<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abstützung einer Heizfläche mit horizontal oder schraubenförmig verlaufenden Rohren, insbesondere Flossenrohren, eines Dampferzeugers an einer oberhalb derselben angeordneten Heizfläche mit vertikalen Rohren, unter Verwendung von an der Heizfläche mit horizontalen Rohren befestigten Zugstangen, Hebeln und Federn.
Aus der DE-OS 2423083 ist eine Aufhängekonstruktion für mit einer Rohrwand verbundene aber ausserhalb dieser vorgesehene Bauteile mittels Hebelsystems bekannt, wodurch eine momentfreie
Lasteintragung in die Rohrwand erreicht wird. Die AT-PS Nr. 271506 beschäftigt sich mit dem
Problem der Krafteinbringung des Aschentrichters in vertikale Tragrohre. Auch die DE-OS 1915631 beschäftigt sich mit der Kraftübertragung einer Rohrwand auf ein Traggerüst, ohne auf die
Probleme eines aufgehängten Dampferzeugers mit inhomogenen Heizflächen einzugehen. Die DE-OS
1551039 beschäftigt sich mit der Einschaltung von Federn in die an sich starre Befestigung zweier Bauteile, während die DE-AS 1075782 sich mit der Aufhängung eines U-Rohres an seinen beiden Schenkeln mittels eines Waagebalkens beschäftigt.
Dieser Stand der Technik zeigt, dass zur Bewältigung der Befestigungsprobleme ganz allgemein Zugstangen, Federn und Hebel bekannt sind, und dass der Problemkreis der Kraftübertragung aus einem horizontal gewickelten Brenn- kammerteil in einen Bauteil mit vertikalen Rohren, insbesondere bei einem aufgehängten Dampf- erzeuger, noch nicht angesprochen wurde. Tatsächlich erreichen die Zugspannungen in den horizontal gewickelten Flossen Höchstwerte, die durch aussenliegende Zugstangen erfindungsgemäss abgebaut werden und weiter oben in die vertikalen Hängerohre, die einen grösseren Zugquerschnitt aufweisen, wieder eingeleitet werden.
Dazu kommt noch die unterschiedliche Temperatur der Heizfläche, die von Wasser an einem Ende und Heissdampf oder Überhitzedampf am andern Ende gekühlt wird, die sich in entsprechenden Wärmespannungen ausdrückt, die je nach Betriebszustand unterschiedlich sind.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, die genannten Probleme zu lösen, und ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei im wesentlichen horizontale, übereinander liegende, quer zur Rohrwand verlaufende Hebel vorgesehen sind, dass der obere Hebel einerends an der Tragkonstruktion, anderends an der Heizfläche mit vertikalen Rohren abgestützt ist, dass der untere Hebel mit dem oberen Hebel gelenkig verbunden und über ein Federelement am letzteren abgestützt ist und dass die Zugstange mit einem Ende des unteren Hebels gelekig verbunden ist.
Die Erfindung ist in den angeschlossenen Fig. 1 und 2 schematisch in der beispielsweisen Anwendung bei einem Dampferzeuger dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 im Aufriss einen Schnitt durch die Brennkammerwand im Bereich des Überganges einer schraubenförmig gewickelten Rohrwand in eine Rohrwand mit vertikalen Rohren. Fig. 2 einen Schnitt gemäss Schnittlinie II-II in Fig. 1.
Bei einem hängenden Dampferzeuger in verschweisster Flossenrohrausführung ist der Übergang vom horizontal gewickelten Teil in jenen mit den vertikal verlaufenden Rohren mit Schwierigkeiten verbunden, die noch dadurch verschärft werden, wenn in den einzelnen Wandteilen, wie z. B.
Überhitzer und Verdampfer, Medien unterschiedlichen Wärmezustandes geführt werden. Die horizontal angeordneten oder schraubenförmig gewickelten Flossenrohre bilden eine Heizfläche --10--, die durch vertikale Rohre, die eine Tragkonstruktion --12-- bilden, gehalten sind. Infolge der grossen Abmessung der Heizfläche --10-- kann deren Eigengewicht mit Wasser- oder Dampfinhalt nicht mehr über die horizontal verlaufenden Flossen in die darüber angeordnete Tragkonstruktion - übertragen werden. Daher sind etwa im Bereich der halben Höhe der Heizfläche --10-- Rohrkämme --11-- vorgesehen, die über Zugstangen-6, 6'-mit einer Aufhängekonstruktion verbunden sind.
Die Aufhängekonstruktion besteht im wesentlichen aus zwei Hebeln --1 und 4--, die miteinander über einen Anlenkpunkt --7-- und ein Federelement --8-- verbunden sind. Der obere Hebel-l-stützt sich mit seinen Enden auf zwei Auflagern --2 und 3-- ab.
Das Auflager --3-- besteht aus einer konsolenartigen Konstruktion --16--, die an den Stegen - der vertikal verlaufenden Rohre der Brennkammerauskleidung angeschweisst ist, wodurch der grössere Teil der durch die Zugstange --6-- eingeleiteten Kraft in die vertikalen Rohre eingeleitet wird, die infolge ihrer Anordnung eine bedeutend höhere Zugkraft übertragen können als die horizontal angeordneten Rippen der Rohre der Heizfläche --10--. Das zweite Auflager-2des Hebels --1-- ist an einer Tragkonstruktion --13-- befestigt, die von den vertikalen Rohren der Aufhängung des zweiten Kesselzuges oder von einer andern Stahlkonstruktion gebildet sein
<Desc/Clms Page number 2>
kann.
Infolge der relativ grossen Entfernung vom Auflager --3-- und der eigentlichen Kraftübertragung ist die Auflagerbelastung des Auflagers --2-- bedeutend geringer als jene des Auflagers - -3--, so dass die zusätzliche Belastung, die über die Stege --15-- in die Rohre --13-- eingeleitet wird, gering ist. Wesentlich ist, dass zusätzliche Dehnungen infolge unterschiedlicher Erwärmung durch das Federelement --8-- aufgenommen werden können, ohne dass durch die verhinderten Dehnungen zusätzliche Spannungsspitzen in die hochbelastete Kraftübertragungskonstruktion bzw. Rohrwand eingeleitet werden.
Die Anordnung des Federelementes zwischen dem Anlenkpunkt --7-- und dem Ende --5-- des Hebels --4-- erfolgt im Hinblick auf die zu erwartenden Dehnungen, wobei als Hebel --4-- auch ein zweiarmiger Hebel Verwendung finden kann.
EMI2.1
oberhalb des Hebels --1-- vorgesehen sein.
In Fig. 2 ist ein Schnitt gemäss Schnittlinie II-II in Fig. 1 dargestellt, aus dem ersichtlich ist, dass der Hebel --1-- aus mehreren, insbesondere zwei, parallel angeordneten Hebelteilen besteht, die durch Querstücke --9-- miteinander verbunden sind, wobei die Zugstange --6-zwischen den beiden Hebelteilen am Anlenkpunkt --5-- angreift.
Die Erfindung löst das Problem der Wärmeausdehnungsdifferenz zwischen der Kraftübertragungseinrichtung - im vorliegenden Fall einer mit der Flossenwand über Rohrkämme --11-- verbundenen Zugstange - und der horizontal gewickelten Flossenwand. Diese Dehnungsdifferenzen erreichen in den instationären Betriebsphasen, z. B. bei An- und Abfahren der Anlage, Höchstwerte und sinken bei Beharrungszuständen auf konstante Mindestwerte ab. Die Verbindung der Zugstangen mit den beiden Wandteilen der Heizfläche ist sowohl kraft- als auch formschlüssig, daher entstehen in dem aus den drei Elementen - horizontal gewickelter Heizfläche, vertikal berohrter Wand und Zugstange - bestehenden System ohne elastisches Zwischenglied infolge der Wärmeausdehnungsdifferenzen hohe innere Kräfte.
Diese Kräfte könnten zu Dauerbruch in der Rohrwand oder bei entsprechend kleinem Querschnitt der Zugstange zu einer bleibenden plastischen Dehnung der Zugstange und dadurch zu einer Kraftabnahme der Zugstange führen.
Dieses Problem tritt nicht nur bei Dampferzeugern mit eckigem Brennkammerquerschnitt, sondern auch bei Brennkammern mit rundem Brennkammerquerschnitt auf, wobei im letzteren Fall die Brennkammerrohre schraubenförmig längs einer Zylindermantelfläche angeordnet sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Abstützung einer Heizfläche mit horizontal oder schraubenförmig verlaufenden Rohren, insbesondere Flossenrohren, eines Dampferzeugers an einer oberhalb derselben angeordneten Heizfläche mit vertikalen Rohren, unter Verwendung von an der Heizfläche mit horizontalen Rohren befestigten Zugstangen, Hebeln und Federn, dadurch gekennzeichnet, dass zwei im wesent-
EMI2.2
fläche (10) mit vertikalen Rohren (12) abgestützt ist, dass der untere Hebel (4) mit dem oberen Hebel (1) gelenkig verbunden und über ein Federelement (8) an letzterem abgestützt ist und dass die Zugstange (6) mit einem Ende des unteren Hebels (4) gelenkig verbunden ist.