DE102011015497B4

DE102011015497B4 - Anordnung zur Abschirmung eines Nachbrennrosts in einem Dampfkessel eines Kraftwerks

Info

Publication number: DE102011015497B4
Application number: DE102011015497.3A
Authority: DE
Inventors: Ralf Dresen; Roland Mühlemeyer
Original assignee: RWE Power AG
Current assignee: RWE Power AG
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2031-03-30
Also published as: DE102011015497A1

Abstract

Anordnung zur Abschirmung eines Nachbrennrostes an einem Dampfkessel (1) eines Kraftwerks gegen im Kessel (1) herabfallende Asche oder Schlacke, umfassend eine Anordnung von sich oberhalb des Nachbrennrosts mit Abstand zu dem Nachbrennrost zwischen zwei gegenüberliegenden Wänden des Kessels (1) erstreckenden Blendenelementen, die von einer den Kesselquerschnitt im Wesentlichen freigebenden in eine den Kesselquerschnitt im Wesentlichen verschließende Lage verstellbar sind.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Verbrennungsverfahren und betrifft die Abschirmung eines Nachbrennrosts in einem Dampfkessel eines Kraftwerks.
In einem Dampfkessel werden Asche und Schlacke, welche bei der Verbrennung von Kohle entstehen, zur Nutzung von Unverbranntem einem Nachbrennrost zugeführt. Nachbrennroste befinden sich üblicherweise oberhalb des Aschetrichters des Kessels, über welchen Asche und Schlacke aus dem Kessel abgezogen werden
Bei Arbeiten am Nachbrennrost in Kraftwerken ist es bislang erforderlich, den Kesselraum, insbesondere im Bereich der Strahlungsheizflächen, einer Sicherheitsreinigung zu unterziehen, um Arbeiter an dem Nachbrennrost vor herunterfallenden Aschebrocken zu schützen. Eine solche Reinigung ist aufwändig und zeitintensiv. Diese kann bis zu 24 Stunden in Anspruch nehmen und führt zu einem entsprechend langen Stillstand des betreffenden Kraftwerkblocks.
Die DE 10 2005 053 048 B4 beschreibt eine Sicherheitsabschottung einer Brennkammer eines Dampferzeugers. Die DD 70 686 A1 beschreibt einen Dampferzeuger mit Nachbrennrost. Die CH 312 933 A beschreibt eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen der unteren, schwenkbaren Verschlussdeckel von nebeneinander angeordneten Vertikalkammern von Vertikalkammeröfen. Die DE 25 23 968 A1 beschreibt ein Verfahren zur Durchführung von in Schächten absteigenden trockenen Destillationen, Vergasungen und/oder Verbrennungen vorzugsweise organischer Stoffe sowie eine Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kessel eines Dampferzeugers konstruktiv so auszubilden, dass dieser im Bereich des Nachbrennrostes ohne vorhergehende Sicherheitsreinigung begehbar ist.
Diese Aufgabe wird insbesondere dadurch gelöst, dass an dem Dampfkessel eines Kraftwerks Mittel vorgesehen sind, um den Schachtabschnitt zwischen Nachbrennrost und Kesselraum temporär zu verschließen.
Eine Lösung sieht eine Anordnung zur Abschirmung eines Nachbrennrosts an einem Dampfkessel eines Kraftwerks gegen im Kessel herunterfallende Asche oder Schlacke vor, umfassend eine Anordnung von sich oberhalb des Nachbrennrosts mit Abstand zu dem Nachbrennrost zwischen zwei gegenüberliegenden Wänden des Kessels erstreckenden Blendenelementen, die von einer den Kesselquerschnitt im Wesentlichen freigebenden in eine den Kesselquerschnitt im Wesentlichen verschließenden Lage verstellbar sind.
Diese Blendenelemente können beispielsweise als verstellbare Abdeckflügel vorgesehen sein, die entweder dauerhaft eingebaut sind oder bei Bedarf eingeführt werden und für Montagearbeiten dann aufgeklappt werden. Sobald die Abdeckflügel aufgeklappt bzw. in eine den Aschetrichter des Kessels verschließende Stellung verbracht worden sind, sind die darunter liegenden Bereiche vor herabfallenden Aschebrocken geschützt. Eine vorherige Reinigung des Kessels könnte somit entfallen.
Unter einem Kessel im Sinne der Erfindung ist ein Wasserrohrkessel, insbesondere für die Feststoffverbrennung vorgesehen, dessen Brennerraum von einer Anordnung von Rohrwänden umgeben sind, die beispielsweise als sog. Membranrohrwände von einem Wärmeträgermedium durchströmt werden. Der Kessel umfasst einen Brennraum, in dem unmittelbar Strahlungswärme an die umgebenden Rohrwände abgegeben wird. Die Umfassungswände des Kessels definieren einen schachtartigen Querschnitt. Dem Brennraum in Strömungsrichtung des Rauchgases nachgeschaltet sind ebenfalls mediendurchströmte Kesseleinbauten (Nachschaltheizflächen), über welche ein konvektiver Wärmeübergang auf das Wärmeträgermedium erfolgt. Unterhalb der sog. Brennerebenen umfasst der Kessel wenigstens einen Nachbrennerrost sowie einen darunter angeordneten Aschetrichter/ Aschetrog.
Bei einer bevorzugten Ausbildung der Anordnung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass als Blendenelemente Abdeckflügel vorgesehen sind, die jeweils drehfest mit einer Schwenkachse verbunden sind, über welche die Neigung der Abdeckflügel, bezogen auf die Querschnittsebene des Kessels, einstellbar ist.
Zweckmäßigerweise sind eine Vielzahl sich etwa parallel und in gleicher Ebene erstreckender Abdeckflügel vorgesehen, die in einer Lage gemeinsam einen wesentlichen Teil des Kesselquerschnitts abdecken. Vorzugsweise erfolgt eine Abschirmung in etwa im Bereich des Trichterknicks der Umfassungswände des Kessels mit einem Abstand oberhalb des Nachbrennerrosts.
Bei einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Anordnung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass benachbarte Abdeckflügel sich in der den Querschnitt des Kessels verschließenden Stellung überlappen. Die Abdeckflügel liegen in dieser Stellung vorzugsweise wie die Lamellen einer Jalousie übereinander. Werden die Abdeckflügel in eine Stellung verbracht, in der sie sich parallel zur Längsachse des Kessels erstrecken, ist der Querschnitt des Kessels im Wesentlichen freigegeben, werden die Abdeckflügel in eine sich etwa parallel zur Querschnittsebene des Kessels erstreckende Lage verbracht, ist der Kesselquerschnitt oberhalb des Nachbrennrosts vollständig verschlossen, so dass der Nachbrennrost gegen herabfallende Asche- und Schlacketeile abgeschirmt ist.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist vorgesehen, dass die Schwenkachsen der Abdeckflügel wenigstens an einem Ende die Kesselwandung durchsetzen.
Hierzu können entsprechende Durchbrüche in der Membranrohrwand des Kessels vorgesehen sein. Im Bereich der Durchbrüche können die Rohre der Membranrohrwand einen nicht geradlinigen Verlauf aufweisen, derart, dass Durchbrüche in der Membranrohrwand entstehen. Im Bereich der Durchbrüche sind benachbarte Rohre jeweils nicht über Stege miteinander verbunden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Anordnung gemäß der Erfindung sind die Schwenkachsen der Abdeckflügel wenigstens an einem Ende jeweils drehfest mit einem Betätigungshebel versehen.
Die Betätigungshebel mehrerer Abdeckflügel können beispielsweise über ein Betätigungsgestänge bzw. über eine Betätigungsstange gemeinschaftlich und synchron verstellbar sein.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert:

1 zeigt einen Querschnitt durch den Kessel eines Dampferzeugers unterhalb des Trichterknicks und oberhalb eines Nachbrennrostes,
2 zeigt eine Seitenansicht der durchbrochenen Seitenwand des Kessels aus 1,
3 zeigt eine Ansicht eines Abdeckflügels gemäß der Erfindung, und
4 zeigt die linke stirnseitige Ansicht des Abdeckflügels aus 3.

Es wird Bezug genommen auf 1, die einen Querschnitt durch den Kessel 1 eines Dampferzeugers unterhalb des Trichterknicks zeigt. Die Umfassungswände 2 des Kessels 1 sind in bekannter Art und Weise als Membranrohrwände ausgebildet. In diesem Bereich des Kessels 1 hat dieser bereits einen gegenüber dem Brennraum reduzierten Querschnitt. Der Kessel 1 umfasst Stirnwände 3 sowie eine linke Seitenwand 4a und eine rechte Seitenwand 4b.
Wie dies insbesondere 2 zu entnehmen ist, sind in der linken Seitenwand 4a des Kessels 1 mehrere im Abstand voneinander angeordnete Durchbrüche 5 vorgesehen, im Bereich derer jeweils gabelförmige Aufnahmen 6 für die Schwenkachse 7 eines als Abdeckflügel ausgebildeten Blendenelements vorgesehen sind. Ein Abdeckflügel ist beispielsweise in 3 dargestellt, wobei dieser aus Gründen der Vereinfachung verkürzt dargestellt ist.
Ein Abdeckflügel 8 umfasst die zuvor erwähnte Schwenkachse 7 sowie zwei mit der Schwenkachse 7 fest verbundene Flügelblätter 9. Die Flügelblätter eines Abdeckflügels 8 erstrecken sich in einer Ebene, d. h. diese sind an diametral gegenüberliegenden Stellen der Schwenkachse 7 mit dieser verbunden und erstrecken sich entlang der Schwenkachse 7, wie dies aus der Zusammenschau der 3 und 4 ersichtlich ist.
Die Durchbrüche 5 in der linken Seitenwand 4b des Kessels 1 sind so bemessen, dass deren Höhe etwa der Spannweite beider Flügelblätter 9 entspricht. Die Breite der Durchbrüche 5 ist wesentlich geringer als die Höhe, so dass die Abdeckflügel 8 in einer Winkelstellung in die Durchbrüche 5 einsetzbar sind. Auf der gegenüberliegenden rechten Seitenwand 4b des Kessels 1 sind auf Höhe der Durchbrüche 5 entsprechende Aufnahmetaschen 10 zur Aufnahme eines Endes der Schwenkachsen 7 vorgesehen. Anstelle von Aufnahmetaschen 10 können dort auch entsprechend ausgebildete Lagerbohrungen vorgesehen sein.
Die Länge der Schwenkachsen 7 ist größer als die Tiefe des Kessels 1, so dass sich die Schwenkachsen, wie dies insbesondere der 1 zu entnehmen ist, an ihren freien Enden außerhalb der Umfassungswände des Kessels 1 befinden. An diesen freien Enden sind die Schwenkachsen jeweils mit einem drehfest angeordneten Betätigungshebel 11 versehen, über welchen die Winkelstellung der Flügelblätter 9 bzw. der Abdeckflügel 8 insgesamt beeinflussbar ist. Die Aufnahmen 6 der linken Seitenwand 4a und die Aufnahmetaschen 10 der rechten Seitenwand 4b bilden jeweils das Schwenklager für die Schwenkachsen 7. Die Betätigungshebel 11 aller Schwenkachsen 7 können jeweils mit einem nicht dargestellten Betätigungsgestänge verbunden sein, über welches der Anstellwinkel der Flügelblätter 9 aller Abdeckflügel 8 gleichzeitig und gleichsinnig einstellbar ist.
Wie dies in 2 dargestellt ist, sind die Abdeckflügel 8 / Blendenelemente mit einem solchen Abstand zueinander parallel und in gleicher Ebene angeordnet, dass diese in einer den Querschnitt des Kessels 1 abschirmenden Lage, die in 2 dargestellt ist, sich randseitig jeweils überlappen.
In der den Kessel verschließenden Lage erstrecken sich die Flügelblätter 9 quer zur Längsachse des Kessels, in der den Kessel freigebenden Lage erstrecken sich die Flügelblätter 9 in der Längsachse des Kessels.
Die Abdeckflügel 8 können dauerhaft im Kessel 1 verbleiben, diese können allerdings auch beim Betrieb des Kessels 1 herausgenommen werden.
Alternativ können an drehfest im Kessel angeordneten Achsen/Stäben jeweils um diese Achsen schwenkbare Blätter/Klappen angeordnet sein, die den Querschnitt des Kessels wahlweise freigeben oder sperren.
Bezugszeichenliste

1: Heizkessel
2: Membranrohrwände
3: Stirnwände
4a: linke Seitenwand
4b: rechte Seitenwand
5: Durchbrüche
6: Aufnahmen
7: Schwenkachse
8: Abdeckflügel
9: Flügelblätter
10: Aufnahmetaschen
11: Betätigungshebel

Claims

Anordnung zur Abschirmung eines Nachbrennrostes an einem Dampfkessel (1) eines Kraftwerks gegen im Kessel (1) herabfallende Asche oder Schlacke, umfassend eine Anordnung von sich oberhalb des Nachbrennrosts mit Abstand zu dem Nachbrennrost zwischen zwei gegenüberliegenden Wänden des Kessels (1) erstreckenden Blendenelementen, die von einer den Kesselquerschnitt im Wesentlichen freigebenden in eine den Kesselquerschnitt im Wesentlichen verschließende Lage verstellbar sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Blendenelemente verstellbare Abdeckflügel (8) vorgesehen sind.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Blendenelemente Abdeckflügel (8) vorgesehen sind, die drehfest mit einer Schwenkachse (7) verbunden sind, über welche die Neigung der Abdeckflügel (8), bezogen auf eine Querschnittsebene des Kessels (1), einstellbar ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, gekennzeichnet durch eine Vielzahl sich etwa parallel und in gleicher Ebene erstreckende Abdeckflügel (8), die in einer Lage gemeinsam einen wesentlichen Teil des Kesselquerschnitts abdecken.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Abdeckflügel (8) sich in der den Querschnitt des Kessels (1) verschließenden Stellung überlappen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachsen (7) der Abdeckflügel (8) wenigstens an einem Ende die Kesselwandung durchsetzen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachsen (7) der Abdeckflügel (8) wenigstens an einem Ende drehfest mit einem Betätigungshebel (11) versehen sind.
Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungshebel (11) mehrere Abdeckflügel (8) über ein Betätigungsgestänge gleichzeitig und gleichsinnig verstellbar sind.