DE6928814U - SELF SUPPORTING STEAM GENERATOR - Google Patents
SELF SUPPORTING STEAM GENERATORInfo
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- F22B21/02—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially straight water tubes
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- F22B21/081—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from substantially straight water tubes involving a single upper drum and a single lower drum, e.g. the drums being arranged transversely the water tubes being arranged sectionally in groups or in banks, e.g. bent over at their ends involving a combustion chamber, placed at the side and built-up from water tubes
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Description
KlasseGreat
Waagner-Biro Aktiengesellschaft in Wien $Waagner-Biro Aktiengesellschaft in Vienna $
"Selbsttragender Dampferzeuger""Self-supporting steam generator"
Die Erfindung betrifft einen selbsttragenden Dampferzeuger mit kongruenten Kesselquerschnxtten, insbesondere einen Zweitrommel-Dampfkessel in Baukastenbauweise.The invention relates to a self-supporting steam generator with congruent boiler cross sections, in particular a two-drum steam boiler in modular construction.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß alle Dampferzeuger einer Baureihe im wesentlichen die gleiche Bauhöhe und Länge, also gleiche Kesselquerschnitte, aufweisen und die Breite der Dampferzeuger, insbesondere ihre Kesseltrommellänge proportional ihrer Dampferzeugung ist. Gemäß einem weiteren Erfindung smerkmal ist die Länge der Überhitzerrohre und gegebenenfalls die Anzahl der hintereinander geschalteten Rohre etwa proportional der geforderten Dampfüberhitzung. Bei dem Zweitrommel-Dampferzeuger ist die Obertrommel und etwa daran befestigte Teile des Dampferzeugers auf den zentralen Rohren des Verdampferrohrbündels angeordnet, welche die Last der Trommel auf die Untertrommel bzw. in das Fundament einleiten. Vorzugsweise sind dabei die inneren Rohre des Verdampferrohrbündels mit einem größeren Durchmesser und gegebenenfalls mit größerer Wandstärke angeordnet als die Reihen der äußeren Verdampferrohre.The invention is characterized in that all steam generators of a series have essentially the same overall height and length, that is to say the same boiler cross-sections, and the width of the steam generator, in particular their boiler drum length is proportional to their steam generation. According to another invention The characteristic is the length of the superheater tubes and, if applicable, the number of tubes connected in series proportional to the required steam overheating. In the case of the two-drum steam generator, the upper drum and approximately are attached to it Parts of the steam generator on the central pipes of the Evaporator tube bundle arranged, which the load of the drum feed onto the lower drum or into the foundation. The inner tubes of the evaporator tube bundle are preferably included a larger diameter and possibly with a larger wall thickness arranged as the rows of outer evaporator tubes.
Die Erfindung ist in den Figuren 1 bis 5 beispielsweise und schematisch dargestellt.The invention is shown schematically and by way of example in FIGS. 1 to 5.
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Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch den Zweitrommelkessel, Figur 2 zeigt die Anordnung der Verdampferrohre und die Versteifungstrennwand, Figur 3 die Konstruktion der Versteifungswand, Figur k ein Detail der Trommelabstützung auf die Verdampferrohre, Figur 5 die Aufhängung der Überhitzer- und Vorwärmerrohre.Figure 1 shows a cross section through the two-drum boiler, Figure 2 shows the arrangement of the evaporator pipes and the stiffening partition, Figure 3 shows the construction of the stiffening wall, Figure k shows a detail of the drum support on the evaporator pipes, Figure 5 shows the suspension of the superheater and preheater pipes.
Der in Figur 1 gezeigte Querschnitt des Kessels bleibt erfindungsgemäß bei Kesseln unterschiedlicher Leistungsstufe immer derselbe. Die Erhöhung der Kesselleistung wird erzielt durch eine Verlängerung der Kesseltrommel, das heißt, der Kessel wird breiter. Der gesamte Kessel besteht aus nebeneinander gesetzten vollkommen gleichen Bauteilen, wobei lediglich die Kesseltrommel 12 und die Untertrommel 13 eine unterschiedliche Länge aufweisen. Jeder Bauteil enthält alles, was zur Erzeugung und Überhitzung des Dampfes bzw. zur Beheizung des Rohrbündels notwendig ist. Ein solcher Bauteil weist zum Beispiel eine Breite von etwa 180 cm auf und enthält in der Brennkammer 1 zwei Ölbrenner 16 und die dazugehörigen Heizflächen 2 bis 6. Ein Teil der Verdampferrohre 5 wird hiebei zu Lenkwänden 8 und 9 zusammengefaßt, welche den Rauchgasstrom etwa mäanderförmig durch den Dampfkessel leiten. Die Rauchgasströmung erfolgt hiebei im allgemeinen in Lärgsrichtung der Rohre. Querströmungen, das heißt Rauchgasströmungen in Richtung der Kesselbreite bzw. der Kesseltrommel 12 erfolgen nicht. In der Nähe des Kesselaustrittes werden die Rauchgase zusammengefaßt und gegebenenfalls einem Luftvorwärmer 19 zugeleitet. Von diesem strömen dann die Abgase in an sich bekannter Weise ab.According to the invention, the boiler cross section shown in FIG. 1 remains with boilers of different power levels always the same. The boiler output is increased by extending the boiler drum, i.e. the boiler gets wider. The entire boiler consists of completely identical components placed side by side, with only the Boiler drum 12 and the lower drum 13 have a different length. Each component contains everything needed to create it and superheating of the steam or for heating the tube bundle is necessary. Such a component has a width, for example of about 180 cm and contains two oil burners in the combustion chamber 1 16 and the associated heating surfaces 2 to 6. One part the evaporator tubes 5 are combined to form steering walls 8 and 9, which guide the flue gas flow through the steam boiler in an approximately meandering manner. The flue gas flow generally takes place here in the longitudinal direction of the pipes. Cross flows, i.e. flue gas flows in the direction of the boiler width or the boiler drum 12 do not take place. Be near the boiler outlet the flue gases combined and optionally an air preheater 19 forwarded. The exhaust gases then flow from this in a manner known per se.
Diese Konstruktion ergibt den Vorteil, daß im Technischen Büro relativ wenig Konstruktionsarbeit geleistet werden muß, weilThis construction has the advantage that relatively little construction work has to be done in the technical office because
im wesentlichen lauter gleiche Rohrschlangen Verwendung finden. Es muß lediglich der Überhitzer den geforderten Bedingungen angepaßt werden, wobei diese Rohrschlangen im wesentlichen nur der Länge nach korrigiert werden. Ein weiterer Vorteil dieser Bauart ist, daß die rauchgasseitigen Strömungsverhältnisse unabhängig von der Nennleistung des Kessels sind.essentially all the same pipe coils are used. Only the superheater has to be adapted to the required conditions these coils are essentially corrected only lengthwise. Another advantage of this design is that the flow conditions on the flue gas side are independent of the nominal output of the boiler.
Bei dieser Konstruktion ist es wesentlich, daß alle Rohrleitungen der Heizflächen 2 bis 6 in der Breite des Kessels gleich groß sind, wobei gegebenenfalls einzelne Rohrreihen in dieser Querteilung ausgelassen werden können. Die Grundteilung ist so zum Beispiel 75 mm. Sie ist gleichzeitig für sämtliche Flossenwände, welche schließlich die Lenkwand 8, die Vorderwand 7und dieWith this construction it is essential that all pipes of the heating surfaces 2 to 6 are the same in width of the boiler are large, with individual rows of tubes in this transverse division being able to be omitted if necessary. The basic division is like this for example 75 mm. It is at the same time for all fin walls, which finally the steering wall 8, the front wall 7 and the
! Seitenwände bilden, maßgebend. Die doppelte Teilung, also zum! Form side walls, decisive. The double division, so for
Beispiel 150 mm, ist dann für die Teilung der Überhitzerheizflachen 2 bis 4 oder auch für die Rückwand 10 bestimmend. Schotten werden dann beispeilsweise mit 300 mm Teilung oder auch mit600mm Teilung ausgeführt (jeweils ein Vielfaches von der Grundteilung). Diese Gesetzmäßigkeit hat den Vorteil, daß beim Durchtritt von einer Heizfläche durch die andere, zum Beispiel von Rohren des Überhitzers 2 bis 4 durch die Lenkwand 8 und Strahlungsschutzwand 26, niemals Schwierigkeiten auftreten, und daß vor allem keine Ausbiegungen in der Querrichtung erforderlich sind.Example 150 mm is then for the division of the superheater heating surfaces 2 to 4 or also for the rear wall 10 determining. Bulkheads are then, for example, with 300 mm pitch or with 600 mm Division carried out (in each case a multiple of the basic division). This law has the advantage that when passing through one heating surface through the other, for example from pipes of the superheater 2 to 4 through the steering wall 8 and radiation protection wall 26, difficulties never arise and, above all, no transverse bends are required.
Der ganze Kessel ist selbsttragend ausgebildet, lediglich die Untertrommel 13 und die Vorderwand 7 werden durch geeignete Konstruktionen unterstützt. So liegt die Untertrommel 13 und damit die meisten Heizflächen des Kessels auf einem Auflager 18 und die Vorderwand 7 auf der Abstützung 17-The entire boiler is designed to be self-supporting, only the lower drum 13 and the front wall 7 are by suitable Constructions supported. So is the lower drum 13 and thus Most of the heating surfaces of the boiler on a support 18 and the front wall 7 on the support 17-
Die Hauptströmungsrichtung der Rauchgase ist immer senkrechtThe main direction of flow of the flue gases is always vertical
nach oben bzw. senkrecht nach unten. Es strömen so die Rauchgase,upwards or vertically downwards. The smoke gases flow like this,
abgesehen von den Umlenkungen, immer parallel zu den Rochrachsen. Es ergibt sich dadurch während des Kesselbetriebes eine geringere Verschmutzung der Heizflächen.apart from the deflections, always parallel to the Rochr axes. This results in less contamination of the heating surfaces during boiler operation.
Genauso wie alle Rohre innerhalb des Längsschnittes über die
ganze Kesselbreite hin dasselbe Biegeprofil aufweisen, hat auch
die rechte und die linke Seitenwand bei allen Kesselgrößen immer genau dieselbe Gestalt.Just as all pipes within the longitudinal section have the same bending profile over the entire width of the boiler, also has
the right and left side walls always have exactly the same shape for all boiler sizes.
Zur Reinigung des Dampfes von mitgerissener Feuchtigkeit sind als Trommeleinbauten nicht dargestellte Zyklone vorgesehen. Durch diese Bauweise ist der größere Durchmesser der Obertrommel 12 gegenüber der Untertrommel 13 bedingt. Aus demselben Grund wird auch die Vorwärmung des Speisewassers im Economiser nicht bis zur Satt-'dampftemperatur betrieben, weil dieses Wasser als Treibwasser für die Injektoren gebraucht wird.To clean the steam from entrained moisture, cyclones (not shown) are provided as built-in drums. By this design is due to the larger diameter of the upper drum 12 compared to the lower drum 13. For the same reason will too the preheating of the feed water in the economiser is not up to the saturated steam temperature operated because this water is used as motive water for the injectors.
Die Überhitzer- und Vorwärmerheizflächen sind nach oben hin leicht ausziehbar. Es erübrigen sich also separate Hängerohre=The superheater and preheater heating surfaces can be easily pulled out towards the top. So there is no need for separate hanging tubes =
Die Versteifung der Strahlungsschutzwand 26 und Lenkwand 8
erfolgt gemeinsam durch die zick-zack geführten Versteifungsrohre 21, welche als Verdampferrohre ausgebildet sind. Diese Versteifungsrohre
sind jeweils einmal an der Strahlungsschutzwand 26 und an der Lenkwand 8 mit Stegen verschweißt und ergeben somit gemeinsam
ein Fachwerk hoher Steifigkeit. Der Kessel selbst wird als
Überdruckkessel betrieben. Zu diesem Zweck sind die Kesselwandungen als gasdichte Membranwände ausgebildet.The stiffening of the radiation protection wall 26 and the steering wall 8
takes place jointly through the zigzag stiffening tubes 21, which are designed as evaporator tubes. These stiffening tubes are each welded once on the radiation protection wall 26 and once on the steering wall 8 with webs and thus together result in a framework of high rigidity. The boiler itself is called
Overpressure boiler operated. For this purpose, the boiler walls are designed as gas-tight membrane walls.
Die Anzahl der dampfseitig parallel durchströmten Rohre, insbesondere des Überhitzers, wird durch Änderung der Anzahl der Rohre des einzelnen Mäanders den Auslegungsdaten angepaßt. So können zum BeispcLel bei der Anwesenheit von vierzig Rohren 5 Mäander mit 8The number of pipes through which there is parallel flow on the steam side, in particular of the superheater, is made by changing the number of tubes of the individual meander adapted to the design data. For example, if there are forty pipes, 5 meanders with 8
Rohren oder 8 Mäander mit 5 Rohren bzw. k Mäander mit 10 Rohren,Pipes or 8 meanders with 5 pipes or k meanders with 10 pipes,
usw. gewählt werden. Die Durchtrittsgitter an den Lenkwänden 8 und 9 werden durch Weglassen der Flossen an diesen Stellen gebildet. Die Lenkwand 8 ist zwischen den einzelnen Überhitzerpaketen, dem Strahlungsüberhitzer 2, dem Halbstrahlungsüberhitzer 3 und dem Berührungsüberhitzer k angeordnet. Die beiden äußeren Rohrreihen des Verdampferbündels 5 sind als Lenkwände 9 ausgebildet, das heißt, sie sind Flossenwände, wobei nur an den Rauchgas-Durchtrittsstellen die Flossen ausgelassen werden.etc. can be chosen. The passage grids on the guide walls 8 and 9 are formed by omitting the fins at these points. The steering wall 8 is arranged between the individual superheater packages, the radiant superheater 2, the semi-radiant superheater 3 and the contact superheater k . The two outer rows of tubes of the evaporator bundle 5 are designed as guide walls 9, that is, they are fin walls, the fins being left out only at the smoke gas passage points.
Der Dampfkessel wird von den Brennern 16, welche in den Brennerluftkästen 15 angeordnet sind, beheizt. Der Brennstoff wird in der Brennkammer 1 verbrannt. Das Rauchgas strömt über den Strahlungsüberhitzer 2, den Halbstrahlungsüberhitzer3, den Berührungsüberhitzer k, den Verdampfer 5» in den Economiser 6, und schließlich über den Austritt der Rauchgase aus dem Kessel in Bodennähe in den Luftvorwärmer 19· Die Verbrennungsluftzuführung erfolgt über uen Luftvorwärmer, den Zwischenraum 14 zwischen den Boden und der unteren Feuerraumbegrenzung, welche von den Rohren gebildet wird, die gleichzeitig die Vorderwand des Kessels ergeben, zu den Brennerluftkästen 15 und schließlich zu den Brennern 16. Auch hier wird eine ebene Strömung für die Verbrennungsluft angestrebt, so daß die Verzweigungsprobleme für die einzelnen Brenner nicht existent sind.The steam boiler is heated by the burners 16, which are arranged in the burner air boxes 15. The fuel is burned in the combustion chamber 1. The flue gas flows via the radiant superheater 2, the semi- radiant superheater 3, the contact superheater k, the evaporator 5 »into the economiser 6, and finally via the exit of the flue gases from the boiler near the floor into the air preheater 19 14 between the floor and the lower combustion chamber limitation, which is formed by the tubes, which at the same time result in the front wall of the boiler, to the burner air boxes 15 and finally to the burners 16. Here, too, a level flow is sought for the combustion air, so that the branching problems do not exist for the individual burners.
In Figur 2 ist ein Kesselteil, insbesondere seine Verdampferrohre, im Schnitt schematisch dargestellt. Die Verdampferrohre sind bei dem Zweitrommelkessel zwischen der Kesseltrommel 12 und der Untertrommel 13 eingespannt. Die Kesseltrommel 12 wird hiebei durch die verstärkten, in der Mitte des Rohrbündels angeordneten Siederohre 23 getragen. Die Siederohre 23 sind dabei zweckmäßiges?· weise zur Verkürzung ihrer Knicklänge mit den anderen SiederohrenIn Figure 2, a boiler part, in particular its evaporator tubes, is shown schematically in section. The evaporator tubes are clamped between the boiler drum 12 and the lower drum 13 in the two-drum boiler. The boiler drum 12 is here carried by the reinforced boiler tubes 23 arranged in the middle of the tube bundle. The boiling tubes 23 are useful? · wise to shorten their buckling length with the other boiling tubes
5 durch Stege 2k verbunden. Ein Teil der Siederohre bildet bei die Trennwand 8, längs welcher das Rauchgas geführt wird.5 connected by webs 2k . A part of the boiler pipes forms the partition wall 8 along which the flue gas is guided.
Um beim Strahlungsüberhitzer 2, der in den meisten Fällen als Endüberhitzer dient, den heißen Endteil des Überhitzers vor der großen Einstrahlung der Brennkammer 1 zu schützen, wird eine Strahlungsschutzwand 26 angeordnet. Diese Wand hat zum Beispiel eine Rohrteilung von 150 mm und ist als Verdampfer ausgebildet wie die Verdampferrohre 5· In den Zwischenräumen liegen die Überhitzerschottwände, wodurch die direkte Einstrahlung in die zweite Überhitzerhälfte vermieden wird. Selbstverständlich kann diese Überhitzerstufe auch aus zwei Teilen bestehen, wobei dann der separate Endüberhitzer hinter der Strahlungsschutzwand zu liegen kommt.In the case of the radiant superheater 2, which in most cases serves as the final superheater, the hot end part of the superheater is in front To protect the large irradiation of the combustion chamber 1, a radiation protection wall 26 is arranged. This wall has for example a pipe division of 150 mm and is designed as an evaporator like the evaporator tubes 5 · The Superheater bulkheads, whereby direct radiation into the second superheater half is avoided. Of course you can this superheater stage also consist of two parts, with the separate end superheater behind the radiation protection wall come to lie.
Gleichzeitig wird diese Strahlungsschutzwand 26 durch Versteifungsrohre 21 mit der Lenkwand 8 verbunden. Diese Konstruktion ist in Figur 3 dargestellt. Man sieht hiebei, daß diese Versteifungsrohre 21 als Siederohre ausgebildet und nach Art von Fachwerksdiagonalen angeordnet sind. Sie zweigen von den Rohren der Strahlungsschutzwand 26 ab und münden separat in die Öbertrommel 12.At the same time, this radiation protection wall 26 is reinforced by stiffening pipes 21 connected to the steering wall 8. This construction is shown in FIG. You can see here that these stiffening pipes 21 designed as boiler tubes and arranged in the manner of half-timbered diagonals. They branch off the pipes the radiation protection wall 26 and open separately into the upper drum 12th
In Figur k ist im Detail der Anschluß der Verdampferrohre und 23 an die Kesseltrommel 12 dargestellt. Gemäß dieser Konstruktion sind die Verdampferrohre 5 und 23 in gewissen Abständen durch Stege 24 miteinander verbunden.In Figure k , the connection of the evaporator tubes 13 and 23 to the boiler drum 12 is shown in detail. According to this construction, the evaporator tubes 5 and 23 are connected to one another by webs 24 at certain intervals.
In Figur 5 ist die Aufhängung der Vorwärmerheizschlangen 6 und der Überhitzerheizschlangen 2 bis k schematisch dargestellt. Diese Heizschlangen 2 bis k und 6 hängen an Jochen 27, welche sich wieder auf die Kesseltrommel 12 abstützen. Diese Konstruk-In Figure 5, the suspension of the preheater heating coils 6 and the superheater heating coils 2 to k is shown schematically. These heating coils 2 to k and 6 hang on yokes 27, which are again supported on the boiler drum 12. This construct
tion stützt sich auf die Beobachtung, daß im allgemeinen das Gewicht der Vorwärmerrohre annähernd gleich dem Gewicht der Überhitzerrohretion is based on the observation that, in general, the weight of the preheater pipes approximately equal to the weight of the Superheater tubes
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