DE10211079B4

DE10211079B4 - Cooler for hot, dusty gases

Info

Publication number: DE10211079B4
Application number: DE2002111079
Authority: DE
Inventors: Fritz Schoppe
Original assignee: Individual
Current assignee: Buchberger August De; Hentschel Andreas De
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2007-05-03
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: DE10211079A1; FR2837262B1; FR2837262A1

Abstract

Kühler für heiße, staubhaltige Gase, enthaltend ein Bündel aus einer Vielzahl von Rohren vom Innendurchmesser d_i, deren Einlaufenden an einer gemeinsamen, mit Einlauföffnungen versehenen Platte befestigt sind, wobei die Einlauföffnungen verrundete Ränder aufweisen und nahe der Oberfläche der Vorderseite der Platte wenigstens eine Strahldüse angeordnet ist, die mit einem Druckluftstoßgerät verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausrundung einer jeden Einlauföffnung in der Platte (2) von zwei Krümmungsradien R₁ und R₂ bestimmt ist, wobei ein von dem ersten Krümmungsradius R₁ gebildeter Bogen (6) tangential in die Innenwand des sich in die Einlauföffnung anschließenden Rohres (1) mündet und sich von dort ausgehend in Richtung auf die Vorderseite der Platte (2) über einen Bogen von etwa 34° erstreckt und sich an diesen Bogen tangential der zweite Bogen mit dem Radius R₂ anschließt, der tangential in die Oberfläche der Vorderseite der Platte (2) übergeht, wobei für die Radien gilt:
R₁ = 0,47...A hot dusty gas cooler comprising a bundle of a plurality of tubes of inner diameter d _i , the inlet ends of which are fixed to a common inlet plate, the inlet openings having rounded edges and at least one jet nozzle near the surface of the front of the plate is arranged, which is connected to a compressed air blast apparatus, characterized in that
the rounding of each inlet opening in the plate (2) of two radii of curvature R ₁ and R _{2 is} determined, wherein an arc formed by the first radius of curvature R ₁ (6) opens tangentially into the inner wall of the adjoining the inlet opening pipe (1) and extending therefrom towards the front of the plate (2) over an arc of about 34 ° and tangential to this arc the second arc of radius R ₂ connects tangentially into the surface of the front of the plate (2 ), where the following applies to the radii:
R ₁ = 0.47 ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kühler für heiße, staubhaltige Gase, enthaltend ein Bündel aus einer Vielzahl Rohren, die sich von der Rückseite einer gemeinsamen Platte erstrecken, die mit den Rohrachsen koaxiale Öffnungen aufweist, wobei der Einlauf in die Rohre jeweils einen verrundeten Rand aufweist.The This invention relates to a cooler for hot, dusty gases containing a bunch out a variety of tubes, extending from the back of a common plate extend, which has coaxial with the tube axis openings, wherein the inlet each having a rounded edge in the tubes.

Ein Kühler der vorgenannten Art ist aus EP 0 629 273 B1 bekannt. Bei diesem Kühler sind die Rohre an ihrem Einlaufende trompetenartig mit einem konstanten Krümmungsradius r über eine axiale Distanz von annähernd r erweitert, wobei das Verhältnis dieses Krümmungsradius r zum Radius R des Rohrquerschnitts größer als 0,3 ist und vorzugsweise zwischen 0,5 und 0,8 liegt.A radiator of the aforementioned type is made EP 0 629 273 B1 known. In this cooler, the tubes are at their inlet end trumpet-like extended with a constant radius of curvature r over an axial distance of approximately r, wherein the ratio of this radius of curvature r to the radius R of the tube cross section is greater than 0.3 and preferably between 0.5 and 0, 8 lies.

Aus US 1 220 438 A ist ein Rohrkühler bekannt, bei dem die Einlaufenden der Rohre durch in sie eingesteckte, am äußeren Ende umgebördelte Hülsen, vom Patentinhaber wegen ihrer Form und Verwendung "Fingerhut" genannt, gegen den direkten Einfluss der Flammgase geschützt sind. Angaben über Krümmungsradien und Betriebsparameter werden nicht gemacht.Out US Pat. No. 1,220,438 A a tube cooler is known in which the inlet ends of the tubes are inserted through them inserted, flanged at the outer end sleeves, the patent owner because of their shape and use called "thimble", protected against the direct influence of the flame gases. Information on radii of curvature and operating parameters are not made.

Der Einlaufbereich in die Rohre eines solchen Kühlers ist besonders kritisch im Hinblick auf Ablagerungen, wenn die zu kühlenden heißen Gase Stäube enthalten, beispielsweise Aschestäube. Das soll am Beispiel von Abgasen der Verbrennung von rheinischem Braunkohlenstaub beschrieben werden. Letzterer ist der in Deutschland meistverwendete Fertigstaub für Industriefeuerungen, beispielsweise für Flammrohrkessel.Of the Inlet area in the tubes of such a cooler is particularly critical with regard to deposits when the hot gases to be cooled contain dusts, for example Ash dust. This is exemplified by exhaust gases from the combustion of Rhenish Lignite dust be described. The latter is the one in Germany most used ready dust for Industrial furnaces, for example for flame tube boilers.

Solche Flammrohrkessel haben einen Feuerraum, das Flammrohr, aus dem die aschehaltigen Verbrennungsabgase mit einer Temperatur von zumeist zwischen 800°C und 1000°C austreten. Die Abgase passieren eine Umlenkkammer und treten dann in den ersten Rohrzug eines Kühlers zur weiteren Abkühlung ein. Stand der Technik ist, daß die Rohre des ersten Rohrzugs eintrittseitig in eine Stirnplatte eingeschweißt sind, die etwa 30 bis 60 mm dick ist. Oft ist die Rohrinnenkante am Einlauf gebrochen oder ausgerundet, um den Strömungswiderstand zu verringern. Bei Öl- und Gasfeuerungen hat sich diese Bauart bewährt.Such Flammrohrkessel have a firebox, the flame tube from which the ash-containing combustion exhaust gases with a temperature of mostly between 800 ° C and 1000 ° C escape. The exhaust gases pass through a deflection chamber and then enter in the first duct of a radiator for further cooling one. The prior art is that the pipes of the first pipe train are welded on the inlet side in a front plate, which is about 30 to 60 mm thick. Often the inner edge of the pipe is at the inlet broken or rounded to reduce flow resistance. For oil and gas firing, this design has proven itself.

Bei der Verfeuerung von aschehaltigem Brennstaub zeigte es sich jedoch, daß der an den Rohreinläufen immer vorhandene Strömungsabriß an der inneren Vorderkante des Rohres zur Bildung von bartähnlichen Ablagerung von Asche führte, der binnen weniger Tage den Rohreintritt verstopfte und nur schwer zu entfernen war. Zwar liegt die Asche der genannten Braunkohle am Ende des Feuerraums als fein verteilte Oxide vor, wie CaO, SiO₂, Al₂O₃ usw., deren Schmelzpunkt weit oberhalb von 1500°C liegt, so daß bei einer Abgastemperatur von 800°C bis 1000°C eigentlich nichts Nachteiliges geschehen dürfte, auch nicht in der stark verwirbelten Zone eines Strömungsabrisses. Es hat sich aber gezeigt, daß wenn sich im Rohreintritt erst einmal eine Staubschicht abgelagert hat, es nur noch eine Frage von wenigen Stunden ist, bis beispielsweise gleichzeitig vorhandenes CaO und SiO₂ eineutektisches Gemisch bilden, dessen Schmelzpunkt dann weit unterhalb von 800°C liegen kann, vor allem wenn weitere Verunreinigungen im Aschestaub vorhanden sind. Es entsteht daraus im Rohreinlauf ein harter, schwer zu entfernender Belag, der den Betrieb behindert.However, the burning of ash-containing fuel dust showed that the stall at the pipe's inner leading edge, which was always present at the pipe inlets, led to the formation of beard-like deposits of ash, which clogged the pipe inlet within a few days and was difficult to remove. Although the ash of said lignite is at the end of the furnace as finely divided oxides, such as CaO, SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , etc., the melting point is well above 1500 ° C, so that at an exhaust gas temperature of 800 ° C to 1000 ° C actually nothing disadvantageous should happen, not even in the strongly swirling zone of a stall. However, it has been found that when a dust layer has deposited in the tube inlet, it is only a matter of a few hours until, for example, simultaneously present CaO and SiO _{2 form a} mutant mixture whose melting point is then far below 800 ° C can, especially if more impurities are present in the ash dust. This results in a hard hard to remove coating in the pipe inlet, which hinders the operation.

Als Abhilfe ist in der genannten EP 0 629 273 B1 beschrieben, den Einlauf an den Rohren des Kühlers durch trompetenartige Aufweitung der Rohrenden, die in der tragenden Stirnplatte verschweißt sind, so zu verrunden, so daß die Strömung aus der Umlenkkammer sich beim Eintritt in den Rohrzug des Kühlers zügig und ohne unzulässig starke Umlenkungen beschleunigt. In der Tat konnten mit der beschriebenen Konstruktion die Ablagerungen im Rohreinlauf vermieden werden. Wegen des großen Durchmessers der Trompeteneinläufe wurde allerdings zwangsläufig der gegenseitige Abstand der Rohre des den Kühler bildenden Rohrbündels größer, was den Raumbedarf des Rohrbündels auf etwa das Fünffache der Rohrinnenquerschnitte anwachsen ließ, was eine entsprechend größere Kesseltrommel und damit höhere Gesamtkosten verursachte.As a remedy is mentioned in the EP 0 629 273 B1 described, the inlet to the tubes of the radiator by trumpet-like widening of the pipe ends, which are welded in the supporting face plate, so round, so that the flow from the deflection accelerates rapidly when entering the pipe run of the radiator and without excessive deflections. In fact, with the construction described, the deposits in the pipe inlet could be avoided. Because of the large diameter of the trumpet inlets, however, the mutual distance of the tubes of the tube forming the cooler was inevitably greater, which increased the space requirement of the tube bundle to about five times the tube inner cross-sections, causing a correspondingly larger boiler drum and thus higher overall costs.

In dieser Hinsicht stellt sich zusätzlich das Problem, daß man Kessel nicht beliebig vergrößern kann, wenn sie noch transportabel sein sollen, denn die Straßenquerschnitte sind vor allem durch Unterführungen und Bahnfahrleitungen in der Höhe so beschränkt, daß Einheiten von mehr als 4,30 m Höhe nicht mehr transportiert werden können.In This aspect is additional the problem that one Boiler can not increase arbitrarily, if they are still transportable, because the street cross sections are mainly through underpasses and railway overhead lines in height so limited that units not more than 4.30 m in height more can be transported.

Man könnte daran denken, den erforderlichen Durchmesser des trompetenartigen Einlaufs mit den bekannten Rechenverfahren der Grenzschichttheorie zu minimieren. Dieses führt jedoch zu einem erheblichen mathematischen Aufwand für die verschiedenen Rohrdurchmesser und Betriebstemperaturen sowie auf eine schwierig herzustellende Kontur des Einlaufs.you could Remember, the required diameter of the trumpet-like Enema with the known calculation methods of boundary layer theory to minimize. This leads However, at a considerable mathematical effort for the various Pipe diameter and operating temperatures as well as on a difficult contour of the inlet to be produced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühler der eingangs genannten Art anzugeben, der kompakt aufgebaut ist und die Ablagerung von Staub an den Rohreintritten vermeidet.Of the Invention is based on the object, a cooler of the aforementioned To specify type, which is compact and the deposit of dust avoids at the tube entrances.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.These The object is achieved by the features specified in claim 1. advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Kühler ist die Kontur des Einlaufs jedes Rohres von nur zwei Radien bestimmt, die zum Innendurchmesser des Rohres in einer Beziehung stehen. Die erfindungsgemäße Lösung kommt dem Ziel der Minimierung des Einlaufdurchmessers sehr nahe und hat den Vorteil der werkstattmäßig einfachen Herstellung.at the cooler of the invention determines the contour of the inlet of each tube of only two radii, which are related to the inner diameter of the tube. The inventive solution comes very close to the goal of minimizing the inlet diameter the advantage of workshop simple Production.

In der Praxis tritt bei der Verbrennung von Kohlenstaub, insbesondere von rheinischem Braunkohlenstaub, noch ein zweites Problem auf, auch wenn Ablagerungen in den Rohreinläufen vermieden sind. Es kann nämlich gelegentlich im Braunkohlenstaub Überkorn vorhanden sein. Das sind nicht ausreichend fein ausgemahlene Körner, die noch nicht vollständig ausgebrannt sind, wenn sie zum Rohreintritt gelangen. Sie sind dort noch teigig und neigen zu Anbackungen. Diese treten auf den ebenen Flächen der die Rohre haltenden Stirnplatte zwischen den Rohreinläufen auf und können so groß werden, daß sie die Strömung in den Rohreinlauf stören. Um dieses zu vermeiden, ist gemäß der Erfindung wenigstens eine mit einem Druckluftstoßgerät verbundene Strahldüse nahe der Oberfläche der Vorderseite der die Rohre tragenden Platte angeordnet, mit deren Hilfe Ablagerungen von der Platte weggeblasen werden können. Dabei genügt es, wenn Druckluftstöße ein- oder zweimal pro Stunde auf die Platte gerichtet werden. Diese Druckluftstöße sollten vorzugsweise tangential gerichtet sein und die volle Fläche der Platte erfassen. Gegebenenfalls sind mehrere Strahldüsen vorgesehen, deren Strahlbereiche zusammen die gesamte Oberfläche der Platte überdecken.In practice occurs in the combustion of coal dust, in particular of Rhenish brown coal dust, a second problem, even if deposits in the pipe inlets are avoided. It can namely occasionally be present in brown coal dust oversize. The are not enough finely ground grains that are not completely burned out are when they get to the tube entrance. They are still doughy there and tend to caking. These occur on the flat surfaces of the the pipes holding face plate between the pipe inlets and can get so big that she the flow interfere with the pipe inlet. To avoid this is according to the invention close at least one connected to a blast device jet nozzle the surface arranged the front of the tubes carrying the plate, with their help Deposits can be blown away from the plate. It is sufficient if Compressed air surges or twice an hour on the plate. These blasts of compressed air should preferably be directed tangentially and the full surface of the Capture plate. Optionally, a plurality of jet nozzles are provided, their beam areas together cover the entire surface of the plate.

In EP 0 629 273 B1 sind die Einläufe der Rohre durch Aufweitung der Rohre an einem ihrer Enden ausgebildet. Die Aufweitung der Rohre ist sehr schwierig herzustellen, weil die Rohre eine relative große Wanddicke aufweisen und im Vergleich dazu einen kleinen Durchmesser haben. Durch das Aufweiten der Rohrenden reduziert sich dort deren Wanddicke. Sie darf aus Festigkeitsgründen 4 mm nicht unterschreiten, was bedeutet, daß die Wanddicke der unverformten Rohre im Bereich von 8 mm liegen muß. Die Verformung eines so dicken Materials bei einem Rohrinnendurchmesser, der im Bereich von 80 mm liegt, erfordert den Einsatz schwerer Maschinen. Das Rohr ist bei der Verarbeitung in ein drehendes Futter eingespannt, es muß daher in der Werkstatt hinter diesem Futter ein freier Arbeitsraum von 8 m Länge verfügbar sein, was nachteilig ist. Zur Vermeidung dieses Platzbedarfs ist daher schon vorgeschlagen worden, die Einlaufbereiche der Rohre als gesonderte, kurze Teile herzustellen, die dann an unverformte Rohre angeschweißt werden. Hierzu ist es erforderlich, die Schweißnaht im Inneren des Rohres peinlich zu glätten, um Strömungsab risse zu vermeiden. In jedem Fall sind gewalzte Oberflächen nicht mit der gewünschten geringen Oberflächenrauigkeit herstellbar, die eine Wirbelbildung absolut ausschließt.In EP 0 629 273 B1 the inlets of the tubes are formed by widening the tubes at one of their ends. The expansion of the tubes is very difficult to produce because the tubes have a relatively large wall thickness and compared to a small diameter. Due to the expansion of the pipe ends reduces their wall thickness. It must not be less than 4 mm for reasons of strength, which means that the wall thickness of the undeformed tubes must be in the range of 8 mm. Deformation of such a thick material with an inside pipe diameter in the range of 80 mm requires the use of heavy machinery. The tube is clamped during processing in a rotating chuck, it must therefore be available in the workshop behind this feed a free working space of 8 m in length, which is disadvantageous. To avoid this space requirement has therefore been proposed to produce the inlet areas of the tubes as separate, short parts, which are then welded to undeformed pipes. For this purpose, it is necessary to embarrassingly smooth the weld in the interior of the tube in order to avoid Strömungsab cracks. In any case, rolled surfaces can not be produced with the desired low surface roughness, which absolutely excludes vortex formation.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß die Ausrundung des Einlaufbereiches jedes Rohres in der die Rohre haltenden Platte ausgebildet ist mit der Folge, daß die Rohre von hinten an die Platte angesetzt und mit dieser verschweißt sind. Bei der Herstellung erhält die Platte zunächst die erforderliche Anzahl von Bohrungen. An deren Rückseite werden dann Erweiterungen an den Bohrungen zur Aufnahme der Rohrenden und der Schweißnähte frei gefräst. An der Vorderseite der Platte wird durch spanabhebende Bearbeitung die gewünschte Einlaufkontur an den Rändern der Bohrungen erhalten. Da die Platte aus Festigkeitsgründen in der Praxis eine Dicke von wenigstens 50 mm aufweist, ist die Ausformung der ausgerundeten Einlaufbereiche kein Problem. Der Vorteil der geometrisch einfachen Kontur der Einlaufbereiche ist, daß die Ausrundungen mit verhältnismäßig einfach herzustellenden Werkzeugen erzeugt werden können, die auch auf einfache Weise nachgeschliffen werden können.In Advantageous development of the invention is therefore provided that the Rounding the inlet region of each tube in the tubes holding Plate is formed with the result that the pipes from the back to the Plate attached and welded to it. In the preparation of receives the plate first the required number of holes. At the back then extensions to the holes for receiving the pipe ends and the welds free milled. At the front of the plate is by machining the desired Inlet contour at the edges the holes received. Since the plate for strength reasons in The practice has a thickness of at least 50 mm, is the shape the rounded inlet areas no problem. The advantage of geometrically simple contour of the inlet areas is that the fillets with relatively easy produced tools that can also be produced on simple Can be reground.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:The The invention will be described below with reference to a in the drawings illustrated embodiment explained in more detail. It shows:

1 im Axialschnitt den Einlaufbereich eines einzelnen Rohres eines erfindungsgemäßen Kühlers, und 1 in axial section the inlet region of a single tube of a radiator according to the invention, and

2 eine Stirnansicht eines Kessels mit zwei erfindungsgemäßen Kühlern im Radialschnitt. 2 an end view of a boiler with two radiators according to the invention in radial section.

1 zeigt die erfindungsgemäße Ausführung eines Rohreinlaufs, der eine Ausrundung aufweist, die durch zwei aneinander anschließenden Kreisbögen bestimmt ist. Man erkennt in 1 das einlaufseitige Ende eines Rohres 1, das an einer Stirnplatte 2 angebracht ist, die eine für dieses Rohr 1 bestimmte Öffnung aufweist, die koaxial zur Rohrachse O ist. Die Öffnung ist vorzugsweise eine Bohrung und weist einen Innendurchmesser auf, der dem Innendurchmesser d_i des Rohres 1 entspricht. Weiterhin hat die Bohrung an der Rückseite der Stirnplatte 2 eine Erweiterung vom Durchmesser d_b, der etwa 0,2 mm größer ist, als der Außendurchmesser da des Rohres 1. Die Erweiterung hat eine axiale Länge, die zum sicheren Halten eines eingesteckten Rohrendes ausreichend ist. Beispielsweise beträgt sie bei einem Rohraußendurchmesser d_a von 90 mm etwa 10 bis 12 mm. Diese Erweiterung endet in einer schräg verlaufenden Ringschulter 3. Die Ringschulter 3 bildet mit der Stirnseite des Rohres 1 eine im Querschnitt keilförmige Nut, die von einer Schweißraupe 4 ausgefüllt ist. Die Erweiterung, in der das Rohr 1 sitzt, ist auf ihrem inneren Teilabschnitt zylindrisch und erweitert sich zur Rückseite der Stirnplatte 2 konisch, so daß zwischen der Platte 2 und der Außenwand des Rohres 1 eine im Querschnitt keilförmige Ringnut ausgebildet wird, die von einer Schweißraupe 5 ausgefüllt ist. 1 shows the inventive embodiment of a pipe inlet, which has a fillet, which is determined by two adjoining circular arcs. One recognizes in 1 the inlet end of a pipe 1 on a front plate 2 attached, the one for this pipe 1 has certain opening which is coaxial with the tube axis O. The opening is preferably a bore and has an inner diameter which corresponds to the inner diameter d _{i of} the tube 1 equivalent. Furthermore, the hole on the back of the face plate 2 an extension of diameter d _b , which is about 0.2 mm larger than the outer diameter da of the tube 1 , The extension has an axial length sufficient to securely hold an inserted pipe end. For example, it is about 10 to 12 mm at a pipe outer diameter d _a of 90 mm. This extension ends in an oblique ver running ring shoulder 3 , The ring shoulder 3 forms with the front of the pipe 1 a wedge-shaped in cross-section groove of a weld bead 4 is filled. The extension in which the pipe 1 is seated, is cylindrical on its inner portion and widens to the back of the face plate 2 conical, so that between the plate 2 and the outer wall of the pipe 1 a wedge-shaped in cross-section annular groove is formed by a weld bead 5 is filled.

An der Vorderseite der Stirnplatte, d. h. vor dem Ende des Rohres 1, ist die Öffnung verrundet, und zwar zunächst mit einem Radius R₁, dessen von ihm bestimmter Kreisbogen 6 sich über einen Winkel α von im Beispiel etwa 34° erstreckt, und dann mit einem zweiten, kleineren Radius R₂, dessen von ihm bestimmter Kreisbogen 7 einenends tangential an den Bogen 6 anschließt und anderenends in die Vorderfläche der Stirnplatte 2 tangential übergeht. Dieser zweite Bogen 7 vom Radius R₂ erstreckt sich somit über etwa 56°.At the front of the front plate, ie before the end of the tube 1 , the opening is rounded, first with a radius R ₁ , whose arc determined by him 6 extends over an angle α of about 34 ° in the example, and then with a second, smaller radius R ₂ , which determined by him circular arc 7 at one end tangent to the bow 6 connects and at the other end into the front surface of the face plate 2 passes tangentially. This second arch 7 of radius R ₂ thus extends over about 56 °.

In Weiterbildung der vorliegenden Erfindung schließt sich unmittelbar an das in die Vorderseite der Platte 2 tangential übergehende Ende des zweiten Bogens 7 der entsprechende Bogen 7 der Verrundung des Einlaufs des nächstbenachbarten Rohres 1 an, mit anderen Worten, die beiden benachbarten Enden der zweiten Bögen 7 bilden an ihrer nächstkommenden Stelle einen Scheitelpunkt, wobei die Scheitelpunkte der Einläufe von benachbarten Rohren einen Teilungsabstand t haben. Bei den von der Erfindung angegebenen Maßverhältnissen zwischen Verrundungen und Rohrdurchmesser ergibt sich ein Teilungsabstand t, der etwa das 1,4-fache des äußeren Rohrdurchmessers ist.In development of the present invention is immediately followed by the in the front of the plate 2 tangential transition end of the second arc 7 the corresponding bow 7 the rounding of the inlet of the next adjacent pipe 1 in other words, the two adjacent ends of the second arcs 7 form a vertex at their nearest location, with the vertexes of the inlets of adjacent pipes having a pitch t. In the measure ratios between fillets and pipe diameter specified by the invention, a pitch t, which is about 1.4 times the outer pipe diameter results.

Im praktischen Beispiel hat das Rohr 1 einen Innenrohrdurchmesser d_i von 80,9 mm, einen Außendurchmesser von 90,1 mm und beträgt der Teilungsabstand t 126 mm. Die Stirnplatte 2 ist 55 mm dick und das Rohr 1 ist etwa 11 mm tief von der Rückseite her in die Stirnplatte 2 eingesetzt. Der größere Verrundungsradius R₁ beträgt 70 mm, während der kleine Verrundungsradius R₂ 13 mm ist. Der Übergang zwischen dem Bogen 6 des Verrundungsradius R₁ und dem Rohr 1 an der Schweißraupe 3 ist sauber verschliffen, um Wirbelbildungen zu vermeiden.In the practical example, the tube has 1 an inner tube diameter d _i of 80.9 mm, an outer diameter of 90.1 mm, and the pitch t is 126 mm. The face plate 2 is 55 mm thick and the tube 1 is about 11 mm deep from the back into the face plate 2 used. The larger rounding radius R ₁ is 70 mm, while the small rounding radius R _{2 is} 13 mm. The transition between the bow 6 the rounding radius R ₁ and the pipe 1 on the welding bead 3 is cleanly sanded to avoid vortices.

Zur Herstellung der Öffnungen in der Platte werden diese zunächst zylindrisch gebohrt und dann von der Rückseite mit Spezialfräsern zur Aufnahme der Rohrenden und Schweißraupen ausgedreht. An der Vorderseite werden die Öffnungen mit Drehwerkzeugen entsprechend gestalteter Kontur ausgedreht, um die Verrundungen zu erzeugen. Da die Verrun dungen nur durch zwei Radien bestimmt sind, sind die Drehwerkzeuge entsprechend leicht herstellbar und nachschleifbar.to Production of the openings in the plate these are first drilled cylindrically and then from the back with special cutters for Take-up of the pipe ends and welding beads turned out. At the Front are the openings Turned off with turning tools according to contour designed to to create the fillets. Since the entrun tions only by two Radii are determined, the turning tools are accordingly easy can be produced and regrinded.

Mit den gegebenen Zahlen ist das Querschnittsverhältnis vom größten Einlaufdurchmesser, der vom Teilungsabstand t bestimmt ist, zum Rohrinnendurchmesser d_i gleich (126 : 80,9)² = 2,43. Der Flächenbedarf ist also nur noch etwa halb so groß wie bei dem trompetenartigen Einlauf nach dem Stand der Technik.With the given numbers, the aspect ratio of the largest inlet diameter, which is determined by the pitch t, to the tube inner diameter d _{i is} equal to (126: 80.9) ² = 2.43. The space requirement is therefore only about half as large as in the trumpet-like inlet according to the prior art.

Versuche zeigten, daß die Strömung auch dann nicht abriß, wenn die Oberflächen, die von den Bögen 6 und 7 bestimmt sind, Bearbeitungsriefen oder Rostspuren aufwiesen, was sich im Kesselbau häufig nicht verhindern läßt. Die in 1 gezeigte und vorstehend beschriebene Formgebung des Einlaufs hält also noch einen Sicherheitsabstand bis zum Strömungsabriß.Experiments showed that the flow did not break even if the surfaces of the arches 6 and 7 are determined, Bearbeitungsriefen or rust marks had, which can often be prevented in boiler construction. In the 1 shown and described above shaping the inlet thus still holds a safe distance to the stall.

Bei einem Versuch mit R₁ = 50 mm und korrosionsrauher Oberfläche wurden Strömungsabrisse beobachtet. Offenbar ist R₁ = 50 mm für ein Rohr mit den Abmessungen 88,9 × 4 mm bereits zu klein. Die Grenze liegt also oberhalb von 50 mm. Das Maß R₁ = 70 mm enthält damit im vorliegenden Beispiel eine Sicherheitsreserve von ca. 20%.In a test with R ₁ = 50 mm and corrosion rough surface, stalls were observed. Apparently, R ₁ = 50 mm is already too small for a tube with the dimensions 88.9 × 4 mm. The limit is therefore above 50 mm. The dimension R ₁ = 70 mm thus contains in this example a safety margin of approximately 20%.

Für andere Rohrdurchmesser als derjenige, der dem erläutertem Beispiel zugrunde liegt, sind alle anderen Abmessungen proportional zu verändern, also: R1 : di = 70 : 80,9 = 0,865 R2 : di = 13 : 80,9 = 0,161 For pipe diameters other than the one on which the illustrated example is based, all other dimensions are to be changed proportionally, that is: R 1 : d i = 70: 80.9 = 0.865 R 2 : d i = 13: 80.9 = 0.161

Man erhält damit für alle Rohrdurchmesser und Gastemperaturen eine abrissfreie Einströmung in die Rohre des Kühlers und damit sauber bleibende Rohreinläufe.you receives with it for all pipe diameters and gas temperatures a demolition-free inflow into the tubes of the radiator and thus clean pipe inlets.

Die durch Überkorn gegebenenfalls auftretende Probleme lassen sich mit den schon erwähnten Druckluftstößen beherrschen.The by oversize Any problems that may arise can be mastered with the already mentioned compressed air surges.

2 zeigt eine schematische stirnseitige Ansicht eines Flammrohrkessels, der zwei Kühler der vorliegenden Erfindung enthält. 2 shows a schematic end view of a flame tube boiler containing two coolers of the present invention.

Man erkennt einen Kessel 10, in dem sich zentrisch ein Flammrohr 11 befindet. Unterhalb des Flammrohrs 11 sind nebeneinander zwei erfindungsgemäße Kühler angeordnet, die jeweils insgesamt mit 12 bezeichnet sind und von denen die Stirnseiten zu sehen sind, die die Einläufe von Kühlrohren 1 aufweisen. Der Kessel 10 ist von einer Isolierung 13 umgeben. Der Stirnplatte jedes Kühlers 12 ist jeweils eine Flachstrahldüse 14 zugeordnet. Jede Flachstrahldüse 14 ist an ein Druckluftstoßgerät 15 angeschlossen. Ggf. kann ein Druckluftstoßgerät 15 beide Flachstrahldüsen 14 versorgen. Die Einrichtung zur Steuerung der Druckluftstoßgeräte 15 ist aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.You can see a kettle 10 in which a central flame tube 11 located. Below the flame tube 11 juxtaposed two coolers according to the invention are arranged, each with a total of 12 are designated and of which the end faces are seen, the inlets of cooling tubes 1 exhibit. The kettle 10 is from an insulation 13 surround. The front plate of each radiator 12 each is a flat jet nozzle 14 assigned. Each flat jet nozzle 14 is on a compressed air blast machine 15 connected. Possibly. can be a compressed air blast machine 15 both flat jet nozzles 14 supply. The device for controlling the compressed air blast equipment 15 is not shown for clarity.

Der das Flammrohr 11 befeuernde Kohlenstaubbrenner ist nicht dargestellt und zur Erläuterung der Erfindung auch nicht erforderlich. Er kann beispielsweise ein solcher sein, der in DE 25 27 618 A1 beschrieben ist.The flame tube 11 firing coals Dust burner is not shown and to explain the invention also not required. For example, it may be one that is in DE 25 27 618 A1 is described.

Man erkennt in der Zeichnung, daß innerhalb des Kessels 10 und dort unterhalb des Flammrohrs 11 nur begrenzter Raum für die Unterbringung der Kühler 12 zur Verfügung steht, deren Abwärme in das Kesselwasser übergehen soll. Die Steigerung der Kesselleistung bedingt eine Volumenvergrößerung des gesamten Kessels. Andererseits sind durch die Straßenprofile den Größen von Kesseln Grenzen gesetzt, wie bereits erwähnt. Man kann daher die Kesselleistung innerhalb der gegebenen geometrischen Abmessungen nur vergrößern, wenn es gelingt, den Raum innerhalb des Kessels besser auszunutzen. Dieses ist mit Hilfe der Erfindung möglich, weil aufgrund der kompakteren Anordnung der Kühlerrohre die Kapazität des Kühlers bei gegebenen Volumen gesteigert werden kann.It can be seen in the drawing that within the boiler 10 and there below the flame tube 11 only limited space for the accommodation of the radiator 12 is available whose waste heat is to pass into the boiler water. The increase in the boiler output causes an increase in volume of the entire boiler. On the other hand, the sizes of boilers are limited by the road profiles, as already mentioned. It is therefore possible to increase the boiler output within the given geometric dimensions only if it is possible to make better use of the space within the boiler. This is possible with the aid of the invention, because due to the more compact arrangement of the radiator tubes, the capacity of the radiator can be increased at a given volume.

Claims

A hot dusty gas cooler comprising a bundle of a plurality of tubes of inner diameter d _i , the inlet ends of which are fixed to a common inlet plate, the inlet openings having rounded edges and at least one jet nozzle near the surface of the front of the plate is arranged, which is connected to a compressed air blast apparatus, characterized in that the rounding of each inlet opening in the plate ( 2 ) is determined by two radii of curvature R ₁ and R ₂ , wherein one of the first radius of curvature R ₁ formed sheet ( 6 ) tangentially in the inner wall of the adjoining the inlet opening pipe ( 1 ) and from there towards the front of the plate ( 2 ) extends over an arc of about 34 ° and tangential to this arc of the second arc with the radius R ₂ connects, the tangential in the surface of the front of the plate ( 2 ), where the radii are: R ₁ = 0.47 d _i to 0.87 d _i , and R ₂ = 0.135 d _i to 0.16 d _i

Cooler according to claim 1, characterized in that the jet nozzle ( 14 ) is a flat jet nozzle and has a blowing angle, the plate ( 2 ) at least partially detected.

Cooler according to claim 2, characterized in that a plurality of jet nozzles ( 14 ) provided at different locations on the plate ( 2 ) are arranged and together the plate ( 2 ) completely capture.

Radiator according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one jet nozzle ( 14 ) is directed so that its air jet is approximately tangential to the front of the plate ( 2 ) runs.

Cooler according to one of the preceding claims, characterized in that the fillets are respectively formed at the edges of the plate ( 2 ) formed holes and the pipes ( 1 ) on the back of the plate ( 2 ) are welded.

Cooler according to claim 5, characterized in that the with the plate ( 2 ) welded tube ends in at the back of the plate ( 2 ) formed cylindrical extensions of the holes sit.

cooler according to claim 6, characterized in that the extensions on a section tapering towards the back of the plate expand.