DE19926918A1 - Steam boiler has combustion chamber, heat exchangers, front and back tower, and main body - Google Patents
Steam boiler has combustion chamber, heat exchangers, front and back tower, and main bodyInfo
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Abstract
Description
Bei der Erfindung handelt es sich um einen Dampfkessel eines Dampfkraftwerkes mit einer Brennkammer und mehreren Wärmetauscher- Paketen.The invention is a steam boiler Steam power plant with a combustion chamber and several heat exchangers Packages.
Allgemein sind zwei verschiedene Bauarten von Dampfkesseln für Dampfkraftwerke bekannt. Zum einen gibt es den Turmkessel. Der Turmkessel besteht aus einem einzigen, sehr hohen Turm. Die Brenner, welche durch Verbrennung eines Brennstoffes heisses Rauchgas erzeugen, sind im unteren Bereich des Turmes angeordnet. Das heisse Rauchgas strömt im Turm an mehreren Wärmetauscher-Paketen (Überhitzer, Zwischenüberhitzer, Economizer) vorbei nach oben. Diese Wärmetauscher- Pakete können - je nach Bauart des Dampfkraftwerkes - mit verschiedenen Druckstufen ausgestattet sein (Überhitzer, Mitteldruck-Zwischenüberhitzer, Niederdruck-Zwischenüberhitzer). Die Überhitzer- und Zwischenüberhitzerstufen folgen gemäss der Höhe des Turmes übereinander. Am oberen Ende des Turmkessel, bevor das Rauchgas den Turm verlässt, ist üblicherweise ein Economizer angeordnet.Generally there are two different types of steam boilers for Steam power plants known. On the one hand there is the tower boiler. The Tower boiler consists of a single, very high tower. The burners which produce hot flue gas by burning a fuel, are located in the lower part of the tower. The hot flue gas flows in the tower at several heat exchanger packages (superheater, Reheater, economizer) over to the top. These heat exchangers Depending on the design of the steam power plant, packages can be made with different Pressure stages (superheater, medium-pressure reheater, Low pressure reheater). The superheater and Intermediate superheater stages follow one another according to the height of the tower. At the top of the tower boiler before the flue gas leaves the tower usually arranged an economizer.
Zu anderen ist der klassische Zwei-Zug-Kessel bekannt. Der Zwei-Zug-Kessel besteht ebenfalls aus den Komponenten eines Feuerraumes, aus Wärmetauscher-Paketen mit verschiedenen Überhitzer- und Zwischenüberhitzerstufen und eines Economizers. Die Brenner des Kessels sind im unteren Bereich des Kessels angeordnet. Das heisse Rauchgas strömt wie beim Turmkessel nach oben, es wird aber in einen zweiten, nach unten gerichteten Zug umgeleitet. Auf seinem Weg wird das Rauchgas an den verschiedenen Stufen der Wärmetauscher-Pakete und am Economizer vorbeigeleitet. Auch bei dem Zwei-Zug-Kessel sind die verschiedenen Überhitzer- und Zwischenüberhitzerstufen auf dem Weg des Rauchgases nacheinander angeordnet.The classic two-pass boiler is also known. The two-pass boiler also consists of the components of a combustion chamber Heat exchanger packages with various superheater and Reheater stages and an economizer. The burner of the boiler are located in the lower part of the boiler. The hot flue gas flows upwards like the tower boiler, but it is divided into a second one redirected train directed below. On its way, the flue gas is sent to the different stages of the heat exchanger packages and on the economizer passed by. The two-train boiler is also different Superheater and reheater stages on the way of the flue gas arranged one after the other.
Sowohl der Turmkessel als auch der Zwei-Zug-Kessel weisen aber den Nachteil auf, dass die Dampfleitungen, welche den Kessel mit der Dampfturbine verbinden, sehr lang sind. Dies ist dadurch bedingt, dass die Überhitzer und Zwischenüberhitzer-Austritte im Vergleich zur Dampfturbine in relativ grosser Höhe angeordnet sind. Durch die massive Ausarbeitung der Dampfleitungen sind diese aber notwendiger Weise sehr teuer. Dieser Nachteil ist besonders dann gravierend, wenn hohe Dampfparameter (Druck, Temperatur) vorliegen, so dass hochlegierte Nickel-Stähle eingesetzt werden müssen.Both the tower boiler and the two-pass boiler have the Disadvantage that the steam lines, which connect the boiler with the Connect steam turbine are very long. This is due to the fact that the Superheater and reheater exits compared to the steam turbine in are arranged relatively high. Through the massive elaboration of the However, steam pipes are necessarily very expensive. This The disadvantage is particularly serious when high steam parameters (pressure, Temperature), so that high-alloy nickel steels are used have to.
Ziel der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zu überwinden und einen Dampfkessel zu konstruieren, welcher durch eine reduzierte Höhe der Dampfaustritte eine Reduktion der Länge der Dampfleitungen, welche den Dampfkessel mit einer Dampfturbine verbinden, erreicht.The aim of the invention is to overcome the disadvantages mentioned above and to construct a steam boiler which is characterized by a reduced height of the Steam leaks a reduction in the length of the steam lines, which the Connect the steam boiler to a steam turbine.
Erfindungsgemäss wird dies bei einem Dampfkessel des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch erreicht, dass der Dampfkessel aus zwei Türmen besteht, einem vorderen Turm und einem hinteren Turm, wobei der vordere Turm als Brennkammer und der hintere Turm mit den Wärmetauscher- Paketen mit mindestens einer Überhitzerstufe zur Erzeugung von Wasserdampf ausgestattet ist, die beiden Türme über einen Rumpf verbunden sind und die Strömungsrichtung im Dampfkessel vom vorderen Turm, von oben nach unten, über den Rumpf und zum hinteren Turm, von unten nach oben, ist.According to the invention, this is the case with a steam boiler of the preamble of Claim 1 achieved in that the steam boiler from two towers consists of a front tower and a rear tower, the front Tower as the combustion chamber and the rear tower with the heat exchanger Packages with at least one superheater stage for the generation of Steam is equipped, the two towers over a hull are connected and the direction of flow in the boiler from the front Tower, from top to bottom, over the fuselage and to the rear tower, from bottom up, is.
Ein Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass die Höhe der Dampfaustritte im Vergleich zur Höhe der Dampfturbine und damit die Länge der Dampfleitungen auf ein nötiges Minimum reduziert und so die Kosten minimiert werden. Die reduzierte Höhe des Kessels bringt den weiteren Vorteil mit sich, dass das Kesselgerüst ebenfalls kostenminimierend klein ausgestaltet werden kann. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Dampfkessels besteht darin, dass alle End-Wärmertauscher-Pakete, welche zur Erzeugung von überhitztem Dampf im hinteren Kessel angebracht sind, parallel im Rauchgasstrom angeordnet sind und durch Trennwände getrennt sind. Dadurch wird eine minimale Austrittshöhe für alle End-Wärmertauscher- Pakete erreicht. Dies hat den weiteren Vorteil, dass alle vorhandenen Überhitzer- und Zwischenüberhitzerstufen in der Zone mit der gleichen hohen Temperatur des Rauchgases plaziert werden können und die Temperaturen des Dampfes in allen Uberhitzerstufen unabhängig voneinander eingestellt/erreicht werden können.An advantage of this invention is that the amount of steam exits compared to the height of the steam turbine and thus the length of the Steam lines reduced to a necessary minimum and so the costs be minimized. The reduced height of the boiler has another advantage with the fact that the boiler frame is also small, minimizing costs can be designed. Another advantage of the invention Steam boiler is that all end heat exchanger packages which are installed in the rear boiler to generate superheated steam, are arranged in parallel in the flue gas flow and separated by partitions are. This ensures a minimum outlet height for all end heat exchangers. Packages reached. This has the further advantage of being all available Superheater and reheater stages in the zone with the same high Flue gas temperature can be placed and temperatures of steam in all superheater stages independently of one another can be set / reached.
Die weiteren Ausgestaltungsmöglichkeiten sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The other design options are the subject of the dependent Expectations.
Es zeigenShow it
Fig. 1 eine schematische Vorderansicht eines erfindungsgemässen Dampfkessels mit angeschlossener Dampfturbine und Fig. 1 is a schematic front view of a steam boiler according to the invention with a connected steam turbine and
Fig. 2 ein schematischer Horizontalschnitt gemäss der Linie II-II in der Fig. 1 eines erfindungsgemässen Dampfkessels mit angeschlossener Dampfturbine. Fig. 2 is a schematic horizontal section along the line II-II in Fig. 1 of a steam boiler according to the invention with a connected steam turbine.
Es sind nur die für die Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt. Gleiche Elemente werden in verschiedenen Zeichnungen gleich bezeichnet.Only the elements essential to the invention are shown. Same Elements are identified in the same way in different drawings.
In der Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines erfindungsgemässen Dampfkessels 1 schematisch dargestellt. Ein solcher Dampfkessel 1 wird in Dampfkraftwerken zur Erzeugung von Wasserdampf eingesetzt und besteht üblicherweise aus einer Brennkammer, in welcher ein Brennstoff verbrannt wird, und einem Wärmetauscher-Teil, in welchem die Wärme vom Rauchgas an Wasser/Dampf übertragen wird.In Fig. 1 is a front view of an inventive steam boiler 1 is shown schematically. Such a steam boiler 1 is used in steam power plants to generate steam and usually consists of a combustion chamber in which a fuel is burned and a heat exchanger part in which the heat from the flue gas is transferred to water / steam.
Der erfindungsgemässe Dampfkessel 1 besteht aus zwei Türmen 2, 4, einem vorderen Turm 2 und einem hinteren Turm 4, welche durch einen horizontal angeordneten Rumpf 13 verbunden sind. Der vordere Turm 2 ist mit einer Brennkammer 3 ausgestattet, in welcher auf übliche und hier nicht nähere beschriebene Weise ein Brennstoff verbrannt wird. Schematisch angedeutet ist in der Fig. 1 lediglich die Eingabe von einem Brennstoff/Luftgemisch im oberen Bereich des vorderen Turmes 2.The steam boiler 1 according to the invention consists of two towers 2 , 4 , a front tower 2 and a rear tower 4 , which are connected by a horizontally arranged fuselage 13 . The front tower 2 is equipped with a combustion chamber 3 , in which a fuel is burned in the usual way and not described here in detail. Only the input of a fuel / air mixture in the upper region of the front tower 2 is indicated schematically in FIG. 1.
Der hintere Turm 4 ist mit mehreren Wärmetauscher-Paketen 5 ausgestattet. Oberhalb der Wärmetauscher-Paketen 5 ist im oberen Bereich des hinteren Turmes 4 ein Economizer 10 angeordnet. Die in der Fig. 1 dargestellten Wärmetauscher-Pakete 5 weisen verschiedene Überhitzerstufen 6, 7, 8 auf, die aber in der Fig. 1 nicht sichtbar sind und in der Fig. 2 näher erläutert werden. Diese Überhitzerstufen 6, 7, 8 sind durch ebenfalls in der Fig. 1 nicht dargestellte Trennwände 9 voneinander getrennt. Im oberen Bereich des hinteren Turmes 4 sind Klappen 15 eingebaut, welche den Volumenstrom des Rauchgases je in einem durch die Trennwände 9 entstandenen Kanal regulieren. In der Fig. 1 ist ebenfalls die Strömungsrichtung 14, welche im Dampfkessel 1 herrscht, dargestellt: durch ein Saugzug-Gebläse, welches nicht dargestellt in der Fig. 1 ist, wird eine Strömung von oben nach unten durch den vorderen Turm 2 über den Rumpf 13 und durch den hinteren Turm 4 von unten nach oben erzeugt, so dass zuerst die Brennkammer 3 durchströmt wird und darin heisses Rauchgas erzeugt wird. Das heisse Rauchgas gelangt danach über den Rumpf 13 zu den Wärmetauscher- Paketen (Überhitzer und Zwischenüberhitzer) 5 und dem Economizer 10. Danach verlässt es durch die Klappen 15 den Dampfkessel 1. In der Fig. 2 sind die Überhitzer 6, Zwischenüberhitzer 7 und Endüberhitzer 8 über Frischdampfleitungen 11 mit einer Dampfturbine 12 verbunden. Die Dampfturbine 12 ist in der Fig. 1 lediglich schematisch dargestellt.The rear tower 4 is equipped with several heat exchanger packages 5 . An economizer 10 is arranged above the heat exchanger packages 5 in the upper region of the rear tower 4 . The heat exchanger packages 5 shown in FIG. 1 have different superheater stages 6 , 7 , 8 , which are, however, not visible in FIG. 1 and are explained in more detail in FIG. 2. These superheater stages 6 , 7 , 8 are separated from one another by partitions 9, also not shown in FIG. 1. Flaps 15 are installed in the upper area of the rear tower 4 , each regulating the volume flow of the flue gas in a channel created by the partition walls 9 . In FIG. 1 is also the direction of flow 14, which prevails in the steam boiler 1 shown. By a suction blower, which is not shown in Figure 1, a flow from top to bottom by the front tower 2 through the hull 13 and generated by the rear tower 4 from bottom to top, so that the combustion chamber 3 is first flowed through and hot flue gas is generated therein. The hot flue gas then passes through the fuselage 13 to the heat exchanger packages (superheater and reheater) 5 and the economizer 10 . It then leaves the steam boiler 1 through the flaps 15 . In FIG. 2, the superheater 6, reheater 7 and 8 are connected via final superheater steam lines 11 to a steam turbine 12. The steam turbine 12 is only shown schematically in FIG. 1.
Die Fig. 2 zeigt einen Hortizonalschnitt II-II der Fig. 1 durch den erfindungsgemässen Dampfkessel 1. Dargestellt sind wieder der vordere und der hintere Turm 2, 4 und der Rumpf 13. Die Wärmetauscher-Pakete 5 des hinteren Turms 4 enthalten verschiedene Überhitzerstufen 6, 7, 8, welche durch Trennwände 9 voneinander getrennt sind. In der Fig. 2 sind drei Überhitzerstufen 6, 7, 8 dargestellt: eine Überhitzerstufe 6, eine Mitteldruck- Zwischenüberhitzerstufe 7 und eine Niederdruck-Zwischenüberhitzerstufe 8. Diese verschiedenen Stufen überhitzen Wasserdampf bei verschiedenen Drücken. Sie sind über die Frischdampfleitungen 11 mit der Dampfturbine 12 derart verbunden, dass der Wasserdampf entsprechend dem Druck an verschiedenen Stellen in der Dampfturbine 12 eingeleitet wird. In der Fig. 2 ist an der Dampfturbine 12 eine Hochdruck- 16, eine Mitteldruck- 17 und eine Niederdruckstufe 18 dargestellt. FIG. 2 shows a hortizonal section II-II of FIG. 1 through the steam boiler 1 according to the invention. The front and rear towers 2 , 4 and the fuselage 13 are shown again . The heat exchanger packages 5 of the rear tower 4 contain different superheater stages 6 , 7 , 8 , which are separated from one another by partitions 9 . In FIG. 2, three superheater stages 6, 7, 8 are shown: a superheater stage 6, an intermediate-stage reheater 7 and a low-pressure reheater stage 8. These different stages overheat water vapor at different pressures. They are connected to the steam turbine 12 via the live steam lines 11 in such a way that the water vapor is introduced at various points in the steam turbine 12 in accordance with the pressure. In FIG. 2, a high-pressure 16, medium pressure 17 and a low pressure stage 18 is shown on the steam turbine 12.
Die Anzahl der Überhitzerstufen 6, 7, 8 ist hier nur beispielsweise dargestellt und kann variieren. Sie hängt von der Auslegung des Kraftwerkes und damit vom speziellen Anwendungsfall ab. Die einzelnen vertikalen Strömungskanäle, welche durch die Trennwände 9 in dem hinteren Turm 4 entstehen, werden durch die (in der Fig. 1 dargestellten) Klappen 15 nach oben begrenzt. Durch die Klappen 15 kann der Volumenstrom des Rauchgases in den Strömungskanälen des hinteren Turms 4 einzeln reguliert werden, um einer bestimmten Überhitzerstufe mehr oder weniger Rauchgas und damit auch mehr oder weniger Wärme zuzuführen.The number of superheater stages 6 , 7 , 8 is only shown here by way of example and can vary. It depends on the design of the power plant and thus on the special application. The individual vertical flow channels, which are created by the partitions 9 in the rear tower 4 , are limited by the flaps 15 (shown in FIG. 1). The flaps 15 allow the volume flow of the flue gas in the flow channels of the rear tower 4 to be individually regulated in order to supply more or less flue gas and thus also more or less heat to a specific superheater stage.
Der in dieser Art konstruierte, erfindungsgemässe Dampfkessel 1 hat zahlreiche Vorteile. Durch die Konstruktion in zwei Türmen 2, 4 und der inversen Strömungsführung befinden sich die Kesselanschlüsse der Dampfleitungen 11, welche die Wärmetauscher-Pakete 5 und die Dampfturbine 12 verbinden, in etwa auf der Höhe der Dampfturbine 12. Dadurch wird die Länge der Frischdampfleitungen vorteilhaft kostensparend minimiert. Weil alle Frischdampf-Sammler an der Rückseite des konvektiv beheizten Turms 4 angebracht werden können, ergibt die Anordnung der Dampfturbine 12 entlang der Kessel-Rückwand besonders kurze Dampfleitungen 11. Die parallele Anordnung der verschiedenen Überhitzerstufen 6, 7, 8 in der Zone des Rauchgases mit der heissesten Temperatur und die Regulierung des Volumenstroms des Rauchgases in den durch die Trennwände 9 entstandenen Strömungskanälen des hinteren Turms 4 hat weitere Vorteile. Es ist in allen Stufen des Überhitzers 6, 7, 8 verbessert möglich, Wasserdampf bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck zu erzeugen, da die Überhitzerstufen 6, 7, 8 nicht mehr - wie aus dem Stand der Technik bekannt - voneinander abhängen und die zugeführte Wärmemenge einzeln mit einem bestimmten Volumenstrom des Rauchgases gesteuert werden kann. The steam boiler 1 according to the invention constructed in this way has numerous advantages. Due to the construction in two towers 2 , 4 and the inverse flow guide, the boiler connections of the steam lines 11 , which connect the heat exchanger packages 5 and the steam turbine 12 , are located approximately at the height of the steam turbine 12 . This advantageously minimizes the length of the live steam lines in a cost-saving manner. Because all live steam collectors can be attached to the rear of the convectively heated tower 4 , the arrangement of the steam turbine 12 along the rear wall of the boiler results in particularly short steam lines 11 . The parallel arrangement of the various superheater stages 6 , 7 , 8 in the zone of the flue gas with the hottest temperature and the regulation of the volume flow of the flue gas in the flow channels of the rear tower 4 created by the partitions 9 have further advantages. It is improved in all stages of the superheater 6 , 7 , 8 to generate water vapor at a certain temperature and a certain pressure, since the superheater stages 6 , 7 , 8 no longer depend on one another, as is known from the prior art, and the supplied amount of heat can be controlled individually with a certain volume flow of the flue gas.
11
Dampfkessel
Steam boiler
22nd
Vorderer Turm
Front tower
33rd
Brennkammer
Combustion chamber
44th
Hinterer Turm
Rear tower
55
Wärmertauscher-Pakete
Heat exchanger packages
66
Überhitzerstufe
Superheater stage
77
Zwischenüberhitzerstufe
Reheater stage
88th
Zwischenüberhitzerstufe
Reheater stage
99
Trennwände
Partitions
1010th
Economizer
Economizer
1111
Dampfleitungen
Steam pipes
1212th
Dampfturbine
Steam turbine
1313
Rumpf
hull
1414
Strömungsrichtung
Flow direction
1515
Klappe
flap
1616
Hochdruckstufe der Dampfturbine High pressure stage of the steam turbine
1212th
1717th
Mitteldruckstufe der Dampfturbine Medium pressure stage of the steam turbine
1212th
1818th
Niederdruckstufe der Dampfturbine Low pressure stage of the steam turbine
1212th
Claims (5)
- - der Dampfkessel (1) aus zwei Türmen (2, 4) besteht, einem vorderen Turm (2) und einem hinteren Turm (4), wobei der vordere Turm (2) als Brennkammer (3) und der hintere Turm (4) mit den Wärmetauscher-Paketen (5) mit mindestens einer Überhitzerstufe (6) zur Erzeugung von Wasserdampf ausgestattet ist,
- - die beiden Türme (2, 4) an ihrem unteren Ende über einen horizontal angeordneten Rumpf (13) verbunden sind und
- - die Strömungsrichtung (14) im Dampfkessel (1) vom vorderen Turm (2), von oben nach unten, über den Rumpf (13) und zum hinteren Turm (4), von unten nach oben, ist.
- - The steam boiler ( 1 ) consists of two towers ( 2 , 4 ), a front tower ( 2 ) and a rear tower ( 4 ), the front tower ( 2 ) as a combustion chamber ( 3 ) and the rear tower ( 4 ) with the heat exchanger packages ( 5 ) are equipped with at least one superheater stage ( 6 ) for generating water vapor,
- - The two towers ( 2 , 4 ) are connected at their lower end via a horizontally arranged hull ( 13 ) and
- - The direction of flow ( 14 ) in the steam boiler ( 1 ) from the front tower ( 2 ), from top to bottom, over the fuselage ( 13 ) and to the rear tower ( 4 ), from bottom to top.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999126918 DE19926918A1 (en) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | Steam boiler has combustion chamber, heat exchangers, front and back tower, and main body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999126918 DE19926918A1 (en) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | Steam boiler has combustion chamber, heat exchangers, front and back tower, and main body |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19926918A1 true DE19926918A1 (en) | 2000-12-21 |
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ID=7911083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999126918 Withdrawn DE19926918A1 (en) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | Steam boiler has combustion chamber, heat exchangers, front and back tower, and main body |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19926918A1 (en) |
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-
1999
- 1999-06-14 DE DE1999126918 patent/DE19926918A1/en not_active Withdrawn
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Title |
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THOMAS,Hans-Joachim: Thermische Kraftanlagen, Springer Verlag, 1975, S.89-92 * |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |