DE972994C

DE972994C - Forced flow boiler

Info

Publication number: DE972994C
Application number: DED11066A
Authority: DE
Inventors: Erich Stange
Original assignee: DUERRWERKE AG
Current assignee: DUERRWERKE AG
Priority date: 1951-12-08
Filing date: 1951-12-08
Publication date: 1959-11-12

Description

Zwangdurchlaufkessel Die Erfindung betrifft Zwangdurchlaufkessel beliebiger Bauart und hat eine gesonderte, ausschließlich dem Abfahren dienende, entsprechend ausgebildete und angeordnete Leitung zum Gegenstand, durch welche es möglich wird, den Kessel so abzufahren, daß keine Schäden durch die im Kessel gespeicherte Wärme und durch zu schnelle oder unzweckmäßige Abkühlung auftreten.Once-through boilers The invention relates to any one-way boilers Design and has a separate, exclusively used for departure, accordingly formed and arranged line to the object, through which it is possible, Shut down the boiler in such a way that no damage is caused by the heat stored in the boiler and occur through too rapid or inexpedient cooling.

Bei Zwangdurchlaufkesseln war es bisher üblich, beim Abfahren kleine Mengen Kesselspeisewasser in das Kesselsystem zu pumpen und den Dampf bzw. das Wasser über die hinter den Heizflächen angeordnete Anfahrleitung abzuführen. Diese Anfahrleitung hat einen im Verhältnis zur Anfahrwassermenge großen Durchmesser, damit die beim Anfahren des Kessels zeitweise entstehenden großen Sattdampfmengen ohne unzulässige Drucksteigerung abgeleitet werden können.In the case of once-through boilers, it was customary to use small ones when shutting down To pump quantities of boiler feed water into the boiler system and the steam or water to be discharged via the start-up line located behind the heating surfaces. This starting guide has a large diameter in relation to the amount of start-up water, so that the Starting up the boiler, large amounts of saturated steam that occur at times without impermissible Pressure increase can be derived.

Werden nun diese großen Leitungen zum Abfahren des Kessels benutzt, so hat dies den Nachteil, daß infolge der kleinen Abfahrwassermengen die dicken Wandungen der Rohre und Sammler nur teilweise benetzt werden und sich dadurch unterschiedlich abkühlen. Hierbei treten infolge der großen Temperaturunterschiede unzulässige Spannungen auf, die zu Rissen im Werkstoff führen können.If these large lines are now used to shut down the boiler, so this has the disadvantage that due to the small amounts of waste water the thick Walls of the pipes and collectors are only partially wetted and are therefore different cooling down. This creates inadmissible stresses due to the large temperature differences which can lead to cracks in the material.

Dies hatte besonders große Zerstörungen bei solchen Anlagen zur Folge, bei denen die Anfahrleitung nicht am Kesselende, sondern vor der Turbine angeordnet war, um die Heißdampfleitung während des Anfahrvorganges mit aufzuwärmen; denn bei diesen Anlagen wurde nicht nur die Anfahrleitung, sondern auch die Heißdampfleitung vom Abfahrwasser durchflossen.This resulted in particularly great damage to such systems, where the start-up line is not located at the end of the boiler, but in front of the turbine was to warm up the superheated steam pipe during the start-up process; because at these plants became not only the start-up guide, but also the The waste water flows through superheated steam pipe.

Bei dieser Abfahrmethode traten auch in denjenigen Heizflächen Schäden auf, die mit Rücksicht auf die hohen Heißdampftemperaturen aus hochhitzebeständigen Stählen ausgeführt werden mußten, weil Stähle dieser Art gegen zu schnelle Abkühlung sehr empfindlich sind.This shutdown method also caused damage to those heating surfaces on, taking into account the high superheated steam temperatures from highly heat-resistant Steels had to be carried out because steels of this type prevent cooling too quickly are very sensitive.

Um Schäden zu vermeiden, hat man bereits versucht, den Abfahrvorgang so frühzeitig abzubrechen, daß aus dem Kesselsystem mit Sicherheit kein Wasser mehr austreten kann. Hierbei war dann aber die Kühlung der am heißen Mauerwerk liegenden Rohre nicht mehr sichergestellt, so daß es in diesen Rohren zu Schäden kam. Außerdem können auch die sich durch das Nachheizen des heißen Mauerwerkes bildenden Druckspitzen durch die Anfahrleitung nicht abgefahren werden, ohne daß Wasser aus dem Kesselsystem -austritt, weil das Ventil in der Anfahrleitung in diesem Falle infolge seines großen Durchmessers viel zu grob regelt. Auch sind bei dieser Abfahrmethode Zerstörungen durch zu schnelles Abkühlen nicht zu vermeiden.In order to avoid damage, one has already tried the shutdown process to stop so early that there is definitely no more water from the boiler system can emerge. Here, however, was the cooling of those lying on the hot masonry Pipes no longer secured, so that damage occurred in these pipes. aside from that can also be caused by the pressure peaks formed by the reheating of the hot masonry cannot be shut down by the start-up line without water from the boiler system -Leakage because the valve in the start-up line in this case as a result of its large The diameter is much too coarse. This shutdown method also involves destruction cannot be avoided by cooling down too quickly.

Man hat auch schon im Kesselsystem vorhandene Abschlämmleitungen zum Abfahren benutzt. Da aber die Anzapfstelle einer solchen Abschlämmleitung nicht nach den Erfordernissen des Abfahrvorganges gewählt ist, sind Schäden infolge unzweckmäßiger oder fehlender Abkühlung nicht sicher zu vermeiden. Hinter der Anzapfstelle angeordnete Heizflächengruppen, die durch die Speicherwärme gefährdet sind, verzundern, weil sie vom Kühlmittel nicht beaufschlagt werden, und vor der Abzapfstelle angeordnete Heizflächengruppen, die gegen zu schnelle Abkühlung empfindlich sind, werden von dem sie durchströmenden Kühlmittel abgeschreckt.You also have existing drainage lines in the boiler system Used to leave. But since the tap of such a blowdown line is not is selected according to the requirements of the shutdown process, damage is due to inexpedient or lack of cooling cannot be safely avoided. Arranged behind the tap Heating surface groups that are endangered by the storage heat, scale because they are not acted upon by the coolant, and are arranged in front of the tapping point Groups of heating surfaces that are sensitive to rapid cooling are affected by quenched by the coolant flowing through them.

Alle diese Nachteile und Schwierigkeiten werden mit der Erfindung dadurch vermieden, daß zum Abfahren eine gesonderte, ausschließlich diesem Zweck dienende, entsprechend ausgebildete und angeordnete Leitung vorgesehen ist.All of these disadvantages and difficulties are addressed with the invention avoided by using a separate, exclusively for this purpose serving, appropriately designed and arranged line is provided.

Diese Ausführung gemäß der Erfindung hat zunächst den Vorteil, daß durch die Anpassung der Abfahrleitung an die kleinen Abfahrwassermengen sich gegenüber der Anfahrleitung erheblich kleinere Durchmesser und ebenso geringere Wandstärken ergeben. Da die Abfahrleitung während des Abfahrens ganz vom Wasser oder Dampf beaufschlagt wird, können unzulässige Spannungen durch ungleichmäßige Abkühlung nicht auftreten. Auch gestatten die nunmehr zur Anwendung kommenden kleineren Ventile eine bessere Regelung, welche durch eine Fernsteuerung noch wesentlich erleichtert wird.This embodiment according to the invention initially has the advantage that by adapting the drainage pipe to the small amounts of waste water compared to each other the start-up pipe has considerably smaller diameters and also thinner walls result. Since the discharge line is completely exposed to water or steam during the shutdown inadmissible stresses cannot occur due to uneven cooling. The smaller valves now being used also allow better ones Regulation, which is made much easier by a remote control.

Der Anordnung der Kesselanlage entsprechend kann die Abfahrleitung an den Kesselaustrittssammler oder zwischen den Heizflächen angeschlossen werden.The drainage line can correspond to the arrangement of the boiler system connected to the boiler outlet collector or between the heating surfaces.

Die am Austrittssammler des Kessels angeschlossene Abfahrleitung kommt für Kesselanlagen mit niedrigen Heißdampftemperaturen in Frage, bei denen die Anfahrleitung vor der Turbine angeschlossen ist.The discharge line connected to the outlet header of the boiler comes for boiler systems with low superheated steam temperatures in which the start-up line connected in front of the turbine.

Bei Kesseln mit hohen Heißdampftemperaturen, deren Werkstoffe gegen eine schnelle Abkühlung empfindlich sind, wie beispielsweise austenitische Werkstoffe, ist es erforderlich, die Abfahrleitung zwischen den Heizflächengruppen anzuordnen, und zwar vor den vom Betrieb her heißesten, gegen Abkühlung empfindlichen Heizflächengruppen am Ende des Kessels, um die starkwandigen Rohre und Sammler während des Abfahrens sicher vor dem Eintritt des Wassers und damit vor zu schneller Abkühlung zu schützen. Dies hat aber zur Voraussetzung, daß die hinter dem Anzapfpunkt der Abfahrleitung angeordneten Heizflächen rauchgasseitig in einem Gebiet liegen, in dem keine Kühlung durch das Abfahrwasser erforderlich ist.For boilers with high superheated steam temperatures, the materials used are against are sensitive to rapid cooling, such as austenitic materials, it is necessary to arrange the discharge pipe between the groups of heating surfaces, in front of the hottest heating surface groups that are sensitive to cooling at the end of the boiler to the thick-walled pipes and headers during shutdown to protect against the ingress of water and thus against too rapid cooling. But this has the prerequisite that behind the tapping point of the discharge line arranged heating surfaces are located on the flue gas side in an area in which there is no cooling is required by the sewage.

Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert, welche das Schema eines Zwangdurchlaufkessels zeigt.The object of the invention is based on the drawing, for example explains, which shows the schematic of a once-through boiler.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit i die Kesselspeisepumpe bezeichnet, welche das Speisewasser über das Speisewasserregelventil 2 und die Rohrleitung 3 dem Kessel am Eintrittssammler 4. zuführt. Das Arbeitsmittel durchströmt dann nacheinander den Vorwärmer 5, den Verdampfer 6, den Vor- und Nachüberhitzer 7 und 8, bis der auf diesem Wege erzeugte überhitzte Dampf über den Austrittssammler g, die Sammelleitung io und den Kesselabsperrschieber ii der zum Verbraucher führenden Heißdampfleitung 12 zugeführt wird.In the embodiment shown in the drawing is with i denotes the boiler feed pump, which controls the feed water via the feed water control valve 2 and the pipe 3 is fed to the boiler at the inlet header 4. The work equipment then flows successively through the preheater 5, the evaporator 6, the preheater and post-superheater 7 and 8, until the superheated steam generated in this way passes through the outlet header g, the collecting line io and the boiler gate valve ii of the one leading to the consumer Superheated steam line 12 is supplied.

Die zum Anfahren derartiger Kessel erforderliche Anfahrleitung 13 zweigt kurz vor dem Kesselabsperrventil 1i von der Sammelleitung io ab. Beim Anfahren des Kessels wird bei geschlossenem Absperrventil i1 von der Kesselspeisepumpe i her über das Speisewasserregelventil2 und das in die Anfahrleitung eingebaute Anfahrventil 14 der zur Kühlung erforderliche Wasserdurchlauf hergestellt. Im Verlaufe des Anfahrvorganges steigt die Austrittstemperatur immer weiter an, bis schließlich die Heißdampfbetriebstemperatur erreicht ist. Der Durchmesser der Anfahrleitung muß so groß bemessen sein, daß die beim Anfahren zeitweise entstehenden großen Dampfmengen ohne unzulässige Drucksteigerung abgeführt werden können.The start-up line 13 required to start up such boilers branches off from the manifold io shortly before the boiler shut-off valve 1i. When starting of the boiler, when the shut-off valve i1 is closed, the boiler feed pump i via the feedwater control valve2 and the start-up valve built into the start-up line 14 established the water flow required for cooling. During the start-up process the outlet temperature continues to rise until finally the superheated steam operating temperature is reached. The diameter of the starting line must be large enough that the Large amounts of steam that are occasionally generated during start-up without an impermissible increase in pressure can be discharged.

Gemäß der Erfindung ist neben der vorhandenen Anfahrleitung noch zusätzlich eine lediglich für das Abfahren des Kessels bestimmte Abfahrleitung 15 mit Abfahrventil 16 vorgesehen, die einen im Verhältnis zur Anfahrleitung kleineren Durchmesser hat. Diese Abfahrleitung kann, wie in ausgezogenen Linien dargestellt,beispielsweise vomKesselaustrittssammler9 abgezweigt werden. Sie kann aber auch von einem zwischen den Heizflächen angeordneten Sammler 17 abzweigen (vgl. gestrichelte Linie 15). Die Abzweigstelle richtet sich danach, wie weit eine Kühlung der Heizflächengruppen nach dem Abstellen des Feuers noch erforderlich ist.According to the invention, in addition to the existing start-up line, there is also additional a shutdown line 15 with shutdown valve only intended for shutting down the boiler 16 is provided, which has a smaller diameter in relation to the start-up line. This discharge line can, as shown in solid lines, for example can be branched off from the boiler outlet collector 9. But it can also be from one between The collector 17 arranged on the heating surfaces branch off (cf. dashed line 15). The branch point depends on the extent to which the heating surface groups are cooled is still required after the fire has been turned off.

Beim Abfahren des Kessels wird nach dem Abstellen des Feuers das Kesselsystem über das Ventil 2 weiter durchgespeist. Hierbei wird die Abfahrwassermenge so klein wie möglich gehalten. Das eingespeiste Abfahrwasser wird zuerst als Dampf und später als Wasser über die Abfahrleitung 15 abgeführt. Die Ventile ii und 14 sind geschlossen. Ventil i6 ist geöffnet. Infolge des kleinen Durchgangquerschnittes kann mit dem Ventil 16 fein geregelt werden, und mit ihm können auch die nach dem Einstellen der Speisung durch das Nachheizen der heißen Wände etwa eintretenden Drucksteigerungen mit langsamem Druckabfall abgefahren werden. Die Abfahrleitung 15 kann für sich abgeführt, sie kann aber auch, wie es durch die Leitung 18 dargestellt ist, hinter dem Anfahrventil 14 in die Anfahrleitung geführt werden.When the boiler is shut down, after the fire has been turned off, the boiler system is activated fed through via valve 2. Here, the amount of waste water becomes so small kept as possible. The sewage water fed in is first as steam and later discharged as water via the discharge line 15. The valves ii and 14 are closed. Valve i6 is open. As a result of the small passage cross-section, the Valve 16 can be finely regulated, and with they can follow him too the setting of the supply by the reheating of the hot walls about entering Pressure increases with a slow pressure drop can be traversed. The discharge line 15 can be discharged by itself, but it can also, as shown by the line 18 is to be guided into the start-up line behind the start-up valve 14.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Forced flow boiler, characterized in that that for departure a separate, exclusively serving this purpose, accordingly trained and arranged line (i5) is provided.

2. Forced flow boiler according to claim i, characterized in that the discharge line (i5) is behind the boiler heating surface or is arranged between the same.

3. Once-through boiler according to claims i and 2, characterized in that the shut-off line (i5) downstream of the shut-off valve (i6) opens into the start-up line (i3) behind the start-up valve (i4).

4. Forced once-through boiler according to claims i and 2, characterized in that between the start-up and shut-off lines (i3, 15) behind the start-up valve (i4) and the shut-down valve (i6) a connecting line (i8) is provided. Publications considered: Swiss patents No. 2o9 43o, 2o9 431; Münzinger, steam power, III. Edition, 1949, pp. 336, 366.