DE888780C - Gas heater for thermal power plants - Google Patents

Gas heater for thermal power plants

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DE888780C
DE888780C DEA3117D DEA0003117D DE888780C DE 888780 C DE888780 C DE 888780C DE A3117 D DEA3117 D DE A3117D DE A0003117 D DEA0003117 D DE A0003117D DE 888780 C DE888780 C DE 888780C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M20/00Details of combustion chambers, not otherwise provided for, e.g. means for storing heat from flames

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

Gaserhitzer für Wärmekraftanlagen Die Erfindung betrifft einen Gaserhitzer mit einem in einer Brennkammer angeordneten Heizsystem und mindestens zwei dieser Kammer nachgeschalteten, durch Berührung beheizten Heizsystemen für Wärmekraftanlagen, in denen mindestens der größere Teil eines .gasförmigen Arbeitsmittels einen Kreislauf beschreibt und durch äußere Wärmezufuhr zu erhitzen ist.Gas heater for thermal power plants The invention relates to a gas heater with a heating system arranged in a combustion chamber and at least two of these Subsequent chamber heating systems for thermal power plants heated by contact, in which at least the greater part of a gaseous working medium has a circuit describes and is to be heated by external heat supply.

Zweck der Erfindung ist, in einem solchen Gaserhitzer die Möglichkeit zu schaffen, den Wärmeinhalt der Rauchgase weitgehend nutzbringend auswerten zu können und damit die Wirtschaftlichkeit des Gaserhitzers zu erhöhen, und ferner die Betriebssicherheit namentlich hinsichtlich -des in der Brennkammer angeordneten Heizsystems zu erhöhen. Um dies zu erreichen, durchströmt bei einem Gaserhitzer nach der Erfindung das zu erhitzende Gas vorerst dasjenige der durch Berührung beheizten Heizsysteme, welches mindestens teilweise,den innerhalb der vom Gasdurchflossenen Heizsysteme auftretenden tiefsten Rauchgastemperaturen ausgesetzt ist, worauf dann das zu erhitzende Gas in das in der Brennkammer angeordnete Heizsystem gelangt und schließlich in Odem zweiten der durchB erührung beheizten Heizsysteme auf die geforderte (Endtemperatur erhitzt wird.The purpose of the invention is the possibility in such a gas heater to create a largely beneficial evaluation of the heat content of the flue gases can and thus to increase the economy of the gas heater, and further the operational safety in particular with regard to that which is arranged in the combustion chamber To increase the heating system. To achieve this, flows through a gas heater According to the invention, the gas to be heated initially that of the heated by touch Heating systems, which are at least partially within the gas flow Heating systems are exposed to the lowest flue gas temperatures, whereupon the gas to be heated enters the heating system arranged in the combustion chamber and finally in the second of the touch heated heating systems to the demanded (Final temperature is heated.

In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes in vereinfachter Darstellungsweise veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i einen Gaserhitzer, bei -dem das Heizsystem, welches von .dem zu erhitzenden Gas zuerst durchströmt wird, ganz im Bereiche der innerhalb der vom zu erhitzenden Gasdurchflossenen Heizsysteme auftretenden tiefsten Rauchgastemperaturen ausgesetzt ist und Fig. 2 einen Gaserhitzer, bei dem der obere Teil des vom zu erhitzenden Gas zuerst durchströmten Heizsystems hohen Rauchgastemperaturen, der untere Teil ,desselben dagegen den innerhalb der vom zu erhitzendenGas durchflossenenHeizsysteme auftretenden tiefsten Rauchgastemperaturen ausgesetzt ist. .The drawing shows two exemplary embodiments of the subject matter of the invention illustrated in a simplified representation, namely Fig. i shows a Gas heater, with the heating system, which of the gas to be heated first is flowed through, entirely in the area of the gas flow through which is to be heated Heating systems is exposed to the lowest flue gas temperatures and Fig. 2 a gas heater in which the upper part of the gas to be heated flowed through first Heating system high flue gas temperatures, the lower part, the same against the inside of the Lowest flue gas temperatures occurring from the heating systems through which the gas is to be heated is exposed. .

In Fig. i bezeichnet i die Brennammer eines mit einer nicht gezeichneten Feuerungseinrichtung versehenen Erhitzers A einer im übrigen nicht gezeigten Wärmekraftanlage, in welcher Luft als _,#rbeitsmittel einen Kreislauf beschreibt, wobei sie in mindestens einem Verdichter auf höheren Druck gebracht, im Erhitzer A .durch äußere Wärmezufuhr mittelbar erhitzt und hierauf in mindestens einer Turbine, die Leistung sowohl an den Verdichter, als auch an einen Nutzlesstungsempfänger abgibt, entspannt wird. Die Brennkammer i ist mit Rohren 2 ausgekleidet, die ein Heizsystem für die auf höhere Temperatur zu bringende Luft des Kreislaufes bilden. 3 und 4 sind zwei der Brennkammer i nachgeschaltete R,auchgaszüge, die in Reihe angeordnet sind. Im Rauchgaszug 4 ist ein Heizsystem 5 und im Rauchgaszüg 3 ein .Heizsystem 6 angeordnet. Die Heizsysteme 5, 6 werden von den Rauchgasen im wesentlichen durch Berührung beheizt, wobei das Heizsystem 5 den innerhalb :der vom Arbeitsmittel durchflossenen Heizsystemen auftretenden tiefsten Rauchgastemperaturen ausgesetzt ist.In Fig. I i denotes the combustion chamber one with a not shown Firing device provided heater A of a thermal power plant, otherwise not shown, in which air as _, # working fluid describes a cycle, with at least brought to a higher pressure in a compressor, in heater A. by external heat supply indirectly heated and then in at least one turbine, the power both on the compressor, as well as delivering to a utility reading receiver, is relaxed. The combustion chamber i is lined with pipes 2, which have a heating system for the Form the air of the circuit that is to be brought to a higher temperature. 3 and 4 are two of the Combustion chamber i downstream R, also gas flues, which are arranged in series. In the flue 4 is a heating system 5 and a heating system 6 is arranged in the flue gas train 3. The heating systems 5, 6 are heated by the flue gases essentially by touch, with the Heating system 5 those occurring within: the heating systems through which the working medium flows is exposed to the lowest flue gas temperatures.

Die zu erhitzende Luft gelangt vorerst durch eine Leitung 7 in das Heizsystem 5 und alsdann durch eine Leitung 8 in einen ringförmigen Verteiler 9, an den die in der Brennkammer i ang Ordneten Rohre 2 angeschlossen sind. Die in e letzterem weiter erhitzte Luft gelangt dann über einen ringförmigen Sammler io und eine Leitung i i in das Heizsystem 6, wo sie auf die geforderte Endtemperatur erhitzt wird, um hierauf durch eine Leitung 12 aus dem Erhitzer A abzuströmen. Die zu erhitzende Luft strömt im Heizsystem 5 im Gleichstrom zu den Rauchgasen, in .den Heizsystemen ä und 6 dagegen im wesentlichen im G=egenstrom zu den Feuer- bzw. Rauchgasen.The air to be heated initially passes through a line 7 into the Heating system 5 and then through a line 8 into an annular distributor 9, to which the pipes 2 arranged in the combustion chamber are connected. In the The air, which is further heated, then passes through an annular collector io and a line i i in the heating system 6, where it is set to the required final temperature is heated in order to then flow out of the heater A through a line 12. the Air to be heated flows in the heating system 5 in direct current to the flue gases, in .den Heating systems 1 and 6, on the other hand, are essentially countercurrent to the fire or flue gases.

Indem im beschriebenen Erhitzer A die kälteste Luft vorerst das Heizsystem 5, das von den Rauchgasen zuletzt bestrichen wird, durchströmt, läßt sich erreichen, @daß die Rauchgase an dem Heizsystem 5 auf eine tiefe Temperatur albgekühlt werden und so:mft die in denselben enthaltene Wärme weitgehendst für die Erhitzung der Luft nutzbringend entzogen wird. Immerhin weist die im Heizsystem 5 vorerhitzte Luft doch noch eine so tiefe Temperatur auf, daß sie imstande ist, in den Rohren 2, welche der Strahlungswärme der Bren=nkammer i ausgesetzt und daher am gefährdetsten sind, eine große Wärmemenge abzuführen, was in bezug auf die Betriebssicherheit des von den Rohren 2 gebildeten Heizsystems wichtig ist.By having the coldest air in the heater A described initially the heating system 5, which is last swept by the flue gases, flows through, can be achieved @ That the flue gases are albgekühlt on the heating system 5 to a low temperature and so: the heat contained in them must largely be used for heating the Air is beneficially withdrawn. After all, the one preheated in the heating system 5 has Air is still at such a low temperature that it is able to get into the pipes 2, which are exposed to the radiant heat of the combustion chamber and are therefore most at risk are to dissipate a large amount of heat, which is in terms of operational safety of the heating system formed by the tubes 2 is important.

Der in Fig. 2 gezeigte Erhitzer B weist ebenfalls eine Brennkammer 13 auf, in welcher Rohre.14 eines Heizsystems angeordnet sind. Der Brennkammer 13 nachgeschaltet sind zwei Heizsysteme 15 und 16. Die aus der Brennkammer 13 strömen-.den Rauchgase bestreichen- vorerst im wesentlichen im Querstrom den oberen Teil (des Heizsystems 15, alsdann .den oberen, größeren Teil des Heizsystems 16 und hierauf den unteren Teil des Heizsystems 15, welcher vom oberen Teil durch eine Querwand 24 getrennt ist, sowie den untersten Teil des Heizsystems 16, welcher vom oberen Teil dieses Systems 16 ebenfalls durch eine Querwand 25 getrennt ist. Das Heizsystem 16, in welchem die Enderhitzung erfolgt, ist somit in bezug auf ,die Rauchgasströmung .der Hauptsache nach zwischen dem oberen, quer angeströmten heißeren Teil des Systems 15 und dem unteren, ,davon durch die Wand 24 getrennten,, kälteren Teil dieses Systems 15 .gelegen. Schließlich kommen die Rauchgase noch mit einem Vorwärmer 17 für die für die Verbrennung benötigte Luft in Berührung. Der unterste Teil des Heizsystems 15 ist auch in diesem Falle den innerhalb der vom Arbeitsmittel durchflossenen Heizsysteme 14, 15, 16 auftretenden tiefsten Rauchgastemperaturen ausgesetzt.The heater B shown in Fig. 2 also has a combustion chamber 13, in which pipes. 14 of a heating system are arranged. The combustion chamber 13 Downstream are two heating systems 15 and 16. The flow from the combustion chamber 13 Flue gases cover the upper part (des Heating system 15, then .the upper, larger part of the heating system 16 and then the lower part of the heating system 15, which from the upper part by a transverse wall 24 is separated, as well as the lowest part of the heating system 16, which from the upper Part of this system 16 is also separated by a transverse wall 25. The heating system 16, in which the final heating takes place, is thus with respect to the flue gas flow . Mainly between the upper, transversely flowed hotter part of the system 15 and the lower, colder part of this system, separated from it by the wall 24 15. Finally, the flue gases come with a preheater 17 for the air required for combustion in contact. The lowest part of the heating system In this case, too, 15 is the heating system through which the working medium flows 14, 15, 16 exposed to the lowest flue gas temperatures occurring.

Die zu erhitzende Luft strömt durch eine Leitung 18 zu und tritt unten am Erhitzer B in das Heizsystem 15 ein, um alsdann oben aus letzterem abzuströmen und über eine Leitung i9 in einen Verteiler 9-o und von diesem in die Rohre 14 zu gelangen. Die in den Rohren 14 durch die Strahlungswärme der Brennkammer 13 weiter erhitzte Luft tritt in einen Sammler :2i ein, ,der über eine Leitung 22 an das Heizsystem 16 angeschlossen ist. In letzterem .wird die Luft auf die geforderte Endtemperatur erhitzt, worauf sie unten am Erhitzer durch eine Leitung 23 abströmt. Die in Fig. 2 gezeigte Bauart bietet den weiteren Vorteil, daß allenfalls von den Rauchgasen aus der Brennkammer 13 mitgerissene Aschenteilchen an dem noch verhältnismäßig kalten Teil des Heizsystems 15 zum Erstarren gebracht werden.The air to be heated flows in through a line 18 and occurs below at the heater B into the heating system 15 in order to then flow out of the latter at the top and via a line i9 into a distributor 9-o and from there into the pipes 14 reach. The in the tubes 14 by the radiant heat of the combustion chamber 13 continues heated air enters a collector: 2i, which via a line 22 to the heating system 16 is connected. In the latter, the air is brought to the required final temperature heated, whereupon it flows off through a line 23 at the bottom of the heater. The in Fig. 2 design has the further advantage that at most from the flue gases Ash particles entrained from the combustion chamber 13 on the still relatively cold one Part of the heating system 15 are caused to solidify.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE: i. Gaserhitzer mit einem in einer Brennkammer angeordneten Heizsystem und mindestens zwei dieser Kammer nachgeschalteten, durch Berührung beheizten Heizsystemen für Wärmekraftanlagen, in denen mindestens der größere Teil eines gasförmigen Arbeitsmittels einen Kreislauf beschreibt und durch äußere Wärmezufuhr zu erhitzen ist, dadurch "gekennzeichnet, daß das zu erhitzende Gas vorerst dasjenige der durch Berührung beheizten Heizsysteme durchströmt, welches mindestens teilweise den innerhalb der vom zu erhitzenden Gas durchflassenenHeizsysteme auftretenden tiefsten Rauchgastemperaturen ausgesetzt ist, alsdann in das in der Brennkammer angeordnete Heizsystem gelangt und schließlich in dem zweiten der durch Berührung beheizten Heizsysteme auf -die geforderte Endtemperatur erhitzt wind. PATENT CLAIMS: i. Gas heater with a arranged in a combustion chamber Heating system and at least two downstream of this chamber, heated by touch Heating systems for thermal power plants in which at least the greater part of a gaseous Working medium describes a cycle and is heated by external heat input is characterized in that the gas to be heated is initially that of the Touching heated heating systems flows through, which at least partially the inside the lowest flue gas temperatures occurring through the heating systems to be heated is then exposed to the heating system arranged in the combustion chamber and finally in the second of the touch heated heating systems on-die required final temperature heats wind. 2. Gaserhitzer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß den Heizsystemen in der Strömungsrichtung der Rauchgase noch ein Vorwärmer für die benötigte Verbrennungsluft nachgeschaltet ist. 3. 2. Gas heater according to claim i, characterized in that that the heating systems in the flow direction of the flue gases still have a preheater for the required combustion air is connected downstream. 3. Gaserhitzer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, @daß das zu erhitzende Gas das den tiefsten Rauchgastemperaturen ausgesetzte Heizsystem im Gleichstrom zu den Rauchgasen durchströmt. q.. Gas heater according to claim i, characterized in that the gas to be heated is the deepest Heating system exposed to flue gas temperatures flows through in direct current to the flue gases. q .. Gaserhitzer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Eintritt des zu erhitzenden Gases als auch der Austritt des auf die Endtemperatur gebrachten Gases unten am Gaserhitzer erfolgt. Gas heater according to claim i, characterized in that both the inlet of the gas to be heated and the exit of the gas that has been brought to the final temperature Gas takes place at the bottom of the gas heater. 5. Gaserhitzer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizsystem, in welchem die Enderhitzung erfolgt, in bezug auf die Rauchgasströmung der Hauptsache nach zwischen einem von den Rauchgasen quer angeströmten, heißeren Teil und einem von diesem durch eine Ouerwand getrennten, .kälteren Teil des vom zu erhitzenden Gas zuerst durchströmten Heizsystems gelegen ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 727 14; französische Patentschrift Nr. 628 868; »Braunkohle«, 1938, S. 637, Bild a8.5. Gas heater according to claim i, characterized in that the heating system in which the final heating takes place, with respect to the flue gas flow, mainly between a hotter part flowed across by the flue gases and a colder part separated from this by an outer wall of the heating system through which the gas to be heated flows first. Cited publications: German Patent No. 727 14; French Patent Specification No. 628,868. "Brown coal", 1938, p. 637, picture a8.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1002573B (en) * 1953-07-08 1957-02-14 Friedrich Muenzinger Dr Ing Gas heaters with even heating, especially air heaters for aerodynamic power plants
DE1030498B (en) * 1955-12-06 1958-05-22 Strico Ges Fuer Metallurg Combustion chamber for air or gas heating

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR628868A (en) * 1926-05-24 1927-10-31 Int Comb Eng Corp Improvements in the construction of steam boilers
DE727141C (en) * 1937-12-02 1942-10-28 Kohlenscheidungs Ges M B H Superheater for steam generator

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