DE1193063B

DE1193063B - Waste heat pipe steam generator with additional firing

Info

Publication number: DE1193063B
Application number: DEW27378A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erwin Wahl; August Schiffermueller
Original assignee: Walther and Co AG
Current assignee: Walther and Co AG
Priority date: 1960-03-03
Filing date: 1960-03-03
Publication date: 1965-05-20
Also published as: CH394248A

Description

Abhitze-Röhrendampferzeuger mit Zusatzfeuerung Die Errfindung bezieht sich auf einen Abhitze-Röhrendampferzeuger mit mehreren, parallelen Gaszügen und mit Zusatzfeuerung, die in einem nur einen Teil des Kesselquerschnittes umfassenden, auch den überhitzer aufnehmenden, den Kessel in einen inneren Gaszug und einen äußeren ringförmigen Gaszug unterteilenden Führungskörper angeordnet ist, zum Zwecke, den Wänneinhalt heißer, insbesondere sauerstoffhaltiger Gase, vorzugsweise der Abgase einer Gasturbine nutzbar zu machen.Waste heat tubular steam generator with additional firing The invention relates on a waste heat tube steam generator with several parallel gas flues and with additional firing, which only encompasses part of the boiler cross-section, also the superheater receiving, the boiler in an inner throttle cable and an outer one annular throttle cable dividing guide body is arranged for the purpose of the Heat content of hot, in particular oxygen-containing gases, preferably the exhaust gases to make a gas turbine usable.

Es ist bekannt, heiße Abgase, z. B. einer Verbrennungskraftmaschine, in den Ringraum eines stehenden Dampferzeugers zu leiten, dessen Decke durch eine Anzahl kurzer Rauchrohre mit dem Abgaskamin verbunden ist. Der innere wasserführende Teil des Dampferzeugers ist ebenfalls von Rauchrohren durchzogen, die von einer unterhalb des Dampferzeugers befindlichen Verbrennungskammer aus an den Ab- gaskamin angeschlossen sind. Diese Einrichtung soll Niederdruckdampf, z. B. für Heizzwecke, liefern.It is known to use hot exhaust gases, e.g. B. an internal combustion engine into the annulus of an upright steam generator, the ceiling of which is connected to the exhaust gas chimney by a number of short smoke tubes. The inner water-carrying part of the steam generator is also traversed by flue pipes which are connected by a gas hearth located below the steam generator combustion chamber at the exhaust. This facility is to use low pressure steam, e.g. B. for heating purposes.

Zwei getrennte Rauchrohrsysteme, jedoch von gleicher Länge, die von den Abgasen bzw. den Feuergasen einer Zusatzfeuerung durchzogen werden, wurden bei einer weiteren bekannten Bauart verwendet, jedoch steht der Feuerraum der Zusatzfeuerung über verschließbare öffnungen mit dem konzentrisch ihn umgebenden Abgasraum in Verbindung, so daß beide Rohrsysteme für die Abgase oder für die Zusatzheizung wirksam gemacht werden können.Two separate smoke pipe systems, but of the same length, those of the exhaust gases or the fire gases of an additional firing are permeated with Another known type is used, but the combustion chamber is the auxiliary firing in connection with the concentrically surrounding exhaust gas space via closable openings, so that both pipe systems for the exhaust gases or for the additional heating are made effective can be.

Diese bekannten Einrichtungen sind nicht für die Erzeugung von überhitztem Dampf eingerichtet, je- doch ist es auch schon bekannt, in einem stehenden Dampferzeuger einen zylindrischen Führungskörper anzuordnen, der getrennte Wege für die Abgase und die Feuergase der Zusatzfeuerung herstellt, wobei im inneren Kesselteil, der die Zusatzfeuerung aufnimmt, ein überhitzer angeordnet ist. Durch eine obere Wandöffnung im Führungskörper können die Abgase vor ihrem Austritt den überhitzer beaufschlagen, andererseits wird der überhitzer von der Zusatzfeuerung durch Strahlung und Berührung bestrichen. Die Forderung einer gleichbleibenden Heißdampftemperatur läßt sich durch diese Bauart in ökonomischer Weise nicht erfüllen.These known devices are not set up for the generation of superheated steam, but it is already known to arrange a cylindrical guide body in a standing steam generator, which creates separate paths for the exhaust gases and the fire gases of the additional firing, with the inner boiler part, the the additional firing takes up, a superheater is arranged. Through an upper wall opening in the guide body, the exhaust gases can act on the superheater before they exit; on the other hand, the superheater is brushed by the auxiliary firing system through radiation and contact. The requirement for a constant superheated steam temperature cannot be met in an economical way by this type of construction.

Hier setzt die Erfindung ein, indem sich der Führungskörper in an sich bekannter Weise nur über den unteren Teil des Kesselkörpers erstreckt und dort den Kesselquerschnitt in einen absperrbaren, ringförmigen äußeren und einen konzentrischen inneren Gaszug unterteilt und letzterer durch eine den Brenner umgebende Muffel in einen absperrbaren ringförmigen äußeren und in einen nicht absperrbaren konzentrischen inneren Kanal für die Abgase aufgeteilt ist, so daß den Abgasen die Wege durch die Muffel, um die Muffel und um den Führungskörper herum zur Verfügung stehen. Bei geringen Abgasmengen wird ihnen nur der Weg durch die Muffel freigegeben, wobei erforderlichenfalls die Zusatzfeuerung in Betrieb genommen wird. Größere Abgasmengen werden durch und um die Muffel geleitet, und beide Ströme beaufschlagen den im Führungskörper befindlichen überhitzer. Noch größeren Abgasmengen wird schließlich der Weg um den Führungskörper herum geöffnet.This is where the invention comes into play, in that the guide body is attached to as is known, extends only over the lower part of the boiler body and there the boiler cross-section into a lockable, annular outer and a concentric one inner throttle and the latter divided by a muffle surrounding the burner into a lockable ring-shaped outer and a non-lockable concentric one inner duct for the exhaust gases is divided so that the exhaust gases find their way through the Muffle, around the muffle and around the guide body are available. at only the way through the muffle is released for them, whereby if necessary, the additional firing is put into operation. Larger amounts of exhaust gas are passed through and around the muffle, and both currents act on the in the guide body located superheater. Even larger amounts of exhaust gas will ultimately be the way around the Guide body open around.

Wird das Anschlußstück für die Zuleitung der Ab- gase konisch sich verjüngend in den Kesselkörper hineingeführt, so kann der Führungskörper als Verlängerung der Zuleitung an diese angesetzt werden, in seinem Inneren die Brennermuffel und in dieser der Brenner jeweils mit Spiel untergebracht werden.If the connecting piece for the supply line of the waste gases conically tapering guided into the boiler body, the guide body may be set as an extension of the feed line to this, in its interior the burner muffle and are respectively housed in the burner with play.

Durch Regelorgane ün Konus bzw. im Ringraum zwischen dem Führungskörper und der Brennermuffel können die Abgase entsprechend verteilt werden, auch kann dem Brenner im Bedarfsfalle Frischluft, z. B. konzentrisch zum Brennstoff, zugeleitet werden.By regulating organs ün cone or in the annular space between the guide body and the burner muffle can distribute the exhaust gases accordingly, too the burner if necessary fresh air, z. B. concentric to the fuel supplied will.

In dem Ringraum zwischen dem Kesselkörper und dem Führungskörper sowie oberhalb des letzteren können sich gemäß der Erfindung die Verdampferrohre, darüber die Vorwärmerrohre befinden, während die überhitzerrohre im Inneren des Führungskörpers untergebracht sein können.In the annulus between the boiler body and the guide body as well Above the latter, the evaporator tubes can, according to the invention, above the preheater tubes are located, while the superheater tubes are inside the guide body can be accommodated.

Die Anordnung gemäß der Erfindung ergibt eine weitgehende Möglichkeit, die Heißdampftemperatur unabhängig von der Menge und Temperatur der heißen Abgase konstant zu halten und zugleich einen guten thermodynamischen Nutzeffekt der Anlage bei einer einfachen baulichen Konstruktion zu ermöglichen.The arrangement according to the invention provides an extensive possibility the superheated steam temperature independent of the amount and temperature of the hot exhaust gases to keep constant and at the same time a good thermodynamic efficiency of the system to enable a simple structural design.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im Längsschnitt durch einen stehenden zylindrischen Abhitzkessel dargestellt, der z. B. im Zwangumlauf betrieben wird.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention in longitudinal section through a standing cylindrical waste heat boiler shown, the z. B. is operated in forced circulation.

Der äußere, mit einer feuerfesten Auskleidung 5 versehene Kesselkörper 6 ist auf Stützen gelagert. Der Kesselkörper 6 ist oben und unten mit einem trichterförmigen Boden 7, 8 versehen, an den die Abgaszu-und -abführungsleitung 9, 10 angeschlossen ist, erstere über einen Dehnungsausgleicher 11. Am unteren Ende des trichterförmigen Bodens 8 ist ein nach innen ragender Einsatzkörper angeordnet, der vorzugsweise aus einem Anschlußstück12, anschließend aus einem Führungskörper13 und schließlich aus einem z. B. zylindrischen Fortsatz 14 besteht. In der Mitte des Anschlußstückes 12 befinden s4ch der oder die Brenner 15, deren feuerfeste Brennermuffel 16 von dem Anschlußstück 12 getragen wird, wobei der Führungskörper 13, 14 die Brennermuffel 16 mit größerem Abstand umgibt. In dem Ringraum zwischen den Teilen 13 und 16 befinden sich einstellbare Durchlässe, z. B. in Gestalt von gegeneinander verdrehbaren Platten 17. Im unteren Teil des Anschlußstückes 12 befinden sich ebenfalls regelbare Durchlässe, die z. B. durch Regelklappen 18 ganz oder teilweise verschlossen werden können. Dadurch ergeben sich für die Abgase drei Wege, und zwar ein Weg durch den Brenner 15, ein weiterer Weg durch die öffnungen der Platten 17 außerhalb des Brenners 15, aber innerhalb der Teile 13 und 14, und ein dritter Weg durch die öffnungen im unteren Teil des Anschlußstückes 12 mit Durchströmen des Raumes zwischen den Teilen 13, 14 und der Auskleidung 5 des Kessels.The outer boiler body 6, which is provided with a refractory lining 5 , is supported on supports. The boiler body 6 is provided at the top and bottom with a funnel-shaped base 7, 8 to which the exhaust gas supply and discharge line 9, 10 is connected, the former via an expansion compensator 11. At the lower end of the funnel-shaped base 8 there is an inwardly protruding insert body , which preferably consists of a connector 12, then from a guide body 13 and finally from a z. B. cylindrical extension 14 is made. In the middle of the connection piece 12 there is the burner or burners 15, the refractory burner muffle 16 of which is carried by the connection piece 12, the guide body 13, 14 surrounding the burner muffle 16 at a greater distance. In the annular space between the parts 13 and 16 there are adjustable passages, e.g. B. in the form of mutually rotatable plates 17. In the lower part of the connecting piece 12 there are also controllable passages which, for. B. can be completely or partially closed by control flaps 18. This results in three paths for the exhaust gases, namely one path through the burner 15, another path through the openings in the plates 17 outside the burner 15 but within the parts 13 and 14, and a third path through the openings in the lower part of the connection piece 12 with flow through the space between the parts 13, 14 and the lining 5 of the boiler.

Im Inneren des Führungskörpers 14 befinden sich die überhitzerschlangen 19, 20, 21, außerhalb desselben liegen die Verdampferrohrschlangen 22, 23, 24 und hinter dem FUhrungskörper 14 weitere Verdampferrohrschlangen 25, 26. Schließlich sind noch Vorwärmerrohrschlangen 27 irn Kesselraum untergebracht. Die Brennstoffzufuhr erfolgt bei 28. Als Brennstoff kann vorzugsweise Schwachgas, Gichtgas od. dgl. Verwendung finden. 29 ist die Speisewasserzuführung, 30 die Rückleitung des erwännten Speisewassers in die nicht dargestellte Tronurtel, 31 und 32 sind die Anschlüsse für die Umlaufleitung von und zur Trommel, 33 und 34 die Dampfzu- und -ableitung vom und zum überhitzer 19 bis 21.Inside the guide body 14 are the superheater coils 19, 20, 21, outside of it are the evaporator coils 22, 23, 24 and behind the guide body 14 further evaporator coils 25, 26. Finally, preheater coils 27 are housed in the boiler room. The fuel is supplied at 28. Lean gas, furnace gas or the like can preferably be used as fuel. 29 is the feed water supply, 30 is the return line of the mentioned feed water to the drum (not shown), 31 and 32 are the connections for the circulation line from and to the drum, 33 and 34 are the steam supply and discharge lines from and to the superheater 19 to 21.

Von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann in baulicher Hinsicht abgewichen werden. So kann z. B. parallel zur Brennstoffzuführung 28 oder konzentrisch zu ihr eine Frischluftleitung vorgesehen sein, wenn es sich um inerte, heiße Abgase handelt, die keinen Sauerstoffanteil enthalten. Der Abhitzkessel kann auch einen eckigen Querschnitt erhalten statt, wie dargestellt, einen runden, ferner kann er als Natarumlaufkessel ausgebildet sein u. ä. m.From the illustrated embodiment can be deviated from in structural terms. So z. B. parallel to the fuel supply 28 or concentrically to it a fresh air line can be provided if it is inert, hot exhaust gases that do not contain any oxygen. The waste heat boiler can also have an angular cross-section instead of a round one, as shown, and it can also be designed as a natural circulation boiler and the like .

Claims

Patent claims: 1. Waste heat tubular steam generator with several, parallel gas flues and with additional firing, which is arranged in a guide body that encompasses only part of the boiler cross-section, also accommodates the superheater and divides the boiler into an inner gas flue and an outer ring-shaped gas flue, d a d urch g e denotes that the guide body (13, 14) extends in a manner known per se only over the lower part of the boiler body (6) and there divides the boiler cross-section into a lockable, annular outer and a concentric, inner gas flue and the latter is in turn divided by a muffle (16 ) surrounding the burner (15) into a lockable, annular outer channel and a non-lockable concentric inner channel for the exhaust gases.

2. Waste heat tubular steam generator according to claim 1, characterized in that the connecting piece (12) of the feed line (9) for the exhaust gases in the bottom (8) of the boiler body (6) projects conically tapering, then into the guide body (13, 14 ) passes and on the connecting piece (12) the burner muffle (16) and in this the burner (15) are supported with clearance. 3. Waste heat tubular steam generator according to claim 1 or 2, characterized in that the evaporator coils (22, 23, 24) in the annular space between the boiler body (6) and the guide body (13, 14) and the other evaporator coils (25, 26) and the preheater coils (27) are housed in the boiler body (6) above the guide body (13, 14). 4. Waste heat tubular steam generator according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the annular space between the muffle (16) and the guide body (13) and in the conically tapered connector (12) of the feed line (9) for the exhaust gases Control flaps (18), rotatable plates (17) or the like. Are arranged. 5. Waste heat tubular steam generator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the burner (15) can be supplied with fresh air from the outside, for. B. by a concentric to the fuel supply (28) extending pipe. Considered publications: German Patent Nos. 296 570, 434 106, 592069.