DE1246760B - Abhitzekessel grosser Bauabmessungen, insbesondere zur Ausnutzung der Abwaerme von Turbinenabgasen - Google Patents

Description

• Abhitzekessel aroßer Bauabmessungen, C C insbesondere zur Ausnutzung der Abwärme von Turbinenabgasen Die Erfindung bezieht sich auf einen Abhitzekessel großer Bauabmessungen, insbesondere zur Ausnutzung der Abwärme von Turbinenabgasen, bestehend aus einem äußeren Druckmantel und einem konzentrisch hierzu angeordneten inneren, der Heizgasführung und der Aufnahme von mehreren übereinanderliegenden Heizflächengruppen dienenden Blechmantel kleineren Durchmessers zur Bildun- eines Ringraumes zwischen dem Druck- und dem Blechmantel.
• Die Abgase von Gasturbinen, die in großer Menge aber mit verhältnismäßig niedriger Temperatur anfallen, lassen sich nur in besonders ausgebildeten Abhitzekesseln als Heizmittel zur Nutzdam ferzeugung p C ausnutzen. Ein Abhitzekessel, der einer wirtschaftlichen Ausnutzung der fühlbaren Wärine von Turbinenabgasen dienen soll, benötigt daher hierzu entsprechend groß ausgelegte Heizflächen und weist infolgedessen entsprechende Abmaße auf. Außerdem muß aber ein mit einem derartigen Heizmittel betriebener Abhitzekessel druckfest ausgebildet werden, da Turbinenabgas außer einem hohen 02-Gehalt sehr oft noch brennbare Bestandteile enthält, so daß als Verpuffungen sich auswirkende Nachverbrennungen auftreten können, die zu plötzlichen Druckspitzen im Kessel führen. Einen Abhitzekessel solcher Größenordnung druckfest auszubilden, ist aber sehr aufwendig.
• Ein bekannter Abhitzekessel besteht ans einem aus einzelnen Schüssen zusammengesetzten Druckmantel mit mehreren in diesem übereinanderliegend angeordneten Heizflächengruppen. Ein derart ausgebildeter Abhitzekessel würde bei einer Beheizung mit Turbinenabgas, besonders unter Berücksichtigung der durch die zu erwartenden Verpuffungen des Heizgases entstehenden Druckspitzen, zu Abmaßen des Druckmantels führen, die einen derartigen Kessel sehr aufwendi und unwirtschaftlich werden ließen.
• Auch sind Wärmetauscher zur Übertragung der Abwärme entspannter Abgase aus Gasturbinen bekannt, die der Aufheizung eines anderen unter Druck stehenden Gases, insbesondere der Verbrennungsluft, dienen, bei denen zwei koaxial angeordnete druckfest ausgebildete zylindrische Blechmäntel vorgesehen sind. Hierbei wird der von dem Heiz,-as axial durchströmte innere Blechmantel, der aus verhältnismäßig dünnem Blech besteht, von mehreren hintereinandergeschalteten Rohrbündeln quer zu seiner Längsachse durchzogen, die nacheinander von dem in den Ringraum zwischen dem äußeren und dem inneren Blechmantel ein-eleiteten aufzuheizenden Gas durchströmt werden. Einen derart ausgebildeten Wärinetauscher als Abhitzekessel zur Erzeugung von Nutzdampf in ausreichender Menge aus der Abwärme entspannter Gasturbinenabgase zu verwenden, ist auf Grund der Größenabmessungen, die die Druckkörper erhalten müßten, ebenfalls zu aufwendig und daher unwirtschaftlich.
• Bei einem weiteren bekannten doppelwandigen Wärineaustauscher, bei dem ein Wärmeaustausch zwischen einem zu kühlenden Gas und einem Kühlmedium, das ein den inneren Mantel durchziehendes Rohrbündel durchströmt, vorgesehen ist, dient der Ringraum zwischen dem äußeren und dem inneren Blechmantel als Pufferraum zum Ausgleich etwaiger Druckstöße des Gases.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen doppelwandigen Abhitzekessel so auszubilden, daß er ohne übermäßigen und damit unwirtschaftlichen Aufwand an Material sich zur Beheizung mit Gasturbinenabgasen eignet, die wohl in großer Menge, aber mit verhältnismäßig niedriger Temperatur anfallen, d. h. daß der Abhitzekessel. trotz seiner erforderlich erheblichen Bauabmessungen den bei dieser Beheizung möglichen verpufferungsartigen Nachverbrennungen und dadurch bedingten Druckspitzen sicher standzuhalten in der Lage ist.
• Dem Bekannten gegenüber besteht die Erfindung darin, daß der innere Blechmantel in an sich bekannter Weise in einzelne voneinander getrennte und mit je einer Heizflächengruppe besetzte Mantelabschnitte unterteilt ist, wobei jeder Mantelabschnitt zur Ausbildung des ihn umgebenden Ringraumes als an sich bekannten Druckausgleichsraum an seinem unteren Ende durch Öffnungen mit dem entsprechenden Ringraumteil verbunden ist, während jedes obere Ende der Mantelabschnitte mit dem Druckmantel durch eine Querwand, welche den Ringraumteil nach oben abschließt, verbunden ist.
• Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird es möglich, etwaige durch verpuffungsartige Nachverbrennungen des Heizmittels entstehende Druckspitzen aufzufangen, indem diese Drucksteigerungen vom Innern des die Abgasführung bildenden dünnwandiaen Blechmantels auf die Druckausgleichsräume übertragen werden und infolgedessen durch die Druckaufnahme durch den äußeren Druckmantel ein sich auf die Wand des inneren Blechmantels auswirkender Druckausgleich zwischen der Abgasführung und den Druckausgleichsräumen einstellt.
• Es ist von Vorteil, bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Abhitzekessel den Druckmantel desselben in bekannter Weise aus einzelnen Schüssen zu bilden und diese durch bekannte Dehnungsausgleichstücke gasdicht miteinander zu verbinden.
• Um eine freie Ausdehnung des Druckmantels bzw. der einzelnen Schüsse in vorteilhafter Weise zu ermöglichen, können diese jeweils an ihrem einen Ende an einem außenliegenden Gerüst befestigt bzw. eingespannt werden.
• Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt.
• In einem aus dünnem Blech bestehenden inneren Blechmantel 1, der der Abgasführung dient, sind die Kesselheizflächen 2 in Gruppen übereinander anaeordnet. Dem Blechmantel 1 wird das als Heizmittel dienende Turbinenabgas durch die Abgasleitung 3 zugeführt und nach dem Durchströmen des Blechmantels 1 und Beaufschlagung der Heizflächen 2 durch den Abgasstutzen 4 abgeführt. Mit Abstand um den Blechmantel 1 ist der druckfest ausgebildete und aus starkem Blech bestehende Druckmantel 5 angeordnet, so daß zwischen beiden Mänteln ein Ringraum gebildet wird. Dieser Ringraum wird durch Querwände 10 in mehrere Druckausgleichsräume 6 unterteilt. Jeder dieser Druckausgleichsräume 6 ist in seinem unteren Teil über Öffnungen 7 mit dem der Abgasführung dienenden Innern des Blechmantels 1 verbunden.
• Der Druckmantel 5 kann in bekannter Weise auch aus einzelnen Schüssen 8 bestehen, die durch bekannte Dehnungsausgleichstücke 9 gasdicht miteinander verbunden sind. Um eine freie Ausdehnung der durch die Dehnungsausgleichstücke 9 ermöglichten Längsausdehnung des Druckmantels 5 zu sichern, können die einzelnen Schüsse 8 jeweils an ihrem einen Ende an einem außenliegenden Gerüst (nicht gezeichnet) in den strichpunktiert angedeuteten Ebenen 11 befestigt bzw. eingespannt werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Abhitzekessel großer Bauabmessungen, insbesondere zur Ausnutzung der Abwärme von Turbinenabgasen, bestehend aus einem äußeren Druckmantel und einem konzentrisch hierzu angeordneten inneren, der Heizgasführung und der Aufnahme von mehreren übereinanderliegenden Heizflächengruppen dienenden Blechmantel kleineren Durchmessers zur Bildung eines Ringraumes zwischen dem Druck- und dem Blechmantel, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Blechmantel (1) in an sich bekannter Weise in einzelne voneinander getrennte und mit je einer Heizflächengruppe (2) besetzte Mantelabschnitte unterteilt ist, wobei jeder Mantelabschnitt zur Ausbildung des ihn umgebenden Ringraumes als an sich bekannten Druckausgleichsraum (6) an seinem unteren Ende durch Öffnungen (7) mit dem entsprechenden Ringraumteil verbunden ist, während jedes obere Ende der Mantelabschnitte mit dem Druckmantel (5) durch eine Querwand (10), welche den Ringraumteil nach oben abschließt, verbunden ist.
2. 2. Abhitzekessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmantel (5) in bekannter Weise aus einzelnen Schüssen (8) besteht, die durch bekannte Dehnungsausgleichstücke (9) gasdicht miteinander verbunden sind. 3. Abhitzekessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmantel (5) bzw. die einzelnen Schüsse (8) jeweils an ihrem einen Ende an einem außenliegenden Gerüst so befestigt bzw. eingespannt sind, daß sie sich frei ausdehnen können.
3. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 960 638, 853 294; britische Patentschrift Nr. 810 900.