DE1120061B - Radiant steam generator with several muffle-like combustion chambers - Google Patents
Radiant steam generator with several muffle-like combustion chambersInfo
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Description
Strahlungsdampferzeuger mit mehreren muffelartigen Brennräumen Die Erfindung betrifft einen Strahlungsdampferzeuger mit mehreren muffelartigen Brennräumen, welche durch mindestens zwei voneinander getrennte Nachbrennräume und Strahlungsräume mit einem gemeinsamen Berührungszug in der Weise verbunden sind, daß die Feuergase des einen Strahlungsraumes in das Ende des anderen Strahlungsraumes überströmen und die gesamten Feuergase dann den Schottüberhitzer durchströmen, welcher dem Berührungsüberhitzer vorgelagert ist, und besteht darin, daß ein Teil der überhitzer-Heizflächen in Form von Schottheizflächen am Ende des Strahlungsraumes angeordnet ist, aus welchem die Feuergase in den anderen Strahlungsraum überströmen.Radiant steam generator with several muffle-like combustion chambers The invention relates to a radiant steam generator with several muffle-like combustion chambers, which by at least two separate afterburning rooms and radiation rooms are connected to a common touch cable in such a way that the fire gases of one radiation space overflow into the end of the other radiation space and all of the fire gases then flow through the bulkhead superheater, which is the contact superheater is upstream, and consists in that part of the superheater heating surfaces in the form is arranged by Schottheizflächen at the end of the radiation space from which the Fire gases overflow into the other radiation room.
Der muffelartige Brennraum wird für Schmelzfeuerungen bevorzugt, weil er in mehrere Einheiten unterteilt werden kann, deren jede mit einem besonderen Nachbrennraum oder Strahlungsraum ausgestattet werden kann. Durch diese bekannte Unterteilung wird erreicht, daß bei Teillast des befeuerten Dampferzeugers einzelne Muffeln außer Betrieb genommen und die anderen mit annähernd voller Feuerleistung weiter betrieben werden können, was für die Regelfähigkeit der Feuerung und für den Schlackenfluß vorteilhaft ist.The muffle-like combustion chamber is preferred for melt furnaces because it can be divided into several units, each with a special one Afterburning room or radiation room can be equipped. Known by this Subdivision is achieved that with partial load of the fired steam generator individual Muffles shut down and the others with almost full fire output can continue to operate, what for the controllability of the furnace and for the slag flow is beneficial.
Bei diesen bekannten Feuerungen vereinigen sich die Strahlungsräume zu einem gemeinsamen Strahlungszug, bevor die Feuergase mit den überhitzer-Heizflächen in Berührung kommen. Für manche Dampferzeugeranlagen ist diese Anordnung ausreichend, denn der gemeinsame Strahlungszug kann in seiner Kühlwirkung so bemessen werden, daß bei Teillast kein allzu starkes Absinken der Heißdampftemperatur eintritt.In these known firings, the radiation spaces unite to a common radiation train before the fire gases with the superheater heating surfaces come into contact. For some steam generator systems, this arrangement is sufficient, because the cooling effect of the common radiation flux can be measured in such a way that that the superheated steam temperature does not drop too sharply at part load.
In anderen Fällen sind die Anforderungen strenger, besonders wenn infolge veränderlicher Dampfentnahme aus dem Dampfnetz, beispielsweise bei Anzapfturbinen, die zum Dampferzeuger zwecks Zwischenüberhitzung zurückkehrende Dampfmenge zur Frischdampfmenge nicht in einem gleichbleibenden Verhältnis steht.In other cases the requirements are stricter, especially when as a result of variable steam extraction from the steam network, for example with bleed turbines, the amount of steam returning to the steam generator for reheating to the live steam amount is not in a constant relationship.
Zum Zwecke der Gasmischung vor Eintritt der Feuergase in den überhitzer werden bei den bekannten Feuerungen bereits die Feuergase aus dem einen Strahlungsraum in das Ende des anderen Strahlungsraumes übergeleitet. Diese Anordnung wird gemäß der Erfindung dadurch für die Beeinflussung der Dampftemperatur nutzbar gemacht, daß ein Teil der Überhitzer-Heizflächen in Form von Schottheizflächen am Ende des Strahlungsraumes angeordnet ist, aus welchem die Feuergase in den anderen Strahlungsraum überströmen. Durch diese Anordnung ist es möglich, bei Teillast den gesamten überhitzer oder nur einen Teil desselben zu beheizen.For the purpose of gas mixing before the fire gases enter the superheater In the known firing systems, the fire gases from the one radiation room are already used transferred to the end of the other radiation space. This arrangement is according to the invention thereby made usable for influencing the steam temperature, that part of the superheater heating surfaces in the form of Schott heating surfaces at the end of the Radiation space is arranged, from which the fire gases in the other radiation space overflow. This arrangement makes it possible to use the entire superheater at part load or to heat only part of it.
Wenn jeder Strahlungszug noch mit einer Leitung zur Zuführung abgekühlter Rauchgase versehen ist, kann auch mit Hilfe der Rauchgase die Dampftemperatur beeinflußt werden. Die Menge der rückzuführenden Rauchgase wird bei Teillast sehr groß. Um sie zu vergleichmäßigen, können die Rauchgase in den einen Strahlungsraum nahe vor dem überhitzer, in den anderen Strahlungsraum bereits bei seinem Beginn, gegebenenfalls auch in den Nachbrennraum, eingeführt werden. Die erforderlichen Rauchgasmengen haben dann gegenläufige Tendenz. Im ersteren Falle muß die Rauchgasmenge mit der Belastung zunehmen, im zweiten Falle abnehmen. Der Nachbrennraum, in welchen abgekühlte Rauchgase eingeführt werden, wird in zweckmäßiger Weise größeren Rauminhalt haben als jener, welcher nur von Feuergasen durchströmt wird. Es kann auch die Zwischenwand, welche die Strahlungszüge voneinander trennt, als Trennwand durch die Berührungszüge hindurchgeführt werden. Der überhitzer wird dann vorteilhaft so aufgeteilt, daß in einem Zuge der Frischdampfüberhitzer, im anderen der Zwischenüberhitzer angeordnet ist. Wird auch Rauchgasrückführung angewandt, so ist es notwendig, den Absaugekanal mit je einem Abzweig an jeden Berührungszug anzuschließen.und die erforderlichen Regel-und Absperrklappen vorzusehen. Die flüssige Brennstoffschlacke wird bei der Zyklonfeuerung gewöhnlich aus der Muffel in den Nachbrennraum abgeleitet und aus diesem durch eine Bodenöffnung unter Luftabschluß ins Freie. Diese Anordnung kann auch bei .Unterteilung der Räume beibehalten werden. Da jedoch die Vorrichtungen zur Abführung der Schlacke viel Raum beanspruchen und teuer sind, empfiehlt es sich, die benachbarten Nachbrennräume durch eine Schlackänabflußöffnung miteinander zu verbinden, den Boden des einen Nachbrennraumes tiefer zu legen und- nur in ihm eine Schlackenablauföffnung nach außen vorzusehen.If each train of radiation is still cooled with a conduit for feeding Is provided with smoke gases, the steam temperature can also be influenced with the help of the smoke gases will. The amount of flue gases to be returned becomes very large at part load. Around To make them more uniform, the smoke gases can enter a radiation room close to the superheater, in the other radiant room already at its beginning, if necessary also be introduced into the afterburning chamber. The required amounts of flue gas then have the opposite tendency. In the former case, the amount of flue gas with the Increase load, decrease in the second case. The afterburning chamber, in which it cooled down Flue gases are introduced, will have a larger volume in an expedient manner than that through which only fiery gases flow. It can also be the partition, which separates the radiation lines from each other, as a partition through the contact lines be passed through. The superheater is then advantageously divided so that The live steam superheater is arranged in one course and the reheater in the other is. If flue gas recirculation is also used, it is necessary to use the suction duct to be connected with a branch to each touch cable. and the necessary Provide control and shut-off valves. The liquid fuel slag is usually discharged from the muffle into the afterburning chamber with cyclone firing and out of this through a bottom opening in the absence of air into the open air. This arrangement can also be retained when the rooms are subdivided. However, since the devices take up a lot of space and are expensive to remove the slag, it is recommended that the adjacent afterburning chambers are closed with one another through a slag drainage opening connect, to lower the floor of the one afterburning chamber and - only in it one Provide slag drain opening to the outside.
Zwei verschiedene Anordnungen gemäß der Erfindung sind in den Abb. 1 und 2 in lotrechten Symmetrieschnitten dargestellt.Two different arrangements according to the invention are shown in Figs. 1 and 2 shown in vertical symmetry sections.
Die Anlage gemäß Abb.1 besteht aus einer Zyklonmuffel 1 mit einem Nachbrennraum 2 und einem Strahlungsraum 3 sowie einer Zyklonmuffel 4 mit einem Nachbrennraum 5 und einem Strahlungsraum 6. Der Strahlungsraum 6 ist durch eine Öffnung 7 mit dem Strahlungsraum 3 verbunden. An diesen schließt der Berührungszug8 und an ihn der Abgaskana19 an.The system according to Fig.1 consists of a cyclone muffle 1 with a Afterburning chamber 2 and a radiation chamber 3 and a cyclone muffle 4 with one Afterburning space 5 and a radiation space 6. The radiation space 6 is through a Opening 7 is connected to the radiation space 3. The touch cable 8 connects to this and to him the Abgaskana19.
Der befeuerte Strahlungsdampferzeuger ist für natürlichen Wasserumlauf eingerichtet. Sein Verdampfungssystem besteht aus der Obertrommel 10 und der Untertrommelll, welche in bekannter Weise durch nicht dargestellte urbeheizte Fallrohre sowie durch die Kühlrohre der Feuerraumwände verbunden sind. Die Kühlrohre der Rückwand des dargestellten Dampferzeugers sind zwecks Vereinfachung der Zeichnung nicht dargestellt. Die Art der Ausführung der Kühlrohrwände im Schmelzbereich der Schlacke als mit feuerfester Masse verkleidete Stiftrohre, im Strahlungsbereich als urverkleidete Rohre, die Verkleidung nach außen mittels Wärmedämmstoffen und Blechmantel, die Halterung und Aufhängung sowie das gesamte Kesselgerüst werden als bekannt vorausgesetzt und deshalb in der Darstellung nicht besonders gezeigt. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind auch die Kühlrohrsysteme der Zyklonmuffeln weggelassen worden.The fired radiant steam generator is set up for natural water circulation. Its evaporation system consists of the upper drum 10 and the lower drum, which are connected in a known manner by preheated downpipes, not shown, and by the cooling pipes of the furnace walls. The cooling pipes of the rear wall of the steam generator shown are not shown in order to simplify the drawing. The type of design of the cooling pipe walls in the melting area of the slag as pin pipes clad with refractory mass, in the radiation area as originally clad tubes, the cladding to the outside by means of thermal insulation materials and sheet metal jacket, the bracket and suspension as well as the entire boiler frame are assumed to be known and therefore not shown in the illustration specially shown. To simplify the drawing, the cooling pipe systems of the cyclone muffles have also been omitted.
Von der Untertrommel 11 führt eine dichte Rohrwand 12 nach oben. Sie bildet zunächst den Boden 13 des Nachbrennraumes 2, dann dessen linke Seitenwand 14 und die linke Seitenwand 15 des Strahlungsraumes 3 und mündet in die Obertrommel 10. Aus einem Teil der Rohrwand 14 wird die Feuergasaustrittsdüse 16 der Muffel 1 gebildet. Eine andere dichte Rohrwand 17 geht ebenfalls von der Untertrommelll aus, bildet die gemeinsame Trennwand 18 zwischen den Nachbrennräumen 2 und 5, zwischen dem Strahlungsraum 3 und dem Nachbrennraum 5 sowie dem Strahlungsraum 6, formt dann den Kühlrohrrost 19 der Feuergasdurchtrittsöffnung 7 und mündet mit der Hälfte der Rohre, welche den Kühlrost 20 vor dem Berührungszug 8 bilden, unmittelbar in die Obertrommel 10, während die andere Hälfte der Rohre den schrägen Boden 21 des Berührungszuges 8 formt oder trägt, dann den Kühlrohrrost 22 im Berührungszug 8 bildet, schließlich einen Teil der Decke 23 dieses Zuges trägt und in der Obertromme110 endet. Eine dritte Rohrgruppe 24 geht ebenfalls von der Untertrommel 11 aus, bildet den Boden 25 des Nachbrennraumes 5, dessen rechte Seitenwand 26, die rechte Seitenwand 27 des Strahlungszuges 6, formt den Kühlrohrrost 22 mit und die Tragrohre 23 der Decke und mündet in die Obertrommel 10. Eine Ausbuchtung der Wand 26 bildet die Feuergasaustrittsdüse 28 der Zyklonmuffel 4. Aus der Wand 17 zweigen die Rohre 29 des Schlackenfangrostes 30 ab, welche sich als Trennwand 31 zwischen dem Nachbrennraum 2 und dem Strahlungsraum 3 fortsetzen und in die Seitenwand 15 einwechseln, sowie die Rohre 32 des Schlackenfangrostes 33, welcher den Strahlungsraum 6 von dem Nachbrennraum 5 trennt, und welche Rohre 32 in die Seitenwand 27 übergehen. Wenn in der Abbildung scheinbar die Rohrzahlen nicht ausreichen, um dichte Rohrwände zu bilden, oder die Rohrzahlen zu groß sind, um einfache Wände oder Kühlroste zu bilden, so sind dies nur Vereinfachungen in -der Darstellung. Konstruktiv kann dies durch Ausbiegung oder Rohrgabelungen leicht bewältigt werden. A tight pipe wall 12 leads upwards from the lower drum 11. It first forms the bottom 13 of the afterburning chamber 2, then its left side wall 14 and the left side wall 15 of the radiation chamber 3 and opens into the upper drum 10. The fire gas outlet nozzle 16 of the muffle 1 is formed from a part of the pipe wall 14. Another tight tube wall 17 also starts from the Unterertrommelll, forms the common partition 18 between the afterburning spaces 2 and 5, between the radiation space 3 and the afterburning space 5 and the radiation space 6, then forms the cooling pipe grate 19 of the fire gas passage opening 7 and ends with half of the tubes, which form the cooling grate 20 in front of the contact cable 8 , directly into the upper drum 10, while the other half of the tubes forms or carries the sloping bottom 21 of the contact cable 8 , then forms the cooling pipe grate 22 in the contact cable 8, and finally part of the ceiling 23 of this train carries and ends in the Obertromme110. A third group of tubes 24 also starts from the lower drum 11 , forms the floor 25 of the afterburning chamber 5, its right side wall 26, the right side wall 27 of the radiation flue 6, forms the cooling tube grate 22 with it and the support tubes 23 of the ceiling and opens into the upper drum 10 A bulge in the wall 26 is formed by the fire gas outlet nozzle 28 of the cyclone muffle 4. The pipes 29 of the slag grate 30 branch off from the wall 17 and continue as a partition 31 between the afterburning chamber 2 and the radiation chamber 3 and change into the side wall 15, as well as the Pipes 32 of the slag collecting grate 33, which separates the radiation space 6 from the afterburning space 5, and which pipes 32 merge into the side wall 27. If the number of pipes in the figure is apparently insufficient to form tight pipe walls, or the number of pipes is too large to form simple walls or cooling grids, these are only simplifications in the illustration. In terms of construction, this can easily be managed by bending or pipe bifurcation.
Durch entsprechende Ausbiegungen der Kühlrohre werden auch die Öffnungen für den Ablauf der flüssigen Schlacke hergestellt. Üblicherweise liegt die Schlackenöffnung 34 der Muffel 1 unterhalb der Düse 16, die Schlackenöffnung 35 der Muffel 4 unterhalb der Düse 28. Gemäß der Erfindung wird auch die Trennwand 18 im unteren Teil durch eine Öffnung 36 durchbrochen, der Boden 25 tiefer gelegt als der Boden 13 und mit einer Öffnung 37 versehen, durch welche die Schlacke in bekannter Weise nach außen abfließen kann.The openings for the drainage of the liquid slag are also created by bending the cooling pipes accordingly. The slag opening 34 of the muffle 1 is usually below the nozzle 16, the slag opening 35 of the muffle 4 below the nozzle 28. According to the invention, the partition 18 is also pierced in the lower part by an opening 36, the base 25 is placed lower than the base 13 and provided with an opening 37 through which the slag can flow out to the outside in a known manner.
Unterhalb der Öffnung 7 hat die Wand 18 einen keilförmigen Vorsprung. Zwischen ihm und dem Boden 21 ist eine Rohrgruppe 39 des Frischdampfüberhitzers angeordnet. Der in der Obertrommel 10 abgeschiedene Dampf strömt aus ihr durch die Rohre 40 über Verteiler 41 in die im Berührungszug 8 angeordnete Rohrgruppe42 des Frischdampfüberhitzers, aus dessen Sammler 43 durch die Verbindungsrohre 44 in den Verteiler 45 der Rohrgruppe 39 und aus deren Sammler 46 durch Rohrleitung 47 in den Hochdruckteil 48 der Dampfturbine. Der entspannte Dampf verläßt sie durch Rohrleitung 49, welche zum Verteiler 50 des Zwischenüberhitzers 51 führt, der in dem Berührungszug 8, und zwar vor der Frischdampfgruppe 42, angeordnet ist. Der Zwischendampf strömt durch den Sammler 52 und die Rohrleitung 53 in die Niederdruckstufe 54 der Dampfturbine. Hinter dem Kühlrost 22 ist in dem Berührungszug 8 noch der Speisewasservorwärmer55 untergebracht.Below the opening 7, the wall 18 has a wedge-shaped projection. A pipe group 39 of the live steam superheater is arranged between it and the base 21. The steam separated in the upper drum 10 flows from it through the pipes 40 via distributors 41 into the pipe group 42 of the live steam superheater arranged in the contact train 8, from its collector 43 through the connecting pipes 44 into the distributor 45 of the pipe group 39 and from its collector 46 through pipe 47 into the high pressure part 48 of the steam turbine. The expanded steam leaves it through pipeline 49, which leads to distributor 50 of reheater 51 , which is arranged in contact cable 8, specifically in front of live steam group 42 . The intermediate steam flows through the collector 52 and the pipeline 53 into the low-pressure stage 54 of the steam turbine. The feedwater preheater 55 is also housed behind the cooling grate 22 in the contact cable 8.
Aus dem Abgaskanal 9 saugt ein Gebläse 56 durch den Stutzen 57 abgekühlte Rauchgase an und drückt sie in den Kanal 58. Dieser Kanal teilt sich in zwei Zweigkanäle 59 und 60, deren jeder mit Drossel- und Absperrklappen 61 bzw. 62 versehen ist. Der Kanal 59 endet in einem an der Wand 14 verlegten Verteilkanal 63, von dem aus durch im einzelnen nicht dargestellte Öffnungen, welche durch Rohrausbiegungen oder Gabelungen in der Rohrwand 14 ausgespart sind, das abgekühlte Rauchgas in den oberen Teil des Nachbrennraumes 2 eintritt. Der Kanal 60 endet in gleicher Weise in einem Querkanal 64 an der Rohrwand 27 oberhalb des Schlackenfangrostes 33 und läßt das Rauchgas in den Strahlungsraum 6 austreten.A fan 56 sucks in cooled flue gases from the exhaust gas duct 9 through the nozzle 57 and pushes them into the duct 58. This duct is divided into two branch ducts 59 and 60, each of which is provided with throttle and shut-off valves 61 and 62, respectively. The channel 59 ends in a distribution channel 63 laid on the wall 14, from which the cooled flue gas enters the upper part of the afterburning chamber 2 through openings (not shown in detail) which are cut out by pipe bends or forks in the pipe wall 14. The channel 60 ends in the same way in a transverse channel 64 on the pipe wall 27 above the slag grate 33 and allows the flue gas to escape into the radiation space 6.
In der Abb. 2 ist eine ähnliche Kesselanlage dargestellt, welche sich jedoch von der der Abb. 1 dadurch unterscheidet, daß an jeden Strahlungsraum 3 bzw. 6 ein besonderer Berührungszug 8' bzw. 8" anschließt. Entsprechend ist die Trennwand 18 auch zwischen den beiden Berührungszügen durchgezogen. Daher sind auch zwei Sätze Regelklappen 65 und 66 notwendig, um gegebenenfalls die Rauchgasmengen, welche durch die Öffnungen 67 und 68 in den Saugkanal 57 abströmen, beeinflussen zu können. Da die beiden Feuerungen fast symmetrisch ausgebildet sind, hat jeder Boden 13, 25 eine Schlackenabflußöffnung 37' bzw. 37". Der Querkanal 63 ist als Ringkanal 69 ausgebildet, der auch an der Trennwand 18 verläuft und über seine ganze Länge mit Rauchgasaustrittsöffnungen versehen ist. Im Bereich 70 sind die Rohre der Wände 18 abwechselnd nach zwei Seiten ausgebogen, um eine Öffnung herzustellen, welche den Druckausgleich in beiden Feuerungen ermöglicht. Dieser Druckausgleich ist nicht unbedingt erforderlich, es kann sogar erwünscht sein, ihn zu vermeiden, wenn die Feuerungen einzeln betrieben werden sollen.In Fig. 2, a similar boiler system is shown, which differs from that of Fig. 1 in that a special contact line 8 ' or 8 " connects to each radiation space 3 or 6. The partition 18 is also between the Therefore, two sets of control flaps 65 and 66 are necessary in order to be able to influence the amount of flue gas that flows out through the openings 67 and 68 into the suction channel 57. Since the two furnaces are almost symmetrical, each base has 13 , 25 a slag discharge opening 37 'or 37 ". The transverse channel 63 is designed as an annular channel 69, which also runs on the partition wall 18 and is provided with smoke gas outlet openings over its entire length. In the area 70, the tubes of the walls 18 are bent alternately on two sides in order to produce an opening which enables pressure equalization in both furnaces. This pressure equalization is not absolutely necessary, it may even be desirable to avoid it if the furnaces are to be operated individually.
Unter der Voraussetzung, daß die Klappen 65 und 66 genügend dicht sind, entlastet jedoch der Druckausgleich die große Fläche der Trennwand 18. Der Speisewasservorwärmer ist in zwei im Wasserwege hintereinandergeschalteten Gruppen 55' und 55" in den Berührungszügen 8' und 8" angeordnet. Mit Hilfe verschiedener Bemessung der beiden Rohrgruppen werden -Unterschiede der Abgastemperatur ausgeglichen, welche sich aus der Verschiedenartigkeit der vorgeschalteten Überhitzer-Heizflächen ergeben könnten.Provided that the flaps 65 and 66 are sufficiently tight, however, the pressure equalization relieves the large area of the partition 18. The feedwater preheater is arranged in two groups 55 ' and 55 " in series in the waterways in the contact strips 8' and 8". With the help of different dimensions of the two pipe groups, differences in the exhaust gas temperature, which could result from the differences in the upstream superheater heating surfaces, are compensated.
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