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EP3267100A1 - Dampferzeugungsanlage - Google Patents

Dampferzeugungsanlage Download PDF

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Publication number
EP3267100A1
EP3267100A1 EP16400027.5A EP16400027A EP3267100A1 EP 3267100 A1 EP3267100 A1 EP 3267100A1 EP 16400027 A EP16400027 A EP 16400027A EP 3267100 A1 EP3267100 A1 EP 3267100A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steam
steam generator
generating plant
drum
water jacket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP16400027.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3267100B1 (de
Inventor
Antonio COSCIA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority to PL16400027T priority Critical patent/PL3267100T3/pl
Priority to EP16400027.5A priority patent/EP3267100B1/de
Priority to DE102016120170.7A priority patent/DE102016120170A1/de
Priority to EA201990072A priority patent/EA039024B1/ru
Priority to US16/316,240 priority patent/US20190226675A1/en
Priority to KR1020197002423A priority patent/KR20190024974A/ko
Priority to SG11201811692PA priority patent/SG11201811692PA/en
Priority to PCT/EP2017/025193 priority patent/WO2018007024A1/en
Priority to CN201720830432.4U priority patent/CN208139236U/zh
Priority to CN201710555812.6A priority patent/CN107588414A/zh
Publication of EP3267100A1 publication Critical patent/EP3267100A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3267100B1 publication Critical patent/EP3267100B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/10—Water tubes; Accessories therefor
    • F22B37/14—Supply mains, e.g. rising mains, down-comers, in connection with water tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/34—Adaptations of boilers for promoting water circulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B9/00—Steam boilers of fire-tube type, i.e. the flue gas from a combustion chamber outside the boiler body flowing through tubes built-in in the boiler body
    • F22B9/10—Steam boilers of fire-tube type, i.e. the flue gas from a combustion chamber outside the boiler body flowing through tubes built-in in the boiler body the boiler body being disposed substantially horizontally, e.g. at the side of the combustion chamber

Definitions

  • the invention also relates to a use of this steam generating plant.
  • Steam generating plants of the type described above are known from the prior art, for example from the international application WO 2011/104328 A2 , known.
  • the steam generator is arranged as a horizontally arranged, cylindrical Tube bundle heat exchanger formed.
  • Such a shell-and-tube heat exchanger and its use for cooling hot synthesis gas is described, for example, by the European patent specification EP 2312252 B1 ,
  • the hot gas is passed through the heating tubes of the tube bundle, the water to be evaporated is located in the shell space.
  • the steam generator can be a, often also designed as a shell-and-tube heat exchanger, preheater, from the perspective of the heat transfer medium, downstream and upstream of a superheater.
  • Above the steam generator is a so-called steam drum, often also horizontally arranged pressure vessel installed. Steam drum and steam generator are connected by riser and downpipes. Thereby, the water / steam mixture can be circulated, whereby the steam can be well discharged from the steam generator and a more effective heat transfer to the surface of the heating tubes of the steam generator is possible. If the steam drum can be placed at a sufficient distance above the steam generator, this circulation can function as natural circulation. If there is not enough space available, pumps must support circulation. One then speaks of forced circulation.
  • the side-mounted nozzles for the downpipes also induce forces on the shell of the steam generator, namely static forces due to its own weight the downpipes and by thermal expansion forces, as well as dynamic forces due to wind and earthquake loads.
  • forces on the shell of the steam generator namely static forces due to its own weight the downpipes and by thermal expansion forces, as well as dynamic forces due to wind and earthquake loads.
  • significantly higher wall thicknesses of the nozzle and the pressure jacket may be required, especially in a special form of construction of such systems, in which the weight of the steam drum is removed via the drop and risers.
  • the steam generating plant according to the invention makes it possible to position the steam generator near the ground, since the downpipes no longer the lowest point of the system form. This simplifies the design of upstream and downstream equipment.
  • the space required for the installation of the steam generating plant according to the invention is reduced compared to a corresponding system according to the prior art, since no laterally extending downpipes longer exist, but they are guided in the interior of the device down.
  • a preferred embodiment of the invention is characterized in that the steam generator and the steam drum are arranged to each other and the riser and the downpipe are designed so that the water to be evaporated can be moved by natural circulation between the water jacket of the steam generator and the steam drum. This eliminates the installation of pumps and the associated maintenance and repair costs, as well as investment costs.
  • An alternative embodiment of the invention is characterized in that at least one pump is installed to support the water circulation between the water jacket of the steam generator and the steam drum. In this case, even if there is no room for a sufficient distance between the steam drum and the steam generator, sufficient water circulation in the steam generator can be achieved.
  • a further preferred embodiment of the invention is characterized in that the steam generator and the steam drum are formed as horizontally arranged, cylindrical pressure vessel.
  • the cylindrical shape, with corresponding arched bottoms, has long been proven in apparatus construction and inexpensive to produce.
  • the horizontal arrangement allows a low height and thus good accessibility of the system.
  • a further preferred embodiment of the invention is characterized in that the riser and the down pipe / s integrate in the 0 o'clock position in the water jacket of the steam generator and in the 6 o'clock position in the steam drum jacket.
  • the lines can also be used as structural elements for supporting the steam drum.
  • a further preferred embodiment of the invention is characterized in that the steam generator is designed as a tube bundle evaporator. This design has long been proven in apparatus construction and inexpensive to produce.
  • a further preferred embodiment of the invention is characterized in that the downpipe inside the steam generator is guided around the heating pipe or tubes up to the volume area of the steam generator below it. In this way, the construction of the heating pipes is hardly affected by the downpipes and complex design measures in this area are not required.
  • a further preferred embodiment of the invention is characterized in that the downpipe is guided inside the steam generator through the tube bundle of the heating tubes. In this way, the or the downpipes can run straight, whereby the flow resistance in the tube is kept low.
  • the invention also relates to the use of a steam generating plant according to the invention, which consists in that the steam boiler is connected downstream of a steam reforming reactor and emerging from the steam reforming reactor Synthesis gas is used as a heat transfer medium in the steam generator of the steam generating plant.
  • the steam reforming of hydrocarbons to synthesis gas in many cases catalytically assisted carried out in a tubular reactor, takes place under high energy consumption and at high temperatures.
  • the resulting synthesis gas leaves the reactor at a temperature of over 800 ° C.
  • the synthesis gas is used as a heat transfer medium for Betreibeh a steam generating plant according to the invention.
  • Fig. 1 Shown in Fig. 1 is the steam generating plant 1, comprising as main components the steam generator 2 and the steam drum 3.
  • the steam generator 2 is designed as a tube bundle evaporator and placed horizontally.
  • the hot synthesis gas 4 coming from a steam reforming reactor, not illustrated, is introduced into the inlet chamber 5 of the steam generator 2, where it is blown onto the tubes 6 of the steam generator 2 Distributed tube bundle 13, continues to flow into the outlet chamber 7 and leaves the steam generator 2 for further, not shown treatment or recovery.
  • the steam drum 3 is arranged above the steam generator 2. In it, the boiler feed water 8 to be evaporated is fed. About the risers 9 and the downpipes 10 takes place, as natural circulation, a circulation of the water to be evaporated. The thereby reaching via the risers 9 in the steam drum 3 steam-water mixture is separated there, the steam 11 is discharged for further use and the water is returned via the downpipes 10 in the steam generator.
  • the downcomers enter the shell 12 of the steam generator 2 at the 0 o'clock position and then run, within the shell 12, past the heating tubes of the tube bundle 6, into the lower volume region of the shell 12.
  • the downcomers end as low as possible in the mantle to avoid that vapor bubbles fall into the downpipe and by as large a static height, ie To achieve the greatest possible vertical distance between the lower and the upper end of the downpipe, thereby supporting the natural circulation.
  • Fig. 2 shows a cross section through a steam generating plant with a course of the downpipes 10 'according to the prior art. To increase the clarity, the risers were not depicted, but they are again, as in the Fig. 1 shown example, in the 0 o'clock position of the shell 12 is arranged.
  • the downpipes 10 ' are connected to the steam drum 3 at the 4 o'clock and 8 o'clock positions, extend around the outside of the steam generator 2 and also open at the 4 o'clock and 8 o'clock positions in the steam generator casing 12.
  • Fig. 3a The downpipe 10 is connected in the 6 o'clock position to the steam drum 3 and occurs in the 0 o'clock position through the jacket 12 of the steam generator 2. Within the shell 12 extends the downpipe 10 around the tube bundle 13 around into the volume area below the water jacket 12th
  • Fig. 3b also shows a cross section through a steam generating plant according to the invention course of the downpipe 10.
  • the downpipe 10 is also connected in the 6 o'clock position to the steam drum 3 and occurs in the 0 o'clock position through the jacket 12 of the steam generator 2. Within the shell 12th the downpipe 10 extends through the tube bundle 13 into the volume region of the water jacket 12 below.
  • the invention offers the possibility to run a steam generating plant cheaper and more space-saving, with the installation of the system with respect to the upstream and downstream equipment is more flexible feasible.

Landscapes

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Abstract

Dampferzeugungsanlage (1), umfassend einen Dampferzeuger (2) und eine Dampftrommel (3), wobei die Fallleitung (10), von der Dampftrommel (3) kommend, oberhalb des bzw. der Heizrohre (6) des Dampferzeugers (2) durch den Wassermantel (12) des Dampferzeugers (2) hindurch tritt und darin bis in den untehalb des oder der Heizrohre (6) gelegenen Volumenbereichs des Wassermantels (12) weiter verläuft.

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Dampferzeugungsanlage, umfassend
    • einen Dampferzeuger mit einem Wassermantel und mindestens einem darin verlaufenden Heizrohr zur Durchleitung eines Wärmeträgers,
    • eine über dem Dampferzeuger angeordnete Dampftrommel,
    • mindestens eine Steigleitung zur hydraulischen Verbindung des Wassermantels des Dampferzeugers mit der Dampftrommel zur Durchleitung des Dampfs in die Dampftrommel,
    • mindestens eine Fallleitung zur hydraulischen Verbindung der Dampftrommel mit dem Wassermantel des Dampferzeugers zur Rückleitung des Wassers aus der Dampftrommel in den Wassermantel des Dampferzeugers.
  • Die Erfindung betrifft außerdem eine Verwendung dieser Dampferzeugungsanlage.
    • Stand der Technik
  • Dampferzeugungsanlagen der eingangs beschriebenen Art sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der internationalen Anmeldung WO 2011/104328 A2 , bekannt. In vielen Fällen, insbesondere, wenn als Wärmeträgermittel ein heißes Gas verwendet werden soll, ist der Dampferzeuger dabei als horizontal angeordneter, zylindrischer Rohrbündelwärmetauscher ausgebildet. Einen solchen Rohrbündelwärmetauscher und seine Anwendung zur Abkühlung heißen Synthesegases beschreibt beispielsweise die europäische Patentschrift EP 2312252 B1 .
  • Das heiße Gas wird dabei durch die Heizrohre des Rohrbündels geleitet, das zu verdampfende Wasser befindet sich im Mantelraum. Dem Dampferzeuger können ein, häufig ebenfalls als Rohrbündelwärmetauscher ausgebildeter, Vorwärmer, aus Sicht des Wärmeträgermittels, nachgeschaltet und ein Überhitzer vorgeschaltet sein. Oberhalb des Dampferzeugers ist eine sogenannte Dampftrommel, häufig ebenfalls liegend angeordneter Druckbehälter, installiert. Dampftrommel und Dampferzeuger sind durch Steig- und Fallleitungen miteinander verbunden. Dadurch kann das Wasser/DampfGemisch im Umlauf bewegt werden, wodurch der Dampf gut aus dem Dampferzeuger ausgeleitet werden kann und ein effektiverer Wärmeübergang an der Oberfläche der Heizrohre des Dampferzeugers möglich wird. Wenn die Dampftrommel mit genügendem Abstand oberhalb des Dampferzeugers platziert werden kann, kann dieser Umlauf als Naturumlauf funktionieren. Wenn dafür nicht genügend Platz zur Verfügung steht, müssen Pumpen den Umlauf unterstützen. Man spricht dann von Zwangsumlauf.
  • Um zu verhindern, dass Dampf in die Fallleitungen gelangt, binden diese möglichst tief am Umfang des Dampferzeugers ein, häufig, wenn man sich den Querschnitt des Dampferzeugers als Uhrzifferblatt vorstellt, zwischen der 4- und in der 8-Uhr-Position. Folglich muss, um diese auf der Unterseite des Dampferzeugermantels gelegenen Positionen zu erreichen, die von oben kommende Fallleitung in einem Bogen geführt werden, dessen tiefster Punkt noch unterhalb des tiefsten Punkts des Dampferzeugermantels liegt. Dadurch ist ein Mindestabstand des Dampferzeugers vom Boden erforderlich, wodurch sich konstruktive und aufstellungsbedingte Einschränkungen während der Planung solcher Anlagen ergeben, z.B. sind Reaktorstutzen auf einer Mindesthöhe anzuordnen.
  • Die seitlich angebrachten Stutzen für die Fallleitungen induzieren darüber hinaus Kräfte auf den Mantel des Dampferzeugers, und zwar statische Kräfte durch das Eigengewicht der Fallleitungen und durch Wärmedehnungskräfte, sowie dynamische Kräfte durch Wind- und Erdbebenlasten. Dadurch können erheblich höhere Wandstärken der Stutzen und des Druckmantels erforderlich werden, insbesondere bei einer Sonderform der Konstruktion derartiger Anlagen, bei der das Gewicht der Dampftrommel über die Fall- und Steigleitungen abgetragen wird.
  • Es bestand daher die Aufgabe, eine Dampferzeugungsanlage vorzuschlagen, bei der die geschilderten Nachteile vermieden werden.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Die Aufgabe wird durch eine Dampferzeugungsanlage gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
    • Erfindungsgemäße Dampferzeugungsanlage:
  • Dampferzeugungsanlage, umfassend
    1. a) einen Dampferzeuger mit einem Wassermantel und mindestens einem darin verlaufenden Heizrohr zur Durchleitung eines Wärmeträgers,
    2. b) eine Dampftrommel,
    3. c) mindestens eine Steigleitung zur hydraulischen Verbindung des Wassermantels des Dampferzeugers mit der Dampftrommel zur Durchleitung des Dampfs in die Dampftrommel,
    4. d) mindestens eine Fallleitung zur hydraulischen Verbindung der Dampf-trommel mit dem Wassermantel des Dampferzeugers zur Rückleitung des Wassers aus der Dampftrommel in den Wassermantel des Dampferzeugers,
      dadurch gekennzeichnet, dass
    5. e) die Fallleitung, von der Dampftrommel kommend, in dessen oberer Hälfte durch den Wassermantel des Dampferzeugers hindurch tritt und darin bis in dessen untere Hälfte weiter verläuft.
  • Die erfindungsgemäße Dampferzeugungsanlage ermöglicht es, den Dampferzeuger in Bodennähe zu positionieren, da die Fallleitungen nicht mehr den tiefsten Punkt der Anlage bilden. Dadurch wird die Konstruktion der vor- und nachgeschalteten Anlagenteile vereinfacht.
  • Durch den Wegfall der zwischen der 4- und der 8-Uhr-Position liegenden Eintrittsstutzen der Fallleitungen werden keine Kräfte mehr seitlich in den Mantel des Dampferzeugers eingetragen. Der Mantel kann daher mit geringerer Wandstärke erstellt werden.
  • Die Tiefpunkte der nach bisherigem Stand der Technik verlegten Fallleitungen mussten jeweils mit einer Entleerungsarmatur versehen sein. Diese Armaturen entfallen in der erfindungsgemäßen Anlage.
  • Der Platzbedarf für die Aufstellung der erfindungsgemäßen Dampferzeugungsanlage ist gegenüber einer entsprechenden Anlage nach dem Stand der Technik reduziert, da keine seitlich ausgreifenden Fallleitungen mehr vorhanden sind, sondern diese im Inneren der Vorrichtung nach unten geführt werden.
    • Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Dampferzeuger und die Dampftrommel so zueinander angeordnet sind und die Steig- und die Fallleitung so gestaltet sind, dass das zu verdampfende Wasser durch Naturumlauf zwischen dem Wassermantel des Dampferzeugers und der Dampftrommel bewegt werden kann. Dadurch entfällt die Installation von Pumpen und den damit einhergehenden Wartungs- und Reparaturaufwand, sowie Investitionskosten.
  • Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterstützung des Wasserumlaufs zwischen Wassermantel des Dampferzeugers und der Dampftrommel mindestens eine Pumpe installiert ist. In diesem Fall kann, auch wenn kein Platz für einen ausreichenden Abstand zwischen Dampftrommel und Dampferzeuger zur Verfügung steht, ein ausreichender Wasserumlauf im Dampferzeuger erreicht werden.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Dampferzeuger und die Dampftrommel als horizontal angeordnete, zylinderförmige Druckbehälter ausgebildet sind. Die zylinderförmige Form, mit entsprechenden gewölbten Böden, ist im Apparatebau seit Langem bewährt und preiswert herstellbar. Die horizontale Anordnung ermöglicht eine niedrige Bauhöhe und damit gute Zugänglichkeit der Anlage.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steig- und die Fallleitung/en in der 0 Uhr-Position in den Wassermantel des Dampferzeugers und in der 6 Uhr-Position in Dampftrommelmantel einbinden. Auf diese Weise können die Leitungen auch als Konstruktionselemente zum Tragen der Dampftrommel verwendet werden.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Dampferzeuger als Rohrbündelverdampfer ausgebildet ist. Diese Bauart ist im Apparatebau seit langem bewährt und preiswert herstellbar.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fallleitung innerhalb des Dampferzeugers um das oder die Heizrohre herum bis in den darunter gelegenen Volumenbereich des Dampferzeugers geführt wird. Auf diese Weise wird die Konstruktion der Heizrohre durch die Fallleitungen kaum beeinflusst und aufwändige konstruktive Maßnahmen in diesem Bereich sind nicht erforderlich.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fallleitung innerhalb des Dampferzeugers durch das Rohrbündel der Heizrohre hindurch geführt wird. Auf diese Weise kann das bzw. die Fallleitungen gerade verlaufen, wodurch der Strömungswiderstand im Rohr gering gehalten wird.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Dampferzeugungsanlage, die darin besteht, dass der Dampfkessel einem Dampfreformierungsreaktor nachgeschaltet ist und das aus dem Dampfreformierungsreaktor austretende Synthesegas als Wärmeträger im Dampferzeuger der Dampferzeugungsanlage verwendet wird. Die Dampfreformierung von Kohlenwasserstoffen zu Synthesegas, in vielen Fällen katalytisch unterstützt in einem Rohrreaktor durchgeführt, erfolgt unter hohem Energieaufwand und bei hohen Temperaturen. Das dabei erzeugte Synthesegas verlässt den Reaktor mit einer Temperatur von über 800 °C. Um die darin enthaltene Wärmeenergie zu nutzen, wird das Synthesegas als Wärmeträgermedium zum Betreibeh einer erfindungsgemäßen Dampferzeugungsanlage verwendet.
    • Ausführungsbeispiele
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigen
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Dampferzeugungsanlage,
    Fig. 2
    einen Querschnitt durch eine Dampferzeugungsanlage gemäß dem Stand der Technik,
    Fig. 3a
    einen ersten Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Dampferzeugungsanlage,
    Fig. 3b
    einen zweiten Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Dampferzeugungsanlage.
  • Dargestellt in Fig. 1 ist die Dampferzeugungsanlage 1, umfassend als Hauptkomponenten den Dampferzeuger 2 und die Dampftrommel 3. Der Dampferzeuger 2 ist als Rohrbündelverdampfer ausgebildet und waagerecht aufgestellt. Das aus einem, nicht bildlich dargestellten, Dampfreformierungsreaktor kommende, heiße Synthesegas 4 wird in die Eintrittskammer 5 des Dampferzeugers 2 eingeleitet, wird dort auf die Rohre 6 des Rohrbündels 13 verteilt, fließt weiter in die Austrittskammer 7 und verlässt den Dampferzeuger 2 zur weiteren, nicht dargestellten Behandlung oder Verwertung.
  • Die Dampftrommel 3 ist oberhalb des Dampferzeugers 2 angeordnet. In sie wird das zu verdampfende Kesselspeisewasser 8 eingespeist. Über die Steigleitungen 9 und die Fallleitungen 10 erfolgt, als Naturumlauf, eine Umwälzung des zu verdampfenden Wassers. Das dabei über die Steigleitungen 9 in die Dampftrommel 3 gelangende DampfWasser-Gemisch wird dort getrennt, der Dampf 11 wird zur weiteren Verwendung ausgeleitet und das Wasser wird über die Fallleitungen 10 in den Dampferzeuger zurückgeführt. Dabei treten die Fallleitungen in der 0 Uhr-Position in den Mantel 12 des Dampferzeugers 2 ein und verlaufen dann, innerhalb des Mantels 12, an den Heizrohren des Rohrbündels 6 vorbei, bis in den unteren Volumenbereich des Mantels 12. Die Fallleitungen enden so tief wie möglich im Mantel, um zu vermeiden, dass Dampfblasen in die Fallleitung geraten und um durch eine möglichst große statische Höhe, d.h. einen möglichst großen vertikalen Abstand zwischen dem unteren und dem oberen Ende der Fallleitung, zu erreichen und dadurch den Naturumlauf zu unterstützen.
  • Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Dampferzeugungsanlage mit einem Verlauf der Fallleitungen 10' gemäß dem Stand der Technik. Zur Erhöhung der Übersichtlichkeit wurden die Steigleitungen nicht bildlich dargestellt, sie sind aber wieder, wie in dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel, in der 0 Uhr-Position des Mantels 12 angeordnet. Die Fallleitungen 10' sind in der 4- und in der 8 Uhr-Position an die Dampftrommel 3 angeschlossen, verlaufen außen um den Dampferzeuger 2 herum und münden ebenfalls in der 4-und der 8 Uhr-Position im Dampferzeugermantel 12.
  • Fig. 3a zeigt einen Querschnitt durch eine Dampferzeugungsanlage 1 mit erfindungsgemäßem Verlauf der Fallleitung 10. Die Fallleitung 10 ist in der 6 Uhr-Position an die Dampftrommel 3 angeschlossen und tritt in der 0 Uhr-Position durch den Mantel 12 des Dampferzeugers 2. Innerhalb des Mantels 12 verläuft die Fallleitung 10 um das Rohrbündel 13 herum bis in den darunter gelegenen Volumenbereich des Wassermantels 12.
  • Fig. 3b zeigt ebenfalls einen Querschnitt durch eine Dampferzeugungsanlage mit erfindungsgemäßem Verlauf der Fallleitung 10. Die Fallleitung 10 ist ebenfalls in der 6 Uhr-Position an die Dampftrommel 3 angeschlossen und tritt in der 0 Uhr-Position durch den Mantel 12 des Dampferzeugers 2. Innerhalb des Mantels 12 verläuft die Fallleitung 10 durch das Rohrbündel 13 hindurch bis in den darunter gelegenen Volumenbereich des Wassermantels 12.
    • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die Erfindung bietet die Möglichkeit, eine Dampferzeugungsanlage kostengünstiger und platzsparender auszuführen, wobei auch die Aufstellung der Anlage bezüglich der vor- und nachgeschalteten Apparate flexibler durchführbar ist.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Dampferzeugungsanlage, erfindungsgemäß
    1'
    Dampferzeugungsanlage gemäß Stand der Technik
    2
    Dampferzeuger
    3
    Dampftrommel
    4
    Synthesegas
    5
    Eintrittskammer
    6
    Heizrohre
    7
    Austrittskammer
    8
    Kesselspeisewasser
    9
    Steigleitung
    10
    Fallleitung
    10'
    Fallleitung gemäß Stand der Technik
    11
    Dampf
    12
    Mantel des Dampferzeugers
    13
    Rohrbündel der Heizrohre

Claims (9)

  1. Dampferzeugungsanlage, umfassend
    einen Dampferzeuger mit einem Wassermantel und mindestens einem darin verlaufenden Heizrohr zur Durchleitung eines Wärmeträgers,
    eine Dampftrommel,
    mindestens eine Steigleitung zur hydraulischen Verbindung des Wassermantels des Dampferzeugers mit der Dampftrommel zur Durchleitung des Dampfs in die Dampftrommel,
    mindestens eine Fallleitung zur hydraulischen Verbindung der Dampftrommel mit dem Wassermantel des Dampferzeugers zur Rückleitung des Wassers aus der Dampftrommel in den Wassermantel des Dampferzeugers,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Fallleitung, von der Dampftrommel kommend, in dessen oberer Hälfte durch den Wassermantel des Dampferzeugers hindurch tritt und darin bis in dessen untere Hälfte weiter verläuft.
  2. Dampferzeugungsanlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampferzeuger und die Dampftrommel so zueinander angeordnet sind und die Steig- und die Fallleitung so gestaltet sind, dass das zu verdampfende Wasser durch Naturumlauf zwischen dem Wassermantel des Dampferzeugers und der Dampftrommel bewegt werden kann.
  3. Dampferzeugungsanlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterstützung des Wasserumlaufs zwischen Dampferzeuger und Dampftrommel mindestens eine Pumpe installiert ist.
  4. Dampferzeugungsanlage gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampferzeuger und die Dampftrommel als horizontal angeordnete, zylinderförmige Druckbehälter ausgebildet sind.
  5. Dampferzeugungsanlage gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steig- und die Fallleitung/en in der 0 Uhr-Position in den Wassermantel des Dampferzeugers und in der 6 Uhr-Position in Dampftrommelmantel einbinden.
  6. Dampferzeugungsanlage gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampferzeuger als Rohrbündelverdampfer ausgebildet ist.
  7. Dampferzeugungsanlage gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fallleitung innerhalb des Wassermantels des Dampferzeugers um das Rohrbündel herum geführt wird.
  8. Dampferzeugungsanlage gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fallleitung innerhalb des Wassermantels des Dampferzeugers durch das Rohrbündel hindurch geführt wird.
  9. Verwendung einer Dampferzeugungsanlage gemäß eines der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampferzeugungsanlage einem Dampfreformierungsreaktor nachgeschaltet ist und das aus dem Dampfreformierungsreaktor austretende Synthesegas als Wärmeträger im Dampferzeuger der Dampferzeugungsanlage verwendet wird.
EP16400027.5A 2016-07-08 2016-07-08 Dampferzeugungsanlage Active EP3267100B1 (de)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL16400027T PL3267100T3 (pl) 2016-07-08 2016-07-08 Urządzenie wytwarzające parę
EP16400027.5A EP3267100B1 (de) 2016-07-08 2016-07-08 Dampferzeugungsanlage
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