DE19858780A1

DE19858780A1 - Fossilbeheizter Durchlaufdampferzeuger

Info

Publication number: DE19858780A1
Application number: DE19858780A
Authority: DE
Inventors: Joachim Franke; Rudolf Kral; Eberhard Wittchow
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2000-07-06
Anticipated expiration: 2018-12-19
Also published as: DE59901884D1; CN1330751A; US6446580B2; DE19858780C2; JP2002533643A; EP1141625A1; KR100685074B1; KR20010082364A; ATE219828T1; CA2355101A1; WO2000037851A1; US20020000208A1; EP1141625B1; CA2355101C; JP3571298B2; DK1141625T3; ES2179696T3; RU2212582C2; CN1192186C

Abstract

Ein Durchlaufdampferzeuger (2) weist eine Brennkammer (4) für fossilen Brennstoff (B) auf, der heizgasseitig über einen Horizontalgaszug (6) einem Vertikalgaszug (8) nachgeschaltet ist. Die Umfassungswände (9) der Brennkammer (4) sind dabei aus gasdicht miteinander verschweißten, vertikal angeordneten Verdampferrohren (10) gebildet. Der Durchlaufdampferzeuger (2) soll nun mit einem besonders geringen Herstellungs- und Montageaufwand errichtbar sein. Außerdem sollen beim Betrieb des Durchlaufdampferzeugers Temperaturunterschiede zwischen benachbarten Verdampferrohren (10) der Brennkammer (4) besonders gering gehalten sein. Hierzu weist der Durchlaufdampferzeuger (2) eine Anzahl von Brennern (30) auf, die in der Brennkammer (4) in der Höhe des Horizontalgaszugs (6) angeordnet sind. Außerdem ist für eine Anzahl von parallel mit Strömungsmedium (S) beaufschlagbaren Verdampferrohren (10) der aus der Dampfleistung M (angegeben in kg/s) bei Vollast und der aus der Summe A (angegeben in m·2·) der Innenquerschnittsflächen dieser parallel mit Strömungsmedium (S) beaufschlagbaren Verdampferrohre (10) gebildete Quotient kleiner als 1350 (mit der Einheit kg/sm·2·).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchlaufdampferzeuger, der eine Brennkammer für fossilen Brennstoff aufweist, der heizgasseitig über einen Horizontalgaszug ein Vertikalgaszug nachgeschaltet ist, wobei die Umfassungswände der Brennkammer aus gasdicht miteinander verschweißten, vertikal angeordneten Verdampferrohren gebildet sind.

Bei einer Kraftwerksanlage mit einem Dampferzeuger wird der Energiegehalt eines Brennstoffs zur Verdampfung von einem Strömungsmedium im Dampferzeuger genutzt. Dabei wird das Strömungsmedium üblicherweise in einem Verdampferkreislauf geführt. Der durch den Dampferzeuger bereitgestellte Dampf wiederum kann beispielsweise für den Antrieb einer Dampftur bine und/oder für einen angeschlossenen externen Prozeß vor gesehen sein. Treibt der Dampf eine Dampfturbine an, so wird über die Turbinenwelle der Dampfturbine üblicherweise ein Ge nerator oder eine Arbeitsmaschine betrieben. Im Falle eines Generators kann der durch den Generator erzeugte Strom zur Einspeisung in ein Verbund- und/oder Inselnetz vorgesehen sein.

Der Dampferzeuger kann dabei als Durchlaufdampferzeuger aus gebildet sein. Ein Durchlaufdampferzeuger ist aus dem Aufsatz "Verdampferkonzepte für Benson-Dampferzeuger" von J. Franke, W. Köhler und E. Wittchow, veröffentlicht in VGB Kraftwerks technik 73 (1993), Heft 4, S. 352-360, bekannt. Bei einem Durchlaufdampferzeuger führt die Beheizung von als Verdamp ferrohren vorgesehenen Dampferzeugerrohren zu einer Verdamp fung des Strömungsmediums in den Dampferzeugerrohren in einem einmaligen Durchlauf.

Durchlaufdampferzeuger werden üblicherweise mit einer Brenn kammer in vertikaler Bauweise ausgeführt. Dies bedeutet, daß die Brennkammer für eine Durchströmung des beheizenden Medi ums oder Heizgases in annähernd vertikaler Richtung ausgelegt ist. Heizgasseitig kann der Brennkammer dabei ein Horizontal gaszug nachgeschaltet sein, wobei beim Übergang von der Brennkammer in den Horizontalgaszug eine Umlenkung des Heiz gasstroms in eine annähernd horizontale Strömungsrichtung er folgt. Derartige Brennkammern erfordern jedoch im allgemeinen aufgrund der temperaturbedingten Längenänderungen der Brenn kammer ein Gerüst, an dem die Brennkammer aufgehängt wird. Dies bedingt einen erheblichen technischen Aufwand bei der Herstellung und Montage des Durchlaufdampferzeugers, der um so größer ist, je größer die Bauhöhe des Durchlaufdampferzeu gers ist. Dies ist insbesondere bei Durchlaufdampferzeugern der Fall, die für eine Dampfleistung von mehr als 80 kg/s bei Vollast ausgelegt sind.

Ein Durchlaufdampferzeuger unterliegt keiner Druckbegrenzung, so daß Frischdampfdrücke weit über dem kritischen Druck von Wasser (p_kri = 221 bar) - wo es nur noch einen geringen Dich teunterschied gibt zwischen flüssigkeitsähnlichem und dampf ähnlichem Medium - möglich sind. Ein hoher Frischdampfdruck begünstigt einen hohen thermischen Wirkungsgrad und somit niedrige CO₂-Emissionen eines fossilbeheizten Kraftwerks, das beispielsweise mit Steinkohle oder auch mit Braunkohle als Brennstoff befeuert sein kann.

Ein besonderes Problem stellt die Auslegung der Umfassungs wand des Gaszuges oder Brennkammer des Durchlaufdampferzeu gers im Hinblick auf die dort auftretenden Rohrwand- oder Ma terialtemperaturen dar. Im unterkritischen Druckbereich bis etwa 200 bar wird die Temperatur der Umfassungswand der Brennkammer im wesentlichen von der Höhe der Sättigungstempe ratur des Wassers bestimmt, wenn eine Benetzung der In nenoberfläche der Verdampferrohre sichergestellt werden kann. Dies wird beispielsweise durch die Verwendung von Verdampfer rohren erzielt, die auf ihrer Innenseite eine Oberflächen struktur aufweisen. Dazu kommen insbesondere innenberippte Verdampferrohre in Betracht, deren Einsatz in einem Durch laufdampferzeuger beispielsweise aus dem oben zitierten Auf satz bekannt ist. Diese sogenannten Rippenrohre, d. h. Rohre mit einer berippten Innenoberfläche, haben einen besonders guten Wärmeübergang von der Rohrinnenwand zum Strömungsme dium.

Erfahrungsgemäß läßt es sich nicht vermeiden, daß die Umfas sungswand der Brennkammer unterschiedlich beheizt wird. Auf grund der unterschiedlichen Beheizung der Verdampferrohre können die Austrittstemperaturen des Strömungsmediums aus mehrbeheizten Verdampferrohren daher bei Durchlaufdampferzeu gern im allgemeinen höher als bei normal- oder minderbeheiz ten Verdampferrohren liegen. Dadurch können Temperaturdiffe renzen zwischen benachbarten Verdampferrohren entstehen, die zu Wärmespannungen führen, welche die Lebensdauer des Durch laufdampferzeugers herabsetzen oder sogar Rohrreißer verursa chen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen fossil beheizten Durchlaufdampferzeuger der oben genannten Art anzu geben, der einen besonders geringen Herstellungs- und Monta geaufwand erfordert, und bei dessen Betrieb außerdem Tempera turunterschiede zwischen benachbarten Verdampferrohren der Brennkammer besonders gering gehalten sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem der Durch laufdampferzeuger eine Brennkammer mit einer Anzahl von in der Höhe des Horizontalgaszugs angeordneten Brennern aufweist und derart ausgelegt ist, daß für jeweils eine Anzahl von parallel mit Strömungsmedium beaufschlagbaren Verdampferroh ren der aus der Dampfleistung M (angegeben in kg/s) bei Vollast und der Summe der Innenquerschnittsflächen A (angegeben in m²) dieser parallel mit Strömungsmedium beauf schlagbaren Verdampferrohre gebildete Quotient kleiner ist als 1350 (angegeben in kg/sm²).

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß ein mit beson ders geringem Herstellungs- und Montageaufwand erstellbarer Durchlaufdampferzeuger eine mit einfachen Mitteln ausführbare Aufhängekonstruktion aufweisen sollte. Ein mit vergleichs weise geringem technischem Aufwand zu erstellendes Gerüst für die Aufhängung der Brennkammer kann dabei einhergehen mit ei ner besonders geringen Bauhöhe des Durchlaufdampferzeugers. Eine besonders geringe Bauhöhe des Durchlaufdampferzeugers ist erzielbar, indem die Brennkammer in horizontaler Bauweise ausgeführt ist. Hierzu sind die Brenner in der Höhe des Hori zontalgaszugs in der Brennkammerwand angeordnet. Somit strömt beim Betrieb des Durchlaufdampferzeugers das Heizgas in annä hernd horizontaler Hauptströmungsrichtung durch die Brennkam mer.

Bei einer horizontalen Brennkammer wird nun aber beim Betrieb des Durchlaufdampferzeugers der heizgasseitig gesehen hintere Bereich der Brennkammer vergleichsweise geringer als der heizgasseitig gesehen vordere Bereich der Brennkammer be heizt. Außerdem wird beispielsweise ein Verdampferrohr in Brennernähe mehrbeheizt als ein in einer Brennkammerecke an geordnetes Verdampferrohr. Dabei kann im Extremfall im vorde ren Bereich der Brennkammer die Beheizung etwa dreimal größer sein als im hinteren Bereich. Bei den bisher üblichen Massen stromdichten in den Verdampferrohren - angegeben in kg/m² s und bezogen auf 100% Dampfleistung (Vollast) - von 2000 kg/m² s geht der Massendurchsatz in einem mehrbeheizten Rohr zurück und steigt in einem minderbeheizten Rohr an, jeweils bezogen auf den Mittelwert des Massendurchsatzes aller Rohre. Dieses Verhalten wird durch den relativ hohen Anteil des Reibungs druckverlustes am gesamten Druckabfall der Verdampferrohre verursacht. Außerdem sind die relativen Längenunterschiede der Verdampferrohre aufgrund der besonders niedrigen Höhe der Brennkammer wesentlich größer als bei einer vertikalen Brenn kammer. Dies verstärkt zusätzlich die Unterschiede in der Be heizung und im Reibungsdruckverlust der einzelnen Verdampfer rohre. Um dennoch annähernd gleiche Temperaturen zwischen be nachbarten Verdampferrohren sicherzustellen, sollte der Durchlaufdampferzeuger derart ausgelegt sein, daß sich in ei nem vergleichsweise mehrbeheizten Verdampferrohr selbsttätig ein höherer Durchsatz des Strömungsmediums einstellt als in einem vergleichsweise minderbeheizten Verdampferrohr. Dies ist im allgemeinen dann der Fall, wenn der geodätische Druckab fall Δp_G (angegeben in bar) eines Verdampferrohres mit mitt lerer Beheizung ein Mehrfaches seines Reibungsdruckverlustes Δp_R (angegeben in bar) beträgt. Die Bedingung für einen Durchsatzanstieg in einem vergleichsweise mehrbeheizten Ver dampferrohr bei konstantem Massenstrom lautet:

wobei Δp_B (angegeben in bar) eine Änderung des Beschleuni gungsdruckabfalls, ΔQ (angegeben in kJ/s) eine Änderung der Beheizung, M (angegenben in kg/s) der Massenstrom und K (angegeben in (bar s)/kJ) eine Konstante ist. Die in dieser Ungleichung formulierte Bedingung gibt an, daß bei konstantem Massenstrom der Gesamtdruckverlusts Δ(Δp_G + Δp_R + Δp_B) (angegeben in bar) bei einer Mehrbeheizung ΔQ abnehmen, d. h. mathematisch negativ werden muß. Wenn also in einer Anzahl von Verdampferrohren der gleiche Gesamtdruckverlust herrscht, dann muß in einem mehrbeheizten Verdampferrohr im Vergleich zu einem minderbeheizten Verdampferrohr entsprechend der obengenannten Ungleichung der Durchsatz des Strömungsmediums steigen.

Umfangreiche Rechnungen haben nun überraschenderweise erge ben, daß die in der Ungleichung formulierte Bedingung für Durchlaufdampferzeuger mit horizontaler Brennkammer erfüllt ist, wenn für eine Anzahl von parallel geschalteten Verdamp ferrohren der Quotient aus der Dampfleistung M (angegeben in kg/s) des Durchlaufdampferzeugers bei Vollast und der aus der Summe der Insienquerschnittsflächen A (angegeben in m²) dieser parallel geschalteten Verdampferrohre nicht größer ist als 1350 (angegeben in kg/sm²). Also mathematisch formuliert:

Dabei wird die Dampfleistung M bei Vollast des Durchlauf dampferzeugers auch als zulässige Dampferzeugung oder als Boiler maximum continuous rating (BMCR) bezeichnet, und die jeweilige Innenquerschnittsfläche eines Verdampferrohrs ist auf einen horizontalen Schnitt bezogen.

Vorteilhafterweise ist jeweils einer Anzahl von parallel ge schalteten Verdampferrohren der Brennkammer ein gemeinsames Eintrittssammler-System vorgeschaltet und ein gemeinsames Austrittssammler-System für Strömungsmedium nachgeschaltet. Ein in dieser Ausgestaltung ausgeführter Durchlaufdampferzeu ger ermöglicht nämlich einen zuverlässigen Druckausgleich zwischen einer Anzahl von parallel geschalteten Verdampfer rohren, so daß jeweils alle parallel geschalteten Verdampfer rohre den gleichen Gesamtdruckverlust aufweisen. Dies bedeu tet, daß bei einem mehrbeheizten Verdampferrohr im Vergleich zu einem minderbeheizten Verdampferrohr entsprechend der obengenannten Ungleichung der Durchsatz steigen muß.

Die Verdampferrohre der Stirnwand der Brennkammer sind vor teilhafterweise den Verdampferrohren der Umfassungswände, die die Seitenwände der Brennkammer bilden, strömungsmediumssei tig vorgeschaltet. Dadurch ist eine besonders günstige Küh lung der stark beheizten Stirnwand der Brennkammer gewährlei stet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Rohrinnendurchmesser einer Anzahl der Verdampferrohre der Brennkammer abhängig von der jeweiligen Position der Ver dampferrohre in der Brennkammer gewählt. Auf diese Weise sind die Verdampferrohre in der Brennkammer an ein heizgasseitig vorgebbares Beheizungsprofil anpaßbar. Mit dem hierdurch be wirkten Einfluß auf die Durchströmung der Verdampferrohre sind besonders zuverlässig Temperaturunterschiede am Austritt der Verdampferrohre der Brennkammer gering gehalten.

Für eine besonders gute Wärmeübertragung von der Wärme der Brennkammer auf das in den Verdampferrohren geführte Strö mungsmedium weist vorteilhafterweise eine Anzahl der Verdamp ferrohre auf ihrer Innenseite jeweils ein mehrgängiges Ge winde bildende Rippen auf. Dabei ist vorteilhafterweise ein Steigungswinkel α zwischen einer zur Rohrachse senkrechten Ebene und den Flanken der auf der Rohrinnenseite angeordneten Rippen kleiner als 60°, vorzugsweise kleiner als 55°.

In einem beheizten, als Verdampferrohr ohne Innenberippung, einem sogenannten Glattrohr, ausgeführten Verdampferrohr kann nämlich von einem bestimmten Dampfgehalt an die für einen be sonders guten Wärmeübergang erforderliche Benetzung der Rohr wand nicht mehr aufrechterhalten werden. Bei fehlender Benet zung kann eine stellenweise trockene Rohrwand vorliegen. Der Übergang zu einer derartigen trockenen Rohrwand führt zu ei ner sogenannten Wärmeübergangskrise mit verschlechtertem Wär meübergangsverhalten, so daß im allgemeinen die Rohrwandtem peraturen an dieser Stelle besonders stark ansteigen. In ei nem innenberippten Verdampferrohr tritt aber nun im Vergleich zu einem Glattrohr diese Krise des Wärmeübergangs erst bei einem Dampfmassengehalt < 0,9, also kurz vor dem Ende der Verdampfung, auf. Das ist auf den Drall zurückzuführen, den die Strömung durch die spiralförmigen Rippen erfährt. Auf grund der unterschiedlichen Zentrifugalkraft wird der Wasser vom Dampfanteil separiert und an die Rohrwand transportiert. Dadurch wird die Benetzung der Rohrwand bis zu hohen Dampfge halten aufrechterhalten, so daß am Ort der Wärmeübergangs krise bereits hohe Strömungsgeschwindigkeiten vorliegen. Das bewirkt trotz Wärmeübergangskrise einen relativ guten Wärme übergang und als Folge niedrige Rohrwandtemperaturen.

Eine Anzahl der Verdampferrohre der Brennkammer weist vor teilhafterweise Mittel zum Reduzieren des Durchflusses des Strömungsmediums auf. Dabei erweist es sich als besonders günstig, wenn die Mittel als Drosseleinrichtungen ausgebildet sind. Drosseleinrichtungen können beispielweise Einbauten in die Verdampferrohre sein, die an einer Stelle im Inneren des jeweiligen Verdampferrohrs den Rohrinnendurchmesser verklei nern. Dabei erweisen sich auch Mittel zum Reduzieren des Durchflusses in einem mehrere parallele Leitungen umfassenden Leitungssystem als vorteilhaft, durch das den Verdampferroh ren der Brennkammer Strömungsmedium zuführbar ist. Dabei kann das Leitungssystem auch einem Eintrittssammler-System von parallel mit Strömungsmedium beaufschlagbaren Verdampferroh ren vorgeschaltet sein. In einer Leitung oder in mehreren Leitungen des Leitungssystems können dabei beispielweise Drosselarmaturen vorgesehen sein. Mit solchen Mitteln zur Re duzierung des Durchflusses des Strömungsmediums durch die Verdampferrohre läßt sich eine Anpassung des Durchsatzes des Strömungsmediums durch einzelne Verdampferrohre an deren je weilige Beheizung in der Brennkammer herbeiführen. Dadurch sind zusätzlich Temperaturunterschiede des Strömungsmediums am Austritt der Verdampferrohre besonders zuverlässig beson ders gering gehalten.

Die Seitenwände des Horizontalgaszugs und/oder des Vertikal gaszugs sind vorteilhafterweise aus gasdicht miteinander ver schweißten, vertikal angeordneten, jeweils parallel mit Strö mungsmedium beaufschlagbaren Dampferzeugerrohren gebildet.

Benachbarte Verdampfer- bzw. Dampferzeugerrohre sind an ihren Längsseiten vorteilhafterweise über Metallbänder, sogenannte Flossen, gasdicht miteinander verschweißt. Diese Flossen kön nen im Herstellungsverfahren der Rohre bereits fest mit den Rohren verbunden sein und mit diesen eine Einheit bilden. Diese aus einem Rohr und Flossen gebildete Einheit wird auch als Flossenrohr bezeichnet. Die Flossenbreite beeinflußt den Wärmeeintrag in die Verdampfer- bzw. Dampferzeugerrohre. Da her ist die Flossenbreite vorzugsweise abhängig von der Po sition der jeweiligen Verdampfer- bzw. Dampferzeugerrohre im Durchlaufdampferzeuger an ein heizgasseitig vorgebbares Be heizungsprofil angepaßt. Als Beheizungsprofil kann dabei ein aus Erfahrungswerten ermitteltes typisches Beheizungsprofil oder auch eine grobe Abschätzung, wie beispielsweise ein stu fenförmiges Beheizungsprofil, vorgegeben sein. Durch die ge eignet gewählten Flossenbreiten ist auch bei stark unter schiedlicher Beheizung verschiedener Verdampfer- bzw. Dampf erzeugerrohre ein Wärmeeintrag in alle Verdampfer- bzw. Dampferzeugerrohre derart erreichbar, daß Temperaturunter schiede am Austritt der Verdampfer- bzw. Dampferzeugerrohre besonders gering gehalten sind. Auf diese Weise sind vorzei tige Materialermüdungen zuverlässig verhindert. Dadurch weist der Durchlaufdampferzeuger eine besonders lange Lebensdauer auf.

In dem Horizontalgaszug sind vorteilhafterweise eine Anzahl von Überhitzerheizflächen angeordnet, die annähernd senkrecht zur Hauptströmungsrichtung des Heizgases angeordnet und deren Rohre für eine Durchströmung des Strömungsmediums parallel geschaltet sind. Diese in hängender Bauweise angeordneten, auch als Schottheizflächen bezeichneten, Überhitzerheizflä chen werden überwiegend konvektiv beheizt und sind strömungs mediumsseitig den Verdampferrohren der Brennkammer nachge schaltet. Hierdurch ist eine besonders günstige Ausnutzung der Heizgaswärme gewährleistet.

Vorteilhafterweise weist der Vertikalgaszug eine Anzahl von Konvektionsheizflächen auf, die aus annähernd senkrecht zur Hauptströmungsrichtung des Heizgases angeordneten Rohren ge bildet sind. Diese Rohre einer Konvektionsheizfläche sind für eine Durchströmung des Strömungsmediums parallel geschaltet. Auch diese Konvektionsheizflächen werden überwiegend konvek tiv beheizt.

Um weiterhin eine besonders vollständige Ausnutzung der Wärme des Heizgases zu gewährleisten, weist der Vertikalgaszug vor teilhafterweise einen Economizer auf.

Vorteilhafterweise sind die Brenner an der Stirnwand der Brennkammer angeordnet, also an derjenigen Seitenwand der Brennkammer, die der Abströmöffnung zum Horizontalgaszug ge genüberliegt. Ein derartig ausgebildeter Durchlaufdampferzeu ger ist auf besonders einfache Weise an die Ausbrandlänge des Brennstoffs anpaßbar. Unter Ausbrandlänge des Brennstoffs ist dabei die Heizgasgeschwindigkeit in horizontaler Richtung bei einer bestimmten mittleren Heizgastemperatur multipliziert mit der Ausbrandzeit t_A der Flamme des Brennstoffs zu verste hen. Die für den jeweiligen Durchlaufdampferzeuger maximale Ausbrandlänge ergibt sich dabei bei der Dampfleistung M bei Vollast des Durchlaufdampferzeugers, dem sogenannten Vollast betrieb. Die Ausbrandzeit t_A der Flamme des Brennstoffs wie derum ist die Zeit, die beispielsweise ein Kohlenstaubkorn mittlerer Größe benötigt, um bei einer bestimmten mittleren Heizgastemperatur vollständig auszubrennen.

Um Materialschäden und eine unerwünschte Verschmutzung des Horizontalgaszuges, beispielsweise aufgrund des Eintrags von schmelzflüssiger Asche einer hohen Temperatur, besonders ge ring zu halten, ist die durch den Abstand von der Stirnwand zum Eintrittsbereich des Horizontalgaszuges definierte Länge der Brennkammer vorteilhafterweise mindestens gleich der Aus brandlänge des Brennstoffs beim Vollastbetrieb des Durchlauf dampferzeugers. Diese horizontale Länge der Brennkammer wird im allgemeinen mindestens 80% der Höhe der Brennkammer be tragen, gemessen von der Trichteroberkante bis zur Brennkam merdecke.

Die Länge L (angegeben in m) der Brennkammer ist für eine be sonders günstige Ausnutzung der Verbrennungswärme des fossi len Brennstoffs vorteilhafterweise als Funktion der Dampflei stung M (angegeben in kg/s) des Durchlaufdampferzeugers bei Vollast, der Ausbrandzeit t_A (angegeben in s) der Flamme des fossilen Brennstoffs und der Austrittstemperatur T_BRK (angegeben in °C) des Heizgases aus der Brennkammer gewählt. Dabei gilt bei gegebener Dampfleistung M des Durchlaufdampf erzeugers bei Vollast für die Länge L der Brennkammer nähe rungsweise der größere Wert der beiden Funktionen (1) und (2)

L (M, t_A) = (C₁ + C₂.W).t_A und
L (M, T_BRK) = (C₃.T_BRK + C₄) + C₅ (T_BRK)² + C₆.T_BRK + C₇

mit
C₁ = 8 m/s und
C₂ = 0,0057 m/kg und
C₃ = -1,905.10^-4 (m.s)/(kg°C) und
C₄ = 0,286 (s.m)/kg und
C₅ = 3.10^-4 m/(°C)² und
C₆ = -0,842 m/°C und
C₇ = 603,41 m

Unter "näherungsweise" ist hierbei eine zulässige Abweichung vom durch die jeweilige Funktion definierten Wert um +20%/ -10% zu verstehen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson dere darin, daß durch die geeignete Wahl des Verhältnisses zwischen der Dampfleistung des Durchlaufdampferzeugers bei Vollast für eine Anzahl von parallel geschalteten Verdampfer rohren und der Innenquerschnittsflächen dieser Verdampfer rohre eine besonders gute Anpassung des Durchsatzes des Strö mungsmediums durch die Verdampferrohre an die Beheizung und dadurch nahezu gleiche Temperaturen am Austritt der Verdamp ferrohre gewährleistet sind. Die durch Temperaturdifferenzen zwischen benachbarten Verdampferrohren verursachten Wärme spannungen in der Umfassungswand der Brennkammer bleiben da bei beim Betrieb des Durchlaufdampferzeugers weit unter den Werten, bei denen beispielsweise die Gefahr von Rohrreißern gegeben ist. Damit ist der Einsatz einer horizontalen Brenn kammer in einem Durchlaufdampferzeuger auch mit vergleichs weise langer Lebensdauer möglich. Durch die Auslegung der Brennkammer für eine annähernd horizontale Hauptströmungs richtung des Heizgases ist außerdem eine besonders kompakte Bauweise des Durchlaufdampferzeugers gegeben. Dies ermöglicht bei Einbindung des Durchlaufdampferzeugers in ein Kraftwerk mit einer Dampfturbine auch besonders kurze Verbindungsrohre von dem Durchlaufdampferzeuger zu der Dampfturbine.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 schematisch einen fossilbeheizten Durchlaufdampfer zeuger in Zweizugbauart in Seitenansicht und

Fig. 2 schematisch einen Längsschnitt durch ein einzelnes Verdampferrohr und

Fig. 3 ein Koordinatensystem mit den Kurven K₁ bis K₆.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Der Durchlaufdampferzeuger 2 gemäß Fig. 1 ist einer nicht näher dargestellten Kraftwerksanlage zugeordnet, die auch eine Dampfturbinenanlage umfaßt. Dabei ist der Durchlaufdampferzeuger für eine Dampfleistung bei Vollast von mindestens 80 kg/s ausgelegt. Der im Durchlaufdampferzeuger 2 erzeugte Dampf wird dabei zum Antrieb der Dampfturbine ge nutzt, die ihrerseits wiederum einen Generator zur Stromer zeugung antreibt. Der durch den Generator erzeugte Strom ist dabei zur Einspeisung in ein Verbund- oder ein Inselnetz vor gesehen.

Der fossilbeheizte Durchlaufdampferzeuger 2 umfaßt eine in horizontaler Bauweise ausgeführte Brennkammer 4, der heiz gasseitig über einen Horizontalgaszug 6 ein Vertikalgaszug 8 nachgeschaltet ist. Die Umfassungswände 9 der Brennkammer 4 sind aus gasdicht miteinander verschweißten, vertikal ange ordneten Verdampferrohren 10 gebildet, von denen eine Anzahl N parallel mit Strömungsmedium S beaufschlagbar ist. Dabei ist eine Umfassungswand 9 der Brennkammer 4 die Stirnwand 11. Zusätzlich können auch die Seitenwände 12 des Horizontalgas zugs 6 bzw. 14 des Vertikalgaszugs 8 aus gasdicht miteinander verschweißten, vertikal angeordneten Dampferzeugerrohren 16 bzw. 17 gebildet sein. In diesem Fall sind die Dampferzeuger rohre 16 bzw. 17 jeweils parallel mit Strömungsmedium S be aufschlagbar.

Einer Anzahl der Verdampferrohre 10 der Brennkammer 4 ist strömungsmediumsseitig ein Eintrittssammler-System 18 für Strömungsmedium S vorgeschaltet und ein Austrittssammler-Sy stem 20 nachgeschaltet. Das Eintrittssammler-System 18 umfaßt dabei eine Anzahl von parallelen Eintritssammlern. Dabei ist zum Zuführen von Strömungsmedium S in das Eintrittssammler- System 18 der Verdampferrohre 10 ein Leitungssystem 19 vorge sehen. Das Leitungssystems 19 umfaßt mehrere parallel ge schaltete Leitungen, die jeweils mit einem der Eintrittssamm ler des Eintrittssammler-Systems 18 verbunden sind.

Die Verdampferrohre 10 weisen - wie in Fig. 2 dargestellt - einen Rohrinnendurchmesser D und auf ihrer Innenseite Rip pen 40 auf, die eine Art mehrgängiges Gewinde bilden und eine Rippenhöhe R haben. Dabei ist der Steigungswinkel α zwischen einer zur Rohrachse senkrechten Ebene 42 und den Flanken 44 der auf der Rohrinnenseite angeordneten Rippen 40 kleiner als 55°. Dadurch werden ein besonders hoher Wärmeübergang von den Innenwänden der Verdampferrohre 10 an das in den Verdampfer rohren 10 geführte Strömungsmedium S und gleichzeitig beson ders niedrige Temperaturen der Rohrwand erreicht.

Der Rohrinnendurchmesser D der Verdampferrohre 10 der Brenn kammer 4 ist abhängig von der jeweiligen Position der Ver dampferrohre 10 in der Brennkammer 4 gewählt. Auf diese Weise ist der Durchlaufdampferzeuger 2 an die unterschiedlich starke Beheizung der Verdampferrohre 10 angepaßt. Diese Aus legung der Verdampferrohre 10 der Brennkammer 4 gewährleistet besonders zuverlässig, daß Temperaturunterschiede am Austritt der Verdampferrohre 10 besonders gering gehalten sind.

Als Mittel zum Reduzieren des Durchflusses des Strömungsmedi ums 5 sind ein Teil der Verdampferrohre 10 mit Drosselein richtungen ausgestattet, die in der Zeichnung nicht näher dargestellt sind. Die Drosseleinrichtungen sind als den Rohr innendurchmesser D an einer Stelle verkleinernde Lochblenden ausgeführt und bewirken beim Betrieb des Durchlaufdampferzeu gers 2 eine Reduzierung des Durchsatzes des Strömungsmedi ums S in minderbeheizten Verdampferrohren 10, wodurch der Durchsatz des Strömungsmediums S der Beheizung angepaßt wird. Weiterhin sind als Mittel zum Reduzieren des Durchsatzes des Strömungsmediums S in den Verdampferrohren 10 eine oder meh rere nicht näher dargestellte Leitungen des Leitungssy stems 19 mit Drosseleinrichtungen, insbesondere Drosselarma turen, ausgestattet.

Benachbarte Verdampfer- bzw. Dampferzeugerrohre 10, 16, 17 sind in nicht näher dargestellter Weise an ihren Längsseiten über Flossen gasdicht miteinander verschweißt. Durch eine ge eignete Wahl der Flossenbreite kann nämlich die Beheizung der Verdampfer- bzw. Dampferzeugerrohre 10, 16, 17 beeinflußt werden. Daher ist die jeweilige Flossenbreite an ein heiz gasseitig vorgebbares Beheizungsprofil angepaßt, das von der Position der jeweiligen Verdampfer- bzw. Dampferzeuger rohre 10, 16, 17 im Durchlaufdampferzeuger 2 abhängt. Das Be heizungsprofil kann dabei ein aus Erfahrungswerten ermittel tes typisches Beheizungsprofil oder auch eine grobe Abschät zung sein. Dadurch sind Temperaturunterschiede am Austritt der Verdampfer- bzw. Dampferzeugerrohre 10, 16, 17 auch bei stark unterschiedlicher Beheizung der Verdampfer- bzw. Dampf erzeugerrohre 10, 16, 17 besonders gering gehalten. Auf diese Weise sind Materialermüdungen zuverlässig verhindert, was eine lange Lebensdauer des Durchlaufdampferzeugers 2 gewähr leistet.

Bei der Berohrung der horizontalen Brennkammer 4 ist zu be rücksichtigen, daß die Beheizung der einzelnen, miteinander gasdicht verschweißten Verdampferrohre 10 beim Betrieb des Durchlaufdampferzeugers 2 sehr unterschiedlich ist. Deswegen wird die Auslegung der Verdampferrohre 10 hinsichtlich ihrer Innenberippung, Flossenverbindung zu benachbarten Verdampfer rohren 10 und ihres Rohrinnendurchmessers D so gewählt, daß alle Verdampferrohre 10 trotz unterschiedlicher Beheizung an nähernd gleiche Austrittstemperaturen aufweisen und eine aus reichende Kühlung aller Verdampferrohre 10 für alle Betriebs zustände des Durchlaufdampferzeugers 2 gewährleistet ist. Eine Minderbeheizung einiger Verdampferrohre 10 beim Betrieb des Durchlaufdampferzeugers 2 wird dabei durch den Einbau von. Drosseleinrichtungen zusätzlich berücksichtigt.

Die Rohrinnendurchmesser D der Verdampferrohre 10 in der Brennkammer 4 sind in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Posi tion in der Brennkammer 4 gewählt. Dabei weisen Verdampfer rohre 10, die beim Betrieb des Durchlaufdampferzeugers 2 ei ner stärkeren Beheizung ausgesetzt sind, einen größeren Rohr innendurchmesser D auf als Verdampferrohre 10, die beim Be trieb des Durchlaufdampferzeugers 2 geringer beheizt werden. Damit wird gegenüber dem Fall mit gleichen Rohrinnendurchmes sern erreicht, daß sich der Durchsatz des Strömungsmediums S in den Verdampferrohren 10 mit größerem Rohrinnendurchmes ser D erhöht und dadurch Temperaturdifferenzen am Austritt der Verdampferrohre 10 infolge unterschiedlicher Beheizung reduziert werden. Eine weitere Maßnahme, die Durchströmung der Verdampferrohre 10 mit Strömungsmedium S an die Beheizung anzupassen, ist der Einbau von Drosseleinrichtungen in einen Teil der Verdampferrohre 10 und/oder in das zur Zuführung von Strömungsmedium S vorgesehene Leitungssystem 19. Um dagegen die Beheizung an den Durchsatz des Strömungsmediums S durch die Verdampferrohre 10 anzupassen, kann die Flossenbreite in Abhängigkeit von der Position der Verdampferrohre 10 in der Brennkammer 4 gewählt werden. Alle genannten Maßnahmen bewir ken trotz stark unterschiedlicher Beheizung der einzelnen Verdampferrohre 10 eine annähernd gleiche spezifische Wärme aufnahme des in den Verdampferrohen 10 geführten Strömungsme diums S beim Betrieb des Durchlaufdampferzeugers 2 und somit nur geringe Temperaturdifferenzen an deren Austritt. Die In neberippung der Verdampferrohre 10 ist dabei derart ausge legt, daß eine besonders zuverlässige Kühlung der Verdampfer rohre 10 trotz unterschiedlicher Beheizung und Durchströmung mit Strömungsmedium S bei allen Lastzuständen des Durchlauf dampferzeugers 2 gewährleistet ist.

Der Horizontalgaszug 6 weist eine Anzahl von als Schottheiz flächen ausgebildeten Überhitzerheizflächen 22 auf, die in hängender Bauweise annähernd senkrecht zur Hauptströmungs richtung 24 des Heizgases G angeordnet und deren Rohre für eine Durchströmung des Strömungsmediums S jeweils parallel geschaltet sind. Die Überhitzerheizflächen 22 werden überwie gend konvektiv beheizt und sind strömungsmediumsseitig den Verdampferrohren 10 der Brennkammer 4 nachgeschaltet.

Der Vertikalgaszug 8 weist eine Anzahl von überwiegend kon vektiv beheizbaren Konvektionsheizflächen 26 auf, die aus an nähernd senkrecht zur Hauptströmungsrichtung 26 des Heizga ses G angeordneten Rohren gebildet sind. Diese Rohre sind für eine Durchströmung des Strömungsmediums S jeweils parallel geschaltet. Außerdem ist in dem Vertikalgaszug 8 ein Economi zer 28 angeordnet. Ausgangsseitig mündet der Vertikalgaszug 8 in einen weiteren Wärmetauscher, beispielsweise in einen Luftvorwärmer und von dort über einen Staubfilter in einen Kamin. Die dem Vertikalgaszug 8 nachgeschalteten Bauteile sind in Fig. 1 nicht näher dargestellt.

Der Durchlaufdampferzeuger 2 ist mit einer horizontalen Brennkammer 4 mit besonders niedriger Bauhöhe ausgeführt und somit mit besonders geringem Herstellungs- und Montageaufwand errichtbar. Hierzu weist die Brennkammer 4 des Durchlauf dampferzeugers 2 eine Anzahl von Brennern 30 für fossilen Brennstoff B auf, die an der Stirnwand 11 der Brennkammer 4 in der Höhe des Horizontalgaszuges 6 angeordnet sind.

Damit der fossile Brennstoff B zur Erzielung eines besonders hohen Wirkungsgrads besonders vollständig ausbrennt und Mate rialschäden der heizgasseitig gesehen ersten Überhitzerheiz fläche 22 des Horizontalgaszuges 6 und eine Verschmutzung derselben, beispielsweise durch Eintrag von schmelzflüssiger Asche mit hoher Temperatur, besonders zuverlässig verhindert sind, ist die Länge L der Brennkammer 4 derart gewählt, daß sie die Ausbrandlänge des Brennstoffs B beim Vollastbetrieb des Durchlaufdampferzeugers 2 übersteigt. Die Länge L ist da bei der Abstand von der Stirnwand 11 der Brennkammer 4 zum Eintrittsbereich 32 des Horizontalgaszugs 6. Die Ausbrand länge des Brennstoffs B ist dabei definiert als die Heizgas geschwindigkeit in horizontaler Richtung bei einer bestimmten mittleren Heizgastemperatur multipliziert mit der Ausbrand zeit t_A der Flamme F des Brennstoffs B. Die für den jeweili gen Durchlaufdampferzeuger 2 maximale Ausbrandlänge ergibt sich beim Vollastbetrieb des jeweiligen Durchlaufdampferzeu gers 2. Die Ausbrandzeit t_A der Flamme F des Brennstoffs B wiederum ist die Zeit, die beispielsweise ein Kohlenstaubkorn mittlerer Größe zum vollständigen Ausbrennen bei einer be stimmten mittleren Heizgastemperatur benötigt.

Um eine besonders günstige Ausnutzung der Verbrennungswärme des fossilen Brennstoffs B zu gewährleisten, ist die Länge L (angegeben in m) der Brennkammer 4 in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur T_BRK (angegeben in °C) des Heizgases G aus der Brennkammer 4, der Ausbrandzeit t_A (angegeben in s) der Flamme F des Brennstoffs B und der Dampfleistung M (angegeben in kg/s) des Durchlaufdampferzeugers 2 bei Vollast geeignet gewählt. Diese horizontale Länge L der Brennkammer 4 beträgt dabei mindestens 80% der Höhe H der Brennkammer 4. Die Höhe H wird dabei von der Trichteroberkante der Brennkam mer 4, in Fig. 1 durch die Linie mit den Endpunkten X und Y markiert, bis zur Brennkammerdecke gemessen. Die Länge L der Brennkammer 4 bestimmt sich näherungsweise über die Funktio nen (1) und (2)

L (M, t_A) = (C₁ + C₂.M).t_A (1)

und

L (M, T_BRK) = (C₃.T_BRK + C₄)M + C₅(T_BRK)² + C₆.T_BRK + C₇ (2)

Näherungsweise ist hierbei als eine zulässige Abweichung um +20%/-10% vom durch die jeweilige Funktion definierten Wert zu verstehen. Dabei gilt bei der Auslegung des Durchlauf dampferzeugers 2 für eine vorgegebene Dampfleistung M des Durchlaufdampferzeugers 2 bei Vollast der größere Wert aus den Funktionen (1) und (2) für die Länge L der Brennkammer 4.

Als Beispiel für eine mögliche Auslegung des Durchlaufdampf erzeugers 2 sind für einige Längen L der Brennkammer 4 in Ab hängigkeit von der Dampfleistung M des Durchlaufdampferzeu gers 2 bei Vollast in das Koordinatensystem gemäß Fig. 3 sechs Kurven K₁ bis K₆ eingezeichnet. Dabei sind den Kurven jeweils folgende Parameter zugeordnet:

K₁: t_A = 3 s gemäß (1),
K₂: t_A = 2,5 s gemäß (1),
K₃: t_A = 2 s gemäß (1),
K₄: T_BRK = 1200°C gemäß (2),
K₅: T_BRK = 1300°C gemäß (2),
K₆: T_BRK= 1400°C gemäß (2).

Zur Bestimmung der Länge L der Brennkammer 4 sind somit bei spielsweise für eine Ausbrandzeit t_A = 3s und eine Austritts temperatur T_BRK = 1200°C des Heizgases G aus der Brennkammer 4 die Kurven K₁ und K₄ heranzuziehen. Daraus ergibt sich bei einer vorgebenen Dampfleistung M des Durchlaufdampferzeu gers 2 bei Vollast

von M = 80 kg/s eine Länge von L = 29 m gemäß K₄,
von M = 160 kg/s eine Länge von L = 34 m gemäß K₄,
von M = 560 kg/s eine Länge von L = 57 m gemäß K₄.

Es gilt also stets die als durchgezogene Linie gezeichnete Kurve K₄.

Für die Ausbrandzeit t_A 2,5 s der Flamme F des Brennstoffs B und die Austrittstemperatur des Heizgases G aus der Brennkam mer T_BRK = 1300°C sind beispielsweise die Kurven K₂ und K₅ heranzuziehen. Daraus ergibt sich bei einer vorgegebenen Dampfleistung M des Durchlaufdampferzeugers 2 bei Vollast

von M = 80 kg/s eine Länge von L = 21 m gemäß K₂,
von M = 180 kg/s eine Länge von L = 23 m gemäß K₂ und K₅,
von M = 560 kg/s eine Länge von L = 37 m gemäß K₅.

Es gilt also bis M = 180 kg/s der Teil der Kurve K₂, die als durchgezogene Linie gezeichnet ist und nicht die in diesem Wertebereich von M als gestrichelte Linie gezeichnete Kurve K₅. Für Werte von M, die größer als 180 kg/s sind, gilt der Teil der Kurve K₅, der als durchgezogene Linie gezeichnet ist und nicht die in diesem Wertebereich von M als gestrichelte Linie gezeichnete Kurve K₂.

Der Ausbrandzeit t_A = 2s der Flamme F des Brennstoffs B und der Austrittstemperatur des Heizgases G aus der Brennkam mer T_BRK = 1400°C sind beispielsweise die Kurven K₃ und K₆ zu geordnet. Daraus ergibt sich bei einer vorgegebenen Dampflei stung M des Durchlaufdampferzeugers 2 bei Vollast

von M = 80 kg/s eine Länge von L = 18 m gemäß K₃,
von M = 465 kg/s eine Länge von L = 21 m gemäß K₃ und K₆,
von M = 560 kg/s eine Länge von L = 23 m gemäß K₆.

Es gilt also für Werte von M bis 465 kg/s die als durchgezo gene Linie in diesem Bereich gezeichnete Kurve K₃ und nicht die als gestrichelte Linie in diesem Bereich gezeichnete Kurve K₆. Für Werte von M die größer als 465 kg/s sind gilt der Teil der als durchgezogene Linie gezeichneten Kurve K₆ und nicht der Teil der als gestrichelte Linie gezeichneten Kurve K₃.

Damit sich beim Betrieb des Durchlaufdampferzeugers 2 in ei nem mehrbeheizten Verdampferrohr 10 selbsttätig ein höherer Durchsatz des Strömungsmediums S einstellt als in einem min derbeheizten Verdampferrohr 10, ist für eine Anzahl N von parallel geschalteten Verdampferrohren 10 der Quotient aus der Dampfleistung M (angegeben in kg/s) des Durchlaufdampfer zeugers 2 bei Vollast und der Summe A (angegeben in m²) der Innenquerschnittsfläche der Anzahl N dieser parallel mit Strömungsmedium S beaufschlagbaren Verdampferrohre 10 mit je weils einem Rohrinnendurchmesser DN so gewählt, daß die Be dingung

erfüllt ist. Dabei ist die Zahl 1350 in kg/sm² angegeben und D_N der Rohrinnendurchmesser des N-ten Verdampferrohrs 10 mit i = 1 bis N.

Beim Betrieb des Durchlaufdampferzeugers 2 wird den Bren nern 30 fossiler Brennstoff B zugeführt. Die Flammen F der Brenner 30 sind dabei horizontal ausgerichtet. Durch die Bau weise der Brennkammer 4 wird eine Strömung des bei der Ver brennung entstehenden Heizgases G in annähernd horizontaler Hauptströmungsrichtung 24 erzeugt. Dieses gelangt über den Horizontalgaszug 6 in den annähernd zum Boden hin ausgerich teten Vertikalgaszug 8 und verläßt diesen in Richtung des nicht näher dargestellten Kamins.

In den Economizer 28 eintretendes Strömungsmedium S gelangt über die in dem Vertikalgaszug 8 angeordneten Konvektions heizflächen 26 in das Eintrittssammler-System 18 der Verdamp ferrohre 10 der Brennkammer 4 des Durchlaufdampferzeugers 2. In den vertikal angeordneten, gasdicht miteinander ver schweißten Verdampferrohren 10 der Brennkammer 4 des Durch laufdampferzeugers 2 findet die Verdampfung und gegebenen falls eine teilweise Überhitzung des Strömungsmediums S statt. Der dabei entstehende Dampf bzw. ein Wasser-Dampf-Ge misch wird in dem Austrittssammler-System 20 für Strömungsme dium S gesammelt. Von dort gelangt der Dampf bzw. das Wasser- Dampf-Gemisch über die Wände des Horizontalgaszugs 6 und des Vertikalgaszugs 8 in die Überhitzerheizflächen 22 des Hori zontalgaszuges 6. In den Überhitzerheizflächen 22 erfolgt eine weitere Überhitzung des Dampfs, der anschließend einer Nutzung, beispielsweise dem Antrieb einer Dampfturbine, zuge führt wird.

Mit der Begrenzung des Quotienten aus der Dampfleistung M des Durchlaufdampferzeugers 2 bei Vollast und der Summe der In nenquerschnittsflächen F auf den Wert 1350 kg/sm² für eine Anzahl N von parallel geschalteten Verdampferrohren 10 sind in sonders einfacher Weise besonders geringe Temperaturdiffe renzen zwischen benachbarten Verdampferrohren 10 bei gleich zeitig besonders zuverlässiger Kühlung der Verdampferrohre 10 bei allen Lastzuständen des Durchlaufdampferzeugers 2 gewähr leistet. Zudem ist die Reihenschaltung der Verdampferrohre 10 insbesondere für eine Ausnutzung der annähernd horizontalen Hauptströmungsrichtung 24 des Heizgases G ausgelegt. Dabei ist durch eine Wahl der Länge L der Brennkammer 4 in Abhän gigkeit von der Dampfleistung M des Durchlaufdampferzeugers 2 bei Vollast sichergestellt, daß die Verbrennungswärme des fossilen Brennstoffs B besonders zuverlässig ausgenutzt wird. Außerdem läßt sich der Durchlaufdampferzeuger 2 durch seine besonders geringe Bauhöhe und kompakte Bauweise mit besonders geringem Herstellungs- und Montageaufwand errichten. Dabei kann ein mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand er stellbares Gerüst vorgesehen sein. Bei einer Kraftwerksanlage mit einer Dampfturbine und einem eine derart geringe Bauhöhe aufweisenden Durchlaufdampferzeuger 2 können außerdem die Verbindungsrohre von dem Durchlaufdampferzeuger zu der Dampf turbine in besonders kurzer Weise ausgelegt sein.

Claims

1. Durchlaufdampferzeuger (2), der eine Brennkammer (4) für fossilen Brennstoff (B) aufweist, der heizgasseitig über ei nen Horizontalgaszug (6) ein Vertikalgaszug (8) nachgeschal tet ist, wobei die Umfassungswände (9) der Brennkammer (4) aus gasdicht miteinander verschweißten, vertikal angeordneten Verdampferrohren (10) gebildet sind und die Brennkammer (4) eine Anzahl von in der Höhe des Horizontalgaszugs (6) ange ordneten Brennern (30) umfaßt und derart ausgelegt ist, daß jeweils für eine Anzahl (N) von parallel mit Strömungsme dium (5) beaufschlagbaren Verdampferrohren (10) der aus der Dampfleistung (M) (angegeben in kg/s) bei Vollast und der aus der Summe (A) (angegeben in m²) der Innenquerschnittsflächen dieser parallel mit Strömungsmedium (S) beaufschlagbaren Ver dampferrohre (10) gebildete Quotient kleiner ist als 1350 (angegeben in kg/sm²).

2. Durchlaufdampferzeuger (2) nach Anspruch 1, bei dem je weils einer Anzahl von parallel mit Strömungsmedium (S) be aufschlagbaren Verdampferrohren (10) der Brennkammer (4) strömungsmediumsseitig jeweils ein gemeinsames Eintrittssamm ler-System (18) für Strömungsmedium (S) vorgeschaltet und ein gemeinsames Austrittssammler-System (20) nachgeschaltet ist.

3. Durchlaufdampferzeuger (2) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Verdampferrohre (10) der Stirnwand (11) der Brennkam mer (4) strömungsmediumsseitig den Verdampferrohren (10) der anderen Umfassungswände (9) der Brennkammer (4) vorgeschaltet sind.

4. Durchlaufdampferzeuger (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Rohrinnendurchmesser (D) einer Anzahl der Ver dampferrohre (10) der Brennkammer (4) abhängig von der jewei ligen Position der Verdampferrohre (10) in der Brennkam mer (4) gewählt ist.

5. Durchlaufdampferzeuger (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine Anzahl der Verdampferrohre (10) auf ihrer In nenseite jeweils ein mehrgängiges Gewinde bildende Rip pen (40) tragen.

6. Durchlaufdampferzeuger (2) nach Anspruch 5, bei dem ein Steigungswinkel (α) zwischen einer zur Rohrachse senkrechten Ebene (42) und den Flanken (44) der auf der Rohrinnenseite angeordneten Rippen (40) kleiner als 60°, vorzugsweise klei ner als 55°; ist.

7. Durchlaufdampferzeuger (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem eine Anzahl der Verdampferrohre (10) jeweils eine Drosseleinrichtung aufweist.

8. Durchlaufdampferzeuger (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem ein Leitungssystem (19) zur Zuführung von Strö mungsmedium (5) in die Verdampferrohre (10) der Brennkam mer (4) vorgesehen ist, wobei das Leitungssystem (19) zur Re duzierung des Durchflusses des Strömungsmediums (S) eine An zahl von Drosseleinrichtungen, insbesondere Drosselarmaturen, aufweist.

9. Durchlaufdampferzeuger (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Seitenwände (12) des Horizontalgaszugs (6) aus gasdicht miteinander verschweißten, vertikal angeordneten, parallel mit Strömungsmedium (S) beaufschlagbaren Dampferzeu gerrohren (16) gebildet sind.

10. Durchlaufdampferzeuger (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Seitenwände (14) des Vertikalgaszugs (8) aus gasdicht miteinander verschweißten, vertikal angeordneten, parallel mit Strömungsmedium (S) beaufschlagbaren Dampferzeu gerrohren (17) gebildet sind.

11. Durchlaufdampferzeuger (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem benachbarte Verdampfer- bzw. Dampferzeuger rohre (10, 16, 17) über Flossen gasdicht miteinander ver schweißt sind, wobei die Flossenbreite abhängig von der je weiligen Position der Verdampfer- bzw. Dampferzeuger rohre (10, 16, 17) in der Brennkammer (4) des Horizontalgas zugs (6) und/oder des Vertikalgaszugs (8) gewählt ist.

12. Durchlaufdampferzeuger (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem in dem Horizontalgaszug (6) eine Anzahl von Über hitzerheizflächen (22) in hängender Bauweise angeordnet ist.

13. Durchlaufdampferzeuger (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem in dem Vertikalgaszug (8) eine Anzahl von Konvek tionsheizflächen (26) angeordnet ist.

14. Durchlaufdampferzeuger (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem die Brenner (30) an der Stirnwand (11) der Brenn kammer (4) angeordnet sind.

15. Durchlaufdampferzeuger (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem die durch den Abstand von der Stirnwand (11) der Brennkammer (4) zum Eintrittsbereich (32) des Horizontalgas zugs (6) definierte Länge (L) der Brennkammer (4) mindestens gleich der Ausbrandlänge des Brennstoffs (B) beim Vollastbe trieb des Dampferzeugers (2) ist.

16. Durchlaufdampferzeuger (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem die Länge (L) der Brennkammer (4) als Funktion der Dampfleistung (M) bei Vollast, der Ausbrandzeit (t_A) der Flamme (F) des Brennstoffs (B) und/oder der Austrittstempera tur (T_BRK) des Heizgases (G) aus der Brennkammer (4) nähe rungsweise gemäß den Funktionen
L (M, t_A) = (C₁ + C₂ M).t_A und
L (M, T_BRK) = (C₃.T_BRK + C₄) M + C₅ (T_BRK)² + C₆.T_BRK + C₇
mit
C₁ = 8 m/s und
C₂ = 0,0057 m/kg und
C₃ = -1,905.10^-4 (m.s)/(kg°C) und
C₄ = 0,286 (s.m)/kg und
C₅ = 3.10^-4 m/(°C)² und
C₆ = -0,842 m/°C und
C₇ = 603,41 m
gewählt ist, wobei für eine vorgegebene Dampfleistung (M) bei Vollast der jeweils größere Wert der Länge (L) der Brennkam mer (4) gilt.