EP0012787A1 - Brennkammerwand - Google Patents

Abstract

Die Brennkammerwand besteht aus zur Horizontalen geneigten Rohren (1), die untereinander über Flossen (2) gasdicht verschweißt sind. Außen an der Brennkammerwand liegen Paare von vertikalen Zugbändern (10) an. Jedes Paar ist über mehrere, über die Höhe der Brennkammerwand verteilte Blechstreifen (11) mit den Wandrohren (1) verbunden. Die Blechstreifen (11) sind rechtwinklig zur Brennkammerwandebene angeordnet und an ihren mit den Wandrohren (1) verbundenen Rand kammartig ausgeschnitten.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Brennkammerwand, vorzugsweise zu einem Dampferzeuger, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche ist nach der DOS 26 21 189 bekannt. Die Zugbänder sind dort über brückenartige Elemente mit den Stegen der Wandrohre verschweisst. Diese Elemente haben von den Wandrohren selbst Abstand.
• Diese bekannte Konstruktion hat vorallem den Nachteil, dass bei Temperaturänderungen der Brennkammer die Temperatur der Zugbänder nur mit erheblicher Verzögerung folgt. Es treten daher in den Zugbändern wie auch in der Brennkammerwand erhebliche transiente Wärmespannungen auf. Es ist Aufgabe der Erfindung, diese transienten Zugspannungen auf konstruktiv einfache Weise zu verringern. Die Aufgabe wird durch die Massnahmen nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Ein zusätzlicher Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass der Materialaufwand geringer ist, was nicht nur preislich sich auswirkt, sondern auch die thermische Trägheit der Wand verringert bzw. ein rascheres Anfahren des Dampferzeugers erlaubt.
• Durch die Ausbildung der Brennkammerwand nach Anspruch 2 wird erreicht, dass die Zugbänder an der Rohrwand noch dichter anliegen, ohne dass in den Zugbändern oder in der Rohrwand erhebliche zusätzliche Wärmespannungen auftreten.
• Durch die Massnahme nach Anspruch 3 werden die in den Zugbändern wirkenden Kräfte besonders vorteilhaft auf den oberen, senkrecht berohrten Teil der Wand aufgeteilt.
• Die Ueberleitung der Zugkräfte auf den senkrecht berohrten oberen Teil der Wand gemäss Anspruch 4 ist konstruktiv besonders einfach.
• Die Erfindung wird nun an einem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 eine fragmentarische Ansicht von aussen einer Brennkammerwand nach der Erfindung,
• Fig. 2 ein in Fig. 1 mit II bezeichnetes Detail in perspektivischer Darstellung,
• Fig. 3 ein Detail III, aus Fig. 1 ebenfalls in perspektivischer Darstellung und
• Fig. 4 ein in Fig. 1 mit IV bezeichnetes Detail.
• In Fig. 1 sind eine ebene Wand einer prismatischen Brenn- kammer bildende, zur Horizontalen geneigt angeordnete Wandrohre 1 über Stege 2 dicht miteinander verschweisst. Die geneigten Wandrohre 1 sind, was nicht gezeigt ist, unten an Verteilern angeschlossen. Oben münden sie in Verteilstücke 5,von denen jedes vier in der Wandebene angeordnete, nach oben gerichtete Anschlussstutzen aufweist. An diesen Stutzen sind vertikale Geradrohre 6 angeschweisst, die über Stege 7 ebenfalls dicht miteinander verbunden sind. Die Rohre 6 liegen im wesentlichen in derselben Ebene wie die geneigt angeordneten Rohre 2 der Brennkammer. Die Brennkammer erstreckt sich bis zur Höhe der Verteilstücke 5, während die Geradrohre 6 bereits einen Gaszug bekleiden, in dem Schotten- oder Bündelheizflächen untergebracht sein können.
• In den Rohren 2 und 6 strömt Wasser, das in den Rohren 6 teilweise oder ganz verdampft sein kann.
• Solche Brennkammerrohwände werden üblicherweise, einen prismatischen Hohlraum umschliessend, an einem Kesselgerüst oben aufgehängt. Sie sind daher einer erheblichen Zugbelastung ausgesetzt. Während Wände mit vertikaler Berohrung solche vertikale Zugkräfte aufnehmen,ohne dass darin erhebliche Spannungen auftreten, ist das bei horizontal oder schräg berohrten Wänden nicht der Fall, weil in den Rohren nicht zu vernachlässigende Biegespannungen auftreten. Es ist daher bekannt, solche Rohrwände durch Zugbänder zu verstärken. In Fig. 1 sind solche Zugbänder 10 gezeigt, die paarweise nebeneinander angeordnet sind. Wie in Fig. 1 verdeutlicht, ist für jedes Paar von Zugbändern 10 eine Reihe von kammartig ausgeschnittenen Verbindungsblechen 11, vertikal miteinander fluchtend, mit der Teilung A, senkrecht zur Rohrwand (Fig. 2 ) angeordnet und mit dieser durch Kehlnähte 13 verschweisst. Die Zugbänder 10 sind sodann, die Wandrohre 1 berührend, beidseitig an die Verbindungsbleche 11 angestossen und mit diesen durch vertikale Kehlnähte 14 verbunden.
• Bei einem schnellen Temperaturanstieg der Brennkammerwand können sich die Zugbänder wegen des darin über ihre Dicke auftretenden Temperaturgradienten an ihren Aussenkanten von der Wand abheben, sodass dort der Wärmeübergang schlechter wird. Um dieses Abheben zu vermeiden oder zu reduzieren, können, wie Fig. 3 im Detail zeigt, die Aussenkanten der Zugbänder jeweils auf halber Höhe zwischen den Verbindungsblechen 11 durch an den Stegen 2 der Wand angeschweisste, leichte U-Profile 16 zurückgehalten werden. Der Abstand B zwischen den U-Profilen 16 und den Verbindungsblechen 11 ist dabei so gross gewählt, dass die durch Temperaturunterschiede bewirkte Querdehnung der Zugbänder keine merkliche Zusatzspannungen ergibt.
• Im mit 20 bezeichneten Bereich (Fig. 1) sind die Zugbänder 10 an Gabelbänder 22 angeschweisst. Diese Gablbänder sind etwas dünner gewählt als die Zugbänder. Sie weisen Zinken 23 auf, die im Bereich ihrer oberen Enden mit vertikalen Verbindungsstegen 25 durch Kehlnähte 28 verbunden sind. Diese Verbindungsstege sind sodann, wiederum durch Kehlnähte, an den Stegen 7 angeschweisst (Fig. 4).
• Die Gabelbänder 22 sind im wesentlichen durch U-Profile 26 mit den Stegen 2 zwischen den geneigt verlaufenden Rohren 1 verbunden; es können aber auch zusätzlich eines oder mehrere der Verbindungsbleche 11 vorgesehen sein.

Claims (4)

1. Brennkammerwand aus horizontal oder geneigt verlaufenden, über Stege gasdicht miteinander verbundenen Wandrohren, mit an den Stegen aussenseitig befestigten, paarweise angeordneten, vertikalen Zugbändern,
dadurch gekennzeichnet, an.
dass die Zugbänder den Wandrohren anliegen und mit diesen durch mehrere, in vertikalem Abstand angeordnete; kammartig ausgeschnittene Blechstreifen verbunden sind und dass diese Blechstreifen, die benachbarten Zugbänder berührend, senkrecht zur Wandebene angeordnet sind.

2. Brennkammerwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugbänder an ihren voneinander abgewendeten Kanten durch jeweils auf etwa halber Höhe zwischen zwei Blechstreifen angeordnete U-Eisen-Abschnitte an der Wand befestigt sind, wobei die Schenkelenden der U-Eisen-Abschnitte an zwei jeweils aufeinander folgenden Stegen der Wand und der die Schenkel verbindende Steg der U-Eisen-Abschnitte mit dem anliegenden Zugband verschweisst sind.

3. Brennkammerwand nach einem der Ansprüche 1 und 2, mit an deren Oberkante anschliessendem aus gasdicht verbundenen Vertikalrohren bestehendem Gaszug, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Enden der Zugbänder im oberen Bereich der Brennkammerwand nach Art der Zinken einer Gabel seitlich verzweigt sind und dass diese Zinken an der Gaszugwand befestigt sind.

4. Brennkammerwand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung der Zinken durch zur Wand senkrecht stehende Verbindungsrippen erfolgt.

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