DE2540024A1

DE2540024A1 - Dampferzeuger mit einer brennkammer und mindestens einem nachgeschalteten kesselzug

Info

Publication number: DE2540024A1
Application number: DE19752540024
Authority: DE
Inventors: Franz Lambrecht; Franz Dipl Ing Zaunschirm
Original assignee: Waagner Biro AG
Current assignee: Waagner Biro AG
Priority date: 1974-10-14
Filing date: 1975-09-09
Publication date: 1976-04-22
Also published as: AT366166B; DE2540024B2; ATA825674A

Description

Dampferzeuger mit einer Brennkammer und mindestens einem nachgeschalteten Kesselzug Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger mit einer Brennkammer und mindestens einem nachgeschalteten Kesselzug, in dem die Berührungsflächen, wie z.B. Konvektionsüberhitzer, angeordnet sind, insbesondere einen selbsttragenden Naturumlauf-Wasserrohrkessel in Flossenwandkonstruktion mit Bodenfeuerung.
Bekannt sind selbsttragende Dampferzeuger, vorwiegend mit Frontfeuerung, bei denen die Konvektionsheizflächen im zweiten Zug rauchgasseitig hintereinandergeschaltet liegen und die Überhitzerrohre quer zur Kesselrückwand angeordnet sind. Bedingt durch die geringe Tiefe des zweiten Kessel zuges ergibt sich eine hohe spezifische Buganzahl für die Heizfläche im zweiten Kesselzug, wodurch sowohl der Druckverlust des in den Rohren strömenden Mediums als auch die Heizflächenlasten negativ beeinflußt werden. Darüberhinaus bedingt die Durchführung der Verbindungsrohre durch die Rückwand eine Reduzierung der Belastbarkeit derselben, sodaß bei selbsttragenden Konstruktionen eine Verstärkung der Rohre aus diesem Grund notwendig wird. Dazu kommt noch, daß in den meisten Fällen die Heizflächen durch Wangerohre aufgehängt werden, sodaß das Gewicht der Heizflächen über die Kesseldecke, bzw. über die Eesselwände, abgetragen werden muß. Diese besonders im Hinblick auf die Knickstabilität ungünstige Belastung erfordert meistens eine überdimensionierung der Brennkammerwände und begrenzt die Bauhöhe des selbsttragenden Kessels.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, den Druckverlust in den Nachschaltheizflächen zu reduzieren unter gleichzeitiger Vermeidung einer Verschwächung der RUckwand, sQdaß die maximale Höhe des selbsttragenden Kessels möglichst ausgenützt werden kann.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Überhitzerrohre der Uberhitzer im wesentlichen parat lel zur Rückwand des zweiten Kesselzuges liegen und rauchgasseitig parallel zu den vertikal verlaufenden Verdampferbindelrohren angeordnet sind. Insbesondere sind die Verdampferrohrbündel selbsttragend, vorzugsweise scharenweise in jeweils zwei parallelen Schottwänden, angeordnet und als Trageinrichtung fur die oberhitzerheizflächen ausgebildet. Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal sind die Verdampferbündelrohre miteinander durch Flacheisen verbunden, wobei insbesondere jeweils vier Verdampferbündeirohre miteinander verschweißt sind, sodaß sich im Schnitt ein rechteckiger Rahmen ergibt. Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal sind die Rohre der Überhitzerheizflächen durch die Seitenwand des zweiten Zuges zu den außen liegenden Sammelkammern geführt, wobei die Sammelkammern des Überhitzers I an der den Sammelkammem des Überhitzers II gegenüberliegenden Seitenwand angeordnet sind, wobei insbesondere zwischen der Austrittssammelknmmer des überhitzers I und der Eintrittssammelkammer des Überhitzers II parallel zur Rückwand des zweiten Kesselzuges ein Einspritzkühler angeordnet ist. Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal ist auf der Rückwand des zweiten Kesselzuges die Ausdampftrommel des Dampferzeugers abgestützt und ist insbesondere die Rückwand des zweiten Kesselzuges als Fallrohr des Naturumlaufsystems ausgebildet, wobei die einzelnen Rohre einen größeren Durchmesser als die Verdampferrohre der Brennkammer aufweisen.
Die Erfindung ist in den Figuren 1 bis 4 beispielsweise und schematisch dargestellt.
Fig.1 zeigt im Aufriß einen Kesselquerschnitt.
Fig.2 zeigt im Grundriß einen Schnitt durch den Kessel.
Fig.3 zeigt ein Detail des Kessels.
Fig.4 zeigt ein Detail des zweiten Kesselzuges in der Nähe des Kesselbodens.
Der Kessel in Fig.1 weist über seine ganze Bauhöhe eine Brennkammer 13 auf, die durch Brenner 14 im Boden 15 der Brennkammer beheizt wird. Für den Ausbrand des Brennstoffes steht somit die gesamte Höhe des Dampfkessels zur Verfügung. Parallel zur Brennkammer 13 an ihrer Rückwand 16 ist der zweite Kesselzug 1 vorgesehen, auf dessen Rückwand 2 die Hesseltrommel 11 abgestützt ist. Im zweiten Kesselzug sind in vertikaler Richtung Verdampferbündelrohre 5 angeordnet, die die horizontal angeordneten Überhitzer 3 und 4 unterstützen. Die Verdampferrohrbündel leiten somit die Auflagerkräfte der horizontal angeordneten Konvektionsheizflächen über einen relativ kurzen Weg in das Kesselfundament 17 ein. Bei dieser Konstruktion ist der erste Überhitzer I mit dem Bezugszeichen 3 und der zweite Überhitzer II, der Endüberhitzer, mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet.
Die einzelnen Rohre der Überhitzerheizflächen 3 und 4 laufen horizontal parallel zur Rückwand 2 des Kessels, wobei sie an ihren Enden die Seitenwände 18 des Dampfkessels durchdringen. Ihre Sammelkammern 8 und 9, insbesondere die Austrittssammelkammer 8 des Überhitzers I und die Eintrittssammelkammer 9 des Überhitzers II, sind an den gegenüberliegenden Seitenwänden 18 des Dampfkessels angeordnet, wobei der Einspritzkühler 10 an der Außenseite der Rückwand 2 parallel zu dieser'angeordnet ist. Durch diese:Maßnahme wird das Gewicht der außerhalb der Kesselzüge liegenden Einrichtungen vergleichmäßigt, sodaß die Seitenwände 18, die Vorwand 19 und die Rückwand 2 gleichmäßig statisch belastet sind. Wenn, wie dargestellt, die Kesseltrommel auf den Rohren der Rückwand 2 aufliegt, sind die Rohre als Fallrohre des Naturumlaufsystems ausgebildet, wobei sie einen größeren Querschnitt als die übrigen Verdampferrohre aufweisen können.
In Fig.2 ist im Grundriß ein Schnitt gemäß Schnittlinie II dargestellt. Die Rohre 20 des Überhitzers I laufen von einer Seitenwand 18 zur gegenüberliegenden Seitenwand 18, wobei sie knapp vor Erreichen derselben durch einen 180OKrümmer in eine parallele Ebene umgeleitet werden. Aus dieser Tatsache ist ersichtlich, daß bei gleicher Rohrlänge bedeutend weniger Rohrkrümmer angewendet werden müssen, wodurch der Druckabfall im Rohr bedeutend verringert wird. Die Überhitzerrohre 20 werden auf ihrem Weg durch den zweiten Kesselzug durch die Verdampferbündelrohre 5, die vorzugsweise in Scharen von jeweils zwei parallelen Ebenen angeordnet sind, unterstützt.
Zur Erhöhung der Tragfähigkeit sind, wie Fig.3 und 4 zeigt, jeweils vier Verdampferbündelrohre 5 durch Stege 6, die in vorteilhafter Weise von einem Flacheisen gebildet sind, miteinander verbunden, sodaß sich im Schnitt ein recht eckiger Rahmen ergibt. Diese Verdampferbündelrohre münden an der Unterseite des Kessels in die Verteilrohre 22, die vom unteren Sammler 23 ausgehen. An ihrem oberen Ende münden die Verdampferbiindelrohre über einen Krümmer in die Kesseltrommel ii. Aus dieser Tatsache ersieht man, daß die Verdampferbündelrohre 5 bei der dargestellten Konstruktion nicht für das Tragen der Kesseltrommel ausgebildet sind.
Die Kesseltrommel ii wird von den Rohren der Rückwand 2 getragen, die zu diesem Zweck einen größeren Durchmesser aufweisen. Darüberhinaus eignen sich diese Rohre der Rückwand 2 für das Fallrohrsystem aes Naturumlaufes, durch welche der untere Sammler 23 mit Wasser versorgt wird, von dem aus die Verdampferrohre 12, die die Brennkammer auskleiden, sowie auch die Verdampferbündelrohre 5 über Verteilrohre 22 anschließen.
Die vorliegende Konstruktion eignet sich besonders für eine Brennkammer mit Bodenfeuerung, da diese spezielle Feuerung eine Flammenform aufweist, die die Brennkammer zur Gänze ausfflilt ohne daß die Flammen an den Heizflächen umgelenkt werden müssen.
Der Weg der Rauchgase vom Brenner 14 durch den Dampfkessel ist durch Pfeile 21 schematisch dargestellt. Die Vorwärmerheizflächen sind im dargestellten Kessel nicht dargestellt, sie können in ähnlicher Art und Weise wie die Überhitzerrohre unterhalb derselben im bereits abgekühlten Rauchgasstrom angeordnet werden.

Claims

Patentansprüche:

il;Dampferzeuger mit einer Brennkasmer und mindestens einem nachgeschalteten Kesselzug, in dem die Berührungsheizflächen, wie z.B. Konvektionsüberhitzer, angeordnet sind, insbesondere selbsttragender Naturumlauf-Wasserrohrkessel in Flossenwandkonstruktion mit Bodenfeuerung, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Überhitzerrohre der Überhitzer (3,4) im wesentlichen parallel zur Rückwand (2) des zweiten Kesselzuges (1) rauchgasseitig parallel zu den vertikal verlauf enden Verdampferbündelrohren (5) angeordnet sind.
2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferbündelrohre (5) selbsttragend angeordnet und als Trageinrichtung für die Überhitzerheizflächen (3,4) ausgebildet sind.
3. Dampferzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferbündelrohre (5) scharenweise angeordnet sind und jeweils aus zwei parallelenSchottwänden bestehen.
4. Dampferzeuger nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampferbündelrohre (5) miteinander durch Flacheisen verbunden sind.
5. Dampferzeuger nach Anspruch 2, 3, oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils vier Verdampferbündelrohre miteinander verschweißt sind, sodaß sich im Schnitt ein rechteckiger Rahmen (7) ergibt (Fig. 3 und 4).
6. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre der Überhitzerheizflächen (3,4) durch die Seitenwand des zweiten Zuges zu den außen liegenden Sammelkammern (8,9) gefvlirt sind, wobei die Ein- und AustrittssaliLmelkammer (8) des Überhitzers I an der der Ein- und Austrittssammelkammer (9) des Überhitzers II gegenüberliegenden Seitenwand angeordnet ist.
7. Dampferzeuger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dampfseitig zwischen der Austrittssammelkammer (8) des Überhitzers I und der Eintrittssammelkammer (9) des-Überhitzers II parallel zur Rückwand (2) des zweiten Kesselzuges (1) ein Einspritzkühler (10) angeordnet ist.
8. Dampferzeuger nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rückwand (2) des zweiten Kesselzuges (1) die Ausdampftrommel (11) des Dampferzeugers abgestützt ist.
9. Dampferzeuger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Rohre der Rückwand (2) des zweiten Kesselzuges (1) einen größeren Durchmesser als die übrigen Verdampferrohre (12), insbesondere der Brennkammer (13), aufweisen.
10. Dampferzeuger nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwand (2) des zweiten Kesselzuges (1) als Fallrohr des Naturumlaufsystems ausgebildet ist.

L e e r s e i t e