DE923548C - Schmelzkammerkessel - Google Patents

Description

• Schmelzkammerkessel Gegenstand der Erfindung ist ein Schmelzkammerkessel für feinverteilten Brennstoff, insbesondere Kohlenstaub, dessen Schlacke ständig in flüssigem Zustand nach unten abgezogen wird, und zwar aus einem aus Kühlrohren gebildeten, innerhalb des Kesselgerüstes beweglichen, mit einem Schlackenabflußstutzen versehenen Trichter, der von den aufgehängten Kesselrohren frei beweglich getragen wird.
• Bei derartigen Kesseln besteht die Schwierigkeit, die anfallende flüssige Schlacke nach außen abzuführen, ohne daß bei der relativen Verschiebbarkeit des Kesselrohrsystems gegenüber dem feststehenden Kesselgerüst an der Berührungsstelle Falschluft von außen in die Schmelzkammer eindringt.
• Es ist bereits eine Kesselausführung bekannt, bei welcher das Eindringen von Falschluft in die Brennkammer dadurch vermieden wird, daß das bewegliche Kesselsystem vollständig von einem feststehenden Mauerwerk luftdicht eingeschlossen ist, wobei die Trichterwände des beweglichen Rohrsystems an ihrem unteren Ende die entsprechend schräg angeordneten Innenwände des feststehenden Auslaßstutzens überlappen.
• Diese bekannte Ausführung hat aber den Nachteil, daß sie bei Kesseln mit flüssiger Entschlackung nicht verwendbar ist, weil schon bei geringer Laständerung die erstarrende Schlacke die relative Verschiebbarkeit an der überlappungsstelle verhindert, so daß beim Arbeiten der Kesselrohre eine Zerstörung dieser Stelle unvermeidlich ist.
• Ein weiterer Nachteil der älteren Ausführung besteht aber auch darin, daß die Überlappung an einer sehr heißen Stelle vorgesehen ist, so daß mit einem Verziehen und Werfen gerechnet werden muß. Außerdem ist die Überlappungsstelle schwer zugänglich. Eine Führung des beweglichen Kesseltrichters an der überlappungsstelle ist nicht möglich, so daß ein Verkanten des Trichters eintreten kann.
• Alle diese Schwierigkeiten und Nachteile werden mit der Erfindung dadurch beseitigt, daß ein den Schlackentrichter umgebendes und mit ihm fest verbundenes, aus Wärmeschutzwänden gebildetes, nach unten abgeschlossenes äußeres Gehäuse an den feststehenden Wärmeschutzwänden des Kesselgerüstes durch Überlappung abgedichtet ist.
• Durch diese Ausführung gemäß der Erfindung wird wegen des fast gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Wärmeschutzwand des den Schlackentrichter umgebenden Gehäuses und der feststehenden Wärmeschutzwand des Kesselgerüstes eine gute Abdichtung zwischen den beiden sich überlappenden Wänden erzielt, so daß durch das den Schlackentrichter umgebende Gehäuse die Zufuhr kalter Luft in denTrichter wirksam vermieden wird.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht ferner darin, daß die in dem Gehäuse eingeschlossene Luft einen zusätzlichen Wärmeschutz für den Schlackentrichter bildet.
• Auch bietet die mit der Erfindung vorgeschlagene Ausführung die Möglichkeit, den Raum unterhalb des Trichters durch den Einbau von Wasserrohren auszunutzen.
• Schließlich liegt die Abdichtungsstelle an einer von außen gut zugänglichen und verhältnismäßig kalten, vom Schlackenauslauf weit entfernten Stelle, so daß sie gut beobachtet werden kann und ein Verziehen, Werfen oder Verstopfen durch erstarrende Schlacke völlig ausgeschlossen ist. Außerdem ermöglicht die Überlappungsstelle eine gute Führung des beweglichen Kesselsystems im feststehenden Kesselgerüst, so daß auch ein Verkanten ausgeschlossen ist.
• Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten, die nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch Geltung haben.
• Der Gegenstand der Erfindung wird in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, und zwar zeigt Abb. i die Brennkammer eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Strahlungskessels in einem senkrechten Teilschnitt und Abb. 2 den Gegenstand der Abb. i in einem waagerechten Schnitt nach Linie A-A.
• In der Zeichnung ist mit i das Kesselgerüst bezeichnet, welches im oberen Teil in Höhe der Brennkammer 2 mit isolierenden Wärmeschutzwänden 3 ausgekleidet ist. Die Brennkammer 2 wird allseitig von dicht nebeneinanderliegenden, senkrechten Steigrohren 4 gekühlt, deren untere Rohrteile 4a der Schräge der Trichterwände 5 entsprechend einwärts und dann nach unten und rückwärts abgebogen .sind, um darauf mit den Rohrteilen 4b, 4c und 4d, in Gruppen zusammengefaßt, in die Seitenwandsammler 6 einzumünden. Die Sammler 6 jeder Seitenwand sind an senkrecht verlaufende Fallrohre 7 aufgehängt und mit nicht dargestellten, oberen Kesseltrommeln verbunden.
• Gemäß der Erfindung ist der aus den gemauerten Trichterwänden 5 und den Rohrteilen 4a bestehende trichterförmige Teil der Brennkammer 2 in einem aus den Seitenwänden 8 und dem Boden 9 mit Trichterabflußstutzenio bestehenden äußeren Gehäuse 8,9 eingeschlossen, das relativ verschiebbar gegenüber dem Kesselgerüst i den unteren Abschluß der Kesselanlage bildet und frei beweglich von den aufgehängten Kesselrohren 4 und 7 getragen wird.
• Die Seitenwände 8 des Gehäuses überlappen an ihren oberen Enden die unteren Enden der feststehenden Wärmeschutzwände 3 des Kesselgerüstes i und ermöglichen dadurch ein Aneinandervorbeigleiten dieser Teile beim Ausdehnen oder Zusammenziehen der Kesselrohre.
• Die Mauerwände 8 des Gehäuses umschließen am Gehäuseboden 9 die Seitenwandsammler 6. Die Trichterwände 5 sind oberhalb des Trichters durch die senkrechten Seitenwände 12 verlängert. Im Bereich der Brennkammer werden nur nackte Steigrohre verwendet, die die Strahlungsheizflächen bilden, während die Rohrteile 4a innerhalb des Trichters mit einer dünnen Schamotteschicht i i verkleidet sind.
• Die den Schlackentrichter umgebenden Trichterwände 5 sind entsprechend dem Rohrverlauf im Bereich der Trichterablauföffnung nach auswärts abgebogen und stützen sich mit ihren Enden 2o auf den zu den Sammlern 6 führenden Rohrteilen 4b ab.
• Der Pyramidenform des Trichters entsprechend, hat jede Trichterwand 5 eine trapezförmige Gestalt. Das Rohrgerippe der Trichterwände 5 wird aus den dicht nebeneinanderliegenden, einwärts abgebogenen Teilen 4a der parallel verlaufenden Steigrohre 4 gebildet, was dadurch ermöglicht wird, daß die parallelen Rohrteile jeder Seitenwandrohrgruppe Rohr für Rohr nur jeweils bis zur Begrenzungslinie 13 je zwei benachbarter Trichterwände durchgeführt und dann nach unten abgebogen sind (vgl. Abb. 2). Dadurch werden die die Trichterwände bildenden Rohrteile 4a von den Seiten zur Wandmitte hin jedesmal um ein kleines Stück länger, während die mittleren Rohrteile, welche bis in die Nähe der viereckigen Trichterdurchlaßöffnung 14 durchgeführt sind, eine gleiche Länge aufweisen. Infolge dieser Rohrführung sind sämtliche Steigrohre jeder Seitenwand an der Trichter- und Bodenbildung beteiligt, so daß sich eine gleichmäßige Gewichtsverteilung und Rohrbelastung ergibt, wodurch die Rohraufhängungen wesentlich entlastet werden.
• Auf die vorstehend beschriebene Weise erhält man ein symmetrisches, in sich geschlossenes Rohrsystem, das aus den geraden Fallrohren und den unterhalb der Brenner 15 trichterförmig abgebogenen und an den Nahtstellen der Trichterwände und an der Durchflußöffnung des Trichters zu den Sammlern hingelenkten Kesselsteigrohren gebildet und an den oberen Sammlern des Kessels aufgehängt ist und einen freien Abfluß der Schlackenschmelze aus der Brennkammer gestattet. Die Kohlenstaubbrenner 15 sind im unteren Teil der Brennkammer 2 in den Ecken zweier benachbarter Seitenwände übereinander derart angeordnet, daß die Staubflammen sich in der Mitte der Trichtermündung kreuzen oder einen hier gedachten Kreis tangieren. Statt einer Eckenfeuerung kann auch jede andere Brenneranordnung getroffen werden.
• Der Trichterabflußstutzen io ist unterhalb des Gehäusebodens 9 mit einem Ringkanal 16 umgeben, welcher durch einen Kranz von Öffnungen 17 mit dem Innern des Abflußstutzens io in Verbindung steht und an den natürlichen oder einen künstlichen Saugzug des Kessels angeschlossen ist.
• Unterhalb des Trichterabflußstutzens io ist ein Wasserbad 18 vorgesehen, in welches der Abflußstutzen hineinragt. Die flüssige Schlacke fällt durch das Wasserbad auf ein schräg verlaufendes Transportband i9 und wird von diesem dauernd nach außen abtransportiert.
• Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So könnte z. B. an Stelle einer im Querschnitt viereckigen oder quadratischen Brennkammer auch jede andere Querschnittsform der Brennkammer gewählt werden, ohne daß dadurch an dem grundsätzlichen Aufbau des Kessels etwas geändert würde.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schmelzkammerkessel für feinverteilten Brennstoff, insbesondere Kohlenstaub, dessen Schlacke ständig in flüssigem Zustand nach unten abgezogen wird, und zwar aus einem aus Kühlrohren gebildeten, innerhalb des Kesselgerüstes beweglichen, mit einem Schlackenabflußstutzen versehenen Trichter, der von den aufgehängten Kesselrohren frei beweglich getragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Schlackentrichter (5) umgebendes und mit ihm fest verbundenes, aus Wärmeschutzwänden (8, 9) gebildetes, nach unten abgeschlossenes äußeres Gehäuse an den feststehenden Wärmeschutzwänden (3) des Kesselgerüstes (i) durch Überlappung abgedichtet ist.
2. 2. Schmelzkammerkessel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des unteren, äußeren Gehäuses (8, 9) samt Schlakkentrichter (5) und Schlackenabflußstutzen (1o) sowie den unteren Sammlern (6) gleichmäßig und in gleicher Weise auf die einzelnen Rohrgruppen (4,7) an jeder Seitenwand des Kessels verteilt ist.
3. 3. Schmelzkammerkessel nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dicht nebeneinanderliegenden, senkrechten Strahlungsrohre (.
4. 4) auf jeder Seite der schachtartigen Brennkammer (2) unmittelbar unterhalb der Kohlenstaubbrenner (15) derart abgebogen und geführt sind, daß in der Mitte des unteren Teils der Brennkammer ein aus den Rohrteilen (4a) jeder Seitenwand gebildeter, von trapezförmigen Flächen begrenzter Schlackentrichter entsteht. Schmelzkammerkessel nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen parallel zueinander liegenden, schräg nach unten abgebogenen Rohrteile (4a) jeder Seitenwandrohrgruppe Rohr für Rohr nur bis zur Nahtstelle (13) zweier benachbarter Trichterwände (5) durchgeführt und dann nach unten abgebogen sind, derart, daß die die Trichterwände bildenden Rohrteile (4a) von den Seiten zur Wandmitte hin jedesmal ein kleines Stück länger werden, so daß trapezförmigeTrichterwände gebildet werden.
5. 5. Schmelzkammerkessel nach Anspruch r_ bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß die mittleren Rohrteile (4a) gleichmäßig bis zur Durchlaßöffnung (14) des Schlackentrichters durchgeführt und dann nach rückwärts abgebogen sind.
6. 6. Schmelzkammerkessel nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die am unteren Ende der Trichterwände (5) rückwärts gebogenen Rohrenden (4b bis 4d) zu Gruppen zusainmengefaßt an die entsprechenden Sammler (6) jeder Seitenwand angeschlossen sind.
7. 7. Schmelzkammerkessel nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammler (6) in an sich bekannter Weise an den senkrecht verlaufenden Fallrohren (7) jeder Seitenwand aufgehängt und unmittelbar in die Seitenwände (8) des Gehäuses (8, 9) eingebaut sind. B. Schmelzkammerkessel nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schlackentrichter bildenden äußeren Wärmeschutzwände (5) entsprechend dem Rohrverlauf im Bereich der Trichterablauföffnung (14) zurückgebogen sind und sich mit ihren unteren Wandenden (2o) auf den zu den Sammlern (6) führenden Rohrteilen (4 b) abstützen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 617 872, 630 395. 673 898, 695 998, 733 967, 743 651, 743 685; USA.-Patentschriften Nr. 2 087 801, 2 268 56o, 2 330:240; Zeitschrift des VDI, 1948, S. 203; Mitteilungen der Vereinigung der Großkesselbesitzer, 1943, S. 2o5 bis 211; Feuerungstechnik, 1938, S.311; Archiv für Wärmewirtschaft und Dampfkessel-Wesen, 1942, S. 152; Power, März 1949, S. 122, Oktober 1948, S. 28; Power Generation, Januar 1949, S. 103; Combustion, August 1945, S. 32 und 34, Oktober 1945 S. 37/38; Combustion Engineering, 1948, S. 9, 53; 2J# 68 und 15, 42.