Einrichtung zur Vergasung feinzerteilter, insbesondere fester Brennstoffe unter erhöhtem Druck

Abstract

 Bei dieser ist der Vergasungsreaktor (2) als kühlwasserbe­aufschlagte Rohrwandkonstruktion (1) ausgebildet, die mit Abstand von einem Druckmantel (4) umgeben ist. Es ist vor­gesehen, daß die Kühlwasseraustritte (1oa - 1oe) der Kühl­kreisläufe (1a - 1e) der Rohrwandkonstruktion (1) in den wassergefüllten Raum (11) zwischen Rohrwandkonstruktion (1) und Druckmantel (4) münden. Dieser Raum (11), der mit einer den Druckmantel (4) durchsetzenden Kühlwasser-Abführungs­leitung (12) versehen ist, ist gas- und wasserdicht vom Innenraum (2) der Rohrwandkonstruktion (1) getrennt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Vergasung fein­zerteilter, insbesondere fester Brennstoffe mit sauerstoff­haltigen Gasen unter erhöhtem Druck, bei der der Vergasungs­reaktor als kühlwasserbeaufschlagte Rohrwandkonstruktion ausgebildet ist, die mit Abstand von einem Druckmantel um­geben ist.

[0002] Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-AS 24 25 962 be­kannt. Hierbei ist eine Vielzahl von Zuführungs- und Abfüh­rungsleitungen zu bzw. von den einzelnen Kühlkreisläufen der Rohrwandkonstruktion erforderlich, die den Druckmantel durchsetzen. Es ist dort weiterhin die Zufuhr eines unter Druck stehenden Inertgases in den mit Isoliermaterial aus­gefüllten Raum zwischen Rohrwandkonstruktion und Druckman­tel vorgesehen, um zu vermeiden, daß Produktionsgas aus dem Vergasungsreaktor bis zum Druckmantel vordringt und dort zu Korrosionen führt. Beide Maßnahmen erfordern einen nicht unerheblichen Investitions- und Betriebsaufwand.

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Einrich­tung der eingangs beschriebenen Art kostengünstig zu verein­fachen bei gleichzeitiger Erhöhung der Betriebssicherheit.

[0004] Erfindungsgemäß wird hierzu vorgeschlagen, daß die Kühlwas­seraustritte der Kühlkreisläufe der Rohrwandkonstruktion in den wassergefüllten Raum zwischen Rohrwandkonstruktion und Druckmantel münden, wobei dieser Raum, der mit einer den Druckmantel durchsetzenden Kühlwasser-Abführungsleitung versehen ist, gas- bzw. wasserdicht vom Innenraum der Rohr­wandkonstruktion getrennt ist.

[0005] Durch die vorgesehene Trennung des Innenraumes der Rohr­wandkonstruktion, des Vergasungsreaktors also, vom wasser­gefüllten Raum zwischen Rohrwandkonstruktion und Druckman­tel wird zuverlässig und ohne zusätzliche betriebliche Maß­nahmen vermieden, daß heißes Produktionsgas aus dem Ver­gasungsreaktor mit dem Druckmantel in Berührung kommt. Da­durch kann es zum einen nicht zu einer unerwünschten Wär­mebeaufschlagung des Druckmantels kommen, zum anderen un­terbleiben korrosive Angriffe des Produktionsgases auf den Druckmantel. Dabei bildet das die Rohrwandkonstruktion umgebende Wasser eine zusätzliche Sicherheit vor einer un­mittelbaren Heißgasbeaufschlagung des Druckmantels bei et­waiger Beschädigung der Rohrwandkonstruktion.

[0006] Vorteilhaft an der vorgeschlagenen Ausführungsform der Ver­gasungseinrichtung ist ferner, daß nur die Kühlwasser-Zu­führungsleitungen zu den einzelnen Kühlkreisläufen der Rohr­wandkonstruktion und die gemeinsame Kühlwasser-Abführungs­leitung als den Druckmantel durchsetzende und diesen und die Rohrwandkonstruktion verbindende Leitungen vorgesehen werden müssen. Separate Kühlwasser-Abführungsleitungen von den einzelnen Kühlkreisläufen, die bei herkömmlichen Ver­gasungseinrichtungen ebenfalls durch den Druckmantel ge­führt werden mußten, entfallen.

[0007] Die Erfindung schlägt ferner vor, daß die Kühlkreisläufe der Rohrwandkonstruktion mit Zwangsumlauf versehen sind. Damit wird eine zuverlässige Kühlung an jeder Stelle der Rohrwandkonstruktion gewãhrleistet. Außerdem ermöglicht der Zwangsumlauf beliebige Rohrführungen und Rohrumkehrun­gen.

[0008] Der wassergefüllte Raum zwischen Rohrwandkonstruktion und Druckmantel soll bevorzugt einen höheren Druck als der Innenraum der Rohrwandkonstruktion aufweisen. Damit wird bei auftretenden Schäden eine zusätzliche Sicherheit ge­gen das Ausströmen von Produktionsgas aus dem Vergasungs­reaktor in Richtung auf den Druckmantel geschaffen.

[0009] Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß die Kühlwasser-Zu­führungsleitungen der Kühlkreisläufe der Rohrwandkonstruk­tion sowie die Kühlwasser-Abführungsleitung den oberen, mittels einer Flanschverbindung lösbaren Teil des Druck­mantels durchsetzen und dieser Teil des Druckmantels zusammen mit der daran befestigten kompletten Rohrwand­konstruktion vom unteren Teil des Druckmantels abhebbar ist. Reparatur- und Wartungsarbeiten an der Rohrwandkon­struktion bzw. am Inneren des Druckmantels werden dadurch erheblich erleichtert.

[0010] Schließlich wird noch vorgeschlagen, daß zum Ausgleich von Wärmedehnungen die Rohrwandkonstruktion an ihrem obe­ren und/oder unteren Ende mittels Kompensatoren mit dem Druckmantel verbunden ist.

[0011] Die Erfindung wird im folgenden anhand der einzigen Zeich­nung, die eine beispielsweise Ausführungsform zeigt, näher erläutert.

[0012] In der Zeichnung ist mit 1 die Rohrwandkonstruktion als Ganzes bezeichnet, deren Innenraum 2 der Vergasungsreak­tor ist. In den Vergasungsreaktor münden mehrere Brenner 3, von denen in der Zeichnung nur einer dargestellt ist.

[0013] Die Rohrwandkonstruktion 1 ist mit Abstand von einem Druck­mantel 4 umgeben, der durch die Flanschverbindung 5 in einen oberen und einen unteren Teil 4a bzw. 4b unterteilt ist. Der untere Teil 4b des Druckmantels weist im Inneren mehrere über den Umfang verteilte Auflager 6 auf, auf de­nen die Rohrwandkonstruktion mit an ihr befestigten Konso­len 7 arretiert und zentriert aufliegt. Mit dem oberen Teil 4a ist die Rohrwandkonstruktion 1 mittels einer Aufhän­gekonstruktion 8 verbunden, die eine Wärmedehnung der Rohr­wandkonstruktion in Achsrichtung relativ zum Druckmantel zuläßt.

[0014] Die Rohrwandkonstruktion 1 ist zusammengesetzt aus einzel­nen Kühlkreisläufen 1a, 1b, 1c, 1d und 1e. Jeder die­ser Kühlkreisläufe weist eine separate Kühlwasser-Zufüh­rungsleitung 9a, 9b, 9c, 9d bzw. 9e auf, die jeweils den oberen Teil 4a des Druckmantels 4 durchsetzt, wie dies im Falle der Leitung 9a dargestellt ist. Die Kühl­wasseraustritte 1oa, 1ob, 1oc, 1od bzw. 1oe münden, wie aus der Zeichnung ersichtlich, in den wassergefüllten Raum 11 zwischen der Rohrwandkonstruktion 1 und dem Druckmantel 4. Der Raum 11 weist eine für alle Kühlkreis­läufe gemeinsame Kühlwasser-Abführungsleitung 12 auf, die durch den oberen Teil 4a des Druckmantels führt und mit einer hier nicht dargestellten Dampftrommel in Ver­bindung steht. Der Druck im Raum 11 liegt, wie bereits erwähnt, bevorzugt über dem Druck des Innenraumes 2. Der Differenzdruck sollte jedoch nicht zu hoch gewählt werden, um die Belastung der Rohrwandkonstruktion ge­ring zu halten. Der Druck im Vergasungsreaktor, der bei­spielsweise 4o bar beträgt, wird somit bei nur gering­fügigem Differenzdruck im wesentlichen vom Druckmantel 4 aufgenommen, während die Rohrwandkonstruktion 1 hiervon weitestgehend entlastet ist.

[0015] Da weiterhin durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vergasungseinrichtung die einzelnen Rohre der Rohrwand­konstruktion innen und außen nahezu gleichen Drücken ausgesetzt sind, benötigen sie auch nur eine vergleichs­weise geringe Wandstärke. Dies hat zur Folge, daß wäh­rend des Betriebes die Temperaturdifferenz in der Rohr­wand gering ist, was sich einerseits vorteilhaft hin­sichtlich verringerter Temperaturspannungen in der Rohr­wand auswirkt und andererseits gut beherrschbare Tempe­raturen auf der Gasseite der Rohre zur Folge hat.

[0016] Mit 13 ist ein Kompensator bezeichnet, der zum einen mit Teil 1e der Rohrwandkonstruktion und zum anderen mit dem oberen Teil 4a des Druckmantels im Bereich des Gasaustrittes 14 verbunden ist. Ein weiterer Kompensa­tor 15 verbindet Teil 1d der Rohrwandkonstruktion mit dem Schlackenabzugsschacht 16, der an den unteren Teil 4b des Druckmantels angesetzt ist. Durch diese Kompensato­ren 13 und 15 werden unterschiedliche Wärmedehnungen von Rohrwandkonstruktion und Druckmantel ausgeglichen.

[0017] Im Bereich des unteren Endes des Schlackenabzugsschach­tes 16 ist noch ein Entleerungsstutzen 17 angeordnet, durch den das Wasser aus dem Raum 11 abgelassen werden kann.

[0018] Da alle Kühlwasser-Zuführungsleitungen 9a - 9e sowie die Kühlwasser-Abführungsleitung 12 durch den oberen Teil 4a des Druckmantels austreten, ist es möglich, nach Lösen der Flanschverbindung 5 und Abtrennen des Kompensators 15 den oberen Teil 4a zusammen mit der daran aufgehängten kompletten Rohrwandkonstruktion 1 vom unteren Teil 4b des Druckmantels abzuheben. Die Rohrwandkonstruktion ist dann zu Reparatur- und Wartungszwecken frei zugänglich, d.h. platzbeanspruchende Zugangsmöglichkeiten zum Raum 11 können entfallen.

Ansprüche

1. Einrichtung zur Vergasung feinzerteilter, insbe­sondere fester Brennstoffe mit sauerstoffhalti­gen Gasen unter erhöhtem Druck, bei der der Ver­gasungsreaktor als kühlwasserbeaufschlagte Rohr­wandkonstruktion ausgebildet ist, die mit Abstand von einem Druckmantel umgeben ist, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Kühlwasseraustritte (1oa - 1oe) der Kühlkreisläufe (1a - 1e) der Rohrwandkonstruktion (1) in den wassergefüllten Raum (11) zwischen Rohrwandkonstruktion (1) und Druckmantel (4) münden, wobei dieser Raum, der mit einer den Druckmantel (4) durchsetzenden Kühlwasser-Abführungsleitung (12) versehen ist, gas- bzw. wasserdicht vom Innenraum (2) der Rohrwandkonstruktion (1) getrennt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Kühlkreisläufe (1a - 1e) der Rohrwandkonstruktion (1) mit Zwangsumlauf ver­sehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß der wassergefüllte Raum (11) zwischen Rohrwandkonstruktion (1) und Druckman­tel (4) einen höheren Druck als der Innenraum (2) der Rohrwandkonstruktion (1) aufweist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Kühlwasser-Zuführungsleitungen (9a - 9e) der Kühlkreisläufe (1a - 1e) der Rohrwandkonstruktion (1) sowie die Kühlwasser­Abführungsleitung (12) den oberen, mittels ei­ner Flanschverbindung (5) lösbaren Teil (4a) des Druckmantels (4) durchsetzen und dieser Teil des Druckmantels zusammen mit der daran befestigten kompletten Rohrwandkonstruktion (1) vom unteren Teil (4b) des Druckmantels (4) ab­hebbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß zum Ausgleich von Wärmedehnungen die Rohrwandkonstruktion (1) an ihrem oberen und/oder unteren Ende mittels Kompensatoren (13, 15) mit dem Druckmantel (4) verbunden ist.

Zeichnung