DE6607713U

DE6607713U - Mehrstufiger regenerativ-luftvorwaermer

Info

Publication number: DE6607713U
Application number: DE6607713U
Authority: DE
Original assignee: APPBAU ROTHEMUEHLE BRANDT
Current assignee: APPBAU ROTHEMUEHLE BRANDT
Priority date: 1963-02-11
Filing date: 1963-02-11
Publication date: 1971-04-15

Description

APPARATEBAU. RÖTHEMÜHLE
Brandt & Kritzler

596Ί Rothemühle üb. Pipe I3. Januar 197¹

Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanraeldung "Möhrstufiger Regenerativ - Luftvorwärmer"

Die Erfindung betrifft Regenerativ-Luftvorwarmer mit zylindrischem Gehäuse und durchgehenden radialen Seki?ortrennwänden in der gesamten Regenerativkammer (USA-Patent 1820 199), in deren äußeren Ringräumen zwei oder mehrere getrennte Heizflächenstufen stationär eingebaut sind und in axialer Richtung hintereinander liegen und in der koaxial hierzu, von Heizflächen freie Ringräume um den Statorkern vorgesehen sind (Britisches Patent 5^0797)» ^v<>ⁿ denen einer zur Entnahme oder Zuführung eines Teilgasstromes dient (Französisches Patent 957953)» die periodisch abwechselnd, synchron mit der Haupts tr önrung der wärnie tauschenden Gase in den äußeren ringförmigen Heizflächenstiifen, durch die rotierenden Luftanschlußhauben an den Stirnflächen der zylindrischen-Regenerativkammer erfolgt. (DBP II56929)

- Solche mehrstufigen Regenerativ-Luftvorvrärmer dienen cleia Zweck, die Luftvorwärmung und die Gasabkühlung in aufeinanderfolgenden Stufen vorzunehmen, um hierbei durch Einführung oder Entnahme von verschiedenen Teilgasströmen zwischen den Lnftvorwärmerstufen, die für den wechselnden £lessell>e-fcx±ei> günstige Regelung der Luft und Gas temperainnren zn erreichen.

-Z-

Es ist bereits ein Regenerativ-Luftvorwärmer bekannt, mit zwei getrennten stationären Heizflächenstufen, die in axialer Richtung hintereinanderliegen ("USA Patent 1820 199). Die Zu- und Abführung der Gase erfolgt bei dieser Anordnung durch einen freien Ringrauin zwischen desn K^m der stationären Regenerativkammer und den koaxial hierzu· im äußeren Ringraum der Regenerativkammer angeordneten Heizflächenstufen.

Ein cixialer Zwischenraum zwischen axial hintereinander^ liegenden Heizflächenstufen ist andererseits bekannt durch die Ausführungsformen der regenerativen Luftvorwärmer nach dem Britischen Patent $kQ 797 und dem Französischen Patent 957 953· Dieses Französische Patent bezieht sich zugleich auf regenerative Luftvorwärmer mit stationär angeordneten Wärmespeichermassen und zeigt auch die Gasentnahme zwischen den H izflächenstufen bei rotierenden Wärmespeichermassen.

Eine Teilgaszuführung zwischen den Luftvorwärmestufen findet man auch bei Ausführungen nach dem Britischen Patent 5^O 79? (Figur 1, P.ege !klappe 36),

Gegenüber dem an sich bekannten einfachen Drehschiebermechanisnnis (USA Patent 1820 I99) für die Zu- und Abführung <ier Gase ±n oder aus einem inneren Ringraum koaxial zu getrennten ringförmig angeordneten äußeren Heizflächenstufen jeweils an den Stirnflächen der zylindrischen Regenera-■fczLvkannnei· ist weiterhin eine doppelte Drehschieberanordnung äekatrat (DBP 1156929).

Diese bestellt aios je einem AbschTußschieber 6' und 6" an den neiden äußeren Stirnflächen der, mit dem ringförmigen

Zwischenraum (3)f iⁿ der zylindrischen Regenerativkämmer angeordneten Heizflächenstuf-en (1 und 2), sowie einem auf der gleichen ¥elle befestigten Drehschieber (8), der im freien Zwischenraum (3)» eine mit der Hauptgasströmung synchrone periodische TeilgasStromentnahme oder Zuführung bewirkt.

Es ist bei dieser Ausführungsweise jeweils ein, von Heizflächen freier, innerer Ringraum innerhalb der beiden Heizflächenstufen vorgesehen, wodurch die Teil-gaszuführung oder -entnahme, beispielsweise in oder auf einem getrennten inneren konzentrischen Kanal (23) des äußeren AnschluDschiebers 6", erfolgt.

Eine solche Ausführung des Regenerativ-Luftvorwärmers mit an sich bekannten Konstruktionselementen und der Kombination von bekannten Anschlußschiebern 6', 6" mit einem weiteren Drehschieber (S) der im Zwischenraum zwischen den Höizflächenstufen umläuft, ergibt eine unnötige Komplizierung der Konstruktion.

Nachteilig ist hierbei auch, daß die Drehschieber 6', 6" jeweils nur einen Sektor des Anschlußquerschnittes für die Luftführung abgrenzen. Eine derart einseitige konstruktive Ausführung der Lufthauben ist praktisch nicht anwendbar. Sie ergibt einseitige Belastungsmomente für die Lufthau-"benwelle, die infolge der Größe der Konstruktion durch Gegengewichte praktisch nicht kompensiert werden können. Weiterhin würde eine einseitige Druckbelastung infolge der Druckunterschiede zwischen Luft und Rauchgaskanälen auftreten. Ein ebenso wesentlicher Nachteil wären die unsymmetrischen Wärmedehnungen, die infolge der einseitigen Zuführung der wärmetauschenden Mittel im Lufterhitzer auftreten wurden.

Unsere vorliegende Anmeldung stellt sich deshalb zur Aufgabe, für zwei- oder mehrstufige Regeneisfciv-Luftvorwärmer mit stationären Speichermassen eine Maßnahme zu finden, um Teilgasströme der wärmetauschenden Mittel auf konstruktiv einfache Weise abzuzweigen oder zuzuführen. Grundsätzlich soll hierbei je eine symetrische Zuführung oder Abführung der Luft an den äußeren Regenerator-Strinflächen mittels Doppelhauben erfolgen und die Anordnung eines besonderen Drehschiebers im Raum zwischen den Stufen vermieden \*erden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt nach vorliegender Erfindung in der Weise, daß eine oder beide Lufthauben 5>7 zugleich als doppelte Drehschiebertnechanismen ausgebildet sind, mit äußeren sektorförmigen Anschlußquerschnitten für die Hauptströmung in den Kanälen (5b, 7^) und koaxialen inneren Drehschieberteilen (5c, ?c) für die Zuführung oder Entnahme eines Teil gasstromes zu 1bz\\^r. aus den inneren, von Heizflächen freien Statorringräumiän (12, 12b), die ebenso wie die gesamte Re gene at ivkammer durchgehende radiale Sektortrenmiände (9) aufweisen, deren obere und untere radiale Stirnkanten dichtend gegen die inneren Drehschieberteile (5c, 7c) anliegen.

Die inneren Drehschieberteile (5c„ ?c) sind vorgesehen, um die für die Zuführung oder Entnahme eines Teilgassfcroines dienenden inneren Statorringräume (12, 12b) jeweils vollständig von der Fauptgasführung abzuschließen.

Hierzu wird vorgeschlagen, die Luftzuführung und Luftentnahme für paralell geschaltete Luftströme jeweils unter gleichen Druckverhältnissen vorzunehmen, wodurch sich eine Vereinfachung der Bauweise mit stationären Heizflächen und

rotierenden Luftkanalanschlüssen ergibt, weil zusätzliche Abdichtungen für die getrennte Luftkanalführung fast vollständig eingespart werden könner.

Abb. 1 und 2 zeigen beispielhaft und schematisch eine mögliche Verwirklichungsform der zweistufigen Regenerativ-Luftvorwärmerbauart nach vorliegender Erfindung.

In Abb. 1 ist im Aufriß auf der linken Seite ein Schnitt AO durch die Luftkanalführung und rechts ein Schnitt QB durch die Gaskanäle dargestellt.

Der Grundriß in Abb, 2 zeigt feinen Querschnitt durch den Anschlußrahmen der oberen drehbaren Luftanschlußhaube (7$ längs der Aufrißlinie CD.

Gemäß Abb. 1 werden die Heizgase der feststehenden Regeneratorkammer (1) von oben durch den fest angeschlossenen Heizgaseintrittskanal (2) zugeführt und verlassen die Kammer durch den unteren Heizgasäustrittskanal (3)· Die kalte Luft tritt von links unten durch den Lufteintrittskanal (1) axial in die untere drehbare Luftanschlußhaube (5) ein, strömt durch die getrennt übereinanderliegenden Heizflächen (6 a) und(6 b) zum Teil in die äußere Ringkammer(7b) und zur Zwischenluftentnahme teilweise in die innere koaxiale Kammer (7 a) der oberen drehbaren Luftanschlußhaube (7)· Von dort wird der höher erwärmte Hauptluftstrom weitergeführt, nach rechts in den Luftaustrittskrümmer (8 b) und die Mühlenluft strömt von der inneren Kammer (7 a) der oberen Luftanschlußhaube in den nach linkB führenden Luftentnahmekrümmer (8 a).

Der zur Luftentnahme dienende Zwischenraum zwischen den

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Heizflächenstufen (6 a) und (6 b) ist wie die gesamte Regenerativkammer durch. Radialwände (9) unterteilt, besitzt aber Iceine Riugwände (TO).

Um die zylindrische innere Ringwand (It) der Regenerativkainmer sind zusätzliche Ringräume (12 a) un<i (12 b) angeordnet, die in gleicher Tveise durch Radialwände aufgeteilt sind.

Zur Zwis chenluftentnahme dien*· nur der obere Ringraum (12 b), während der untere Ringraum (12 a) vollständig von dor Luft- und Gasführung abgeschlossen int.

Die obere Luftanschiußhaubö (7) besitzt einen Drehschieberteil (7 c) der den Ringraum (12 b) überdeckt.

Die untere Luftanschlußhaube (5) dient zur gemeinsamen Kaltluftführung und ist gegenüber den inneren Ringräumen (11) und (12 a) vollständig abgeschlossen.

Hauptluft und Mühlenluft haben den gleichen Druck, so daß die Abdichtung»Ä:ischen den beiden Luftströmen nicht schwierig ist.

Falls erforderlich, wird die Mühlenluft durch ein Druckerhöhungsgebläse hinter dem Lufterhitzer auf den notwendigen Druck gebracht.

Im Mühlenluftkanal können Regelklappen (I3) angeordnet werden, um durch Zumischung von Hauptluft eine feine Regulierung der Mühlenluft zu erreichen»

6G07713 15.Λ.71

Die Anordnung der Ringräxane (12 a) und (12 b) vergrößert die Lufterhitzertype im allgemeinen nidit oder nur unwesentlich, da die zylindrische innere Ringwand der Regenerativkainmer (11) zur Schaffung günstiger Strömungsverhältnisse an sich schon relativ groß gewählt werden muß. Es folgt hieraus, daß bei dieser Ausführung des zweistufigen Lufterhitzers das Dichtungssystem gegenüber der Normalbauart praktisch nicht geändert ist. Dies ist ein großer Vorteil im Vergleich zu der Bauweise mit rotierenden Heizflächen und stationären Anschlußkanälen.

Die Abb. 3 und h zeigen beispeilhaft und schematisch eine abgewandelte Ausführungsforin des Luftvorwärmers nach vorliegender Erfindung mit Mühlenluftentnahme und zusätzlicher Heißgasumführung,

Im Aufriß sind jeweils wieder die gleichen Schnittebensn dargestellt wie in Abb. 1, während im Grundriß links in Abb. h ein Querschnitt nach &inie CD durch die obere Luftanschlußhaube (7) und rechts ein Schnitt nach Linie EP durch die untere Luftanschlußhaube (5) gezeigt wird.

Vie ersichtlich, ist bei dieser Ausführungsweise auch die untere drehbare Luftanschlußhaube (5) in zwei koaxiale Kammern (5a) und (5b) unterteilt. Die Kaltluft strömt ähnlich \iie zuvor beschrieben von links durch den Lufteintrittskrümmer (k) und die äußere Ringkammer (5b) der Luftanschlußhaube (5) durch die getrennt übereinanderliegenden Heizflächen-stufen (6a) und (6 b), zum Teil in die äußere Ringkammer (7b) und zur Zwischenluftentnahmo teilweise in die innere koaxiale Kammer (7 a) der oberen Luftanschluß-

haube (7)· Von dort wird der Hauptluftstrom nach rechts in den Austrittskrümmer (8 b) und die Mühlenluft nach links in den Luftentnahmekrümmer (8a) geführt.

Der Ringraum (12) um den Statorkern (11) ist ebenso wie der Zv,*ischenraum zwischen den Heizflächenstufen (6 a) und (6 b) durch Radialwände (9) unterteilt, während koaxiale Ringwände (1O) fehlen. Die obere Luftanschlußhaube (7) hat einen Kernteil (7 c)der den Ringraum auf der Rruchgasseite abschließt und die untere Luftanschlußhaube (5) besitzt einen ähnlichen ringförmigen Kernteil (5 c), welcher den durch den Rauchgas-Umführungskrümmer (14) eingeführten heißen Teilgasstrom gegen die Luftseite des Ringraumes (12) absperrt. Es kann deshalb dieser Teilgasstrom nur nach rechts in die von den Gasen beaufsciilaften Sektoren durch den Ringraum (12) zwischen die Heizflächenstufen (6 b) und (6a) eintreten.

Diese teilweise Umführung der heißen Rauchgase dient während der Anfahrperiode des Kessels dazu, die Temperatur des kalten Endes zu erhöhen.

Im Rauchgaskanal oberhalb des Lufterhitzers sind Regelklappen (15) angeordnet, die gegenbenenfalls bei der Umführung der Rauchgase ganz geschlossen werden können. Bie Rauchgas— entnahme erfolgt dann oberhalb dieser Klappen, so daß nur Rauchgas in die Zone zwischen die Heizflächensitufen (6 a) und (6b) eingeführt wird und infolge dieser Ausschaltung der Heizflächenstufe (6b) eine wesentliche Erhöhung dex* Abgastemperatur erreicht werden kann.

Ebenso ist es vorteilhaft auch Im Heißluftkanal Absperrklap-

pen (16) anzuordnen, um auf diese Weise auch, die Heizfläclienstufe (6 b) mit Luft ganz zu umfahren.

Die stufenweise Umführung der Gas- und Luftströme in einem LUftvorwärmer nach der vorliegenden Erfindung kann im Kesselbetrieb in verschiedener Yeise Anwendung finden um paralellgeschaltete Wärmeaustauscher zu beaufschlagen; beispielsweise kann in der Ausführung nach Abb. 3 der Teilgasstrom, der zur Umführung der Heizflächenstufe (6b) abgezweigt wird, durch einen Economizer geleitet und hiernach der Heizflächenstufe 6 a zugeführt werden.

Die mit der erfinderischen Lösung erzielten "vorteile sind vor allem eine einfachere Zuführung oder Entnahme eines Teilgasstromes durch den Ringraum um die Lufthaubenhabe. Weiterhin die Trennung der wärnisaus tauschenden Mittel und der Teilgasströme innerhalb der rotierenden Lufthauben an den beiden äußeren Regeneratoren-Stirnflächen und somit die Einsparung eines besonderen Drehschieber gegenüber der Kon- 's tr*uk:t±oii nacli DBP ΐ 156929 * H±ex"feei. ^eardes aneh unnötige Abdichtungslängen in den Anschlußquerschnitten für die entnommenen oder zugefühirten Teilga-sströmen eingespart.

Claims

ι * * ι m · Pat.6l3/49/Et/B 13. Jan. 1971 Neue Ansprüche

1.) Regenerativ-Luftvorwürmer mit zylindrischem Gehäuse (l) und durchgehenden radialen Sektortrennwänden (9) in der gesamten Regenerativkammer (l), in deren äußeren Ringräumen zwei oder mehrere getrennte tfeizflächenstufen (6a, 6b) stationär eingebaut sind und in cvxialer Richtung hintereinanderliegen und koaxial hierzu von Heizflächen freie Ringräume (l2 a und Ϊ2 b) um den Statorkerni-aum (ll) vorgesehen sind, von denen einer (12 b) zur Entnahme oder Zuführung eines Teilgasstromes dient, die periodisch abwechselnd, synchron mit der H atapt strömung der wärmeaustauschenden Gase in den äußeren ringförmigen Heizflächenstufen (6a und 6 b) durch die rotierenden Luftanschlußhauben (5*7) an den Stirnflächen der zylindrischen Regenerativ-Kammer erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Lufthauben (7) als doppelter Drehschiebermechanismus ausgebildet ist mit äußeren sektorförmigen Anschlußquerschnitten für die Hauptströmung in den Kanalquerschnitten (7 b) und einem koaxialen inneren Drehschieberteil (7 c) zur Entnahme eines Teilgasstromäs aus dem inneren, von Heizflächen freiem Statorringraum (12 b) der ebenso wie die gesamte Regenerativ-Karamer durchgehende radiale Sektortrennwände aufweist, deren obere radiale Stirnkanten dichtend gegen den inneren Drehschieberteile (7 c) anliegen.

2.) Regenerativ-Luftvorwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unters Teil {l?. a) des von Heisflächen freier.

inneren Statorringraumes vollständig von der Luft- und Gasführung abgeschlossen ist.

3·) Regenerativ-Luftvorwärmer mit zylindrischem Gehäuse (l) und durchgehenden radialen Sektortrennwänden in der gesamten Regenerativ-Kammer in deren äußeren Ringräumen zwei oder mehrere getrennte Heizflächenstufen (6a und 6 b) stationär eingebaut sind und in axialer Richtung hintereinander liegen und koaxial hierzu ein von Heizflächen freier Ringraum (12) um den Statorkernraum (ll) vorgesehen ist, zur Entnahme und Zuführung je eines Teil gasstromes, die periodisch abwechselnd, synchron mit der Hauptströmung der wärmetauschenden Gase in den äußeren ringförmigen Heizflächenstufen (6a und 6 b) durch die rotierenden Luftanschlußhauben (5i 7) an den Stirnflächen der zylindrischen Regenerativ-Kammer erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufthauben (5 und 7) beiide als doppelte Drehschiebermechanismen ausgebildet sind mit äußeren sektorförmigen Anschlußquerschnxtten für die wärmetauschenden Gase und je einem koaxialen inneren Drehschtöjerteil (5 c, 7 c) für die Zuführung oder Entnahme je eines Teilgasstromes zu bzw. aus dem inneren, von Heizflächen freien, Statorringraum (12), der ebenso wie die gesamte Regenerativ-Kammer durchgehende radiale Sektortrennwände (9) aufweist, deren obere und untere radiale Stirnkanten dichtend gegen die inneren Drehschiebertei.le (5 c und 7 c) anliegen.

4.) Regenerativ-Lufterhitzer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Drehschieberteil (5c) der unteren Luftanschlußhaube (5) den Ringraum (12) innerhalb der von der Luftströmung beaufschlagten Sektoren dichtend überdeckt.

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5·) Einrichtung zur gleichzeitigen Luftvorwärmung für Mühlenleuft und Verbrennungsluft in einem Luftvorwärmer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet^ daß in» Mühleialuftkanal Regelklappen (13) angeordnet sind, um durch Zumischung von Hauptluft eine feine Regulierung der Mühlenluft zu erreichen.

6.) Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Mühlenluft gegebenenfalls durch Anordnung eines Druckerhöhungsgebläses hinter dem Lufterhitzer auf den erforderlichen Druck gebracht wird.