DE1806712B2 - Anordnung zum druckausgleich und zur temperaturangleichung des arbeitsmittels eines zwangsdurchlaufdampferzeugers - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Druckausgleich und zur Temperaturangleichung des Arbeitsmittels eines Zwangsdurchlaufdampferzeugers, dessen Rohrwände aus para'-el zueinander liegenden, miteinander verschweißten Heizhächenrohren gebildet werden.

Bei aus geschlossenen Rohrbändern hergestellten Wänden von Zwangsdurchlaufdampferzeugern stellen sich infolge ungleichmäßiger Beheizung der Rohre und auch infolge innerhalb zulässiger Toleranzen bestehender unterschiedlicher Rohrwandstärken unerwünschte Temperaturunterschiede des die Rohre durchströmenden Mediums ein, die bei der meist beträchtlichen Länge der Rohre zu schädlichen Wärmespannungen und Rohrdehnungen führen, die schließlieh das Auftreten von Rohrreißern zur Folge haben können. Solche ungleichmäßigen Rohrbeheizungen können beispielsweise unter anderem durch Schieflage der Feuerung verursacht werden.

Um derartige Schwierigkeiten zu vermeiden sind bereits Anordnungen zum Druckausgleich und zur Temperaturangleichung des Arbeitsmittels von Zwangsdurchlaufdampferzeugern bekannt geworden, deren Rohrwände aus parallel zueinander liegenden, miteinander verschweißten Heizflächenrohren gebildet werden.

Eine bekannte derartige Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwand in der Vertikalen durch Zwischenschaltung von Sammlern in einzelne Bereiche aufgeteilt ist, deren senkrecht oder schräg ansteigende Rohre in den einzelnen Bereichen Arbeitsmedien gleicher Zustände führen und wobei zwei aufeinanderfolgenden Rohrwandbereichen zugeordnete Sammler in einem im Bereich der Trennstelle in der Kesselwand vorgesehenen Raum untergebracht sind. In derartigen Sammlern sind Entmischungsvorgänge des in unterschiedlichen Aggregatzuständen befindlichen Arbeitsmediums zu erwarten. Außerdem bedingt die Sammleranordnung besondere Ausbildung der Dampferzeuger-Wärmedämmschicht oder deren Durchdringung.

Es ist ferner bekannt, bei einem gattungsgemäßen Dampferzeuger die oberen Sammler parallel geschalteter Heizflächen durch Druckausgleichleitungen miteinander zu verbinden. Abgesehen davon, daß auch bei dieser Anordnung Sammler benötigt werden, weisen die erforderlichen Druckausgleichsleitungen jeweils eine beträchtliche Längenerstreckung auf.

Zum Ausgleich der Temperaturunterschiede zwischen den Teilströmen verschieden beheizter Rohre einer Rohrwand ist es weiters bekannt, jedes der Rohre senkrecht zur Rohrerstreckung aufzutrennen und in jede dieser Trennstellen kurze, den Rohrdurchfluß des Arbeitsmittels wieder herstellende und dabei zugleich die Strömung des Arbeitsmittels in jedes der benachbarten Rohre ermöglichende Drei-Wege-Formstücke einzuschweißen. Bei dieser Anordnung wird es zusätzlich zum vorhergesagten als störend empfunden, daß an den Trennstellen der direkte Arbeitsmitteldurchfluß innerhalb des betreffenden Rohres der Rohrwand unterbunden ist.

Ebenfalls bekannt ist es, bei einem Zwangsdurchlaufdampferzeuger mit mindestens zwei vom Arbeitsmittel parallel durchströmten Rohrsystemen, von denen jedes mindesten? zwei vom Arbeitsmittel nacheinander durchströmte Heizflächen enthält, wobei in die Rohrsysteme verschieden große Arbeitsmittelmengen eingespeist werden, den Druck dieser unterschiedlichen Arbeitsmittelmengen mindestens vor den letzten Heizflächen dadurch einander anzugleichen, daß von jedem Rohrsystem mindestens so viele Ausgleichsleitungen, wie Arbeitsmittel durchströmte Rohre an der Ausgleichsstelle vorhanden sind, abzweigen und zu einem gemeinsamen Verbindungspunkt führen, wobei in jeder dieser Ausgleichsleitungen ein Drosselorgan angeordnet ist. Die beträchtliche Länge der Ausgleichsleit ngen bis zum gemeinsamen Verbindungspunkt und die Notwendigkeit zahlreicher Drosselorgane lassen die bekannte Einrichtung als zu aufwendig erscheinen.

Schließlich ist eine Anordnung zum Temperaturausgleich des in den einzelnen, örtlich unterschiedlich beheizten, das Arbeitsmittel führenden Rohren der Rohrwand eines Dampferzeugers bekannt, dessen unterer Teil der an sich oben aufgehängten Rohrwand über gekühlte Tragmittel gehalten ist. Hierbei werden in einer bestimmten Höhe die einzelnen Rohre unter Durchstoßen der Isolierschicht nach außen zu einem Sammler und von diesem wieder in die senkrechte Rohrwand zurückgeführt. Damit der Bereich, in dem die einzelnen Rohre aus der Wand heraus- bzw. in diese wieder hineingekrümmt werden, gasdicht bleibt, ist er mit einer eingeschweißten, beidseits gezahnten und durch ein in der Mitte längs geteiltes Rohr gekühlten Platte verschlossen. Auch hier ist es erforderlich, einen außerhalb der Rohrwandcbene liegenden Ausgleichsammler vorzusehen, der über verhältnismäßig lange Anschlußrohre angeschlossen ist.

Demgegenüber besteht die Aufgabe vorliegender Erfindung darin, eine für gasdichte Wände von Zwangsdurchlaufdampferzeugern mit beliebiger Lage der Parallelrohre gegen die senkrechte geeignete Anordnung zum Ausgleich von Druckdifferenzen und zur Angleichung von Temperaturdifferenzen zu schaffen, wobei die Entmischung fördernde Mittel sowie Durchstoßen der Isolierschicht vermieden werden und die Anordnung mit einfachsten Mitteln jederzeit sowie in jedem Bereich der Rohrwand realisierbar sein sollen.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen

Dampferzeuger dadurch gelöst, daß jeweils benachbarte Heizflächenrohre unter Beibehaltung der parallelen Rohrführung durch zwischen den Heizflächenrohren innerhalb der Rohrwandebene liegende, einen Arbeitsmitteldurchtritt ermöglichende Rohrstücke verbunden sind.

Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß an den Ausgleichsstellen Einschweißformstücke zwischen die aufgetrennten Heizflächenrohre eingeschweißt sind, die einen geradlinig verlaufenden Arbeitsmitteldurchtritt sowie von diesem Durchtrittsraum abgehende, auf die benachbarten Formstücke gerichtete Rohrstutzen aufweisen.

Durch diese Maßnahmen wird nicht nur die Aufgabe der Erfindung gelöst, sondern auch eine Reihe weiterer Vorteile erzielt. Ohne daß Ausgleichs- oder Atmungssammler zur Kompensierung der Druckbzw. Temperaturunterschiede benötigt werden, können die Temperaturdifferenzen zwischen benachbarten Rohren auf ein Maß reduziert werden, das keine schädlichen Wärmespannungen auftreten läßt. Da keine oder höchstens geringfügege Wärmespannungen auftreten, bleiben die Rohrwände stets gasdicht. Es müssen auch keine besonderen Vorkehrungen für Abdichtungen usw. getroffen werden. Ferner können Rohrwandversteifungen und die Isolierungen einfach und leicht in üblicher Weise verlegt werden. Schließlich ist die Anzahl der Schweißnähte bei Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung auf ein Minimum reduziert. Im Hinblick auf eine vereinfachte Fertigung ist. es zweckmäßig, die Anordnung zur Kompensation unter Verwendung von Massenfabrikationsteilen zu gestalten. Weiterhin ^:.;t es zweckmäßig die einzelnen Kompensationen in ein;r vorzugsweise senkrecht zur Robrerstreckung der Rohrwand gelegenen Ebene vorzusehen.

In der Zeichnung ist die Erfindung in schemutischer Darstellung beispielsweise veranschaulicht, es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Teiles einer senkrechten Rohrwand, teilweise geschnitten, Fig.2 einen Längsschnitt durch ein Formstück nach der Erfindung und

F i g. 3 einen Querschnitt durch zwei verbundene Formstücke gemäß A-B der F i g. 1.

In F i g. 1 sind mit 1 die Rohre einer waagrechten ίο Rohrwand benannt, dia durch bekannte Flossen oder Stege 2, die an die Rohre 1 angeschweißt sind, als geschlossene Wand gestaltet ist Zwischen die freien Enden jedes aufgetrennten Rohres 1 ist je ein Formstück 3 gemäß F i g. 2 mittels der dafür vorbereiteten Schrägen 4 und S eingeschweißt. Jedes dieser Formstücke 3 weist auf der Mitte seiner Erstreckung beispielsweise durch Aufweitung einander gegenüber liegender Bohrungen Unter Bildung von Wulsten 6 und 7 öffnungen 8 und 9 auf, deren Ränder wieder mit Schrägen 10 und 11 für das Verschweißen mit einem benachbarten Formstück gleicher Form und Ausbildung versehen sind, wobei die Schweißnaht zweier Formstücke mit 12 (F i g. 3) bezeichnet ist. In Fig.3 ist das benachbarte Formstück mit 3a benannt, während in Fig. 1 bei 13 und 14 die Schweißverbindungen des Formslückes 3 mit den Enden des zugehörigen Rohres 1 angedeutet sind. Die am oberen bzw. unteren Rand der erfindungsgemäßen Rohrwand befindlichen Formstücke 15 und 16 weisen jedoch nur je eine mittlere, an ein benachbartes Formstück 3 gemäß Fig.2 angrenzende Wulst mit entsprechender Bohrung auf. Diese an den Rändern der Rohrwand liegenden Formstücke sind als Zwei-Wege-Formstücke gestaltet.

Es ist offensichtlich, daß die erfindungsgemäße Anordnung auch nachträglich bei existierenden Dampferzeugern angebracht werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Druckausgleich und zur Temperaturangleichung des Arbeitsmittels eines Zwangsdurchlaufdampferzeugers, dessen Rohrwände aus parallel zueinander liegenden, miteinander verschweißten Heizflächenrohren gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils benachbarte Heizflächenrohre (1) unter Beibehaltung der parallelen Rohrführung durch zwischen den Heizflächenrohren (1) innerhalb der Rohrwandebene liegende, einen Arbeitsmitteldurchtritt ermöglichende Rohrstücke (8,9) verbunden sind.

2. AnorHnung nach Anspruch 1, dadurch ge- ^χ5 kennzeichne!, daß an den Ausgleichsstellen Einschweißformstücke (3) /wischen die aufgetrennten Heizflächenrohre (1) eingeschweißt sind, die einen geradlinig verlaufenden Arbeitsmitteldurchtritt sowie von diesem Durchtrittsraum abgehende, auf die benachbarten Formstücke (3) gerichtete Rohrstutzen (8,9) aufweisen.