DE102008005170B4

DE102008005170B4 - Dampfkessel mit Überhitzer

Info

Publication number: DE102008005170B4
Application number: DE200810005170
Authority: DE
Inventors: Peter Paschmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-19
Filing date: 2008-01-19
Publication date: 2010-08-12
Anticipated expiration: 2028-01-20
Also published as: DE102008005170A1

Abstract

Dampfkessel, der als Wasserrohrkessel ausgebildet ist, der einen Feuerungsraum, einen Rauchgaskanal und oberhalb einer Zwischendecke und unterhalb der in Flossenbauweise gestalteten Kesseldecke und parallel zu dieser einen aus Schlangenrohren bestehenden Überhitzer aufweist, und die Überhitzerrohre mit einer Trageinrichtung versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der über die Breite des Rauchgaskanals (2) nebeneinander angeordneten und zwischen der Verbindung vom Eintrittssammler (3) bis zur Verbindung mit dem Austrittssammler (4) in einer Ebene verlaufenden Schlangenrohre (6) des Überhitzers (5) mit mindestens einer das Gewicht aufnehmenden und durch die Kesseldecke (25) ragenden Trageinrichtung (9) verbunden ist, die aus einem mit der oberen Biegung (10) eines Schlangenrohres (6) über einen flanschartigen Schild (11) verbundenen und durch eine Aussparung (14) in der Kesseldecke (25) nach außen ragenden Bolzen (13) besteht, der in einer oberhalb der Kesseldecke (25) vorgesehenen allseits gasdichten Abdeckung (17) geführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dampfkessel, der als Wasserrohrkessel ausgebildet ist, der einen Feuerungsraum sowie einen Rauchgaskanal und oberhalb einer Zwischendecke und unterhalb der in Flossenbauweise gestalteten Kesseldecke und parallel zu dieser einen aus Schlangenrohren bestehenden Überhitzer aufweist, und die Überhitzerrohre mit einer Trageinrichtung versehen sind.
Der Wasserrohrkessel ist eine spezielle Bauart, bei welchem das zur Dampferzeugung vorgesehene Wasser in Rohren geführt wird. Zu diesem Zweck sind die Seitenwände und auch die Kesseldecke beispielsweise in der so genannten Flossenrohrbauweise ausgebildet. Der Überhitzer ist ein Teil einer Dampfkesselanlage, bei welcher Wasserdampf über seine Verdampfungstemperatur hinaus weiter erhitzt wird. Dampfkesselanlagen werden dann mit Überhitzern ausgerüstet, wenn die sich daraus ergebende Überhitzung des Wasserdampfes zur Erhöhung des Wirkungsgrades für den Antrieb von Dampfturbinen erforderlich ist. Überhitzer sind üblicherweise Rohranordnungen mit 180° Umlenkungen, die in einer Ebene liegen und vertikal aufgehängt sind. Derartige Rohranordnungen, die auch als Schlangenrohre bezeichnet werden, befinden sich weitestgehend, den Querschnitt des Rauchgaskanals ausfüllend, unterhalb der Kesseldecke und reichen bis zu einer den Rauchgaskanal begrenzenden Zwischendecke. Die Abstände der Schlangenrohre sind so bemessen, dass die Verschmutzung durch Kesselablage rungen zwischen den Rohren minimiert ist. Bei starker Russanfall müssen Russbläser eingebaut werden, die mittels Luft oder Dampf die Verschmutzung von den Rohren abblasen.
Die Rohranordnungen der Überhitzer verlaufen üblicherweise zwischen einem Eintrittssammler oberhalb der Kesseldecke durch die Kesseldecke mit den entsprechenden Umlenkungen innerhalb des Rauchgaskanals bis zu einem Austrittssammler wiederum außerhalb der Kesseldecke. Vom Austrittssammler wird der überhitzte Dampf beispielsweise zur Turbine geführt. Das Gewicht der nebeneinander angeordneten und 180° Umlenkungen aufweisenden Rohre wird nach einem internen Stand der Technik im wesentlichen über Gestänge getragen, die oberhalb des Kessels verlaufen und alle nebeneinander liegenden Rohranordnungen innerhalb einer oberen Umlenkung außerhalb des Kessels aufnehmen. Da bereits eine mit entsprechenden Umlenkungen versehne einzelne Rohranordnung ein hohes Gewicht aufweist, ergibt sich bei einer Vielzahl derartiger Rohranordnungen, die durch die Gestänge zu tragen sind, für die Gestänge eine außerordentlich hohe Belastung.
Ein besonderes Problem beziehungsweise erhebliche Schwierigkeiten ergeben sich dadurch, dass im wesentlichen bedingt durch Verschleiß, die Überhitzerrohre nach einer gewissen Betriebszeit ausgewechselt werden müssen. Aufgrund der Anordnung und des Verlaufs der tragenden Gestänge innerhalb des die Kessel aufnehmenden Traggerüsts müssen diese oberhalb der Kesseldecke verlaufend entfernt und das gesamte Gewicht der Überhitzerrohre muss zunächst abgefangen werden. Die nebeneinander hängenden Rohranordnungen werden von den Zuführungen zum Ein- und Austrittssammler getrennt, die Schweißstellen in der Kesseldecke heraus gebrannt und eine Rohranordnung nach der anderen aus dem Kessel entfernt. Als besonders nachteilig ist dabei zu betrachten, dass bei geringen Stegbreiten der Flossen durch das wiederholte Verschweißen und Ausbrennen die Rohre arg in Mitleidenschaft gezogen werden. Eine derartige Reparatur oder Austausch eines Überhitzers ist aufgrund der auf die Rohre abgestellten Öffnungen schweißtechnisch und insbesondere vom Zeitaufwand her sehr kompliziert und aufwendig und stellt weitestgehend ein wirtschaftliches Problem dar.
Wie aus der DE 845 205 B hervorgeht, ist das Problem der Durchbrechungen der Kesseldecke zwecks Reparaturen oder Austausch der Schlangenrohre seit langer Zeit eine umfassende Beschäftigung für die Fachleute. So werden bei dieser Vorrichtung die Rohrschlangen derart ineinander angeordnet, dass die Durchbrechungen auf die Hälfte herabgesetzt werden.
In der DE 2 206 181 A ist die Decke eines Dampfkessels beschrieben, bei der beispielsweise die Überhitzerrohre an den durchführenden Rohren des Dampfkessels angestützt sind. Bei einer derartigen Konstruktion ist der Austausch einzelner Rohrschlangen bzw. die Reparatur überhaupt nicht möglich, zumal hier auch in besonderem Maße die durchführenden Rohre in Mitleidenschaft gezogen werden.
Bei dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von als Trageinrichtungen zu bezeichnender Anordnungen dargestellt und beschrieben, die in ihrer Gesamtheit in keiner Weise die Möglichkeit einen einfachen und wirtschaftlich in vernünftiger Weise gewährleistenden Austausch oder Reparatur von Schlangenrohren besonders unter dem Hinweis auf eine schonende Behandlung der Kesseldecke erlauben.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Ein- und Ausbau eines Überhitzers in einem Dampfkessel, insbesondere in einem Wasserrohrkessel so zu gestalten, dass es zum einen möglich ist, eine Rohranordnung nach der anderen oder grundsätzlich eine einzelne Rohranordnung auszutauschen oder zu reparieren und dass sich insbesondere der Trennvorgang der Rohre oberhalb der Kesseldecke als eine technische, zeitliche und wirtschaftliche Vereinfachung darstellt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jedes der über die Breite des Rauchgaskanals nebeneinander angeordneten und zwischen der Verbindung vom Eintrittssammler bis zur Verbindung mit dem Austrittssammler in einer Ebene verlaufenden Schlangenrohre des Überhitzers mit mindestens einer das Gewicht aufnehmenden und durch die Kesseldecke ragenden Trageinrichtung verbunden ist, die aus einem mit der oberen Biegung eines Schlangenrohres über einen flanschartigen Schild verbundenen und durch eine Aussparung in der Kes seldecke nach außen ragenden Bolzen besteht, der in einer oberhalb der Kesseldecke vorgesehenen allseits gasdichten Abdeckung geführt ist.
Die Gestaltung und die Anordnung der Trageinrichtung oberhalb und durch die Kesseldecke hindurchragend erlaubt die Möglichkeit, die Trageinrichtung in ihrer Ausführung und Stärke auf eine Reihe einer Rohranordnung abzustellen. Darüber hinaus kann nunmehr eine Rohranordnung nach der anderen abgestützt und ausgebaut werden, ohne wie bisher das Gewicht des gesamten Überhitzers abfangen zu müssen.
Weiterhin hat die Trageinrichtung den Vorteil, dass der mit dem Gewicht belastete Bolzen nicht mehr in der Kesseldecke direkt verschweißt wird, sondern von einer Hülse umgeben durch eine Aussparung in der Kesseldecke ragt und mittels einer Abdeckung zwischen den Rohren innerhalb einer Flosse mit der Kesseldecke verschweißt ist. Die Trageinrichtung ist in ihrer Tragkraft und in der Anzahl abgestimmt auf die ein- oder doppelflutige Ausführung des Überhitzers.
Zur Lösung der Aufgabe trägt weiterhin erfindungsgemäß bei, dass jedes der ein- oder doppelflutigen, von den Eintrittssammlern kommenden und zu den Austrittssammlern führenden Schlangenrohre des Überhitzers durch Aussparungen in der Kesseldecke geführt und im Bereich der Durchtritte mit Hülsen versehen sind, wobei die Aussparungen allseits kastenförmig mittels Deck- und Kammblechen gasdicht verschlossen sind.
Durch das Einbringen von Aussparungen innerhalb der Kesseldecke und die allseitige gasdichte Abdeckung der die Rohre umgebenden Hülsen ergibt sich beim Ein- und Ausbau eines Überhitzers ein erheblicher technischer Vorteil, da die Flossendecke nicht mehr durch Schweißarbeiten berührt wird.
Zur Vereinfachung der Arbeiten werden nur die kastenförmigen Abdeckungen aufgeschnitten und die die Rohre im Bereich des Deckendurchtritts umgebenden Hülsen können vorgefertigt auf die Rohre aufgebracht werden.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im nachfolgenden näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematisierte und teilweise wiedergegebene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels für einen einflutigen Überhitzer,
2 eine schematisierte und teilweise wiedergegebene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines doppelflutigen Überhitzers,
3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Ausführungsbeispiels einer Trageinrichtung,
4 eine Draufsicht auf einen Teil der Kesseldecke nach 3,
5 eine Seitenansicht im Schnitt der Trageinrichtung nach 3 in Längsrichtung der Flossenrohre,
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Trageinrichtung für einen doppelflutigen Überhitzer in Seitenansicht und im Schnitt,
7 eine teilweise und im Schnitt wiedergegebene Durchführung eines vom Eintritts- oder eines Austrittssammler durch die Kesseldecke führenden Rohres,
8 eine teilweise Draufsicht auf die Kesseldecke nach 7 und
9 eine teilweise und im Schnitt wiedergegebene Durchführung von doppelflutigen Überhitzerrohren.
Das schematisierte und teliweise in Seitenansicht wiedergegebene Ausführungsbeispiel nach 1 zeigt einen Überhitzer 5 unterhalb der Kesseldecke 7 eines nicht näher dargestellten Dampfkessels 1, der einflutig ausgebildet ist und im wesentlichen aus Schlangenrohren 6 besteht, die um 180° umgelenkt sind, die in einer Ebene liegen und vertikal an der Kesseldecke 7 aufgehängt sind.
Der Rauchgaskanal ist mit der Position 2 und die Richtung des Rauchgases mit dem Pfeil A angedeutet. Die Rohre 6 des Überhitzers 5 sind nahe dem unteren Ende mit Flacheisen 19 zur linearen Ausrichtung und im oberen Bereich untereinander zur Stabilisierung mit stegartigen Flacheisen 20 verbunden. Die so genannten Schlangenrohre 6 werden mittels einer Trageinrichtung 9 in der Flossendecke 7 getragen. Die Trageinrichtung 9 ist in den 3 bis 5 näher dargestellt und beschrieben. Die von den Eintrittssammlern 3 kommenden und zu den Austrittssammlern 4 führenden Rohre 6 sind im jeweiligen Durchtritt durch die Kesseldecke 7 gasdicht durch allseits die Rohre 6 bzw. die Hülsen 22 mittels Abdeckblechen 23 und entsprechende Kammblechen 24 gebildeten Kästen geschützt. Die detaillierte Darstellung und Beschreibung der durch die Kesseldecke 7 führenden Rohre 6 ist in den 7 bis 9 näher dargestellt.
In 2 ist in schematisierter und teilweiser Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines doppelflutigen Überhitzers 5 dargestellt. Die doppelflutige Ausführung weist zwei vom Eintrittssammler 3 kommende und entsprechend zwei zum Austrittssammler 4 führende Rohre 6 auf. Die Rohre 6 sind derartig ineinander umgelenkt, dass sie ebenfalls in einer vertikalen Ebene verlaufen. Unterhalb des Überhitzers 5 ist eine Zwischendecke 8 angedeutet, die ebenso wie die Kesseldecke 7 und parallel zu dieser schräg verläuft. Die Trageinrichtung 9 weist die gleiche Bauweise auf, wie sie für einen einflutigen Überhitzer 5 dargestellt ist. Durch die höhere gewichtsmäßige Belastung sind bei dieser Ausführung zwei Trageinrichtungen 9 vorgesehen. Auch die Durchführung der Rohre 6 durch die Kesseldecke 7 entspricht der Ausführung nach dem Ausführungsbeispiel nach 1, weist jedoch größere Aussparungen 21 auf.
In den 3 bis 5 ist die in den Ausführungen zu 1 erwähnte Trageinrichtung 9 näher dargestellt. Am oberen Bogen 10 eines Rohres 6 (3) ist ein Schild 11 fest angeschweißt und dieser Schild 11 ist mit einem Bolzen 13 fest verschweißt. Der Bolzen 13 ist teilweise von einer Hülse 15 umgeben und weist am oberen Ende ein Gewinde 16 auf. In dem Flossenblech 25 zwischen zwei Rohren 7 ist, wie verdeutlicht in 4 angedeutet, eine Aussparung 14 vorgesehen. Die Aussparung 14 wird nach dem Einbau der eine Rohranordnung in vertikaler Ebene bildenden Rohre 6 um die Hülse 15 herum mittels einer schiffchenartigen Abdeckung 17 gasdicht verschweißt. Auf das Gewinde 16 des Bolzens 13 wird eine nicht dargestellte Schraubenmutter aufgesteckt und diese ermöglicht eine Feineinstellung für das Anheben der Rohre 6. Nach der entsprechenden Einstellung wird auch die Hülse 15 gegenüber dem Bolzen 13 gasdicht verschweißt.
In 6 ist ein Ausführungsbeispiel einer Trageinrichtung 9 für einen doppelflutigen Überhitzer 5 in einer Seitenansicht und teilweise geschnitten dargestellt. Die Trageinrichtung 9 unterscheidet sich von der bisher beschriebenen Ausführung durch eine andere Schweißverbindung des Schildes 11 mit der Biegung des Rohres 10, welche die Biegung 10' des inneren Rohres 6 übergreift.
Der Schild 11 ist mit einem die Biegung 10 des Rohres 6 teilweise umgreifenden Sattelblech 18 verschweißt.
In den 7 und 8 ist in einer teilweisen Seitenansicht und einer Draufsicht die Durchführung eines vom Eintrittssammler 3 bzw. zum Austrittssammler 4 führenden Rohres 6 eines einflutigen Überhitzers 5 durch die Kesseldecke 7 wiedergegeben. Nach dem Einbau wird das mit einer Hülse 22 versehene Rohr 6 durch die Aussparung 21 geführt und mittels einer aus Deckblech 23 und seitlichen Kammblechen 24 gebildeten kastenartigen Abdeckung gasdicht gegenüber der Kesseldecke 7 verschweißt. Beim Ausbau wird das Rohr 6 oberhalb der kastenförmigen Abdeckung, dort wo die Trennstelle 28 angedeutet ist, vom Anschlussrohr 27 getrennt. Nach dem Zerschneiden der kastenartigen Abdeckung oberhalb der Kammbleche 24 und dem Lösen der Trageinrichtung 9 kann das Rohr 6 in der gesamten Ebene entfernt werden.
In 9 ist in schematisierter Form und teilweise im Schnitt die Durchführung von doppelflutigen Überhitzerrohren 6 durch die Kesseldecke 7 dargestellt. Der wesentliche Unterschied liegt im Vergleich zu der Ausführung nach 7 und 8 in einer größeren Aussparung 21 und einem Deckblech 23, das zwei Öffnungen zur Aufnahme der beiden Rohre 6 aufweist. Der Ein- und Ausbau der durch die Kesseldecke 7 ragenden Rohr 6 sowie die Verbindung zu den Anschlussrohren 27 als auch der Trennvorgang an den Trennstellen 28 von den Anschlussrohren 27 ist der gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den 7 und 8.

1: Dampfkessel
2: Rauchgaskanal
3: Eintrittssammler
4: Austrittssammler
5: Überhitzer
6: Schlangenrohre
7: Kesseldecke
8: Zwischendecke
9: Trageinrichtung
10: obere Biegung eines Schlangenrohres
11: Schild
12: Schlitz
13: Bolzen
14: Aussparung (Kesseldecke)
15: Hülse
16: Gewinde
17: Abdeckung (schiffchenartig)
18: Deckblech
19: Flacheisen (an den Rohren)
20: stegartige Flacheisen
21: Aussparung (Kesseldecke)
22: Hülse
23: Sattelblech (Kasten)
24: Kammblech (Kasten)
25: Flossenblech
27: Anschlussrohr
28: Trennstelle

Claims

Dampfkessel, der als Wasserrohrkessel ausgebildet ist, der einen Feuerungsraum, einen Rauchgaskanal und oberhalb einer Zwischendecke und unterhalb der in Flossenbauweise gestalteten Kesseldecke und parallel zu dieser einen aus Schlangenrohren bestehenden Überhitzer aufweist, und die Überhitzerrohre mit einer Trageinrichtung versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der über die Breite des Rauchgaskanals (2) nebeneinander angeordneten und zwischen der Verbindung vom Eintrittssammler (3) bis zur Verbindung mit dem Austrittssammler (4) in einer Ebene verlaufenden Schlangenrohre (6) des Überhitzers (5) mit mindestens einer das Gewicht aufnehmenden und durch die Kesseldecke (25) ragenden Trageinrichtung (9) verbunden ist, die aus einem mit der oberen Biegung (10) eines Schlangenrohres (6) über einen flanschartigen Schild (11) verbundenen und durch eine Aussparung (14) in der Kesseldecke (25) nach außen ragenden Bolzen (13) besteht, der in einer oberhalb der Kesseldecke (25) vorgesehenen allseits gasdichten Abdeckung (17) geführt ist.
Dampfkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die Abdeckung (17) durchgreifende Bolzen (13) am Ende mit einem Gewinde (16) und einer mit dem Gewinde (16) korrespondierenden Schraubenmutter versehen ist.
Dampfkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (9) für einen doppelflutigen Überhitzer (5) aus einem mit dem äußeren Schlangenrohr (6) einer über ein Sattelblech (18) verschweißten Schild (11) besteht, der mit einem Bolzen (13) verschweißt ist, und der Bolzen (13) durch eine Aussparung (14) in der Kesseldecke (7, 25) nach außen ragend teilweise von einer Hülse (15) umgeben ist, und am Ende ein Gewinde (16) aufweist.
Dampfkessel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme eines doppelflutigen Überhitzers (5) zwischen Eintrittssammler (3) und Austrittssammler (4) zwei Trageinrichtungen (9) vorgesehen sind.
Dampfkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der ein- oder doppelflutigen, von den Eintrittssammlern (3) kommenden und zu den Austrittssammlern (4) führenden Schlangenrohre (6) des Überhitzers (5) durch Aussparungen (21) in der Kesseldecke (7, 25) geführt und im Bereich der Durchtritte mit Hülsen (22) versehen sind, wobei die Aussparungen (21) allseits kastenförmig mittels Deck- und Kammblechen (23, 24) gasdicht verschlossen sind.
Dampfkessel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsen (22) gegenüber den Rohren (6) und den Deckblechen (23) gasdicht verschweißt sind.
Dampfkessel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsen (22) vor der Montage der Schlangenrohre (6) mit diesen gasdicht verschweißt ausgebildet sind.
Dampfkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ein- und doppelflutigen Schlangenrohre (6) eines Überhitzers (5) in Längsrichtung des Rauchgaskanals (2) am unteren Ende beidseitig mit Flacheisen (19) fest verbunden sind.
Dampfkessel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (14) durch eine die Hülse (15) umgreifende, schiffchenartige Abdeckung (17) gasdicht verschweißt ist und der durch die Hülse (15) ragende Bolzen (13) am Ende mit einer Schraubenmutter versehbar ist.