PL174280B1

PL174280B1 - Steam generator combustion chamber and method of making same

Info

Publication number: PL174280B1
Application number: PL94303070A
Authority: PL
Inventors: Stephan Amacker
Original assignee: Asea Brown Boveri
Priority date: 1993-04-21
Filing date: 1994-04-20
Publication date: 1998-07-31
Also published as: KR100310641B1; CN1096863A; DE59308581D1; EP0621447A1; DK0621447T3; EP0621447B1; CN1076814C

Abstract

The steam-generator combustion chamber has vertical walls which possess parallel tubes (2) ascending at a low inclination relative to the horizontal. The tubes (2) are welded to one another in a gas-tight manner by means of fins (7). A plurality of vertical supporting bands (3) bearing on the tubes (2) are provided in a manner distributed over the wall width. Each supporting band (3) has in its middle a plurality of long holes (4) which are distributed over its length and in each of which is arranged a connecting element in the form of a sheet-metal strip (5) cut out in a comb-like manner. Each sheet-metal strip is welded on the one hand to the tubes (2) and webs (7) adjacent to it and on the other hand to the supporting band (3). <IMAGE>

Description

Przedmiotem wynalazku jest komora spalania wytwornicy pary, nadającej się do stosowania np. w elektrowniach z turbinami parowymi lub elektrociepłowniach.The present invention relates to a combustion chamber for a steam generator, suitable for use, for example, in power plants with steam turbines or combined heat and power plants.

Znana jest komora wytwornicy pary, której pionowe ściany posiadają rury przebiegające równolegle, płasko wznosząc się względem poziomu, które nad mostkami Iub występami są zespawane gazoszczelnie. W komorze tej istnieje kilka, rozstawionych na szerokości ścian, pionowych, nałożonych na rury pasów nośnych, które są zespawane ze ścianą rurową za pośrednictwem elementów łączących.A steam generator chamber is known, the vertical walls of which have pipes running parallel, rising flat with respect to the horizontal, which are gas-tight welded above the bridges or projections. In this chamber there are several wide-spaced vertical, tubular support straps which are welded to the tubular wall via connecting elements.

W przypadku komory spalania tego typu pasy nośne posiadają płaski prostokątny przekrój, a elementy łączące mają postać wygiętych płaskowników. Połączenie między każdym pasem nośnym i ścianą rurową realizowane jest w ten sposób, że każde dwa zagięte płaskowniki, na wysokości jednej i tej samej rury wzajemnie przeciwległe, obejmują dłuższe krawędzie pasa nośnego i są tym objętym odcinkiem przyspawane do powierzchni zewnętrznej pasa nośnego, zaś każdy inny odcinek wygiętego płaskownikajest zespawany z rurą. Na długości pasa nośnego powtarza się tego typu mocowanie w założonych odstępach. W wytwornicach pary o stosunkowo małej wydajności wystarcza tego typu mocowanie, przy czym szerokość pasa nośnego wynosi około 100 mm. W wytwornicach pary o większej wydajności, i tym samym większej wysokości konstrukcji komory spalania, przekrój każdego pasa nośnego musi być większy. Z tym wiązać się mogą problemy pojawiające się wówczas, gdy w czasie rozruchu i wyłączania wytwornicy występują za duże różnice rozszerzalności między rurami z jednej strony i między szerokością pasów nośnych z drugiej strony. Różnice te mogą prowadzić do występowania zbyt dużych naprężeń w miejscach połączeń i do pęknięć. Zatem dopuszczalny gradient temperatury przy rozruchu i przy wyłączaniu wytwornicy pary jest bardzo ograniczony.In the case of a combustion chamber of this type, the supporting belts have a flat rectangular cross-section, and the connecting elements are in the form of bent flat bars. The connection between each sling and the tubular wall is realized in such a way that each two bent flat bars, at the height of one and the same tube, are mutually opposite, embrace the longer edges of the sling and are welded to the outer surface of the sling in this section, and each other a section of a bent flat bar is welded to the pipe. This type of attachment is repeated along the length of the sling at predetermined intervals. For relatively low-capacity steam generators, this type of attachment is sufficient, the width of the sling being approximately 100 mm. For more efficient steam generators, and therefore a greater height of the combustion chamber structure, the cross section of each sling must be larger. This can be associated with problems when, during the start-up and shutdown of the chiller, there are too great differences in expansion between the pipes on the one hand and between the width of the slings on the other hand. These differences can lead to excessive stresses at the joints and to cracks. Thus, the allowable temperature gradient at startup and when shutting down the steam generator is very limited.

Komora spalania wytwornicy pary, której pionowe ściany posiadają rury przebiegające równolegle, płasko wznosząc się względem poziomu, które nad mostkami Iub występami są zespawane gazoszczelnie, przy czym przewidzianych jest kilka rozstawionych na szerokości ścian, pionowych nałożonych na rury pasów nośnych, które są zespawane ze ścianą rurową za pośrednictwem elementów łączących, według wynalazku charakteryzuje się tym, że każdy pas nośny ma pośrodku kilka rozłożonych na jego długości otworów podłużnych, w których zawsze umieszczony jest element łączący w postaci paska blachy wyciętego grzebieniowo, który jest zespawany z sąsiadującą z nim rurą za pomocą mostka lub płetwy.Combustion chamber of the steam generator, the vertical walls of which have pipes that run parallel, flatly rise to the horizontal, which are gas-tight welded over the bridges or projections, with several vertical, spaced-apart walls, vertical straps placed on the pipes, which are welded to the wall according to the invention, is characterized in that each sling has several longitudinal holes in the center, in which a connecting element in the form of a comb-cut sheet metal strip is always located, which is welded to the adjacent pipe by means of sternum or fin.

174 280174 280

Korzystnie jest, gdy pasy nośne mają płaski prostokątny przekrój.Preferably, the slings have a flat rectangular cross section.

W korzystnej postaci wynalazku paski blachy wystają nieco nad powierzchnię zewnętrzną pasów nośnych.In a preferred embodiment of the invention, the sheet metal strips protrude slightly above the outer surface of the support strips.

W innej korzystnej postaci wynalazku długość każdego z otworów podłużnych jest większa od długości odpowiadającego temu otworowi paska blachy.In another preferred embodiment of the invention, the length of each of the slots is greater than the length of the strip of metal corresponding to this opening.

Dzięki temu możliwe jest, aby każdy pas nośny został w swoim środku połączony w sposób umożliwiający przenoszenie siły z sąsiednią ścianą rurową, tak że może się on pod wpływem rozgrzewania rozszerzać bez przeszkód poprzecznie względem swojego kierunku wzdłużnego. Dodatkowo jest zapewnione to, że osiągnięte zostaje przyleganie pasa nośnego do rur, tak że nie jest przerwane przenikanie ciepła z rur do pasa nośnego. W ten sposób różnice rozszerzania pomiędzy pasami nośnymi z jednej strony a ścianą rurową z drugiej strony przy rozruchu i przy wyłączaniu wytwornicy pary pozostają stosunkowo małe, co oznacza, że można realizować przebieg eksploatacji przy wyższym gradiencie temperatury niż dotychczas, bez wystąpienia niedopuszczalnych naprężeń w miejscach połączeń.In this way, it is possible for each sling to be force-transmitted at its center to the adjacent tubular wall, so that it can expand unhindered transversely to its longitudinal direction when heated. In addition, it is ensured that adhesion of the support strap to the pipes is achieved, so that the heat transfer from the pipes to the support strap is not interrupted. Thus, the differences in expansion between the support strips on the one hand and the tubular wall on the other hand remain relatively small when starting up and when shutting down the steam generator, which means that the operating sequence can be carried out with a higher temperature gradient than before, without impermissible stresses at the connection points. .

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie część komory spalania wytwornicy pary w widoku perspektywicznym, fig. 2 - widok odcinka pasa nośnego z leżącym za nim odcinkiem ściany rurowej, fig. 3 - przekrój wzdłuż linii III - III na fig. 2, a fig. 4 - przekrój wzdłuż linii IV - IV na fig. 2.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows a schematic view of a part of the combustion chamber of the steam generator in a perspective view, fig. 2 - a view of a section of a sling with a pipe wall section lying behind it, fig. - III in fig. 2 and fig. 4 is a section along line IV-IV in fig. 2.

Pokazana na fig. 1 komora spalania 1 przepływowej wytwornicy pary otacza swoim zarysem prostokątną lub kwadratową przestrzeń paleniskową. Komora spalania 1 posiada rury 2, które przebiegają lekko wznosząc się względem poziomu i oplatają linią śrubową przestrzeń paleniskową. Rury 2 tworzą powierzchnię odparowania wytwornicy pary. Jak wynika z fig. 2 i 3, pomiędzy rurami 2 umieszczone są mostki 7, które są zespawane gazoszczelnie z rurami tak, że otrzymuje się ścianę rurową, która gazoszczelnie zamyka przestrzeń paleniskową. Na nie przedstawionym dolnym końcu komory spalania 1 znajduje się lej, który może być także utworzony z rur przechodzących bezpośrednio lub poprzez kolektor pośredni w rury 2 komory spalania. Jak pokazano na przedniej ścianie komory spalania 1 według fig. 1, na górnym końcu, rury 2 przechodzą w dwa lub kilka pionowo przebiegających odcinków rurowych 2'. W miejscu przejścia znajdują się albo wspawane na ścianie rurowej elementy rozdzielcze albo rury 2 i odcinki rurowe 2' są połączone ze sobą poprzez kolektor pośredni. Pionowe odcinki rurowe 2' rozciągają się od miejsca przejścia do górnego końca komory spalania, gdzie są one skupione w kolektorze. Także pomiędzy odcinkami rurowymi 2' wspawane są gazoszczelnie mostki odpowiadające mostkom 7.The combustion chamber 1 of the flow steam generator, shown in Fig. 1, surrounds the rectangular or square combustion space. The combustion chamber 1 has pipes 2, which run slightly rising in relation to the horizontal and encircle the combustion space with a helical line. The tubes 2 form the evaporation surface of the steam generator. As can be seen from FIGS. 2 and 3, bridges 7 are arranged between the pipes 2, which are gas-tightly welded to the pipes, so that a tubular wall is obtained which seals the combustion space gas-tight. At the lower end of the combustion chamber 1, not shown, there is a funnel, which can also be formed of pipes passing directly or via an intermediate manifold into the pipes 2 of the combustion chamber. As shown on the front wall of the combustion chamber 1 according to FIG. 1, at the upper end, the pipes 2 extend into two or more vertically extending pipe sections 2 '. At the transition point, there are distribution elements or pipes 2 welded onto the pipe wall and the pipe sections 2 'are connected to each other via an intermediate collector. The vertical pipe sections 2 'extend from the transition point to the upper end of the combustion chamber where they are concentrated in the manifold. Also between the pipe sections 2 ', bridges are welded-in gas-tight corresponding to the bridges 7.

Na zewnętrznej stronie komory spalania 1 znajduje się kilka pasów nośnych 3, które rozciągają się pionowo i są równomiernie rozmieszczone na szerokości komory spalania 1. Pasy nośne 3 mają szerokość wynoszącą co najmniej 200 mm. Pasy nośne są połączone w poniżej opisany sposób ze śrubowo przebiegającymi rurami 2 komory spalania i na swoich górnych końcach są przymocowane w bliżej nie pokazany, znany sposób do pionowych odcinków rurowych 2', tak że przenoszą równomiernie ciężar komory spalania 1 włącznie z lejem na odcinki rurowe 2'.On the outer side of the combustion chamber 1 there are several slings 3 which extend vertically and are evenly distributed over the width of the combustion chamber 1. The slings 3 have a width of at least 200 mm. The supporting straps are connected as described below to the helically extending pipes 2 of the combustion chamber and, at their upper ends, are attached in a known manner, not shown in more detail, to the vertical pipe sections 2 ', so that they uniformly transfer the weight of the combustion chamber 1 including the funnel onto the pipe sections. 2 '.

Jak to pokazano na fig. 2, w każdym pasie nośnym, w jego środku i na jego długości znajdują się rozstawione podłużne otwory 4, które zostały wykonane za pomocą wykrawania lub frezem. W podłużnych otworach 4 rozciągają się paski 5 blachy, które zawsze na swoich zwróconych w kierunku rur 2 brzegach wycięte są grzebieniowo, w taki sposób że granica wycięcia odpowiada obwodowi każdej sąsiadującej rury i wycięcia przylegają do rur. Odcinki pasków 5 blach pozostające obok wycięć przylegają do mostków 7 ściany komory spalania. Za pomocą spoin 8 (fig. 3 i 4) paski 5 blachy są zespawane z mostkami 7 i rurami 2. Pasy nośne 3 przylegają również do rur 2, a mianowicie na całej szerokości pasów, i są zespawane na ich zewnętrznej stronie z paskami 5 blachy (spoiny 9 na fig. 3 i 4). Aby nie przeszkodzić przyleganiu pasów nośnych 3 do rur 2, spoiny 8 prowadzone są wzdłuż wycięć tylko w pobliżu pasów nośnych. Aby ułatwić montaż otwory wzdłużne 4 są nieco dłuższe niż długość pasków 5 blachy.As shown in Fig. 2, in each sling, in its center and along its length, there are longitudinal holes 4, which have been made by punching or a milling cutter. Extending in the oblong holes 4 are strips 5 of metal sheet which are always comb-cut on their edges facing the pipes 2, such that the cut-out boundary corresponds to the circumference of each adjacent pipe and the cut-outs adjoin the pipes. The sections of the strips 5 of the sheets remaining next to the cutouts adjoin the bridges 7 of the combustion chamber wall. By means of welds 8 (Fig. 3 and 4), the sheet strips 5 are welded to the webs 7 and the pipes 2. The supporting straps 3 also adjoin the pipes 2, namely across the entire width of the strips, and are welded on their outer side with the strips 5 of the sheet. (welds 9 in Figures 3 and 4). In order not to prevent the slings 3 from sticking to the pipes 2, the welds 8 are led along the cutouts only in the vicinity of the slings. To facilitate assembly, the longitudinal holes 4 are slightly longer than the length of the strips 5 of the metal sheet.

Wytwarzanie opisanej komory spalania odbywa się w następujący sposób:The production of the described combustion chamber takes place as follows:

Najpierw wytwarza się odcinki ścianki rurowej z rur 2 i leżących między nimi mostków 7 na automatach spawalniczych, z których to odcinków produkuje się ściany rurowe o żądanychFirst, the pipe wall sections are produced from pipes 2 and the bridges 7 lying between them on automatic welding machines, from which sections the pipe walls with the desired

174 280 wymiarach. Na zewnętrznej stronie tak powstających ścian rurowych układa się pasy nośne 3 z wcześniej wykonanymi otworami podłużnymi 4. Potem wkłada się do każdego otworu podłużnego pasek 5 blachy i za pomocą szwów łączących, które na przykład występują na nieco dłuższych otworach podłużnych na obu końcach paska blachy, spawa się ze ścianą rurową. Pasy nośne, służące do tej pory jako szablony, są potem zdejmowane ze ściany rurowej, po czym następuje przyspawanie na stałe pasków blachy do ściany rurowej spoiną 8.174 280 dimensions. On the outer side of the tubular walls thus formed, support strips 3 with previously made oblong holes 4 are placed. Then, a strip 5 is inserted into each elongated hole and by means of connecting seams, which, for example, appear on slightly longer oblong holes at both ends of the strip of metal, welds to the tubular wall. The supporting straps, previously used as templates, are then removed from the tube wall, and the metal strips are permanently welded to the tube wall with a weld 8.

Na zakończenie pasy nośne 3 ponownie nakłada się na ścianę rurową, przy czym paski 5 blachy przechodzą przez otwory podłużne 4. Poddając dociskaniu pasy nośne 3 do rur 2 łączy się następnie paski 5 blachy z pasami nośnymi 3 spoiną 9 wzdłuż otworów podłużnych 4.Finally, the supporting belts 3 are again put on the tubular wall, with the sheet strips 5 passing through the oblong holes 4. By pressing the support belts 3 against the pipes 2, then the metal strips 5 are joined with the support belts 3 by a weld 9 along the elongated holes 4.

W innym wykonaniu, odbiegającym od opisanego wyżej przykładu wykonania wynalazku, otwory podłużne 4 i paski 5 blachy mogą być wykonane jako nieco dłuższe, tak że paski blachy obejmują trzy lub cztery sąsiadujące ze sobą rury.In another embodiment, deviating from the above-described embodiment of the invention, the longitudinal holes 4 and the metal strips 5 can be made slightly longer, so that the metal strips include three or four adjacent pipes.

Możliwe jest też, aby zamiast pasów nośnych o płaskim, prostokątnym przekroju zastosować ceowniki, przy czym każdy z mostków ceownika przylega do ściany rurowej. Zamiast budowania ścian rurowych z połączeń rura-mostek-rura, można też tworzyć je z gazoszczelnie spawanych rur płetwowych.It is also possible to use C-profiles instead of supporting belts with a flat, rectangular cross-section, each of the cross-sections of the C-profile adjoining the tubular wall. Instead of building tube walls from tube-bridge-tube connections, you can also create them from gas-tight welded fin tubes.

174 280174 280

Fig. 2 Fig 3Fig. 2 Fig 3

174 280174 280

Fig. iFig. I

Claims

Patent claims

1.Combustion chamber of a steam generator, the vertical walls of which have pipes running parallel to the plane, rising to the horizontal, and which are gas-tight welded over the bridges or projections, while there are several vertical, placed on the pipes, welded to the tubular wall by means of connecting elements, characterized in that each sling (3) has in the center a number of elongated holes (4) distributed along its length, in which there is always a connecting element in the form of a comb-cut sheet (5), which it is welded to the adjacent pipe by means of a bridge or a fin.

2. The chamber according to claim A device according to claim 1, characterized in that the slings (3) have a flat rectangular cross-section.

3. The chamber according to claim A device according to claim 1, characterized in that the sheet strips (5) protrude slightly above the outer surface of the slings (3).

4. The chamber according to p. A method according to claim 1, characterized in that the length of each of the slots (4) is greater than the length of the sheet metal strip (5) corresponding to the opening.