DE760124C

DE760124C - Wasserrohr-Strahlungskessel

Info

Publication number: DE760124C
Application number: DED83371D
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl-Ing Seidl
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1940-09-22
Filing date: 1940-09-22
Publication date: 1953-01-19

Description

Wasserrohr-Strahlungskessel Die Erfindung betrifft einen Wasserrohr-Strahlungskessel mit zwischen Verteilern und Sammlern verlegten Rohren, die lange gerade Stränge aufweisen und in zur Aufnahme der Wärmedehnung der geraden Stränge nachgiebig gestaltete Schenkel abgebogen sind. Sie besteht darin, daß die Rohre im kalten Zustand mit einer der Wärmedehnung der langen geraden Stränge im Betriebe entgegengesetzten B;iegungsvorspannung in den abgebogenen $chcnkeln zwischen fest gelagerten Verteilern und Sammlern eingespannt sind.
Bei Wasserrohrkesseln großer Leistung, besonders bei Strahlungskesseln, ergeben sich oft Rohre von großer Länge. Sowohl wegen der leichten Verankerung als auch wegen des Versandes und des Einbaues werden diese langen Rohre gewöhnlich gerade und nur an den Enden oder nur an einem Ende abgebogen ausgebildet. Solche Rohre haben eine erhebliche Wärmedehnung, bei to m gerader Länge und 300°' C etwa So mm. Um diese Wärmedehnung aufzunehmen, müßte der eine Sammler beweglich gelagert werden, doch hat dies nur einen Zweck, wenn alle mit ihm verbundenen Rohre die gleiche Wärmedehnung hätten. Häufig sind jedoch Rohre mit verschiedener Dehnung mit einem Sammler verbunden. Dann wird bevorzugt, die Sammler fest anzuordnen und die Rohre durch Abbiegungen so elastisch auszubilden, daß sie die entstehenden Wärmedehnungen in sich selbst ausgleichen können.
Durch diese Ausbildung werden jedoch bei langen Rohren Sclienlzellängen bedingt. die in den üblichen Abmessungen der Brennkammer oder der Kesselzüge nicht mehr unterzubringen sind. Dadurch wird aber die Gestaltungsfreiheit stark eingeschränkt. Sie wird dagegen wiederhergestellt, wenn gemäß dem Erfindungsvorschlage die Rohre mit einer der Wärmedehnung der langen geraden Stränge im Betriebe entgegengesetzten Biegungsvorspannung in den abgebogenen Schenkeln zwischen den fest gelagerten Sammlern und Verteilern eingebaut «-erden.
Es ist zwar im Rohrleitungsbau bekannt, Dehnungsausgleicher mit Vorspannung anzuordnen, um größere Wärmedehnungen der auszugleichenden Rohrleitungen aufnehmen zu können. Dort handelt es sich jedoch stets um Einzelrohre, so daß der Dehnungsausgleich nur durch die meistens frei stehende Wahl der Festpunkte bestimmt wird. Beim Dampfkessel handelt es sich dagegen stets um Rohrgruppen, deren räumliche Ausbildung keine großen Abweichungen zuläßt und deren Festpunkte gewöhnlich nicht frei wählbar sind. Es handelt sich ferner um Rohre kleineren Durchmessers. welche bisher mit Leichtigkeit derart federnd ausgebildet werden konnten, daß keine Notwendigkeit bestand. die Vorspannung anzuwenden.
Durch die Anwendung der Vorspannung ist es nicht nur möglich, auch bei großen Abmessungen einfache Bauformen z1 erzielen; die geringe Anzahl von Biegungen wirkt sich auch günstig auf den Strömungswiderstand aus, erleichtert daher den Wasserumlauf. Ferner gibt sie ein -Mittel an die Hand. die Biegungsbeanspruchüng im Rohr herabzusetzen, was sich wieder sehr günstig auf die Dichtheit der Rohreimvalzstellen auswirkt. Besonders bei den Fallrolirgruppen von Strahlungskesseln bringt die Anwendung der Vorspannung Vorteile, weil diese Rohre oft größeren Durchmesser und entsprechend höhere Wandstärke haben, also zum Delinungsausgleich eine große Schenkellänge benötigen würden, während gerade für diese Rohre gewöhnlich nur sehr beschränkter Raum zur Verfügung steht.
In Abb. i ist dargestellt, wie je ein Rohr ohne Vorspannung bei bestimmten Schenkellängen und fest gelagerten Sammler und Verteiler ausgebildet werden müFte. um als Vorderwand- und Deckenkühlrohr bzw. als Rückwand- und Schlackenrostkühlrohr zu dienen. Die Abbildung läßt sofort den beträchtlichen Verlust an nutzbarem Feuerraum erkennen.
Abb. 2 zeigt dagegen, daß bei Vorspannung die bekannten und bewährten Rohrformen auch bei großen Abmessungen des einen Rohrschenkels noch beibehalten «-erden können und beste Ausnutzung des Feuerraumes sowie geringste Bauhöhe des Kessels gewährleisten.
Rohre mit einem langen lotrechten Schenkel, welche, wie das linke Rohr in Abb.2. sich entgegen der Wirkung ihres Eigengewichtes dehnen, neigen zu Knickerscheinungen dieses Schenkels. Dadurch könnte die Spannungsverteilung in sehr ungünstiger `-eise verändert werden. Eine Geradführung mit Rohrschellen ist zwar durchführbar, diese neigen jedoch unter der Einwirkung von Schlackenansätzen zu Klemmungen, so daB die Spannungsverteilung noch ungünstiger werden könnte. Besser ist es, in an sich bekannter Weise den lotrecht stehenden Rohrschenkel durch ein Gegengewicht oder eine Feder unter eine Zugspannung zu setzen. welche etwas größer ist als das auf das lotrechte Rohr entfallende Eigengewicht des Rohres. vermehrt um das Gewicht etwaiger Schlackenansätze oder feuerfester Umhüllung, wenn diese mit dem Rohr, wie etwa bei den bekannten Stiftrohren, fest verbunden ist. und diesen LTberschuß auch nach erfolgter Wärmedehnung des Rohres aufrechtzuerhalten. Die Vorspannung des kurzen Rohrschenkels wird hierdurch nicht gestört, weil das auszugleichende Gewicht verhältnismäßig gering ist, so daß sich eine merkbare Verlängerung des langen Rohrschenkels durch die Zugspannung nicht ergibt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Wasserrohr-Strahlungskessel mit zwischen Verteilern und Sammlern verlegten Rohren, die lange gerade Stränge aufweisen und in zur Aufnahme der Wärmedehnung der geraden Stränge nachgiebig gestaltete Schenkel abgebogen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre im kalten Zustand mit einer der Wärmedehnung der langen geraden Stränge im Betriebe entgegengesetzten Biegungsvorspannung in den abgebogenen Schenkeln zwischen den fest gelagerten Verteilern und Sammlern eingespannt sind. Wasserrohr-Strahlungskessel nach Anspruch i mit Rohren. deren lange gerade Stränge durch ihr Eigengewicht -,m, auf Knickung beansprucht sind. gekennzeichnet durch ein Gegengewicht, eine Feder od. dgl., die am oberen Ende der geraden Stränge angreifen und diese Stränge einer auch bei erfolgter Wärmedehnung noch vorhandenen Zugspannung unterwerfen. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 693 329, 52I 845, 662 9 12, 467 2.62.