DE4017253A1 - Die ebenen aussenwaende eines dampferzeugers umschliessende horizontale bandage zur aufnahme des brennkammerdrucks - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine die ebenen Außenwände eines Dampferzeugers umschließende horizontale Bandage zur Aufnahme des Brennkammerdrucks, wobei die Bandage aus jeweils von Ecke zu Ecke des Dampferzeugers verlaufenden Bandagenträgern besteht, an denen sich die Außenwände über Halterungen abstützen und die an den Ecken durch eine eine Verschiebung der Bandagenträger ermöglichende Eckanlenkeinrichtung einschließlich mindestens eines über die Ecke greifenden und sich senkrecht zu den Außenwänden erstreckenden Knotenblech und mindestens eines Gelenkbolzens verbunden sind.

Eine solche Anordnung ist aus der DE-AS 22 47 263 bekannt. Das Knotenblech ist an seinen die Ecke umgreifenden Schenkeln als Rohrkamm ausgebildet, dessen Zinken an die Flossen der Rohre der Rohrwand angeschweißt sind. In dem Knotenblech ist in der 45°-Linie der Ecke eine Bohrung vorgesehen, in der ein Bolzen geführt ist. Über Pendellaschen und Lenker sowie zugeordneten Bolzenverbindungen erfolgt eine Bolzenlochverbindung mit den Bandagenträgern. Bei der bekannten Anordnung weist das Knotenblech eine große Erstreckung senkrecht zu den Umfassungswänden auf, um große Biegemomente aufnehmen zu können. Es ist ein großer Platzbedarf im Eckbereich erforderlich. Da die Schenkel des Knotenblechs selbst als Kammbleche ausgebildet sind und somit die Lücken exakt mit der Teilung der Rohrwand übereinstimmen müssen, ergeben sich unter Umständen bei der Montage der Knotenbleche an der Rohrwand erhebliche Schwierigkeiten.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Bandage anzugeben, bei der diese Schwierigkeiten nicht auftreten.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mit den relativ kurzen Schenkeln der Knotenplatte je ein Anker verbunden ist, dessen Querschnittsabmessung senkrecht zur Außenwand kleiner ist als die Querabmessung des Knotenbleches in der­ selben Richtung und daß jeder Anker beginnend im vorgegebenen Abstand von der Ecke über eine Vielzahl von auf Abstand angeordneten Überbrückungselementen mit der zugeordneten Rohrwand verbunden ist und in dem Knotenblech auf die Längserstreckung jedes Ankers ausgerichtet je eine Bohrung zur Aufnahme eines Gelenkbolzens ausgebildet ist, der der Verbindung je eines Bandagenträgers mit dem Knotenblech dient, und daß mindestens eine Halterung dem Verbindungsbereich zwischen Anker und zugeordneter Außenwand zugeordnet ist.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 die Anordnung und Verbindung von Knotenplatte und zugeordneten Ankern einer Ecke eines Dampferzeugers,

Fig. 2 die Verbindung zweier warm liegender Bandagenträger mit der Knotenplatte über Schiebereingriffe,

Fig. 3 eine Darstellung vergleichbar Fig. 2 für den Aufbau einer Pendelverbindung zwischen Bandagenträgern und Knotenplatte,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Verbindung gemäß Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 2 und

Fig. 6 eine Teilansicht in Blickrichtung der Pfeile VI-VI in Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 und Fig. 2 sind zwei ebene Außenwände 1 und 1′ abzustützen. Unter Außenwänden können sowohl senkrechte als auch schräge Umfassungswände als auch Rohrboden oder Rohrdecke eines Dampferzeugers verstanden werden.

Zur Aufnahme des Brennkammerdrucks sind den Außenwänden 1 und 1′ Träger 2 bzw. 2′ zugeordnet, die außerhalb der Isolierung angeordnet sein können (kalt liegende Träger) oder mit der Rohrwand zusammen isoliert sein können (warm liegende Träger).

An den Ecken ist eine Eckanlenkeinrichtung 5 vorgesehen, die der Lagerung der Enden der Träger 2 und 2′ an der Rohrwandecke dient. Zu der Einrichtung 5 gehört ein Knotenblech 5.1, das die Ecke mit kurzen Schenkeln übergreift. Weiterhin weist sie zwei Anker 5.2 und 5.2′ auf, deren Querschnittsabmessung rechtwinklig zu den zugeordneten Rohrwänden 1 und 1′ sehr viel kleiner ist als die entsprechende Erstreckung des Knotenbleches. Das Profil des Ankers kann beispielsweise ein flach zur Rohrwand angeordnetes Rechteck-Vollprofil (Flachstahl) oder ein Quadrat-Vollprofil (Vierkantstahl) sein. Die Anker 5.2 und 5.2′ sind mit den Schenkeln des Knotenbleches über die Schweißverbindungen 5.3 und 5.3′ verbunden.

Zwischen den Ankern 5.2 und 5.2′ sind Überbrückungselemente 6.1 bzw. 6.1′ angeordnet, mit denen der Zwischenraum zwischen den Ankern und den Stegen 1.1 und 1.1′ der Rohrwände überbrückt wird. Hierzu dienen die Schweißverbindungen 6.2 an den Ankern und 6.3 an den Rohrwänden. An den Rohrwänden sollte die Schweißverbindung möglichst nur an den Stegen 1.1 erfolgen.

Zur seitlichen Abstützung der Anker zum zugeordneten Träger hin sind bei warm liegenden Trägern hakenförmige Verklammerungselemente 7 vorgesehen (bei kalt liegenden Trägern können z. B. bekannte nicht dargestellte Pendelstäbe zum Einsatz kommen). Die Verbindungselemente greifen entweder unmittelbar an dem Anker an oder greifen möglichst nahe am Anker an die Rohrwand an, wie dies in der Fig. 5 dargestellt ist (indirekte Abstützung). Die indirekte Abstützung hat den Vorteil, daß gleiche Verbindungselemente für die Abstützung des Ankers wie für die Abstützung der Rohrwand zum Träger hin verwendet werden können.

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, wird der einzelne Anker 5.2 und 5.2′ in seiner Länge möglichst nahe an den Enden der Strecke abgestützt, über die die Verbindung 6, 6′ der Anker mit der Rohrwand erfolgt. Auch ein größerer Versatz der Abstützung gegenüber den Enden des Bereichs kann jedoch festigkeitstechnisch zulässig und vorgesehen sein. Ein Sonderfall besteht darin, daß dem Anker nur eine seitlichen Abstützung bzw. Halterung 7 zugeordnet ist.

Zur Einleitung der Trägerauflagenkräfte F und F′ sind in dem Knotenblech 5.1 Bolzenaufnahmelöcher 5.4 bzw. 5.4′ angeordnet, die um den Betrag e zur Mittelebene der Rohrwände in der dazu parallelen Ebene eingeleitet werden, in der die Achse des zugeordneten Ankers 5.2 bzw. 5.2′ liegt. Die seitliche Abstützung wird dabei so angeordnet, daß der Anker 5.2 bzw. 5.2′ möglichst nahe an den Enden der Strecke gehalten ist, über die die Verbindung des Ankers mit der zugeordneten Rohrwand erfolgt.

An einem derart gekennzeichneten statischen System ergeben sich nur kleine Biegemomente, d. h. die maximalen Biegemomente sind klein gegenüber dem Versatzmoment, das sich mit der zur Rohrwand 1 bzw. 1′ außermittigen Krafteinleitung der Kräfte F bzw. F′ ergiebt. Diese Biegemomente sind um so kleiner, je mehr die über die Abstandselemente aufgebaute Verbindung zwischen dem einzelnen Anker und den Rohrwänden eine gute Annäherung an eine kontinuierliche Verbindung ist. Das infolge der Mehrzahl außermittig an dem Anker angreifenden Lasten, die in ihrer Verteilung eine Annäherung an die der gesamten Verbindungslänge zuzuordnenden Streckenlast sind, ist das maximale Biegemoment zwar nicht gleich null, aber doch sehr klein gegenüber dem Kräftepaar F × e. Infolge der nur kleinen Biegemomente kann die Querschnittsabmessung der Anker 5.2 bzw. 5.2′ rechtwinklig zu der ihm zugeordneten Rohrwand sehr viel kleiner sein als diejenige des Knotenbleches 1. Im Vergleich zum Stand der Technik gemäß der Fig. 9 der DE-AS 22 47 263 bei der sich die Schenkel mit großer Breite sehr weit über die Wand erstrecken, wird hier ein wesentlich geringer Platzbedarf an der Ecke erforderlich. Auch die Querschnittsfläche des Ankers 5.2 bzw. 5.2′ ist bei gleicher Ausnutzung der zulässigen Spannungen deutlich kleiner als die Querschnittsfläche bei Eckanlenkeinrichtungen bekannter Bauart.

Die Verbindung mittels der Überbrückungselemente zwischen der einzelnen Rohrwand und dem Anker ist wegen der darin enthaltenen Unterbrechungen zweifellos für die Wärmeübertragung durch Wärmeleitung nicht gerade günstig. Aber da der einzelne Anker 5.2 rechtwinklig zur Rohrwand nur wenig Höhe hat, und nahe an der Rohrwand liegt und bezogen auf seine geringe Querschnittsfläche nur wenig Masse aufweist, treten selbst in den ungünstigsten Zuständen nur geringe Temperaturunterschiede zwischen der Rohrwand und dem zugeordneten Anker auf. Deswegen sind die durch die Temperaturunterschiede bedingten Spannungen nur gering.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind an den einer Ecke zugeordneten Enden der Träger 2 und 2′ mit Abstand voneinander sich in Trägerlängsrichtung erstreckende Laschen 9 und 10 bzw. 9′ und 10′ übereinander angeordnet vorgesehen. In ihren freien Enden sind Langlöcher 9.1 und 10.1 bzw. 9.1′ und 10.1′ ausgebildet. Die Langlöcher können entweder einseitig offen oder als geschlossene Langlöcher ausgebildet sein. In die Langlöcher greifen in die Bohrungen 5.4 und 5.4′ eingesetzte Bolzen 11 bzw. 12 ein.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind an den Trägern 2 bzw. 2′ auf Abstand angeordnete Haltelaschenpaare 13 und 14 bzw. 13′ und 14′ angeordnet, durch die sich Schwenkbolzen 15 und 15′ erstrecken. Auf den Bolzen 15 bzw. 15′ sind Pendelelemente 16 und 17 bzw. 16′ und 17′ unter Zwischenschaltung einer Abstandsplatte 18 bzw. 18′ angeordnet, die mit ihrem anderen Ende über in die Bohrungen 5.4′ bzw. 5.4 eingreifende Bolzen 11 bzw. 12 greifen. Auf diese Weise ist eine Verbindung zwischen den beiden Trägerenden möglich. Wie aus den Fig. 3, 4 und 5 ersichtlich ist, greifen bei Verwendung eines Doppel-T­ Trägers als Träger 2 bzw. 2′ Hakenelemente 7 über die Enden des der Rohrwand benachbarten Flansches.

Selbstverständlich sind Verbindungselemente 7 in Form von z. B. Haken oder von Pendelelementen nicht nur längs der Verbindungsabschnitte mit den Verbindungs- bzw. Abstandelemente 6 anzuordnen, sondern auch in Umfassungsrichtung gesehen zwischen den zwei Ecken zugeordneten Ankerelementen. In Zusammenhang mit der Fig. 9 der DE-AS 22 47 263 wurden auch fertigungs- und montagetechnische Nachteile herausgearbeitet. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Bandage können die für die Verbindung zwischen dem Anker und der Rohrwand erforderlichen Überbrückungselemente 6.1 Serienteile sein. Sie können bereits bei der Fertigung auf die Rohrwand 1 bzw. 1′ aufgebracht werden. Für die Verbindung der Elemente mit der Rohrwand braucht im allgemeinen auf den Rohren der Rohrwand, also des Druckteils, nichts geschweißt zu werden. Es genügt die Schweißverbindung allein zu den Stegen hin. Beim Montieren der Eckanlenkvorrichtung braucht nichts mehr angepaßt zu werden. Die Verbindungselemente werden nur noch mit den Ankern verschweißt.

In der bisherigen Beschreibung ist davon ausgegangen worden, daß nur ein Knotenblech 5.1 mit zugeordneten Ankern 5.2 und 5.2′ vorgesehen ist. Es ist jedoch von Vorteil, wenn in Übereinanderanordnung mindestens zwei Knotenbleche mit je zwei Ankern vorgesehen sind, um eine bessere Führung der Bolzen zu erreichen. In der Fig. 5 sind bereits zwei nebeneinander liegende Anker 5.2 und 5.2a dargestellt. In der Fig. 6, die einen Schnitt durch die Anordnung an der Ecke gemäß Fig. 2 darstellt, sind zwei Knotenbleche 5.1 und 5.1a mit Abstand voneinander dargestellt. Die Laschen 9 und 10 liegen näher an den Knotenblechen 5.1 und 5.1a und werden von den Laschen 9′ und 10′ übergriffen, so daß der Bolzen 11 länger auszubilden ist als der Bolzen 12. In der Fig. 6 sind zusätzlich noch Sicherungsscheiben und Sicherungssplinte dargestellt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 liegen die Halteelemente 7 im Verbindungsbereich jeweils außerhalb der randständigen Verbindungselemente, während sie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 innerhalb der außen liegenden Verbindungselemente angeordnet sind.

Claims (6)

1. Die ebenen Außenwände eines Dampferzeugers umschließende horizontale Bandage zur Aufnahme des Brennkammerdrucks, wobei die Bandage aus jeweils von Ecke zu Ecke des Dampferzeugers verlaufenden Bandagenträgern besteht, an denen sich die Außenwände über Halterungen abstützen und die an den Ecken durch eine eine Verschiebung der Bandagenträger ermöglichende Eckanlenkeinrichtung einschließlich mindestens eines über die Ecke greifenden und sich senkrecht zu den Außenwänden erstreckenden Knotenblech und mindestens eines Gelenkbolzens verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß mit den relativ kurzen Schenkeln der Knotenplatte (5.1) je ein Anker (5.2; 5.2′) verbunden ist, dessen Querschnittsabmessung senkrecht zur Außenwand kleiner ist als die Querabmessung des Knotenbleches in derselben Richtung und daß jeder Anker (5.2; 5.2′) beginnend im vorgegebenen Abstand von der Ecke über eine Vielzahl von auf Abstand angeordneten Überbrückungselementen (6.1; 6.1′) mit der zugeordneten Rohrwand (1′; 1) verbunden ist und in dem Knotenblech (5.1) auf die Längserstreckung jeden Ankers (5.2; 5.2′) ausgerichtet je eine Bohrung (5.4; 5.4′) zur Aufnahme eines Gelenkbolzens (11; 12) ausgebildet ist, der der Verbindung je eines Bandagenträger (2; 2′) mit dem Knotenblech dient, und daß mindestens eine Halterung (7) dem Verbindungsbereich zwischen Anker (5.2; 5.2′) und der zugeordneten Wand (1′; 1) zugeordnet ist.

2. Bandage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens je eine Halterung (7) dem Anfang des Verbindungsbereiches und dem Ende des Verbindungs­ bereiches zugeordnet ist.

3. Bandage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (11; 12) zusammen mit einem zugeordneten Langloch (9.1; 10.1/9.1′; 10.1′) eine Schiebeverbindung aufbauen.

4. Bandage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (11; 12) zusammen mit Pendelarmen (16; 17/16′; 17′) eine Pendelverbindung aufbauen.

5. Bandage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eckanlenkeinrichtung (5) mehrere übereinander liegende Knotenbleche (5.1) mit je zwei Ankern (5.2; 5.2′/5.2a; 5.2′a) aufweist.

6. Bandage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden dem Anfang und dem Ende des Verbindungsbereichs zugeordneten Halterungen (7) innerhalb oder außerhalb der randständigen Überbrückungselemente des Verbindungsbereichs angeordnet sind.