DE1937043A1 - Self-supporting steam generator - Google Patents
Self-supporting steam generatorInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B21/00—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
- F22B21/02—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially straight water tubes
- F22B21/04—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially straight water tubes involving a single upper drum and a single lower drum, e.g. the drums being arranged transversely
- F22B21/08—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially straight water tubes involving a single upper drum and a single lower drum, e.g. the drums being arranged transversely the water tubes being arranged sectionally in groups or in banks, e.g. bent over at their ends
- F22B21/081—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially straight water tubes involving a single upper drum and a single lower drum, e.g. the drums being arranged transversely the water tubes being arranged sectionally in groups or in banks, e.g. bent over at their ends involving a combustion chamber, placed at the side and built-up from water tubes
Description
Dfpl.-lng. R. H. BAHR >' \".ί ί .'•\*'t 1, v Dfpl.-lng. RH BAHR >'\". Ί ί.' • \ * ' t 1 , v
Dlpl.-Phys. E. EfTZLER ^\t "'"..'· ί * .Dlpl.-Phys. E. EfTZLER ^ \ t "'"..' · ί *.
DIpL-lrtg. W. H5KSMANN-Ti;ENTEPOHL A4 11111 1969 DIpL-lrtg. W. H5KSMANN-Ti; ENTEPOHL A4 11111 1969
fiöOO MOnchan 23, Eisenacher Stfaße 1/ 1 9370 A3 fiöOO MOnchan 23, Eisenacher Stfaße 1/1 9370 A3
- -;v"*■■ ■■:■■-. 19 Ο99- -; v "* ■■ ■■: ■■ -. 19 Ο99
Klasse:Great:
¥aagney-Biro Aktiengesellschaft in'Wien
"Selbsttragender Dampferzeuger"¥ aagney-Biro Aktiengesellschaft in'Wien
"Self-supporting steam generator"
Die Neuerung betrifft einen selbsttragenden Dampferzeuger
mit kongruenten Kesselquerschnitten, insbesondere einen Zwei- - ~,
trommel-Dampfkessel in Baukastenbauweise *The innovation concerns a self-supporting steam generator
with congruent boiler cross-sections, in particular a two- - ~, drum steam boiler in a modular design *
Die Neuerung ist dadurch gekennzeichnet, dai3 alle Dampf- Γ
erzeuger einer Baureihe im wesentlichen die gleiche Bauhöhe und
Länge, also gleiche Kesselquerschnitte, aufweisen und; die Breite ]
der Dampferzeuger, insbesondere ihre Kesseltrommellänge propoi»-
tional ihrer Dampferzeugung ist. Gemäß einem weiteren Neuerungsmerkmal
ist die Länge der Überhitzerrohre und gegebenenfalls -j
die Anzahl der hintereinander geschalteten Rohre etwa proportion- ]_
nal der geforderten Dampfüberhitzung. Bei dem Zweitrommel-Dampf- I
erzeuger ist die Obertrommel und etwa daran befestigte Teile
des Dampferzeugers auf den zentralen Rohren des Verdampferrohrbündels angeordnet, welche die Last der Trommel auf die Untertrommel
bzw. in das Fundament einleiten. Vorzugsweise sind dabei ,.
die inneren Rohre des Verdampferrohrbündels mit einem größeren i
Durchmesser und gegebenenfalls mit größerer Wandstärke angeordnet
als die Reihen der äußeren Verdampferrohre. ~\ The innovation is characterized by the fact that all steam generators in a series have essentially the same overall height and
Length, i.e. the same boiler cross-section, and; the width ] of the steam generator, especially its boiler drum length propoi »-
tional of their steam generation. According to a further innovation feature, the length of the superheater tubes and, if applicable, the number of tubes connected in series is approximately proportional to the required steam superheat. In the case of the two-drum steam generator, there is the upper drum and any parts attached to it
of the steam generator arranged on the central tubes of the evaporator tube bundle, which introduce the load of the drum onto the lower drum or into the foundation. Preferably,. the inner tubes of the evaporator tube bundle are arranged with a larger diameter and optionally with a greater wall thickness than the rows of outer evaporator tubes. ~ \
Die Neuerung ist in den Figuren T bis 5 beispielsweise und ; schematisch, dargestellt. ' - jThe innovation is shown in Figures T to 5, for example, and; shown schematically. '- j
* : 193704a*: 193704a
Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch den Zweitrommelkessel, Figur 2 zeigt die Anordnung der Verdampferrohre und die Versteifungstrennwand,. Figur 3 die Konstruktion der Versteifungswand, Figur k ein Detail der TrommelabStützung auf die Verdampferrohre, Figur 5 die Aufhängung der Überhitzer- und Vorwärmerrohre. Der in Figur 1 gezeigte Querschnitt des Kessels bleibt neuerungsgemäß bei Kesseln unterschiedlicher Leistungsstufe immer derselbe. Die Erhöung der Kesselleistung wird erzielt durch eine Verlängerung der Kesseltrommel, das heißt der Kessel wird breiter. Der gesamte Kessel besteht aus nebeneinander gesetzten, vollkommen gleichen Bauteilen, wobei lediglich die Kesseltrommel 12 und die Untertrommel 13 eine unterschiedliche Länge aufweisen. Jeder Bauteil enthält alles, was zur Erzeugung und Überhitzung des Dampfes bzw. zur iehei zung des Rohrbündel s notwendig ist. Ein solcher, f Bauteil weist zum Beispiel eine Breite von etwa 180 cm auf und enthält in der Brennkammer 1 zwei Ölbrenner l6 und die dazugehörigen Heizflächen 2 bis 6. Ein Teil der Verdampferrohre 5 wird hiebei zu Lenkwänden 8 und 9 zusammengefaßt, welche den Raüchgasstrom e*twa mäanderförmig durch den Dampfkessel leiten. Die Raudl·- gasströmung erfolgt hiebei im allgemeinen in Längsrichtung der Rohre. Querströmungen, das heißt. Rauchgasströmungen in Richtung der Kesselbreite bzw. der Kesseltrommel 12 erfolgen nicht. Inder Nähe des Kesselaustrittes werden die Rauchgase zusammengefaßt und ;■ gegebenenfalls einem Luftvorwärmer 19 zugeleitet. Von diesem strömen dann die Abgase in an sich bekannter Weise ab. j Diese Konstruktion ergibt den Vorteil, daß im TechnischenFigure 1 shows a cross section through the two-drum boiler, Figure 2 shows the arrangement of the evaporator tubes and the stiffening partition. FIG. 3 shows the construction of the stiffening wall, FIG. K shows a detail of the drum support on the evaporator tubes, FIG. 5 shows the suspension of the superheater and preheater tubes. The cross-section of the boiler shown in FIG. 1 remains, according to the innovation, always the same for boilers of different power levels. The boiler output is increased by lengthening the boiler drum, i.e. the boiler becomes wider. The entire boiler consists of completely identical components placed side by side, only the boiler drum 12 and the lower drum 13 having a different length. Each component contains everything that is necessary to generate and superheat the steam or to heat the tube bundle. Such a, f component has for example a width of about 180 cm, and contains in the combustion chamber 1, two oil burner l6 and the associated heating surfaces 2 to 6. A part of the evaporator tubes 5 is hiebei combined to steering walls 8 and 9, the Raüchgasstrom e * Guide it through the steam boiler in a meandering manner. The rough gas flow generally takes place in the longitudinal direction of the tubes. Cross flows, that is. Flue gas flows in the direction of the boiler width or the boiler drum 12 do not take place. The flue gases are combined in the vicinity of the boiler outlet and, if necessary, fed to an air preheater 19. The exhaust gases then flow from this in a manner known per se. j This construction has the advantage that in the technical
! ■■-...■'"" ■■;■■■■ .■-.■.■-■■-... ■ - ■ ' . ' ■' ■'-.""" - "'■-,. ■■! ■■ -... ■ '"" ■■; ■■■■. ■ -. ■. ■ - ■■ -... ■ - ■'. '■' ■ '-. "" "-"' ■ - ,. ■■
: Büro relativ wenig Konstruktionsarbeit geleistet werden muß, weil: Office relatively little construction work has to be done because
000810/0430000810/0430
im wesentlichen lauter gleiche Rohrschlangen Verwendung finden. Es muß lediglich der Überhitzer den geforderten Bedingungen" angepaßt werden, wobei diese Rohrschlangen im wesentlichen nur der Länge nach korrigiert werden. Ein weiterer Vorteil dieser Bauart ist, daß die rauchgasseitigen Strömungsverhältnisse unabhängig von der Nennleistung des Kessels sind. . ■essentially all the same pipe coils are used. It only has to be adapted to the required conditions "of the superheater, these coils essentially only the Length to be corrected. Another advantage of this design is that the flow conditions on the flue gas side are independent from the nominal output of the boiler. . ■
Bei dieser Konstruktion ist es wesentlich, daß alle Rohrteilungen der Heizflächen 2 bis 6 in der Breite des Kessels gleich groß sind, wobei gegebenenfalls einzelne Rohrreihen in dieser Querteilung ausgelassen werden können. Die Grundteilung ist so zum Beispiel 75 rom. Sie ist gleichzeitig für sämtliche Flossenwände, welche schließlich die Lenkwand 8, die Vorderwand 7 und die Seitenwände bilden, maßgebend. Die doppelte Teilung, also zum Beispeil 150 mm, ist dann für die Teilung der Überhitzerheizflächen 2 bis U oder auch für die Rückwand 10 bestimmend. Schotten werden dann beispeil sweise mit 300 mm Teilung oder auch/mit 600mm Teilung ausgeführt (jeweils ein Vielfaches von-der Grund teilung). Diese Gesetzmäßigkeit hat den Vorteil, daß beim Durchtritt von einer Heizfläche durch die andere, zum Beispiel von Rohren des Überhitzers 2 bis k durch die Lenkwand 8 und Strahlungsschutzwand 26, niemals SchwJeigkeiten auftreten, und daß vor allem keine Ausbiegungen in der Querrichtung erforderlich sind. In this construction, it is essential that all the pipe divisions of the heating surfaces 2 to 6 are of the same size in the width of the boiler, it being possible, if necessary, to omit individual rows of pipes in this transverse division. The basic division is, for example, 75 rom. It is also decisive for all fin walls, which ultimately form the steering wall 8, the front wall 7 and the side walls. The double division, for example 150 mm, is then decisive for the division of the superheater heating surfaces 2 to U or also for the rear wall 10. Bulkheads are then designed, for example, with a 300 mm division or also / with a 600 mm division (in each case a multiple of the basic division). This principle has the advantage that when one heating surface passes through the other, for example from the pipes of the superheater 2 to k through the guiding wall 8 and radiation protection wall 26, difficulties never occur and, above all, no bends in the transverse direction are required.
Der ganze Kessel ist selbsttragend ausgebildet, lediglich die Untertrommel 13 und die Vorderwand 7 werden durch geeignete Ron st rutetionen unterstützt. So liegt die ITntertrommel 13 und damit die meisten Heizflächen des Kessels auf einem Auflager 18 und die Vorderwand 7 auf der Abstützung 17·The whole boiler is self-supporting, only the Lower drum 13 and the front wall 7 are rutetionen by suitable Ron st supports. So is the ITntertrommel 13 and thus the Most of the heating surfaces of the boiler on a support 18 and the front wall 7 on the support 17
Die Haupt Strömungsrichtung der Rauchgase ist immer senkrechtThe main flow direction of the flue gases is always vertical
nach oben bzw. senkrecht nach unten. Es strömen so die Rauchgase,upwards or vertically downwards. The smoke gases flow like this,
009810/043 0009810/043 0
abgesehen von den Umlenkungen, immer parallel zu den Rohrachsen. Es ergibt sich dadurch während des Kesselbetriebes eine geringere Verschmutzung der Heizflächen.apart from the deflections, always parallel to the pipe axes. This results in less contamination of the heating surfaces during boiler operation.
Genauso wie alle Rohre innerhalb des Längsschnittes über die ganze Kesselbreite hin dasselbe Biegeprofil aufweisen, hat auch die rechte und die linke Seitenwand bei allen Kesselgrößen immer genau dieselbe Gestalt.Just like all pipes within the longitudinal section over the have the same bending profile across the entire width of the cup, the right and left side walls always have the same for all cup sizes exactly the same shape.
Zur Reinigung des Dampfes von mitgerissener Feuchtigkeit sind als Trommeleinbauten nicht dargestellte Zyklone vorgesehen. Durch diese Bauweise ist der größere Durchmesser der Obertronraiel 12 gegenüber der Untertrommel 13 bedingt. Aus demselben Grund wird auch die Vorwärmung des Speisewassers im Economizer nicht bis zur Sattdampftemperatur betrieben, weil dieses Wasser als Treibwasser für die Injektoren gebraucht wird.To clean the steam from entrained moisture, cyclones (not shown) are provided as built-in drums. By this construction is due to the larger diameter of the upper drum 12 compared to the lower drum 13. For the same reason will too the preheating of the feed water in the economizer is not operated up to the saturated steam temperature because this water is used as motive water for the injectors are needed.
Die Überhitzer- und Vorwärmerheizflächen sind nach oben hin" leicht ausziehbar. Es erübrigen sich also separate Hängerohre.The superheater and preheater heating surfaces are at the top " easily extendable. There is no need for separate hanging tubes.
Die Versteifung der Strahlungsschutzwand 26 und Lenkwand 8 erfolgt gemeinsam durch die zick-zack geführten Versteifungsrohre 21, welche als Verdampferrohre ausgebildet sind. Diese Versteifungsrohre sind jeweils einmal an der Strahlungsschutzwand 26 und an der Lenkwand 8 mit Stegen verschweißt und ergeben somit gemeinsam ein Fachwerk hoher Steifigkeit. Der Kessel selbst wird al· Überdruckkessel betrieben. Zu diesem Zweck sind die Kesselwandungen als gasdichte Membranwände ausgebildet.The stiffening of the radiation protection wall 26 and the steering wall 8 is carried out jointly by the zigzag stiffening tubes 21, which are designed as evaporator tubes. These stiffening tubes are each one on the radiation protection wall 26 and welded to the steering wall 8 with webs and thus together result in a framework of high rigidity. The boiler itself is used as Overpressure boiler operated. For this purpose, the boiler walls are designed as gas-tight membrane walls.
Die Anzahl der dampfseitig parallel durchströmten Rohre, insbesondere des Überhitzers, wird durch Änderung der Anzahl der Rohre des einzelnen Mäanders den Auslegungsdaten angepaßt. So können zum Beispiel bei der Anwesenheit von vierzig Rohren 5 Mäander mit 8 Rohren oder 8 Mäander mit 5 Rohren bzw. k Mäander mit - - ■■."■- ■. ■ ■ ."■ - - k - - - ' - ' - - - The number of pipes flowing through in parallel on the steam side, in particular the superheater, is adapted to the design data by changing the number of pipes in the individual meander. For example, if there are forty pipes, 5 meanders with 8 pipes or 8 meanders with 5 pipes or k meanders with - - ■■. "■ - ■. ■ ■." ■ - - k - - - '-' - - -
009810/0A36009810 / 0A36
Siederohre 23^ getragen. Die Siederolire 23 sind dabei zBoiling tubes 23 ^ worn. The Siederolire 23 are z
■-■-■:. ■- ." \'"..".: -: .- : den' .' ; " ".".
weise zur Verkürzung ihrer KnickläBge mil/anderen Siede3?oiiren ■ - ■ - ■ :. ■ -. "\ '" .. ".: -: .- : the'. ';"".".
wise to shorten their buckling lengths with other boiling points
5 - 1937Q.43 5 - 1937Q.43
gewählt werden. Die Durchtrittsgitter an den Lenkwänden 8
und 9 werden durch Weglassen der Flossen an diesen Stellen gebildet Die- Lenkwand 8 ist zwischen den einzelnen Überhitzerpateten,
dem Strahlungsüberhitzer 2, dem Halbstrahlungsüberhitzer 3 und
dem Berührungsüberhitzer k angeordnet. Die beiden äußeren Rohrreihen
des Verdampferbündels 5 sind als Lenkwände 9 ausgebildet,'
das heißt, sie sind Flossenwände, wobei nur an den Rauchgas-Durchtrittsstellen
die Flossen ausgelassen werden. ! to get voted. The passage grids on the guiding walls 8
and 9 are formed by omitting the fins at these points The steering wall 8 is between the individual superheater pateten,
the radiant superheater 2, the semi-radiant superheater 3 and
the contact superheater k arranged. The two outer rows of tubes of the evaporator bundle 5 are designed as guide walls 9, '
that is, they are fin walls, with the fins only being let out at the smoke gas passage points. !
Der Dampfkessel wird von den Brennern 16, welche in denThe steam boiler is of the burners 16, which in the
Brennerluftkästen 15 angeordnet sind, beheizt. Der Brennstoff ?Burner air boxes 15 are arranged, heated. The fuel ?
■ - - } wird in der Brennkammer 1 verbrannt. Das Rauchgas strömt über ■ - -} is burned in the combustion chamber 1. The flue gas overflows
den Strahlungsüberhitzer 2, den Halbstrahlungsüberhitzer 3» den *the radiant superheater 2, the semi-radiant superheater 3 »the *
Berührungsüberhitzer 4, den Verdampfer 5, in. den Economiser 6,
lind schließlich über den Austritt der Rauchgase aus dem Kessel in ?
Bodennähe in den Luftvorwärmer 1.9· Die Verbrennungsluftzuführung j
erfolgt über den Luftvorwärmer, den Zwischenraum 1h zwischen den
Boden und der unteren Feuerraumbegrenzung, welche von den Rohren' f
gebildet wird, die gleichzeitig die Vorderwand desKessels erge- |
ben, zu den Brennerluftkästen 15 und schließlich zu den Brennern |
.16, Auch hier wird eine ebene Strömung für die Verbrennungsluft ■
angestrebt, so daß die Verzweigungsprobleme für die einzelnen I
Brenner nicht existent sind. 5Contact superheater 4, the evaporator 5, in. The economiser 6,
lind finally about the exit of the flue gases from the boiler in? Close to the floor in the air preheater 1.9 · The combustion air supply j takes place via the air preheater, the space 1 h between the
Bottom and the lower limit of the combustion chamber, which is formed by the pipes' f, which at the same time form the front wall of the boiler ben, to the burner air boxes 15 and finally to the burners | .16, Here, too, the aim is to achieve a level flow for the combustion air, so that the branching problems for the individual burners do not exist. 5
In Figur 2 ist ein Kesselteil, insbesondere seine Verdampfer-,
rohre, im Schnitt schematisch dargestellt. Die Verdampferrohre - f
sind. bei. dem Zwei trommelkess el zwischen der Kesseltrpmmel 12 und !
der Untertrommel 13 eingespannt. Die Kasseltrommel 12 wird hiebei
durch die verstärkten, in der Mitte des Rohrbündels angeordnetenIn Figure 2 is a boiler part, in particular its evaporator,
tubes, shown schematically in section. The evaporator tubes - f are. at. the two drum boilers between boiler drum 12 and! the lower drum 13 clamped. The Kassel drum 12 is here
thanks to the reinforced ones arranged in the middle of the tube bundle
5 durch Stege 24 verbunden. Ein Teil der Siederohre bildet hiebei die Trennwand 8, längs welcher das Gauchgas geführt wird.5 connected by webs 24. A part of the boiling tubes forms here the partition wall 8, along which the gas gas is guided.
Um beim Strahlungsüberhitzer 2, der in den meisten FällenTo at the radiant superheater 2, which in most cases
als Endüberhitzer dient, den heißen Endteil des Überhitzers vor der großen Einstrahlung' der Brennkammer 1 zu schützen, wird eine Strahlungsschutzwand 26 angeordnet. Diese Wand hat zum Beispiel eine Rohrteilung von 150 ram und ist als Verdampfer ausgebildet, wie die Verdampferrohre 5· In den Zwischenräumen liegen die Überhitzerschottwände, wodurch die direkte Einstrahlung in die ψ? zweite Überhitzerhälfte vermieden wird. Selbstverständlich kann ! diese Überhitzerstufe auch aus zwei Teilen bestehen, wobei dann der separate Endüberhitzer hinter der Strahlungsschutzwand zu liegen kommt.serves as an end superheater to protect the hot end part of the superheater from the high levels of radiation from the combustion chamber 1, a radiation protection wall 26 is arranged. This wall has, for example, a pipe division of 150 ram and is designed as an evaporator, like the evaporator pipes 5 · The superheater bulkheads are located in the spaces, which means that direct radiation into the ψ ? second superheater half is avoided. Of course you can! this superheater stage also consist of two parts, in which case the separate end superheater comes to lie behind the radiation protection wall.
Gleichzeitig wird diese Strahlungsschutzwand 26 durch Versteifungsrohre 21 mit der Lenkwand 8 verbunden. Diese Konstruktion ist in Figur 3 dargestellt. Man sieht hiebei, daß diese Versteifungsrohre 21 als Siederohre ausgebildet und nach Art von Fachwerksdiagonalen angeordnet sind. Sie zweigen von den Rohren der Strahlungsschutzwand 26 ab und münden separat in die Obertrommel 12.At the same time, this radiation protection wall 26 is reinforced by stiffening pipes 21 connected to the steering wall 8. This construction is shown in FIG. You can see here that these stiffening pipes 21 designed as boiler tubes and arranged in the manner of half-timbered diagonals. They branch off the pipes the radiation protection wall 26 and open separately into the upper drum 12.
j In Figur 4 ist im Detail der Anschluß der Verdampferrohrej In Figure 4 is the connection of the evaporator tubes in detail
und 23 an die Kesseltrommel 12 dargestellt. Gemäß dieser Konstruktion sind die Verdampferrohre 5 und 23 in gewissen Abständen durchand 23 on the boiler drum 12. According to this construction the evaporator tubes 5 and 23 are through at certain intervals
ι Stege 24 miteinander verbunden. 'ι webs 24 connected to one another. '
In Figur 5 ist die Aufhängung der Vorwärmerheizschlangen 6 und der Überhitzerheizschlangen 2 bis 4 schema ti sch dargestellt. Diese Heizschlangen 2Ms 4 und 6hangen an Jochen 27, welche sich wieder auf die Kesseltrommel 12 abstützen. Diese Konstruktion stütztThe suspension of the preheater heating coils 6 is shown in FIG and the superheater heating coils 2 to 4 are shown schematically. These heating coils 2Ms 4 and 6hang on yokes 27, which are again on the boiler drum 12. This construction supports
- β 009810/0436 - β 009810/0436
sich auf die Beobachtung, daß im allgemeinen das Gewicht der Vorwärmerrohre annäherd gleich dem Gewicht der Überhitzerrohre ist.based on the observation that in general the weight of the preheater tubes is approximately equal to the weight of the superheater tubes.
009810/0436009810/0436
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