DE1923296B1

DE1923296B1 - Steam generator with wall tubing made of vertical, welded tubes

Info

Publication number: DE1923296B1
Application number: DE19691923296
Authority: DE
Inventors: Nath Sharan Harendra
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1969-04-17
Filing date: 1969-05-07
Publication date: 1970-10-29
Also published as: NL6907557A; BE748871A; GB1248371A; FR2039251A1; CH506751A; SE358721B; US3608525A; NL146593B

Description

Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger mit aus vertikalen, verschweißten Rohren gebildeter ' Wandberohrung, die einen von Rauchgasen in vertikaler Richtung durchströmten, im Querschnitt zwei zueinander parallele Seiten aufweisenden Raum umgrenzen, an dessen unterem Ende mindestens eine in diesen mündenden Brennkammer vorgesehen ist und in dem Heizflächen in Form von Rohrbündeln angeordnet sind.The invention relates to a steam generator with 'formed from vertical, welded pipes' Wall piping through which smoke gases flowed through in the vertical direction, two in cross section delimit the space having mutually parallel sides, at the lower end of which there is at least one is provided in this opening combustion chamber and in the heating surfaces in the form of tube bundles are arranged.

Bei den bekannten Dampferzeugern dieser Art werden die die Heizflächen bildenden Rohrbündel und die den von Rauchgasen durchströmten Raum umgrenzenden Wände je für sich in der Werkstatt gefertigt und dann auf der Baustelle zusammengesetzt.In the known steam generators of this type, the tube bundles forming the heating surfaces and the walls surrounding the room through which smoke gases flow are each manufactured individually in the workshop and then assembled on site.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zwangdurchlaufdampferzeuger der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Herstellungskosten durch noch weitergehende Vorfertigung in der Werkstatt vermindert werden.The invention is based on the object of providing a once-through steam generator of the type mentioned at the beginning Art to create in which the manufacturing costs through even more extensive prefabrication in the workshop be decreased.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Dampferzeuger mindestens teilweise aus mehreren baulichen Einheiten zusammengesetzt ist, die je aus einem Rohrbündel, dessen Rohrschenkel im wesentlichen horizontal und parallel zu den parallelen Seiten des Raumes verlaufen und mindestens einem einen Teil der Wandberohrung bildenden Wandteil bestehen, der mindestens von den einen Enden des Rohrbündels durchdrungen und mit diesen gasdicht verbunden ist. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß verschiedenartige Teile des Dampferzeugers — nämlich Rohrbündel und Rohrwände — schon in der Werkstatt zu einem montierbaren Ganzen vorgefertigt werden können und daß diese Vorfertigung gleichzeitig an mehreren baulichen Einheiten stattfinden kann. Beides zusammen hat außer einer Kostensenkung auch eine Verkürzung der Bauzeit zur Folge. Außerdem wirkt sich noch kostensenkend aus, daß die Schweißarbeit vermehrt in der Werkstatt stattfindet, wo sie — da die Schweißstellen besser zugänglich sind — genauer als am Montageort ausgeführt und auch kontrolliert werden kann. Obschon; im ganzen gesehen, beim erfindungsgemäßen Dampferzeuger mehr Schweißnähte vorhanden sind als bei Dampferzeugern, die in herkömmlicher Bauweise hergestellt werden, wirkt sich die Herstellung des erfindungsgemäßen Dampferzeugers kostensparender aus, weil die Schweißarbeiten auf der Baustelle auf weniger Schweißnähte entfallen, als dies bei der herkömmlichen Bauweise der Fall ist. Es wird also mehr Schweißarbeit in die Werkstatt verlegt, als der Zunahme an Schweißnähten entspricht.According to the invention this object is achieved in that the steam generator at least partially is composed of several structural units, each of which consists of a tube bundle and its tube legs substantially horizontal and parallel to the parallel sides of the room and at least a part of the wall tubing forming part of the wall consist of at least the penetrated through one end of the tube bundle and connected to it in a gas-tight manner. This will the advantage achieved that different parts of the steam generator - namely tube bundles and tube walls - can already be prefabricated in the workshop into an assemblable whole and that this prefabrication can take place simultaneously on several structural units. Both together In addition to lowering costs, it also shortens the construction time. It also affects even more cost-cutting from the fact that the welding work is increasingly taking place in the workshop, where it - there the Welding points are more accessible - more precisely than carried out and also controlled at the installation site can be. Although; seen as a whole, more welds in the steam generator according to the invention are present than with steam generators that are manufactured in conventional construction, acts the production of the steam generator according to the invention is more cost-effective because the welding work There are fewer weld seams on the construction site than with conventional construction the case is. So more welding work is shifted to the workshop than the increase in weld seams is equivalent to.

Die Herstellung wird besonders wirtschaftlich, wenn nach einer Ausfuhrungsform der Erfindung der Querschnitt des von den Rauchgasen durchströmten Raumes gleich dem horizontalen Schnitt einer baulichen Einheit ist.The production is particularly economical if according to one embodiment of the invention the cross section of the space through which the flue gases flow is equal to the horizontal section is a structural unit.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Länge jeweils einer baulichen Einheit — gemessen in Richtung der Rohrschenkel — mindestens zweimal so groß wie die Breite der baulichen Einheit. Hierdurch wird die Wirtschaftlichkeit der Herstellung noch weiter verbessert, weil man mit einem Minimum an Krümmern für die Rohrbündel der Berührungsheizfläche auskommt. Außerdem ist es möglich, Dampferzeuger relativ großer Leistung mit einem Minimum an Teilen per Bahn zu transportieren. According to a further embodiment of the invention, the length is in each case one structural unit - measured in the direction of the pipe legs - at least twice as large as the width of the structural Unit. This improves the economy of production even further, because you are with a minimum of elbows for the tube bundle of the contact heating surface. Also is it is possible to transport steam generators of relatively high capacity with a minimum of parts by rail.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the following description with reference to the drawing explained. It shows

Fig. 1 in vereinfachter perspektivischer Darstellung einen Dampferzeuger nach der Erfindung,Fig. 1 in a simplified perspective illustration a steam generator according to the invention,

F i g. 2 ebenfalls in perspektivischer Darstellung, jedoch in größerem Maßstab als in F i g. 1, eine bauliche Einheit, wie sie zum Aufbau des Dampferzeugers nach F i g. 1 benutzt wird, undF i g. 2 also in a perspective illustration, but on a larger scale than in FIG. 1, a structural one Unit as used to build the steam generator according to FIG. 1 is used, and

F i g. 3 und 4 in einem Vertikalschnitt bzw. in Seitenansicht einen Teil der baulichen Einheit nach Fig. 2.F i g. 3 and 4 in a vertical section and in side view a part of the structural unit according to Fig. 2.

Gemäß F i g. 1 bilden vier U-förmige Träger 1, die I-Querschnitt aufweisen und mit den Enden der U-Schenkel im Boden eingelassen sind, das Traggerüst für den Dampferzeuger nach der Erfindung und bilden zugleich die Struktur für das den Dampferzeuger umgebende Gebäude. Am Traggerüst ist der als Ganzes mit 2 bezeichnete Dampferzeuger in an sich bekannter Weise aufgehängt. Der Dampferzeuger besteht im wesentlichen aus einer Vorderwand 3, einer dazu parallelen, in F i g. 1 nur im unteren Teil sichtbaren Rückwand 4 und zwei die Vorderwand und die Rückwand verbindenden Seitenwänden 5, von denen eine in F i g. 1 nicht sichtbar ist. Die vier Wände sind aus gasdicht verschweißten, vertikalen Rohren 6 gebildet, die mit ihren oberen Enden in jeweils einer Wand zugeordnete Sammler 13, 14, 15 münden und mit ihren unteren Enden an entsprechende, unterhalb des Bodens vorgesehene Verteiler angeschlossen sind. Alle Wandrohre 6 sind als Vorwärmerheizfläche geschaltet. Im unteren Teil der Vorderwand 3 und der Rückwand 4 sind je fünf Wirbelmuffelbrenner 8 angeordnet, deren Muffeln in den von den vier Wänden 3 bis 5 umgrenzten Raum münden. In F i g. 1 rechts ist neben dem Dampferzeuger ein Luftvorwärmer 20 vorgesehen, dem unten Verbrennungsluft zugeführt wird, die mit Hilfe von über eine Leitung 30 zugeführten Rauchgasen vorgewärmt wird. Die vorgewärmte Frischluft gelangt über eine Leitung 21, ein Frischluftgebläse 22 und zwei Verteilleitungen 23 und 24 zu den Muffelbrennern 8.According to FIG. 1 form four U-shaped beams 1, the Have I-cross-section and are embedded with the ends of the U-legs in the ground, the support structure for the steam generator according to the invention and at the same time form the structure for the steam generator surrounding buildings. The steam generator designated as a whole by 2 is on the supporting structure in hung in a known manner. The steam generator essentially consists of a front wall 3, one parallel to it, shown in FIG. 1 rear wall 4, which is only visible in the lower part, and two die Front wall and side walls 5 connecting the rear wall, one of which is shown in FIG. 1 not visible is. The four walls are formed from gas-tight welded, vertical tubes 6, which with their upper ends in each of a wall associated collectors 13, 14, 15 open and with their lower ends are connected to corresponding manifolds provided below the floor. All wall pipes 6 are connected as a preheater heating surface. In the lower part of the front wall 3 and the rear wall 4 five vortex muffle burners 8 are arranged, the muffles in the of the four walls 3 to 5 delimited space open. In Fig. 1 on the right is an air preheater next to the steam generator 20 is provided, the combustion air is supplied below, which with the help of a line 30 supplied flue gases is preheated. The preheated fresh air is passed through a pipe 21, a fresh air blower 22 and two distribution lines 23 and 24 to the muffle burners 8.

Das obere, relativ kalte Ende des Dampferzeugers 2 besteht aus einer Blechhaube 7, an die die Leitung 30 für die den Dampferzeuger verlassenden Rauchgase angeschlossen ist.The upper, relatively cold end of the steam generator 2 consists of a sheet metal hood 7 to which the Line 30 is connected for the flue gases leaving the steam generator.

Der Dampferzeuger ist erfindungsgemäß aus vier baulichen Einheiten aufgebaut, die in F i g. I als Ganzes mit 50, 53, 56 und 59 bezeichnet sind. Die bauliche Einheit 50 besteht aus einem Rohrbündel 10, das hier aus mehreren im Rauchgasstrom nebeneinanderliegenden Rohrtafeln gebildet ist, und aus einem einen Teil einer der beiden Seitenwände 5 bildenden Wandteil. Die Rohrenden des Rohrbündels 10 durchdringen den nicht sichtbaren Wandteil und sind an. einem Verteiler 51 und einem Sammler 52 angeschlossen, die außerhalb des von den Rauchgasen durchströmten Raumes parallel zur Seitenwand 5 angeordnet sind. Das Rohrbündel 10 der baulichen Einheit 50 bildet eine Verdampferheizfläche. According to the invention, the steam generator is constructed from four structural units, which are shown in FIG. I as Whole with 50, 53, 56 and 59 are designated. The structural unit 50 consists of a tube bundle 10, which is formed here from several pipe panels lying next to one another in the flue gas flow, and from a wall part forming part of one of the two side walls 5. The tube ends of the tube bundle 10 penetrate the invisible part of the wall and are on. a distributor 51 and a collector 52 connected, the outside of the space through which the flue gases flow parallel to the side wall 5 are arranged. The tube bundle 10 of the structural unit 50 forms an evaporator heating surface.

Die bauliche Einheit 53, deren Rohrbündel 11 eine Überhitzerheizfläche bildet, ist im Prinzip gleich aufgebaut. Unterschiedlich ist hier nur, daß Verteiler 48 und Sammler 49 auf einander entgegengesetzten Seiten liegen und daß dementsprechend zwei je einen Teil der beiden Seitenwände bildende Wandteile zurThe structural unit 53, the tube bundle 11 of which forms a superheater heating surface, is constructed in the same way in principle. The only difference here is that distributor 48 and collector 49 are on opposite sides lie and that, accordingly, two wall parts each forming part of the two side walls

baulichen Einheit 53 gehören. Das gleiche gilt für die baulichen Einheiten 56 und 59, deren Rohrbündel 12 bzw. 19 eine Zwischenüberhitzerheizfläche bzw. eine Economiserheizfläche bilden.structural unit 53 belong. The same applies to the structural units 56 and 59, their tube bundles 12 and 19 form a reheater heating surface and an economiser heating surface.

Gemäß Fig. 2 enthält die Einheit 53 das Überhitzer-Rohrbündel 11, das aus sechs parallel nebeneinander angeordneten Rohrtafeln gebildet ist, wobei jede Rohrtafel aus vier mäanderförmig gebogenen Rohren besteht, die sich alle in der Tafelebene erstrecken. Die einen Rohrenden 11' des Rohrbündels 11 durchdringen den in F i g. 2 linken Wandteil 35, der einen Teil der einen Seitenwand 5 in F i g. 1 bildet. Die Rohre 6 dieses Wandteils 35 sind im Bereich der Durchdringungsstelle paarweise entgegengesetzt gekröpft, und zwischen den Rohren 6 sind Stege 60 eingeschweißt, mit denen auch die Rohrenden 11' des Rohrbündels verschweißt sind, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist. Über die Stege 60 wird somit das Rohrbündel 11 mit dem Wandteil 35 und dem entsprechend ausgebildeten Wandteil der gegenüberliegenden Seitenwand 5 befestigt.According to FIG. 2, the unit 53 contains the superheater tube bundle 11, which consists of six parallel side by side arranged pipe panels is formed, each pipe panel from four meandering curved There are pipes, all of which extend in the plane of the panel. The one tube ends 11 'of the tube bundle 11 penetrate the in F i g. 2 left wall part 35, which forms part of one side wall 5 in FIG. 1 forms. The tubes 6 of this wall part 35 are opposite in pairs in the area of the penetration point cranked, and webs 60 are welded between the tubes 6, with which the tube ends 11 ' of the tube bundle are welded, as can be seen from FIG. About the webs 60 is thus the tube bundle 11 with the wall part 35 and the correspondingly designed wall part of the opposite Side wall 5 attached.

Zum späteren Aufhängen der Rohrtafeln am Traggerüst sind Tragrohrstücke 45 vorgesehen, die sich zwischen den Rohrtafeln erstrecken und über die Länge des Rohrbündels verteilt angeordnet sind. Die Tragrohrstücke 45 ragen etwas nach oben und unten über die Höhe der Rohrtafeln hinaus; sie sind mit den Rohrtafeln durch Schweißen befestigt.For the later hanging of the pipe panels on the support frame, support pipe pieces 45 are provided, which extend between the tube sheets and are arranged distributed over the length of the tube bundle. the Support pipe pieces 45 protrude slightly upwards and downwards beyond the height of the pipe panels; they are with attached to the pipe panels by welding.

Das Biegen der Rohre zu den Rohrtafeln, das Verbinden der Rohrtafeln mit dem Verteiler und dem Sammler sowie das Verschweißen mit den Wandteilen und mit den Tragrohrstücken erfolgt in der Werkstatt, so daß die baulichen Einheiten je einen vorgefertigten Teil des Dampferzeugers bilden.Bending the pipes to form the pipe panels, connecting the pipe panels to the manifold and the Collector as well as the welding with the wall parts and with the support tube pieces takes place in the Workshop so that the structural units each form a prefabricated part of the steam generator.

Zum Zweck des Transportierens von der Werkstatt zur Baustelle wird jede bauliche Einheit mit einem Transportgerüst versehen, das aus vier Längsträgern 37, 38, 39 und 40 (F i g. 3) sowie zwei diese paarweise verbindenden Fachwerken 41 und 16 die so verbundenen Längsträger verbindenden Querträgern 42 besteht. An den außenliegenden Querträgern 42 sind die beiden Seitenwandteile 35 mittels Bogenschrauben 43 befestigt, wie dies aus F i g. 3 und 4 erkennbar ist. Die übrigen Querträger 42 sind dort angeordnet, wo die mit den Rohrtafeln verbundenen Tragrohrstücke 45 nach oben und unten hervorragen. Die Enden dieser Tragrohre 45 sind ebenfalls mit Bogenschrauben 43 an den Querträgern 42 festgemacht. Die Abmessungen der baulichen Einheit werden zweckmäßig so gewählt, daß sie zusammen mit dem Transportgerüst auf Eisenbahnwagen transportiert werden können.Each structural unit is included for the purpose of transporting it from the workshop to the construction site a transport frame is provided, which consists of four longitudinal beams 37, 38, 39 and 40 (FIG. 3) and two of these pairs of connecting trusses 41 and 16, the thus connected longitudinal beams connecting cross beams 42 exists. The two side wall parts 35 are attached to the outer cross members 42 by means of bow screws 43 attached, as shown in FIG. 3 and 4 can be seen. The remaining cross members 42 are there arranged where the support pipe pieces 45 connected to the pipe panels protrude upwards and downwards. The ends of these support tubes 45 are also fastened to the cross members 42 with bow screws 43. The dimensions of the structural unit are expediently chosen so that they come together can be transported with the transport frame on railway wagons.

Nach dem Transport der baulichen Einheiten auf die Baustelle, werden sie an dem bereits erstellten Traggerüst hochgezogen und an diesem bzw. unter _S5 einer bereits montierten baulichen Einheit befestigt, und zwar durch Anschweißen der beiden Wandteile 35 und der Tragrohre 45. Danach wird das Transportgerüst entfernt, das dann wieder in der Werkstatt verwendet werden kann. Anschließend werden die Vorderwand 3 und die Rückwand 4, die je nach Größe des Dampferzeugers einstückig sind oder aus mehreren, ebenfalls in der Werkstatt vorfabrizierten Teilen bestehen, auf der Baustelle mit den zusammengesetzten baulichen Einheiten verschweißt. Danach werden die Wände 3, 4 und 5 außen mit Blechtafeln verkleidet, die ebenfalls gasdicht verbunden werden. Es werden dann die üblichen, nicht dargestellten Gürtelträger angebracht. Etwa notwendige Gürtelträger für die Seitenwände 5 können bereits mit der Vorfertigung in der Werkstatt an den Seitenwandteilen angebracht werden. Schließlich werden die Brenner 8 montiert.After the structural units have been transported to the construction site, they are pulled up to the support structure that has already been created and attached to this or under _{S5 to} an already assembled structural unit by welding the two wall parts 35 and the support tubes 45. The transport structure is then removed which can then be used again in the workshop. Then the front wall 3 and the rear wall 4, which, depending on the size of the steam generator, are in one piece or consist of several parts, also prefabricated in the workshop, are welded to the assembled structural units on the construction site. Then the walls 3, 4 and 5 are clad on the outside with metal sheets, which are also connected in a gas-tight manner. The usual belt straps, not shown, are then attached. Any belt carriers necessary for the side walls 5 can already be attached to the side wall parts during the prefabrication in the workshop. Finally the burners 8 are assembled.

Bei dem beschriebenen Kessel ist die Länge der baulichen Einheit — gemessen in Richtung der Rohrschenkel der Rohrbündel — gleich der Breite des Dampferzeugers und die Breite der baulichen Einheiten — gemessen rechtwinklig zu den parallelen Wänden 3 und 4 — ist gleich der Tiefe des Dampferzeugers. Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Länge jeder baulichen Einheit gleich der halben Breite des Dampferzeugers sein. Ferner ist es möglich, die Breite der baulichen Einheiten so zu wählen, daß sich durch Nebeneinandersetzen mehrerer baulicher Einheiten die doppelte Tiefe oder ein Mehrfaches der Tiefe ergibt.In the case of the boiler described, the length of the structural unit is measured in the direction of the pipe legs the tube bundle - equal to the width of the steam generator and the width of the structural units - measured at right angles to the parallel walls 3 and 4 - is equal to the depth of the steam generator. According to one embodiment of the invention, the length of each structural unit can be the same half the width of the steam generator. It is also possible to change the width of the structural units to choose that by juxtaposing several structural units double the depth or results in a multiple of the depth.

Claims

Patent claims:

1. Steam generator with wall tubing formed from vertical, welded tubes, one of which flue gases flowed through in the vertical direction, in cross-section two to each other delimit space having parallel sides, at the lower end of which at least one in these opening combustion chamber is provided, and arranged in the heating surfaces in the form of tube bundles are, characterized in that the steam generator at least partially is composed of several structural units, each consisting of a tube bundle whose tube legs are essentially horizontal and parallel to the parallel sides of the room, and at least one wall part which forms a part of the wall tubing, the at least penetrated by the one ends of the tube bundle and connected to them in a gas-tight manner is.

2. Steam generator according to claim 1, characterized in that the cross section of the Flue gases flowing through the room is equal to the horizontal section of a structural unit.

3. Steam generator according to claim 2, characterized in that the length is a structural one Unit - measured in the direction of the pipe legs - is at least twice as large as the width of the structural unit.

4. Steam generator according to claim 1, characterized in that the ends of a tube bundle, lie on opposite sides.

5. Steam generator according to claim 1, characterized in that the remaining space-delimiting Pipe walls are formed from wall parts which each extend over a height greater than the height of a structural unit.

6. Steam generator according to claim 1, characterized in that the penetrating the wall part Pipes each from a structural unit to distributors arranged outside the room or collectors are connected that are part of this unit.

7. Steam generator according to claim 1, characterized in that the tube bundle each one Structural unit is formed from several pipe panels arranged next to one another.

For this purpose 2 sheets of drawings