3a-3c drei weitere Ausführungsformen einer Beaufschlagungs vorrichtung in Darstellungsart gemäß Fig. 1a/b; Fig. 3a-3c three further embodiments of an exposure device in the manner of representation according to Fig. 1a / b;

Fig. 4/b eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beaufschlagungsvorrichtung innerhalb eines Reaktions raumes im Vertikalschnitt (Fig. 4a=Schnitt entlang der Linie IVa-IVa gemäß Fig. 4b) und im Horizontal schnitt (Fig. 4b=Schnitt entlang der Linie IVb-IVb gemäß Fig. 4a); Fig. 4 / b a further embodiment of an application device according to the invention within a reaction chamber in vertical section ( Fig. 4a = section along the line IVa-IVa according to Fig. 4b) and in horizontal section ( Fig. 4b = section along the line IVb-IVb according to Fig. 4a);

Fig. 5a-5c drei verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Beaufschlagungsvorrichtung mit verschiedenen Profil rohrquerschnitten in Querschnittsdarstellung durch ei nen Düsen aufweisenden Rohrbereich unter ausschließ licher Verwendung von Profilrohren; FIGS. 5a-5c show three different embodiments of the invention with various impact device profile tube cross sections in cross-sectional view through ei nen-nozzle pipe area under exclu Licher use of profile pipes;

Fig. 6a/b zwei weitere Ausführungsformen erfindungsgemäßer Beauf schlagungsvorrichtungen mit eingeschweißten ununterbro chenen Blechstreifen - in der Darstellungsart wie Fig. 5a bis 5c; Fig. 6a / b two further embodiments of impact devices according to the invention with welded uninterrupted sheet metal strips - in the manner of representation as Fig. 5a to 5c;

Fig. 7a-7c eine erfindungsgemäße Beaufschlagungsvorrichtung ent sprechend Fig. 1a und 2a im Vertikalschnitt (Fig. 7a= Schnitt gemäß Linie VIIa-VIIa aus Fig. 7b), im Horizon talschnitt (Fig. 7b=Schnitt entlang der Linie VIIb-VIIb aus Fig. 7a) sowie in einem weiteren Verti kalschnitt (Fig. 7c=Schnitt entlang der Linie VIIc-VIIc aus Fig. 7b) - alle Darstellungen aus schnittsweise, sowie Fig. 7a-7c a impact device according to the invention accordingly Fig. 1a and 2a in vertical section (Fig. 7a = section along the line VIIa-VIIa of FIG. 7b), in Horizon talschnitt (Fig. 7b = section along the line VIIb-VIIb of Fig. 7a) and in a further vertical section ( Fig. 7c = section along the line VIIc-VIIc from Fig. 7b) - all representations from section by section, as well

Fig. 8a-8c eine erfindungsgemäße Beaufschlagungsvorrichtung in et wa entsprechend Fig. lb und 2b im Vertikalschnitt (Fig. 8a=Schnitt gemäß Linie VIIIa-VIIIa aus Fig. 8b), im Horizontalschnitt (Fig. 8b=Schnitt entlang der Linie VIIIb-VIIIb aus Fig. 8a) sowie in einem weiteren Verti kalschnitt (Fig. 8c=Schnitt entlang der Linie VIIIc-VIIIc aus Fig. 8b) - alle Darstellungen aus schnittweise. Fig. 8a-8c an application device according to the invention in et wa according to Fig. Lb and 2b in vertical section ( Fig. 8a = section along line VIIIa-VIIIa of Fig. 8b), in horizontal section ( Fig. 8b = section along the line VIIIb-VIIIb from Fig. 8a) and in another vertical section ( Fig. 8c = section along the line VIIIc-VIIIc from Fig. 8b) - all representations from section.

In Fig. 1a/b sind lanzenförmige Beaufschlagungsvorrichtungen 1 dar gestellt, die innerhalb eines Reaktionsraumes 17 in mittezentrierter Position (auf den Querschnitt bezogen) angeordnet und vertikal, d. h. parallel zur aufwärts gerichteten Strömung eines ersten Fluides, verschiebbar sind. Der Reaktionsraum 17 ist zum Beispiel eine Rauch gasleitung einer Feuerungsanlage und das aufwärts strömende erste Fluid ist entsprechend ein Rauchgas mit einer Temperatur von zum Beispiel 1000°C. Die Beaufschlagungsvorrichtung 1 weist rohrförmige Elemente 2 auf, die über eine Zuführleitung 3 von oben her mit einem zweiten Fluid - hier zum Beispiel einem ammoniakhaltigen Gas mit einer Ausgangstemperatur von zum Beispiel 120°C - beaufschlagbar sind. Dieses zweite Fluid strömt über Austrittsdüsen 4 in den Reak tionsraum 17 ab. Die Austrittsdüsen 4 sind in weiter unten beschrie benen Stegen 8, welche einen Teil der Wandung des rohrförmigen Ele mentes 2 bilden (gemäß Fig. 5a bis 5c) oder von dieser Wandung nach außen abstehen (gemäß Fig. 6a/b), angeordnet. Grundsätzlich können in der Zuführleitung 3 ebenfalls Austrittsdüsen vorgesehen sein, so weit diese Zuführleitungen in gleicher Weise ausgeführt sind wie die rohrförmigen Elemente 2; bevorzugt weist der die Zuführleitung 3 (unter anderem) aufnehmende Lanzenstock 18 allerdings keine Aus trittsdüsen 4 auf.In Fig. 1a / b lance-shaped loading devices 1 are provided, which are arranged within a reaction chamber 17 in a center-centered position (based on the cross section) and can be displaced vertically, ie parallel to the upward flow of a first fluid. The reaction chamber 17 is, for example, a flue gas line of a furnace and the upward flowing first fluid is accordingly a flue gas with a temperature of, for example, 1000 ° C. The application device 1 has tubular elements 2 which can be supplied with a second fluid from above via a supply line 3 - here, for example, an ammonia-containing gas with an initial temperature of, for example, 120 ° C. This second fluid flows through outlet nozzles 4 into the reaction space 17 . The outlet nozzles 4 are in ben described below webs 8 , which form part of the wall of the tubular element 2 (according to FIGS . 5a to 5c) or protrude from this wall to the outside (according to FIGS. 6a / b). Basically, outlet nozzles can also be provided in the feed line 3 , as far as these feed lines are designed in the same way as the tubular elements 2 ; Preferably, the lance stick 18 receiving the supply line 3 (among other things) does not have any outlet nozzles 4 .

Parallel zu dem rohrförmigen Element 2 erstrecken sich zumindest zwei von einem Kühlmittel zum Beispiel einem Wasser/Dampf-Gemisch mit einem Überdruck von etwa 15 bar und einer Temperatur von etwa 200°C durchströmbare Rohre (Kühlmittelrohre) 7, die an den freien Enden der rohrförmigen Elemente 2 durch Umlenkstücke 16 paarweise miteinander verbunden sind (siehe auch Fig. 7c und 8c). Im Bereich des Lanzenstockes 18 sind entsprechend mindestens ein Kühlmittel zuführkanal 14 und mindestens ein Kühlmittelabführkanal 15 vor gesehen. Je nach Kühlkonzept werden alle rohrförmigen Elemente 2 un abhängig voneinander über getrennte Kühlmittelzuführkanäle 14 ge kühlt (Fig. 1a, 2a und 7a-c), wobei dann, vorzugsweise, nur ein ein ziger Kühlmittelabführkanal 15 vorgesehen ist. Grundsätzlich ist aber auch eine entgegengesetzte Strömungsrichtung des Kühlmittels möglich, was in den Figuren durch gestrichelte Strömungspfeile ange deutet ist. Besonders vorteilhaft ist eine konzentrische Anordnung der Zuführleitung 3 für das zweite Fluid, eines einzigen Kühlmittel zuführkanales 14 sowie eines einzigen Kühlmittelabführkanales 15 (Fig. 1b, 2b und 8a bis 8c). Bei dieser Ausführungsform ist, bevor zugt, die Kühlmittelzuführleitung 14 innen und die Kühlmittelabführ leitung 15 außen angeordnet, während die Zuführleitung 3 für das zweite Fluid konzentrisch zwischen diesen beiden Kühlmittelkanälen angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform sind in den Kühlmit telrohren 7, insbesondere in deren Eingangszone vorzugsweise Dros selblenden 7 G zur besseren Verteilung des Kühlmittels angeordnet (Fig. 8a/b).In parallel to the tubular element 2 , at least two tubes (coolant tubes) 7 , which can be flowed through by a coolant, for example a water / steam mixture with an excess pressure of approximately 15 bar and a temperature of approximately 200 ° C., extend at the free ends of the tubular elements Elements 2 are connected to one another in pairs by deflection pieces 16 (see also FIGS. 7c and 8c). In the area of the lance stick 18 , at least one coolant supply duct 14 and at least one coolant discharge duct 15 are seen before. Depending on the cooling concept, all tubular elements 2 are cooled independently of one another via separate coolant supply channels 14 ( FIGS. 1a, 2a and 7a-c), in which case, preferably, only a single coolant discharge channel 15 is provided. Basically, however, an opposite flow direction of the coolant is possible, which is indicated in the figures by dashed flow arrows. A concentric arrangement of the supply line 3 for the second fluid, a single coolant supply channel 14 and a single coolant discharge channel 15 ( FIGS. 1b, 2b and 8a to 8c) is particularly advantageous. In this embodiment, the coolant supply line 14 is arranged inside and the coolant discharge line 15 is arranged outside, while the supply line 3 for the second fluid is arranged concentrically between these two coolant channels. In this embodiment, in the coolant tubes 7 , in particular in the entrance zone, preferably Dros selblende 7 G arranged for better distribution of the coolant ( Fig. 8a / b).

Bei der vorerwähnten Ausführungsform können sich die rohrförmigen Elemente im rechten Winkel (wie in Fig. 1a, 7a und 8a dargestellt) oder aber in einem anderen Winkel (Fig. 1b) zur allgemeinen Strö mungsrichtung des ersten Fluides im Reaktionsraum 17 erstrecken. Da bei wird eine strahlenförmige Anordnung der rohrförmigen Elemente 2 bevorzugt. Eine ebenfalls bevorzugte Ausführungsform besteht darin, die rohrförmigen Elemente 2 winkelförmig zu gestalten, wobei (vor zugsweise) die freien Enden der rohrförmigen Elemente 2 mit benach barten rohrförmigen Elementen fest verbunden sind (Fig. 2a/b, 7b und 8b). Hierdurch wird eine flächendeckende gleichmäßige Beaufschlagung möglich und eine mechanisch stabile Anordnung erreicht.In the aforementioned embodiment, the tubular elements can extend at a right angle (as shown in FIGS. 1a, 7a and 8a) or at a different angle ( FIG. 1b) to the general direction of flow of the first fluid in the reaction space 17 . Since a radial arrangement of the tubular elements 2 is preferred. Another preferred embodiment is to make the tubular elements 2 angular, with (before preferably) the free ends of the tubular elements 2 being firmly connected to adjacent tubular elements (FIGS . 2a / b, 7b and 8b). This enables an area-wide uniform application and a mechanically stable arrangement is achieved.

Grundsätzlich ist sowohl die axiale Verschiebbarkeit als auch die flächendeckende und gleichmäßige Fluidbeaufschlagung auch unabhängig von der erfindungsgemäßen Gestaltung der Beaufschlagungsvorrichtung vorteilhaft anwendbar.Basically, both the axial displacement and the full coverage and even fluid application independent from the design of the application device according to the invention advantageously applicable.

In Fig. 2a/b sind der Übersichtlichkeit halber die rohrförmigen Ele mente 2 und deren Zuführleitungen 3 fortgelassen und die parallel angeordneten Kühlmittelrohre 7 nebeneinander (statt untereinander) angeordnet dargestellt. In Fig. 2a / b, for the sake of clarity, the tubular elements 2 and their feed lines 3 are omitted and the coolant tubes 7 arranged in parallel are shown side by side (instead of one below the other).

Aus Fig. 3a/b ergibt sich, daß die Kühlmittelströmung entweder in allen zu einem rohrförmigen Element 2 gehörenden Kühlmittelrohren 7 gleichgerichtet sein kann (Fig. 3b) oder daß mindestens eines der zu einem rohrförmigen Element 2 gehörenden Kühlmittelrohre das Kühlmit tel zuführt und mindestens ein Kühlmittelrohr 7 das Kühlmittel in entgegengesetzter Richtung wieder abführt, wobei die Umlenkung über ein entsprechendes Umlenkstück 16 erfolgt (Fig. 3a). Ebenso ist es möglich, das rohrförmige Element 2 zum Beispiel als Bestandteil ei ner in der Figur nicht dargestellten Ringleitung auszubilden (Fig. 3b) oder es tot enden zu lassen (Fig. 1a bis 3a sowie 7 und 8). Dies hängt vom Anwendungsfall ab. Gemäß Fig. 3c kann die Beaufschla gungsvorrichtung 1 mittels eines zum Beispiel ein Gelenk aufweisen den Wanddurchführungselementes 10 in vorzugsweise mehrere Richtungen geschwenkt und verschoben werden. Dies wird durch die der erfin dungsgemäßen Anordnung zueigenen besonders hohen Biegesteifigkeit möglich. In diesem Fall sind nur sehr wenige, ggf. nur eine Aus trittsdüse 4 erforderlich, um den Reaktionsraum 17 an unterschiedli chen Stellen mit dem zweiten Fluid zu beaufschlagen.From Fig. 3a / b it follows that the coolant flow can either be rectified in all the coolant tubes 7 belonging to a tubular element 2 ( Fig. 3b) or that at least one of the coolant tubes belonging to a tubular element 2 supplies the coolant tel and at least one Coolant pipe 7 removes the coolant in the opposite direction, the deflection taking place via a corresponding deflection piece 16 ( FIG. 3a). It is also possible to form the tubular element 2, for example, as part of a ring line (not shown in the figure) ( FIG. 3b) or to let it end deadly (FIGS . 1a to 3a and 7 and 8). This depends on the application. According to FIG. 3c, the supply device 1 can be pivoted and displaced in preferably several directions by means of a joint, for example, the wall bushing element 10 . This is made possible by the particularly high bending stiffness inherent in the arrangement according to the invention. In this case, very few, possibly only one, exit nozzle 4 are required in order to apply the second fluid to the reaction space 17 at various locations.

Fig. 4a/b zeigen einen anderen Reaktionsraum 17 (ausschnittsweise), bei dem zumindest zwei Lanzenstöcke 18, von denen der linke im Ver tikalschnitt und der rechte in Ansicht (in Fig. 4a) dargestellt ist, durch die Kesseldecke 17 A des Reaktionsraumes 17 vertikal geführt und mittels synchronisierter Antriebe 18 A, 18 B gemeinsam vertikal verfahrbar und mit dem zu verteilenden Fluid sowie dem Kühlmittel beschickbar sind. In der konkreten Ausführungsform sind, wie aus Fig. 4b ersichtlich, vier derartiger synchron verfahrbarer Lanzen stöcke 18 vorgesehen. Die Lanzenstöcke 18 sind in zumindest einer, in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4a in zwei quer zur Verfahr richtung A der Lanzenstöcke 18 sich erstreckenden Ebenen 18 C und 18 D durch Beaufschlagungsvorrichtungen 2, 4, 7 miteinander mechanisch und/oder fluidisch verbunden. Eine derart aufgebaute Beaufschla gungsvorrichtung ist zum Beispiel gegen Schwingungsbeanspruchungen besonders stabil und bietet darüber hinaus die Möglichkeit, das zweite Fluid in mehreren Ebenen zu verdüsen sowie das Höhenniveau dieser Ebenen frei zu wählen. FIG. 4a / b show another reaction chamber 17 (partial), wherein at least two lance poles 18, of which the left tikalschnitt in comparison and the right in view (in Fig. 4a) is shown by the boiler roof 17 A of the reaction chamber 17 are guided vertically and can be moved vertically together by means of synchronized drives 18 A , 18 B and can be charged with the fluid to be distributed and the coolant. In the specific embodiment, four such synchronously movable lances sticks 18 are provided, as shown in Fig. 4b. The lance poles 18 are in at least one, in the embodiment of Fig. 4a in two direction transverse to the traversing A of the lance poles 18 extending planes 18 C and 18 D by Beaufschlagungsvorrichtungen 2, 4, 7 to each other mechanically and / or fluidically connected. A device constructed in this way, for example, is particularly stable against vibration stresses and, moreover, offers the possibility of atomizing the second fluid in several planes and freely selecting the level of these planes.

In Fig. 5a bis 5c sind Beaufschlagungsvorrichtungen dargestellt, bei denen die Kühlmittelrohre 7 aus stranggepreßten parallel zueinander angeordneten Profilrohren mit je zwei äußeren rohrparallelen und mit den Profilrohren einstückig hergestellten Stegen 8 bestehen. Die je weils benachbarten Profilrohre sind an den freien Längskanten 8 A be nachbarter Stege 8 miteinander durch Schweißnähte 9 verbunden. Die Stege 8 und die diesen benachbarten innenliegenden Wandungsteile 7 A der Kühlmittelrohre 7 bilden gemeinsam die Wandungen der rohrförmi gen Elemente 2. Dabei sind die Düsen 4 zwischen den Stegen 8 benach barter Profilrohre im Bereich der ansonsten ununterbrochenen Schweißnähte 9 in Form von durchbohrten, im Bereich der freien Längs kanten 8 A der Stege 8 eingeschweißten Hülsen angeordnet.In Fig. 5a to 5c Beaufschlagungsvorrichtungen are shown, in which the coolant tubes 7 are made of extruded profile tubes arranged in parallel, each with two parallel pipe and outer ridges 8 made in one piece with the profiled tubes. The each because neighboring profile tubes are connected to each other by welds 9 on the free longitudinal edges 8 A be adjacent webs 8 . The webs 8 and the adjacent inner wall parts 7 A of the coolant tubes 7 together form the walls of the tubular elements 2 . The nozzles 4 are arranged between the webs 8 adjacent pipes in the area of the otherwise uninterrupted welds 9 in the form of pierced, in the area of the free longitudinal edges 8 A of the webs 8 welded sleeves.

Gemäß einer in der Figur nicht eigens dargestellten besonderen Aus führungsform der Beaufschlagungsvorrichtungen 1 kann ein zusätzli ches Kühlmittelrohr vorgesehen sein, welches allerdings keinen un mittelbaren Kontakt mit dem rohrförmigen Element 2 hat, sondern zum Beispiel so angeordnet ist, daß es die Biegesteifigkeit der Beauf schlagungsvorrichtung 1 erhöht; dies ist bei biegebelasteten Beauf schlagungsvorrichtungen wie in Fig. 3a/b von Vorteil und kann auch kühltechnisch wirkungsvoll genutzt werden. Die Verbindung dieses zu sätzlichen Kühlmittelrohres mit der Beaufschlagungsvorrichtung er folgt vorteilhaft in gleicher Weise wie die übrigen Profilrohrver bindungen, d. h., daß die übrigen Profilrohre, zumindest zum Teil, mit mindestens einem weiteren Steg 8 versehen sind und auch das zu sätzliche Kühlmittelrohr zumindest einen Steg 8 aufweist, wobei wie derum eine Längsverschweißung an den einander berührenden freien Längskanten 8 A der entsprechenden Stege 8 erfolgt, ohne daß dadurch notwendigerweise ein weiterer Kanal gebildet wird.According to a special embodiment not shown in the figure from the application devices 1 , an additional coolant tube can be provided, which, however, has no direct contact with the tubular element 2 , but is arranged, for example, in such a way that the bending rigidity of the application device 1 elevated; this is advantageous in the case of bending-stressing devices as in FIGS . 3a / b and can also be used effectively in terms of cooling technology. The connection of this to additional coolant tube with the loading device he follows advantageously in the same way as the other Profilrohrver connections, that is, that the other profile tubes, at least in part, are provided with at least one further web 8 and the additional coolant tube at least one web 8th has, where again a longitudinal welding on the contacting free longitudinal edges 8 A of the corresponding webs 8 takes place without this necessarily forming a further channel.

In Fig. 5b sind Kühlmittelrohre 7 mit rechteckigem Querschnitt dar gestellt. Diese sind kühltechnisch besonders wirkungsvoll und er möglichen bei gleicher Anzahl und Dimensionierung die Ausgestaltung von rohrförmigen Elementen mit vergleichsweise kleinen oder ver gleichsweise großen freien Strömungsquerschnitten. Dabei kann das Flächenverhältnis der innenliegenden, das rohrförmige Element 2 mit bildenden Wandungsteile 7 A zu den außenliegenden, mit dem ersten Fluid im direkten Kontakt stehenden Wandteilen 7 B im weiten Umfang variiert werden. Für tot endende rohrförmige Elemente 2, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 1a bis 2b sowie 7 und 8 beschrieben werden, eignen sich Anordnungen gemäß Fig. 5b oder c in jeder Weise beson ders gut. In den von den rohrförmigen Elementen 2 entfernten Berei chen der Kühlmittelrohre 7 sind die Wandteile 7 B mit wandungsver dickenden Materialverstärkungen 19 versehen, so daß diese besonders exponierten Wandteile der Abrasion durch zum Beispiel Flugasche mit Quarzsand länger standhalten, während die abrasiv weniger belasteten Wandteile, insbesondere Trennwände 7 A zwischen den Kühlmittelrohren 7 und den rohrförmigen Elementen 2 vergleichsweise dünn sind. Derar tige Profilstärkenvariationen sind insbesondere im Strangpreßverfah ren relativ einfach herstellbar.In Fig. 5b coolant tubes 7 are provided with a rectangular cross section. These are particularly effective in terms of cooling technology and, with the same number and dimensions, they enable the design of tubular elements with comparatively small or relatively large free flow cross sections. In this case, the area ratio of the inside, the tubular element 2 with forming wall parts 7 A to the outer, stationary with the first fluid in direct contact with wall parts can be varied within wide 7 B screen. For dead-ended tubular elements 2 , as described in connection with FIGS. 1a to 2b and 7 and 8, arrangements according to FIG. 5b or c are particularly well suited in any way. In the areas of the coolant tubes 7 removed from the tubular elements 2 , the wall parts 7 B are provided with wall reinforcing material reinforcements 19 , so that these particularly exposed wall parts withstand the abrasion by, for example, fly ash with quartz sand longer, while the abrasively less stressed wall parts, in particular Partitions 7 A between the coolant tubes 7 and the tubular elements 2 are comparatively thin. Derar term profile thickness variations are relatively easy to manufacture, especially in the extrusion process.

Gemäß Fig. 6a/b können die Kühlmittelrohre (anstelle aus einem ein teiligen Rohr, wie es vorausgehend beschrieben wurde) mehrteilig ausgeführt sein. In diesem Fall können die rohrförmigen Elemente 2 einteilig (wie in Fig. 6a/b dargestellt) ausgeführt sein. In diesem Falle sind die Kühlmittelrohre 7 unter Mitverwendung von Blechstrei fen 7 D ausgeführt, während die Stege 8 Bestandteile der rohrförmigen Elemente 2 sind und die Düsen 4 aufweisen, welche sich innerhalb der Stege 8 befinden und im wesentlichen parallel zu den Stegen 8 sich erstreckende Kanäle 4 A aufweisen. Bei diesen Ausführungsformen wer den die äußeren Wandungsteile der Kühlmittelrohre 7 von Blechstrei fen 7 D gebildet. Bei letzteren kann es sich um jede Art von ebenem oder gebogenem oder gekantetem Flachmaterial wie auch um Rohrsegmen te oder dergleichen handeln. Diese Wandungsteile sind mit den freien Längskanten 8 A der Stege 8 durch Längsschweißnähte 9 verbunden. Bei diesen Ausführungsformen kann das rohrförmige Element 2 zum Beispiel im Strangpreßverfahren oder auch durch Bearbeiten dickwandiger Rohre mit Nutenfräsern hergestellt werden. According to Fig. 6a / b, the coolant pipes (instead of a one-piece pipe, as described above) can be made in several parts. In this case, the tubular elements 2 can be made in one piece (as shown in FIGS. 6a / b). In this case, the coolant pipes 7 are made using sheet metal strips 7 D , while the webs 8 are components of the tubular elements 2 and have the nozzles 4 which are located within the webs 8 and substantially parallel to the webs 8 extending channels 4 A have. In these embodiments, who the outer wall parts of the coolant tubes 7 of Blechstrei fen 7 D formed. The latter can be any type of flat or curved or edged flat material, as well as pipe segments or the like. These wall parts are connected to the free longitudinal edges 8 A of the webs 8 by longitudinal welds 9 . In these embodiments, the tubular element 2 can be produced, for example, by the extrusion process or by machining thick-walled tubes with slot cutters.

Bezugszeichenliste: 1 Beaufschlagungsvorrichtung
2 rohrförmiges Element
3 Zuführleitung
4 Austrittsdüse
4 A Kanäle
7 Kühlmittelrohr
7 A Wandungsteil
7 B Wandungsteil
7 C Drosselblende
7 D Blechstreifen
8 Steg
8 A Längskanten
9 Schweißnaht
10 Wanddurchführungselement
14 Kühlmittelzuführkanal
15 Kühlmittelabführkanal
16 Umlenkstück
17 Reaktionsraum
17 A Kesseldecke
18 Lanzenstock
18 A synchronisierter Antrieb
18 C Ebene
18 D Ebene
19 MaterialverstärkungenA VerfahrrichtungReference symbol list: 1 loading device
2 tubular element
3 feed line
4 outlet nozzle
4 A channels
7 coolant pipe
7 A wall part
7 B wall part
7 C orifice
7 D sheet metal strip
8 bridge
8 A long edges
9 weld
10 wall bushing element
14 coolant supply duct
15 coolant discharge duct
16 deflection piece
17 reaction space
17 A boiler ceiling
18 lance stick
18 A synchronized drive
18 C level
18 D level
19 Material reinforcements A direction of travel

Claims

1. Vorrichtung zum Beaufschlagen eines von einem ersten Fluid durch strömten Reaktionsraumes (17) mit einem zweiten Fluid, bestehend aus einem rohrförmigen, mit dem zweiten Fluid beaufschlagbaren Element (2) mit mindestens einer Düse (4) für den Austritt des zweiten Fluides aus dem rohrförmigen Element (2) in den Reak tionsraum (17), sowie mindestens zwei parallel zu dem rohrförmi gen Element (2) sich erstreckenden, kühlmitteldurchströmbaren Rohren (Kühlmittelrohren) (7), bei der das rohrförmige Element (2) und die Kühlmittelrohre (7) gemeinsame Wandungsteile (7 A) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelrohre (7) oder die rohrförmigen Elemente (2) als mit äußeren rohrparallelen Stegen (8) einstückig gebildeten Pro filrohren ausgeführt sind und die freien Längskanten (8 A) benach barter Stege (8) unter Ausbildung des rohrförmigen Elementes (2) oder der Kühlmittelrohre (7) unmittelbar oder, unter Einfügen von rohrparallelen Blechstreifen (7 D), mittelbar miteinander ver schweißt sind.1. Device for applying a reaction fluid ( 17 ) flowing through a first fluid with a second fluid, consisting of a tubular element ( 2 ) which can be acted upon by the second fluid and has at least one nozzle ( 4 ) for the outlet of the second fluid from the tubular element ( 2 ) in the reaction space ( 17 ), and at least two parallel to the tubular element ( 2 ) extending, coolant-flowable tubes (coolant tubes) ( 7 ), in which the tubular element ( 2 ) and the coolant tubes ( 7 ) have common wall parts ( 7 A ), characterized in that the coolant tubes ( 7 ) or the tubular elements ( 2 ) are designed as integral with outer tube-parallel webs ( 8 ) pro filrohren and the free longitudinal edges ( 8 A ) adjacent webs ( 8 ) with the formation of the tubular element ( 2 ) or the coolant tubes ( 7 ) directly or, with the insertion of tube-parallel sheet metal strips ( 7 D ), are indirectly welded together.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Düsen (4) führende Kanäle (4 A) sich innerhalb der Stege (8) und im wesentlichen parallel zu den Stegen (8) erstrecken. 2. Device according to claim 1, characterized in that to the nozzles ( 4 ) leading channels ( 4 A ) extend within the webs ( 8 ) and substantially parallel to the webs ( 8 ).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (4) in Unterbrechungen der Schweißnähte (9) zwischen den freien Längskanten (8 A) der benachbarten Stege (8) angeordnet sind.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the nozzles ( 4 ) in interruptions of the weld seams ( 9 ) between the free longitudinal edges ( 8 A ) of the adjacent webs ( 8 ) are arranged.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kühlmittelrohre (7) oder die rohrförmigen Ele mente (2) oder die Stege (8) oder die Blechstreifen (7 D) oder mehrere dieser Bauteile in ihren radial äußersten Bereichen zu mindest teilweise wandungsverdickende Materialverstärkungen (19) aufweisen.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the coolant tubes ( 7 ) or the tubular elements ( 2 ) or the webs ( 8 ) or the metal strips ( 7 D ) or more of these components in their radially outermost Areas with at least partially wall-thickening material reinforcements ( 19 ).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine verzweigte Anordnung aus mindestens zwei rohrförmigen Elementen (2) und einer gemeinsamen Zuführleitung (3).5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized by a branched arrangement of at least two tubular elements ( 2 ) and a common feed line ( 3 ).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine strahlen förmige Anordnung der rohrförmigen Elemente (2).6. The device according to claim 5, characterized by a radiating arrangement of the tubular elements ( 2 ).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß zumindest ein rohrförmiges Element (2) zu einem Winkel geformt ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one tubular element ( 2 ) is shaped at an angle.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß mindestens ein rohrförmiges Element (2) ein freies Ende aufweist und das freie Ende an einem Element der Vorrichtung (Beaufschlagungsvorrichtung) (1) festgelegt ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one tubular element ( 2 ) has a free end and the free end is fixed to an element of the device (loading device) ( 1 ).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein Umlenkstück (16) zur Verbindung von zwei freien Kühl mittelrohrenden.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized by a deflection piece ( 16 ) for connecting two free coolant tube ends.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch zumindest einen Lanzenstock (18) zumindest bestehend aus einem Kühlmittelzuführkanal (14) und einem dazu konzentrisch an geordneten Kühlmittelabführkanal (15) sowie zumindest einer Zu führleitung (3). 10. The device according to one of claims 1 to 9, characterized by at least one lance stick ( 18 ) at least consisting of a coolant supply channel ( 14 ) and a concentrically arranged to coolant discharge channel ( 15 ) and at least one supply line ( 3 ).

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kühlmittelrohre (7) zumindest teilweise einen rechteckigen inneren Querschnitt aufweisen.11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the coolant tubes ( 7 ) at least partially have a rectangular inner cross section.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kühlmittelrohre (7; 7 A, 7 B) mehrteilig gebil det sind.12. The device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the coolant tubes ( 7 ; 7 A , 7 B ) are formed in several parts.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, daß mindestens ein weiteres Kühlmittelrohr parallel zu dem rohrförmigen Element und von den das rohrförmige Element (2) bildenden Wandteilen entfernt angeordnet ist.13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that at least one further coolant tube is arranged parallel to the tubular element and away from the wall parts forming the tubular element ( 2 ).

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn zeichnet, daß sie ein Wanddurchführungselement (10) aufweist, mittels dessen das rohrförmige Element in mindestens einer Rich tung innerhalb des Reaktionsraumes (17) schwenkbar ist.14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that it has a wall bushing element ( 10 ) by means of which the tubular element in at least one direction within the reaction chamber ( 17 ) is pivotable.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch mindestens einen axial verfahrbaren Lanzenstock (18).15. The device according to one of claims 1 to 13, characterized by at least one axially movable lance stick ( 18 ).

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die Profilrohre im Strangpreßverfahren hergestellt sind.16. The device according to one of claims 1 to 15, characterized records that the profile tubes manufactured in the extrusion process are.