DE966958C

DE966958C - Cooling pipe lining for furnace walls of liquid heaters operated with supercritical pressure

Info

Publication number: DE966958C
Application number: DED12057A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wolfgang Junkermann
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1952-04-19
Filing date: 1952-04-19
Publication date: 1957-09-19

Description

Kühlrohrauskleidung für Feuerraumwände von mit überkritischem Druck betriebenen Flüssigkeitserhitzern Die Erfindung betrifft eine aus Kühlrohren eines mit überkritischem Druck betriebenen Flüssigkeitserhitzers bestehende Verkleidung für die Wände des prismatischen Feuerraumes, bei welcher zwei aus parallelen Rohren bestehende Rohrgruppen verschiedene Hälften einer Feuerraumwand bedecken und durch einen Zwischensammler verbunden sind, der von dem Mittel in Achsrichtung durchströmt wird. Sie besteht darin, daß der Eintritt in den Verteiler und der Austritt aus dem Sammler den am stärksten beheizten Kühlrohren am nächsten liegt.Cooling pipe lining for furnace walls with supercritical pressure operated liquid heaters The invention relates to one of cooling tubes with supercritical pressure operated liquid heater cladding for the walls of the prismatic furnace, in which two are made of parallel tubes existing pipe groups cover different halves of a furnace wall and through an intermediate collector are connected, which flows through from the means in the axial direction will. It consists in the entry into the manifold and the exit from closest to the collector to the most strongly heated cooling tubes.

Bei mit überkritischem Druck betriebenen Flüssigkeitserhitzern, wie sie zur Erzeugung von Wasserdampf bekannt sind, ist es notwendig, das :Mittel im Zwanglauf durch die Rohre des Erhitzers zu drücken. Um für die Verkleidung der Wände des Feuerraumes die bewährten Register paralleler Rohre verwenden zu können, muß berücksichtigt werden, daß bei prismatischen Feuerräumen die Wände nicht überall die gleiche Wärmemenge angeboten bekommen. Im allgemeinen werden die nahe den Kanten des Prismas liegenden Rohre am schwächsten beheizt und die Beheizung nimmt nach der Wandmitte zu. Diese ungleiche Beheizung macht sich besonders bemerkbar, wenn die Kühlrohre parallel zur Längsachse des prismatischen Feuerraumes verlaufen.In the case of liquid heaters operated with supercritical pressure, such as they are known to generate water vapor, it is necessary that: means im Forced to push through the pipes of the heater. To be used for cladding the walls To be able to use the tried and tested register of parallel pipes in the combustion chamber It must be taken into account that the walls of prismatic fireplaces are not everywhere get the same amount of heat offered. Generally the ones near the edges The tubes lying on the prism are least heated and the heating decreases towards the center of the wall. This uneven heating is particularly noticeable when the cooling pipes run parallel to the longitudinal axis of the prismatic furnace.

Es ist bei dampferzeugenden Zwangdurchflußkesseln bekannt, das Kühlrohrsystem des Feuerraumes in mehrere aus zueinander parallelen Rohren bestehende Rohrtafeln aufzulösen und diese mittels Mischrohren, welche über die Länge des Sammlers gleichmäßig verteilt sind, hintereinanderzuschalten. Ferner ist es bei Zwangumlaufkesseln bekannt, zwei den Feuerraum umspannende Rohrgruppen mittels eines in Achsrichtung durchströmten Zwischensammlers hintereinanderzuschalten. In beiden Fällen ist der Zweck der Maßnahme, das aus der einen Rohrgruppe austretende Dampfwassergemisch zu durchmischen und gleichmäßig auf die zweite Rohrgruppe zu verteilen.. Bei dem starken Druckverlust, den ein strömendes Dampfwassergemisch erleidet, ist dies mit den angewandten Mitteln zu erreichen. Ferner ist bekannt, die in Gruppen paralleler Wandkühlrohre unterteilte Heizfläche eines Strahlungsüberhitzers zum Ausgleich -der Auswirkung ungleicher Beheizung mit Hilfe einer Gruppe von, Verbindungsrohren derart über Kreuz zu schalten, daß ohne wesentliche Vermischung der aus den schwach beheizten Rohren der einen Rohrgruppe kommende Dampf in die stark beheizten Rohre der nächsten Rohrgruppe .gelangt.It is known in the case of forced flow boilers that generate steam, the cooling pipe system of the combustion chamber into several pipe panels consisting of pipes that are parallel to each other to dissolve and this by means of mixing tubes, which over the length of the collector evenly are distributed, to be connected in series. It is also the case with forced circulation boilers known, two pipe groups spanning the furnace by means of one in the axial direction to be connected in series with the flow-through intermediate collector. In both cases the Purpose of the measure, the steam-water mixture emerging from one pipe group to mix and distribute evenly on the second group of pipes This is with the strong pressure loss suffered by a flowing steam-water mixture to achieve the means used. It is also known that in groups parallel Wall cooling pipes subdivided heating surface of a radiation superheater to compensate for the Effect of unequal heating with the help of a group of connecting pipes of this type to switch crosswise that without substantial mixing of the weakly heated Pipes of one group of pipes steam coming into the strongly heated pipes of the next Pipe group.

Diese bekannten Maßnahmen sind auch bei mit überkritischem Druck betriebenen Flüssigkeitserhitzern anwendbar, ergeben jedoch; da sie dann nicht mehr von Dampf durchströmt werden, nicht oder nicht im gleichen Maße die von ihnen bei Dampfbetrieb erwarteten Wirkungen, obwohl die Art der Verbindung umständlich ist.These known measures are also used when operated with supercritical pressure Liquid heaters applicable, however, result; since they are then no longer of steam are not flowed through, or not to the same extent as that of them in steam mode expected effects, although the type of connection is awkward.

Die Erfindungsmaßnahme erreicht mit Hilfe einer konstruktiv einfachen Maßnahme eine Abstufung der Strömungsgeschwindigkeiten. in den parallelen Rohren, welche etwa der ungleichen Beheizung entspricht. Infolgedessen kann das zu erhitzende Mittel im Zwischensammler gemischt werden, ohne daß dadurch die Wirkung beeinträchtigt wird. Diese Wirkung unterscheidet sich insofern von den bekannten Maßnahmen, als dort stets eine gleichmäßige Verteilung der Strömung in den parallel geschalteten Rohren angestrebt worden ist, während mit Hilfe der Erfindung eine zwar regelmäßig abgestufte, aber ungleiche Strömung in den parallel geschalteten Rohren bewirkt werden soll.The inventive measure achieved with the help of a structurally simple Measure a gradation of the flow velocities. in the parallel pipes, which roughly corresponds to the unequal heating. As a result, it can be heated Agents are mixed in the intermediate collector without affecting the effect will. This effect differs from the known measures in that there is always an even distribution of the flow in the parallel-connected Tubing has been sought, while with the help of the invention a regular causes graduated but unequal flow in the parallel pipes shall be.

Unterschiedliche Längenänderungen der Rohre einer - Rohrgruppe, die infolge ungleichmäßiger äußerer Verschmutzung, ungleicher Rohrweiten oder anderer Einflüsse entstehen können, werden dadurch aufgenommen, daß die Rohre an ihrem unteren Ende oder auch an beiden Enden im Winkei gebogen und erst nach einer längeren Ausgleichsstrecke in die Sammler eingeführt werden.Different changes in length of the pipes of a pipe group that as a result of uneven external contamination, unequal pipe widths or other Influences can arise, are absorbed by the fact that the tubes at their lower At the end or at both ends bent at an angle and only after a longer compensation stretch are introduced into the collectors.

In den Zeichnungen ist die gemäß der Erfindung vorgeschlagene Rohranordnung dargestellt.In the drawings is the pipe arrangement proposed according to the invention shown.

Die Rohre i bedecken die eine Hälfte der Feuerraumwand 3, die Rohre :2 die zweite Hälfte, wobei die Linie fl-A die Mitte dieser Wand darstellt. Die Rohre i sind oben und unten abgebogen und werden aus dem oberen Sammler 4 gespeist. Die unteren Enden sind für beide Rohrgruppen gleich ausgebildet und in den gemeinsamen Sammler 5 eingeführt. Die oberen Enden der Rohre 2 münden geradlinig in den Austrittssammler 6. Die Strömung in dem Kühlsystem erfolgt so, daß die Rohrgruppe i von der Wandmitte her gespeist wird und der Übertritt aus der Rohrgruppe i in die Rohrgruppe 2 ebenfalls in Wandmitte erfolgt. Außerdem ist die Abströmung aus der Rohrgruppe 2 in dem Austrittssammler 6 zur Wandmitte hin gerichtet.The pipes i cover one half of the furnace wall 3, the pipes : 2 the second half, the line fl-A representing the center of this wall. the Pipes i are bent at the top and bottom and are fed from the upper collector 4. The lower ends are designed the same for both tube groups and in the common Collector 5 introduced. The upper ends of the tubes 2 open in a straight line into the outlet header 6. The flow in the cooling system is so that the tube group i from the center of the wall is fed forth and the passage from the pipe group i into the pipe group 2 also takes place in the middle of the wall. In addition, the outflow from the pipe group 2 is in the outlet header 6 directed towards the center of the wall.

Wie der in den schraffierten Flächen 7, 8 für die Rohrgruppe i dargestellte Verlauf des Strömungs-_ widerstandes in den Sammlern 4 und 5 erkennen läßt, ist der Druckunterschied für die in Wandmitte gelegenen Rohre größer als in den außenliegenden Rohren. Dementsprechend ist auch die durchfließende Wassermenge in den mittleren Rohren größer und wirkt daher ausgleichend in bezug auf die in Wandmitte verstärkte Beheizung.As shown in the hatched areas 7, 8 for the tube group i The course of the flow resistance in the collectors 4 and 5 can be seen is the pressure difference for the pipes in the middle of the wall is greater than in the pipes on the outside Pipes. The amount of water flowing through is correspondingly in the middle The pipes are larger and therefore have a balancing effect on the reinforced ones in the middle of the wall Heating.

Abb. 3 zeigt die Verbindung der vier Wandkühlsysteme eines Feuerraumes untereinander. Zur besseren Kennzeichnung sind die drei Sammler jeder Seitenwand nicht übereinander, sondern nebeneinander dargestellt. Der Zufluß erfolgt in der lotrechten Mittelebene der Seitenwand g in den oberen Sammler 13, die weitere Strömung geht dann zunächst durch die in dieser' Wandhälfte gelegene Rohrgruppe nach unten in den Sammler 14 und nach Übertritt in die andere Wandhälfte durch die in dieser Hälfte gelegene Rohrgruppe nach oben in den Sammler 15. Aus diesem Sammler erfolgt die Überleitung in den Sammler 16 der Seitenwand io und nach Durchströmen des Kühlsystems dieser Wand, die in dem gleichen Sinne erfolgt wie bei der Seitenwand g, die Weiterleitung aus dem Sammler 18 in die Seitenwand ii mit den Sammlern 1g, 2o, 2i und die Seitenwand i2 mit den Sammlern 22, 23, 24. Aus dem Sammler 24 schließlich erfolgt der Austritt aus dem Kühlsystem des Feuerrau mies in den (nicht zezeichneten) Überhitzen.Fig. 3 shows the connection between the four wall cooling systems of a combustion chamber. For better identification, the three collectors on each side wall are not shown one above the other, but side by side. The inflow takes place in the vertical center plane of the side wall g in the upper collector 13, the further flow then first goes through the pipe group located in this half of the wall down into the collector 14 and after crossing into the other half of the wall through the pipe group located in this half up into the collector 15. From this collector the transfer takes place in the collector 16 of the side wall io and after flowing through the cooling system of this wall, which takes place in the same sense as with the side wall g, the transfer from the collector 18 into the side wall ii with the collectors 1g, 2o, 2i and the side wall i2 with the collectors 22, 23, 24. Finally, from the collector 24 the exit from the cooling system of the fire room takes place in the (not shown) overheating.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Cladding for the walls of the prismatic furnace, consisting of cooling tubes of a liquid heater operated with supercritical pressure, in which two tube groups consisting of parallel tubes cover different halves of a furnace wall and are connected by an intermediate collector through which the agent flows in the axial direction, characterized in that the entry into the manifold and the exit from the collector are closest to the most heated cooling tubes.

2. Cooling pipe wall according to claim i, characterized in that the cooling pipes are provided with slopes which elastically compensate for the difference in length expansions. Considered publications: German Patent Specifications No. 732 721, 696 Gig, 62q.485; French patent specification No. 724 17i.