DE832893C

DE832893C - Radiant steam generator

Info

Publication number: DE832893C
Application number: DEP38996A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Herbert Seidl
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1949-04-07
Filing date: 1949-04-07
Publication date: 1952-03-03

Description

Strahlungsdampf erzeuger Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger mit in einzelne Rohrtafeln aufgestelltem t'berhitzer, welche 1tohrtafeln voneinander so großen Abstand haben, claß sie von Gien parallel dazu strömenden 1leizgasen überwiegend durch Strahlung beheizt werden. Diese :1nordnung wird gewählt, um ein Verschlacken des Üher@hitzers zu vermeiden, und sie hat sich bewährt, wenn die Eintrittstemperatur der durch Verbrennen von aschehaltigen Brennstoffen erzeugten Heizgase iooo° C nicht übersteigt.Radiant steam generator The invention relates to a steam generator with the superheater set up in individual tube panels, which are separated from each other They are so far apart that they predominantly contain gases from Gien flowing parallel to them be heated by radiation. This: 1order is chosen to avoid slagging of the overheater to avoid, and it has proven itself when the inlet temperature the heating gases generated by burning ash-containing fuels are not 100 ° C exceeds.

Es gibt jedoch Fälle, womit Rücksicht auf die zti erzeugende Dampftemperatur die Eintrittstemperatur :höher liegen muß, etwa bei iioo° C, oder wo sie, infolge ungenügenden Au.sbrandes oder mangelhafter Gasmischung, örtlich die iooo°-C-Grenze überschreitet. Auch gilbt es Brennstoffe mit niedrigere Schlackenerweichangspunkt, deren Verbrennung die Herabsetzung der Temperaturgrenze unter iooo° C, manchmal bis auf 8oo° C notwendig machen würde.However, there are cases in which the zti generating steam temperature is taken into account the inlet temperature: must be higher, about 100 ° C., or where it is, as a result insufficient fire or insufficient gas mixture, locally the 100 ° C limit exceeds. There are also fuels with a lower slag softening point, their combustion the lowering of the temperature limit below 100 ° C, sometimes up to 8oo ° C would make it necessary.

Kann dies mit Rücksicht auf die zu erzielende Dampftemperatur oder aus anderen Gründen nicht geschehen, so tritt schnelle Verschlackung der Überhitzerrohrtafeln ein, indem sich auf der Auftreffseite der Gase zunächst ein Schlackenbelag bildet, der den Wärmeaustausch vermindert und die Gase mit höherer Temperatur weiterströmen läßt. Dadurch wächst der Schlackenbelag allmählich an den Seitenflächen der Rdhrtafeln in der Strömungsrichtung; der Gase weiter. Schließlich ,werden diese Rohrtafeln dadurch so stark isoliert, daB die gefährlichen Gastemperaturen bis in die mit engerer Rohrteilung verlegten He.izflächengruppen der Berührungsheizfläche gelangen und dort ebenfalls starke Schlackenansätze bilden. Diese Schlackenansätze haften sehr fest und zwingen zu Betriebsunterbrechungen und umständlichen Reinigungsarbeiten, um den Anfangszustand wiederherzustellen.Can this take into account the steam temperature to be achieved or If this does not happen for other reasons, rapid slagging of the superheater tube sheets occurs a layer of slag initially forms on the impact side of the gases, which reduces the heat exchange and the gases continue to flow at a higher temperature leaves. As a result, the slag layer gradually grows on the side surfaces of the turn tables in the direction of flow; the gases continue. Finally, these will be pipe sheets insulated so much that the dangerous gas temperatures up to the heating surface groups of the contact heating surface, which are laid with narrower pipe spacing get there and also form strong slag deposits. These slag deposits adhere very firmly and force business interruptions and cumbersome cleaning work, to restore the initial state.

Diese Schwierigkeit-,-n werden vermieden, wenn gemäß der Erfindung jede Rohrtafel' auf der Einströmseite der Heizgase durch ein oder mehrere in der Flucht der Rohrtafel liegende wassergekühlte lZohre des Dampferzeugers gegen unmittelbare Beriihrung mit den Heizgasen geschützt ist. Es handelt sich also hierbei nicht um die unter dem Namen Schlackenfangrost bekannteRohranordnung,welche aus zahlreichen und über die Breite des Feuerraumes gleichmäßig verteilten Rohren besteht, hinter welchen gewöhnlich erst in größeren Abstand die zu schützende Heizfläche angeordnet ist.This difficulty -, - n are avoided when in accordance with the invention each pipe panel 'on the inflow side of the heating gases through one or more in the The water-cooled oil pipes of the steam generator lying on the pipe panel are in line with the immediate ones Contact with the heating gases is protected. So this is not about the pipe arrangement known as the slag grate, which consists of numerous and pipes evenly distributed over the width of the combustion chamber, behind which the heating surface to be protected is usually only arranged at a greater distance is.

In Alib. i ist ein gemäß der Erfindung ausge= I» ldeter Strahlungsdampferzeuger im Schnitt nach der lotrechten Svmmetrieebene und in Abb. 2 ein Ouerschnitt nach der Linie A-A dargestellt. Abb. 3 gibt an, wie sich der Strömungsverlauf längs der geschützten Heizfläche einstellt.In alib. i is a radiant steam generator designed according to the invention in section according to the vertical symmetry plane and in Fig. 2 a cross section according to the line A-A shown. Fig. 3 shows how the flow course along the protected heating surface.

I@er Dampferzeuger -besteht aus einem Feuerraum, dessen Seitenwände mit dampferzeugenden Kühlrohren verkleidet sind. Das in die Kesseltrommel i eingespeiste Wasser strömt durch Fallrohre 2 zu den unten liegenden Verteilern 3, von Lvelchen die Wandkühlrohre 4 zu den Zwischensaminlern 5 aufsteigen. Aus diesen strömt ein Teil des Umlaufwassers durch die Kurzsch'lußrähre 6 zu d,en Verteiler113 zurück, während das dampfhaltige Wasser durch die Rohre 7 zur Kesseltroaninel i abströmt.I @ er steam generator -consists of a combustion chamber, the side walls of which are clad with steam-generating cooling pipes. That fed into the boiler drum i Water flows through downpipes 2 to the distributors 3 below, from Lvelchen the wall cooling pipes 4 rise to the intermediate laminators 5. From these flows in Part of the circulating water through the short-circuit pipe 6 to the distributor 113 back, while the steam-containing water flows off through the pipes 7 to the boiler troaninel i.

Die von dem Rückwandsammler 5 ausgehenden Röhre 7 sind so angeordnet, daß eine Gruppe 7' die Feuerraumdecke etwa senkrecht durchdringt, während eine zweite Gruppe 7" bündelweise so zusaminengefaßt ist, daß sie in der Ebene der Rohrtafeln8 und unmittelbar vor diesen liegt, welche einen Teil des Dampfüberhitzers bilden. Zwischen diese überhitzergruppe 8 und die nachfolgende, ebenfalls aus Rohrtafeln 9 bestehende Gruppe des Dampfüberliitzers ist wieder eine Verdampferrohrgruppe eingeschaltet, welche aus Rohren io besteht, :die von einem Verteiler i i ausgehen und in einen Sammler 12 münden, der durch Überströmrohre 13 :mit der Kesseltrommel i verbunden ist. Die Verbindungsleituaigen des Überhitzers wie auch die Wasserzuführung zu den Verteilern io sind zur Vereinfachung der Zeichnung nicht dargestellt.The tubes 7 emanating from the back wall collector 5 are arranged in such a way that that a group 7 'penetrates the furnace ceiling approximately perpendicular, while a second Group 7 "is bundled together in such a way that they are in the plane of the pipe panels 8 and is immediately in front of these, which form part of the steam superheater. Between this superheater group 8 and the following one, also made of tube sheets 9 existing group of the steam superheater, an evaporator tube group is switched on again, which consists of pipes io: which go out from a manifold i i and into a Collector 12 open, which through overflow pipes 13: connected to the boiler drum i is. The connection lines of the superheater as well as the water supply to the Distributors io are not shown to simplify the drawing.

Die Nachheizflächen bestehen aus dem als Berührungsheizfläche ausgebildeten Zwi.schenüberhitzer 14, den Lufterhitzern 15, 16 und dem Sl>eisewasservorwärmer17.Beheizt wird der Feuerrauin mittels vier durch ihre Ausblaseöffnungen 18 angedeuteter Kohlenstaübbrenner.The after-heating surfaces consist of the one designed as a contact heating surface Intermediate superheater 14, the air heaters 15, 16 and the ice water preheater 17. Heated is the fire roughness by means of four coal dust burners indicated by their exhaust openings 18.

Die M'irkung der beschriebenen Anordnung ist folgende: Die im Feuerraum durch die Verbrennung von Kohlenstaub erzeugten schlackenführenden Heizgase strömen im Feuerraum nach oben, wobei sie durch Abstrahlung an die ,4 abgekühlt werden, dann zwischen .den Rohren 7' hindurch, an denen ein Teil der Schilacke hängen bleibt, und in die waagerechten breiten Gassen zwischen den Rohrgruppen 8 ein. Die Gassträhnen, welche auf die Röhre 7" auftreffen, werden von ihnen seitlich abgedrängt und strömen etwa nach der in Abb. 3 dargestellten Begrenzungslinie weiter, wobei das erste Rohr 7"-allmählich einen Schlackenmantel ansetzt.The effect of the described arrangement is as follows: The slag-carrying heating gases generated in the furnace by the combustion of coal dust flow upwards in the furnace, where they are cooled by radiation to the, 4, then between .the pipes 7 'through which a Part of the Schilacke remains hanging, and into the horizontal wide lanes between the pipe groups 8. The strands of gas which hit the tube 7 ″ are laterally displaced by them and continue to flow approximately along the boundary line shown in Fig. 3, the first tube 7 ″ gradually attaching a slag jacket.

Bevor die Gasströmung die Rohre 8 wieder berührt, ist eine weitere Schutzrohrgruppe io eingeschaltet, welche dIe Heizgase noch einmal ab'len'kt und dadurch die nachgeschalteten Überhitzerrohre9 schützt. Da in diesem Gebiet die Gastemperatur nicht mehr so hoch ist, ist der Xl>stand der Überhitzerrohrtafein auf die Hälfte vermindert.Before the gas flow touches the tubes 8 again, there is another Protective tube group switched on, which deflects the hot gases once more and thereby protecting the downstream superheater pipes9. Because in this area the gas temperature is no longer so high, the Xl> stand the superheater tube table is on half reduced.

Der Überhitzer ist im dargestellten Beispiel der, Bestrahlung aus dem Feuerraum vollständig entzogen. Die Strahlungszahl der Gase zwischen den l'berhitzerrohrtafelii 8 beträgt nur noch etwa 2,5, während sie im Feuerraum etwa 4 kcal/m2h (oK)4 heträgt. Auch diese Maßnahme trügt somit zum Schutze des f`berhitzers gegen Verschlackung hei. ebenso wie die Verlagerung des Schlackenfangrostes 7', hinter dem ein genügender Raum verbleibt, damit sich die Gastemperaturen ausgleichen können.In the example shown, the superheater is off completely withdrawn from the combustion chamber. The radiation number of the gases between the superheater tube panels 8 is only about 2.5, while in the combustion chamber it is about 4 kcal / m2h (oK) 4. This measure, too, is therefore deceptive in protecting the superheater against slagging hey as well as the relocation of the slag grate 7 ', behind which a sufficient Space remains so that the gas temperatures can equalize.

Die Schutzrohre 7" ulid 10 haben größeren Durchmesser als die Rohre der Crberhitzertafeln 8 und y. Hierdurch wird l@e"ir'kt, daß die Gasströmung weiter von den Vberhitzerrohrtafeln abgedrängt wird. Dieselbe Wirkung 'kann durch Anordnung mehrerer Rohre kleineren Durchmessers nebeneinander erzielt @\erden. Die Schutzrohre können auch ganz oder teilweise als Stiftrohre ausgebildet und mit feuerfester Masse verkleidet sein, damit sie die auftreffende teigige Schlacke festhalten.The protective tubes 7 ″ and 10 have a larger diameter than the tubes of the superheater panels 8 and y. This has the effect that the gas flow is further pushed away from the superheater tube panels. The same effect can be achieved by arranging several pipes of smaller diameter next to one another. The protective tubes can also be designed wholly or partially as pin tubes and clad with refractory material so that they hold the doughy slag that hits them.

Bei der in den Abbildungen dargestellten Ausführung, bei welcher die Schutzröhre 7" und io unmittelbar aus den Verteilern 5 und i i hervorgehen, wird es manchmal nicht möglich sein, sie in einer Ebene einmünden zu lassen. Um allzu kurze Biegung zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein, die Schutzrohre schräg zur Verteilerachse einzuführen und einzuschweißen.In the version shown in the figures, in which the Protective tube 7 ″ and io emerge directly from the distributors 5 and i i it is sometimes not possible to let them flow into one level. Too too To avoid short bends, it can be advantageous to place the protective tubes at an angle to the Introduce and weld the distribution axis.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Steam generator with overheater divided into individual tube sheets, which tube sheets are so far apart that they are mainly heated by radiation from the heating gases flowing parallel to them, characterized in that each tube sheet is aligned on the inflow side of the heating gases by one or more the pipe panel and directly in front of it water-cooled pipes of the steam generator are protected against direct contact with the heating gases. . Steam generator according to claim 1, characterized in that the superheater is subdivided into several pipe panels lying one behind the other in the flow direction of the heating gases, between which water-cooled pipes of the steam generator lying in the same central plane are arranged. 3. Steam generator according to .. ' Claim i. Characterized in that the heater of the direct radiation from the furnace is withdrawn from direct radiation from the combustion chamber .. 3. Steam generator according to claim i, characterized in that the protective tubes form the extension of individual or all of the wall cooling tubes of one or more walls of the combustion chamber. 6. Steam generator according to claim i, characterized in that the protective tubes have a larger outer diameter than the tr @ 7. Steam generator according to claim 1, characterized in that characterized in that the protective tubes are wholly or partly designed as pin tubes and covered with refractory material. B. Steam generator according to claim i, characterized in that the protective tubes at an angle in the manifold bz «-. Collectors are welded. Attached publications: Deutsche Patentschriften \ 'r. 713 22a, 731 176.