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Im Bereich des Überganges vom Feuerraum zum Strahlungsraum eines Strahlungsdampferzeugers
wirksamer Wärmedehnungs-Ausgleicher Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmedehnungs-Ausgleicher
im Bereich des Überganges vom Feuerraum zum Strahlungsraum eines Strahlungsdampferzeugers
mit wasserrohrgekühlter, mit über-oder Unterdruck betriebener Vorfeuerung und Barunterliegendem
bzw. anschließendem Strahlungsraum, bei welchem Feuerraum und Strahlungsraum getrennt
voneinander aufgehängt sind.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die gemeinsamen
Übergangsstellen der Rohrwände von Brennkammern oder Rauchgaszügen bzw. von sonstigen
Feuerräumen gegenüber den anschließenden feststehenden Wänden, Decken, Böden oder
Trichtern des Dampferzeugers bei gleichzeitigem Ausgleich der auftretenden, unterschiedlichen
Wärmedehnungen gasdicht auszuführen.
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Es sind hierbei bisher Sandtassen oder stopfbüchsenartige Abdichtungen
angewendet worden, doch hatten diese baulichen Lösungen immer noch den Mangel unzureichender
und zeitlich beschränkter Dichtigkeit, so daß in nachteiliger Weise stets laufende
Überwachung und Wartung erforderlich waren.
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Für die gasdichte Blechverkleidung von Dampferzeugern sind bereits
im Knotenpunkt der aneinanderstoßenden Blechtafeln angeordnete Faltkompensatoren
bekannt, von denen die durch die Erwärmung ausgelösten Längenänderungen der Blechtafeln
aufgenommen werden. Solche Faltkompensatoren sind jedoch in erster Linie nur für
die Aufnahme der Wärmedehnungen der Außenverkleidung von Kesseln geeignet.
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Zur allseitigen Aufnahme der Wärmedehnung in Flächen ist ferner eine
Kühlrohrwand für Dampfkesselfeuerungen bekannt, bei welcher die mit Flossen versehenen
Rohre im Abstand von einer wärmedämmenden Wand angeordnet und an ihrer dem Feuerraum
abgekehrten Seite mit einer gewellten Blechwand oder mit Blechtafeln abgedeckt sind.
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Auch ist eine Auskleidung für mit hohen Innentemperaturen arbeitende
Feuerungsanlage bekannt, wobei ein gewelltes Stahlblech als elastisch federndes
Bauglied zwischen der feuerfesten Ausmauerung und dem Anlagemantel zur Verringerung
der Wärmedehnungsdifferenzen angeordnet ist.
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Auch ist eine Rostfeuerung bekannt, bei der durch ein biegsames Wandstück
die Wärmedehnung lediglich der Feuerraumstirnwand, also nur einer Wand gegenüber
dem Rost kompensiert wird. Eine einen Raum umfassende Wärmedehnungskompensation
ist mit dieser baulichen Ausführung jedoch nicht zu erreichen.
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Außerdem gibt es einen Teilkammerkessel, bei dem durch Verschieben
von beweglichen, jedoch nicht gasdichten Abdichtungselementen nur geringfügige Wärmedehnungen
berücksichtigt werden können. Größere Wärmedehnungen lassen sich mit dieser Anordnung
jedoch weder bewältigen, noch gewährleisten diese baulichen Mittel einen gasdichten
Abschluß.
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Schließlich ist ein Steilrohrkessel bekannt, bei dem die zwischen
den beiden Kesselzügen notwendige Rohrwand zwar beweglich, jedoch nicht gasdicht
durch die Seitenwände geführt wird. Diese bauliche Lösung erfüllt lediglich die
Forderung der Kompensation von Wärmedehnungen, aber nicht die Notwendigkeit eines
gasdichten Abschlusses.
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Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, den Ausgleicher aus
mehreren, etwa senkrecht zur Verschiebungsrichtung der Züge liegenden, gegeneinander
abgedichteten Platten zu bilden, welche auf Halterungen der oberen Sammler des Strahlungsraumes
und der unteren Sammler des Feuerraumes abgestützt sind und gegenüber den Halterungen
durch an sich bekannte nachgiebige, bogenförmig ausladende Federbleche gasdicht
abgedichtet sind.
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Dabei kann es besonders zweckmäßig sein, den Wärmedehnungs-Ausgleicher
in einem von den Isolierungen und den Rohren der beiden Züge gebildeten, abgeschlossenen
Raum anzuordnen. Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, daß der Wärmedehnungs-Ausgleicher
zwischen den Kesselzügen allein oder den Dampfkesselbrennkammern und/oder Rauchgaszügen
Verwendung finden kann.
Durch die vorgeschlagene erfindungsgemäße
Anordnung ist ein weiträumiger Wärmedehnungs-Ausgleicher geschaffen worden, der
außerdem nach allen Seiten den Gasdurchtritt von innen oder von außen bei voller
Gewährung des Wärmeausgleiches mit absoluter Sicherheit verhindert.
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Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
in schematischen Darstellungen wiedergegeben, und zwar zeigt F i g. 1 ein Längsschnitt
des Dampferzeugers mit waagerechtem Querzug, F i g. 2 und 3 den Wärmedehnungs-Ausgleicher
in Ruhestellung bzw. nach Inbetriebnahme des Kessels in vergrößertem Maßstab, F
i g. 4 einen Teilgrundriß gemäß Schnitt A-B in F i g. 3, F i g. S und 6 Einzelheiten,
ebenfalls in vergrößerter Darstellung.
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In F i g. 1 sind mit 1 die Kesselstutzen des als Zwangumlaufkessel
arbeitenden Dampferzeugers bezeichnet, bei dem sämtliche Wände aus miteinander verschweißten
Rohren bestehen und mit Wasser von annähernd Sattdampftemperatur durchflossen sind.
Ferner sind mit 2 der Feuerraum des Kessels, mit 3 dessen Strahlungsraum
und mit 4 der an diesen anschließende waagerechte Rauchgaszug mit den Berührungsheizflächen
5 benannt. Am oberen Querträger 7 ist die Rohrwand 6 des Feuerraumes 2 aufgehängt,
deren untere, im Bereich des Überganges zwischen Feuerraum 2 und Strahlungsraum
3 befindlichen Sammler bei 8, 8', 8" angedeutet sind. An einem mittleren Querträger
9 hängen die Rohrwand 10 des Strahlungsraumes 3 und die Rohrdecke 11 des waagerechten
Rauchgaszuges 4. Der obere Sammler der Rohrwand 10 ist mit 12 und der obere Sammler
der Rohrdecke 11 des Rauchgaszuges 4 mit 12"
benannt. Die einen
wesentlichen Teil des erfindungsgemäßen Wärmedehnungs-Ausgleichers bildenden, zwischen
den Sammler n8 und 12 bzw. 8' und 12' usw. befindlichen Platten sind mit 13 bezeichnet.
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In F i g. 2 bis 6 sind die entsprechenden Bauteile der F i g. 1 mit
den gleichen Bezugszeichen versehen. Die einzelnen Platten 13 stützen sich beidseitig
gleitend auf Halterungen 14 ab, die an die Sammler 8 und 12 vorzugsweise
angeschweißt sind. Für die gasdichte und gleichzeitig nachgiebige Abdichtung zwischen
den Platten 13 und den Halterungen 14 sind zweckmäßig bogenförmig
ausladende Federbleche 15
vorgesehen, die als Gelenke zwischen diesen Bauteilen
wirken und die Aufnahme der Wärmedehnungen, d. h. die Bewegung der Platten 13 aus
der Stellung gemäß F i g. 2 in die Stellung nach F i g. 3 bei bleibender Dichtigkeit
ermöglichen, also die Wärmedehnung der Rohre 6 bzw. dieser Rohrwand ohne nachteilige
Einwirkung auf andere Bauteile des Kessels gestatten. Zur Herstellung eines gasdichten
Abschlusses benachbarter Platten 13, sind diese mit abgewinkelten Rändern 16, eingelegten
Asbestschnüren 17 od. dgl. und Verschraubungen 18 versehen. Statt der Federbleche
15 kann auch wärmefestes, dichtes Gewebe Verwendung finden, aus dem auch der schräge
Stoß 19 und die Winkelstücke 20 gefertigt sein können.
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Es ist wichtig, daß der so aufgebaute Ausgleicher stets annähernd
auf der Temperatur der abzudichtenden Rohrwände gehalten wird, um gegenseitige Längsverschiebungen
zwischen den Wänden des Dampferzeugers und dem Ausgleicher und damit Undichtigkeiten
zu vermeiden.
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Mit 21 sind die urbeheizten, von dem Sammler 12
abgehenden
Austrittsrohre und mit 21' die urbeheizten, zu dem Sammler 8 führenden Eintrittsrohre
benannt. Zu den Rohren 6 des Feuerraumes 2, die zur Bildung eines gasdichten Raumes
22 für den Wärmedehnungs-Ausgleicher in Form einer Schleife bei gleichzeitigem dichtem
Anliegen an die Rohre 10 geführt sind, gehört die Isolierung 23, die eine
Rufheizung des Raumes 22 durch die Rauchgase verhindern soll. Die andere, zunächst
von den Rohren 10 getragene Isolierung 24 dient der Verhinderung der
Abkühlung des Raumes 22 durch die Raumluft, wozu diese Isolierung bei weiterem Umschließen
des Raumes 22 auf ihrem freien Ende 24' mit Hilfe einer Bewehrung 25 abgebogen ist
und nur einen schmalen Spalt gegenüber der Isolierung 23 zur Wärmedehnungsbewegung
der Rohrwand 6 frei läßt. Der Ausgleicherraum 22 soll nämlich auf der Temperatur
der abzudichtenden Rohrwand gehalten werden, um gegenseitige Längsverschiebungen
zwischen den Wänden und dem Ausgleicher und damit Undichtigkeiten zu vermeiden.
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Bei Inbetriebsetzung des Dampferzeugers werden durch Wasserumwälzung
alle Rohre zunächst gleichmäßig erwärmt. Die Höhenlage beispielsweise der Sammler
12, 12' usw. mit den Rohren 10 bzw. 11 und den urbeheizten
Austrittsrohren 21 ändert sich dabei nicht, während sich der Sammler 8, 8' usw.
mit seinen urbeheizten Rohren 21' und den Rohren 6 des Feuerraumes von der Lage
nach F i g. 2 infolge der Wärmedehnung der Rohrwand des Feuerraumes in die in F
i g. 3 veranschaulichte Stellung absenkt. Hierbei bleibt die Temperatur des Raumes
22, in dem sich der Kompensator 13 bis 20 befindet, an die Temperatur
der Sammler 8, 8' usw. und 12, 12' usw. durch die Rohre 10, 21, 21' und
6 sowie durch die Isolierungen 23, 24 und 24' angeglichen,
so daß eine gleich starke Längsdehnung der Sammler 8, 8' usw. und
12, 12'
usw. sowie des Kompensators 13 bis 20 gewährleistet ist.