EP0080173A2 - Dampferzeuger, insbesondere Durchlaufdampferzeuger - Google Patents

Dampferzeuger, insbesondere Durchlaufdampferzeuger Download PDF

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EP0080173A2 EP82110668A EP82110668A EP0080173A2 EP 0080173 A2 EP0080173 A2 EP 0080173A2 EP 82110668 A EP82110668 A EP 82110668A EP 82110668 A EP82110668 A EP 82110668A EP 0080173 A2 EP0080173 A2 EP 0080173A2
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/40—Arrangements of partition walls in flues of steam boilers, e.g. built-up from baffles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/62—Component parts or details of steam boilers specially adapted for steam boilers of forced-flow type
    • F22B37/64—Mounting of, or supporting arrangements for, tube units
    • F22B37/645—Mounting of, or supporting arrangements for, tube units involving upper vertically-disposed water tubes and lower horizontally- or helically disposed water tubes

Definitions

  • the invention relates to a steam generator, in particular once-through steam generator, with a combustion chamber which has a combustion chamber wall formed by pipes welded to one another and in which there is an intermediate wall which hangs on an intermediate wall support arranged in a combustion chamber cross section, the ends of which depend on the outside of the combustion chamber wall a cross member is assigned.
  • Such a steam generator is known from Figure 6 on page 636 in "VGB Kraftwerkstechnik 58", Issue 9, September 1978.
  • the intermediate wall is formed by two tube walls arranged at a distance from one another.
  • the intermediate wall girder is rigidly attached to the cross girders.
  • the crossbeams are in turn attached to support tubes by means of constant hangers, which are fastened to an outer steam generator frame.
  • the constant hangers are spring assemblies that are designed for a specific weight of the partition.
  • this weight of the intermediate wall does not remain constant, but it can in particular increase, for example, due to ash deposits on the intermediate wall, or both increase and decrease due to different water contents in the intermediate wall.
  • the constant hangers do not take up the differences between the actual partition wall weight and the partition wall weight for which they are designed, but this weight difference References lead to mechanical stresses at the connection points between the intermediate wall and the combustion chamber wall, where they can damage both the combustion chamber wall and the intermediate wall.
  • the invention is based on the object of avoiding such mechanical stresses caused by changes in the weight of the intermediate wall at the connection points between the combustion chamber wall and the intermediate wall.
  • a steam generator of the type mentioned is characterized according to the invention in that the intermediate wall support is movably supported on the cross members in its longitudinal direction and that support bands are attached to the cross members, which are attached with their upper ends outside on the combustion chamber wall.
  • a uniform distribution of the partition wall weight on the combustion chamber wall is achieved if the lengths and / or the cross sections of the support bands of each cross member are coordinated with one another in such a way that each support band transfers at least approximately the same weight to the combustion chamber wall with its upper end.
  • the continuous steam generator according to FIGS. 1 to 4 have a combustion chamber with a membrane wall as the combustion chamber wall, which is constructed from fin tubes welded to one another on the fins and which hangs on an outer steam generator frame (not shown).
  • An upper part 2 of the combustion chamber wall is vertically drilled, a lower part 3 of this combustion chamber wall is drilled at an angle.
  • Within the combustion chamber in the obliquely tubular combustion chamber part formed by the lower part 3 of the combustion chamber wall, there is an intermediate wall 4 which has two tube walls 4a and 4b which are arranged at a distance from one another and are also formed as a membrane wall from fin tubes welded to one another. Both tube walls 4a and 4b are connected to one another at their upper and lower edges, forming an intermediate space between the two tube walls 4a and 4b.
  • the intermediate wall 4 with its tube walls 4a and 4b is connected to the part 3 of the combustion chamber wall with an oblique tube. It hangs on an intermediate wall support 5, which is in a cross section of the combustion chamber between the two tube walls 4a and 4b is arranged. On the outside of the combustion chamber, this intermediate wall support rests with each of its two ends via a roller bearing consisting of a ball bearing 6 on the center of a cross member 7, which is located outside the combustion chamber on the outside of the combustion chamber wall and which is arranged transversely to the intermediate wall support 5.
  • vertical tension bands 8 made of steel are attached to the outside of the combustion chamber wall, the upper ends of which are welded to the part 2 of the combustion chamber wall with vertical tubing and at a large number of locations on part 3 of the combustion chamber wall .
  • three vertically directed steel straps 9 are attached on both sides of the top of the cross members 7 and are distributed evenly over the length of the cross members 7, each of which is welded with its upper ends to a tension band 8.
  • the carrying tapes 9 all have the same initial length, but their cross-section is smaller the closer they are to the center of the cross member 7.
  • the Hookesche.Gesetz AL P ⁇ ⁇ ⁇ L / F, in which ⁇ L is the length difference, 1 / ⁇ is the modulus of elasticity, L is the initial length and F is the initial cross section of the respective supporting tape 9 are and P mean the tensile force acting on this carrying band 9 and originating from the weight of the intermediate wall 4. Under the weight of the load resting in the middle of the cross member 7 of the intermediate wall 4, the cross member 7 bends downward.
  • the cross sections F of the individual ones are each located on a cross member 7
  • Support straps 9 are adapted to one another such that the length differences ⁇ L of the individual support straps 9 corresponding to the deflection of the cross members 7 correspond to the tensile forces P caused by the weight of the intermediate wall 4 in all support straps 9.
  • each of the six straps 9 located on each cross member 7 transmits the same load force P caused by the weight of the intermediate wall 4 into the part 2 of the combustion chamber wall with vertical tubing, ie the combustion chamber wall is evenly loaded by the weight of the intermediate wall 4. Changes in weight of the intermediate wall 4 are also transmitted uniformly to the combustion chamber wall. They do not lead to any mechanical stresses at the connection points between the combustion chamber wall and the intermediate wall 4.
  • each vertical support band 9 made of steel is also attached uniformly distributed over the length of the cross members 7 on their upper side.
  • the starting length of the carrier tapes 9 is greater the closer they are to the center of the cross members 7.

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Abstract

Ein Zwischenwandträger (5), der in einem Brennkammerquerschnitt eines Dampferzeugers angeordnet ist, ist zur Vermeidung von mechanischen Spannungen an den Verbindungsstellen zwischen der Brennkammerwand (2; 3) und der Zwischenwand (4) auf der Außenseite der Brennkammerwand (2; 3) an Querträgern (7) in seiner Längsrichtung beweglich gehaltert, die an Tragbändern (9) angebracht sind, welche mit ihren Oberenden außen an der Brennkammerwand (2; 3) befestigt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger, insbesondere Durchlaufdampferzeuger, mit einer Brennkammer, die eine durch miteinander verschweißte Rohre gebildete Brennkammerwand hat und in der sich eine Zwischenwand befindet, die an einem in einem Brennkammerquerschnitt angeordneten Zwischenwandträger hängt, dem an seinen Enden auf der Außenseite der Brennkammerwand je ein Querträger zugeordnet ist.
  • Ein derartiger Dampferzeuger ist aus Bild 6 auf Seite 636 in "VGB Kraftwerkstechnik 58", Heft 9, September 1978, bekannt. Bei diesem bekannten Dampferzeuger ist die Zwischenwand durch zwei mit Abstand voneinander angeordnete Rohrwände gebildet. Der Zwischenwandträger ist starr an den Querträgern befesfigt. Die Querträger sind ihrerseits über Konstanthänger an Tragrohren angehängt, die an einem äußeren Dampferzeugergerüst befestigt sind.
  • Die Konstanthänger sind Federpakete, die für ein ganz bestimmtes Gewicht der Zwischenwand ausgelegt sind. Dieses Gewicht der Zwischenwand bleibt jedoch nicht konstant, sondern es kann sich beispielsweise durch Ascheablagerung auf der Zwischenwand insbesondere vergrößern oder durch verschiedenen Wasserinhalt in der Zwischenwand sowohl vergrößern als auch verkleinern. Die Konstanthänger nehmen die Differenzen zwischen dem jeweils tatsächlichen Zwischenwandgewicht und dem Zwischenwandgewicht, für das sie ausgelegt sind, nicht auf, sondern diese Gewichtsdifferenzen führen zu mechanischen Spannungen an den Verbindungsstellen zwischen der Zwischenwand und der Brennkammerwand, wo sie zu Beschädigungen sowohl der Brennkammerwand als auch der Zwischenwand führen können.
  • Der Erfindung Uiegt die Aufgabe zugrunde, solche durch Veränderungen des Gewichts der Zwischenwand hervorgerufenen mechanischen Spannungen an den Verbindungsstellen zwischen der Brennkammerwand und der Zwischenwand zu vermeiden.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Dampferzeuger der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenwandträger an den Querträgern in seiner Längsrichtung beweglich gehaltert ist und daß an den Querträgern Tragbänder angebracht sind, die mit ihren Oberenden außen an der Brennkammerwand befestigt sind.
  • Hierdurch wird erreicht, daß Differenzen des Ist-Gewichts der Zwischenwand zu einem vorgegebenen Ausgangsgewicht über die Querträger und die Tragbänder auf die Brennkammerwand übertragen werden und nicht von den Verbindungs-stellen der Brennkammerwand mit der Zwischenwand aufgenommen werden müssen. Dadurch können auch Änderungen des Gewichts der Zwischenwand keine mechanischen Spannungen an diesen Verbindungsstellen hervorrufen.
  • Eine gleichmäßige Verteilung des Zwischenwandgewichts auf die Brennkammerwand wird erzielt, wenn in vorteilhafter Weise die Längen und/oder die Querschnitte der Tragbänder eines jeden Querträgers so aufeinander abgestimmt sind, daß jedes Tragband mit seinem Oberende wenigstens annähernd das gleiche Gewicht auf die-Brennkammerwand überträgt.
  • Es ist günstig, wenn an den Querträgern mehr als zwei Tragbänder über die Länge des jeweiligen Querträgers verteilt angebracht sind. Dadurch werden die durch das Gewicht der Zwischenwand hervorgerufenen Kräfte auf mehrere Stellen der Brennkammerwand verteilt.
  • Die Erfindung und ihre Vorteile seien anhand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert:
    • Fig. 1 zeigt die Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Durchlaufdampferzeugers,
    • Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch den Durchlaufdampferzeuger nach Fig. 1.
    • Fig. 3 zeigt die Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Durchlaufdampferzeugers,
    • Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch den Durchlaufdampferzeuger nach Fig. 3.
  • Die Durchlaufdampferzeuger nach den Fig. 1 bis 4 weisen eine Brennkammer mit einer Membranwand als Brennkammerwand auf, die aus an den Flossen miteinander verschweißten Flossenrohren aufgebaut ist und die an einem nicht-dargestellen äußeren Dampferzeugergerüst hängt. Ein oberer Teil 2 der Brennkammerwand ist senkrecht berohrt, ein unterer Teil 3 dieser Brennkammerwand ist schräg berohrt. Innerhalb der Brennkammer befindet sich im vom unteren Teil 3 der Brennkammerwand gebildeten, schräg berohrten Brennkammerteil eine Zwischenwand 4, die zwei mit Abstand voneinander angeordnete, ebenfalls als Membranwand aus miteinander verschweißten Flossenrohren ausgebildete Rohrwände 4a und 4b aufweist. Beide Rohrwände 4a und 4b sind an ihren Ober- und Unterkanten unter Ausbildung eines Zwischenraumes zwischen den beiden Rohrwänden 4a und 4b miteinander verbunden.
  • Die Zwischenwand 4 mit ihren Rohrwänden 4a und 4b ist mit dem schräg berohrten Teil 3 der Brennkammerwand verbunden. Sie hängt an einem Zwischenwandträger 5, der in einem Querschnitt der Brennkammer zwischen den beiden Rohrwänden 4a und 4b befindlich angeordnet ist. Auf der Außenseite der Brennkammer ruht dieser Zwischenwandträger mit jedem seiner beiden Enden über ein aus einem Kugellager 6 bestehenden Roll-Lager auf der Mitte eines Querträgers 7, der sich außerhalb der Brennkammer auf der Außenseite der Brennkammerwand befindet und der quer zum Zwischenwandträger 5 angeordnet ist.
  • Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 sind an der Außenseite der Brennkammerwand vertikale Zugbänder 8 aus Stahl angebracht, die mit ihrem Oberende am Teil 2 der Brennkammerwand mit Senkrechtberohrung und an einer Vielzahl von Stellen am Teil 3 der Brennkammerwand.mit Schrägberohrung festgeschweißt sind. An den Querträgern 7 sind auf der Oberseite gleichmäßig über die Länge der Querträger 7 verteilt beiderseits der Mitte der Querträger 7 jeweils drei vertikal gerichtete Tragbänder 9 aus Stahl angebracht, die mit ihren Oberenden jeweils an einem Zugband 8 festgeschweißt sind.
  • Die Tragbänder 9 haben alle gleiche Ausgangslänge, ihr Querschnitt ist jedoch um so geringer, je näher sie sich an der Mitte der Querträger 7 befinden.
  • Für die Dehnung der Tragbänder 9 durch das Gewicht der Zwischenwand 4 gilt das Hookesche.Gesetz AL = P·α·L/F, in dem ΔL die Längendifferenz, 1/α der Elastizitätsmodul, L die Ausgangslänge und F der Ausgangsquerschnitt des jeweiligen Tragbandes 9 sind und P die an diesem Tragband 9 angreifende, vom Gewicht der Zwischenwand 4 ausgehende Zugkraft bedeuten. Unter dem Gewicht der in der Mitte der Querträger 7 ruhenden Last.der Zwischenwand 4 biegen sich die Querträger 7 nach unten durch. Da die Ausgangslänge L für alle Tragbänder 9 gleich ist, sind die Querschnitte F der einzelnen jeweils an einem Querträger 7 befindlichen Tragbänder 9 so einander angepaßt, daß die der Durchbiegung der Querträger 7 entsprechenden Längendifferenzen Δ L der einzelnen Tragbänder 9 gleichen vom Gewicht der Zwischenwand 4 verursachten Zugkräften P in allen Tragbändern 9 entsprechen. Dies bedeutet, daß jedes der sechs an jedem Querträger 7 befindlichen Tragbänder 9 die gleiche durch das Gewicht der Zwischenwand 4 hervorgerufene Belastungskraft P in den Teil 2 der Brennkammerwand mit Senkrechtberohrung überträgt, d. h. die Brennkammerwand wird durch das Gewicht der Zwischenwand 4 gleichmäßig belastet. Gewichtsveränderungen der Zwischenwand 4 werden ebenfalls gleichmäßig auf die Brennkammerwand übertragen. Sie führen zu keinen mechanischen Spannungen an den Verbindungsstellen zwischen der Brennkammerwand und der Zwischenwand 4.
  • In der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Durchlaufdampferzeugers nach den Fig. 3 und 4 sind ebenfalls jeweils sechs vertikale Tragbänder 9 aus Stahl über die Länge der Querträger 7 gleichmäßig verteilt auf deren Oberseite angebracht. Die Tragbänder 9, von denen sich jeweils drei beiderseits der Mitte der Querträger 7 befinden, haben hier alle gleichen Querschnitt F und sind unmittelbar mit ihrem Oberende auf der Außenseite z. T. des senkrecht berohrten Teiles 2, z. T. des schräg berohrten Teiles 3 der Brennkammerwand angeschweißt. Die Ausgangslänge der Tragbänder 9 ist um so größer, je näher sie sich an der Mitte der Querträger 7 befinden.
  • Da alle Tragbänder 9 hier gleichen Querschnitt F haben, sind ihre Längen L so aufeinander abgestimmt, daß die Längendifferenzen AL der einzelnen Tragbänder 9, die der Durchbiegung der Querträger.7 durch die Last der Zwischenwand 4 entsprechen, für alle Tragbänder 9 nach dem Hookschen Gesetz der gleichen durch das Gewicht der Zwischenwand 4 hervorgerufenen Zugkraft P entsprechen. Dadurch ist ebenfalls gewährleistet, daß das Gewicht der Zwischenwand 4 und auch Änderungen dieses Gewichtes durch die Tragbänder 9 gleichmäßig auf die Brennkammerwand des Durchlaufdampferzeugers übertragen werden und nicht zu mechanischen Spannungen an den Verbindungsstellen zwischen der Brennkammerwand und der Zwischenwand 4 führen.

Claims (7)

1. Dampferzeuger, insbesondere Durchlaufdampferzeuger, mit einer Brennkammer, die eine durch miteinander verschweißte Rohre gebildete Brennkammerwand hat und in der sich eine Zwischenwand befindet, die an einem im einem Brennkammerquerschnitt angeordneten Zwischenwandträger hängt, dem an seinen Enden auf der Außenseite der Brennkammerwand je ein Querträger zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Zwischenwandträger (5) an den Querträgern (7) in seiner Längsrichtung beweglich gehaltert ist und daß an den Querträgern (7) Tragbänder (9) angebracht sind, die mit ihren Oberenden außen an der Brennkammerwand (2; 3) befestigt sind.
2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Längen und/oder die Querschnitte der Tragbänder (9) eines jeden Querträgers (7) so aufeinander abgestimmt sind, daß jedes Tragband (9) mit seinem Oberende wenigstens annähernd das gleiche Gewicht auf die Brennkammerwand (2; 3) überträgt.
3. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß an den Querträgern (7) mehr als zwei Tragbänder (9) über die Länge des jeweiligen Querträgers (7) verteilt angebracht sind.
4. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Tragbänder (9) mit ihren Oberenden jeweils mit einem Zugband (8) verschweißt sind, das an der Außenseite der Brennkammerwand (2; 3) befestigt ist.
5. Dampferzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Querschnitt der Tragbänder (9) um so geringer ist, je näher sie sich an der Mitte des jeweiligen Querträgers (7) befinden.
6. Dampferzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge der Tragbänder (9) um so größer ist, je näher sie sich an der Mitte des jeweiligen Querträgers (7) befinden.
7. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Zwischenwandträger (5) über ein Roll-Lager (6) auf den Querträgern (7) aufliegt.
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