DE1074053B

DE1074053B - Verfahren zum Schutz von Uberhitzerheizflachen beim Anfahren von Zwangdurchlaufkesseln mit Zwischenüberhitzung

Info

Publication number: DE1074053B
Application number: DENDAT1074053D
Authority: DE
Inventors: Erlangen Alter langen Dipl Phys Elmar Kefer
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Publication date: 1960-01-28

Description

Verfahren zum Schutz von Uberhitzerheizflächen beim Anfahren von Zwangdurchlaufkesseln mit Zwischenüberhitzung Die Erfindung betr,ifft ein Verfahren zum Schutz von Überhitzerheizflächen beim Anfahren von Zwangdurchlaufkesseln mit Zwischenüberhitzung. Bei modernen Blockkraftwerken liegt der Zwischenüberhitzer oft in Gebieten hoher Rauchgastemperaturen, jedoch steht während der ersten Phase des Anfahrvorganges kein Dampf zu seiner Kühlung zur Verfügung. Bei einem neuzeitlichen Höchstdruckdampfkraftwerk beansprucht der Verdaxnpfer im allgemeinen nur noch einen kleinen Teil des Strahlungsteiles, so daß der Überhitzer teilweise in den scharf beheizten ersten Zug hineinreicht. Die Verdampferheizflächen sind häufig mit Stampfmasse verkleidet und daher beim Anfahren in der Wärmeaufnahme recht träge. Aus diesem Grund kann beim Anfahren außer dem ersten Dampfpfropfen im Verdampfer ein zweiter im über-Ilitzer entstehen. je nach Art und Reihenfolge der Dampfpfropfenbildung kann sich für das dazwischenliegende Gebiet des Überhitzers die Kühlung so weit verringern, daß die Rohre gefährdet werden.
Ferner treten bei Zwangdurchlaufkesseln, die ohne Steigrohr-Fallrohr-Prinzip für die überhitzerheizflächen arbeiten, in Heizflächen mit abwärts gerichteter Strömung beim Anfahren Betriebszustände mit ungleichmäßiger Strömungsverteilung (Instabilität) auf.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Gefahr der Verbrennung #,on Rohren, die ihre Ursache in der Instabilität der Strömung und Bildung eines zweiten Darnpfpfropfens hat, zu beseitigen. Zu diesem Zweck wird beim Anfahren eines Zwangdurch# laufkessels mit Zwischenüberhitzung der Kessel mit der Vollast-Frischluft-Menge angefahren, und der zur Verbrennung des Brennstoffes nicht benötigte Teil der Frischluftmenge wird hinter der Brennkammer zur Absenkung der Rauchgastemperatur eingeblasen.
Bei einem bekannten Schiffswasserrohrkessel mit Unterwindfeuerung und einem Luftvorwärmer, der zusammen mit einem Überhitzer hinter der Verdampfungsheizfläche des Kessels in einem von den Rauchgasen beheizten und neben der Brennkammer aufsteigenden, durch Mauerwerk ausgekleideten Rauchgaszug angeordnet ist, führt eine absperrbare und regelbare Zweigleitung von dem Luftvorwärmer nach dem Einlaßende des die Überhitzerheizfläche aufnehmenden Rauchgaszuges. Diese Zweigleitung soll dazu dienen, bei unterbrochener Dampfentnahnie die Überhitzerheizflächen vor der vom Mauerwerk des Rauchgaszuges zurückstrahlenden Wärme zu schützen und die Dampftemperatur im Überhitzer zu regeln.
Bei dieser bekannten Anlage handelt es sich um einen Naturumlaufkessel, d er üblicherweise mit trockenem Überhitzer und Zwischenüberhitzer angefahren wird. Dazu wird die Feuerleistung klein gehalten. Da beim Anfahren jegliche Kühlung fehlt, können im Cberhitzer keine Instabilitäten auftreten.
Bei Zwarigdurchlaufkesseln dagegen liegen die Verhältnisse wesentlich anders. Da bei Zwangdurchlaufkesseln auch der Überhitzer beim Anfahrvorgang durch das Arbeitsmittel gekühlt wird, kann man eine große Feuerungsleistung wählen. Das bedeutet aber, daß der im allgemeinen beim Anfahren nicht in den Arbeitsmittelstrom eingeschaltete Zwischenüberhitzer Gefahr läuft zu verbrennen. Außerdem kann sich bei der auf diese Weise vorgenommenen Kühlung des Überhitzers in den Fallrohren eine instabile Strömung einstellen, so daß die betreffenden Teile des Überhitzers verbrennen können.
Diese Gefahr besteht bei Naturumlaufkesseln nicht. Die der bekannten Anlage zu entnehmende Lehre, bei unterbrochener Dampfentnahme einen Teil der Verbrennungsluft vor den -C-,berhitzerheizflächen einzublasen, gibt keinen. Hin-%,veis darauf, wie die bei Zwangdurchlaufkesseln auftretende Instabilität, die zweite Dampfpfropfenbildurig und die daraus entstehende Gefahr des Auftretens von Rohrreißern beseitigt werden kann.
Bei einem Zwangdurchlaufkessel mit Zwischenüberhitzung ist es bekannt, den Haupt- und Zwischenüberhitzer durch ein- und ausschaltbare Nebenleittingen miteinander zu verbinden und an den Wasserraum des Kessels anzuschließen. Dadurch wird während des Anheizens ein Kreislauf des Arbeitsmittels im Überhitzer und Zwischenüberhitzer züm Schutz gegen Verbrennen unterhalten. Durch diese Maßnahme werden aber weder die Instabilitätserscheinungen noch die Bildung eines zweiten Dampfpfropfens im überhitzer beim Anfahren unterbunden.
Es besteht nun an sich die Möglichkeit, beim Anfahren, bei dem der Kessel nur ungefähr 50%, der Vollast-Kohlen-Menge benötigt und dementsprechend auch nur 50% der -\Tollast-Frischluft-Menge, den Luftüberschuß in der Brennkammer zu erhöhen. jedoch würde dann die Rauchgastemperatur und damit die Wärmeaufnahme des Verdampferteiles geringer werden. Dies hätte aber für das Anfahren Nachteile. Deshalb soll gemäß der Erfindung die zur Verbrennung der Kohle nicht benötigte Frischluftmenge hinter der Brennkammer in den Rauchgasstrom eingeblasen werden, so daß je nach der eingeblasenen Menge die Rauchgastemperaturen bis zu etwa 500/a gesenkt werden können. Dadurch bleiben die Rauchgastemperaturen und die Wärmeaufnahme des Verdampferteiles erhalten, während die Wärmeaufnahme im Überhitzerteil zurückgeht. Damit wird die zweimalige Dampfpfropfenbildung beseitigt. Der Zwischenüberhitzer und die Heizflächen mit instabiler Strömung werden beim Anfahren nicht unzulässig hoch erhitzt, da die Rauchgastemperaturen wegen der Durchmischung mit der Kühlluft so stark absinken, daß Rohrverbrennungen ausgeschlossen sind. Der Ort und die Art der Anbringung sowie die Form der Düsen, durch welche die Kühlluft eingeblasen wird, hängt von der Kesselkonstruktion ab. Es besteht weiter die Möglichkeit, durch Bildung einer Kühlluftschicht besonders gefährdete Heizflächen zu schützen, bevor eine intensive Verinischung der Kühlluft mit den Rauchgasen eintritt.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dar. In die Brennkammer 1 eines Zwangdurchlaufkessels wird durch die Düsen 2 die Verbrennungsluft eingeblasen. In den ersten Zug 3 ragen der Strahlungsüberhitzer 4 und der Zwischenüberhitzer 5 hinein. Durch die an dem oberen Ende der Brennkammer angebrachten Kühlluftdüsen 6 wird beim Anfahren die zur Verbrennung nicht benötigte Frischluft eingeblasen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Schutz von Überhitzerheizflkhen beim Anfahren von Zwangdurchlaufkesseln mit Zwischenüberhitzung, dadurch -ekennzeicbnet, daß der Kessel mit der Vollast-Frischluft:Menge angefahren und der zur Verbrennung des Brennstoffes nicht benötigte Teil der Frischluftmenge hinter der Brennkammer (1) zur Absenkung der Rauch-gastemperatur eingeblasen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 701324, 711295; französische Patentschrift Nr. 955 787.