DE2034464A1

DE2034464A1 - Durchlaufkessel mit aufgehängtem Rohrsystem

Info

Publication number: DE2034464A1
Application number: DE19702034464
Authority: DE
Inventors: Emsperger Werner Dipl Ing 8520 Erlangen Bruckner Hermann
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1970-07-11
Filing date: 1970-07-11
Publication date: 1972-01-20
Also published as: FR2101556A5; GB1311376A; JPS5417362B1; DE2034464B2; US3744458A

Description

Kraftwerk Union Aktiengesellschaft Erlangen, 10.7.70

. Werner-von-Siemens-Str.

Unser Zeichen: VPA 70/9325 Skn/Di

Durchlaufkessel mit aufgehängtem Rohrsystem

Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchlaufkessel großer Leistung mit sich um die Brennkammer herum hochwindendem Verdampfersystem, wobei diese Schraubenwicklung aus dicht miteinander verschweißten Flossenrohren oder befloßten Rohren besteht, die gleichzeitig einen Teil der Feuerraumwand bilden. Es ist bereits bekannt, bei einem solchen Durchlaufkessel das Verdampfersystem an senkrechten, vom Arbeitsmittel unterhalb Siedetemperatur abwärts durchströmten Rohren aufzuhängen. Dabei führen diese Fallrohre das Arbeitsmittel von einer Economiserheizflache kommend der Verdampferheizfläche zu.

Die Tragrohre, an denen die zusammengeschweißte Schraubenwicklung aufgehängt ist, werden durch das in ihnen abwärts fließende Wasser gekühlt. Eine Aufwärmung des Wassers ist tunlichst zu vermeiden, da dadurch möglicherweise die Abwärtsströmung des Mediums beeinträchtigt wird und Instabilitäten der Strömung einzutreten drohen. Weiterhin sollen auch die Rohre nicht allzu sehr aufgeheizt werden, weil sonst größeren Längenänderungen Rechnung getragen werden müßte. Demgemäß sind die Tragrohre hinter der Feuerraumwand, von dem Feuerraum aus gesehen, angeordnet und werden zumindest im Bereich der Schraubenwicklung durch die Rohre des Verdampfers wärmemäßig abgeschirmt.

Da die Tragrohre kälter als die Rohrwand sind, muß man dabei eine unterschiedliche thermische Ausdehnung von Tragrohren und Feuerraumwand berücksichtigen. Außerdem treten unterschiedliche

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örtliche Temperaturdifferenzen auf. Aus diesen Erwägungen heraus vermeidet die Erfindung,die Feuerraumrohrwand und die Tragrohre über die gesamte Länge abschnittsweise zu verschweißen, weil sonst Wärmespannungen entsprechend der örtlichen Temperaturdifferenz zwischen Feuerraumrohrwand und Tragrohren auftreten wurden.

Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß eine feste Verbindung zwischen der Schraubenwicklung und den Tragrohren an einer Stelle im oberen Bereich der Schraubenwicklung und an einer zweiten Stelle im unteren Bereich der Schraubenwicklung vorgesehen wird, während die Verbindungen an allen anderen Stellen als Schiebeverbindungen ausgebildet sind. An diesen, als Fixpunkte zu bezeichnenden Stellen ist eine kraftschlüssige Verbindung bzw. Verschweißung vorhanden«

Die auf dem ganzen Umfang des Feuerraumes angeordneten senkrechten Tragrohre oder die SchraubeBwicklung können vor dem Zusammenschweißen miteinander zweckmäßig mit einer bestimmten Vorspannung versehen werden, die beispielsweise durch Gewichtsbelastungen oder über Schraubverbindungen vorgenommen werden kann. Mit Hilfe des Vorspannens kann den Spannungen durch Temperaturdifferenzen in entsprechender Weise entgegengewirkt werden»

Die Tragrohre können dabei paarweise oder einzeln in einem der erforderlichen Tragfähigkeit entsprechenden Abstand, z.B. 1 bis 2 m auf den Umfang des Feuerraumes verteilt angeordnet sein. Bei Verwendung von Hohrpaaren können diese auf ihrer gesamten Länge oder auch nur stückweise zusammengeschweißt werden, um an den so verstärkten Stellen über vertikale Schiebeverbindungen die Schraubenwicklung abstützen zu können. Die äußere horizontale Versteifungskonstruktion kann an die Tragrohre angehängt werden. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß man den Angriffspunkt der Kräfte in die neutrale Faser der Tragrohre legen kann und dadurch Momente vermieden werden.

Die Stelle, an denen die Tragrohre im unteren Bereich mit der

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Schraubenwicklung kraftschlüssig verbunden werden, liegt mit Vorteil im Bereich des oberen Ranaes des Feuerraumtrichters. Da die Tragrohre im Betrieb niedrigere Temperatur aufweisen als die Schraubenwicklung, wird bei Inbetriebgehen des Kessels die Schraubenwicklung zunehmend zusammengedrückt. Dies bedeutet, daß ein größerer Teil des Gewichts der Schraubenwicklung sich im unteren Bereich derselben, beispielsweise am Beginn des Feuerraumtrichters, auf die Tragrohre aufstützt, sodaß im oberen Bereich der Schraubenwicklung eine Zugentlastung zustande kommt. Wie stark diese Zugentlastungsich im Betrieb auswirkt, hängt davon ab, welche Vorspannung aufgebracht wurde, wobei man z.B. Gewichte von mehreren Tonnen anhängen kann. Eine solche Vorspannung kann naturgemäß auch durch Anziehen von Schrauben erzeugt werden.

Wenn man ein solches Kesselsystem, erstmalig mit Wasser von beispielsweise 150⁰C füllt, bevor noch die Feuerung gezündet wird, ist die Temperatur der Tragrohre zunächst höher als die der zusammengeschweißten Schraubenwicklung. Dabei verändert sich die in kaltem Zustand aufgebrachte Vorspannung. Infolge der großen Eisenmassen des Economisers geht aber die Aufwärmung des Speisewassers sehr langsam vor sich, sodaß das anfängliche Temperaturgefälle von den Tragrohren zur Schraubenwicklung beim Füllen des kalten Kessels mit heißem Wasser nur gering ist.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter sohematischer Darstellung. Gleiche Teile sind in beiden Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Mit "■ ist ein Teil der Feuerraumwand bezeichnet, die aus einer zusammengeschweißten Schraubenwicklung gebildet wird. Die Verdampferrohre winden sich steigend längs der Wände des Feuerraumes hoch, wobei sie gegebenenfalls nur auf einer einzigen Wand oder auf einigen Wänden ansteigen, auf den übrigen Wänden

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oder der übrigen Wand aber waagerecht verlaufen. Wenn man ein solches Rohrsystem aufhängt, so stellt bereits das Eigengewicht eines derartigen Kesselkörpers eine unzulässig hohe Belastung und Zugbeanspruchung im Bereich der Aufhängung dar. Man war daher schon stets bestrebt, Maßnahmen zur Zugentlastung zu treffen.

Es wäre im übrigen auch nicht sinnvoll, einen derartigen Kesselkörper nur am unteren Ende zu befestigen, da dann wieder das Gewicht der darüber liegenden Eisenmassen deformierend auf den unteren Teil der Rohrwand einwirken würde. Es ist daher schon versucht worden, gesonderte Tragelemente, insbesondere vom Arbeitsmittel abwärts durchflossene Tragrohre 2, zur Aufhängung der Rohrwand heranzuziehen.

Die Tragrohre 2 können, wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich ist, durch paarweise vereinigte Rohre 3 und 4 gebildet werden, die unmittelbar oder unter Verwendung von Zwischenstücken miteinander verschweißt sind. Derartige Zwischenstücke sind mit 5> 6, 7 und 8 bezeichnet. Diese können, wie z.B. die Zwischenstücke 5, 6 und 8, nur jeweils für eine einzige Befestigungsstelle dimensioniert sein, es ist aber auch möglich, längere Streifen 7 zu verwenden, um damit eine Befestigung an mehreren Stellen vorzunehmen.

Wie insbesondere aus Figur 1 ersichtlich ist, werden erfindungsgemäß nur zwei feste Verbindungen zwischen Feuerraumwand 1 und den Tragrohren 2 vorgenommen, wobei ein oberer Festpunkt 9 im Bereich des oberen Endes des Verdampfers und ein unterer Festpunkt 10 am oberen Ende des Aschentrichters 11 liegt.

Für die Aufteilung der Lasten in der Feuerraumrohrwand ist die Vorspannung von wesentlicher Bedeutung, die vor dem Anschweißen des unteren Festpunktes den Tragrohren oder der Rohrwand auferlegt wird. Wie bereits erwähnt, kann eine Gewichtsbelastung von mehreren Tonnen vorgesehen werden. Feuerraumwand

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und Tragrohre wirkan dann in betriebswarmem Zustand des Kessels wie ein System von zwei miteinander verkoppelten Federn, die entsprechend ihrer Steifigkeiten Kräfte übernehmen. Im Vergleich zu einer Gewichtsentlastung mit Konstanthängern wird eine solche Konstruktion einfacher und billiger. Die anfallende Asche verteilt sich entsprechend der Steifigkeiten auf Rohrwand und Tragkonstruktion.

Die Aussteifungskonstruktion kann an die Tragrohre angehängt werden. Da hierbei kleine Relativdehnungen zwischen Feuerraum-Rohrwand und Aussteifungskonstruktion auftreten, können die Eckverbindungen der horizontalen Aussteifungsträger besonders einfach ausgebildet werden. Außerhalb der beiden Pestpunkte 9 und 10 besteht nur eine gleitende Verbindung zwischen Feuerraumwand 1 und Tragrohren 2 an den Stellen 12, 13, 14, 15» 16, 17 und 18. Durch geeignete Verklammerung kann bei ausreichender Beweglichkeit der Konstruktionselemente gegeneinander die Formbeständigkeit der Feuerraumrohrwand gewährleistet werden. Die Schiebestellen sind in Figur 2 mit 19, 20 und 21 bezeichnet.

5 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

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Patentansprüche 2034464

iDurchlaufkessel mit sich ms die Brennkammer herum hochwindendem Verdampfersystemj, das an senkrechten, vom Arbeitsmittel unterhalb Siedetemperatur abwärts durchströmten Rohren aufgehängt ist, die auf allen Brennkammerwänden verlaufen, wobei die Schraulsenwicklung aus dicht miteinander verschweißten Flossenrohren oder befloßten Rohren besteht, dadurch gekennzeichnet, daB eine feste Verbindung zwischen der Schraubenwicklung (1) und den Tragrohren (2,3?4) an einer Stelle (9) im oberen Bereich der Schraubenwicklung (1) und an einer zweiten Stelle (10) im unteren Bereich der Schraubenwicklung (1) vorgesehen ist, während die Verbindungen an allen anderen Stellen (12 ... 21) als Schiebeverbindungen ausgebildet sind.

Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelle (10), an der die Tragrohre (2,3,4) im unteren Bereich mit der Schraubenwicklung (1) kraftschlüssig verbunden sind, sich in der Hähe des oberen Randes des Feuerraumtrichters (11) befindet.

Kessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragrohre (2,3,4) oder die Rohrwand (1) vorgespannt sind, insbesondere durch Gewichtsbelastung oder über Schraubenverbindungen.

Kessel nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Tragrohre (1) paarweise zusammengefaßt sind und die Rohrpaare (3,4) in einem Abstand von beispielsweise 1 bis 2 m auf dem Umfang des Feuerraumes angeordnet sind. Kessel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere horizontale Versteifungskonstruktion an die Tragrohre (2,3,4) angehängt ist.

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