DE1751635A1 - Dampferzeuger mit durch Strahlung und durch Beruehrung beheizten Heizflaechen - Google Patents

Description

P 17 51 635.7-13 Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiz

Dampferzeuger rait durch Strahlung und durch Berührung beheizten

. Heizflächen

Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger mit durch Strahlung und durch Berührung beheizten Heizflächen, bei dem mindestens ein Teil der Berührungsheizflachen aus mehreren parallelen, in £ Richtung des Rauchgasstromes angeordneten Rohrtafeln besteht.

Dampferzeuger dieser Art haben die Eigenschaft, dass die Verteilung des Wärmeüberganges auf das die Heizflächen durchströmende Arbeitsmittel sich längs des Rauchgasweges lastabhängig verändert. Während bei Vollast des Dampferzeugers das Rauchgas einen bestimmten grossen Teil der Wärme aus der Brennkammer in die Berührungsheizflachen.trägt, verringert sich dieser Teil mit kleiner werdender Last. Dies bedingt, dass '■'■:. ·■- zum Konstanthalten der End-Temperatur ' des aus dem Dampferzeuger austretenden Dampfes Regelmittel zum Verändern der Verteilung des Wärmeüberganges längs des Rauchgasweges oder zum Zuführen von Einspritzwasser vorgesehen werden müssen. Enthält der Dampferzeuger noch Zwischenüberhitzer, so ist für jeden von ihnen ein weiteres derartiges Regelmittel notwendig.

Die bekannten Regelmittel bestehen zum Beispiel aus in den Arbeitsmittelstrom eingeschaltete Ventile oder Klappen, mit deren Hilfe ein Teil des Arbeitsmittelstromes um mindestens einen Teil der

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beheizten Heizflächen herumgeführt wird. In ähnlicher Weise wirken im Rauchgaszug angeordnete Rauchgasklappen. Ein weiteres bekanntes Regelmittel besteht in der Verwendung von Schwenkbrennern, mit deren Hilfe das Feuer in der Brennkammer in axialer Richtung verlagert werden kann. Als weiteres Regelmittel ist die Rauchgasumwälzung bekannt, bei der dem Rauchgaszug entnommenes Rauchgas in die Brennkammer eingeführt wird. Die erwähnten Ventile oder Klappen im Arbeitsmittelstrom sind kostspielig und bedingen überdies teure und sperrige Sammler und Verteiler. Bei der Anwendung von Rauchgasklappen müssen zusätzliche Heizflächen und/oder besondere Durchströmkanäle vorgesehen werden; sie ergeben ausserdem zusätzlichen und zur Verbesserung der Wärmeübergangszahl nicht verwendbaren Druckabfall des Rauchgases. Die Rauchgasumwälzung benötigt ein zusätzliches Gebläse, das der Verschmutzung unterliegt und zusätzliche Energie verbraucht. Die an sich vorteilhaften Schwenkbrenner sind nicht für alle Brennstoffe brauchbar; sie genügen allein auch nicht, wenn mehrere Temperaturen zu regeln sind, beispielsweise die des überhitzten Hochdruckdampfes und die des zwischen· überhitzten Niederdruckdampfes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dampferzeuger der eingangs genannten Art mit einem Regelmittel zu versehen, das mit geringem baulichen Aufwand, geringem Platzbedarf und ohne wärmeübertragungsmässig nicht ausnutzbaren Druckabfall die rauchgasseitige Wärmeübertragung an mindestens einer Berührungsheizfläche einzustellen gestattet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst

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durch eine derartige Anordnung der Rohrtafeln, dass zum Verändern der Wärmeübertragung vom Rauchgas an das die Rohrtafeln durchströmende Arbeitsmittel der gegenseitige Abstand der Rohrtafeln verstellbar ist. Durch dieses Verstellen des gegenseitigen Abstandes der Rohrtafeln wird auf einfache Weise die Wärmeübertragung im gewünschten Sinne verändert_s ohne dass dabei störungsanfällige Teile verwendet werden. ■

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bestehen die Rohrtafeln je aus mindestens einem schlangenförmig gewundenen Rohr, und sind derart ausgebildet_s dass sie jeweils paarweise in dieselbe Ebene bewegbar und aus dieser Ebene herausbewegbar sind. Diese.Ausführungsform ist hinsichtlich der Veränderung des Wärmeüberganges besonders wirksam, indem bei aus der gemeinsamen Ebene herausbewegten Rohrtafeln die vom Rauchgas quer angeströmte Rohrfläche vergrössert wird.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden.in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Dampferzeuger im Vertikalschnitt ,

Fig. 2 in detaillierter Darstellung einen Längsschnitt eines Teils des horizontalen Rauchgaszuges des Dampferzeugers nach Fig. 1,

Fig. 3 und 4, Schnitte entsprechend den Linien A-B bzw. C-D in Fig. 2 ·

Fig. 5 eine der Darstellung in Fig. 4 entsprechende Darstellung mit

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verändertem Abstand der Rohrtafeln und

Fig. 6 eine AusfUhrungsvariante in der Darstellung gemäss Fig. 2 entsprechender, jedoch schematischer Darstellung.

Gemäss Fig.· 1 weist der als ganzes mit 50 bezeichnete Dampferzeuger strahlungsbeheizte Heizflächen 51 und 52 auf, die wie üblich in der Brennkammer 57 angeordnet sind, sowie berUhrungsbeheizte Heizflächen 53, 54, 55 und 56, die im horizontalen Rauchgaszug 58 bzw. im absteigenden Rauchgaszug 59 angebracht sind. Die Heizfläche 56 bildet einen Economiser und die Heizfläche 51 einen Verdampfer. Die Heizflächen 52 - 55 sind Ueberhitzer und gegebenenfalls Zwischen-Uberhitzer. Erfindungsgemäss ist die Heizfläche 53 so ausgebildet, dass der Wärmeübergang vom Rauchgas an das Arbeitsmittel verändert werden kann.

Gemäss Fig. 5 besteht die Heizfläche 53 aus mehreren, Über den Querschnitt des Zuges 58 gleichmässig verteilten Rohrtafeln 3 und 4, die zueinander parallel und in Richtung des Rauchgasstromes angeordnet sind; der Rauchgasstrom ist in Fig. 2 und 3 durch die Pfeile 12 angedeutet. Gemäss Fig. 2 - 4, in denen jeweils eine Rohrtafel 3 und eine Rohrtafel 4 in einer gemeinsamen Ebene liegend entsprechend einem anderen Betriebszustand des Dampferzeugers dargestellt sind, besteht jede Rohrtafel 3 aus einem schlangenförmig gewundenen Rohr. In ähnlicher Weise besteht jede Rohrtafel 4 aus einem schlangenförmig gewundenen Rohr, dessen Umkehrbogen 9 etwas aus der Tafelebene herausgebogen sind. Die Schlangenwindungen der Rohrtafeln 3 sind oben· an einer gemeinsamen Traverse 5 und unten an einer gemeinsamen Traverse 6 befestigt. In gleicher Weise •sind, die Schlangenwindungen der Rohrtafeln 4 an einer oberen Traverse 7 und an einer unteren Traverse 8 befestigt. Jede Rohrtafel 3 bzw. 4 ist an Rohrabschnitten 3» bzw, 4· aufgehängt_t die die aus

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Blech bestehende Rauchgaszugdecke 2 durchdringen und mit dieser verschwelest sind. Entsprechend sind am anderen, nicht gezeigten Ende jeder Rohrtafel 3 bzw. 4 die Rohrabschnitte nach oben aus dem Rauchgaszug 58 herausgeführt und zur Aufhängung benutzt. ■ ·

Die die Schlangenwindungen verbindenden Traversen 5 aller Rohrtafeln 3 sind über zwei Stangen 15 miteinander verbunden, von denen hier nur eine gezeigt ist. In gleicher Weise sind auch die unteren Traversen 6 aller Rohrtafeln 3 durch zwei Stangen 17 und die oberen Traversen 7 der Rohrtafeln 4 und deren unteren Tra- ^f versen 8 durch je zwei Stangen 16 bzw. 18 miteinander verbunden. Die Stangen 15 -.18 sind durch die eine Seitenwand 1 des-Rauchgaszuges.' 58 herausgeführt und an dreiarmigen Hebeln 20 und 21 derart angeschlossenj dass dem Hebel 20 die oberen Stangen ΐ5 und 16 und dem Hebel 21 die unteren Stangen 17 und 18 zugeordnet sind. Die um Achsen 26 bzw. 27 schwenkbaren Hebel 20 und 21 sind untereinander über eine Stange 22 verbunden, deren eines Ende verlängert ist und die Kolbenstange eines von einem Druckmittel beaufschlagten Servokolbens 23 bildet. In der in Fig. 4 gezeichneten einen End stellung M des Kolbens 23 befinden sich die geraden Rohrabschnitte jeweils zweier Rohrtafeln 3, 4 in einer gemeinsamen Ebene. Wird durch eine Leitung 24 auf die Oberseite des Servokolbens 23 Druckmittel gegeben, so bewegt sich der Kolben 23 in seine andere Endstellung, und die dreiarmigen Hebel 20 und 21 nehmen die in Fig. 5 gezeigte Stellung ein. Die Stangen 15 und 16 bzw. 17 und 18 bewegen sich dabei in entgegengesetzten Richtungen, wobei die zuvor in einer gemeinsamen Ebene befindlichen Rohrtafeln 3 und 4 aus dieser gemeinsamen 'Ebene her atisbewegt werden. Es bietet sich nunmehr dem durchströmen-

den-.Rauchgas eine andere Anordnung der WärmeUbertragraigsflache als

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vorher dar, so dass/Rauchgas eine grössere Wärmemenge als vorher entzogen wird. Somit wird durch Verändern des gegenseitigen Abstandes der Rohrtafeln - es sind auch Zwischenstellungen möglich - die Wärmeübertragung von dem Rauchgas an das die Rohre durchströmende Arbeitsmittel verändert und beispielsweise die End-Temperatur des aus dem Dampferzeuger austretenden Heissdampfes beeinflusst. In diesem Falle wird also die Druckmittelzufuhr zum Servokolben in Abhängigkeit eines entsprechend angebrachten Temperaturfühlers gesteuert.

Gemäss Fig. 6 sind die Rohrtafeln 3 und 4 wiederum aus je einer Rohrschlange aufgebaut, deren Windungen oben und unten an Traversen befestigt sind, wie dies bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 beschrieben ist. In Fig. 6 sind der besseren Uebersicht wegen nur die Traversen 7 und 8 dargestellt, an denen die Rohrtafeln 4 befestigt sind. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind die Rohrtafeln nicht an den Rohrabschnitten 3¹ vnd 4· aufgehängt, sondern an Flacheisen 61, die mit ihren oberen-Enden an der Rauchgaszugdecke 2 und mit ihren· unteren Enden an der unteren Traverse 8 angeschweisst sind. Im übrigen ist dieses Ausführungsbeispiel wie das nach Fig. 2-4 ausgebildet, so dass je nach der Stellung des Servokolbens 23 die geraden Rohrabschnitte jeweils zweier Rohrtafeln 3 und 4 in einer gemeinsamen Ebene liegen oder durch relative Bewegung zueinander aus der gemeinsamen Ebene herausgerückt sind. Es ist nicht notwendig, dass beide Rohrtafeln bewegt werden, vielmehr ist es auch möglich, die eine Rohrtafel festzuhalten und nur die andere aus der gemeinsamen Ebene herauszubewegen. Ferner ist es möglich, jede Rohrtafel aus mehr als einer Rohrschlange aufzubauen.

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Nach einer anderen_s nicht dargestellten Ausfiihrungsform, ist jeweils einer räumlich fest angeordneten Rohrtafel mindestens eine verstellbar angeordnete Rohrtafel zugeordnet.

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Claims (6)

Patentansprüche

1. Dampferzeuger mit durch Strahlung und durch Berührung beheizten Heizflächen, bei dem mindestens ein Teil der Berührungsheizflächen aus mehreren parallelen, in Richtung des Rauchgasstromes angeordneten Rohrtafeln besteht, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung der Rohrtafeln (3,4), dass zum Verändern der Wärmeübertragung vom Rauchgas an das die Rohrtafeln durchströmende Arbeitsmittel der gegenseitige Abstand der Rohrtafeln (3,4) verstellbar

ist.

2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils einer.räumlich fest angeordneten Rohrtafel mindestens eine verstellbar angeordnete Rohrtafel zugeordnet ist.

3. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrtafeln (3,4) je aus mindestens einem schlangenförmig gewundenen Rohr bestehen und derart ausgebildet sind, dass sie jeweils paarweise in dieselbe Ebene bewegbar und aus dieser Ebene heraus-

fe bewegbar sind.

4. Dampferzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlangenwindungen der einen Rohrtafel (3) mit mindestens einer Traverse (6) und die Schlangenwindungen der anderen Rohrtafel (4) mit mindestens einer anderen Traverse (8) verbunden sind und dass zur Verstellung des gegenseitigen Abstandes der Rohrtafeln (3,4) an einander entsprechenden Traversen angreifende Stangen (17, 18) vorgesehen sind.

5. Dampferzeuger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stangen (17,18) über einen dreiarmigen Hebel (21) an einem Steli-

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motor (23) angeschlossen sind. '

6. Dampferzeuger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmotor (23) in Abhängigkeit von einer Arbeitsmitteltemperatur beeinflusst ist.

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