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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.
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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.
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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.
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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.
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Hierdurch wird erreicht, daß keine Relativbewegungen durch Wärmedehnung
zwischen Rost und Brennkammerkühlrohrsystem auftreten können, und somit, daß absolute
Dichtheit mit Betriebssicherheit gewährleistet ist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.