DE4431185A1 - Durchlaufdampferzeuger - Google Patents

Durchlaufdampferzeuger

Info

Publication number
DE4431185A1
DE4431185A1 DE4431185A DE4431185A DE4431185A1 DE 4431185 A1 DE4431185 A1 DE 4431185A1 DE 4431185 A DE4431185 A DE 4431185A DE 4431185 A DE4431185 A DE 4431185A DE 4431185 A1 DE4431185 A1 DE 4431185A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
combustion chamber
steam generator
evaporator
tube
evaporator tubes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4431185A
Other languages
English (en)
Inventor
Joachim Dr Ing Franke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE4431185A priority Critical patent/DE4431185A1/de
Priority to PCT/DE1995/001103 priority patent/WO1996007053A1/de
Priority to KR1019970701330A priority patent/KR100368516B1/ko
Priority to EP95928954A priority patent/EP0778932B1/de
Priority to DE59502913T priority patent/DE59502913D1/de
Priority to JP1997600002U priority patent/JP3046890U/ja
Priority to CN95194501A priority patent/CN1107202C/zh
Priority to ES95928954T priority patent/ES2119461T3/es
Publication of DE4431185A1 publication Critical patent/DE4431185A1/de
Priority to US08/810,357 priority patent/US5979370A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B29/00Steam boilers of forced-flow type
    • F22B29/06Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B29/00Steam boilers of forced-flow type
    • F22B29/06Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • F22B29/061Construction of tube walls
    • F22B29/062Construction of tube walls involving vertically-disposed water tubes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchlaufdampferzeuger mit einer im Querschnitt rechteckigen Brennkammer, deren jede Brennkammerwand im wesentlichen vertikal angeordnete und über Rohrstege miteinander gasdicht verbundene Verdampferrohre um­ faßt, die von einem Strömungsmedium von unten nach oben durchströmbar sind.
Bei einem Durchlaufdampferzeuger führt die Beheizung von die Brennkammerwände bildenden Verdampferrohren, im Gegensatz zu einem Naturumlaufdampferzeuger mit nur teilweiser Verdampfung des im Umlauf geführten Wasser-Wasser/Dampf-Gemisches, zu einer vollständigen Verdampfung des Strömungsmediums in den Verdampferrohren in einem Durchgang. Während beim Naturum­ laufdampferzeuger die Verdampferrohre prinzipiell vertikal angeordnet sind, können die Verdampferrohre des Durchlauf- oder Zwangdurchlaufdampferzeugers sowohl vertikal als auch schraubenförmig - und damit geneigt - angeordnet sein.
Ein Durchlaufdampferzeuger, dessen Brennkammerwände aus ver­ tikal angeordneten Verdampferrohren aufgebaut ist, ist ge­ genüber einem eine schraubenförmige Berohrung aufweisenden Durchlaufdampferzeuger kostengünstiger herzustellen. Durch­ laufdampferzeuger mit vertikaler Berohrung haben außerdem ge­ genüber solchen mit geneigten Verdampferrohren niedrigere wasser-/dampfseitige Druckverluste. Allerdings können die nicht vermeidbaren Unterschiede in der Wärmezufuhr zu den einzelnen vertikal angeordneten Verdampferrohren zu Tempera­ turdifferenzen zwischen benachbarten Verdampferrohren - ins­ besondere am Austritt des Verdampfers - führen.
Da bei einer vertikal berohrten Brennkammer die Größe des Wärmestroms und damit der Wärmeeintrag in ein einzelnes Ver­ dampferrohr abhängig von dessen Position in der Brenn­ kammerwand ist, erfährt ein Verdampferrohr in einer Ecke der rechteckigen Brennkammer oder Brennkammerumfassung über des­ sen gesamter Länge eine geringere gasseitige Wärmestromdichte als ein Verdampferrohr in der Mitte einer Brennkammerwand. Ursache hierfür ist der Umstand, daß ein bei der Verbrennung eines fossilen Brennstoffs entstehender Flammenkörper inner­ halb der Brennkammer den gesamten zur Verfügung stehenden Raum nicht gleichmäßig ausfüllt. Somit ergibt sich innerhalb der Brennkammer ein sowohl in vertikaler als auch in horizon­ taler Richtung annähernd glockenförmiges Temperaturprofil, das ausgehend vom Mittenbereich der Brennkammer sowohl nach oben und nach unten als auch zu den Ecken der Brennkammer hin abnimmt. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Wärmezufuhr in die Verdampferrohre in der Mitte der Brennkammerwände im Ver­ gleich zu den Verdampferrohren im Bereich der Ecken der Brennkammer. Dies wiederum erschwert die wasser-/dampfseitige Kühlung der Verdampferrohre im Mittenbereich der Brennkammer­ wände. Dies kann zu unzulässig hohen Dampftemperaturen am Austritt der Verdampferrohre führen. Auch die Temperatur der Rohrstege kann infolge der hohen Wärmestromdichte in der Mitte der Brennkammerwände unzulässig hohe Werte annehmen.
In vertikaler Richtung der Brennkammer können unzulässig hohe Temperaturdifferenzen zwischen benachbarten Rohren vermieden werden durch eine drastische Reduzierung des Reibungsdruck­ verlusts. Die Reduzierung ihrerseits wird erreicht durch eine entsprechende Absenkung der Strömungsgeschwindigkeit oder der Massenstromdichte in den Verdampferrohren. Dazu ist aller­ dings der Einsatz innenberippter Verdampferrohre erforder­ lich, da diese auch bei niedrigen Massenstromdichten beson­ ders gute Wärmeübergangseigenschaften aufweisen.
Derartige Verdampferrohre mit auf ihrer Innenseite ein mehrgängiges Ge­ winde bildende Rippen sowie deren Einsatz in Dampferzeugern sind zum Beispiel aus der europäischen Patentanmeldung 0 503 116 bekannt.
Bei einer Berohrung der Brennkammerwände eines Durchlauf­ dampferzeugers mit innenberippten Verdampferrohren wird der Axialströmung ein Drall überlagert, der zu einer Phasensepa­ ration des Wärmeaufnahmemediums mit einem Wasserfilm an der Rohrinnenwand führt. Dadurch kann der sehr gute Wärmeübergang des Siedens fast bis zur völligen Verdampfung des Wassers aufrechterhalten werden. Im Druckbereich zwischen 200 bar und 221 bar lassen sich jedoch bei starker Beheizung mit einer Drallströmung allein nicht immer unzulässig hohe Wandtempe­ raturen vermeiden. In der Nähe des kritischen Drucks bei etwa 210 bar - wo es nur noch einen geringen Dichteunter­ schied gibt zwischen flüssigkeitsähnlichem und dampfähnlichem Medium - ist die Benetzung der Rohrinnenwand oder Heizfläche wesentlich schwieriger zu gewährleisten als in einem unter­ halb von 200 bar liegenden Druckbereich. Dies ist dadurch be­ dingt, daß ein sich zwischen der Rohrwand und der flüssigen Phase des Wärmeaufnahmemediums bildender Dampffilm den Wärme­ übergang behindert (Filmsieden). In diesem Bereich der Dampf­ filmbildung steigt die Temperatur der Rohrwand stark an. Wie in dem Aufsatz "Verdampferkonzepte für Benson-Dampferzeuger" von J. Franke, W. Köhler und E. Wittchow, veröffentlicht in VGB Kraftwerkstechnik 73 (1993), Heft 4, Seiten 352 bis 360, beschrieben, reichen oberhalb eines Drucks von rund 210 bar bereits geringe Wandüberhitzungen aus, um vom Siedezustand mit benetzter Heizfläche zum Filmsieden mit unbenetzter Heiz­ fläche zu gelangen. Auch können sich im genannten Druckbe­ reich bereits bei geringfügigen Überhitzungen in der über­ hitzen Grenzschicht Dampfblasen bilden, die sich zu großen Blasen vereinigen und somit die Wärmeübertragung behindern (homogene Keimbildung).
Der beschriebene Wärmeübergangsmechanismus führt nun dazu, daß in den genannten Rohren von Durchlaufdampferzeugern, die mit Drücken von etwa 200 bar und darüber betrieben werden, die Massenstromdichte - und damit der Reibungsdruckverlust - höher gewählt werden müssen als bei Durchlaufdampferzeugern, die mit Drücken unterhalb von 200 bar betrieben werden. Da­ durch geht der Vorteil verloren, daß bei Mehrbeheizung ein­ zelner Rohre auch deren Durchsatz steigt. Da jedoch hohe Dampfdrücke über 200 bar erforderlich sind, um hohe thermi­ sche Wirkungsgrade - und damit niedrige Kohlendioxid-Emissio­ nen - zu erzielen, ist es notwendig, auch in diesem Druckbe­ reich eine gute Wärmeübertragung sicherzustellen. Daher wer­ den Durchlaufdampferzeuger mit senkrecht berohrten Brennkam­ merwänden üblicherweise mit verhältnismäßig hohen Massen­ stromdichten in den Verdampferrohren betrieben, um im kriti­ schen Druckbereich von etwa 200 bar bis 221 bar stets einen ausreichend hohen Wärmeübergang von der Verdampferrohrwand an das Strömungs- oder Wärmeaufnahmemedium zu erreichen. Diese Maßnahmen berücksichtigen jedoch in erster Linie den Tempera­ turverlauf in vertikaler Richtung der Brennkammer.
Eine Kompensation des Temperaturverlaufs in horizontaler Richtung - und damit ein guter Beheizungsausgleich - wird bei der schraubenförmigen Berohrung der Brennkammer (Spiralwick­ lung) erzielt, da jedes Verdampferrohr oder Parallelrohr praktisch alle Beheizungszonen der Brennkammer durchläuft. Allerdings führt die Spiralwicklung im Vergleich zu einer senkrechten Berohrung aufgrund vergleichsweise kleiner Ein­ trittsflächen der Verdampferrohre und damit einer vergleichs­ weise geringen Gesamtzahl von Verdampferrohren zu höheren Ge­ schwindigkeiten des Strömungsmediums in den Verdampferrohren. Dies wiederum führt zu einem vergleichsweise hohen wasser-/ dampfseitigen Druckverlust.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für hohe thermische Wirkungsgrade ausgelegten Durchlaufdampferzeuger mit vertikal berohrten Brennkammerwänden anzugeben, bei dem die Temperaturdifferenzen am Verdampferaustritt auf besonders niedrige Werte reduziert sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine aus einem einzelnen Verdampferrohr und dem diesem zugeordne­ ten Rohrsteg gebildete Wärmeaufnahmefläche bei Verdampferroh­ ren im Mittenbereich der Brennkammerwand kleiner ist als in einer Ecke der Brennkammer.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß die Wärmeaufnahme der Verdampferrohre nicht nur über die gassei­ tige Hälfte des Rohrumfangs, sondern auch über die Rohrstege oder Rohrflossen erfolgt. Dabei wird die von den selbst nicht gekühlten Rohrstegen aufgenommene Wärme an die benachbarten Verdampferrohre abgegeben. Die Wärmeaufnahmefläche eines ein­ zelnen Verdampferrohres setzt sich daher zusammen aus dem dem Flammenkörper im Innern der Brennkammer zugewandten halben Umfang des Verdampferrohrs und der Fläche eines Rohrstegs. Die Fläche eines Rohrstegs ergibt sich aus der gesamten Brei­ te eines Rohrstegs oder aus zweimal der halben Breite zweier Rohrstege und aus dessen Länge in vertikaler Richtung.
Um nun die so definierten Wärmeaufnahmeflächen der einzelnen Verdampferrohre zumindest annähernd an den Temperaturverlauf in horizontaler Richtung anzupassen, ist in zweckmäßiger Aus­ gestaltung die Breite der die Verdampferrohre verbindenden Rohrstege im Mittenbereich jeder Brennkammerwand kleiner als in den Ecken der Brennkammer.
In zweckmäßiger Ausgestaltung nimmt dabei die Breite der Rohrstege, ausgehend vom Mittenbereich zu den Ecken der Brennkammer hin, sukzessiv ab. Alternativ sind die Verdamp­ ferrohre jeder Brennkammerwand zu Gruppen mit Rohrstegen je­ weils gleicher Breite zusammengefaßt, wobei die Breite der Rohrstege verschiedener Gruppen unterschiedlich ist. Diese Alternative ist gegenüber der erstgenannten praktisch ein­ facher durchzuführen.
Die Herstellung von Brennkammerwänden mit vertikal angeord­ neten Verdampferrohren und mit in der Breite unterschiedli­ chen Rohrstegen kann zweckmäßigerweise auch dadurch verein­ facht werden, daß die Breite der Rohrstege von an die Ecken jeder Brennkammerwand angrenzenden Gruppen gleich ist.
Um die Wärmeaufnahmefläche im Bereich der Ecken der Brenn­ kammer gegenüber dem Mittenbereich zusätzlich zu vergrößern, können die Verdampferrohre im Bereich der Ecken der Brenn­ kammer zusätzliche Rohrstege aufweisen, die in die Brennkam­ mer hineinragen.
Bei einem im Gleitdruck betriebenen Durchlaufdampferzeuger, bei dem sich der Pumpendruck nach der benötigten Dampfmenge richtet, werden zweckmäßigerweise sogenannte Glattrohre mit einer glatten Innenoberfläche eingesetzt. Alternativ können aber auch innenberippte Rohre eingesetzt werden. Dabei kann sowohl bei Glattrohren als auch bei innenberippten Ver­ dampferrohren eine Variation des Rohrinnen- und/oder des Rohraußendurchmessers die unterschiedliche Wärmezufuhr in ein einzelnes Verdampferrohr zusätzlich vergleichmäßigen. In ei­ ner Ecke der Brennkammer ist dann ein Verdampferrohr mit ei­ nem im Vergleich zu einem Verdampferrohr in der Mitte einer Brennkammerwand größeren Durchmesser eingesetzt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonde­ re darin, daß durch eine Verringerung der Wärmeaufnahmefläche im Mittenbereich der Brennkammerwände im Gegensatz zu den Ecken der Brennkammer die unterschiedliche Wärmezufuhr in die einzelnen Verdampferrohre vergleichmässigt wird. Dadurch, daß die Breite der Rohrstege oder Rohrflossen zwischen den Ver­ dampferrohren nicht - wie bisher - über den gesamten Brenn­ kammerumfang gleich, sondern in den Wandmitten kleiner als in den Brennkammerecken gewählt wird, verringert sich in den Wandmitten die wärmeaufnehmende Fläche für jedes einzelne Verdampferrohr und sie vergrößert sich in den Ecken. Dement­ sprechend verringert bzw. vergrößert sich die Wärmeaufnahme der einzelnen Verdampferrohre. Dadurch wird die hohe Wärme­ zufuhr in ein in der Mitte einer Brennkammerwand angeordnet es Verdampferrohr verringert und die geringere Wärmezufuhr in ein in der Ecke der Brennkammerwand angeordnet es Verdampfer­ rohr wird erhöht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeich­ nung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 in vereinfachter Darstellung einen Durchlaufdampfer­ zeuger mit vertikal angeordneten Verdampferrohren,
Fig. 2 im Ausschnitt einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 mit gasdichten Brennkammerwänden mit unter­ schiedlich breiten Rohrstegen, und
Fig. 3 einen Ausschnitt gemäß Fig. 2 mit Gruppen von Ver­ dampferrohren mit gruppenweise gleichen Stegbreiten.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist schematisch ein Durchlaufdampferzeuger 2 mit rechteckigem Querschnitt dargestellt, dessen vertikaler Gas­ zug aus einer Umfassungswand 4 gebildet ist, die am Unterende in einen trichterförmigen Boden 6 übergeht. Der Boden 6 um­ faßt eine nicht näher dargestellte Austragsöffnung 8 für Asche.
Im unteren Bereich A des Gaszugs sind eine Anzahl von Bren­ nern 10, von denen nur einer sichtbar ist, für einen fossilen Brennstoff in der aus vertikal angeordneten Verdampferrohren 12 gebildeten Umfassungswand oder Brennkammer 4 angebracht. Die vertikal verlaufend angeordneten Verdampferrohre 12 sind in diesem Bereich A über Rohrflossen oder Rohrstege 14 (Fig. 2 und 3) in Form von Metallbändern zu gasdichten Brenn­ kammerwänden 4a miteinander verschweißt. Die beim Betrieb des Durchlaufdampferzeugers 2 von unten nach oben durchströmten Verdampferrohre 12 bilden in diesem Bereich A eine Verdamp­ ferheizfläche 16.
In der Brennkammer 4 befindet sich beim Betrieb des Durch­ laufdampferzeugers 2 ein bei der Verbrennung des fossilen Brennstoffs entstehender Flammenkörper 17, so daß sich dieser Bereich A des Durchlaufdampferzeugers 2 durch eine sehr hohe Wärmestromdichte auszeichnet. Der Flammenkörper 17 weist ein Temperaturprofil auf, das, ausgehend von etwa der Mitte der Brennkammer 4, sowohl in vertikaler Richtung nach oben und nach unten als auch in horizontaler Richtung zu den Seiten, das heißt zu den Ecken der Brennkammer 4, hin abnimmt.
Über dem unteren Bereich A des Gaszugs befindet sich ein zweiter flammenferner Bereich B, über dem ein dritter oberer Bereich C des Gaszugs vorgesehen ist. In den Bereichen B und C des Gaszugs sind Konvektionsheizflächen 18, 20 und 22 ange­ ordnet. Oberhalb des Bereichs C des Gaszugs befindet sich ein Rauchgasaustrittskanal 24, über den das durch die Verbrennung des fossilen Brennstoffs erzeugte Rauchgas RG den vertikalen Gaszug verläßt.
Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils im Ausschnitt einen Quer­ schnitt durch die Brennkammer 4 im Bereich A des Gaszugs, wo­ bei zwei an einer Ecke 26, 26′ angrenzende Brennkammerwände 4a (Fig. 2) bzw. 4a′ (Fig. 3) dargestellt sind. Zur Bildung der gasdichten Brennkammerwände 4a, 4a′ sind die zwischen be­ nachbarten Verdampferrohren 12, 12′ vorgesehenen Rohrstege 14 bzw. 14′ mit diesen längsseitig verschweißt. Diese Bauweise wird auch als Rohr-Steg-Rohr-Konstruktion bezeichnet.
Die Rohrstege 14, 14′ weisen eine dem jeweiligen Abstand zwi­ schen benachbarten Verdampferrohren 12, 12′ entsprechende Breite b bzw. b′ auf. Bei einem Durchlaufdampferzeuger 2 mit einer Leistung von 600 MW ist jede Brennkammerwand 4a, 4a′ aus etwa 360 Verdampferrohren 12 bzw. 12′ aufgebaut. Bei ei­ nem Außendurchmesser d₁, d′₁ der Verdampferrohre 12, 12′ von etwa 30 mm und einer Breite b, b′ der Rohrstege 14, 14′ von etwa 20 mm ergibt sich eine Gesamtbreite jeder Brennkam­ inerwand 4a bzw. 4a′ von etwa 20 m.
Aus der Breite b der Rohrstege 14 und dem halben Umfang 12a des Verdampferrohrs 12 sowie dessen Länge ergibt sich die Wärmeaufnahmefläche F des jeweiligen Verdampferrohrs 12. Dies ist in Fig. 2 an einem einzelnen Verdampferrohr 12 veran­ schaulicht.
Wie in Fig. 3 ebenfalls an einem einzelnen Verdampferrohr 12′ veranschaulicht, ergibt sich die Wärmeaufnahmefläche F′ auch aus jeweils der halben Breite b′ zweier an das Ver­ dampferrohr 12′ angrenzender Rohrstege 14′ und wiederum dem halben Umfang des einzelnen Verdampferrohrs 12′ sowie dessen Länge. Dieser letzteren Definition liegt die Überlegung zu­ grunde, daß zum einen die Temperatur jedes Rohrstegs 14, 14′ auf dessen halber Breite b, b′, das heißt in der Mitte des Rohrstegs 14, 14′, den höchsten Wert hat und zu den beiden angrenzenden Verdampferrohren 12 bzw. 12′ hin abnimmt. Zum anderen gibt jeder Rohrsteg 14, 14′ seine Wärme jeweils zur Hälfte an die beiden angrenzenden Verdampferrohre 12 bzw. 12′ ab.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 nimmt die Breite b der Rohrstege 14 zwischen den Verdampferrohren 12 von der Mitte jeder Brennkammerwand 4a zu jeder Ecke 26 der Brennkam­ mer 4 hin allmählich, das heißt nach und nach, ab. Bei glei­ cher Länge der Verdampferrohre 12 und der Rohrstege 14 ver­ ringert sich somit kontinuierlich die Wärmeaufnahmefläche F der einzelnen Verdampferrohre 12 von der Mitte jeder Brenn­ kammerwand 4a zu jeder Ecke 26 der Brennkammer 4. Durch die Verringerung der Flossenbreite b verringert sich somit bei gleicher Wärmezufuhr pro Fläche die Wärmeaufnahme pro Ver­ dampferrohr 12. Eine dadurch bedingte geringere Wärmestrom­ dichte an der Außenseite des Verdampferrohrs 12 führt zu einer verringerten Wärmemenge auf der Innenseite des Ver­ dampferrohrs 12. Dadurch geht sowohl die lokale Wärmestrom­ dichte als auch über der Gesamthöhe des Durchlaufdampferzeu­ gers 2 die integrale Wärmestromdichte zurück. Dies führt zu einer guten lokalen Kühlung der Verdampferrohre 12.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind die Ver­ dampferrohre 12′ jeder Brennkammerwand 4a′ zu Gruppen G1 bis G4 mit Rohrstegen 14′ jeweils gleicher Breite b′ zusammenge­ faßt. Dabei ist die Breite b′ der Rohrstege 14′ verschiedener Gruppen G1, G2, G3 bzw. G4 unterschiedlich. Die Breite b′ der Rohrstege 14′ derjenigen Gruppen, die an die Ecke 26′ der Brennkammer 4 angrenzen, ist vorzugsweise gleich. Im Ausfüh­ rungsbeispiel sind dies die Rohrstege 14′ der Gruppe G1 und einer Gruppe G5 der beiden an die Ecke 26′ angrenzenden Brennkammerwände 4a′.
Wie lediglich beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 darge­ stellt ist, weisen die im Bereich der Ecke 26′ angeordneten Verdampferrohre 12′ der Brennkammer 4 zusätzliche Rohrstege 14′′ auf, die mit unterschiedlicher Neigung in die Brennkam­ mer 4 hineinragen.
Die in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2 und 3 dargestellten Verdampferrohre 12 bzw. 12′ sind Glattrohre mit einer glatten Oberfläche auf der Innenseite. Alternativ kön­ nen die Verdampferrohre 12, 12′ aber auch in nicht näher dar­ gestellter Art und Weise auf ihrer Innenseite ein mehrgängi­ ges Gewinde bildende Rippen und damit eine Oberflächenstruk­ tur aufweisen. Bei einer Berohrung der Brennkammerwände 4a, 4a′ des Durchlaufdampferzeugers 2 mit derartigen innenberipp­ ten Verdampferrohren 12 bzw. 12′ wird der Axialströmung in den Verdampferrohren 12, 12′ ein Drall überlagert, so daß durch eine dadurch bedingte zusätzliche Geschwindigkeitskom­ ponente eine besonders gute Kühlwirkung der Verdampferrohre 12, 12′ erzielt wird. Diese wirkt sich besonders vorteilhaft beim Betrieb des Durchlaufdampferzeugers 2 im kritischen Druckbereich bei etwa 210 bar aus.
Sowohl beim Einsatz von Glattrohren als auch bei Verwendung von innenberippten Verdampferrohren führt eine Variation des Außendurchmessers d₁, d′₁ und/oder des Innendurchmessers d₂, d′₂ der Verdampferrohre 12, 12′ zu verschieden großen Wärme­ aufnahmeflächen F, F′ der jeweiligen Verdampferrohre 12, 12′, so daß die unterschiedliche Wärmezufuhr in die einzelnen Ver­ dampferrohre 12, 12′ zusätzlich oder alternativ kompensiert werden kann. Dabei verringert sich die Wärmeaufnahmefläche F, F′ mit abnehmendem Durchmesser d₁, d′₁ oder d₂, d′₂.

Claims (8)

1. Durchlaufdampferzeuger mit einer im Querschnitt rechtecki­ gen Brennkammer (4), deren jede Brennkammerwand (4a, 4a′) im wesentlichen vertikal angeordnete und über Rohrstege (14, 14′) miteinander gasdicht verbundene Verdampferrohre (12, 12′) umfaßt, die von einem Strömungsmedium von unten nach oben durchströmbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus einem einzelnen Verdampferrohr (12, 12′) und dem diesem zuge­ ordneten Rohrsteg (14, 14′) gebildete Wärmeaufnahmefläche (F, F′) bei Verdampferrohren (12, 12′) im Mittenbereich der Brennkammerwand (4a, 4a′) kleiner ist als in einer Ecke (26, 26′) der Brennkammer (4).
2. Durchlaufdampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brei­ te (b, b′) der die Verdampferrohre (12, 12′) verbindenden Rohrstege (14, 14′) im Mittenbereich jeder Brennkammerwand (4a, 4a′) kleiner ist als in der Ecke (26, 26′) der Brenn­ kammer (4).
3. Durchlaufdampferzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b) der Rohrstege (14) ausgehend vom Mittenbereich zu jeder Ecke (26) der Brennkammer (4) hin sukzessiv abnimmt.
4. Durchlaufdampferzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ dampferrohre (12′) jeder Brennkammerwand (4a′) zu Gruppen (G1, . . ., G5) mit Rohrstegen (14′) jeweils gleicher Breite (b′) zusammengefaßt sind, wobei die Breite (b′) der Rohrstege (14′) verschiedener Gruppen (G1, G2, G3) unterschiedlich ist.
5. Durchlaufdampferzeuger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b′) der Rohrstege (14′) von an die Ecke (26′) der Brennkammer (4) angrenzenden Gruppen (G1, G5) gleich ist.
6. Durchlaufdampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ dampferrohre (12, 12′) mindestens im Bereich der Ecke (26, 26′) der Brennkammer (4) zusätzliche Rohrstege (14′′) aufwei­ sen, die in die Brennkammer (4) hineinragen.
7. Durchlaufdampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ dampferrohre (12, 12′) auf ihrer Innenseite eine Oberflächen­ struktur aufweisen.
8. Durchlaufdampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ dampferrohre (12, 12′) im Bereich der Ecke (26, 26′) der Brennkammer (4) einen größeren Außendurchmesser (d₁, d′₁ und/oder Innendurchmesser (d₂, d′₂) aufweisen als Verdampfer­ rohre (12, 12′) im Mittenbereich der Brennkammerwände (4a, 4a′).
DE4431185A 1994-09-01 1994-09-01 Durchlaufdampferzeuger Withdrawn DE4431185A1 (de)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4431185A DE4431185A1 (de) 1994-09-01 1994-09-01 Durchlaufdampferzeuger
PCT/DE1995/001103 WO1996007053A1 (de) 1994-09-01 1995-08-21 Durchlaufdampferzeuger
KR1019970701330A KR100368516B1 (ko) 1994-09-01 1995-08-21 연속증기발생기
EP95928954A EP0778932B1 (de) 1994-09-01 1995-08-21 Durchlaufdampferzeuger
DE59502913T DE59502913D1 (de) 1994-09-01 1995-08-21 Durchlaufdampferzeuger
JP1997600002U JP3046890U (ja) 1994-09-01 1995-08-21 貫流ボイラ
CN95194501A CN1107202C (zh) 1994-09-01 1995-08-21 连续式蒸汽发生器
ES95928954T ES2119461T3 (es) 1994-09-01 1995-08-21 Generador continuo de vapor.
US08/810,357 US5979370A (en) 1994-09-01 1997-03-03 Continuous-flow steam generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4431185A DE4431185A1 (de) 1994-09-01 1994-09-01 Durchlaufdampferzeuger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4431185A1 true DE4431185A1 (de) 1996-03-07

Family

ID=6527192

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4431185A Withdrawn DE4431185A1 (de) 1994-09-01 1994-09-01 Durchlaufdampferzeuger
DE59502913T Expired - Lifetime DE59502913D1 (de) 1994-09-01 1995-08-21 Durchlaufdampferzeuger

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE59502913T Expired - Lifetime DE59502913D1 (de) 1994-09-01 1995-08-21 Durchlaufdampferzeuger

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5979370A (de)
EP (1) EP0778932B1 (de)
JP (1) JP3046890U (de)
KR (1) KR100368516B1 (de)
CN (1) CN1107202C (de)
DE (2) DE4431185A1 (de)
ES (1) ES2119461T3 (de)
WO (1) WO1996007053A1 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19825800A1 (de) * 1998-06-10 1999-12-16 Siemens Ag Fossilbeheizter Dampferzeuger
WO1999064787A1 (de) * 1998-06-10 1999-12-16 Siemens Aktiengesellschaft Fossilbeheizter dampferzeuger
WO2000037851A1 (de) * 1998-12-18 2000-06-29 Siemens Aktiengesellschaft Fossilbeheizter durchlaufdampferzeuger
WO2000042352A1 (de) * 1999-01-18 2000-07-20 Siemens Aktiengesellschaft Fossilbeheizter dampferzeuger
DE19901430A1 (de) * 1999-01-18 2000-07-27 Siemens Ag Fossilbeheizter Dampferzeuger
EP2423473A3 (de) * 2009-05-06 2014-01-08 General Electric Company Verbesserter organischer Rankine-Prozess und -Verfahren
DE102013215456A1 (de) 2013-08-06 2015-02-12 Siemens Aktiengesellschaft Durchlaufdampferzeuger

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10254780B4 (de) * 2002-11-22 2005-08-18 Alstom Power Boiler Gmbh Durchlaufdampferzeuger mit zirkulierender atmosphärischer Wirbelschichtfeuerung
EP1512907A1 (de) * 2003-09-03 2005-03-09 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Anfahren eines Durchlaufdampferzeugers und Durchlaufdampferzeuger zur Durchführung des Verfahrens
EP1533565A1 (de) * 2003-11-19 2005-05-25 Siemens Aktiengesellschaft Durchlaufdampferzeuger
DE102005060704A1 (de) * 2005-12-19 2007-06-28 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Gasturbinenbrennkammer
TW200946838A (en) * 2008-03-04 2009-11-16 Ihi Corp Heating apparatus
EP2180250A1 (de) * 2008-09-09 2010-04-28 Siemens Aktiengesellschaft Durchlaufdampferzeuger
EP2182278A1 (de) * 2008-09-09 2010-05-05 Siemens Aktiengesellschaft Durchlaufdampferzeuger
CN101725955B (zh) * 2008-10-16 2012-04-04 林光湧 环保常压高温蒸汽发生器
GB201010038D0 (en) 2010-06-16 2010-07-21 Doosan Power Systems Ltd Steam generator

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE429171C (de) * 1923-06-01 1926-05-21 Thomas Edward Murray Dampfkessel mit die Verbrennungskammer umgebenden Waenden aus in Abstaenden nebeneinander angeordneten Rohren
DE1551007A1 (de) * 1965-12-13 1970-01-29 Combustion Eng Durchlaufdampferzeuger
EP0503116A1 (de) * 1991-03-13 1992-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Rohr mit auf seiner Innenseite ein mehrgängiges Gewinde bildenden Rippen sowie Dampferzeuger zu seiner Verwendung

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1854342A (en) * 1925-01-20 1932-04-19 Combustion Eng Corp Art of combustion and steam generation
NL129291C (de) * 1961-07-27
US3375628A (en) * 1965-07-01 1968-04-02 Foster Whceler Corp Insulated wall construction for heated surfaces
JPS5623603A (en) * 1979-08-01 1981-03-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Forced flowinggthrough boiler
DE58905817D1 (de) * 1988-07-26 1993-11-11 Siemens Ag Durchlaufdampferzeuger.
ATE117420T1 (de) * 1991-04-18 1995-02-15 Siemens Ag Durchlaufdampferzeuger mit einem vertikalen gaszug aus im wesentlichen vertikal angeordneten rohren.
DE4232880A1 (de) * 1992-09-30 1994-03-31 Siemens Ag Dampferzeuger
US5390631A (en) * 1994-05-25 1995-02-21 The Babcock & Wilcox Company Use of single-lead and multi-lead ribbed tubing for sliding pressure once-through boilers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE429171C (de) * 1923-06-01 1926-05-21 Thomas Edward Murray Dampfkessel mit die Verbrennungskammer umgebenden Waenden aus in Abstaenden nebeneinander angeordneten Rohren
DE1551007A1 (de) * 1965-12-13 1970-01-29 Combustion Eng Durchlaufdampferzeuger
EP0503116A1 (de) * 1991-03-13 1992-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Rohr mit auf seiner Innenseite ein mehrgängiges Gewinde bildenden Rippen sowie Dampferzeuger zu seiner Verwendung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Z.: VGB Kraftwerkstechnik 73 (1993) Heft 4, S. 352-361 *

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999064787A1 (de) * 1998-06-10 1999-12-16 Siemens Aktiengesellschaft Fossilbeheizter dampferzeuger
DE19825800A1 (de) * 1998-06-10 1999-12-16 Siemens Ag Fossilbeheizter Dampferzeuger
US6557499B2 (en) 1998-06-10 2003-05-06 Siemens Aktiengesellschaft Fossil-fuel-fired once-through steam generator
US6446580B2 (en) 1998-12-18 2002-09-10 Siemens Aktiengesellschaft Fossil fuel-fired continuous-flow steam generator
WO2000037851A1 (de) * 1998-12-18 2000-06-29 Siemens Aktiengesellschaft Fossilbeheizter durchlaufdampferzeuger
DE19858780A1 (de) * 1998-12-18 2000-07-06 Siemens Ag Fossilbeheizter Durchlaufdampferzeuger
DE19858780C2 (de) * 1998-12-18 2001-07-05 Siemens Ag Fossilbeheizter Durchlaufdampferzeuger
WO2000042352A1 (de) * 1999-01-18 2000-07-20 Siemens Aktiengesellschaft Fossilbeheizter dampferzeuger
US6446584B1 (en) 1999-01-18 2002-09-10 Siemens Aktiengesellschaft Fossil-fuel-fired steam generator
DE19901430C2 (de) * 1999-01-18 2002-10-10 Siemens Ag Fossilbeheizter Dampferzeuger
US6499440B2 (en) 1999-01-18 2002-12-31 Siemens Aktiengesellschaft Fossil-fired steam generator
DE19901430A1 (de) * 1999-01-18 2000-07-27 Siemens Ag Fossilbeheizter Dampferzeuger
EP2423473A3 (de) * 2009-05-06 2014-01-08 General Electric Company Verbesserter organischer Rankine-Prozess und -Verfahren
DE102013215456A1 (de) 2013-08-06 2015-02-12 Siemens Aktiengesellschaft Durchlaufdampferzeuger
WO2015018686A1 (de) * 2013-08-06 2015-02-12 Siemens Aktiengesellschaft Durchlaufdampferzeuger
US9574766B2 (en) 2013-08-06 2017-02-21 Siemens Aktiengesellschaft Once-through steam generator

Also Published As

Publication number Publication date
CN1107202C (zh) 2003-04-30
EP0778932B1 (de) 1998-07-22
ES2119461T3 (es) 1998-10-01
KR100368516B1 (ko) 2003-03-15
WO1996007053A1 (de) 1996-03-07
CN1155326A (zh) 1997-07-23
KR970705724A (ko) 1997-10-09
EP0778932A1 (de) 1997-06-18
DE59502913D1 (de) 1998-08-27
JP3046890U (ja) 1998-03-24
US5979370A (en) 1999-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0778932B1 (de) Durchlaufdampferzeuger
EP0349834B1 (de) Durchlaufdampferzeuger
EP0657010B2 (de) Dampferzeuger
DE2403538A1 (de) Waermeuebertragungseinrichtung
EP0720714B1 (de) Durchlaufdampferzeuger und Verfahren zu dessen Betrieb
EP0581760B2 (de) Durchlaufdampferzeuger mit einem vertikalen gaszug aus im wesentlichen vertikal angeordneten rohren
EP0617778A1 (de) Fossil befeuerter durchlaufdampferzeuger.
EP0503116B2 (de) Rohr mit auf seiner Innenseite ein mehrgängiges Gewinde bildenden Rippen sowie Dampferzeuger zu seiner Verwendung
DE3842775C2 (de)
DE19510033A1 (de) Verwendung einer eingängigen und mehrgängigen gerippten Verrohrung für Gleitdruck-Zwangsdurchlaufkessel
EP0937218B1 (de) Verfahren zum betreiben eines durchlaufdampferzeugers und durchlaufdampferzeuger zur durchführung des verfahrens
DE19602680C2 (de) Durchlaufdampferzeuger
DE4232880A1 (de) Dampferzeuger
DE4427859A1 (de) Rohr mit auf seiner Innenseite ein mehrgängiges Gewinde bildenden Rippen sowie Dampferzeuger zu seiner Verwendung
DE1907758A1 (de) Wasserrohrkessel
DE662912C (de) Strahlungsdampferzeuger
DE19600004C2 (de) Durchlaufdampferzeuger mit spiralförmig angeordneten Verdampferrohren
DE2536757C3 (de) Dampferzeuger mit Beheizung durch Flüssigmetall
DE1751641A1 (de) Zwangdurchlaufdampferzeuger mit aus vertikalen verschweissten Rohren gebildeter Wandberohrung und Verfahren zum Betrieb des Dampferzeugers
EP1533565A1 (de) Durchlaufdampferzeuger
WO1995009324A1 (de) Dampferzeugerrohr mit innenberippung sowie dampferzeuger zu seiner verwendung
DE1949963A1 (de) Dampfkessel mit einem Wasserraum
DE1751641C (de) Zwangdurchlaufdampferzeuger mit aus vertikalen verschweissten Rohren gebildeter Wandberohrung
DE19644763A1 (de) Dampferzeugerrohr
EP0345426A1 (de) Trennwand für Heizungskessel

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee