DE1776212A1

DE1776212A1 - Zwangsdurchlauf-Dampferzeuger mit mehrere Durchlaeufe bildender Feuerraumwandung

Info

Publication number: DE1776212A1
Application number: DE19651776212
Authority: DE
Inventors: Weber Frederick Henry; Pai Robert Hsien; Gorzegno Walter Paul
Original assignee: Foster Wheeler Inc
Current assignee: Foster Wheeler Inc
Priority date: 1964-05-27
Filing date: 1965-05-25
Publication date: 1972-04-27
Also published as: GB1114441A; GB1114443A; US3368534A; FR1444296A; DE1426702A1; GB1114444A; GB1114442A

Description

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t8, Juni 1971

P 14-26 702.8-13 !ErA
Unser Zeichen: ff 1671

Foster Wheeler Corporation, livingston/K.J. (V.St.A.)

"Zwangsdurchlauf-Dampferzeuger mit mehrere Durchläufe bildender Feuerraumwandung"

Die Erfindung "betrifft einen Zwangsdurchlauf-Dampferzeuger mit einem Durchlaufsystem, daß aus einer Anzahl von die Feuerraumwände bildenden Durchlaufrohren besteht und obere und untere Abschnitte aufweist, wobei die Durchlaufrohre miteinander zu einem im wesentlichen gasdichten Mantel verschweißt sind und mit einer Brenneranordnung im unteren Teil des Mantels wenigstens in der Yorder-oder der Rückwandfläche versehen ist.

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Das "Benson-Prinzip", das beheizte Steigrohrdurchgänge aufweist, die mit micht beheitzten Fallrohren zu einer geschlossenen Wandkonstruktion verbunden sind, hat für Umlaufdampferzeuger in Europa, in den Vereinigten Staaten und in Japan eine weite Anwendung gefunden. In Europa wird dieses "Benson-Prinzip" üblicherweise mit einer | Mantelkonstruktion verwendet, in welcher die die Brennerkammer umgebenden Rohre oder Rohrwände in einem Metallmantel und in einer Isolierabdeckung liegen, die eine gasdichte Konstruktion bilden.

Die Erfindung bedient sich des "Benson-Prinzips" in geschlossener Konstruktion, wobei die geschlossenen Kreisläufe derart gelegt sind, daß ein kontinuierliches Schweissen die Rohre in der Brennkammer über ihre Länge durchgehend verschweißt werden können, so daß eina in bezug auf Festigkeits- und Konstruktionskriterien zufriedenstellende gasdichte Rippenrohrwand gebildet wird.

Es ist bei der Konstruktion von aus Rohren geschweißten Kesselwänden, die einen Erhitzerraum für das Medium einer Zwangsumlauf-Dampferzeugeranlage umgeben, bekannt, die Strömungskreise der Umfassungswand von oben nach unten und wieder naoh oben verlaufen, in sich um den Umfang der Anlage kontinuierlich wiederholendem Muster anzuordnen. Die Wärmeaufnahme des Mediums jedes einzelnen Kreises ist je-

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doch notwendigerweise so hoch, daß ein konstanter Betrieb einer Gasrückzirkulationspumpe erforderlich ist, um die Wärmeaufnahme des Kesselkreislaufes zu begrenzen. Darüber hinaus erfordert der Auf-Ab-Auf-Kreislauf zur Erzeilung einer im Hinblick auf die Stabilität und Sensibilität zufriedenstellenden Kreislaufströmung im allgemeinen eine höhere Geschwinigkeit des Mediums als ein gerader Aufwärtsstrom. ™

Eine andere bekannte Anlage zeigt teilweise versehweilte Umfassungswände des Erhitzerraumes für das Medium einer Zwangsumlaufdampferzeugeranlage, wobei in den Umfassungswänden zwei nach oben strömende Durchgänge liegen. Der erste Steigstromdurchgang enthält unterkühltes Medium und der zweite Steigstromdurchgang enthält das Medium in Flüssigkeits-Dampf-Phase. Die beiden Durchgänge sind alternierend um den Umfang des i Kessels in der Brennerzone angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch die Brennerzone ausgekleidet und nur die verbleibende Kesselfläche verwendet eine ganz geschweißte Wandkonstruktion. Die völlig geschweißte Wandkonstruktion kann nicht bis in die Brennerzone verlaufen, da die Wärmeaufnahme des Mediums bei jedem Durchgang in der Brennerzone so hoch ist, daß eine die

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Gefahr eines Bruches der Wandung mit sich bringende Temperaturdifferenz zwischen nebeneinder liegenden Rohre auftritt.

Ein wesentliches Problem bei· einer derartigen Konstruktion von Rohrwänden für den Feuerraum bei Dampferzeugern besteht in der sehr unterschiedlichen Wärmebelastung der einzelnen Wandflächen durch die unterschiedliche Wärmeverteilung im Feuerraumquerschnitt, infolge der Brenneranordnung sowie durch den unterschiedlichen Wärmeübergang in das Dampfwassergemisch, welches mit dem Anteilsverhältnis der beiden Zustandsformen sich in weiten Grenzen ändert.

Dies führt insbesondere bei hohen Kesseln zu der Notwendigkeit, die einzelnen Abschnitte der Rohrwand ge- ^ sondert gegeneinander bewegbar aufzuhängen, um die unterschiedlichen Wärmedehnungen zu kompensieren.

Insbesondere ist dieses Problem dann schwierig, wenn Rohre mit unterschiedlichem Zustand des Dampfwassergemisches abwechselnd nebeneinander angeordnet werden sollen, da dann die Längendehnung nebeneinander liegender Rohre unterschiedlich wird und die Rohre sich gegeneinander bewegen.

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Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine derartige Rohrwand für den Feuerraum eines Zwangsdurchlauf-Dampferzeugera zu schaffen, bei der die thermische Belastung aller Rohre unabhängig von der Lage im Feuerraum und unabhängig vom Wärmeübergang des Mediums soweit gleichförmig ist, daß die Unterschiede der thermischen Längenänderung vernachlässigbar sind und nebeneinanderliegende Rohre mit Medien unterschiedlicher Wärmeübergangszahl zu einer gasdichten Rohrwand miteinander verschweißt werden können und bei welcher die Aufhängung der Feuerraumwandung vereinfacht ist.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die oberen und unteren Abschnitte der Feuerraumwände sich aus einer Anzahl von in Serie hintereinander liegenden Gruppen zusammensetzen, deren jede einen solchen Anteil an der Feuerraumrohrwand einnimmt, daß bei dem sich ergebenden Wärmedurchgang in Abhängigkeit von der Temperaturverteilung im Feuerraum und dem Wärmeübergang in das Dampf-Wassergemisch aich eine etwa gleichbleibende mittlere Rohrwandtemperatur in allen Gruppen einstellt, wobei die Rohre übereinanderliegender Durchgänge vertikal über einen Teil ihrer

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Höhe miteinander verzahnt, zwischeneinander verlaufend angeordnet sind."

Es ist zwar bekannt, zur Erzielung einer längeren Zwangszirkulation des Mediums in der Feuerraumwand nicht nur Rohrschlangen anzuordnen, sondern auch die Rohre der Rohrwand in Gruppen zu unterteilen und diese Gruppen in Reihe hintereinander zu schalten. Bei dieser bekannten Anordnung treten jedoch ebenfalls die oben geschilderten Probleme auf, d.h. die Wärmebelastung der Rohre hängt von dem Zustand des Mediums und der Lage im Feuerraum ab, so daß die Rohre sich unterschiedlich thermisch dehnen.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung dagegen kann durch entsprechende Auswahl der Heizfläche und Anordnung ins Feuerraum entsprechend dem Wärmetibergang in das Medium der Wärmedurchgang durch bzw. die Wärmeabführung aus den Rohren so gesteuert werden, daß die mittlere Temperatur aller Rohre im ganzen Feuerraum etwa gleich ist, d.h. in jeder Querschnittsebene des Feuerraums die Rohre etwa gleiche Temperatur haben.

Die Erfindung macht es ferner möglich, die Anlage für höhere Strömungsgeschwindigkeiten des Mediums im unteren Teil des Kessels mit hohen Wärmeübergangswerten

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auszulegen, während geringe Strömungsgeschwindigkeiten im oberen Kesselabschnitt mit relativ geringem Wärmeübergang möglich sind, wobei die Geschwindigkeit des Mediums in jedem Durchgang zur Erzielung der gewünschten Kühlung variierbar ist und zugleich ein minimaler Druckabfall in der Einheit erreicht werden kann.

Vorzugsweise kann Größe und Anzahl der Rohre der einzelnen Gruppen des Zwangsdurchlauf-Dampferzeugers so gewählt sein, daß das Durchflußvolumen sich im Betrieb von der Eingangsrohrgruppe zur Ausgangsrohrgruppe hin erhöht.

Der Zwangsdurchlauf-Dampferzeuger kann die unmittelbaren Mischpunkte zwischen aufeinander folgenden Durchgängen die Enthalpieaufnahme in jedem Durchgang auf einen vorbestimmten Wert begrenzen.

Im oberen Durchgang kann eine geringere Strömungsgeschwindigkeit als in dem oder den unteren Durchgängen eingestellt sein vorzugsweise sind im oberen Teil des der Feuerraumwand zwei in Reihe geschaltete Durchgänge angeordnet sein, deren einer die Vorder- oder Rückwand des oberen Teiles der Feuerraumwand und einen entsprechenden Anteil angrenzenden Anteile der Seitenwände einnehmen kann.

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Die nebeneinander verlaufenden Rohre der Durchgänge über die gesamte Höhe durchlaufend durch an benachbarten Rohren angeschweißte Zwischenstege können starr miteinander verbunden sein, wobei die gebildete Feuerraumwandung von einer Aufhängung im oberen Teil des oberen Durchganges frei nach unten hängen kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausführungäeispielen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einen Schnitt durch einen Zwangsdurchlaufdampferzeugeranlage gemäß der Erfindung,

Fig. 2 im vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch die Verbindungsstelle zwischen den übereinanderliegenden Durchläufen,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Rohrwand an der in Fig. 2 dargestellten Verbindungsstelle,

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Pig. 4 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch eine Abwandlungsform der Verbindungsstelle zwischen einem oberen und unteren Durchlauf,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Rohrwand an der in Fig. 4 dargestellten Stelle,

Fig. 6 ein Diagramm der Temperaturdifferenzen des Mediums in den verschiedenen Durchläufen des Dampferzeugers gemäß Fig. 1, und

Fig. 7 ein Diagramm der Wärmeaufnahme der Kesselwand in den Durchgängen des Kessels gemäß Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform hat einen Kessel 12 einer Zwangsumlauf-Dampferzeugeranlage, der einen rechtwinkligen horizontalen Querschnitt aufweist und vertikal langgestreckt ist. Im unteren Teil des Kessels sind in der Vorderwand 1ö und der rückwärtigen Kesselwand 20 Brenner 14 bzw. 16 angeordnet. Eine flüssigkeitsgekühlte Trennwand 22 verläuft von der Vorderwand zur Rückwand über die ganze Höhe des Kesselraumes und teilt diesen in zwei gleiche Kammern. Im oberen Teil

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des Kessels sind tfberhitzerplatten 24 in einer in bezug auf die Zirkulationseigenschaften und die optimale Metalltemperatur vorzugsweisen Anordnung angeordnet.

Die Abgase aus der Verbrennung des Brennstoffes verlassen den Kesselmantel durch ein Austrittsgitter 26, worauf sie durch einen Bndüberhitzer 28 und ein rückwärtiges Gitter 30 strömen. Die Gase treten dann in den Konvektionsabschnitt der Anlage ein, die aus einem Ekonomiserdurchgang 32, einem Hochdruckerhitzer 34 und einem Niederdruckerhitzer 36 besteht. Die Strömungsmenge des Abgases durch jeden dieser drei Durchgänge wird, wenn notwendig, durch Abströmdrosseln 38 geregelt, um die der Auslegung entsprechende Abgastemperatur zu erhalten. Die durch die Drosselklappen 38 strömenden Verbrennungsgase gehen durch einen Luftvorwärmer 40, bei Kohlefeuerung durch einen nicht dargestellten Staubsammler und dann in den !Fuchs.

Fig. 1 zeigt schematisch das Hochdruckströmungesystem in einem Zwangsumlauf-Dampferzeuger mit der erfindungsgemäßen Rohrwand, Speisewasser tritt am Einlaß 32 a in den Ekonomiser 32 ein, der im entsprechenden Durchgang liegt, und strömt nach oben in ein Fallrohr 32 b zur Zuführung in die Trennwand 22. Das Medium aus der Trennwand strömt denn In ähnlicher Weise zu einem Kesseldurchgang Nr. 1 (52), Kessel-

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durchgang Nr. 2 (44) und Kesseldurchgang Nr. 3 (46), die am unteren Abschnitt des Kessels mit hoher Y/ärmeauf nähme (Strahlungsteil) angeordnet sind. Das Medium aus dem Kesseldurchgang Nr. 3 (46) strömt dann zum Einlaß des Kesseldurchganges Nr. 4 (48), der, die Seitenwände und die Yorderwand des oberen Teils des Kessels bildet. Im Kesseldurchgang Nr. 4 strömt das Medium nach oben und verläßt ihn durch zwei Rohre 48 e und 48 f, die es zum f

Einlaß eines ersten Konvektionsdurchgangs 50 weiterleiten. In ähnlicher Weise strömt das Medium nacheinander in einen zweiten Konvektionsdurchgang 52, Deckenrohre 54, Plattenüberhitzer 24 und den hängenden Endüberhitzer 28.

Zur Klarstellung sind in den Zeichnungen, wo dieses zweckmäßig erscheint, die Sammler und Rohre mit den Nummern des Durchgangs bezeichnet, mit denen die zusammengeschaltet sind. So sind z.B. die Rohre und Sammler für den Durchgang Nr. 1 mit (1), die für die Durchgänge 2, 3 und 4 mit (2), (3) bzw. (4) bezeichnet. Für den ersten Konvektionsmantel sind die Bezeichnungen (5) und (6) verwendet. Zusätzlich zur Bezeichnung der einzelnen Elemente ist das übliche Bezugszeichen verwendet. So ist z.B. der obere Sammler des Durchganges (1) mit 42 j bezeichnet.

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Die Einzelheiten der Kesseldurchgänge, der Konvektionsmäntel und der Überhitzerabschnitte sind auB Fig. 1 bis 5 zu ersehen. In Fig. 2 ist eine Trennwand 22 gezeigt, " wobei das die Strömung aus dem Ekonomiser 32 erhaltende Fallrohr 32 b zu einem T-Stück 22 b führt, in welchem das Medium ge1ri.lt und in in Abstand liegende lange Sammler 22 c und 22 d geleitet wird, die mit den Abschnitten 22 e bzw. 22 f der Trennwand in Verbindung stehen. Die Sammler 22 c und 22 d zur Bildung des Bodens des Kessels sind V-förmig geneigt.

Von der Oberseite der Trennwand führt ein einziger gerader Sammler 22 g zu einem Fallrohr 22 h, welches das Medium in den Kesseldurchgang Nr. 1 (Fig. 3) überführt.

Im Kesseldurchgang Nr. 1 wird das Medium in einem I-förmigen Sammler 42 b über ein Verteiler-T-Stück 42 und Leitungen 42 d und 42 e zu den Leitungen 42 f bzw. 42 g des Sammlers überführt. Die Leitung 42 g versorgt eine Wand 42 h, die den rückwärtigen geneigten Boden und die Rückwand 20 des Feuerraumes 12 bildet. Die Leitungen 42 f versorgen Rohre 42 i, die die Seitenwände des unteren Teiles des Feuerraums bilden. An der Oberseite des Durchganges Nr. 1 münden die Rohre in einen U-förmigen Sammler 42 j.

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Vom Sammler 42 j strömt das Medium über ein zentral angeordnetes Fallrohr 42 k in den Kesseldurchgang Nr. 2 (Fig. 4).

Der Kesseldurchgang Nr. 2 wird über einen II-förmigen Sammler 44 b mit Leitungen 44 c und 44 d versorgt. Die beiden Rohre 44 d versorgen den Boden des Kessels und die g die Vorder- und Rückwand 18 und 20 bildende Rohre. Die Rohre des Durchgangs Nr. 2 in der Rückwand 20 sind mit denen des Durchganges Nr. 1 in der in Pig. 6 A gezeigten Folge abgewechselt, d.h. es folgen auf jeweils ein Rohr des Durchgangs Nr. 2 zwei Rohre des Durchgangs Nr. 1. Die Leitungen des Sammlers versorgen die Seitenwände des Kessels bildende Rohre, wobei die Rohre des Durchganges Nr. 2 im rückwärtigen Teil des Kessels mit denen des Durchganges Nr. 1 ebenfalls in der in Fig. 6 A gezeigten Folge abwechselnd angeordnet sind, wobei auf jeweils ein * Rohr des Durchganges Nr. 2 zwei Rohre des Durchganges Nr. 1 folgen. Die Rohre im Durchgang Nr. 2 in den Seitenwänden im vorderen Teil des Kessels sind mit denen des Durchgangs Nr. 3 in der in Fig. 6 B gezeigten Weise und Reihenfolge abwechselnd angeordnet, wobei auf jeweils zwei Rohre des Durchgangs Nr. 3 ein Rohr des Durchgangs Nr. 2 folgt.

Von der Oberseite de3 Durchgangs Nr. 2 strömt das Medium aus einem rechtwinklig ausgebildeten Sammler 44 e durch ein

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Fallrohr 44 f zum Durchgang Nr. 3 (Fig. 1 und 5). Der Durchgang Hr. 3 weist einen I-förmigen Sammler 46 b auf, dessen Leitung 46 c die die Vorderwand 18 des Kessels bildenden Rohre versorgt, während die Leitungen 46 d die in der Seitenwand im vorderen Abschnitt des Kessels liegende Rohre versorgen. Wie oben erwähnt, weehöeln sich in den Seitenwänden Rohre des Durchganges Nr. 3 mit Roh-™ ren des Durchgangs Nr. 2 in der in Fig. 6 B gezeigten Reihenfolge ab. Ebenso wechseln in der Vorderwand 18 in dieser Reihenfolge die Rohre des Durchgangs Nr. 3 mit den Rohren des Durchgangs Nr. 2, wobei die letzteren vom Sammler 44 d (Fig. 4) versorgt werden.

Von der Oberseite des Durchgangs Nr. 3 strömt das Medium aus einem U-förmigen Sammler 46 e in vier Steigrohren 46 f nach oben in einen in gleicher Weise geformten Sawaler ) 48 c des Durchgangs Nr. 4 (Fig. 7). Der Sammler 48 c des Durchgangs Nr. 4 speist ein U-förmiges Rohrregister, welches die Vorderwand 18 und die Seitenwände im oberen Teil des Kessels bildet, wobei diese Rohre in einen oberen Sammler 48 d münden, der eine Form entsprechend dem unteren Sammler und dem Rohrregister hat.

Der dargestellte Dampferzeuger ist in einem nicht dargestellten Gestell so aufgehängt, daü eine freie Expansion

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möglich ist. Die Rohrelemente des Dampferzeugers sind also an ihrer Oberseite aufgehängt worden und die unteren Durchgänge am oberen Durchgang oder Durchgängen befestigt. So sind z.B. die Plattenüberhitzereleraente 24 ebenso wie der Ofendurchgang Nr. 4 und die Konvektionsmangeldurchgänge Nr. 5 und 6 an der Oberseite aufgehängt. In der dargestellten Ausführungsform sind die Ofendurchgänge Nr. 1, 2 und 3 entsprechend mit den Durchgängen 4 bis 6 derart verbunden, daß sie an ihrer Oberseite hängen.

Fig. 2, 3, 4 und 5 zeigen diese Befestigungsart, wobei Fig. 3 und 4 die Anordnung der Vorderwand 1ö darstellen. Ferner wird dazu auf Pig. 1 Bezug genommen.

Wie in Fig. 2, 3 und 1 dargestellt, ist eine Ausnehmung 56 in der Rückwand 20 vorgesehen und die Sammler 52 j und ( 44 e des ersten und des zweiten Durchganges, 30 b des Bodens des ersten Konvektionsmantels (Durchgang Nr. 6) und 26 b der Rohrregister (Durchgang Nr. 5, Fig. 2) liegen in dieser Ausnehmung. Die Rückwand des Kessels ist im unteren Teil aus den Rohren des Durchganges Nr. 1 und 2 im oberen Teil des Kessels aus den Rohren 26 und 30 des Konvektionsm.-;ntels 50 zusammengesetzt. Die Sammler für die Durchgänge Nr. 1 und 2 Bind unmittelbar übereinander in einer Vorder-

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seite der Ausnehmung angeordnet, während die Sammler für die Bodenrohre und die Rohrregister (Durchgänge 6 bzw. 5) im rückwärtigen Teil der Ausnehmung angeordnet sind.

Gemäß Pig. 2 und 3 wechseln die Rohre des Durchganges Nr. 1 im unteren Teil des Kessels mit denen des Durohganges Nr. 2 ab, wobei die Gruppierung so ist, daß jeweils auf zwei Rohre des Durchganges Nr. 1 ein Rohr des Durchganges Nr. 2 folgt. Die Rohre des Durchganges Nr. 2 sind im Bereich der Oberseite der Ausnehmung 56 zur Einführung in diese Ausnehmung alle rechtwinklig abgebogen und führen zum Sammler 44 e. In jeder 1-1-2—Gruppe ist wenigstens ein Rohr des Durchganges Nr. 1 auf dem Weg zur Ausnehmung nochmals rechtwinklig abgebogen.! und führt in die Ausnehmung bis zum Sammler 42 j. Das verbleibende Rohr des Durchganges Nr. 1 jeder Gruppe kann entweder bis zu dem P_unkt des Eintritts des Rohres des Durchgangs Nr. 2 (Folge S¹, Fig. 3) mit diesem gleich verlaufen oder über diesen Punkt des Eintritts (Folge S ") oder unter diesem (Folge S^f ") verlaufen. Wenn die Rohre gleich verlaufen oder langer als die des Durchganges Nr. 2 sind, (Folgen S¹ und S "), machen sie einen U-förmigen Bogen und werden etwa zum Eintrittspunkt über die anderen Rohre des

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Durchgangs Nr. 1 zurückgeführt, wobei sie ein drittes Mal rechtwinklig zum Eintritt in die Ausnehmung abgebogen sind. Im dritten Pail (Folge S¹ ") tritt das verbleibende Rohr jeder Gruppe in.tdie Ausnehmung mit dem ersten des Durchgangs Nr. 1 an dem oben erwähnten Eintrittspunkt des ersten Rohres ein.

Von oben nach unten verlaufen die den Sammler 26 b verlassenden, mit (5) bezeichneten Rohre auf zwei Strecken, und zwar eines von dreien nach unten bis etwa zu dem Eintrittspunkt an der Ausnehmung, während die verbleibenden im Bereich der Oberseite der Ausnehmung in der Nähe der Rohre des Durchganges Nr. 2 austreten. Diese sind fortlaufend mit der Fläche der Ausnehmung nach unten mit den Rohren des Durchganges Nr. 2 entlang Abschnitten zur Erhöhung der Festigkeit verschweißt. Die anderen Registerrohre des Durchganges 5 sind mit den Rohren des I Durchganges Nr. 1 verschweißt, welche über dem oberen Punkt des Eintritts hinaus verlaufen.

Abwechselnd mit den Registerrohren und in die Ausnehmung im Bereich der Oberseite eintretend sind die Rohre des Konvektionsmantels, die vom Sammler 30 b kommen und mit (6) bezeichnet sind. Diese Rohre sind ebenfalls mit einigen Rohren des Durchganges Nr. 1 verschweißt. Einige der Rohre des Durchgangs Nr. 6 liegen im Abstand dahinter und einige liegen gleich mit den Registerrohren des DurchgaageaNr. 6.

In der oben beschriebenen Weise werden die unteren Durchgänge Nr. 1 und Nr. 2 durch die oberen Rohre der Durchgänge Nr. 5 und 6 getragen, wobei die Einzelheiten dieser Anordnung eine Präge der Auslegung des Kessels sind. Zusätzlich wirken die Rohre der Durchgänge 1, 2, 5 und 6, die eine die Ausnehmung 18 abdeckende gasdichte Wand bilden, eine Tragverbindung.

Bei der Vorderwand und den Seitenwänden des Kessels (Pig. und 5) ist die Anordnung etwas anders.

Insbesondere für die Vorderwand und die Vorderabschnitte der Seitenwände sind, die Rohre des Durchganges Nr. 2 zwischen denen des Durchganges Nr. 3 angeordnet. An einem Punkt, etwa halbwegs zur Ausnehmung 56, sind die Rohre des Durchgangs Nr. 3 geteilt und führen in der Ausnehmung in zwei verschiedenen Höhen, zum Sammler 46 β für den Durchgang Nr. 3. Die Rohre für den Durchgang Nr. 2 verlaufen nach oben liis in die Nähe der Oberseite der Ausnehmung, bevor sie in die Ausnehmung in den Sammler 44 e für den Durchgang Nr. 2 führen, der ebenfalls nahe der Oberseite der Ausnehmung liegt. An der Oberseite teilen sich die Rohre des Durchgangs Nr. 4, wobei einige in die Ausnehmung im Bereich der Oberseite nahe den Rohren

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für den Durchgang Nr. 2 eintreten und einige weiter nach unten verlaufen und im Bereich des uammlers 48 c für den Durchgang Nr. 4 in die Ausnehmung verlaufen. Die Rohre der verschiedenen Durchgänge sind entsprechend miteinander verschweißt, so daß die Rohre des Durchgangs Nr. 4 die des Durchganges Nr. 2 und 3 tragen.

Es wird eine geschlossene, plattenartige Wandkonstruktion verwendet, bei der die Feuerraumwand durch verschweißte, nebeneinanderliegende Rohre über ihre ganze Länge gebildet wird. Für eine mit Wasser und Dampf im überkritischen Bereich arbeitende Zwangsumlauf-Dampferzeugeranlage können entsprechend bemessene Rohrverbindungen zwischen den einzelnen Durchgängen verwendet werden, wobei die Auslaß- und Zuführsammler der Durchgänge so bemessen sind, daß Ungleichförmigkeiten der Strömung des Mediums infolge der stiinseitigen strömung in diesen Sammlern möglichst i

weitgehend werden.

Dir- Vorteile der Erfindung sind offensichtlich. Fig. 6 zeigt bei dem Kessel gemäß Fig. 1 mit vier Durchgängen die Unterschiede der Temperaturen des Mediums in den Beheizungskreisen bei unterschiedlicher Belastung. Infolge der Vielzahl der Kesselkreisläufe und der sorgfältigen Verteilung dieser Kreisläufe liegt in keinem Abschnitt

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des Kessels der Temperaturunterschied zwischen nebeneinander liegenden Rohren über 60° C (100° F). Durch Begrenzung der Temperaturdifferenzen auf 60° C werden die sichergebenden thermischen Belastungen gering gehalten, so daß sehr günstige Konstruktionsbedingungen bestehen. Dies wird ohne die Notwendigkeit eines konstanten Betriebs eines Gasgebläses erreicht.

Darüber hinaus ist die Anordnung der einzelnen Kreise derart, daß die Enthalpieerhöhung des Mediums für einen gegebenen Wärmedurchgang der Wand, (Fig. 7) gering ist und innerhalb solcher Grenzen liegt, daß die Ungleichförraigkeiten der Strömung des Mediums infolge Absorbtion oder Kesselwärmeverlusten auf einem Minimum gehalten werden. Im Hinblick darauf verhindert die abwechselnde Anordnung der Durchgänge einen Wechsel der Temperatur des Mediums und Ungleichförmigkeiten der Strömung von einem Durchgang zum anderen. Ferner ermöglicht die Anordnung der Durchgänge im Kessel größere Toleranzen bezüglich ungleichförmiger Wärmeübertragung um den Umfang des Kessels.

Ferner ergibt die Anordnung der Durchgänge eine gute Thermo syphonwirkung in allen Rohren am Kesselumfang und damit gute Zirkulationseigenschaften im Hinblick auf die Stabilität und die Empfindlichkeit. Daher können die Durchgänge

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für optimale Kühlmasseströme des Mediums in kg/h * m (rbs/h - sqft) ausgelegt werden, um eine gewünschte Kühlung der Metallrohre und gleichzeitig einen minimalen Druckabfall des Mediums in der Anlage zu erreichen.

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Claims

Patentansprüche

1.] Zwangsdurchlauf-Dampferzeuger mit einem Durchlaufsystem, daß aus einer Anzahl von die Feuerraumwände bildenden Durchlaufrohren besteht und obere und untere Abschnitte aufweist, wobei die Durchlaufrohre miteinander zu einem im wesentlichen gasdichten Mantel verschweißt sind und mit einer Brenneranordnung im unteren Teil des Mantels wenigstens in der Vorderoder der Rückwandfläche dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Abschnitte der Feuerraumwände sich aus einer Anzahl von in Serie hintereinander w liegenden Gruppen (1, 2, 3, 4) zusammensetzen, deren

jede einen solchen Anteil an der Feuerraumrohrwand einnimmt, daß bei dem sich ergebenden Wärmedurchgang in Abhängigkeit von der Temperaturverteilung im Feuerraum (12) und dem Wärmeübergang in das Dampf-Wassergemisch sich eine etwa gleichbleibende mittlere Rohrwandtemperatur in allen Gruppen (1, 2, 3, 4) einstellt, wobei die Rohre übereinanderliegender Durchgänge (1,2 -5,6; 2,3-4) vertikal über einen Teil ihrer Höhe miteinander verzahnt, zwisoheneinander verlaufend angeordnet sind.

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2. Zwangsdurchlauf-Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Größe und Anzahl der Rohre der einzelnen Gruppen (1, 2, 3, 4, 5, 6) so gewählt sind, daß das Durchflußvolumen sich im Betrieb von der Eingangsrohrgruppe zur Ausgangsrohrgruppe hin erhöht.

3. Zwangsdurchlauf-Dampferzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unmittelbaren Mischput-kte zwischen aufeinander folgenden Durchgängen die Enthalpieaufnähme in jedem Durchgang auf einen vorbestimmten Wert begrenzt.

4. Zwangsdurchlauf-Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Durchgang (4, 5, 6) eine geringere Strömungsgeschwindigkeit als in dem oder den unteren Durchgängen (1, 2, 3) eingestellt ist.

5. Zwangsdurchlauf-Dampferzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil des der Feuerraumwand (15) zwei in Reihe geschaltete Durchgänge (4, 5) angeordnet sind, deren je einer die Vorder- oder Rückwand des oberen Teiles der Feuerraumwand und einen entsprechenden Anteil angrenzenden Anteile der Seitenwände einnimmt.

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6. Zwangsdurchlauf-Dampferzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nebeneinander verlaufenden Rohre der Durchgänge über die gesamte Höhe durchlaufend durch an benachbarten Rohren angeschwißte Zwischenstege starr miteinander verbunden sind.

7. Zwangsdurchlauf-Dampferzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch miteinander verbundenen Rohre der übereinanderliegenden Durchgänge gebildete leuerraumwandung von einer Aufhängung im oberen Teil des oberen Durchganges frei nach unten hängen.

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