DE1255228B

DE1255228B - Gas-tight hot sheet metal cladding for radiant steam generator

Info

Publication number: DE1255228B
Application number: DEM62217A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Mueller; Eugen Neubert
Original assignee: Maschinenfabrik Buckau R Wolf AG
Current assignee: BWS Technologie GmbH
Priority date: 1964-08-26
Filing date: 1964-08-26
Publication date: 1967-11-30

Description

Gasdichte warmliegende Blechverkleidung für Strahlungsdampferzeuger Die Erfindung betrifft eine gasdichte Blechverkleidung für Strahlungsdampferzeuger mit mehreren übereinander angeordneten ringförmigen, die Umfassungswände des Dampferzeugers allseitig umgebenden Blechmanschetten.Gas-tight hot sheet metal cladding for radiant steam generators The invention relates to a gas-tight sheet metal cladding for radiant steam generators with several ring-shaped, one above the other, the surrounding walls of the steam generator metal sleeves surrounding all sides.

Bei derarigen Dampferzeugern ist es, insbesondere bei der Verbrennung von schwefelhaltigen oder anderen aggressiven Brennstoffen, erforderlich, die Blechverkleidung vor korrosiven Angriffen der Rauchgase zu schützen.This is the case with such steam generators, especially in the case of combustion from sulphurous or other aggressive fuels, the sheet metal cladding is required to protect against corrosive attack by the smoke gases.

Zur Erfüllung dieser Erfordernisse ist es bekannt (deutsche Patentschrift 974 921), die gasdichte Blechverkleidung in den Bereich höherer Rauchgastemperaturen zu legen, und zwar in die isolierenden Umfassungswände hinein oder unmittelbar hiner die den Feuerraum auskleidenden Rohrwände, die dann aus dicht an dicht liegenden Rohren oder aus Flossenrohren gebildet sind. Eine derartig angeordnete gasdichte Blechverkleidung dehnt sich zufolge der starken Wärmeeinstrahlung nach allen Richtungen aus.To meet these requirements, it is known (German patent specification 974 921) to place the gas-tight sheet metal cladding in the area of higher flue gas temperatures, namely into the insulating surrounding walls or directly behind the pipe walls lining the combustion chamber, which are then made of closely spaced pipes or are formed from fin tubes. A gas-tight sheet metal cladding arranged in this way expands in all directions as a result of the strong heat radiation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die warmliegende Blechverkleidung allseitig dehnungsfähig auszubilden, d. h., daß sie sich sowohl nach allen Seiten in waagerechter Richtung als auch in lotrechter Richtung ausdehnen kann.The invention is based on the object of making the hot sheet metal cladding expandable on all sides, d. That is, that it can expand both horizontally and vertically in all directions.

Dabei geht die Erfindung von einem bekannten (deutsche Patentschrift 1145 294) Dampferzeuger aus, dessen Blechverkleidung aus ringförmigen Manschetten besteht, von denen mehrere übereinander gesetzt und fest miteinander verbunden sind.The invention is based on a known (German patent specification 1 145 294) steam generator whose sheet metal cladding consists of annular collars, several of which are placed on top of one another and firmly connected to one another.

Bei einer derartigen Blechverkleidung wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die oberen Enden der Blechmanschetten in der waagerechten Ebene allseitig beweglich aufgehängt und ihre unteren Enden über sich in der lotrechten Ebene dehnbaren, an sich bekannten Kompensatoren mit den nächstfolgenden Manschetten gasdicht verbunden sind.With such a sheet metal cladding, the object is achieved according to the invention solved in that the upper ends of the sheet metal sleeves in the horizontal plane suspended on all sides and their lower ends perpendicular to each other Level expandable, known expansion joints with the next following cuffs are connected gas-tight.

Die dadurch erzielten Vorteile bestehen darin, daß sich jede Manschette unabhängig von den benachbarten bei der Erwärmung ringförmig aufweiten und außerdem zufolge der Kompensatoren in ihrer Achsrichtung ausdehnen kann, ohne daß dabei die Isolierung oder die Blechverkleidung beschädigt wird.The advantages achieved in this way are that each cuff independently of the neighboring widen in the form of a ring when heated, and moreover according to the expansion joints can expand in their axial direction without the Insulation or sheet metal cladding is damaged.

Eine vorteilhafte Auffiängung der einzelnen ringförmigen Blechmanschetten besteht nach der Erfindung darin, daß die obere Aufhängung aus zwei oder mehreren mit der Manschette fest verbundenen Streben oder Zugstangen mit Kugelköpfen besteht, die in -am Kesselgerüst oder an der Rohraufhängung be-,festigten Kugelpfannen ruhen.An advantageous collection of the individual ring-shaped sheet metal collars is according to the invention that the upper suspension consists of two or more consists of struts or tie rods with ball heads firmly connected to the sleeve, the ball sockets attached to the boiler frame or to the pipe suspension rest.

An Stelle der kugelförmigen Aufhängung können die Zugstangen auch in im Kesselgerüst angebrachten Langlöchem oder an anderen verschiebbaren Einrichtungen aufgehängt werden, so, daß sich die Blechmanschetten waagerecht verschieben können.Instead of the spherical suspension, the tie rods can also in elongated holes in the boiler frame or on other movable devices be hung so that the sheet metal sleeves can move horizontally.

Bei einem in allen Richtungen dehnungsfähigen, gasdichten, die Umfassungswände eines Dampferzeugers allseitig umgebenden Blechmantel sind beispielsweise im waagerechten übergangszug Kreuzungspunkte nicht zu vermeiden, weil hier wenigstens vier Manschettenteile aneinanderstoßen. Damit auch an dieser Stelle der Blechmantel allseitig dehnungsfähig bleibt, schlägt die Erfindung weiterhin vor, daß der Blechmantel aus mehreren über- und nebeneinander angeordneten Blechmanschettenteilen besteht, die über Kompensatoren miteinander gasdicht verbunden, an ihren oberen Enden in der waagerechten Ebene allseitig beweglich aufgehängt sind und an den Kreuzungspunkten von vier Manschettenteilen einen in einer Ebene allseitig dehnbaren kreuzförmigen Kompensator aufweisen. Dieser kreuzförmige Kornpensator besteht aus vier Armen, die einen Doppel-U-förmigen Querschnitt aufweisen und am äußeren Ende in einen einfachen U-förmigen Querschnitt auslaufen und in der Mitte mit den benachbarten Armen über ein einfaches U-förmiges Verbindungsstück verbunden sind. Dieser kreuzförmige Kompensator ist in der Lage, die Wärrnedehnungen aufzunehmen, die in der Ebene gesehen aus vier Richtungen an einem Punkt zusammenlaufen, wobei die Anne in Richtung der die Manschettenteile verbindenden Kompensatoren verlaufen.In the case of a gas-tight, expandable in all directions, the surrounding walls of a steam generator on all sides surrounding sheet metal jacket are, for example, in the horizontal Transitional crossing points cannot be avoided because there are at least four cuff parts here butt against each other. So that the sheet metal jacket is also extensible on all sides at this point remains, the invention further proposes that the sheet metal jacket consists of several over- and sheet metal sleeve parts arranged next to one another, which have compensators connected to each other in a gas-tight manner, at their upper ends in the horizontal plane are suspended on all sides and at the intersection of four cuff parts have a cross-shaped compensator that is expandable on all sides in one plane. This cruciform Kornpensator consists of four arms that have a double U-shaped cross-section have and terminate at the outer end in a simple U-shaped cross-section and in the middle with the adjacent arms via a simple U-shaped connector are connected. This cross-shaped expansion joint is able to reduce the thermal expansion which converge at one point when seen from four directions in the plane, the lines running in the direction of the expansion joints connecting the cuff parts.

Ist beispielsweise bei einem großen Dampferzeuger der aufsteigende Feuergaszug so groß diinensioniert, daß die einzelnen ringförmigen Blechmanschetten aus fabrikationstechnischen Gründen nicht aus einem Stück hergestellt werden können, so können auch die einzelnen ringförmigen Manschetten unterteilt und an diesen Teilpunkten mit den erfindungsgemäßen kreuzförmigen Kompensatoren verbunden werden.For example, it is ascending in a large steam generator Fire gas flue dimensioned so large that the individual ring-shaped sheet metal sleeves the end For manufacturing reasons, not made from one piece can be divided, the individual ring-shaped cuffs can also be subdivided and at these partial points with the cross-shaped compensators according to the invention get connected.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung stellt die Zeichnung vereinfacht dar, und zwar zeigt Ab b. 1 einen Längsschnitt durch den Dampferzeuger, A b b. 2 eine vergrößerte Darstellung der Stelle A in Ab b. 1, Ab b. 3 eine vergrößerte Darstellung der Stelle B in Ab b. 1, A b b. 3 a eine vergrößerte Darstellung der Stelle D in Ab b. 3, Ab b. 4 einen Schnitt gemäß Linie A -B in Ab b. 1, A b b. 5 einen Schnitt gemäß Linie C-D in A b b. 1, Abb.6 bis 11 Einzelheiten des kreuzförmigen Kompensators der Stelle C in A b b. 1; dabei zeigt # b b. 6 einen Schnitt gemäß Linie E-F in A b b. 7, # b b. 7 eine Draufsicht auf A b b. 6, # b b. 8 bis 10 Schnitte gemäß der Linien a, b, c in Ab b. 7, Ab b. 11 ein Raumbild des kreuzförmigen Kornpensators.An embodiment of the subject matter of the invention is shown in a simplified manner in the drawing, namely from b. 1 shows a longitudinal section through the steam generator, A b b. 2 shows an enlarged illustration of point A in FIG. B. 1, from b. 3 shows an enlarged illustration of point B in FIG. B. 1, A b b. 3 a shows an enlarged view of point D in FIG. B. 3, from b. 4 shows a section along line A- B in Ab b. 1, A b b. 5 shows a section along line CD in A b b. 1, Fig. 6 to 11 Details of the cross-shaped compensator of point C in A b b. 1; shows # b b. 6 shows a section along line EF in A b b. 7, # b b. 7 is a plan view of A b b. 6, # b b. 8 to 10 cuts according to lines a, b, c in Fig b. 7, from b. 11 is a three-dimensional image of the cross-shaped compensator.

Ab b. 1 zeigt einen Längsschnitt und im oberen Teil im Bereich des waagerechten übergangszuges eine Außenansicht der seitlichen Kesselwand. Von dem im Kesselgerüst 1 abgestützten Dampferzeuger ist nur das Fallrohrsystem mit der Trommel 2 und den Fallrohren 3 dargestellt. An den Fallrohren 3 ist die äußere gasdichte Blechummantelung 4 mittels der Rohraufhängung 5 dargestellt. Der aufsteigende Feuergaszug 6 ist von mehreren ringförinigen Manschetten 4 a, 4 b, 4 c usw. umgeben, die über Konipensatoren 7 und Verstärkungselemente 8 miteinander verbunden sind. Der mit Mauerwerk 10 ausgemauerte absteigende Rauchgaszug 9 ist ebenfalls von einem manschettenförmigen Blechmantel 11 umgeben. Die einzelnen Blechmanschetten 11 a, 11 b usw. sind mit oberen Aufhängungen 12 versehen, die am Kesselgerüst 1 befestigt sind, wobei die einzelnen Manschetten über Kompensatoren 13 und Versteifungselemente 14 miteinander verbunden sind. Im Bereich des waagerechten übergangszuges 15 lassen sich einteilige ringförmige Manschetten nur sehr schwer anbringen. Aus diesem Grund sind die Manschetten unterteilt und an ihrem Kreuzungspunkt mit einem kreuzförinigen Kompensator 16 versehen (Stelle C in Ab b. 1). Die Manschettenteile 17-20 stoßen dabei an dem Kreuzungspunkt zusammen und sind weiterhin jeweils mit den Kompensatoren 21-24 untereinander verbunden. Die Arme des kreuzförmigen Kompensators 16 verlaufen dabei in Richtung der Kompensatoren 21-24. From b. 1 shows a longitudinal section and, in the upper part, in the area of the horizontal transition pass, an external view of the lateral boiler wall. Of the steam generator supported in the boiler frame 1 , only the downpipe system with the drum 2 and the downpipes 3 is shown. The outer gas-tight sheet metal casing 4 is shown on the downpipes 3 by means of the pipe suspension 5. The rising flue gas flue 6 is surrounded by several ring-shaped cuffs 4 a, 4 b, 4 c, etc., which are connected to one another by means of Konipensatoren 7 and reinforcing elements 8. The descending flue 9 , lined with masonry 10, is also surrounded by a sleeve-shaped sheet metal jacket 11 . The individual sheet metal collars 11 a, 11 b etc. are provided with upper suspensions 12 which are fastened to the boiler frame 1 , the individual collars being connected to one another via compensators 13 and stiffening elements 14. In the area of the horizontal transition cable 15 , one-piece annular collars can only be attached with great difficulty. For this reason, the cuffs are divided and provided with a cross-shaped compensator 16 at their intersection (point C in Fig. B. 1). The cuff parts 17-20 collide at the intersection and are still connected to one another by means of the compensators 21-24. The arms of the cross-shaped compensator 16 run in the direction of the compensators 21-24.

Nach A b b. 2 ist die Rohraufhängung 5 für die Fallrohre 3 über Aufhängeeinrichtungen 25 und 26 mit Querträgern 27 am Kesselgerüst 1 befestigt. Im übrigen sind die Manschetten 4 mit ihrem oberen Versteifungseleinent 8 a fest mit dem Fallrohr 3 verbunden, und das untere Versteifungselement 8b ist über einen Kompensator 7 mit dem nächsten fest mit dem Rohr 3 verbundenen Versteifungselernent 8a verbunden. Zufolge dieser Anordnung kann jetzt der Blechmantel mit seinen Manschetten 4 die gleiche Wärmedehnung ausführen wie das Fallrohrsystern 3, ohne dabei schädliche Wirkungen für den Blechmantel selbst oder die daran befestigte Isolierung 28 hervorzurufen. Die Isolierung 28 ist mit dem Blechmantel 4 verbunden und in ihrer Dicke entsprechend der Feuerraumtemperatur ausgebildet. Die Isolierung 28 ist mit einem weiteren äußeren Isolierabschlußmantel 29 versehen, der aus einer Isoliermatte mit einem Zinkblech od. dgl. bestehen kann. Im Bereich der Aufhängung 5 kann die Isolierung 28 mit dem Abschlußmantel 29 auch gerade, wie strichpunktiert dargestellt, durchgeführt werden, so daß die Aufhängung zwar warm, aber außerhalb des Rauchgasstromes angeordnet ist und somit die gleiche Temperatur wie das Rohrsystem selbst und die Blechverkleidung annimmt. Diese Maßnahme hat wiederum den Vorteil, daß auch die Rohraufhängung den gleichen Wärmedehnungen wie das Rohrsystem und der Blechmantel unterworfen ist.According to A b b. 2, the pipe suspension 5 for the downpipes 3 is attached to the boiler frame 1 via suspension devices 25 and 26 with cross members 27. In addition, the sleeves 4 are fixedly connected with their upper Versteifungseleinent 8 a with the drop tube 3, and the lower stiffening element 8b is connected via a compensator 7 having the next fixed to the tube 3 Versteifungselernent 8a. As a result of this arrangement, the sheet metal jacket with its sleeves 4 can now perform the same thermal expansion as the downpipe system 3 without causing any harmful effects for the sheet metal jacket itself or the insulation 28 attached to it. The insulation 28 is connected to the sheet metal jacket 4 and its thickness is designed according to the furnace temperature. The insulation 28 is provided with a further outer insulating jacket 29 , which can consist of an insulating mat with a zinc sheet or the like. In the area of the suspension 5 , the insulation 28 with the closing jacket 29 can also be carried out straight, as shown in dash-dotted lines, so that the suspension is warm but outside the flue gas flow and thus assumes the same temperature as the pipe system itself and the sheet metal cladding. This measure in turn has the advantage that the pipe suspension is also subjected to the same thermal expansion as the pipe system and the sheet metal jacket.

Nach Ab b. 3 ist die Manschette 11 a an ihrem oberen Ende mit einer Versteifungsrippe 14 b und an ihrem unteren Ende mit einer Versteifungsrippe 14a versehen. Außerdem ist die Manschette lla an ihrem oberen Ende mit einer Strebe 30 und einer Zugstange 31 versehen, die an ihrem oberen und unteren Ende Kugelköpfe 32 aufweist, die in Kugelpfannen 33 ruhen, die einerseits am Querbalken 34 des Gerüstes 1 und andererseits an der Strebe 30 befestigt sind. Mit dieser kugelförmigen Aufhängung kann sich jetzt die Manschette lla in waagerechter Richtung allseitig bewegen. Die Strebe 30 ist zufolge der Zugstange 31 in ihrer Höhenlage genau ßxiert, so daß auch die obere Kante der Manschette 11 a mit der Versteifungsrippe 14 b in der Höhenlage genau festliegt. Damit sich die Manschette aber in lotrechter Richtung ausdehnen kann, ist zwischen der unteren Versteifung 11 a der Manschette 11 a und der oberen Versteitung 11 b der Manschette 11 b ein Kompensator 13 angeordnet. Damit ist auch in lotrechter Richtung eine Dehnungsmöglichkeit der Manschette 11 a gegenüber dem oberen Festpunkt der nächstfolgenden Manschette 11 b gewährleistet. Die Manschetten 11 können entweder dicht oder unter Zwischenschaltung eines Luftspaltes an das Mauerwerk 10 herangelegt werden. In jedem Fall muß dafür gesorgt werden, daß die Temperaturen der Blechmanschetten in gen Höhenlagen die gleichen sind. Dazu kann auch die Ausmauerung 10 in ihrer Dicke von oben nach unten abnehmen. Entsprechend der Temperatur der Blechmanschetten 11 ist auch die Isolierung 35 anzuordnen.After Ab b. 3 , the cuff 11 a is provided at its upper end with a stiffening rib 14 b and at its lower end with a stiffening rib 14 a. In addition, the cuff 11a is provided at its upper end with a strut 30 and a tie rod 31 , which has ball heads 32 at its upper and lower end, which rest in ball sockets 33 , which on the one hand on the crossbeam 34 of the frame 1 and on the other hand on the strut 30 are attached. With this spherical suspension, the cuff lla can now move in a horizontal direction on all sides. The strut 30 is exactly ßxiert in its height position according to the tie rod 31 , so that the upper edge of the sleeve 11 a with the stiffening rib 14 b is exactly fixed in the height position. However, so that the cuff can expand in the vertical direction, a compensator 13 is arranged between the lower reinforcement 11 a of the cuff 11 a and the upper reinforcement 11 b of the cuff 11 b. This also ensures that the cuff 11 a can expand in the vertical direction with respect to the upper fixed point of the next cuff 11 b. The cuffs 11 can be placed against the masonry 10 either tightly or with the interposition of an air gap. In any case, it must be ensured that the temperatures of the sheet metal sleeves are the same at high altitudes. For this purpose, the lining 10 can also decrease in thickness from top to bottom. The insulation 35 is also to be arranged in accordance with the temperature of the sheet-metal sleeves 11.

Der kreuzförmige Kompensator 16 besteht aus vier Doppel-U-förmigen Armen 36-39, die in einfache U-förmige Stücke 40-43 auslaufen. Die Doppel-U-Arme 36-39 sind mittels einfacher U-förmiger Verbindungsstücke 44-47 unter einem stumpfen Winkel miteinander verbunden, so daß in der Mitte des kreuzförmigen Kompensators kein Festpunkt verhanden ist. Der errindungggemäße kreuzförmige Kompensator ermöglicht beispielsweise eine lotrechte Ausdehnung der Manschettenteile 18 und 19 und gleichzeitig eine waagerechte Ausdehnung der Teile 17 und 18, d. h., daß in Zeichenebene der Ab b. 7 gesehen, die Manschettenteile 19 und 18 nach unten wandern und die Teile 17 und 18 sich nach reets ausdehnen können. Diese Maßnahme bedeutet wiederum, daß der Manschettenteil 18 sich in einer aus der waagerechten und der lotrechten Ausdehnung ergebenden resultierenden Richtung ausdehnen kann. Somit ist auch der Kreuzungspunkt ohne jeglichen Festpunkt und auch an dieser Stelle in allen Richtungen dehnungsfähig.The cross-shaped compensator 16 consists of four double U-shaped arms 36-39 which terminate in simple U-shaped pieces 40-43. The double U-arms 36-39 are connected to one another by means of simple U-shaped connecting pieces 44-47 at an obtuse angle, so that there is no fixed point in the center of the cross-shaped compensator. The cruciform compensator according to the invention enables, for example, a vertical expansion of the sleeve parts 18 and 19 and, at the same time, a horizontal expansion of the parts 17 and 18, ie. that is, in the plane of the drawing, the ab b. 7 seen, the cuff parts 19 and 18 migrate down and the parts 17 and 18 can expand to reets. This measure in turn means that the sleeve part 18 can expand in a direction resulting from the horizontal and the vertical expansion. Thus, the crossing point is also expandable in all directions without any fixed point and at this point as well.

Die Erfindung ist nicht an das dargestellte Ausführungsbeispiel gebunden. So ist es ohne weiteres denkbar, auch die Vorder- und Rückwand 48 und 49 des absteigenden Rauchaaszuges 9 mit unterteilten Man-C im schetten auszurüsten und die Manschetten 11 an ihren Kreuzungspunkten mit den kreuzförmigen Kompensatoren 16 zu versehen. Ebenso ist es denkbar, daß auch die Manschetten 4 unterteilt und an den Kreuzungspunkten mit den Kompensatoren 16 versehen werden.The invention is not bound to the illustrated embodiment. So it is easily conceivable to equip the front and rear walls 48 and 49 of the descending smoke outlet 9 with subdivided Man-C in the cuffs and to provide the cuffs 11 with the cross-shaped compensators 16 at their intersection points. It is also conceivable that the cuffs 4 are also subdivided and provided with the compensators 16 at the crossing points.

Claims

Claims: 1. Gas-tight sheet metal cladding for radiant steam generators with several ring-shaped sheet metal collars that are arranged one above the other and surround the surrounding walls of the steam generator on all sides, characterized in that the upper ends (8 a, 14 b) of the sheet metal collars are suspended on all sides in the horizontal plane and their lower ends ( 8 b, 14 a) are connected in a gas-tight manner to the next following cuffs by means of compensators (7, 13) which are expandable in the vertical plane and which are known per se.

2. Sheet metal cladding according to claim 1, characterized in that the upper suspension consists of two or more struts (30) and tie rods (31) with ball heads (32) firmly connected to the sleeve, which are in the boiler frame (1) or on the pipe suspension (5) attached ball sockets (33) rest. 3. Sheet metal cladding according to claim 1 and 2, characterized in that the sheet metal jacket consists of a plurality of sheet metal sleeves (17-20) arranged one above the other and connected to one another in a gastight manner via compensators (21-24) at their upper ends in the horizontal plane are suspended on all sides so as to be movable and have a cross-shaped compensator (16) that is expandable on all sides in the plane at the intersection points of four sleeve parts (17-20). 4. Sheet metal cladding according to claim 3, characterized in that the four arms (36-39) of the cross-shaped compensator (16) have double-U-shaped cross-section and at the outer end in a simple U-shaped cross-section (40-43) expire and are connected in the middle with the neighboring arms via a simple U-shaped connector (44-47). 5. Sheet metal cladding according to claim 3 and 4, characterized in that the U-shaped connecting pieces (44-47) connect two adjacent arms (36-39) at an obtuse angle. Considered publications: German Patent Nos. 1 145 294, 975 739, 966 996, 1018 575, 1107 875; German utility model No. 1 744 080; U.S. Patent No. 3,078,830.