AT323201B - Gasdichte, geschweisste brennkammerwand - Google Patents

Gasdichte, geschweisste brennkammerwand

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AT323201B
AT323201B AT750471A AT750471A AT323201B AT 323201 B AT323201 B AT 323201B AT 750471 A AT750471 A AT 750471A AT 750471 A AT750471 A AT 750471A AT 323201 B AT323201 B AT 323201B
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Austria
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combustion chamber
tubes
sheet metal
welded
chamber wall
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AT750471A
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Max Dipl Ing Dr Techn Ledineeg
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Max Dipl Ing Dr Techn Ledineeg
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/10Water tubes; Accessories therefor
    • F22B37/14Supply mains, e.g. rising mains, down-comers, in connection with water tubes
    • F22B37/141Supply mains, e.g. rising mains, down-comers, in connection with water tubes involving vertically-disposed water tubes, e.g. walls built-up from vertical tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F22B37/102Walls built-up from finned tubes

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Description


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   Die Erfindung betrifft eine gasdichte, geschweisste Brennkammerwand, bestehend aus vertikal verlaufenden, an einem Trägergerüst befestigten Rohren mit angeschweissten Stegen, sogenannten Flossenrohren, wobei die Breite eines Teiles der Stege grösser ist als der Durchmesser der Rohre der Brennkammerwand und diese verbreiterten Stege, sogenannte Blechwände, durch feuerraumseitig angeordnete Rohre gegen Wärmestrahlung abgeschirmt sind. 



   Es ist bekannt, gasdichte Brennkammerwände durch miteinander verschweisste Flossenrohre (Membranwände) oder eng aneinander angeordnete Rohre mit aussen liegender, gasdichter Blechwand (Skin-casing) zu bilden. Die genannten Bauarten werden auch auf   Grosskessel,   die Zwangsdurchlaufkessel sind, angewendet. Bei Kesselgrössen unter 1500 t/h ist jedoch selbst bei Flossenrohren die Rohrzahl nicht genügend gross, um alle vertikalen Wände aus parallelen, vertikal hochsteigenden Rohren zu bilden. Es muss daher eine Rohrführung gewählt werden, bei welcher zunächst eine   Aufwärts- und   anschliessend eine Abwärtsströmung oder eine Aufwärts-,   Abwärts- und   Aufwärtsströmung angewendet wird.

   Im ersteren Fall können am Brennkammerumfang doppelt so viele, im letzteren Fall dreimal so viele Rohre untergebracht werden. 



   Jedoch verursachen die Schweissverbindungen zwischen den Rohren und Flossen bei mehreren Rohrauf-   und-abwärtsführungen   dann Schwierigkeiten, wenn zwischen diesen 200C übersteigende Temperaturunterschiede auftreten. Dieser Schwierigkeit wird so ausgewichen, dass, um die Temperaturdifferenzen zu verringern, die aufund abwärts führenden Rohre, in einzelne höhenmässig hintereinanderliegende, in Serie geschaltete Abschnitte zerlegt werden oder das Flossenrohrsystem spiralig um die Brennkammer geführt wird. Beide Massnahmen bedingen jedoch unerwünschte Komplikationen und Verteuerungen. 



   Die erwähnte Schwierigkeit tritt zwar bei Skin-casing-Wänden nicht auf, doch sind letztere stark unkontrollierbaren Wärmespannungen ausgesetzt, welche dazu zwingen, die Blechwand zusätzlich zu versteifen. 



  Auch dies führt zu unerwünschten Komplikationen und Verteuerungen. 



   Es ist bekannt, Blechwände von aus Flossenrohren gebildeten Brennkammerwänden durch feuerraumseitig angeordnete Rohre gegen Wärmestrahlung abzuschirmen. Diese Konstruktionen entsprechen jedoch insoferne nicht den an sie gestellten Anforderungen, als zur Abschirmung jeweils nur einzelne Rohre vorgesehen sind. 



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gasdichte, geschweisste Brennkammerwand zu schaffen, durch die die den bekannten Brennkammerwänden anhaftenden Nachteile vermieden werden. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erzielt, dass die die Blechwände abschirmenden Rohre durch Flossen distanziert sind oder aneinanderliegen, wobei sie mit den Blechwänden in einer Höhenlage fest und in weiteren Höhenlagen durch Wärmedehnungen zulassende Haltevorrichtungen verbunden sind. 



   Vorzugsweise sind die die Blechwände abschirmenden Rohre untereinander verbunden. Nach einem bevorzugten Ausführusngsbeispiel ist die Brennkammerwand durch Tafeln gebildet und sind nur diese, u. zw. ir oberen Bereich des Trägergerüstes, aufgehängt. Weiters können die die Blechwände abschirmenden Rohrwände mit den Brennkammerwandtafeln in an sich bekannter Weise fluchten. Schliesslich können von den die Blechwand abschirmenden Rohren solche gleicher Wärmedehnung miteinander verschweisst sein, wogegen die übrigen nicht verschweisst aneinanderliegen. 



   Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Die Fig. la bis   lc   eine erfindungsgemässe Brennkammerwand in Vorderansicht, in geschnittener Draufsicht und in aufgebrochener Seitenansicht, Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer Brennkammerwand in geschnittener Draufsicht, die Fig. 3a, 3b, 4a, 4b, 5a, 5b und 6a, 6b verschiedene Berohrungsschemen, welche bei der erfindungsgemässen Brennkammerwand ausführbar sind, Fig. 7 ein Detail einer Brennkammerwand in geschnittener Seitenansicht Fig. 8 eine weitere Ausführungsform einer Brennkammerwand in geschnittener Draufsicht, Fig. 9 das Berohrungsschema eines Zwangdurchlaufkessels und die   Fig. l0a   und lOb einen Dilationsbalg in geschnittener Seitenansicht und in Vorderansicht. 



   Wie aus den Fig. la bis   lc   ersichtlich ist, weist eine Brennkammerwand   Rohre-l-auf,   die miteinander durch Flossen--2--zu Rohrtafeln verbunden sind. Zwischen den letzten Rohren jeder Rohrtafel ist ähnlich einer vergrösserten Flosse eine   Blechwand --3-- eingeschweisst.   Vor dieser Blechwand sind Rohre-4angeordnet. Zur Halterung der   Rohre-4-ist   die   Blechwand-3-mit     Schlitzen-5-ausgebildet,   die von   Führungshaken--6--,   die an den   Rohren --4-- angeschweisst   sind, durchsetzt sind. Die   Haken--6--   sind in   Schlitzen--8--,   die in einer   Platte--7--vorgesehen   sind, vertikal geführt.

   Dadurch können die   Haken--6--nur   eine Vertikalbewegung ausführen. Die Platte--7--ist an der   Blechwand--3--   angeschraubt. 



   Um eine durch die   Schlitze--8--bedingte   Undichtheit der Brennkammerwand zu vermeiden, ist die Halterung von aussen mit einer   Abdeckung-9--,   die an ihren Rändern mit der Blechwand-3-verschweisst ist, versehen. Diese Konstruktion erlaubt auch der   Blechwand --3-- eine   Wärmedehnungs-   möglichkeit   in Richtung der   Schlitze--5--.   Die   Rohre--4--werden   gehaltert, ohne dass ihre Dehnung in 
 EMI1.1 
 so dass das Gewicht der   Rohre--4--von   der   Blechwand--3-auf   die Rohre--l--übertragen wird. 



   Dort, wo eine Halterung der   Rohre --4-- nicht,   erforderlich ist, die Dehnmöglichkeit der Blechwand 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 --3-- jedoch beibehalten werden soll, sind, wie dies in den Figea und lOb dargestellt ist, in dieser ebenfalls   Schlitze --10-- vorgesehen,   die von einer etwas schmäleren   Kappe --11-- von   aussen überdeckt sind. Solche Dehnmöglichkeiten müssen in Vertikalrichtung in kürzeren Abständen vorgesehen werden, wogegen Halterungen nur in grösseren Abständen erforderlich sind. 



   Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, kann die innerhalb der   Blechwand --3-- angeordnete   Rohrwand ebenfalls aus Flossenrohren--12--gebildet sein. Die   Flossenrohre--12--sind   ebenso wie in Fig. l in vertikaler Richtung geführt. Um zwischen den   Flossenrohren--12--und   der   Blechwand--3--eine   Rauchgaszirkulation zu verhindern, können, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist, an den   Rohren-12-   angeschweisste   Stege --13-- vorgesehen   sein. 



   Bei einer erfindungsgemässen Brennkammerwand wechseln stets durch normale Flossen verbundene Rohrtafeln mit Blechwänden ab, wobei die Blechwände durch vertikal verschieblich gelagerte Rohre vor der Wärmeeinstrahlung geschützt sind. Die Tragfunktion für das gesamte System übernehmen somit die Flossenrohrtafeln. 



   Bezüglich der Rohranordnung sind je nach Kesselgrösse und Auslegung verschiedene Ausführungsformen möglich. Solche sind in den Fig. 3a, 3b, 4a, 4b, Sa, 5b und 6a, 6b dargestellt. Beispielsweise sind in den   Fig. 3a,   3b die tragenden   Flossenrohre--14--mittels   vergrösserter Flossen bzw.   Blechwänden--IS--   miteinander verbunden. Diese werden durch beweglich gelagerte   Rohre --16-- geschützt. Hiebei   sind je einem   Flossenrohr--14--zwei   vertikal verschiebbare   Rohre--16--zugeordnet.   Wie aus den Fig. 4a, 4b ersichtlich ist, sind vor der Blechwand--15--vier Rohre--16--angeordnet. Diese müssen keineswegs vom Unterteil der Brennkammer bis zu deren oberen Ende führen, sondern können auch nur einen Teil der Brennkammerwand,   z.

   B.   den   Abschnitt --17-- bedecken.   Der restliche Teil--18--der Brennkammerwand kann durch ein anderes Rohrsystem-19--, das   z. B.   aus einem überhitzer oder einem Eko besteht, gebildet sein. Die parallel geschalteten Rohrsysteme können in der erforderlichen Zahl nebeneinander angeordnet und miteinander durch kurze   Flossen--20--normaler   Bauart verbunden sein. 
 EMI2.1 
 aufwärts geführten   Rohren--21--und   drei abwärts geführten Rohren --22-- gebildet sind. Die Rohre - sind miteinander durch normale   Flossen--23--verbunden.   Die vor der   Blechwand--24--   angeordneten   Rohrreihen --22-- sind   vertikal beweglich. 



   Oft ist es erforderlich, das System dreimal hin und her zu führen. Ein Ausführungsbeispiel hiefür ist in den Fig. 6a, 6b dargestellt. Hiebei folgt auf das aufwärts führende, aus drei Rohren bestehende   System --25-- ein   abwärts führendes   System --26-- und   ein wieder aufwärts führendes System-27-. Dabei bilden lediglich die aufwärts führenden   Systeme --25-- die   tragenden Flossenrohrtafeln, die demnach, da zwei solcher Systeme nebeneinanderliegen, zu sechs Rohren vereinigt nach aufwärts führen. Das anschliessend abwärts führende   System --26-- und   das aufwärts führende   System --27-- ist   zum Schutz der Blechwand-29- 
 EMI2.2 
 Dehnungsunterschiede ausgeglichen werden.

   Hingegen können die insgesamt aus sechs Rohren bestehenden Systeme --27-- miteinander verschweisst sein, da sie in jeder Höhenlage gleiche Temperaturen aufweisen. Bei dieser Bauweise werden demnach in der neunfachen Rohrteilungslänge nur drei Rohreintrittsstellen angeordnet, so dass mit dieser Bauweise auch Zwangdurchlaufkessel bis herab zu etwa 100 t/h ausführbar sind. Das tragende Element sind immer die durchgehend zu Tafeln verschweissten   Rohre--25--.   Die   Blechwände-29--sind,   wie bereits vorstehend erwähnt wurde, in bestimmten Abständen mit horizontalen Fugen und Rohrhalterungen versehen. 



   In Fig. 9 ist die Brennkammer eines nach den erfindungsgemässen Konstruktionsprinzipien gefertigten Kessels dargestellt. Da diese Figur eine Brennkammer im Querschnitt zeigt, ist deren seitliche Begrenzungswand sichtbar. Dargestellt ist ein Zwangdurchlaufkessel mit an der Vorder-und Rückwand   bei-30   und 31-angeordneten   öl- oder Kohlenstaubbrennern.   Der Kessel weist einen Aschenausfallschlitz--32--auf sowie eine aus Flossenrohren gebildete Trennwand-33-, welche eine Rauchgasströmung im Sinne der eingezeichneten Pfeile gewährleistet. Im oberen   Teil--34--sind   die Flossen der Rohrwand entfernt, wodurch ein Rauchgasdurchtritt erfolgen kann. Durch die   öffnung --35-- hindurch   treten die Rauchgase beispielsweise in einen Lufterhitzer über. 



   Im ersten Rauchgaszug kann beispielsweise ein Schottüberhitzer oder ein Hängeüberhitzer, im zweiten Rauchgaszug, d. h. nach dem Durchtritt--34--, kann ein Zwischenüberhitzer oder ein Eko vorgesehen sein. 



   Das Wasser tritt über parallel geschaltete   Kammern --36-- von   unten in die Brennkammer ein und strömt in den Rohrzügen --37-- nach aufwärts. Diese werden etwa in der   Mitte--38--umgelenkt   und gehen in abwärts fühende Rohrzüge --39-- über, die   bei--40--neuerlich   umgelenkt werden und in   Rohrzügen-41-nach   aufwärts führen. Das entstehende Dampf-Wassergemisch tritt aus den Strahlungsverdampferrohren in   Kammern--42--über.   



   Das tragende Rohrsystem der Brennkammerwand ist durch mit normalen Flossen versehene Rohrtafeln gebildet. Die Fläche zwischen diesen wird durch die   eingeschweisste.     Blechwand--43--gebildet.   In ihrem 

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 unteren Teil ist sie gegen die Wärmestrahlung durch die   Rohrzüge--37, 39-geschützt.   Im oberen Teil wird sie durch eine nicht eingezeichnete andere Heizfläche, welche durch einen überhitzer oder einen Vorwärmer gebildet sein kann, brennkammerseitig abgedeckt. Die   Rohrzüge--37   und 39-sind, wie vorstehend beschrieben, in vertikaler Richtung relativ zueinander und relativ zu den   Rohrzügen --41-- verschiebbar.   



   Die beschriebene Bauweise ermöglicht eine einfache Montage grosser plattenförmiger Elemente, die in der Werkstätte hergestellt und an Ort und Stelle miteinander durch Schweissung verbunden werden. Bei der Flossenrohr-Bauweise üblicher Anordnung hätte eine spiralige Führung der Flossenrohre vorgesehen werden müssen, welche gegenüber dieser Bauweise wesentlich teurer ist. Bei reiner Skin-casing-Bauweise wäre zwar die geschilderte Rohrführung ebenfalls möglich, jedoch müsste, da keine Dilationsmöglichkeit der Blechwand besteht, eine starke innere Verankerung, welche verteuernd wirkt, vorgesehen werden. 



   Schliesslich ist in Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel für Brennkammern dargestellt, in denen nicht zu hohe   Rauchgasüber- und -unterdrücke   auftreten. In diesem Fall können die tragenden   Flossenrohrreihen-44-und   die beweglichen   Flossenrohrreihen--45-in   einer Ebene liegen, wobei die hinter den Rohren-45liegende Blechwand--46-um einen Rohrhalbmesser nach rückwärts versetzt ist. Diese Bauweise setzt allerdings voraus, dass bei der   Stufe--47--keine   zu hohen Biegebeanspruchungen infolge der erwähnten Rauchgasdifferenzdrücke auftreten. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Gasdichte, geschweisste Brennkammerwand, bestehend aus vertikal verlaufenden, an einem Trägergerüst befestigten Rohren mit angeschweissten Stegen, sogenannten Flossenrohren, wobei die Breite eines Teiles der Stege grösser ist als der Durchmesser der Rohre der Brennkammerwand und diese verbreiterten Stege, sogenannte Blechwände, durch feuerraumseitig angeordnete Rohre gegen Wärmestrahlung abgeschirmt sind, 
 EMI3.1 
 distanziert sind oder aneinanderliegen, wobei sie mit den Blechwänden (3) in einer Höhenlage fest und in weiteren Höhenlagen durch Wärmedehnungen zulassende Haltevorrichtungen (6,7, 8) verbunden sind. 
 EMI3.2 


Claims (1)

  1. Brennkammerwand durch Tafeln gebildet ist und nur diese, u. zw. im oberen Bereich des Trägergerüstes, aufgehängt sind. EMI3.3 die Blechwände (3) abschirmenden Rohrwände mit den Brennkammerwandtafeln in an sich bekannter Weise fluchten. EMI3.4 den die Blechwand (3) abschirmenden Rohren solche gleicher Wärmedehnung miteinander verschweisst sind, wogegen die übrigen nicht verschweisst aneinanderliegen.
AT750471A 1971-08-27 1971-08-27 Gasdichte, geschweisste brennkammerwand AT323201B (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2597576A1 (fr) * 1986-04-22 1987-10-23 Mediterranee Const Navales Ind Perfectionnements apportes a la realisation des parois des chambres, notamment de combustion, des generateurs de vapeur

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2597576A1 (fr) * 1986-04-22 1987-10-23 Mediterranee Const Navales Ind Perfectionnements apportes a la realisation des parois des chambres, notamment de combustion, des generateurs de vapeur

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