DE932726C

DE932726C - Radiant superheater arranged in the ascending flow of heating gas of a steam boiler

Info

Publication number: DE932726C
Application number: DEK7957A
Authority: DE
Inventors: Gerhart Steinert
Original assignee: Kohlenscheidungs GmbH
Current assignee: Kohlenscheidungs GmbH
Priority date: 1950-11-07
Filing date: 1950-11-07
Publication date: 1955-09-08

Description

Im aufsteigenden Heizgasstrom eines Dampfkessels angeordneter Strahlungsüberhitzer Die Erfindung bezieht sich auf einen im aufsteigenden Heizgasstrom eines Dampfkessels und Auslaß der Brennkammer hängend angeordneten Strahlungsüberhitzer, dessen innen gekühlte, in überwiegendem Maß lotrecht geführte und jeweils zu einem Rohrband zusammengefaßte parallel geführte Rohrschlangen je Rohrband eine senkrechte Wand bilden, wobei diese Wände in größerem Abstand über die Kanalbreite verteilt sind.Radiant superheater arranged in the ascending flow of heating gas from a steam boiler The invention relates to an ascending heating gas flow of a steam boiler and outlet of the combustion chamber suspended radiant superheater, its inside cooled, for the most part guided vertically and each grouped into a pipe band pipe coils running in parallel form a vertical wall per pipe band, these Walls are distributed at a greater distance across the channel width.

Derartige Strahlungsüberhitzer sind unter dem Namen Schottüberhitzer bekannt und werden nach dem Feuerraum angewendet, um von den Heizgasen vor ihrem Auftreffen auf die Berührungsheizflächen durch Strahlung so viel Wärme zu übernehmen, daß die Temperatur der Heizgase mit Sicherheit unter der Erweichungstemperatur der Brennstoffasche liegt, so daß Verschlackungen der Berührungsheizflächen nicht eintreten können. Bei einer bekannten Ausführungsform solcher Schottüberhitzer sind die parallel geschalteten, zu einem Rohrband zusammengefaßten und Schottwände bildenden Rohrschlangen in überwiegendem Maß waagerecht geführt. Dabei ist jede der Schottwände durch je drei Tragrohre abgestützt, die in der Kesseltrommel entspringen, jeweils neben der Schottwand und über deren Breite verteilt über die gesamte Höhe der Wand geführt werden und in einen außerhalb des Feuerraumes liegenden Sammler einmünden. Die Rohrbänder der Schottwände selbst entspringen erst in diesem Sammler, durchdringen die Feuerraumummantelung und sind anschließend in waagerechten Windungen gewickelt. Sie sind schließlich unterhalb der Feuerraumdecke zum Berührungsüberhitzereintritt geführt. Dieser Überhitzer erforderte besondere Tragrohre und Sammler und hatte den Nachteil, daß die Wärmedehnung der Tragrohre senkrecht zu den Wanddurchbrüchen für die Tragrohre und die Rohrbänder verlief.Such radiation superheaters are known as bulkhead superheaters known and are applied after the combustion chamber to avoid the heating gases in front of their To absorb so much heat from radiation when it hits the contact heating surfaces that the temperature of the heating gases is certainly below the softening temperature of the Fuel ash lies so that slagging of the contact heating surfaces does not occur can. In a known embodiment of such bulkhead superheaters, they are parallel switched pipe coils that are combined to form a pipe band and form bulkheads predominantly horizontally guided. Each of the bulkheads is through each three support tubes supported, which arise in the boiler drum, each next to the Partition wall and distributed over its width over the entire height of the wall and open into a collector located outside the combustion chamber. The pipe bands the bulkheads themselves only arise in this collector and penetrate the combustion chamber casing and are then wound in horizontal turns. You are after all led below the combustion chamber ceiling to the contact superheater inlet. This superheater required special support tubes and collectors and had the disadvantage that the thermal expansion the Support tubes perpendicular to the wall openings for the support tubes and the pipe straps passed.

Wesentlich bessere Verhältnisse werden erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß innerhalb der Wände jedes Rohrband zunächst fallend die volle Höhe und, bevor es zu weiteren Windungen nach oben umgebogen ist, die volle Breite der Wand an ihrer denFeuergasstrom schneidendenKante durchzieht. Hierdurch werden eine gleichmäßige überhitzung des Arbeitsmittels und gleiche Druckverluste innerhalb jedes Rohres des Rohrbandes sowie eine unter den Rohren gleichmäßige Wärmebeanspruchung sichergestellt und ein erhöhter Schutz für die den heißesten Feuergasen ausgesetzten Rohrschlangen gegen zu hohe Temperaturbeanspruchungen erreicht, desgleichen eine einfache Aufhängung der Rohrwände sowie eine ungehinderte Wärmedehnung der Rohre. Beim Stillsetzen des Kessels im neuen Überhitzer kondensierender Dampf füllt als Kondensat gerade die untersten Rohrstrecken. Sie sind daher beim Wiederanfahren. des Kessels bestens gekühlt und daher geschützt.According to the invention, significantly better conditions are achieved by that within the walls of each pipe band initially falling the full height and before it is bent up to further turns, the full width of the wall at its runs through the edge that intersects the flow of fire gas. This results in a uniform overheating of the working medium and the same pressure loss within each pipe of the pipe band as well as a uniform thermal load under the pipes and increased protection for the coils exposed to the hottest fire gases Achieved against excessive temperature loads, as well as a simple suspension the pipe walls and unhindered thermal expansion of the pipes. When the Steam condensing in the new superheater fills the boiler as condensate lowest pipe sections. You are therefore starting up again. of the boiler in the best way cooled and therefore protected.

Des weiteren durchzieht nach der Erfindung das Rohrband nach der aufsteigenden Umbiegung die volle Höhe der Wand und verläuft nach weiteren gleichsinnigen Umbiegungen in Form einer oder mehrerer U-Schleifen innerhalb der anfangs gebildeten U-Schleife. Hierbei bleibt die anteilig gleiche Wärmeaufnahme der einzelnen Rohre erhalten und die Rohrwände brauchen nur an ihren oberen Bögen aufgehängt zu werden, was mit wenigen und einfachen Mitteln möglich ist. Erfindungsgemäß genügt es hierzu bereits, daß Teile der Gruppenrohre zur Bildung quer neben die liegenden Rohrschenkel hochführender Tragrohre aus der Wand herausgeleitet und aufgehängt werden und die liegenden Rohrschenkel an ihnen befestigt oder aufgehängt werden.Furthermore, according to the invention, the pipe band passes through the ascending one Bend the full height of the wall and runs after further bends in the same direction in the form of one or more U-loops within the U-loop initially formed. The proportionately equal heat absorption of the individual tubes is retained and the pipe walls only need to be hung on their upper arches, which can be done with a few and simple means is possible. According to the invention it is sufficient for this that Parts of the group pipes to form transversely next to the pipe legs that lead upwards Support pipes are led out of the wall and hung up and the pipe legs lying on the ground attached to or hung from them.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt Abb. i einen senkrechten Schnitt durch den oberen Teil eines Strahlungsdampfkessels senkrecht zur Kesselobertrommel, Abb.2 einen senkrechten Schnitt parallel zur Obertrommel.In the drawing, the subject matter of the invention is based on an exemplary embodiment shown. It shows Fig. I a vertical section through the upper part of a Radiant steam boiler perpendicular to the boiler drum, Fig. 2 a vertical one Cut parallel to the top drum.

Bei dem Dampfkessel führen aus der Dampfsammel- und Speisetrommel i Fallrohre 25 das Wasser zu den Steigrohren 2, welche die Brennkammer q. an allen vier Wänden auskleiden. Mit Hilfe der Sammler 3 sind die Steigrohre bis über die Kesseldecke hinauf verlängert, dann waagerecht umgebogen und an die Obertrommel angeschlossen. An die Brennkammer q. schließt sich der Raum 5 an, in welchen die Rohrwände eines Strahlungsdampfüberhitzers eingehängt worden sind. Jede Wand besteht aus den parallel zueinander bzw. ineinander gewickelten Rohrschlangen 2o bis 23. Die Rohrschlangen entspringen, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von Gabelstücken, in dem Sammler 16, sind zunächst senkrecht nach unten geführt, dann waagerecht umgebogen und überspannen mit ihren waagerechten Schenkeln nahezu die gesamte Breite des BrennkammerhaIses. Weiterhin sind sie nach oben umgebogen und schließlich innerhalb des anfänglichen U-Bogens in einem weiteren U-Bogen wieder zurückgewickelt, bevor sie in den Sammler 29 münden. Die Rohrschlangen bilden in dem Beispiel acht über die Breite des aus der Brennkammer aufsteigenden Feuerstromes verteilte Wände, dabei sind jeweils zwei Wände 17, 18, 19 oder 28 im Dampfstrom hintereinandergeschaltet und dementsprechend unmittelbar durch über der Kesseldecke verlegte Rohrstrecken miteinander verbunden. Der aus dem Sammler 16 zunächst in die linke Rohrwand 17 eingeleitete Dampf wird dementsprechend erst in die rechte Rohrwand 17 geführt, bevor er in den Sammler 29 gelangt. Auf diese Weise ist der Strahlungsüberhitzer aus relativ wenigen Rohrfäden gebildet, wobei jeder Faden sowohl den linken als auch den rechten Teil des Feuergasstromes durchzieht und demgemäß weitestgehend gleichmäßig erhitzt wird, obwohl z. B. durch Abschalten eines Kohlenstaizbbrenners in der Brennkammer oder aus einem anderen Grund die Wärme in dem Feuergasstrom - über dessen Querschnitt betrachtet - nicht gleich sein mag.In the case of the steam boiler, the steam collecting and feeding drum lead out i downpipes 25 the water to the risers 2, which the combustion chamber q. at all line four walls. With the help of the collector 3, the risers are up over the The boiler ceiling is extended up, then bent horizontally and attached to the top drum connected. To the combustion chamber q. joins the room 5, in which the Pipe walls of a radiant steam superheater have been suspended. Every wall is made from the coils 2o to 23 wound parallel to one another or one inside the other. The pipe coils arise, if necessary with the help of fork pieces, in the collector 16, are first guided vertically downwards, then bent over horizontally and with their horizontal legs span almost the entire width of the combustion chamber neck. Furthermore, they are bent upwards and finally within the initial one U-bend is wound back in another U-bend before it goes into the collector 29 open. In the example, the pipe coils form eight over the width of the Walls distributed by the rising fire stream of the combustion chamber, there are two in each case Walls 17, 18, 19 or 28 connected in series in the steam flow and accordingly connected to one another directly by pipe sections laid above the boiler roof. The steam initially introduced into the left pipe wall 17 from the collector 16 is accordingly first guided into the right pipe wall 17 before entering the collector 29 arrives. In this way, the radiation superheater is made up of relatively few tube threads formed, each thread both the left and the right part of the flow of fire gas runs through and is accordingly heated largely evenly, although z. B. by Switching off a pulverized coal burner in the combustion chamber or from another The reason for the heat in the flow of fire gas - viewed across its cross-section - is not may be the same.

Die aus der Brennkammer aufsteigenden Feuergase treffen zunächst auf den waagerechten Teil der Rohrschlange 2o, dann den der Rohrschlange 21 und so fort. Sie beheizen diese Teile annähernd gleichmäßig, weil diese Teile dicht beieinander liegen. Nach dem ersten waagerechten Teil der Schlange 23 treffen die Gase auf den zweiten Teil der Schlange 23, dann einen weiteren der Schlange 22 und so fort. Sie beaufschlagen die Schlangen dabei in umgekehrter Reihenfolge, so däß eine anteilig höhere Wärmeaufnahme der Schlange 2o gegenüber der Schlange 21 beim ersten Auftreffen der Gase nun beim zweiten Auftreffen der Gase ausgeglichen wird, da die Schlangen nun in umgekehrter Reihenfolge im Feuergasstrom liegen. Ein Teil 2,6 der Schlange 2o kann zum Tragen der waagerechten Schenkel der Schlangen aus der Wand zu einer senkrecht zur Wand stehenden Öse herausgebogen sein, ebenso der Teil 27 der Schlange 23 zum Aufhängen der Schlange. Mittels der Anker 24 können im übrigen die Schlangen an dem Trägerwerk 32 aufgehängt sein, soweit' sie nicht unmittelbar an den Sammlern 16 bzw. 29 hängen.The fire gases rising from the combustion chamber first hit the horizontal part of the pipe coil 2o, then that of the pipe coil 21 and so on. You heat these parts almost evenly because these parts are close together. After the first horizontal part of the snake 23, the gases hit the second part of the snake 23, then another part of the snake 22 and so on. They act on the snakes in the reverse order, so that a proportionately higher heat absorption of the snake 2o compared to the snake 21 when the gases hit the first time is compensated for when the gases hit the second time, since the snakes are now in the reverse order in the flow of fire gas. A part 2, 6 of the snake 20 can be bent out of the wall to carry the horizontal legs of the snakes into an eyelet standing perpendicular to the wall, as can the part 27 of the snake 23 for hanging up the snake. In addition, the snakes can be suspended from the support structure 32 by means of the anchors 24, insofar as they are not directly attached to the collectors 16 and 29, respectively.

Der Sammler 16 erhält den Dampf aus den Leitungen 15 und 12 von einem Berührungs-Dampfüberhitzer ii, der dem Strahlungsüberhitzer im Zuge der Feuergase nachgeschaltet ist. Die Feuergase durchqueren noch einen Speisewasser-Vorwärmer bzw. Verdampfer 3o, bevor sie durch den Kanal 7 zu einem Lufterhitzer 8 und schließlich einer Saugzuganlage gelangen.The collector 16 receives the steam from the lines 15 and 12 from one Contact steam superheater ii, which is the radiant superheater in the course of the fire gases is downstream. The fire gases also pass through a feed water preheater or evaporator 3o, before they pass through channel 7 to an air heater 8 and finally an induced draft system.

Claims

PATENT CLAIMS: i. In the ascending flow of heating gas from a steam boiler and outlet of the combustion chamber suspended radiant superheater, the inside of which chilled, to a large extent perpendicularly guided and each to a pipe band combined parallel pipe coils per pipe band one Form a vertical wall, and these walls at greater intervals across the width of the channel are distributed, characterized in that within the walls of each pipe band initially falling to the full height and, before it is bent upwards to make further turns, runs through the full width of the wall at its edge intersecting the flow of fire gas. .

2. Heat exchanger according to claim i, characterized in that after the ascending Bend, the group goes through the full height of the wall and after more in the same direction Bends in the form of one or more U-loops within the initially formed U-loop runs.

3. Heat exchanger according to claim i and optionally z, characterized characterized in that parts of the group pipes to form transversely next to the lying Pipe legs of high supporting pipes led out of the wall and hung and the lying pipe legs are attached or suspended from them.

4. Heat exchanger according to claim i and optionally 2, characterized in that the group of Pipes of a wall, which lies in an edge layer of the flow of fire gas, with the group of pipes in a wall, which lies in the core of the flow of fire gas, connected in series on the steam side is (Fig. 2). Attached publications: German patent specifications No. 116 077, i2o 868,713: 22: 2,754,454; French Patent Nos. 698 662, g49 56i; Coal separation - Society, drawing no. 16o 24i.