DE2726459B2 - Stützkonstruktion für einen auf dem Boden aufstehenden Dampferzeuger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützkonstruktion für einen auf dem Boden aufstehenden Dampferzeuger gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Stützkonstruktion ist in der US-PS 83 599 beschrieben. Sie hat einen in halber Höhe mit den Rohren des Dampferzeugers verbundenen Tragrahmen, welcher aus über Langlochverbindungen miteinander verbundenen Trägern besteht. Diese Träger sind über an ihnen angelegte Stützen gelenkig mit fest mit dem Fundament verbundenen Stützen verbunden, wobei die Gelenkverbindungen mit vorgegebenem Spiel ausgebildet sind.

Diese Stützkonstruktion hat den Nachteil, daß sie teuer ist und daß der Zugang zu einigen Teilen des Dampferzeugers schwierig ist. Außerdem können die thermisch bedingten Dehnungen des Dampferzeugers über die beidseitig angelenkten Stützen nicht vollständig aufgenommen werden, da die Stützen jeweils nur einen Freiheitsgrad haben.

In der GB-PS 11 06 027 ist ferner eine Stützkonstruktion für einen Dampferzeuger beschrieben, bei der der Verdampfer über eine Mehrzahl nebeneinander in einer Ebene angeordneter entsprechend stark ausgebildeter Falleitungen getragen ist, welche zum Eintrittssammler der die Brennkammer begrenzenden Rohre zurückführen. Die die Brennkammer begrenzenden Rohre sind ihrerseits mit den ein U bildenden Eintrittssammlerrohren verbunden, welche über Lagerblöcke in axialer Richtung beweglich auf dem Fundament ruhen. Dieser bekannte bodengestützte Dampferzeuger hat jedoch öl- oder Gasfeuerung, so daß alle Rohrwände der Brennkammer senkrecht aufgestellt werden können und damit einen Teil der Stützkonstruktion für den Dampferzeuger bilden können. Bei einem kohlebefeuerten Dampferzeuger muß dagegen ein Bodentrichter für den Abzug von Asche und Schlacke vorgesehen werden, um zu große Strahlungsverluste über die Abzugsöffnung zu vermeiden.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine Stützkonstruktion gemäß dem Oberbegriff des Anspruches I so weitergebildet werden, daß die Abstützung des Dampferzeugers in Bodennähe erfolgt und thermisch bedingte Dehnungen des Dampferzeugers von der Stützkonstruktion vollständig aufgenommen werden.

Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Stand der Technik ist diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Stützkonstruktion mit den im Kennzeichen des Anspruches I angegebenen Merkmalen.

Die erfindungsgemäße Stützkonstruktion gleicht die strukturelle Schwäche der Brennkammer aus, welche sich durch das Vorsehen eines Bodentrichters ergibt. Andererseits stellen die lotrechten Abschnitte der Brennkammerrohre weiterhin tragende Bestandteile der Stützkonstruktion dar.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird erreicht, daß thermisch bedingte Dehnungen der Brennkammerwände und der Stützen sowie des Rahmens zu wohldefinierten Verschiebungen des Rahmens führen. Die Rahmenseiten können sich jeweils senkrecht zu ihrer Haupterstreckung verlagern; der Rahmen kann also »atmen«.

Diese Führung der Rahmenseiten senkrecht zur Brennkammerachse wird besonders einfach bei einer S'ützkonstruktion nach Anspruch 3 erhalten.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 wird erreicht, daß derjenige Punkt der Stützkonstruktion und der Trennkammer, welcher bei Temperaturänderungen erhalten bleibt, im wesentlichen in der Mitte des Brennkammerquerschnittes liegt.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 wird eine besonders gute Standfestigkeit des Dampferzeugers erhalten, da die Stützen längs der Seitenflächen eines rechteckigen Pyramidenstumpfes angeordnet sind.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. I die Seitenansicht eines schematischen Schnittes durch einen Dampferzeuger;

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der F i g. 1; Fig.3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 1;

Fi g. 4 eine vergrößerte Ansicht eines Stehlagers der Stützkonstruktion des Dampferzeugers in seinem Fundament

In Fig. 1 ist ein kohlegefeuerter Dampferzeuger 10 mit einem Bodentrichter i2 dargestellt Der Dampferzeuger steht auf einem Fundament 14. Das Fundament 14 umgibt ihn aaf dem ganzen Umfang. Alle vier Wände der Brennkammer 16 sind mit Rohren 18 ausgekleidet, die miteinander verschweißt sind und mit Wasser über die Eintrittssammlerrohre 20 gespeist werden, die am Boden des Trichters angeordnet sind. Durch Brenner 22 wird die Brennkammer mit Kohlenstaub und Luft gespeist Das Wasser das durch die Rohre 18 fließt, nimmt Wärme auf, so daß eine Mischung von Wasser ι¹· und Dampf in eine obere Trommel 24 eingespeist wird.

Der Dampf wird in der Trommel 24 abgeschieden und strömt dann durch einen Oberhitzer 26, bevor er einem Verbraucher zugeführt wird. Auch in den Siederohren zwischen der oberen Trommel 24 und der unteren 2ii Trommel 28 wird Dampf erzeugt. Das bis dahin nicht verdampfte Wasser fließt aus der oberen Trommel 24 über Fallrohre 30 in die untere Trommel 28 und wieder aufwärts über Steigrohre 32, und zwar aufgrund des natürlichen Schwerkraftumlaufs. Von der unteren 2'> Trommel 28 werden auch die Eintrittssammlerrohre 20 durch zwei Falleitungen 34 gespeist. Wenn das Verbrennungsgas den überwiegenden Teil der Wärme abgegeben hat, wird es über eine rückwärtige Gasführung 36 abgeführt. Die aus der Kohle entstehen- «> de Asche oder Schlacke wird aus der Brennkammer 16 über eine öffnung 38 (Fig. 2) des Bodemrichters 12 abgegeben. Die Asche und Schlacke fällt in ein untenliegendes Ascheabsetzbecken, von wo dann die Asche weiter abgeführt werden kann. π

Es wird nunmehr die Stützkonstruktion zum Abstützen des Dampferzeugers 10 auf dem Boden beschrieben.

Mehrere Stahlstützen 40 sind mit den Rohren 18, die die Brennkammerwände bilden, bei oder oberhalb des Bodentrichters 12 verschweißt. An ihrem unteren Ende -w sind diese Stützen mit den einen ringförmigen Rahmen bildenden Eintrittssammlerrohren 20 verschweißt. In Fig.3 sind vierzehn Stützen gezeigt; es können aber mehr oder weniger sein, je nach der Größe des Dampferzeugers. Unterhalb der Einirittssammlerrohre η 20 befinden sich unter jeder der 14 Stützen 40 Stehlager 42. Beim ersten Anfahren des Kessels erhöht sich die Temperatur der Eintrittssammlerrohre 20 von Atmosphärentempei-atur bis zu 200°—260⁰C; daraus ergibt sich an jedef Seite der Eintrittssammlerrohre eine ^r> <> Verlängerung von etwa 25 mm oder mehr. Um diese Ausdehnung /u ermöglichen, sind die Eintrittssammlerrohre 20 nur Λη einem Punkt jeder Seite des durch sie gebildeten Ri'hmens mit dem Fundament 14 durch ein Stehlager 42/V(Fig.3 und 4) verbunden; jedes dieser ·-, Stehlager 42.Y wird mit Hilfe einer Gleitführung gesichert, die eine Bewegung nur in einer Richtung gestattet.

Wie in Fig.4 dargestellt, hat jede Gleitführung ein Paar von Winkeleisen 44, die in das Fundament 14 m> eingebettet sind und ein kurzes Schienenstück, das fest auf der Grundfläche des Stehlagers 42X liegt. Diese Winkeleisen 44 gestatten die Bewegung in zur Zeichenebene senkrechter Richtung, jedoch keine Bewegung nach links oder rechts. Alle vier fest (" verankerten Stehlager 4i.X sind also derart geführt, daß eine Bewegung des zugeordneten Eintrittssammlerrohres nach innen oder außen möglich ist, jedoch eine Bewegung in seitlicher Richtung nicht möglich ist Wie in Fig.3 gezeigt, gibt es einen Nullpunkt A der Ausdehnung, der sich im Schnittpunkt der Verbindungslinien zwischen je zwei gegenüberliegenden der vier Stehlager 42X befindet Alle anderen Stehlager 42 können frei auf der oberen Oberfläche des Fundamentes 14 gleiten; wenn nötig können diese Stehlager mit einer Gleitlagerplatte versehen werden.

Die Falleitungen 34 erstrecken sich unmittelbar unter den Trommeln 24 und 36 senkrecht nach unten und bilden so eine säulenartige Stütze für den Verdampfer. Ein Krümmer 46 einer jeden Falleitung ruht in einer Gleitlagerplatte 48, die ihrerseits im Fundament 14 befestigt ist Der waagerechte Abschnitt 50 einer jeden Falleitung ist an Punkten 52 und 54 mit dem durch die Eintrittssammlerrohre 20 gebildeten Rahmen verschweißt, um eine starre Verbindung zu einer Einheit herzustellen. Auf diese Weise kann der Krümmer 46 einer jeden Falleitung beim AusdeV;en oder Zusammenziehen des Rahmens der Stützkons'ruktion in der gekrümmten Gleitlagerplatte 48 gleiten und trotzdem die Funktion als Stütze für die Trommeln 24 und 36 und die damit verbundenen Rohre beibehalten.

Die P'ützen 40 befinden sich innerhalb der Schicht von wärmedämmendem Material, das den Dampferzeuger vollständig umgibt; die Stützen nehmen daher etwa die Temperatur der Brennkammerwände 18 während des normalen Betriebes an. Da die Stützen 40 nicht der Strahlungswärme der Brennkammer ausgesetzt sind, sind sie etwas kühler als die Rohre 18, und zwar z. B. um etwa 55°C, und können deshalb massiven Querschnitt haben, so daß sie keine Wasserkühlung benötigen.

Der Teil der Rohre 18, der den Bodentrichter 12 bildet, ist heißer als die Stützen 40, so daß ihre Wärmeausdehnung auch größer ist. Aus diesem Grunde müssen die Rohre 18 bei allen vier Wänden des Trichterbodens 12 flexibel genug sein, um .fiesen Ausdehnungsunterschied auszugleichen. Dies wird dadurch erreicht, daß jedes Rohr 18 eine Krümmung besi.zt. Die Rohre 18, die die linke und rechte Wand des Sodentrichters auskleiden, besitzen von Natur aus Krümmungen, um die schräg aufeinander zulaufenden Wände des Trichters zu bilden. Die beiden anderen Wände besitzen ein waagerechtes Stück, das sich aus dem zugeordneten Eintrittssammlerrohr 20 heraus erstreckt, ehe die Wand nach oben schwenkt und in gerader senkrechter Richtung verläuft. Die Stützen bei diesen Wänden sind in einem kleinen Winkel gegen die Senkrechte geneig', damit die benachbarten Rohre oberhalb des Bereiches des Sammlers nicht noch zusätzlich gebogen werden müssen. Würde man das nicht 'un, müßten die Trichterrohre dreidimensionale Krümmungen besitzen, die die Fabrikation komplizieren. Die Rohre dei Vorder- und Rückwände werden längs der Schweißnaht geschweißt, wo sie benachbart zu den beiden anderen Wänden liegen, so daß eine gasdichte, geschweißte Wandkonstruktion entsteht.

Wie oben beschneben, sind die Trommeln durch die Falleitungen unabhängig von der sonstigen Stützkonstruktion abgestützt. Die Rohre 18 werden oberhalb der Stützen 40 von diesen getragen und können sich deshalb thermisch nach oben unbeschränkt ausdehnen. Dagegen haben alle Abschnitte der Rohre 18, die sich neben den Stützen 40 befinde.!, Krümmungen, so daß sie ausreichend flexibel sind, um sich unter dem Einfluß der Wärme mehr auszudehnen als die benachbarten Stützen. Die Rohre 18 besitzen in der Nähe des oberen Teiles der Brennkammer sowieso Krümmungen, um die

Decke der Brennkammer zu bilden, so daß dadurch eine unterschiedliche Wärmeausdehnung der Brennkammer einerseits und der Anordnung der Trommeln und Falleitungen andererseits möglich ist, ohne thermische Spannungen hervorzurufen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Stützkonstruktion für einen auf dem Boden aufstehenden Dampferzeuger mit einem Bodentrichter für den Abzug von Asche und Schlacke ΐ unterhalb einer aus Rohrwänden bestehenden Brennkammer, wobei der Bodentrichter zur Trichterform gekrümmte Rohre aufweist, welche am oberen Trichterrand in einen lotrechten Abschnitt übergehen, und an dessen unterem Trichterrand i" Eintrittssammlerrohre vorgesehen sind, wobei der Dampferzeuger allseitig auf Stützen im Bereich des oberen Trichterrandes gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittssammlerrohre (20) zu einem im wesentlichen dem Quer- '⁵ schnitt des Dampferzeugers (10) entsprechenden Rahmen fest miteinander verbunden sind, daß die Stützen (40) auf diesem Rahmen gelagert sind und sich durchgehend bis zum Auflagepunkt am oberen Trichterrand des Dampferzeugers (10) erstrecken » und daß Bereiche des Rahmens im Umfang der Wärmebewegung waagerecht bewegbar auf dem Fundament (14) aufgelagert sind.

2. Stützkonstruktion nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen über eine Mehr- 2·> zahl von Stehlagern (42) verschiebbar auf dem Fundament (14) ruht und daß für jede Rahmenseite eines (42Ay der Stehlager mit einer eine Bewegung nur senkrecht zur Erstreckung der Rahmenseite ermöglichenden Führung (44) versehen ist. J"

3. Stützkonstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen jeweils zwei am Fundament (14) befestigte Win-'eleisen (44) aufweisen, welche einen T-förmigen Fuß des zugeordneten Stehlagers (42Ay übergreifen. H

4. Stützkonstruktion nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lediglich eine Bewegung senkrecht zur Erstreckung der Rahmenseite ermöglichenden Stehlager (42AV jeweils ⁱⁿ der Mitte der Rahmenseite angeordnet sind. 4(i

5. Stützkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, für einen Dampferzeuger, bei dem die Rohre beim Trichterboden einen vom Rahmen nach innen verlaufenden horizontalen Abschnitt haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (40) schräg nach innen geneigt zum Auflagepunkt am oberen Trichterrand laufen.