DE6928814U - Selbsttragender dampferzeuger - Google Patents

Description

Klasse

Waagner-Biro Aktiengesellschaft in Wien $

"Selbsttragender Dampferzeuger"

Die Erfindung betrifft einen selbsttragenden Dampferzeuger mit kongruenten Kesselquerschnxtten, insbesondere einen Zweitrommel-Dampfkessel in Baukastenbauweise.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß alle Dampferzeuger einer Baureihe im wesentlichen die gleiche Bauhöhe und Länge, also gleiche Kesselquerschnitte, aufweisen und die Breite der Dampferzeuger, insbesondere ihre Kesseltrommellänge proportional ihrer Dampferzeugung ist. Gemäß einem weiteren Erfindung smerkmal ist die Länge der Überhitzerrohre und gegebenenfalls die Anzahl der hintereinander geschalteten Rohre etwa proportional der geforderten Dampfüberhitzung. Bei dem Zweitrommel-Dampferzeuger ist die Obertrommel und etwa daran befestigte Teile des Dampferzeugers auf den zentralen Rohren des Verdampferrohrbündels angeordnet, welche die Last der Trommel auf die Untertrommel bzw. in das Fundament einleiten. Vorzugsweise sind dabei die inneren Rohre des Verdampferrohrbündels mit einem größeren Durchmesser und gegebenenfalls mit größerer Wandstärke angeordnet als die Reihen der äußeren Verdampferrohre.

Die Erfindung ist in den Figuren 1 bis 5 beispielsweise und schematisch dargestellt.

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Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch den Zweitrommelkessel, Figur 2 zeigt die Anordnung der Verdampferrohre und die Versteifungstrennwand, Figur 3 die Konstruktion der Versteifungswand, Figur k ein Detail der Trommelabstützung auf die Verdampferrohre, Figur 5 die Aufhängung der Überhitzer- und Vorwärmerrohre.

Der in Figur 1 gezeigte Querschnitt des Kessels bleibt erfindungsgemäß bei Kesseln unterschiedlicher Leistungsstufe immer derselbe. Die Erhöhung der Kesselleistung wird erzielt durch eine Verlängerung der Kesseltrommel, das heißt, der Kessel wird breiter. Der gesamte Kessel besteht aus nebeneinander gesetzten vollkommen gleichen Bauteilen, wobei lediglich die Kesseltrommel 12 und die Untertrommel 13 eine unterschiedliche Länge aufweisen. Jeder Bauteil enthält alles, was zur Erzeugung und Überhitzung des Dampfes bzw. zur Beheizung des Rohrbündels notwendig ist. Ein solcher Bauteil weist zum Beispiel eine Breite von etwa 180 cm auf und enthält in der Brennkammer 1 zwei Ölbrenner 16 und die dazugehörigen Heizflächen 2 bis 6. Ein Teil der Verdampferrohre 5 wird hiebei zu Lenkwänden 8 und 9 zusammengefaßt, welche den Rauchgasstrom etwa mäanderförmig durch den Dampfkessel leiten. Die Rauchgasströmung erfolgt hiebei im allgemeinen in Lärgsrichtung der Rohre. Querströmungen, das heißt Rauchgasströmungen in Richtung der Kesselbreite bzw. der Kesseltrommel 12 erfolgen nicht. In der Nähe des Kesselaustrittes werden die Rauchgase zusammengefaßt und gegebenenfalls einem Luftvorwärmer 19 zugeleitet. Von diesem strömen dann die Abgase in an sich bekannter Weise ab.

Diese Konstruktion ergibt den Vorteil, daß im Technischen Büro relativ wenig Konstruktionsarbeit geleistet werden muß, weil

im wesentlichen lauter gleiche Rohrschlangen Verwendung finden. Es muß lediglich der Überhitzer den geforderten Bedingungen angepaßt werden, wobei diese Rohrschlangen im wesentlichen nur der Länge nach korrigiert werden. Ein weiterer Vorteil dieser Bauart ist, daß die rauchgasseitigen Strömungsverhältnisse unabhängig von der Nennleistung des Kessels sind.

Bei dieser Konstruktion ist es wesentlich, daß alle Rohrleitungen der Heizflächen 2 bis 6 in der Breite des Kessels gleich groß sind, wobei gegebenenfalls einzelne Rohrreihen in dieser Querteilung ausgelassen werden können. Die Grundteilung ist so zum Beispiel 75 mm. Sie ist gleichzeitig für sämtliche Flossenwände, welche schließlich die Lenkwand 8, die Vorderwand 7und die

! Seitenwände bilden, maßgebend. Die doppelte Teilung, also zum

Beispiel 150 mm, ist dann für die Teilung der Überhitzerheizflachen 2 bis 4 oder auch für die Rückwand 10 bestimmend. Schotten werden dann beispeilsweise mit 300 mm Teilung oder auch mit600mm Teilung ausgeführt (jeweils ein Vielfaches von der Grundteilung). Diese Gesetzmäßigkeit hat den Vorteil, daß beim Durchtritt von einer Heizfläche durch die andere, zum Beispiel von Rohren des Überhitzers 2 bis 4 durch die Lenkwand 8 und Strahlungsschutzwand 26, niemals Schwierigkeiten auftreten, und daß vor allem keine Ausbiegungen in der Querrichtung erforderlich sind.

Der ganze Kessel ist selbsttragend ausgebildet, lediglich die Untertrommel 13 und die Vorderwand 7 werden durch geeignete Konstruktionen unterstützt. So liegt die Untertrommel 13 und damit die meisten Heizflächen des Kessels auf einem Auflager 18 und die Vorderwand 7 auf der Abstützung 17-

Die Hauptströmungsrichtung der Rauchgase ist immer senkrecht

nach oben bzw. senkrecht nach unten. Es strömen so die Rauchgase,

abgesehen von den Umlenkungen, immer parallel zu den Rochrachsen. Es ergibt sich dadurch während des Kesselbetriebes eine geringere Verschmutzung der Heizflächen.

Genauso wie alle Rohre innerhalb des Längsschnittes über die ganze Kesselbreite hin dasselbe Biegeprofil aufweisen, hat auch
die rechte und die linke Seitenwand bei allen Kesselgrößen immer genau dieselbe Gestalt.

Zur Reinigung des Dampfes von mitgerissener Feuchtigkeit sind als Trommeleinbauten nicht dargestellte Zyklone vorgesehen. Durch diese Bauweise ist der größere Durchmesser der Obertrommel 12 gegenüber der Untertrommel 13 bedingt. Aus demselben Grund wird auch die Vorwärmung des Speisewassers im Economiser nicht bis zur Satt-'dampftemperatur betrieben, weil dieses Wasser als Treibwasser für die Injektoren gebraucht wird.

Die Überhitzer- und Vorwärmerheizflächen sind nach oben hin leicht ausziehbar. Es erübrigen sich also separate Hängerohre=

Die Versteifung der Strahlungsschutzwand 26 und Lenkwand 8
erfolgt gemeinsam durch die zick-zack geführten Versteifungsrohre 21, welche als Verdampferrohre ausgebildet sind. Diese Versteifungsrohre sind jeweils einmal an der Strahlungsschutzwand 26 und an der Lenkwand 8 mit Stegen verschweißt und ergeben somit gemeinsam ein Fachwerk hoher Steifigkeit. Der Kessel selbst wird als
Überdruckkessel betrieben. Zu diesem Zweck sind die Kesselwandungen als gasdichte Membranwände ausgebildet.

Die Anzahl der dampfseitig parallel durchströmten Rohre, insbesondere des Überhitzers, wird durch Änderung der Anzahl der Rohre des einzelnen Mäanders den Auslegungsdaten angepaßt. So können zum BeispcLel bei der Anwesenheit von vierzig Rohren 5 Mäander mit 8

Rohren oder 8 Mäander mit 5 Rohren bzw. k Mäander mit 10 Rohren,

usw. gewählt werden. Die Durchtrittsgitter an den Lenkwänden 8 und 9 werden durch Weglassen der Flossen an diesen Stellen gebildet. Die Lenkwand 8 ist zwischen den einzelnen Überhitzerpaketen, dem Strahlungsüberhitzer 2, dem Halbstrahlungsüberhitzer 3 und dem Berührungsüberhitzer k angeordnet. Die beiden äußeren Rohrreihen des Verdampferbündels 5 sind als Lenkwände 9 ausgebildet, das heißt, sie sind Flossenwände, wobei nur an den Rauchgas-Durchtrittsstellen die Flossen ausgelassen werden.

Der Dampfkessel wird von den Brennern 16, welche in den Brennerluftkästen 15 angeordnet sind, beheizt. Der Brennstoff wird in der Brennkammer 1 verbrannt. Das Rauchgas strömt über den Strahlungsüberhitzer 2, den Halbstrahlungsüberhitzer3, den Berührungsüberhitzer k, den Verdampfer 5» in den Economiser 6, und schließlich über den Austritt der Rauchgase aus dem Kessel in Bodennähe in den Luftvorwärmer 19· Die Verbrennungsluftzuführung erfolgt über uen Luftvorwärmer, den Zwischenraum 14 zwischen den Boden und der unteren Feuerraumbegrenzung, welche von den Rohren gebildet wird, die gleichzeitig die Vorderwand des Kessels ergeben, zu den Brennerluftkästen 15 und schließlich zu den Brennern 16. Auch hier wird eine ebene Strömung für die Verbrennungsluft angestrebt, so daß die Verzweigungsprobleme für die einzelnen Brenner nicht existent sind.

In Figur 2 ist ein Kesselteil, insbesondere seine Verdampferrohre, im Schnitt schematisch dargestellt. Die Verdampferrohre sind bei dem Zweitrommelkessel zwischen der Kesseltrommel 12 und der Untertrommel 13 eingespannt. Die Kesseltrommel 12 wird hiebei durch die verstärkten, in der Mitte des Rohrbündels angeordneten Siederohre 23 getragen. Die Siederohre 23 sind dabei zweckmäßiges?· weise zur Verkürzung ihrer Knicklänge mit den anderen Siederohren

5 durch Stege 2k verbunden. Ein Teil der Siederohre bildet bei die Trennwand 8, längs welcher das Rauchgas geführt wird.

Um beim Strahlungsüberhitzer 2, der in den meisten Fällen als Endüberhitzer dient, den heißen Endteil des Überhitzers vor der großen Einstrahlung der Brennkammer 1 zu schützen, wird eine Strahlungsschutzwand 26 angeordnet. Diese Wand hat zum Beispiel eine Rohrteilung von 150 mm und ist als Verdampfer ausgebildet wie die Verdampferrohre 5· In den Zwischenräumen liegen die Überhitzerschottwände, wodurch die direkte Einstrahlung in die zweite Überhitzerhälfte vermieden wird. Selbstverständlich kann diese Überhitzerstufe auch aus zwei Teilen bestehen, wobei dann der separate Endüberhitzer hinter der Strahlungsschutzwand zu liegen kommt.

Gleichzeitig wird diese Strahlungsschutzwand 26 durch Versteifungsrohre 21 mit der Lenkwand 8 verbunden. Diese Konstruktion ist in Figur 3 dargestellt. Man sieht hiebei, daß diese Versteifungsrohre 21 als Siederohre ausgebildet und nach Art von Fachwerksdiagonalen angeordnet sind. Sie zweigen von den Rohren der Strahlungsschutzwand 26 ab und münden separat in die Öbertrommel 12.

In Figur k ist im Detail der Anschluß der Verdampferrohre und 23 an die Kesseltrommel 12 dargestellt. Gemäß dieser Konstruktion sind die Verdampferrohre 5 und 23 in gewissen Abständen durch Stege 24 miteinander verbunden.

In Figur 5 ist die Aufhängung der Vorwärmerheizschlangen 6 und der Überhitzerheizschlangen 2 bis k schematisch dargestellt. Diese Heizschlangen 2 bis k und 6 hängen an Jochen 27, welche sich wieder auf die Kesseltrommel 12 abstützen. Diese Konstruk-

tion stützt sich auf die Beobachtung, daß im allgemeinen das Gewicht der Vorwärmerrohre annähernd gleich dem Gewicht der Überhitzerrohre

Claims (1)

1. ansprüche

   1 . Selbsttragender Dampferzeuger, insbesondere Zweitrommel-Dampfkessel, mit kongruenten Kesselquerschnitten und Lenkwänden in Baukastenbauweise, wobei alle Dampferzeuger einer Baureihe im wesentlichen die gleiche Bauhöhe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizflächenrohre ( 2 bis 7) in allen Kesselquerschnitten etwa gleich angeordnet sind und die Lenkwände von einer Seitenwand bis zur gegenüberliegenden geführt sind, wobei das Heizmedium immer in der Ebene des Kesselquerschnittes geführt ist, und daß die Breite des Dampferzeugers und damit die Länge der Kesseltrommel proportional der Nenndampfmenge des Kessels und die Länge des Dampferzeugers, das heißt die Entfernung der Vorderwand (7) von der Rückwand (1O) bei allen Kesseln der Baureihe im wesentlichen gleich ist.

   2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Überhitzerrohre ( 2, 3) und vorzugsweise die Anzahl der hintereinander geschalteten Überhitzsrrrohre etwa proportional der geforderten Überhitzung des Dampfes ist.

   3· Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Zweitrommel-Dampfkessel die Obertrommel (12) und etwa daran befestigte Teile des Dampferzeugers auf den zentralen Rohren (23) des Verdampferrohrbündels angeordnet sind, welche die Last der Trommel (12) auf die Untertrommel (13) bzw. in das Fundament (18) einleiten.

   k. Dampferzeuger nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, daß die innerste Reihe des Verdampferrohrbündels (5) Verdampferrohre (23) größeren Durchmessers und insbesondere größere Wandstärke aufweist als die Reihen der äußeren Verdampferrohre.

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   5. Dampferzeuger nach Anspruch k dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferrahre (5) an einer oder mehreren Stellen ihrer Länge durch Stege (2^) verbunden sind.

   6. Dampferzeuger nach. Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Reihen der Verdampferrohre (5) Lenkwände (9) für die Rauchgase bilden.

   7· Dampferzeuger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

   daß zwischen diesen Lenkwänden (9) auf der einen Seite der Keseel-

   /trommel trommel Überhitzerpakete (k) und auf der anderen Seite der Kesael-Vorwärmerheizflachen (6) angeordnet sind.

   8. Dampferzeuger nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet,

   daß die Überhitzer- und Vorwärmerheizflächen (k, 6) auf Jochen ^r (27) befestigt sind, welche sich auf die obere Kesseltrommel (12) stützen.

   9. Dampferzeuger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor der ersten Lenkwand (8) auf der heißen Seite der Kessel-

   § trommel eine Strahlungsschutzwand (26) für den Endüberhitzer (3)

   J angeordnet is$, welche von einer Reihe von Verdampferrohren ge-

   « bildet wird.

   10. Dampferzeuger nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß von der Strahlungsschutzwand (26) diagonal verlaufende Rohre

   (21) nach Art von Fachwerksdiagonalen abzweigen, welche vom ver-

   ; dampfenden Medium durchströmt werden.

   j 11. Dampferzeuger nach Schutzanspruch 10, dadurch gekenn-

   zeichnet, daß die diagonal verlaufenden Siederohre (21), welche

   ι von der Strahlungsschutzwand (26¹) abzweigen, auch mit der da-

   hinterlegenden Lenkwand (8) verbunden sind urtd somit gemeinsam ein steifes Fachwerkssystem bilden.

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