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Kokstrockenkühleinrichtung mit mehreren gleichartigen Kühlzellen Die
Erfindung bezieht sich auf eine Kokstrockenkühleinrichtung mit mehreren gleichartigen
Kühlzellen, bei der in jeder Kühlzelle ein Koksbrand vollständig zu kühlen ist,
wobei jeder Kühlzelle eine Inertgasumwälzvorrichtung mit Wärmeaustauscher zugeordnet
und die in den Wärmeaustauschern aufgenommene Wärme an einen gemeinsamen Dampf-oder
Warmwasserkessel abgeführt wird. Sie bezieht sich insbesondere auf Kokstrockenkühlanlagen,
bei welchen mehrere aus den Koksöfen entnommene, sogenannte Koksbrände zwar je für
sich in gesonderter Kühlzelle, jedoch zu gleicher Zeit gekühlt werden, wobei einer
Reihe von Kühlzellen die Koksbrände nacheinander zugeführt bzw. wieder entnommen
werden, so daß während der Kühlung die an sich gleichen Kühlzellen Koksbrände von
unterschiedlicher Temperatur enthalten.
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In dem Bestreben, die Koksbrände möglichst tief abzukühlen, ist bereits
vorgeschlagen worden, sie zunächst mit einem vom Verdampferteil eines Dampferzeugers
gekühlten Inertgasstromes und dann mit einem vom Speisewasservorwärmer des Dampferzeugers
gekühlten Inertgasstrom zu kühlen, indem die Koksbrände zwangsweise aufeinanderfolgend
zunächst zum Verdampferteil und dann zum Vorwärmerteil des Dampferzeugers transportiert
werden.
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Bei der Kokstrockenkühleinrichtung nach der Erfindung sind die Wärmeaustauscher
jeder Kühlzelle unterteilt in eine an den Dampfraum des Sammelbehälters angeschlossene
flberhitzerrohrgruppe und eine an den Wasserraum des Sammelbehälters über eine Pumpe
angeschlossene Verdampferrohrgruppe, wobei die Verdampferrohrgruppen derart über
Dreiweghähne parallel hinter die Pumpe geschaltet und mit Rückleitungen zum Sammelbehälter
versehen sind. daß sie einzeln abzuschalten oder wahlweise über eine Kesselwasserspeisepumpe
mit einem Kesselwasserspeisebehälter anzuschließen sind.
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Hierdurch wird eine scharfe Trennung der Inertgasstrcme voneinander
erreicht, welche es gestattet, nur die zur Speisewasservorwärmung brauchbare Wärme
der Schlußkühlung des Kokses zu entnehmen, wohingegen die übrige, höhergrädige Wärme
des Kokses der Verdampfung des Kühlwassers erhalten bleibt. In vorteilhafter Weise
erleidet der Koks in der neuen Einrichtung sowohl während der Kühlung als auch zwischen
den Kühlstufen keinerlei Bewegung und damit keinen Abrieb. Weiterhin bedarf es bei
der neuen Einrichtung keiner Transportmittel innerhalb der Kühlanlage. Schließlich
gestattet sie ihren nachträglichen Einbau in vorhandene, auf Naßlösch- und Schrägwagen
und Abwurframpen ausgerichtete Kokereien.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der schematischen Zeichnung,
welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, und der nachfolgenden Beschreibung
des Näheren erläutert.
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Die gezeigte Kokstrockenkühlanlage besteht aus fünf Kühlzellen A bis
E, von denen wahlweise vier für den Kühlbetrieb bestimmt sind, wohingegen eine zur
Reserve vorgesehen ist. Jede Kühlzelle umfaßt einen Kühlraum 1, der einen Koksbrand
aufnehmen kann und der in der Zeichnung nur bei der Kühlzelle A im Schnitt dargestellt
ist. Bei dieser Anlage wird in bekannter Weise jeder .gare Koksbrand einer in der
Zeichnung nicht dargestellten Koksofenbatterie in einen Transportbehälter 2 ausgestoßen,
mit diesem Transportbehälter in den Kühlraum 1 geschoben, nach seiner Kühlung aus
dem Kühlraum wieder entnommen und schließlich an einer Abwurframpe durch Kippen
des Transportbehälters aus diesem entlassen. Anschließend wird der Transportbehälter
zur Aufnahme eines neuen Koksbrandes vor einen anderen Koksofen gebracht. Zur Entfernung
eines gekühlten Koksbrandes kann dementsprechend jede Kühlzelle geöffnet, sowie
nach Aufnahme eines neuen Koksbrandes wieder geschlossen werden und während des
Kühlvorganges gegen die äußere Atmosphäre abgeschlossen gehalten werden: Die Kühlzellen
werden also nacheinander mit Koksbränden versorgt.
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An die Kühlräume 1 schließen sich jeweils ein oder mehrere Heizgaszüge
3 an, welche zu den Saugstutzen der Gebläse 4 führen, die von Elektromotoren 18
angetrieben werden. Die Druckstutzen der Gebläse sind durch über oder unter den
Kühlzellen entlang geführte Leitungen 5 mit den Stutzen 6 der Kühlzellen verbunden.
Bei Betrieb der Gebläse drücken sie in bekannter Weise im Kreislauf Inertgase in
die Behälter 2 bzw. in die in ihnen befindlichen Koksbrände und saugen das am glühenden
Koks erwärmte Gas an Rohrsystemen
vorbei wieder an, wobei die vom
glühenden Koks aufgenommene Wärme an die Rohrsysteme abgegeben wird.
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Die Rohrsysteme der Anlage . gehören zu einem Dampferzeuger, stellen
also Teilheizflächen eines Dampferzeugers dar, und werden daher von; Wasser oder
Dampf gekühlt. Sie bestehen aus -den Verdampferrohrgruppen7a bis 7e, welche Kesselwasser
aus dem Dampf- und" Wassersarnmler $ mittels einer Verteilerleitung 10 von einer
nur schematisch angedeuteten Umwälzpumpe 9 zugeführt erhalten und das Dampfwassergemisch
durch die Rückleitungen 11d bis 11e in den Sammler 8 zurückkehren lassen. Die Rohrgruppen7a
bis 7e sind durch Abzweigleitungen 10 a bis 10 e und Regel- bzw. .Absperrventile
12 mit der Verteilerleitung 10 verbunden. Mit Hilfe der Ventile 12 kann eine beliebige
Verteilung des gesamten in der Anlage umlaufenden Wassers auf die Verdampferrohrgruppen
der Kühlzellen A bis E erfolgen, oder aber die .eine oder andere Verdampferrohrgruppe
der Kühlzellen A bis E erfolgen oder aber die eine oder andere Verdampferrohrgruppe
aus dem Kreislauf des Kesselwassers ausgeschaltet werden. Dem gleichen Zweck dienen
Regel- bzw. Absperrventile 13 in den Leitungen 11 a bis 11 e. An Stelle der für
alle Kühlzellen gemeinsamen Wasserumlaufpumpe 9 kann jede Kühlzelle A-B mit einer
eigenen, entsprechend kleineren Umwälzpumpe 9' ausgerüstet sein.
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Das dem Dampfkessel entsprechend seiner Dampfentnahme zu ersetzende
Speisewasser wird von einer Kesselspeisepumpe 14 aus einem Vorratsbehälter 15 entnommen
und in die Leitung 16 gedrückt. Die Leitung 16 hat über sogenannte Dreiwegeschieber
17 Anschluß an die Leitungen :10a bis 10e. Es ist daher möglich, beispielsweise
bei der Kühlzelle A mit Hilfe des Schiebers 17 den Zufluß von Kesselwasser aus der
Leitung 10 in die Verdampferrohrgruppe 7a zu sperren und an Stelle des Kesselwassers
aus dem Sammler 8 nunmehr Speisewasser aus dem Behälter 15 durch die Rohrgruppe
7ca in dem Dampfwassersammler zu führen. So, wie bei der Kühlze11eA, ist die Einschaltung
der Rohrgruppe7b bis 7e in den Fluß des Speisewassers auch bei den Kühlzellen B
bis E möglich.
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Wie schon erläutert, befinden sich vier Kühlzellen gleichzeitig im
Betrieb, beispielsweise die Kühlzelle A, B, D und E. Kurz nach der Versorgung
der Kühlzelle A mit einem frischen Koksbrand befindet sich in der KühlzelleA ein
Koksbrand mit 1000° C, in der Kühlzelle E ein Koksbrand mit etwa 700° C, in der
Kühlzelle D ein Koksbrand mit etwa 475° C und in der Kühlze11eB ein Koksbrand mit
etwa 350°C Mitteltemperatur. In diesem Betriebsfall sind die Rohrgruppen 7 a,
7 d, 7 e der Kühlzellen A, D und E in den Kreislauf des Kesselwassers,
also den Kreislauf durch den Sammler 8, die Pumpe 9, die Leitung 10, die Drehschieber
17 und die Leitungen 11 a, 11 d, 11 e geschaltet, wohingegen: die Rohrgruppe 7 b
der Kühlzelle B in den Zufluß des Speisewassers, also den. Fluß durch die Pumpe
14, die Leitung 16, den Drehschieber 17 und die Leitung 11b zum Dampfwassersammler
8 geschaltet ist. Somit werden die Rohrgruppen7a, 7d, 7e mit Kesselwasser von Verdampfungstemperatur
des Kesselwassers gekühlt, wohingegen die Rohrgruppe 7 b von Speisewasser gekühlt
wird, das im allgemeinen eine um etwa 100°C unter der Verdampfungstemperatur des
Kesselwassers liegende Temperatur hat. Mit Hilfe des kälteren Speisewassers können
daher die in: der Kühlzelle B umgewälzten Kühlgase stärker abgekühlt werden als
die Kühlgase in den Kühlzellen A, E und D. Dadurch ist es möglich, den Koks tiefer
abzukühlen als mit Kühlgasen, welche mit Kesselwasser abgekühlt werden. Etwa nach.
10 Minuten. wird der Koks in der Kühlzelle A auf etwa 700° C, in der Kühlzelle E
auf etwa 475° C, in der Kühlzelle D auf etwa 350° C und in der Kühlzelle B auf etwa
200° C Mitteltemperatur abgekühlt sein. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kühlzelle B
der Koksbrand entnommen und ein frischer Koksbrand zugeführt, ferner ihre Rohrgruppe7b
wieder in den Kesselwasserkreislauf geschaltet. und die Rohrgruppe 7d vom Kesselwasserkreislauf
ab- und in den. Speisewasserstrom eingeschaltet. Die Umschaltung der Rohrgruppen7b
und 7d kann dabei schon vor der Entnahme des endgekühlten Koksbrandes aus
der Kühlzelle B erfolgen. Die Gefahr, daß durch falsches Schalten der Schieber 17
für den Speisewasserstrom keine Möglichkeit besteht, durch eine der Rohrgruppen7a
bis 7e zu strömen und dadurch die Speisepumpe einen zu hohen Druck in der Leitung
16 aufbaut, besteht nicht, da die Leitung 19 mit einem Überdruckventil 20 ausgestattet
ist, welche bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckes das Speisewasser unmittelbar
in den Sammler 8 entweichen läßt.
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Für den Fall, daß der Dampferzeuger überhitzten Dampf liefern soll,
wird jede Kühlzelle außer dervon Kessel- bzw. Speisewasser gekühlten Rohrgruppe
7a bis 7 e mit einer Rohrgruppe 21 a bis 21e ausgerüstet. Die Rohrgruppen
21a bis 21e sind hintereinander geschaltet und erhalten den zu überhitzenden Dampf
durch die Leitung 22 aus dem Dampfraum. des Sammlers 8 zugeführt.
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Eine Regelung der Gesamtanlage zur zeitlich gleichbleibenden Dampferzeugung
wird durch anfängliche Drosselung und allmähliche Verstärkung des Inertgasstromes
der Kühlzelle erreicht, die mit einem frischen Koksbrand beschickt worden ist. Diese
Regelung kann durch entsprechende Veränderung der Drehzahl des zur Kühlzelle gehörigen
Gasumwälzgebläses oder durch die Anwendung von Drosselorganen in seinem Kreislaufstrom
bewirkt und auch für die übrigen Kühlzellen zugleich angewendet werden. Die Regelimpulse
können mit einfachsten Mitteln, z. B. mit einem im Ablauf fest eingestellten und
mit frischer Füllung ,der Kühlzellen auslösbaren Uhrwerk od. dgl. erzeugt werden.
Damit ergibt sich gleichzeitig in gewissem Umfang auch eine Regelung der Dampftemperatur,
die notfalls noch dadurch ergänzt werden kann, daß jede Kühlzelle mit Einrichtungen
ausgestattet ist, welche wahlweise ihren Gasstrom in gesamter oder teilweiser Menge,
oder aber überhaupt nicht unter Umgehung der Dampfüberhitzerrohrgruppe 21 zur Rohrgruppe
7 abströmen läßt.
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Obwohl bisher die Gesamtanlage so beschrieben worden ist, daß die
Kühlzelle C in Reserve steht und die Kühlzelle B nur die Vorwärmung des Speisewassers
leistet, ist die Erfindung nicht auf diese Schaltung bzw. diesen Betriebszustand
beschränkt. Es kann nach der Erfindung an Stelle der Kühlzelle C auch jede der anderen
außer Betrieb, genommen oder in Reserve gehalten werden. Auch kann an Stelle der
Kühlzelle B jede der anderen aus dem Kesselwasserkreislauf genommen und in den Speisewasserfluß
geschaltet werden, jeweils aber immer diejenige, in welcher der Koksbrand zur Endkühlung,
ansteht. Die Erfindung setzt ferner nicht voraus, daß stets die Transportbehälter,
in denen die einzelnen Koksbrände zur Kühlanlage gebracht werden, in die Kühlzelle
eingesetzt werden. Für den Gegenstand der Erfindung kann auch der jeweilige Koksbrand
in die Kühlkammer der Kühlzelle
eingeschüttet und schließlich aus
der Kühlkammer mittels geeigneter Austragvorrichtungen wieder entlassen werden.