EP0977964A1 - Continuous-flow steam generator and method for starting same - Google Patents

Continuous-flow steam generator and method for starting same

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EP0977964A1
EP0977964A1 EP98931919A EP98931919A EP0977964A1 EP 0977964 A1 EP0977964 A1 EP 0977964A1 EP 98931919 A EP98931919 A EP 98931919A EP 98931919 A EP98931919 A EP 98931919A EP 0977964 A1 EP0977964 A1 EP 0977964A1
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EP
European Patent Office
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steam generator
heating surface
continuous
gas
tubes
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EP98931919A
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Eberhard Wittchow
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Siemens AG
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B29/00Steam boilers of forced-flow type
    • F22B29/06Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
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    • F22B29/06Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • F22B29/061Construction of tube walls
    • F22B29/062Construction of tube walls involving vertically-disposed water tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00Control systems for steam boilers
    • F22B35/06Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type
    • F22B35/14Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type during the starting-up periods, i.e. during the periods between the lighting of the furnaces and the attainment of the normal operating temperature of the steam boilers

Definitions

  • the invention relates to a once-through steam generator according to the preamble of claim 1.
  • a steam generator is known from EP 0 308 728 AI.
  • a continuous steam generator In a once-through steam generator, the heating of a number of evaporator tubes, which together form the gas-tight peripheral wall of a combustion chamber, leads to complete evaporation of the flow medium in the evaporator tubes in one pass. After its evaporation, the flow medium - usually water - is fed to the superheater tubes connected downstream of the evaporator tubes and overheated there.
  • a high live steam pressure favors high thermal efficiency and thus low C0 2 emissions from a fossil-fired power plant.
  • Such a continuous steam generator can be designed as a single-pass or double-pass design.
  • steam generator pipes are usually welded together in a gas-tight manner to form the peripheral wall of a single gas train, the gas train being arranged vertically.
  • the steam generator tubes forming the peripheral wall of the gas train generally include both evaporator tubes and superheater tubes connected downstream of these on the fluid side.
  • a combustion chamber with a number of burners for fossil fuel is usually provided in a lower area of the gas train.
  • steam generator pipes are usually also welded to one another in a gas-tight manner to form the peripheral wall of a vertically arranged first gas train.
  • the first gas flue is followed by a second vertically arranged gas flue on the hot gas side via a horizontal gas flue, the peripheral wall of which is also formed by steam generator tubes and through which the heating gas usually flows from top to bottom.
  • a continuous steam generator in a two-pass design usually has a lower overall height in comparison to a pass-through steam generator in a pull-in type and differs from this in a number of design parameters.
  • the steam generator pipes forming the peripheral wall of the first gas train are usually designed as evaporator pipes, whereas steam generator pipes designed as superheater pipes are part of the peripheral wall of the second gas train and / or part of a wall heating surface of the horizontal gas train.
  • the steam generator pipes assigned to the horizontal gas train and the second gas train are usually connected downstream of the steam generator pipes assigned to the first gas train on the flow medium side.
  • the steam generator tubes assigned to the first gas train open out on the output side into an outlet collector common to them, which is followed by an inlet collector for the steam generator tubes assigned to the second gas train via a water-steam separation device and a number of heating surfaces arranged in the horizontal gas train.
  • a number of steam generator tubes connected in parallel for the flow of a flow medium are connected to one another to form an evaporator heating surface which is part of a peripheral wall of the first gas flue.
  • the steam generator tubes forming the evaporator heating surface open out on the output side into a common outlet manifold, which is lower than the bottom edge of the horizontal throttle cable.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a two-pass steam generator which has a particularly long service life even with frequent start-up processes.
  • a particularly favorable method for starting up such a once-through steam generator is to be specified.
  • a bulkhead heating surface is connected directly downstream of the outlet header on the flow medium side.
  • the bulkhead heating surface is to be understood as a number of steam generator tubes connected in parallel for the flow of the flow medium and opening into a common inlet and a common outlet header, the steam generator tubes lying close together in one plane and thus forming a number of plate-like heating surfaces. which are suspended within the throttle cable.
  • the invention is based on the consideration that for a particularly long service life of the once-through steam generator, the thermal stresses between the peripheral wall of the first throttle cable and the walls of the horizontal throttle cable should be kept particularly low, even with frequent starting operations.
  • the temperature differences between the steam generator tubes, which are filled with cold feed water and assigned to the first gas flue immediately before the burners are ignited, and the walls of the horizontal gas flue, which are still comparatively hot during a warm start, should be kept particularly low.
  • the outlet header of the steam generator tubes assigned to the first gas flue is arranged at a height such that direct contact of the steam generator tubes filled with cold feed water before starting is avoided with the walls of the horizontal gas flue that are still hot during a warm start.
  • the heating surfaces provided for steam generation are dimensioned particularly large during the start-up.
  • the bulkhead heating surface is connected downstream of the steam generator tubes forming the evaporator heating surface as an additional heating surface provided for steam generation.
  • the bulkhead heating surface is expediently in a room area within the first gas flue above that in the first Throttle cable provided combustion chamber.
  • the bulkhead heating surface is thus arranged in a particularly heated area when the continuous steam generator is started up and contributes to a particularly high degree to the steam generation.
  • a large amount of steam is generated, which contributes to a particularly effective cooling of the steam generator pipes which are arranged downstream of the steam generator pipes and are designed as superheater pipes.
  • an advantageous embodiment of the evaporator tubes through which the evaporating flow medium flows and which is separated from the superheater tubes through which evaporated flow medium flows is connected downstream of the bulkhead heating surface on the flow side.
  • a steam-side outlet of the water-steam separating device is connected to an inlet header for a number of further steam generator tubes provided as superheater tubes, these steam generator tubes forming the upper part of the peripheral wall of the first gas flue, and this inlet header in one compared to Lower edge of the horizontal throttle cable is arranged at a lower height.
  • the above-mentioned object is achieved in that after the onset of water ejection from the steam generator tubes forming the evaporator heating surface, the flow medium throughput thereof is temporarily reduced.
  • the water output should therefore be kept particularly low.
  • This is achievable for the continuous steam generator shown above by first filling the steam generator tubes assigned to the peripheral wall of the first gas flue with undamped flow medium up to a height of the outlet collector connected downstream of them before igniting the burners. Excess unevaporated flow medium or water can be passed directly to the water-steam separating device bypassing the bulkhead heating surface via a bypass valve. When the burners are ignited, an initial mass flow of flow medium or feed water is initially supplied to the steam generator tubes designed as evaporator tubes. The flow medium partially evaporates in the steam generator tubes opening into the outlet header, the non-evaporated flow medium reaching the bulkhead heating surface downstream of the outlet header. Since this is also designed as an evaporator heating surface and is therefore filled with undevaporated flow medium c ⁇ c ⁇ to to P> P 1 c ⁇ O C ⁇ o C ⁇ o C ⁇
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  • FIG. 2 shows a section of a peripheral wall of the once-through steam generator according to FIG. 1, and
  • FIG. 3 shows an inlet header and an outlet header of the once-through steam generator according to FIG. 1.
  • the continuous steam generator 1 comprises a number of burners 2 for a fossil fuel, which are shown schematically in FIG. 1 on the basis of their main axes.
  • the burners 2 are arranged in a combustion chamber 4, which is formed by a lower part of the peripheral wall 6 of a vertically arranged first gas flue 8.
  • the surrounding wall 6 merges into a funnel-shaped base 10 at the lower end of the first throttle cable 8 formed by it.
  • the continuous steam generator 1 according to FIG. 1 is of the two-pass design.
  • a second gas train 14 is connected downstream of the first gas train 8 for heating gas resulting from the combustion of the fossil fuel via a horizontal gas train 12.
  • the second throttle cable 14 is also arranged vertically.
  • the surrounding wall 6 of the first throttle cable 8 is constructed from steam generator tubes 16, 17, which are connected to one another in a gas-tight manner on their longitudinal sides, for example welded.
  • the surrounding wall 18 of the second throttle cable 14 is also made of steam LO o to ro P>P>

Abstract

The invention relates to a continuous-flow steam generator (1) designed in a two-pass construction style. A second gas pass (14) is connected downstream from a first gas pass (8) on the side of the heating gas via a horizontal gas pass (12). In a steam generator (1) of this kind, which should have a particularly long service life even if it is frequently started, a number of parallel-connected steam generating pipes (16) for a fluid medium to flow through are interconnected giving an evaporator heating surface (22) which is part of an encompassing wall (6) of the first gas pass (8). The steam-generating pipes (16) forming the evaporator heating surface (22) discharge on the output side into a common outlet collector (24) which is fitted at low height in relation to an under edge (44) of the horizontal gas pass (12). A bulkhead heating surface (26) is connected downstream from the outlet collector (24), on the side of the fluid medium.

Description

Beschreibungdescription
Durchlaufdampferzeuger und Verfahren zum Anfahren eines DurchlaufdampferzeugersContinuous steam generator and method for starting up a continuous steam generator
Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchlaufdampferzeuger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Dampferzeuger ist aus der EP 0 308 728 AI bekannt.The invention relates to a once-through steam generator according to the preamble of claim 1. Such a steam generator is known from EP 0 308 728 AI.
In einem Durchlaufdampferzeuger führt die Beheizung einer Anzahl von Verdampferrohren, die zusammen die gasdichte Umfassungswand einer Brennkammer bilden, zu einer vollständigen Verdampfung des Strömungsmediums in den Verdampferrohren in einem Durchgang. Das Strömungsmedium - üblicherweise Wasser - wird nach seiner Verdampfung den Verdampferrohren nachgeschalteten Überhitzerrohren zugeführt und dort überhitzt. Ein Durchlaufdampferzeuger unterliegt im Gegensatz zu einem Naturumlaufdampferzeuger keiner Druckbegrenzung, so daß Frischdampfdrücke weit über dem kritischen Druck von Wasser (pkrit = 221 bar) - wo es nur noch einen geringen Dichteunterschied gibt zwischen flüssigkeitsähnlichem und dampfähnlichem Medium - möglich sind. Ein hoher Frischdampfdruck begünstigt einen hohen thermischen Wirkungsgrad und somit niedrige C02-Emis- sionen eines fossil beheizten Kraftwerks.In a once-through steam generator, the heating of a number of evaporator tubes, which together form the gas-tight peripheral wall of a combustion chamber, leads to complete evaporation of the flow medium in the evaporator tubes in one pass. After its evaporation, the flow medium - usually water - is fed to the superheater tubes connected downstream of the evaporator tubes and overheated there. In contrast to a natural circulation steam generator, a continuous steam generator is not subject to any pressure limitation, so that fresh steam pressures well above the critical pressure of water (p crit = 221 bar) - where there is only a slight difference in density between liquid-like and steam-like medium - are possible. A high live steam pressure favors high thermal efficiency and thus low C0 2 emissions from a fossil-fired power plant.
Ein derartiger Durchlaufdampferzeuger kann in Einzugbauart oder auch in Zweizugbauart ausgeführt sein. Bei einem Durchlaufdampferzeuger in Einzugbauart sind üblicherweise Dampferzeugerrohre zur Bildung der Umfassungswand eines einzigen Gaszuges gasdicht miteinander verschweißt, wobei der Gaszug vertikal angeordnet ist. Die die Umfassungswand des Gaszuges bildenden Dampferzeugerrohre umfassen dabei in der Regel sowohl Verdampferrohre als auch diesen strömungsmittelseitig nachgeschaltete Uberhitzerrohre. In einem unteren Raumbereich des Gaszuges ist üblicherweise eine Brennkammer mit einer Anzahl von Brennern für fossilen Brennstoff vorgesehen. Bei einem Durchlaufdampferzeuger in Zweizugbauart sind üblicherweise ebenfalls Dampferzeugerrohre zur Bildung der Umfassungswand eines vertikal angeordneten ersten Gaszuges gasdicht miteinander verschweißt. Bei dieser Bauart ist dem er- sten Gaszug jedoch heizgasseitig über einen Horizontalgaszug ein zweiter vertikal angeordneter Gaszug nachgeschaltet, dessen Umfassungswand ebenfalls von Dampferzeugerrohren gebildet ist, und der vom Heizgas üblicherweise von oben nach unten durchströmt wird. Ein Durchlaufdampferzeuger in Zweizugbauart weist im Vergleich zu einem Durchlaufdampferzeuger in Einzugbauart üblicherweise eine niedrigere Bauhöhe auf und unterscheidet sich von diesem in einer Anzahl von Auslegungsparametern.Such a continuous steam generator can be designed as a single-pass or double-pass design. In the case of a continuous-type steam generator of the draft type, steam generator pipes are usually welded together in a gas-tight manner to form the peripheral wall of a single gas train, the gas train being arranged vertically. The steam generator tubes forming the peripheral wall of the gas train generally include both evaporator tubes and superheater tubes connected downstream of these on the fluid side. A combustion chamber with a number of burners for fossil fuel is usually provided in a lower area of the gas train. In the case of a continuous steam generator of two-pass design, steam generator pipes are usually also welded to one another in a gas-tight manner to form the peripheral wall of a vertically arranged first gas train. In this design, however, the first gas flue is followed by a second vertically arranged gas flue on the hot gas side via a horizontal gas flue, the peripheral wall of which is also formed by steam generator tubes and through which the heating gas usually flows from top to bottom. A continuous steam generator in a two-pass design usually has a lower overall height in comparison to a pass-through steam generator in a pull-in type and differs from this in a number of design parameters.
Bei einem Durchlaufdampferzeuger in Zweizugbauart sind die die Umfassungswand des ersten Gaszuges bildenden Dampferzeugerrohre üblicherweise als Verdampferrohre ausgelegt, wohingegen als Überhitzerrohre ausgelegte Dampferzeugerrohre Teil der Umfassungswand des zweiten Gaszuges und/oder Teil einer Wandheizfläche des Horizontalgaszuges sind. Mit anderen Worten: die dem Horizontalgaszug und die dem zweiten Gaszug zugeordneten Dampferzeugerrohre sind den dem ersten Gaszug zugeordneten Dampferzeugerrohren strö ungsmediumsseitig üblicherweise nachgeschaltet. Dazu münden die dem ersten Gaszug zugeordneten Dampferzeugerrohre ausgangsseitig in einen ihnen gemeinsamen Austrittssammler, dem über eine Wasser-Dampf- Trenneinrichtung und über eine Anzahl von im Horizontalgaszug angeordneten Heizflächen ein Eintrittssammler für die dem zweiten Gaszug zugeordneten Dampferzeugerrohre nachgeschaltet ist.In a continuous-flow steam generator of two-pass design, the steam generator pipes forming the peripheral wall of the first gas train are usually designed as evaporator pipes, whereas steam generator pipes designed as superheater pipes are part of the peripheral wall of the second gas train and / or part of a wall heating surface of the horizontal gas train. In other words: the steam generator pipes assigned to the horizontal gas train and the second gas train are usually connected downstream of the steam generator pipes assigned to the first gas train on the flow medium side. For this purpose, the steam generator tubes assigned to the first gas train open out on the output side into an outlet collector common to them, which is followed by an inlet collector for the steam generator tubes assigned to the second gas train via a water-steam separation device and a number of heating surfaces arranged in the horizontal gas train.
Bei dem aus der EP 0 308 728 AI bekannten Durchlaufdampferzeuger sind eine Anzahl von für die Durchströmung eines Strömungsmediums parallel geschalteten Dampferzeugerrohren mit- einander zu einer Verdampferheizfläche verbunden, die Teil einer Umfassungswand des ersten Gaszuges ist. Dabei münden die die Verdampferheizfläche bildenden Dampferzeugerrohre ausgangsseitig in einen ihnen gemeinsamen, in einer im Vergleich zu einer Unterkante des Horizontalgaszuges niedrigeren Höhe angeordneten Austrittssammler.In the continuous steam generator known from EP 0 308 728 A1, a number of steam generator tubes connected in parallel for the flow of a flow medium are connected to one another to form an evaporator heating surface which is part of a peripheral wall of the first gas flue. The steam generator tubes forming the evaporator heating surface open out on the output side into a common outlet manifold, which is lower than the bottom edge of the horizontal throttle cable.
Bei einer derartigen Anordnung können, insbesondere beim auch als Warmstart bezeichneten Anfahren nach einer vergleichsweise kurzen Stillstandszeit vor dem Zünden der Brenner, beim Füllen von Dampferzeugerrohren des noch warmen Durchlaufdampferzeugers mit kaltem Speisewasser erhebliche Temperatur- differenzen zwischen den dem ersten Gaszug zugeordnetenWith such an arrangement, especially when starting up also referred to as a warm start after a comparatively short downtime before igniting the burners, when filling steam generator tubes of the still-hot continuous steam generator with cold feed water, considerable temperature differences between those assigned to the first gas flue can occur
Dampferzeugerrohren und einer Umfassungswand des Horizontalzuges zugeordneten Dampferzeugerrohren auftreten. Derartige Temperaturdifferenzen können insbesondere an einer Verbindungsstelle, an der eine Umfassungswand des ersten Gaszuges mit einer Wand des Horizontalzuges verschweißt ist, unzulässige Wärmespannungen hervorrufen. Aufgrund derartiger Wärmespannungen ist, insbesondere bei häufigen Anfahrvorgängen, die Lebensdauer eines derartigen Durchlaufdampferzeugers infolge hoher Wechselbeanspruchung nur begrenzt. Die Wärmespan- nungen treten dabei in besonderem Maße nach einem nur kurzen Stillstand des Durchlaufdampferzeugers, also beispielsweise nach einem Nachtstillstand, auf, da dann der Durchlaufdampf- erzeuger üblicherweise noch eine im Vergleich zur Temperatur des Speisewassers erhöhte Temperatur aufweist.Steam generator tubes and a peripheral wall of the horizontal train associated steam generator tubes occur. Such temperature differences can cause inadmissible thermal stresses in particular at a connection point at which a peripheral wall of the first throttle cable is welded to a wall of the horizontal cable. Due to such thermal stresses, especially in the case of frequent start-up processes, the service life of such a continuous steam generator is only limited as a result of high alternating stresses. The thermal voltages occur to a particular extent after the continuous steam generator has only come to a brief standstill, that is to say, for example, after a night standstill, since the continuous steam generator then usually has a higher temperature than the feed water temperature.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen in Zweizugbauart ausgeführten Durchlaufdampferzeuger anzugeben, der auch bei häufigen Anfahrvorgängen eine besonders lange Lebensdauer aufweist. Zudem soll ein besonders günstiges Ver- fahren zum Anfahren eines derartigen Durchlaufdampferzeugers angegeben werden.The invention is therefore based on the object of specifying a two-pass steam generator which has a particularly long service life even with frequent start-up processes. In addition, a particularly favorable method for starting up such a once-through steam generator is to be specified.
Bezüglich eines Durchlaufdampferzeugers der obengenannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Austrittssammler strömungsmediumsseitig eine Schottheizfläche unmittelbar nachgeschaltet ist. Unter Schottheizfläche ist dabei eine Anzahl von für den Durchfluß des Strömungsmediums parallel geschalteten, in einen gemeinsamen Eintritts- und in einen gemeinsamen Austrittssammler mündenden Dampferzeugerrohren zu verstehen, wo- bei die Dampferzeugerrohre dicht nebeneinander in einer Ebene liegen und somit eine Anzahl von plattenartigen Heizflächen bilden, die innerhalb des Gaszuges aufgehängt sind.With regard to a once-through steam generator of the type mentioned above, this object is achieved according to the invention in that a bulkhead heating surface is connected directly downstream of the outlet header on the flow medium side. The bulkhead heating surface is to be understood as a number of steam generator tubes connected in parallel for the flow of the flow medium and opening into a common inlet and a common outlet header, the steam generator tubes lying close together in one plane and thus forming a number of plate-like heating surfaces. which are suspended within the throttle cable.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß für eine besonders lange Lebensdauer des Durchlaufdampferzeugers auch bei häufigen Anfahrvorgängen die WärmeSpannungen zwischen der Umfassungswand des ersten Gaszuges und den Wänden des Horizontalgaszuges besonders gering gehalten sein sollten. Dazu sollten die Temperaturdifferenzen zwischen den unmittelbar vor dem Zünden der Brenner mit kaltem Speisewasser gefüllten, dem ersten Gaszug zugeordneten Dampferzeugerrohren und den bei einem Warmstart noch vergleichsweise heißen Wänden des Horizontalgaszuges besonders gering gehalten sein.The invention is based on the consideration that for a particularly long service life of the once-through steam generator, the thermal stresses between the peripheral wall of the first throttle cable and the walls of the horizontal throttle cable should be kept particularly low, even with frequent starting operations. For this purpose, the temperature differences between the steam generator tubes, which are filled with cold feed water and assigned to the first gas flue immediately before the burners are ignited, and the walls of the horizontal gas flue, which are still comparatively hot during a warm start, should be kept particularly low.
Dazu ist einerseits der Austrittssammler der dem ersten Gaszug zugeordneten Dampferzeugerrohre in einer derart bemessenen Höhe angeordnet, daß ein unmittelbarer Kontakt der vor dem Anfahren mit kaltem Speisewasser gefüllten Dampferzeugerrohre mit den bei einem Warmstart noch heißen Wänden des Ho- rizontalgaszuges vermieden ist. Andererseits sind für eine besonders effektive Kühlung der dem Horizontalgaszug zugeordneten Dampferzeugerrohren bereits während des Anfahrens die zur Dampferzeugung vorgesehenen Heizflächen besonders groß dimensioniert. Dazu ist den die Verdampferheizfläche bilden- den Dampferzeugerrohren als zusätzliche zur Dampferzeugung vorgesehene Heizfläche die Schottheizfläche nachgeschaltet.For this purpose, on the one hand the outlet header of the steam generator tubes assigned to the first gas flue is arranged at a height such that direct contact of the steam generator tubes filled with cold feed water before starting is avoided with the walls of the horizontal gas flue that are still hot during a warm start. On the other hand, for a particularly effective cooling of the steam generator tubes assigned to the horizontal gas flue, the heating surfaces provided for steam generation are dimensioned particularly large during the start-up. For this purpose, the bulkhead heating surface is connected downstream of the steam generator tubes forming the evaporator heating surface as an additional heating surface provided for steam generation.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Zweckmäßigerweise ist die Schottheizfläche in einem Raumbereich innerhalb des ersten Gaszuges oberhalb der im ersten Gaszug vorgesehenen Brennkammer angeordnet. Die Schottheizfläche ist somit in einem auch beim Anfahren des Durchlaufdampferzeugers besonders stark beheizten Raumbereich angeordnet und trägt in besonders hohem Maße zur Dampferzeugung bei. Somit wird auch beim Anfahren des Durchlaufdampferzeugers bereits eine große Dampfmenge erzeugt, die zu einer besonders effektiven Kühlung der den als Verdampferrohren vorgesehenen Dampferzeugerrohren nachgeschalteten, als Überhitzerrohre ausgelegten Dampferzeugerrohren beiträgt.The bulkhead heating surface is expediently in a room area within the first gas flue above that in the first Throttle cable provided combustion chamber. The bulkhead heating surface is thus arranged in a particularly heated area when the continuous steam generator is started up and contributes to a particularly high degree to the steam generation. Thus, even when the continuous steam generator is started up, a large amount of steam is generated, which contributes to a particularly effective cooling of the steam generator pipes which are arranged downstream of the steam generator pipes and are designed as superheater pipes.
Für besonders geringe Wärmespannungen zwischen den Wandheizflächen des ersten Gaszuges und den Wandheizflächen des Horizontalgaszuges ist in einem Raumbereich oberhalb der im ersten Gaszug angeordneten Brenner und unterhalb der Unterkante des Gaszuges vorteilhafterweise eine annähernd waagerechte Trennlinie zwischen beim Anfahren mit Wasser gefüllten und beim Anfahren mit Dampf gefüllten Dampferzeugerrohren vorgesehen. Diese Trennlinie kann konstruktiv derart ausgebildet sein, daß die an dieser Stelle auftretenden Wärmespannungen besonders gering gehalten sind. Ein Zusammentreffen von beim Anfahren stark unterschiedlich gekühlten Heizflächen im Übergangsbereich vom ersten Gaszug auf den Horizontalgaszug ist somit sicher vermieden.For particularly low thermal stresses between the wall heating surfaces of the first gas train and the wall heating surfaces of the horizontal gas train, in an area above the burners arranged in the first gas train and below the lower edge of the gas train, there is advantageously an approximately horizontal dividing line between steam generator pipes filled with water when starting up and steam filled when starting up intended. This dividing line can be designed such that the thermal stresses occurring at this point are kept particularly low. A coincidence of differently cooled heating surfaces in the transition area from the first accelerator cable to the horizontal accelerator cable is thus reliably avoided.
Dazu ist eine während des Betriebs die von verdampfendem Strömungsmedium durchströmten Verdampferrohre von den von verdampftem Strömungsmedium durchströmten Überhitzerrohren entkoppelnde Wasser-Dampf-Trennvorrichtung in vorteilhafter Ausgestaltung strömungsmittelseitig der Schottheizfläche nachgeschaltet. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist ein dampfseitiger Auslaß der Wasser-Dampf-Trennvorrichtung an einen Eintrittssammler für eine Anzahl weiterer, als Überhitzerrohre vorgesehener Dampferzeugerrohre angeschlossen, wobei diese Dampferzeugerrohre den oberen Teil der Umfassungswand des ersten Gaszuges bilden, und wobei dieser Eintrittssammler in einer im Vergleich zur Unterkante des Horizontalgaszuges geringeren Höhe angeordnet ist. Bezüglich des Verfahren zum Anfahren eines derartigen Durchlaufdampferzeugers in Zweizugbauart wird die genannte Aufgabe gelöst, indem nach dem Einsetzen eines Wasserausstoßes aus den die Verdampferheizfläche bildenden Dampferzeugerrohren deren Strömungsmediumsdurchsatz vorübergehend abgesenkt wird.For this purpose, an advantageous embodiment of the evaporator tubes through which the evaporating flow medium flows and which is separated from the superheater tubes through which evaporated flow medium flows, is connected downstream of the bulkhead heating surface on the flow side. In a further advantageous embodiment, a steam-side outlet of the water-steam separating device is connected to an inlet header for a number of further steam generator tubes provided as superheater tubes, these steam generator tubes forming the upper part of the peripheral wall of the first gas flue, and this inlet header in one compared to Lower edge of the horizontal throttle cable is arranged at a lower height. With regard to the method for starting up such a two-pass continuous-flow steam generator, the above-mentioned object is achieved in that after the onset of water ejection from the steam generator tubes forming the evaporator heating surface, the flow medium throughput thereof is temporarily reduced.
Beim Anfahren eines Durchlaufdampferzeugers wird nämlich ein Teil des in den Verdampferrohren enthaltenen unverdampften Strömungsmediums oder Wassers durch Dampf ersetzt. Dieser Vorgang erfolgt während des Anfahrens und führt zu einem kurzzeitig erhöhten Strömungsmediumsdurchsatz am Austritt der Verdampferrohre, auch als Wasserausstoß bezeichnet. Der Was- serausstoß muß aus dem Durchlaufdampferzeuger üblicherweise abgeführt werden und verursacht daher einen Wärmeverlust für den Durchlaufdampferzeuger.When a continuous steam generator is started up, a part of the undevaporated flow medium or water contained in the evaporator tubes is replaced by steam. This process takes place during start-up and leads to a briefly increased flow medium throughput at the outlet of the evaporator tubes, also known as water output. The water output usually has to be removed from the once-through steam generator and therefore causes heat loss for the once-through steam generator.
Bei einem besonders günstigen Verfahren zum Anfahren eines Durchlaufdampferzeugers sollte daher der Wasserausstoß besonders gering gehalten sein. Dies ist für den oben dargestellten Durchlaufdampferzeuger erreichbar, indem vor dem Zünden der Brenner die der Umfassungswand des ersten Gaszuges zugeordneten Dampferzeugerrohre zunächst bis zu einer Höhe des ihnen nachgeschalteten Austrittssammlers mit unverda pftem Strömungsmedium gefüllt werden. Überschüssiges unverdampftes Strömungsmedium oder Wasser kann dabei unter Umgehung der Schottheizfläche über ein Bypassventil direkt zur Wasser- Dampf-Trennvorrichtung geleitet werden. Mit dem Zünden der Brenner wird den als Verdampferrohre ausgebildeten Dampferzeugerrohren zunächst ein Anfangsmassenstrom an Strömungsmedium oder Speisewasser zugeführt. Das Strömungsmedium verdampft in den in den Austrittssammler mündenden Dampferzeugerrohren teilweise, wobei das nicht verdampfte Strömungsme- dium in die dem Austrittssammler nachgeschaltete Schottheizfläche gelangt. Da diese ebenfalls als Verdampferheizfläche ausgelegt und somit mit unverdampftem Strömungsmedium be- cυ cυ to to P> P1 cπ O Cπ o Cπ o CπIn a particularly favorable method for starting a once-through steam generator, the water output should therefore be kept particularly low. This is achievable for the continuous steam generator shown above by first filling the steam generator tubes assigned to the peripheral wall of the first gas flue with undamped flow medium up to a height of the outlet collector connected downstream of them before igniting the burners. Excess unevaporated flow medium or water can be passed directly to the water-steam separating device bypassing the bulkhead heating surface via a bypass valve. When the burners are ignited, an initial mass flow of flow medium or feed water is initially supplied to the steam generator tubes designed as evaporator tubes. The flow medium partially evaporates in the steam generator tubes opening into the outlet header, the non-evaporated flow medium reaching the bulkhead heating surface downstream of the outlet header. Since this is also designed as an evaporator heating surface and is therefore filled with undevaporated flow medium cυ cυ to to P> P 1 cπ O Cπ o Cπ o Cπ
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigten:An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to a drawing. In it showed:
FIG 1 schematisch einen Durchlaufdampferzeuger in1 schematically shows a once-through steam generator in
Zweizugbauart,Double-pass design,
FIG 2 einen Ausschnitt aus einer Umfassungswand des Durchlaufdampferzeugers nach Figur 1, und2 shows a section of a peripheral wall of the once-through steam generator according to FIG. 1, and
FIG 3 einen Eintrittssammler und einen Austrittssammler des Durchlaufdampferzeugers nach Figur 1.3 shows an inlet header and an outlet header of the once-through steam generator according to FIG. 1.
Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszei- chen versehen.Identical parts are provided with the same reference symbols in all figures.
Der Durchlaufdampferzeuger 1 gemäß Figur 1 umfaßt eine Anzahl von Brennern 2 für einen fossilen Brennstoff, die in Figur 1 anhand ihrer Hauptachsen schematisch dargestellt sind. Die Brenner 2 sind in einer Brennkammer 4 angeordnet, die durch einen unteren Teil der Umfassungswand 6 eines vertikal angeordneten ersten Gaszugs 8 gebildet ist. Die Umfassungswand 6 geht am Unterende des durch sie gebildeten ersten Gaszugs 8 in einen trichterförmigen Boden 10 über.The continuous steam generator 1 according to FIG. 1 comprises a number of burners 2 for a fossil fuel, which are shown schematically in FIG. 1 on the basis of their main axes. The burners 2 are arranged in a combustion chamber 4, which is formed by a lower part of the peripheral wall 6 of a vertically arranged first gas flue 8. The surrounding wall 6 merges into a funnel-shaped base 10 at the lower end of the first throttle cable 8 formed by it.
Der Durchlaufdampferzeuger 1 gemäß Figur 1 ist in Zweizugbauart ausgeführt. Dazu ist dem ersten Gaszug 8 für aus der Verbrennung des fossilen Brennstoffs entstehendes Heizgas über einen Horizontalgaszug 12 ein zweiter Gaszug 14 nachgeschal- tet. Der zweite Gaszug 14 ist dabei ebenfalls vertikal angeordnet .The continuous steam generator 1 according to FIG. 1 is of the two-pass design. For this purpose, a second gas train 14 is connected downstream of the first gas train 8 for heating gas resulting from the combustion of the fossil fuel via a horizontal gas train 12. The second throttle cable 14 is also arranged vertically.
Die Umfassungswand 6 des ersten Gaszugs 8 ist aus Dampferzeugerrohren 16,17 aufgebaut, die an ihren Längsseiten gasdicht miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt, sind. In analoger Bauweise ist die Umfassungswand 18 des zweiten Gaszugs 14 ebenfalls aus nicht näher dargestellten Dampferzeu- LO o to ro P> P>The surrounding wall 6 of the first throttle cable 8 is constructed from steam generator tubes 16, 17, which are connected to one another in a gas-tight manner on their longitudinal sides, for example welded. In an analogous construction, the surrounding wall 18 of the second throttle cable 14 is also made of steam LO o to ro P>P>
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langte unverdampfte Strömungsmedium verdampft dort, so daß der Wasserausstoß des Durchlaufdampferzeugers 1 beim Anfahren und der damit verbundene Wärmeverlust besonders gering ist. reached undevaporated flow medium evaporates there, so that the water output of the once-through steam generator 1 when starting and the associated heat loss is particularly low.

Claims

Patentansprüche claims
1. Durchlaufdampferzeuger (1) mit einem ersten Gaszug (8), dem heizgasseitig über einen Horizontalgaszug (12) ein zwei- ter Gaszug (14) nachgeschaltet ist, wobei eine Anzahl von für die Durchströmung eines Strömungsmediums parallel geschalteten Dampferzeugerrohren (16) miteinander zu einer Verdampferheizfläche (22) verbunden sind, die Teil einer Umfassungswand (6) des ersten Gaszuges (8) ist, und wobei die die Verdam- pferheizflache (22) bildenden Dampferzeugerrohre (16) ausgangsseitig in einen ihnen gemeinsamen, in einer im Vergleich zu einer Unterkante (44) des Horizontalgaszuges (12) niedrigeren Höhe angeordneten Austrittssarαmler (24) münden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß dem Austrittssammler (24) strömungsmediumsseitig eine Schottheizfläche (26) unmittelbar nachgeschaltet ist.1. continuous steam generator (1) with a first gas train (8), which is followed by a second gas train (14) on the hot gas side via a horizontal gas train (12), a number of steam generator pipes (16) connected in parallel for the flow of a flow medium to one another an evaporator heating surface (22), which is part of a peripheral wall (6) of the first gas flue (8), and the evaporator heating surface (22) forming the steam generator tubes (16) on the output side in a common one, in comparison to one Lower edge (44) of the horizontal gas flue (12) of lower height arranged outlet manifolds (24) open, characterized in that the outlet header (24) is connected downstream of a bulkhead heating surface (26) on the flow medium side.
2. Durchlaufdampferzeuger (1) nach Anspruch 1, bei dem die Schottheizfläche (26) in einem Raumbereich (32) innerhalb des ersten Gaszuges (8) oberhalb einer Brennkammer (4) angeordnet ist .2. Continuous steam generator (1) according to claim 1, wherein the bulkhead heating surface (26) is arranged in a space (32) within the first gas flue (8) above a combustion chamber (4).
3. Durchlaufdampferzeuger (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schottheizfläche (26) strömungsmediumsseitig eine Wasser- Dampf-Trennvorrichtung (34) nachgeschaltet ist.3. continuous steam generator (1) according to claim 1 or 2, in which the bulkhead heating surface (26) on the flow medium side is followed by a water-steam separating device (34).
4. Durchlaufdampferzeuger (1) nach Anspruch 3, bei dem ein dampfseitiger Auslaß (36) der Wasser-Dampf-Trennvorrichtung (34) an einen Eintrittssammler (38) für eine Anzahl weiterer, in der Umfassungswand (6) des ersten Gaszugs (8) geführter Dampferzeugerrohre (17) angeschlossen ist, der in einer im Vergleich zur Unterkante (44) des Horizontalgaszuges (12) geringeren Höhe angeordnet ist. 4. continuous steam generator (1) according to claim 3, wherein a steam-side outlet (36) of the water-steam separating device (34) to an inlet header (38) for a number of other, in the peripheral wall (6) of the first throttle cable (8) guided steam generator tubes (17) is connected, which is arranged at a lower height than the lower edge (44) of the horizontal throttle cable (12).
5. Verfahren zum Anfahren eines Durchlaufdampferzeugers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem nach dem Einsetzen eines Wasserausstoßes aus den die Verdampferheizfläche (22) bildenden Dampferzeugerrohren (16) deren Strömungsmediums- durchsatz abgesenkt wird.5. The method for starting a continuous steam generator (1) according to any one of claims 1 to 4, in which after the onset of water discharge from the evaporator heating surface (22) forming the steam generator tubes (16) the flow medium throughput is reduced.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Strömungsmediumsdurchsatz durch die die Verdampferheizfläche (22) bildenden Dampferzeugerrohre (16) nach seiner Absenkung proportional zur Feuerwärmeleistung des Durchlaufdampferzeugers (1) eingestellt wird. 6. The method according to claim 5, wherein the flow medium throughput through the evaporator heating surface (22) forming the steam generator tubes (16) after its lowering is adjusted in proportion to the heat output of the continuous steam generator (1).
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