DE1064184B - Rost fuer Strahlungsroehrenwaermetauscher - Google Patents

Rost fuer Strahlungsroehrenwaermetauscher

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DE1064184B
DE1064184B DEC14994A DEC0014994A DE1064184B DE 1064184 B DE1064184 B DE 1064184B DE C14994 A DEC14994 A DE C14994A DE C0014994 A DEC0014994 A DE C0014994A DE 1064184 B DE1064184 B DE 1064184B
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DE
Germany
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grate
combustion chamber
walls
cooling tube
suspended
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Pending
Application number
DEC14994A
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English (en)
Inventor
Henry Schroeder
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Combustion Engineering Inc
Original Assignee
Combustion Engineering Inc
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • F22B21/34Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes grouped in panel form surrounding the combustion chamber, i.e. radiation boilers
    • F22B21/341Vertical radiation boilers with combustion in the lower part
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J1/00Removing ash, clinker, or slag from combustion chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2700/00Ash removal, handling and treatment means; Ash and slag handling in pulverulent fuel furnaces; Ash removal means for incinerators
    • F23J2700/001Ash removal, handling and treatment means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
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Description

  • Rost für Strahlungsröhrenwärmetauscher Die Erfindung bezieht sich auf einen Strahlungsröhrenwärmetauscher, insbesondere einen Strahlungsdampferzeuger, bei dem die vor den Brennkammerwänden angeordneten, aus im wesentlichen lotrecht verlaufenden Kühlrohren bestehenden Kühlrohrwände mittels Tragankern od. dgl. an der Kesseldecke frei nach unten dehnbar aufgehängt sind und der untere Abschluß der Brennkammer durch einen Rost oder einen Nahbrennrost gebildet wird.
  • Bei modernen Dampferzeugern werden normalerweise zur Erleichterung der Konstruktion und Vereinfachung der Montage die Brennkammerkühlrohre mit ihren oberen Enden an dem Trägerwerk der Kesseldecke aufgehängt, wobei die unteren Enden sich frei über eine ziemlich große Entfernung dehnen können. Die Dehnung kann entsprechend den Temperaturunterschieden, die sich aus der Temperatur der Rohrbaustoffe in ihrem kalten und in ihrem warmen Zustand ergeben, bis zu 200 mm betragen.
  • Bisher war es, wenn mit Rücksicht auf den zu verfeuernden Brennstoff ein Rost oder ein Nachbrennrost erforderlich wurde, bei solchen Dampferzeugern üblich, den Rost auf einem festen Fundament am unteren Ende der Brennkammer abzustützen. Am Rost oder am Rostgehäuse wurde eine Gleitdichtung angebracht und das untere Ende der Brennkammer mit dieser Dichtung so verbunden, daß die Relativbewegungen zwischen dem feststehenden Rost und dem unteren Ende der Brennkammer aufgenommen werden konnten. Diese Gleitdichtungen waren notwendigerweise über dem Feuerbett angeordnet, wobei es infolge der an dieser Stelle herrschenden hohen Temperatur unmöglich war, die bevorzugte und wirksame Wassertassendichtung anzuwenden. Es wurde daher nach einer mechanischen Gleitdichtung gesucht, die sich jedoch als unzulänglich in der Dichthaltung erwies und außerdem empfindlich gegen den Verschleiß durch die Brennstoffteilchen war, die infolge der in dieser Zone herrschenden Verwirbelung gegen die Dichtung geschleudert wurden.
  • Diese Schwierigkeiten werden nach der Erfindung dadurch beseitigt, daß der Rost bzw. der Nachbrennrost an den Kühlrohrwänden der Brennkammer aufgehängt ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die den Rost in seiner Längsrichtung begrenzenden Brennkammerkühlrohrwände bis unter den Rost heruntergezogen und unterhalb des Feuerbettes mit dem Traggestell des Rostes verbunden werden. Bei Verwendung von Wanderrosten werden nach der Erfindung die zwischen dem oberen und dem unteren Trum verlaufenden Rostquerträger mit den senkrecht zu ihnen stehenden Brennkammerkühlrohrwänden verbunden.
  • Hierdurch wird erreicht, daß keine Relativbewegungen durch Wärmedehnung zwischen Rost und Brennkammerkühlrohrsystem auftreten können, und somit, daß absolute Dichtheit mit Betriebssicherheit gewährleistet ist.
  • Weiterhin wird erfindungsgemäß auch die Rostwanne unmittelbar oder mittelbar an den Brennkammerkühlrohrwänden aufgehängt, wobei am Abwurfende des Rostes die Ummantelung der Schlackenausfallöffnung mit einem feststehenden Schlackensammelbehälter luftdicht und elastisch verbunden ist.
  • Hierdurch wird eine Abdichtung zwischen Rost und Rostwanne überflüssig, so daß die Dichtung sich nur noch auf den Umfang der im Verhältnis zur Rostgröße kleinen Schlackenausfallöffnung zu erstrecken braucht.
  • Die Zeichnung stellt den Gegenstand der Erfindung dar. Es zeigt Abb. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Strahlungsdampferzeuger mit Nachbrennrost, Abb.2 einen Querschnitt durch den unteren Teil der Brennkammer gemäß der Linie 2-2 in Abb. 1, Abb. 3 einen vergrößerten Teilschnitt der Flüssigkeitsdichtung zwischen der Ummantelung der Schlackenausfallöffnung und dem Schlackensammelbehälter gemäß Punkt 3 in Abb. 1 und Abb.4 einen vergrößerten Teilschnitt der Brennkammer gemäß Punkt 4 in Abb. 2.
  • Der Dampferzeuger besitzt eine Brennkammer 10, die senkrecht angeordnet ist und durch Brenner 12 befeuert wird. Die Feuergase strömen in der Brennkammer aufwärts und treten dann durch die seitlichen. am oberen Ende der Brennkammer angeordneten Auslaß in den Gaszug 14 ein, in dem ein Verdampferbündel angeordnet ist, welches aus zwischen der oberen Trommel 18 und der unteren Trommel 20 verlaufenden Rohren 16 besteht. Aus dem Gaszug 14 gelangen die Feuergase in den abwärts führenden Zug 22, in dem ein Economiser, ein Lufterhitzer oder andere übliche Wärmeaustauscher angeordnet sein können. Die Brennkammer besitzt rechteckigen Querschnitt und ist an ihren Wänden mit V erdampferrohren 24 ausgekleidet, die mit ihren oberen Enden mit der Trommel 18 und mit ihren unteren Enden mit der Trommel 20 verbunden sind. An die letztere sind die Hauptfallrohre 26 angeschlossen, die in den Ringsammler 28 einmünden. Der Ringsammler seinerseits ist durch die Fallrohre 30 mit den Sammlern 32 verbunden, welche am unteren Ende der Brennkammerwände angeordnet sind und in denen die Rohre 24 entspringen.
  • Der in der Brennkammer 10 verfeuerte Brennstoff kann kombiniert werden, beispielsweise 01 und Lohe, wobei der eine Brennstoff, um eine vollkommene Verbrennung zu erzielen, auf einem Rost nachverbrannt werden muß. Es kann auch ein einziger Brennstoff der letzteren Art verwendet werden. In der Zeichnung sind die Brenner 12 so dargestellt, daß zwei Brennstoffe verfeuert werden, wobei die Düsen 12a für die Verfeuerung von Öl bestimmt sind und die Düsen 12 b für die Verfeuerung von Lohe. Hierbei wird die Lohe durch die Düsen 12 b pneumatisch oder mittels passender Beförderungsmittel eingeführt.
  • Brennkammer und Kessel sind oben aufgehängt, wobei das untere Ende der Brennkammer frei hängt und sich frei dehnen kann. Zu diesem Zweck umgibt eine Blechverkleidung die Brennkammer und den Kessel. Diese Blechverkleidung schließt senkrechte Stützen 27 ein, welche durch Längsträger 29 und Querträger 31 zu einem Kesselgerüst vereinigt werden. Unterhalb der Träger 29 und 31 sind die Tragvorrichtungen 33 angeordnet, mit denen die Trommeln, Rohre und das ganze Dampferzeugungssystem an der Kesseldecke aufgehängt werden. Der untere Teil der Brennkammer 10 ist korbähnlich ausgebildet. Seine einandergegenüberliegenden Wände sind an ihren unteren Enden einwärts gegeneinandergeneigt. Hierdurch wird eine Einschnürung 34 gebildet, die sich über die ganze Breite der Brennkammer erstreckt. Unmittelbar unter der Einschnürung ist der Rost 36 angeordnet, auf dessen oberem Trum 38 der Teil des Brennstoffes, der nicht in der Schwebe ausgebrannt wurde, ausbrennt. Dieser Rost wird von den unteren Enden der Rohre 24 durch eine entsprechende Unterstützungskonstruktion getragen, welche Querträger 40 und 42 besitzt, die sich zwischen den Längsträgern 44 und 46 erstrecken und mit diesen verbunden sind. Die Längsträger 44 und 46 sind an Rohren 24 mit entsprechenden :Mitteln, wie den Befestigungsschrauben 48, befestigt. Die Unterstützungskonstruktion für den Rost ist somit fest mit dem unteren Ende der Brennkammer verbunden und bewegt sich mit diesem. Die Laufbahn 50 des Rostes 36 ist zwischen den beiden Wellen 52 a und 52 b angeordnet, die gleichfalls durch die Brennkammerkühlrohrwände getragen werden. Der Rost wird an einer der Wellen 52, wie üblich, angetrieben und bewegt sich in Richtung des Pfeils 54. Das untere Trum 56 des Rostes gleitet auf Längsträgern 58, die ihrerseits wieder mit den Trägern 42 verbunden sind. Der ganze Post ist innerhalb eines Gehäuses gelagert, bei dem die Brennkammerwände die Seitenwände und die Vorderwände des Gehäuses bilden. während unterhalb des Rostes sich die Rostwanne 60 befindet, die an den Trägern 42 aufgehängt ist. Die Rückwand 62 ist an den Rohren 24 befestigt. Durch die Wand 62 wird verhindert, daß der Brennstoff über das rückwärtige Ende des Rostes gelangt. Für den Fall, daß dennoch feine Brennstoffteilchen oder Asche unter die Wand 62 hindurchgelangen, ist ein Sammeltrichter 64 unterhalb des Rostendes angeordnet, der mit einer normalerweise geschlossenen Auslaßöffnung 66 versehen wird, durch welche Asche und Brennstoff periodisch abgezogen werden können.
  • Die am Abwurfende des Rostes ausfallende Asche bzw. Schlacke gelangt durch die Schlackenausfallöffnung 68 der Rostwanne 60 in den Schlackensammelbehälter 70, der fest und unabhängig von der Brennkammer angebracht ist und gegebenenfalls eine mechanische oder hydraulische oder pneumatische Entschlackungseinrichtung enthalten kann. Das obere Ende des Schlackensammelbehälters 70 ist so an die Rostwanne angeschlossen, daß die Relativbewegung zwischen Schlackensammelbehälter und Rostwanne sowohl in lotrechter als auch in waagerechter Richtung entsprechend den Wärmedehnungen der Brennkammer frei erfolgen kann. Hierzu wird ein Flüssigkeits- oder Wasserverschluß durch die Ausnehmungen 72 entlang des oberen Randes des Schlackensammelbehälters 70 gebildet, in welche die Verschluß- bzw. Stoßplatten 74 eingreifen. Die Stoßplatten 74 erstrecken sich von der Öffnung 68 in die Rostwanne 60 abwärts. Die Ausnehmungen 72 sind mit Flüssigkeit gefüllt, die eine genügende Tiefe aufweist, um die Relativbewegungen zu gewähren, ohne daß die Stoß- oder Verschlußplatte 74 aus den Ausnehmungen 72 gezogen wird. Fremdkörper können nicht in die Ausnehmungen gelangen, da eine Schutzplatte 76 vor der Stoß- oder Verschlußplatte 74 angeordnet ist und sich nach unten bis unter das obere Ende des Schlackensammelbehälters 70 erstreckt.
  • Verbrennungsluft wird der Brennkammer 10 an drei Stellen zugeführt. Die eine Stelle liegt bei den Brennern 12. Die anderen Stellen liegen nahe dem Brennkammerboden und sollen die Nachverbrennung des Brennstoffes auf dem Rost unterstützen, wobei hier die Luft zum Teil unmittelbar über dem Rost und zum Teil unterhalb des Rostes eingeblasen wird, von wo sie nach oben durch das obere Trum hindurch in die Brennkammer eintritt. Die Luft, die vorzugsweise durch indirekten Wärmeaustausch zwischen den durch den Zug 22 strömenden Feuergasen in einem Lufterhitzer vorgewärmt wurde, wird durch die Leitung 78 zu der Verteilerleitung 80 geführt. Die vorgewärmte Luft wird zum Teil durch die abwärts führende Leitungen 82 dem Rost zugeleitet, wobei die Auslaßöffnungen der Leitungen unterhalb des Zwischenbodens 84 münden. Der Zwischenboden 84 besteht aus einer festen Platte, die eine Vielzahl von Durchlaßöffnungen besitzt. Eine ähnliche Platte ist über dieser festen Platte gelagert, jedoch horizontal verschiebbar durch den Hebel 86 und das Gestänge 88, so daß die Größe der Luftdurchtrittsöffnungen in dem Zwischenboden 84 nach Wunsch eingestellt und somit die Luftzuführung zum Rost reguliert werden kann. Ein anderer Teil der Verbrennungsluft wird durch die Leitungen 90 unmittelbar über dem Rost 36 zugeführt. Die Leitungen 90 gehen ebenfalls von der Verteilerleitung 80 nach unten führend ab und münden in die von der Wand 94 und den unteren Enden der Rohre 24 gebildeten Kammer 92 ein. Die Kammer 92 erstreckt sich über die gesamte Breite der Feuerung. Einige der Rohre 24, die in der Nähe der Einschnürung 34 verlegt sind, beispielsweise jedes zweite oder dritte Rohr, sind seitlich ausgebogen und bilden so eine Reihe von Öffnungen 96, die über die ganze Breite der Feuerung an der Einschnürung verteilt sind. Durch diese Oftnungen kann die Verbrennungsluft im Bereich der Einschnürung in die Brennkammer eingeleitet werden. Dabei bildet die durch die Öffnungen 96 eingeführte Luft zusammen mit der durch den Rost zugeführten Luft über dem Rost eine Wirbelzone, die den Verbrennungsablauf beschleunigt. Der restliche Teil der Verbrennungsluft wird von der Verteilerleitung 80 durch die Leitung 98 den einzelnen Brennern 12 zugeführt, wo sie zusammen mit dem Brennstoff in die Brennkammer eintritt.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRACHE: 1. Den unteren Abschluß der Brennkammer bildender Rost bzw. Nachbrennrost für Strahlungsröhrenwärmetauscher, insbesondere Strahlungsdampferzeuger, bei dem die vor den Brennkammerwänden angeordneten, aus im wesentlichen lotrecht verlaufenden Kühlrohren bestehenden Kühlrohrwände mittels Tragankern od. dgl. an der Kesseldecke frei nach unten dehnbar aufgehängt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Rost an den Kühlrohrwänden der Brennkammer aufgehängt ist.
  2. 2. Rostaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Rost bzw. den Nachbrennrost in seiner Längsrichtung begrenzenden Brennkammerkühlrohrwände bis unter den Rost heruntergezogen und unterhalb des Feuerbettes mit dem Traggestell des Rostes verbunden sind.
  3. 3. Rostaufhängung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Wanderrostes die zwischen oberem und unterem Trum verlaufenden Rostquerträger mit den senkrecht zu ihnen stehenden Brennkammerkühlrohrwänden verbunden sind.
  4. 4. Rostaufhängung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Rostwanne unmittelbar oder mittelbar an den Brennkammerkühlrohrwänden aufgehängt ist, wobei am Abwurfende des Rostes die Ummantelung der Schlackenausfallöffnung mit einem feststehenden Schlackensammelbehälter luftdicht und elastisch verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 928 358, 919 006; Zeitschrift »Energie«, 1952, Heft 8, S. 183 bis 185; USA.-Patentschriften Nr. 2 583 265, 2 537 042.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2537042A (en) * 1946-01-04 1951-01-09 Babcuck & Wilcox Company Steam generator
US2583265A (en) * 1948-03-06 1952-01-22 Babcock & Wilcox Co Grate fired fluid heating unit
DE919006C (de) * 1942-02-18 1954-10-11 Karl Beck Dr Ing Rostfeuerung fuer Dampferzeuger mit aus wassergekuehlten Rohren gebildeter Rostflaeche
DE928358C (de) * 1942-02-14 1955-05-31 Mont Kessel Herpen & Co Rostfeuerung, deren Rostflaeche aus wassergekuehlten beweglichen Rohren gebildet ist

Patent Citations (4)

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