EP0135664B1

EP0135664B1 - Vertikaler Gaszug für einen Wärmeübertrager

Info

Publication number: EP0135664B1
Application number: EP84105357A
Authority: EP
Inventors: Karl Rees
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Trasformazione Societaria sulzer AG
Priority date: 1983-08-31
Filing date: 1984-05-11
Publication date: 1988-07-27
Also published as: PL248385A1; EP0135664A2; JPS6060403A; JPH0652121B2; EP0135664A3; US4537156A; CA1247949A; DE3473026D1

Description

Die Erfindung betrifft einen vertikalen Gaszug gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist ein solcher Gaszug für einen Dampferzeuger aus der FR-A-1 416 901 bekannt. Der Gaszug weist quadratischen oder achteckigen Querschnitt auf und die horizontale Trichteraustrittsöffnung ist in beiden Fällen quadratisch. Die Wandrohre des Gaszuges sind an der Grenzkante in schräge Trichterwände abgebogen und innerhalb jeweils einer schrägen Trichterwand parallel zueinander geführt. Im Bereich des Zusammenstossens zweier benachbarter schräger Trichterwände sind die Rohre aus diesen Wänden nach aussen herausgebogen, weil sie aus Platzgründen nicht bis zur Trichteraustrittsöffnung geführt werden können. Die aus den schrägen Trichterwänden herausgeführten Rohre sind dann paarweise zusammengegabelt und münden in zum quadratischen Umriss der Trichteraustrittsöffnung parallele Kollektoren.
Die beschriebene Führung der Trichterwandrohre, die aus Platzgründen aus der Trichterwand herausgebogen werden müssen, ist konstruktiv recht kompliziert, und die von dieser Rohrführung betroffenen Partien des Trichters bilden Schwachstellen der Trichterkonstruktion hinsichtlich Belastbarkeit durch Asche und Schlacke.
Bei Gaszügen für Dampferzeuger sehr grosser Abmessungen besteht noch das Problem, dass die Trichteraustrittsöffnung nicht beliebig vergrössert werden kann, wenn diese weiterhin zu den üblichen, im Handel erhältlichen Entsorgungsvorrichtungen passen soll.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einem Gaszug der eingangs genannten Art die Trichterkonstruktion so zu verbessern, dass ein Herausbiegen von Trichterwandrohren zwischen der Grenzkante und der Trichteraustrittsöffnung vermieden wird und dass bei Verwendung des Gaszuges für grosse Dampferzeuger ein Beibehalten der handelsüblichen Einrichtungen zur Entsorgung der sich im Trichter ansammelnden Rückstände möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie deren Vorteile werden in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Darstellung eines Teils eines Gaszuges mit Trichter nach der Erfindung,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Tragstruktur für den Trichter nach Fig. 1,
Fig. 3 ein Detail der Ausführung nach Fig. 1 und 2 und
Fig. 4 eine Ansicht aus Richtung X-X in Fig. 3.

Gemäss Fig. 1 weist ein vertikaler Gaszug 70 die Form eines Prismas mit vierundzwanzig gleichen Seiten auf, das von über Stege 3 dicht miteinander verschweissten, ein Medium führenden und ebenfalls vertikalen Wandrohren 2 gebildet ist. An seinem unteren Ende schliesst sich entlang einer Grenzkante 14 ein Trichter 40 an, dessen Austrittsöffnung 44 eine lang-rechteckige Form aufweist. Der Trichter 40 besteht im wesentlichen aus sechs ebenen Wänden 41, 42 und 43. Die beiden vertikalen Wände 41 begrenzen die kurze Seite der Austrittsöffnung 44, wogegen die beiden schrägen Wände 43 sich entlang der langen Seite der Oeffnung 44 erstrecken. Die beiden schrägen Wände 42 verbinden die Gaszugwand mit je einer vertikalen Wand 41 entlang einer horizontalen Kante 24. Die sechs Wände 41, 42 und 43 sind ebenfalls durch Verlängerungen der Wandrohre 2 und der Stege 3 gebildet, die auch im Trichter 40 dicht mit den Rohren verschweisst sind. Die Rohre sind an der Grenzkante 14 bzw. an der Kante 24, abgebogen. Die Grenzkante 14 weist einen gebrochenen Verlauf auf, der davon abhängig ist, welche Seite des Gaszuges 70 an ihr mit dem Trichter zusammentrifft. Ist die Grenzkante 14 senkrecht zur Längsachse der im Gaszug 70 verlaufenden Wandrohre 2, so bleibt die Rohrteilung in der anschliessenden Wandpartie des Trichters 40 gleich. Je mehr der Winkel zwischen der Grenzkante 14 und der Längsachse der Wandrohre 2 im Gaszug 70 vom rechten Winkel abweicht, umso enger ist die Teilung der in die Trichterwand abgebogenen Rohre 2 in dieser Wandpartie des Trichters 40. Wenn die Rohrteilung in einer Trichterwandpartie kleiner als der Aussendurchmesser der Wandrohre 2 würde, so wird ein Teil der im Gaszug 70 verlaufenden Wandrohre 2 an der Grenzkante 14 ausserhalb des Trichters und zu Kollektoren 45 geführt, wie dies in Fig. 1 an sechs Stellen der Fall ist. In der Ebene der Austrittsöffnung 44 des Trichters 40 sind achtzehn Kollektoren 45' für alle Rohre der beiden schrägen Wände 43 vorgesehen. Für die Rohre der beiden vertikalen Wände 41 sind sechs Kollektoren 45" vorhanden.
Zwischen den beiden vertikalen Wänden 41 verläuft, parallel und symmetrisch zu diesen, eine vertikale ideelle Referenzebene e1 und im rechten Winkel dazu, eine vertikale ideelle Referenzebene e2, die die vertikalen Wände 41 in zwei gleiche Teile teilt. Sämtliche Wandrohre 2 in den beiden schrägen Wänden 43, verlaufen parallel zur Referenzebene e1, wobei die Anzahl Rohre beiderseits dieser Ebene e1 gleich ist. Ebenfalls verlaufen sämtliche Wandrohre 2 in den beiden vertikalen und schrägen Wänden 41 bzw. 42 parallel zur Referenzebene e2, wobei wiederum die Anzahl der Rohre beiderseits dieser Ebene e2 gleich ist.
Etwaige, im Innern des Gaszuges 70 hinunterfallende feste oder flüssige Materialien werden also kontinuierlich vom Trichter 40 zur Austrittsöffnung 44 geführt, über die sie nicht gezeigte Vorrichtungen erreichen, in denen sie dann weiter behandelt werden. Durch die Wandrohre 2 fliesst ein wärmeübertragendes, z. B. -aufnehmendes, Medium.
Bei Gaszügen sehr grossen Querschnitts ist der Trichter 40 mittels einer besonderen Tragstruktur 50 (Fig. 2) verstärkt, die mechanische Belastungen, insbesondere Biegebelastungen der schrägen Wände 43 aufnimmt und damit die Form des Trichters 40 bewahrt. Um Spannungen infolge von unterschiedlichen Wärmedehnungen zwischen dem Gaszug 70 und dem Trichter 40 zu verhindern, ist die Tragstruktur gleitend mit den Trichterwänden verbunden. Die Tragstruktur 50 weist zwei Traggitter 51 auf, von denen jedes aus schrägen Trägern 52 und horizontalen Trägern 53 zusammengesetzt ist. Ausserdem weist die Tragstruktur 50 eine mit den beiden Traggittern 51 am oberen Ende fest verbundenen Tragring 54 sowie mehrere Hilfsträger 55 auf. Die Traggitter 51 verlaufen parallel zu den schrägen Wänden 43 und sind an ihren unteren Enden im Bereich der Austrittsöffnung 44 um je eine Achse 58 schwenkbar gelagert. Der Tragring 54 ist gemäss einer im voraus berechneten Verformbarkeit so dimensioniert, dass er in unbelastetem Zustand die Form einer Ellipse aufweist, deren grosse Achse etwa parallel zur Längsrichtung der Austrittsöffnung 44 verläuft, im Normalbetrieb Kreisform hat und bei sehr starker Belastung, z. B. bei Explosionen im Inneren des Trichters, die Form einer Ellipse annimmt, deren grosse Achse dann senkrecht zur Längsrichtung der Austrittsöffnung 44 liegt. Zur Stützung der vertikalen Wände 41, vor allem gegen Durchbiegung nach aussen, sind die Hilfsträger 55 vorgesehen, die in bekannter Weise mit diesen Wänden so verbunden sind, dass gegenseitige Bewegungsfreiheit in horizontaler Richtung, sowohl bei Belastungen als auch bei Wärmedehnungen, gewährleistet ist. Am Tragring 54 sind über seinen Umfang verteilt vier Pratzen 56 angebracht, von denen jede zwischen zwei vertikalen Leitblechen 57 eines nicht dargestellten Traggerüstes geführt ist. Das Zusammenwirken der Pratzen 56 mit den Leitblechen 57 ermöglicht dem Tragring 54, vertikale Bewegungen und Deformationen entlang zweier Achsen auszuführen, von denen die eine parallel und die andere senkrecht zur Längsrichtung der Austrittsöffnung 44 liegt ; horizontale Verlagerungen des Tragringes 54 werden jedoch verhindert.
Der Gaszug 70 und der Trichter 40 sind mit dem Tragring 54 mittels nicht gezeigter, an sich bekannter Laschensysteme verbunden, die sowohl vertikale Bewegungen des Tragringes 54 wie auch unterschiedliche Wärmedehnungen der miteinander verbundenen Teile zulassen, jedoch grössere Ausschläge des Gaszuges 70, z. B. im Falle eines Erdbebens, verhindern.
Zur Verbindung der Tragstruktur 50 mit dem Trichter 40 in dessem unteren Bereich sind gemäss Fig. 3 und 4 die beiden vertikalen Wände 41 des Trichters 40 zusätzlich zu den Hilfsträgern 55 durch Zugbänder 59 verstärkt, die an den Trichterecken mittels Laschen 59' mit den Traggittern 51 verbunden sind. Die Traggitter 51 sind an ihrem unteren Ende mit Gelenken 58' versehen, die die Schwenkachse 58 enthalten und an zwei horizontalen, parallel zur Längsrichtung der Austrittsöffnung 44 verlaufenden Trägern 46 angebracht sind. Sie können infolgedessen um die zugehörige Achse 58 etwas schwenken, um Wärmedehnungen des Trichters 40 oder Deformationen in diesem infolge innerer Belastung auszugleichen, wobei der Tragring 54, wie bereits erwähnt, sich leicht deformiert. Nahe der Austrittsöffnung 44 sind die vertikalen Wände 41 mittels eines Zugbandes 59" und die beiden schrägen Wände 43 mittels den an ihnen über Verbindungskästen 47 befestigten Trägern 46 zusätzlich verstärkt. Aus Fig. 4 ergibt sich, wie die Wandrohre 2 abgebogen sind, um Platz für die an sich bekannte Laschenverbindung zwischen den Trägern 46 einerseits und den Zugbändern 59" andererseits zu schaffen ; dies gilt auch für die Laschenverbindungen zwischen den Zugbändern 59 und den Traggittern 51.
Die Tragstruktur 50 kann eine vom Trichter 40 sehr unterschiedliche Temperatur aufweisen, was sich aber wegen der beschriebenen Massnahmen zum Ausgleich von unterschiedlichen Wärmedehnungen nicht störend auswirkt. Die Tragstruktur 50 weist auch genügende Flexibilität auf, um durch Deformationen der Wände 51 hervorgerufene mechanischen Belastungen aufzufangen. Die schrägen Wände 42 sind wegen ihrer kleinen Abmessung und ihrer günstigen Formgebung nicht extra verstärkt.

Claims

1. Vertikaler Gaszug für einen Wärmeübertrager, mit am unteren Ende des Gaszuges angeordnetem, eine etwa horizontale Austrittsöffnung für Asche oder dergleichen aufweisendem Trichter, wobei der mindestens fünfeckigen Querschnitt oder zylindrischen Querschnitt aufweisende Gaszug aus miteinander verbundenen, ein Medium führenden und im wesentlichen in der Längsrichtung des Gaszuges verlaufenden, wandbildenden Rohren besteht und auch der Trichter aus miteinander verbundenen, ein Medium führenden und wandbildenden Rohren besteht, wobei entlang einer den Uebergang vom Gaszug zu den schrägen Wänden des Trichters bildenden, sich über den gesamten Umfang des Gaszuges erstreckenden Grenzkante mindestens ein Teil der wandbildenden Rohre des Gaszuges in die schrägen Trichterwände abgebogen sind, in denen die Rohre parallel zueinander geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung des Trichters lang-rechteckige Form hat. dass die beiden kurzen Seiten der Austrittsöffnung des Trichters von den unteren Rändern zweier vertikaler, ebener Trichterwände begrenzt sind, die an ihren oberen Rändern in je eine schräge ebene, an die Grenzkante anstossende Trichterwand übergehen, dass die beiden langen Seiten der Austrittsöffnung des Trichters von den unteren Kanten zweier weiterer, schräger, von der Grenzkante ausgehender Trichterwände begrenzt sind und dass die Rohre des Gaszuges, die wegen zu kleinwerdender Rohrteilung in den Trichterwänden keinen Platz finden würden, ausserhalb des Trichters bleiben und in Kollektoren münden.

2. Gaszug nach Anspruch 1, mit die die beiden langen Seiten der Trichteraustrittsöffnung begrenzenden Trichterwände stützenden Traggittern, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Traggitter um eine etwa horizontale, im Bereich der Austrittsöffnung des Trichters befindliche Achse schwenkbar gelagert ist und dass im Bereich der höchsten Stelle des Trichters ein etwa horizontal und um den Gaszug herum angeordneter Tragring vorgesehen ist, der mit den Traggittern verbunden ist und in Längsrichtung des Gaszuges verschiebbar ist.