DE1211656B

DE1211656B - Flue gas flue of a steam generator

Info

Publication number: DE1211656B
Application number: DES88418A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Yian-Nian Chen
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1963-11-18
Filing date: 1963-11-25
Publication date: 1966-03-03

Description

Rauchgaszug eines Dampferzeugers Die Erfindung bezieht sich auf einen Rauchgaszug eines Dampferzeugers, in dem quer zur Rauchgasströmung Rohrschlangen beispielsweise eines Ekonomisers vorgesehen sind und der in mindestens zwei vom Rauchgas nacheinander durchströmte Zonen unterteilt ist, wobei in mindestens zwei Zonen parallel zur Rauchgasströmung mindestens je eine Wand vorgesehen ist.Flue gas duct of a steam generator The invention relates to a flue gas duct of a steam generator in which pipe coils, for example of an economizer, are provided transversely to the flue gas flow and which is divided into at least two zones through which the flue gas flows in succession, with at least one wall each being provided in at least two zones parallel to the flue gas flow is.

Bei einem Dampferzeuger dieser Art verlaufen zwei sich über beide Zonen erstreckende Wände quer zu den Rohrschlangen, so daß drei vom Rauchgasstrom parallel durchströmte Rauchgaskanäle entstehen, von denen zwei durch schwenkbare Klappen absperrbar sind. Diese Anordnung dient dem Zweck, durch Ändern der die Rohre bestreichenden Rauchgasmenge die Temperatur des in den Rohren strömenden Arbeitsmittels zu beeinflussen. Bei einer ähnlichen, demselben Zweck dienenden Anordnun,-ist der Rauchgaszug du.-eh drei zur Rauchgasströmung parallele Wände in vier durch Klappen absperrbare Kanäle unterteilt, wobei in jedem Kanal ein Rohrbündel untergebracht ist; die Wände verlaufen hier parallel zu den Rohren.In a steam generator of this type, two run over both of them Zones extending walls across the coils so that three of the flue gas stream Flue gas channels with parallel flow are created, two of which are pivotable Flaps are lockable. This arrangement serves the purpose of changing the pipes the amount of flue gas covered is the temperature of the working medium flowing in the pipes to influence. In a similar arrangement serving the same purpose, the Flue gas flue du.-anyway three walls parallel to the flue gas flow in four through flaps Divided closable channels, with a tube bundle housed in each channel is; the walls here run parallel to the pipes.

In Rauchgaszügen mit quer zur Rauchgasströmung angeordneten Rohrschlangen können starke Rauchgasschwingungen quer zur Strömungsrichtung des Rauchgases auftreten, die durch Karmansche Wirbelablösungen an den Rohren hervorgerufen werden. Die Schwingungen können ihrerseits die Begrenzungswände des Rauchgaszuges und auch die Rohre zu Schwingungen anregen, was störenden Lärm verursacht und ae-ebenenfalls auch zu Schäden führen kann.In flue gas flues with pipe coils arranged transversely to the flue gas flow strong flue gas oscillations can occur transversely to the direction of flow of the flue gas, caused by Karman's vortex shedding on the pipes. The vibrations in turn, the boundary walls of the flue gas pass and also the pipes can cause vibrations stimulate what causes disturbing noise and also lead to damage can.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Entstehen von Schwingungen der den Rauchgaszug begrenzenden Wände und auch der Rohre zu verhindern.The invention is based on the problem of the occurrence of vibrations to prevent the walls delimiting the flue gas and also the pipes.

Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß die in an sich bekannter Weise parallel zu den Rohrschlangen verlaufenden Wände mindestens zweier Zonen versetzt zueinander angeordnet sind.According to the invention, this is done in that the known per se Way parallel to the coiled walls of at least two zones offset are arranged to each other.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Bereiches des Rauchgaszuges, in dem die erwähnten störenden Schwingungen auftreten können, erhält jede Zone quer zur Strömungsrichtung des Rauchgases sprunghaft andere Eigenfrequenzen, so daß im Rauchaaszua keine einheitliche Gasschwingung ent-C ZD steht, welche die Begrenzungswände des Rauchgaszu-es oder die Rohre darin zu Schwingungen antr bl regen kann. Dieser Erfolg wird mit einfachsten Mitteln erreicht.The inventive design of the area of the flue gas duct, in which the aforementioned disturbing vibrations can occur, each zone is transversely to the flow direction of the flue gas suddenly different natural frequencies, so that in Rauchaaszua no uniform gas oscillation ent-C ZD stands, which the boundary walls the flue gas inlet or the pipes in it can cause vibrations. This Success is achieved with the simplest means.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind C in der Beschreibung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung F i g. 1 einen Längsschnitt durch den vertikalen Rauchgaszug eines Dampferzeugers, F 1 g. 2 einen vereinfachten Querschnitt durch den Rauch ' gaszug, entsprebhend der Linie A-B in F i g. 1, und F i g. 3 und 4 je einen vereinfachten Längsschnitt durch andere Ausführungsformen des Rauchgaszuges.Some embodiments of the invention are described in detail in the description C to the drawing. It shows a schematic representation of F i g. 1 shows a longitudinal section through the vertical flue gas duct of a steam generator, F 1 g. 2 is a simplified cross-section through the smoke 'accelerator, entsprebhend the line AB in F i g. 1, and F i g. 3 and 4 each show a simplified longitudinal section through other embodiments of the flue gas duct.

Gemäß F i g. 1 ist ein vertikaler Rauchgaszug 1 vorgesehen, der mit seinem oberen Abschnitt an eine nicht dargestellte Brennkammer eines Dampferzeugers anschließt und dessen unteres Ende über einen Kanal 2 in einen nicht näher dargestellten Schornstein 3 übergeht. Das aus der Brennkammer austretende Rauchgas strömt in Richtung der Pfeile 4 und 5 durch die Anlage. Im oberen Abschnitt des Rauch-C aaszuges 1 sind in bekannter Weise Heizflächen angeordnet, von denen hier der Einfachheit halber nur eine Heizfläche 6 angedeutet ist, die z. B. eine nachgeschaltete Überhitzerheizfläche oder auch eine Zwischentiberhitzerheizfläche sein kann. Unterhalb der Heizfläche 6 befinden sich im Rauchgaszug 1 Rohrschlangen 7 einer Ekonomiserheizfläche, von denen der Einfachheit halber nur einige wiedergegeben sind. Die Rohrschlanaen 7 verlaufen in etwa waagerechten, zur Zeichenebene senkrechten Schleifen und füllen den Raum des Rauchgaszuges 1 über die Höhe H aus. Dieser von den Rohrschlanuen 7 ausgefüllte Raum bildet den Bereich, in dem durch Karmansche Wirbelablösungen hervorgerufene Rauchgasschwingungen quer zu den Rohren entstehen können, wobei die Schwingungen die Begrenzunaswände des Rauchgaszuges 1 zu Schwingungen anregen können. Die Gasschwingungen können ferner die Rohrschlaneen 7 zu Schwin-un-en anregen, die quer zur Rohrachse '2' liegen.According to FIG. 1 , a vertical flue gas duct 1 is provided, the upper section of which connects to a combustion chamber (not shown) of a steam generator and whose lower end merges via a channel 2 into a chimney 3 (not shown in detail). The flue gas emerging from the combustion chamber flows through the system in the direction of arrows 4 and 5. In the upper section of the Rauch-C aaszuges 1 heating surfaces are arranged in a known manner, of which only one heating surface 6 is indicated here for the sake of simplicity, the z. B. can be a downstream superheater heating surface or an intermediate superheater heating surface. Below the heating surface 6 are in the flue 1 pipe coils 7 of an economizer heating surface, of which only a few are shown for the sake of simplicity. The Rohrschlanaen 7 run in approximately horizontal loops perpendicular to the plane of the drawing and fill the space of the flue 1 over the height H. This space filled by the Rohrschlanuen 7 forms the area in which flue gas oscillations caused by Karman's vortex shedding can arise transversely to the pipes, whereby the oscillations can stimulate the boundary walls of the flue gas flue 1 to oscillate. The gas vibrations can furthermore excite the tube loops 7 to vibrate, which are transverse to the tube axis '2'.

Erfindungsgemäß wird das Anregen solcher Schwingungen dadurch vermieden, daß in dem Beispiel nach F i g. 1 und 2 der Rauchgaszug 1 im Bereich H in zwei gleich große, vom Rauchgas nacheinander durchströmte Zonen H, und H2 unterteilt ist und durch Einbau einer Wand 8 in die Zone H, und einer Wand 8' in die Zone H., jeder Zone, sprunhaft andere Eigenfrequenzen gi#eben werden. Die Wand 8 hat von der Längsachse L des Rauchgaszuges einen Abstand a (F i g. 2), der verschieden groß ist von dem Abstand b zwischen der Wand 8' und der Längsachse L. Die Wände 8 und 8' erstrekken sich über die gesamte Tiefe (F i g. 2) des Rauchgaszuges, und die Länge der Wände ist etcva gleich der Höhe der betreffenden Zone, so daß sich der untere Rand der Wand 8 und der obere Rand der Wand 8' etwa auf gleicher Höhe befinden.According to the invention, the excitation of such vibrations is avoided in that in the example according to FIG. 1 and 2 the flue gas duct 1 in area H is divided into two equally large zones H and H2 through which the flue gas flows one after the other and by installing a wall 8 in zone H and a wall 8 ' in zone H., each zone, leaps and bounds other natural frequencies will be possible. The wall 8 has a distance a (FIG. 2) from the longitudinal axis L of the flue, which is different from the distance b between the wall 8 ' and the longitudinal axis L. The walls 8 and 8' extend over the entire length Depth ( Fig. 2) of the flue gas flue, and the length of the walls etcva is equal to the height of the zone concerned, so that the lower edge of the wall 8 and the upper edge of the wall 8 'are approximately at the same height.

Durch das Anordnen der Wände 8 und 8', die in einfachster Weise aus Blech bestehen können, wird ohne großen Aufwand an Material und Kosten das Entstehen störender Schwingungen vermieden. Dies erklärt sich dadurch, daß in jeder Zone die akustische Eigenfrequenz des Rauchgaszuges in Richtung quer zur Rohrachse und quer zur Rauchgasströmung gegeneinander verstimmt wird, und zwar ist der Grad dieser Verstimmun 'g in allen Zonen verschieden.By arranging the walls 8 and 8 ', which can be made of sheet metal in the simplest possible way, the occurrence of disruptive vibrations is avoided without great expense in terms of material and costs. This is explained by the fact that the acoustic natural frequency is detuned transversely of the flue gas flue in the direction of the tube axis and transverse to the flue-gas flow in each zone, namely, the degree of this Verstimmun 'g in all zones different.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung können sich die Wände 8 und 8' etwas überlappen, wie dies in F i g. 3 dargestellt ist. Man kann dabei den Bereich e, in dem sich die überlappung befindet, als weitere erfindungsgemäße Zone auffassen, so daß dann hier der Rauchgaszug in drei Zonen unterteilt ist.According to another embodiment of the invention, the walls 8 and 8 ' can overlap somewhat, as shown in FIG. 3 is shown. The area e in which the overlap is located can be regarded as a further zone according to the invention, so that the flue gas pass is then divided into three zones here.

Es kann aber auch zwischen dem unteren Rand der Wand 8 und dem oberen Rand der folgenden Wand 8', in Strömungsrichtung des Rauchgases ge-C sehen, ein gewisser Abstand e' vorhanden sein, wie dies in F i 4 gezeigt ist. Dieser Abstand e* darf jedoch nicht zu groß werden, damit zwischen den mit Wänden versehenen Zonen kein Raum entsteht, in dem die zu vermeidenden Störschwingungen auftreten können. Der Raum mit einer Höhe vom Ab- stand e' kann als weitere erfindungsgemäße Zone betrachtet werden. F i g. 4 zeigt ferner eine weitere Zone mit einer Wand 8", die einen Abstand c von der Längsachse L hat, der wiederum verschieden groß ist von dem Abstand zwischen der Wand 8 bzw. 8' und der Längsachse L.However, there can also be a certain distance e 'between the lower edge of the wall 8 and the upper edge of the following wall 8', seen in the flow direction of the flue gas, as shown in FIG. However, this distance e * must not be too large, so that no space is created between the walled zones in which the interfering vibrations to be avoided can occur. The space with a height from the distance e 'can be regarded as a further zone according to the invention. F i g. 4 also shows a further zone with a wall 8 ″ which is at a distance c from the longitudinal axis L, which in turn is different from the distance between the wall 8 or 8 ' and the longitudinal axis L.

Die Länge jeder Wand 8, 8' und 8" - gemessen in Strömunesrichtun- des Rauch-ases - soll etwa 5 bis 20 % der Länge Z des Rauchgaszuges betragen. C C Es ist nicht notwendig, daß die Zonen H und H, C 1 gleich groß sind, sie können auch verschieden groß sein.The length of each wall 8, 8 ' and 8 "- measured in the flow direction of the smoke nose - should be about 5 to 20% of the length Z of the flue gas flue. CC It is not necessary that zones H and H, C 1 be the same are big, they can also be of different sizes.

Claims

Claims: 1. Flue gas duct of a steam generator, in which pipe coils, for example of an economizer, are provided transversely to the flue gas flow and in at least two. zones through which the smoke flows in succession, with at least one wall each being provided in at least two zones parallel to the smoke gas flow , characterized in that the walls (8, 8 ', which run in a manner known per se parallel to the pipe coils (7)) , 8 ") at least two zones (H" 1-1,.) Are arranged offset to one another.

2. Flue gas flue according to claim 1, characterized in that the walls (8, 8 ', 8 ") have different distances (a, b, e) from the longitudinal axis (L) of the flue gas flue. 3. Flue gas flue according to spoke 1, characterized characterized in that the walls (8, 8 ', 8 ") overlap.

Documents considered: German Patent No. 746 113; USA. Pat. No. 2,075,044.