Kanal zum Abführen der Verbrennungsgase einer Kesselanlage

Abstract

 Kanal zum Abführen der Verbrennungsgase einer Kesselanlage, wobei der Kanal insg. gesehen zumindest in etwa waagerecht verläuft und Wärmetauscher zur Erwärmung von Wasser od. dgl. aufweist, die von mehreren einander parallelen Platten (6) gebildet sind. Um hierbei den Wirkunsggrad zu erhöhen und die Platten (6) gleichmässiger zu beaufschlagen, sind an den Übergangsstellen von einem Wärmetauscher zum nächsten bzw. von einem Plattenpaket zum folgenden die Plattenenden zusammengehöriger Platten (6) fortschreitend gegeneinander versetzt und ausserdem sind an den Übergangsstellen die Plattenenden eines Tauschers gegenüber den Plattenenden des folgenden Tauschers gegensinnig versetzt in der Weise, dass die Platten (6), die am weitesten aussen liegen, die Übergangsstelle oben und unten begrenzen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Kanal zum Abführen der Verbrennungsgase einer Kesselanlage von Heiz- oder Turbinenkraftwerken, wobei der Kanal insgesamt gesehen waagerecht oder nur schwach ansteigend und zudem im wesentlichen s-förmig verläuft, dem Kanal Wärmetauscher zur Erwärmung von Wasser oder ähnlichen Wärmeträgern zugeordnet sind und am Kanalende ein Zugerzeuger vorgesehen ist, der zumindest im wesentlichen den Zug in dem Kanälen bewirkt.

[0002] Bei den bekannten Kanälen dieser Art ( EP-A-o 179 161 ) werden die Wärmetauscher von einander parallelen, übereinander angeordneten Platten gebildet; zur Erzielung eines s-förmigen Verlaufs des Kanals sind die Wärmetauscher zudem in übereinander liegenden Abschnitten angeordnet; dabei sind für die Umlenkung der Verbrennungsgase von einem zum anderen Abschnitt hutzenartige Umlenkräume vorgesehen, die Enden der die Wärmetauscher bildenden Platten enden dabei alle in einer senkrechten Ebene.

[0003] Solche Umlenkräume verhindern den unmittelbaren Anschluss des Kanals an Gebäude oder andere Einrichtungen, zudem können sich in den Umlenkräumen Verwirbelungen einstellen, die eine ungleichmässige Beaufschlagung der einzelnen Räume der Wärmetauscher zur Folge haben.

[0004] Die Erfindung möchte diese Nachteile vermeiden und strebt somit gute Anschlussmöglichkeiten für den Kanal und ferner eine gleichmässigere Ausnutzung und Auslastung der einzelnen Bestandteile der Wärmetauscher an.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.

[0006] Dadurch ergibt sich, dass an den Umlenkstellen die am weitesten aussen gelegenery Platten die Umlenkstelle oben und unten begrenzen. Die so durchgeführte Staffelung der Plattenenden bewirkt, dass die Verbrennungsgase, die in der Staffelung am weitesten oben in die Umlenkstelle eintreten, vorwiegend in die Staffel am weitesten unten zum nächsten Abschnitt führen. Es entsteht somit ein gewisses Leitsystem, das die Zuleitung der Verbrennungsgase zu bestimmten weiteren Kanälen fördert.

[0007] Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.

[0008] Es zeigen:

Fig. 1

einen senkrechten Längsschnitt durch einen Kanal zum Abführen der Verbrennungsgase der Kesselanlage für ein Turbinen- oder Heizkraftwerk in schaubildlicher Wiedergabe und

Fig. 2

einen Teilquerschnitt durch den Randbereich eines Wärmetauschers für den Kanal gemäss Fig. 1.

[0009] Der Kanal wird im wesentlichen von einem etwa quaderförmigen Gehäuse 1 umschlossen, das an der rechten Seite oben einen Eintritt 2 für die Verbrennungsgase und an der linken Seite unten einen Austritt 3 für diese Gase aufweist. Das Gehäuse 1 gewährleistet eine ausreichende Isolation und kann sich an der rechten Seite unmittelbar an die Aussenwandung des Kesselhauses anschliessen. Wichtig ist aber vor allen Dingen, dass der Kanal insgesamt gesehen einen waagerechten Verlauf hat, also nicht eine Erstreckung nach oben, sondern zur Seite hin. Dazu ist zwar im Bereich des Austritts 3 ein Ventilator 4 zur Erzeugung eines künstlichen Zuges erforderlich, jedoch ergibt sich der grosse Vorteil, dass evtl. austretende Schadstoffe in Bodennähe abgefangen und nicht ins Freie nach oben abgeführt werden können.

[0010] Innerhalb des Gehäuses 1 sind mehrere Abschnitte a, b, c und d des Kanals eng übereinanderliegend, je in waagerechter Stellung befindlich angeordnet. Die Verbrennungsgase werden dabei im Sinne der Pfeile s-förmig hin und her geführt, wobei jeweils ein Abschnitt durchströmt und dann der nächste angeströmt wird, wenn die Umlenkstelle 5 passiert ist.

[0011] Jedem Abschnitt a - d ist ein Wärmetauscher zugeordnet, der aus hohlen Platten 6 besteht, die in Parallelstellung waagerecht angeordnet sind. Zu beiden Seiten eines jeden Wärmetauschers sind Seitenplatten 7 - ebenfalls hohl gehalten - senkrecht angeordnet. Die Platten 6, 7 stehen dabei durch Krümmer 8 in Verbindung, damit kaltes Wasser bei 9 in den Wärmetauscher einströmen und oben bei 10 warmes Wasser abfliessen kann. Darüber hinaus sind auch die Wärmetauscher der verschiedenen Abschnitte a - d wiederum untereinander leitungsmässig verbunden; auch ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die Trennwand zwischen zwei benachbarten Abschnitten von der Platte 6 eines Wärmetauschers gebildet wird. Vielmehr kann hier ggfs. auch eine Isolierplatte als Trennung vorgesehen werden.

[0012] Wichtig für die Erfindung ist die Anordnung der Platten 6, die unter Stufung ihrer Enden fortschreitend gegeneinander versetzt sind. Die Stufungsmasse x, y und z entsprechen somit einander, jedoch sind gegensinnige Stufungen vorgesehen, wenn eine Umlenkstelle 5 betrachtet wird. Die am weitesten aussen ( an der Umlenkstelle 5 ) gelegene Platte 6 begrenzt bei dem Wärmetauscher des Abschnittes a die Umlenkstelle 5 nach oben hin, während die am weitesten unten gelegene Platte 6 bzw. ihr Ende die Umlenkstelle 5 nach unten hin begrenzt. Damit entsteht eine gewissermassen dreieckförmige (gleichseitig) Umlenkstelle 5, deren Spitze auf die Trennebene zwischen benachbarte Wärmetauscher gerichtet ist.

[0013] Mit Vorteil ergibt sich hieraus eine besonders günstige Führung der Verbrennungsgase im Sinne der Pfeile 7. Während im Bereich der Trennebene benachbarter Wärmetauscher eine unmittelbare Umlenkung der Verbrennungsgase stattfindet ( Pfeil 7' ) geschieht die Umlenkung bei den anderen Stufen symmetrisch, indem z.B. die über die Stufe bei z entstehende Ausströmung in die zugehörige unten gelegene Stufe z gelangt, wobei es sich natürlich versteht, dass auch bei der erfindungsgemässen Stufung Verwirbelungen entstehen können, jedoch haben aber Versuche gezeigt, dass eine wesentlich gleichmässigere Beaufschlagung der einzelnen Platten durch die Verbrennungsgase eintritt, der Wirkungsgrad des Wärmetauschers also erheblich verbessert wird.

[0014] Die erfindungsgemäss Stufung lässt sich am einfachsten durch eine Versetzung einer Vielzahl gleich langer Platten 6 verwirklichen; bei ihnen kommt es also nur auf ihre Befestigung im Sinne der Zeichnung im versetzten Zustand an, wobei es vorteilhaft ist, wenn eine Symmetrie gegeben ist.

[0015] Zur Erzielung eines einfachen Aufbaus des Kanals ist es auch zweckmässig, die Trennschicht ( Trennebene ) zwischen zwei übereinander liegenden Wärmetauschern von einer Platte 6 eines der beiden Wärmetauscher bilden zu lassen. Die Zuführung der Verbrennungsgase vom Eintritt 2 zum Eintritt 11 in den oben gelegenen Wärmetauscher erfolgt auch über eine Leitung 12, die oben vom Gehäuse 1 und unten von der oben gelegenen Platte 6 des Wärmetauschers des Abschnitts a begrenzt ist.

[0016] Besonders vorteilhaft ist die Führung des zu erwärmenden Mediums ( Wasser ), wenn sie im Sinne der Pfeile 13 gemäss Fig. 2 erfolgt. Das Medium wird in die unterste Platte 6 auf einer Seite eingeführt, durch diese hindurchgeleitet, an der anderen Seite abgezogen und der darüber liegenden Platte 6 zugeführt, wobei auch ganz auf die Platten 7 verzichten werden und die Überleitung des Wassers bzw. Mediums unmittelbar von einer Platte 6 zur anderen erfolgen kann. Diese s-förmige Führung des Mediums bedingt, dass das erwärmte Medium oben im Sinne des Pfeiles 10 abgezogen werden kann.

Ansprüche

1. Kanal zum Abführen der Verbrennungsgase einer Kesselanlage von Heiz- und Turbinenkraftwerken, wobei der Kanal insgesamt gesehen waagerecht oder praktisch waagerecht ggfs. schwach ansteigend und zudem unter Bildung von Abschnitten (a-d) im wesentlichen s-förmig verläuft, jedem Abschnitt (a-d) des Kanals ein Wärmetauscher zugeordnet und am Kanalende ein Zugerzeuger (4) vorgesehen ist, der zumindest im wesentlichen den Zug in dem Kanal bewirkt und wobei weiterhin jeder Wärmetauscher von einander parallelen und mit Abstand übereinander angeordneten Platten (6) gebildet ist und im Bereich dem Übergangs von einem Abschnitt (a-d) zum nächsten Abschnitt (a-d) plattenfreie Umlenkstellen (5) für die Verbrennungsgase vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die den Unmlenkstellen (5) zugekehrten Plattenenden jedes Wärmetauschers fortschreitend gegeneinander versetzt und an den Umlenkstellen (5) die Plattenenden eines Wärmetauschers gegenüber den Plattendenden des folgenden Wärmetauschers gegensinnig versetzt sind in der Weise, dass die einander benachbart liegenden Platten (6) von zwei zu einer Umlenkstelle (5) führenden Wärmetauschern von der die Umlenkstelle (5) seitlich begrenzenden Wandung des Gehäuses (1) des Kanals einen grösseren Abstand haben als die Platten (6) der beiden Wärmetauscher, welche Platten (6) den grössten gegenseitigen Abstand haben.

2. Kanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscher aus Platten (6) gleicher Länge bestehen und insgesamt zueinander versetzt sind.

3. Kanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkstellen (5) im wesentlichen einen Querschnitt nach Art eines gleichseitigen Dreiecks haben, wobei die Spitze auf die Trennebene zwischen zwei benachbarte Wärmetauscher gerichtet ist.

4. Kanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stufungsmass (x - z ) konstant ist.

5. Kanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Umlenkstellen (5) die Plattenenden der beiden Wärmetauscher in Bezug auf die Trennebene zwischen den beiden Wärmetauschern praktisch symmetrisch angeordnet sind.

6. Kanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennebene übereinander liegender Wärmetauscher von der Platte (6) eines der beiden Wärmetauscher gebildet ist.

7. Kanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem im Kanal oben liegenden Wärmetauscher die Verbrennungsgase an dem der Eintrittsöffnung (2) des Kanals abgekehrten Ende zuführbar sind und dass die von der Eintrittsöffnung zum Eintritt in den Wärmetauscher führende Leitung oben von einer Gehäusewand des Kanals und unten von der oben gelegenen Platte (6) des oben gelegenen Wärmetauschers gebildet ist.

8. Kanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Wärmetauschern zu erwärmende Medium in die unterste Platte (6) eingeleitet, wechselseitig durch die Platten geführt ( s-förmiger Verlauf; Pfeile 13 ) und in der am weitesten oben gelegenen Platte abgezogen wird.

9. Kanal nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass alle Wärmetauscher, zumindest zwei Wärmetauscher wirkungsmässig in Serie geschaltet sind.

10. Kanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Umlenkstellen die am weitesten seitlich aussen gelegenen Platten die Umlenkstelle im wesentlichen oben und unten begrenzen.

Zeichnung