DE1244200B - Forced flow boiler with welded pipe walls - Google Patents
Forced flow boiler with welded pipe wallsInfo
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- F22—STEAM GENERATION
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
F22bF22b
Deutsche KL: 13 g-7German KL: 13 g-7
Nummer: 1244 200Number: 1244 200
Aktenzeichen: D 443 801 a/13 gFile number: D 443 801 a / 13 g
Anmeldetag: 9. Mai 1964 Filing date: May 9, 1964
Auslegetag: 13. Juli 1967Opened on: July 13, 1967
Die Erfindung betrifft Zwangdurchlaufkessel mit geschweißten Rohrwänden, welche aus parallel durchströmten, mittels Fallrohre verbundenen senkrechten Rohrregistern bestehen, wobei die Durchströmung gegenläufig erfolgt.The invention relates to forced flow boilers with welded pipe walls, which flowed through from parallel, there are vertical pipe registers connected by downpipes, whereby the flow takes place in opposite directions.
Im Großkesselbau führt die Entwicklung zu geschweißten Rohrwänden. Dieses ist, solange die aus senkrechten Rohrregistern bestehenden Rohrwände im Verdampfungsgebiet liegen, kein großes Problem, da hierbei die Temperaturdifferenzen zwischen zwei benachbarten Rohren praktisch gleich Null sind. Bei den zur Zeit gebauten Kesselgrößen mit den geforderten Drücken, insbesondere bei Zwangdurchlaufkesseln, sind die Verdampfungsgebiete jedoch sehr klein, so daß nur ein geringer Teil der Wandheizfläche verschweißt werden kann. Es muß also ein Weg gesucht werden, der es ermöglicht, ohne Rücksicht auf das in den Rohren vorhandene Medium die Rohre der Wandregister miteinander zu verschweißen. Hierzu müssen folgende Bedingungen erfüllt werden:In large boiler construction, the development is leading to welded pipe walls. This is as long as that is out vertical pipe registers existing pipe walls in the evaporation area, no big problem, because here the temperature differences between two adjacent pipes are practically zero. at the boiler sizes currently being built with the required pressures, especially for once-through boilers, However, the evaporation areas are very small, so that only a small part of the wall heating surface can be welded. So a way has to be sought that makes it possible, regardless to weld the pipes of the wall register to one another on the medium present in the pipes. To do this, the following conditions must be met:
1. Eine möglichst gleichmäßige mittlere Temperatur zwischen zwei Rohren im Horizontalschnitt des Kessels.1. A mean temperature that is as uniform as possible between two pipes in the horizontal section of the Boiler.
2. Temperaturdifferenz zwischen zwei benachbarten Rohren nicht größer als 50° C.2. Temperature difference between two adjacent pipes not greater than 50 ° C.
3. Geringe Beheizungsschieflagen, um Instabilität bzw. Rückströmung bei Schwachlast zu verhindern. 3. Slight heating misalignments to prevent instability or backflow at low loads.
4. Anpassung der Massennüsse an die Beheizung.4. Adaptation of the mass nuts to the heating.
5. Generelle Anwendbarkeit für alle Feuerungs- und Kesselarten.5. General applicability for all types of firing and boilers.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Rohranordnung, welche den gestellten Forderungen zum Verschweißen der Rohre von Rohrwänden in technisch und wirtschaftlich optimaler Weise genügt. Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß die senkrechten Rohrregister kammartig ineinander liegen und eine gemeinsame Rohrwand bilden. Auf diese Weise ergibt sich eine gleiche Dehnung über Länge und Breite der Heizflächen, da die noch auftretenden Temperaturdifferenzen vernachlässigbar klein sind. Die Vorteile einer solchen Anordnung bestehen ferner darin, daß eine geringere Anzahl von Sammlern benötigt wird und sich ungefähr die doppelte Höhe bzw. Länge der Heizfläche ergibt, ohne daß hierbei eine größere Temperaturdifferenz auftritt.The invention aims to create a pipe assembly which meets the requirements for Welding the pipes from pipe walls in a technically and economically optimal manner is sufficient. the The solution to the problem is that the vertical pipe register are in a comb-like manner in one another and form a common pipe wall. This results in an equal stretch over the length and width of the heating surfaces, since the temperature differences that still occur are negligibly small. The advantages of such an arrangement are also that a smaller number of collectors is required and results in approximately twice the height or length of the heating surface without this a greater temperature difference occurs.
Es sind bereits Zwangdurchlaufkessel bekannt mit in Strömungsrichtung hintereinander geschalteten
Rohrregistern. Hierbei besteht jedoch die Gefahr, daß eine ungleichmäßige Dehnung über die gesamte Breite
und in der Länge auftritt, was zu einem Ausbeulen der Wände führen kann. Ferner sind Zwangdurch-Zwangdurchlaufkessel
mit geschweißten
RohrwändenForced flow boilers are already known with tubular registers connected one behind the other in the direction of flow. However, there is a risk that uneven stretching will occur over the entire width and length, which can lead to bulging of the walls. Furthermore, forced-through-once-through boilers are welded
Pipe walls
Anmelder:Applicant:
Deutsche Babcock & Wilcox-Dampfkessel-Werke Aktien-Gesellschaft, Oberhausen (RhId.)German Babcock & Wilcox steam boiler works Aktien-Gesellschaft, Oberhausen (RhId.)
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Peter Schaloske, Oberhausen (RhId.)Peter Schaloske, Oberhausen (RhId.)
laufdampferzeuger bekannt, welche aus parallel durchströmten, mittels Fallrohre verbundenen senkrechten Rohrregistern bestehen, wobei die Durchströmung gegenläufig erfolgt. Hierbei strömt das Arbeitsmittel bei der einen Rohranordnung von der Mitte in zwei Teilströme nach außen, bei der anderen entsprechend in zwei Teilströme von außen nach innen. Derartige Anordnungen von Rohrregistern haben jedoch offensichtlich den großen Nachteil, daß die Einhaltung einer möglichst geringen Temperaturdifferenz zwischen den Rohren der Rohrregister nicht möglich ist, da ja die einzelnen Rohrregister nebeneinander liegen, anstatt kammartig ineinander, wie beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung.Running steam generator known, which consists of parallel flow, connected by downpipes vertical Pipe registers exist, with the flow taking place in opposite directions. Here it flows Work equipment in one pipe arrangement from the center in two partial flows outwards, in the other accordingly in two partial flows from the outside to the inside. Such arrangements of pipe registers however, obviously have the major disadvantage that the maintenance of the smallest possible temperature difference between the pipes of the pipe register is not possible, since the individual pipe registers are next to each other rather than in a comb-like manner, as in the subject matter of the present invention.
Weitere Einzelheiten und Vorteile gehen aus den Abbildungen hervor, welche im Prinzip die Anordnung der Rohre und Register zeigen mit von unten nach oben durchströmter Heizfläche, wobei die Rohrregister kammartig ineinander liegen und wobei natürlich entsprechende Varianten möglich sind, beispielsweise mit Durchströmung von oben nach unten, ohne hierbei den Gedanken der Erfindung zu verlassen. Es zeigtFurther details and advantages emerge from the illustrations, which in principle show the arrangement of the pipes and registers point with the heating surface flowing through from bottom to top, whereby the pipe register are in a comb-like manner and, of course, corresponding variants are possible, for example with flow from top to bottom, without departing from the concept of the invention. It shows
Fig. 1 Ansicht einer schematischen Anordnung gemäß der Erfindung,Fig. 1 is a view of a schematic arrangement according to the invention,
F i g. 2 Seitenansicht einer Anordnung gemäß der Erfindung mit Sammlern.F i g. 2 side view of an arrangement according to the invention with collectors.
Das aufzuwärmende Medium teilt sich zunächst auf die Leitungen 1 und 2 auf und tritt über die entsprechenden Sammler 3 und 3', welche an entgegengesetzten Enden einer Rohrwand liegen, in die Rohrregister 4 und 4' ein, welche wie die weiteren Rohrregister 5 und 5', 6 und 6' usw. die Wände einer Brennkammer bedecken. Die an den Ein- und Austrittsenden der Rohrregister angeordneten Sammler sind, wie insbesondere aus der F i g. 2 zu ersehen ist, außerhalb der Brennkammer angeordnet. Das aufzu-The medium to be heated is initially divided between lines 1 and 2 and passes through the corresponding lines Collectors 3 and 3 ', which are at opposite ends of a pipe wall, into the pipe register 4 and 4 ', which like the other pipe registers 5 and 5', 6 and 6 'etc., the walls of a Cover the combustion chamber. The collectors arranged at the inlet and outlet ends of the pipe registers are, as in particular from FIG. 2 can be seen, arranged outside the combustion chamber. The
709 610/67709 610/67
wärmende Medium tritt nach Durchströmen der Rohrregister 4 und 4' in die unteren Sammler der Rohrregister 5 und 5' ein, in welchen es nach oben steigt in Pfeilrichtung und sodann in entsprechender Weise in die Rohrregister 6 und 6' und die nachfolgenden 7 und T eintritt. Nach Verlassen der letztgenannten Rohrregister wird es über deren obere Austrittssammler den Eintrittssammlern entsprechend höher angeordneter Rohrregister 8 und 8', 9 und 9' sowie 10 und 10' und 11 und 11' zugeleitet. Aus diesem Schema, welches sich beliebig oft wiederholen läßt, ist zu ersehen, daß die einzelnen Rohrregister 4 und 7', 5 und 6' usw. kammartig ineinander liegen und infolge dieser Anordnung nur noch geringe Temperaturdifferenzen zwischen den einzelnen Rohren in den Rohrregistern auftreten. Ein Verziehen und Ausbeulen einer geschweißten Rohrwand ist hierbei also praktisch nicht mehr möglich.After flowing through the pipe registers 4 and 4 ', the warming medium enters the lower headers of the pipe registers 5 and 5', in which it rises upwards in the direction of the arrow and then enters the pipe registers 6 and 6 'and the following 7 and T in a corresponding manner . After leaving the last-mentioned pipe register, it is fed via their upper outlet headers to the inlet headers, pipe registers 8 and 8 ', 9 and 9' as well as 10 and 10 'and 11 and 11' arranged accordingly higher. From this scheme, which can be repeated as often as desired, it can be seen that the individual pipe registers 4 and 7 ', 5 and 6' etc. lie in a comb-like manner and, as a result of this arrangement, only small temperature differences occur between the individual pipes in the pipe registers. Warping and bulging of a welded pipe wall is practically no longer possible.
Die eingangs gestellten Bedingungen für das Verschweißen von Rohren zu Rohrwänden und Registern sind durch die Anordnung gemäß der Erfindung in idealer Weise erfüllt. Für die Temperaturdifferenz zwischen zwei benachbarten Rohren ist die Aufwärmung in der Heizfläche maßgebend, d. h. bei einer gegebenen zulässigen Temperaturdifferenz darf die Aufwärmung in der Heizfläche diesen Wert nicht überschreiten. In der Mitte der Heizfläche grenzen die Rohrregister 5' und 6' sowie im oberen Teil 9 und 10 aneinander. Hierdurch wird erreicht, daß an der Nahtstelle der Rohrregister die gleiche Temperaturdifferenz zwischen den benachbarten Rohren vorhanden ist, wie in den Rohrregistern 9' und 10 sowie 9 und 10' einerseits und 5 und 6' sowie 5' und 6 andererseits. In gewissen Kombinationsfällen beträgt die Temperaturdifferenz 0.The conditions set at the beginning for the welding of pipes to pipe walls and registers are fulfilled by the arrangement according to the invention in an ideal manner. For the temperature difference Between two adjacent pipes, the heating in the heating surface is decisive, i. H. at a Given the permissible temperature difference, the heating in the heating surface must not exceed this value exceed. In the middle of the heating surface, the pipe registers 5 'and 6' and in the upper part 9 and 10 to each other. This ensures that the same temperature difference is achieved at the interface between the pipe register is present between the adjacent pipes, as in pipe registers 9 'and 10 and 9 and 10 'on the one hand and 5 and 6' and 5 'and 6 on the other hand. In certain combination cases this is Temperature difference 0.
Die Verbindung der gesamten unteren Heizfläche, bestehend aus den Rohrregistern 4 und 4', 5 und 5', 6 und 6' sowie 7 und 7' mit der entsprechend gebildeten darüberliegenden Heizfläche erfolgt durch Kämmen der austrittsseitigen und eintrittsseitigen Enden der Rohrregister miteinander, wobei jeweils die Enden der Rohrregister 6 und 7 sowie 6' und T der unteren Heizfläche mit den Enden der Rohrregister 8 und 9 sowie 8' und 9' der oberen Heizfläche kämmen. Hierdurch wird erreicht, daß auch in diesem Bereich die maximal zulässigen Temperaturdifferenzen zwischen benachbarten Rohren der Rohrregister nicht überschritten werden.The connection of the entire lower heating surface, consisting of the pipe registers 4 and 4 ', 5 and 5', 6 and 6 'as well as 7 and 7' with the correspondingly formed overlying heating surface is done by combing the outlet-side and inlet-side ends of the pipe register with each other, whereby in each case Comb the ends of the pipe registers 6 and 7 and 6 'and T of the lower heating surface with the ends of the pipe register 8 and 9 and 8' and 9 'of the upper heating surface. This ensures that the maximum permissible temperature differences between adjacent pipes of the pipe register are not exceeded in this area either.
Die einzelnen Rohrregister sollen eine gewisse Länge nicht überschreiten. Temperaturschieflagen zwischen den einzelnen Registern werden zweckmäßigerweise durch am Eintritt der Register angeordnete, an sich bekannte Drosselventile 12 bzw. 12' usw. ausgeglichen.The individual pipe registers should not exceed a certain length. Temperature imbalances between the individual registers are expediently arranged at the entry of the register, known throttle valves 12 and 12 ', etc. compensated.
Die Anpassung der Massenflüsse an die Beheizung erfolgt durch die Veränderung der Anzahl der Rohre in den einzelnen Rohrregistern. Die Anordnung der Register ermöglicht es, jeden Feuerraum in horizontaler Richtung durch eine entsprechende Vielzahl von Rohrsträngen zu berühren, wobei in vertikaler Richtung die Höhe der Heizflächen durch die zulässige Temperaturdifferenz zwischen zwei benachbarten Rohren bestimmt wird. Bei steigender Kesselleistung nimmt die Anzahl der Rohrregister in einer Heizfläche ab und die Anzahl der Rohrstränge nimmt zu, bis die Anzahl der Rohrregister gleich der Strangzahl ist.The mass flows are adapted to the heating by changing the number of pipes in the individual pipe registers. The arrangement of the registers allows each firebox in a horizontal position Touching direction through a corresponding plurality of tubing strings, being in the vertical direction the height of the heating surfaces due to the permissible temperature difference between two neighboring ones Pipes is determined. As the boiler output increases, the number of pipe registers in a heating surface increases and the number of pipe strings increases until the number of pipe registers equals the number of strings is.
Claims (3)
Deutsche Patentschrift Nr. 911264;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 001284;
USA.-Patentschrift Nr. 2989036.Considered publications:
German Patent No. 911264;
German Auslegeschrift No. 1 001284;
U.S. Patent No. 2989036.
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