DE1297619B

DE1297619B - Flow boiler, especially for overpressure firing

Info

Publication number: DE1297619B
Application number: DE1964S0089974
Authority: DE
Inventors: Michel; Dr-Ing Rupprecht
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1964-03-12
Filing date: 1964-03-12
Publication date: 1969-06-19
Also published as: GB1069552A; AT257638B

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchlaufkessel, insbesondere für überdruckfeuerungen, mit zumindest im Feuerraumbereich aufgehängtem, wandbildendem Rohrsystem, von dem sich Verdampferrohre um die Brennkammer herumwinden, unter horizontaler oder mit schwacher Steigung verlaufender Rohrführung des Verdampfersystems an der Vorderwand und an den Seitenwänden des Feuerraumes, bei stärker ansteigender Rohrführung an der Rückwand.The invention relates to a once-through boiler, in particular for overpressure firing, with a wall-forming pipe system suspended at least in the firebox area, from which Evaporator tubes wind around the combustion chamber, under horizontal or with The evaporation system's piping on the front wall has a slight incline and on the side walls of the combustion chamber, with the pipe running more steeply the back wall.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen aufgehängten Kessel in der Form zu schaffen, daß alle vier Wände des Feuerraumes sich bei Erwärmung gleichmäßig auszudehnen vermögen. Die Forderung einer gleichmäßigen Dehnung ist bei überdruckgefeuerten Kesseln nicht nur im Dauerbetrieb zu erfüllen, sondern muß auch beim Anfahren gewährleistet sein, weil anderenfalls die druckdichte Blechkonstruktion an den Ecken aufreißen würde.The invention is based on the object of a suspended boiler to create in such a way that all four walls of the furnace are heated able to expand evenly. The requirement for an even stretch is in the case of overpressure-fired boilers, this must not only be met in continuous operation, but must also be guaranteed when starting up, because otherwise the pressure-tight sheet metal construction would tear open at the corners.

Gemäß einem früheren Vorschlag tragen bei einem Durchlaufkessel mit überdruckfeuerung - unter Aufhängung der Verdampferrohre sowie der Blechverkleidung, Isolation mitsamt horizontalen äußeren Gürtelträgern und des Brennerkastens an senkrechten, ungekühlten, von oben her durchgehenden Trageisen - senkrecht verlaufende Austrittsrohre des im Bereich des Feuerraumes flach ansteigenden Verdampfersystems ihrerseits den im oberen Teil des Feuerraumes befindlichen Strahlungsüberhitzer. Bei diesem Durchlaufkessel durchziehen die Verdampferrohre mit schwacher Steigung, sich um die Brennkammer herumwindend, alle vier Seiten des Feuerraumes. In einer bestimmten Höhe biegen sämtliche Verdampferrohre nach oben hin ab. Die von da an vertikal hochgeführten Verdampferaustrittsrohre enden im Bereich der Feuerraumdecke.According to an earlier proposal, contribute to a once-through boiler overpressure firing - with suspension of the evaporator pipes and sheet metal cladding, Insulation including horizontal outer belt supports and the burner box on vertical, uncooled, continuous support iron from above - vertical outlet pipes of the evaporation system, which rises gently in the area of the combustion chamber, for its part Radiant superheater located in the upper part of the furnace. With this once-through boiler pull through the evaporator tubes with a slight slope, around the combustion chamber wrapping around, all four sides of the firebox. Bend at a certain height all evaporator tubes upwards. The ones that were raised vertically from then on Evaporator outlet pipes end in the area of the combustion chamber ceiling.

Die Erfindung geht von diesem Prinzip des aufgehängten Kessels aus. In bestimmten Fällen, z. B., wenn der Kessel für eine kleinere Leistung ausgelegt werden soll oder wenn die Brennkammer verhältnismäßig große Abmessungen aufweist, reicht die Anzahl der aufwärts durchströmten Verdampferrohre nicht mehr aus, um sämtliche Wände des Feuerraumes hiermit zu verkleiden.The invention is based on this principle of the suspended boiler. In certain cases, e.g. B. if the boiler is designed for a smaller capacity should be or if the combustion chamber has relatively large dimensions, the number of evaporator tubes through which there is an upward flow is no longer sufficient to to cover all walls of the furnace with it.

Es erscheint aber wünschenswert, das geschilderte Prinzip der Aufhängung der Verdampferrohre beizubehalten. Die sich um die Brennkammer herumwindenden Verdampferrohre verlaufen dabei horizontal oder mit schwacher Steigung an einem Teil der Wandungen, nämlich an der Vorderwand und an den Seitenwänden des Feuerraumes. Dabei wird von einer bekannten Rohranordnung Gebrauch gemacht, bei der an den anderen Wandungsteilen, nämlich an der Rückwand, eine stärker ansteigende Rohrführung vorhanden ist.However, it seems desirable to use the above-mentioned suspension principle of the evaporator tubes. The evaporator tubes winding around the combustion chamber run horizontally or with a slight slope on part of the walls, namely on the front wall and on the side walls of the furnace. This is done by made use of a known pipe arrangement in which on the other wall parts, namely on the rear wall, there is a more steeply rising pipe guide.

Die Erfindung besteht nunmehr darin, daß bei einer solchen Rohrführung sämtliche Verdampferrohre an der Rückwand enden und in dort hochgeführte Austrittsrohre übergehen, die zur Aufhängung des rückwärtigen Teiles des Verdampfersystems dienen, während zum Aufhängen der übrigen Teile des Verdampfersystems die Schenkel von senkrechten U-Rohren, die im Zuge des Arbeitsmittelflusses unmittelbar auf den Verdampferaustritt folgen, herangezogen sind, und deren Fußteile nicht nennenswert über die obere Erstreckung der Verdampferrohre herabreichen, wobei die Verdampferrohre in an sich bekannter Weise über Verbindungsglieder angehängt sind. Es ist an sich bei aufgehängten Verdampfersystemen bereits bekanntgeworden, an den einzelnen Feuerraumseiten unterschiedliche Aufhängeprinzipien anzuwenden. Bei einem bekannten Zwangdurchlaufdampferzeuger mit unterschiedlich aufgehängten Verdampfersystemen sind aber die Verdampferheizflächen teilweise als Steigrohr-Fallrohr-Systeme, teilweise als Mäanderbänder ausgebildet. Dabei tragen sich die Steigrohr-Fallrohr-Register selbst, während für die Mäanderbänder Fallrohre des Steigrohr-Fallrohr-Systems herangezogen sind.The invention now consists in the fact that in such a pipe guide all evaporator pipes end at the rear wall and into outlet pipes raised there pass over, which are used to suspend the rear part of the evaporator system, while for hanging the remaining parts of the evaporator system the legs of vertical U-tubes, which in the course of the working medium flow directly to the evaporator outlet follow, are used, and their foot parts are not significant over the upper extent the evaporator tubes reach down, the evaporator tubes in per se known Way are attached via connecting links. It is inherently with suspended evaporator systems already known, different suspension principles on the individual combustion chamber sides apply. In a known once-through steam generator with different suspended evaporator systems, however, the evaporator heating surfaces are partially as Riser-downpipe systems, partly designed as meandering bands. Wear it the riser-downpipe register itself, while for the meandering downpipes of the riser-downpipe system are used.

Demgegenüber werden aber im Rahmen der Erfindung zur Aufhängung der Verdampferrohre dort, wo nicht deren Austrittsrohre die Aufhängung übernehmen, die Schenkel von senkrechten U-Rohren zur Aufhängung herangezogen, die sich im wesentlichen nur über den oberen Teil des Kesselzuges erstrecken, nicht aber in den Bereich des Verdampfers herabreichen. Dort sind vielmehr Verbindungsglieder vorgesehen, an denen die Verdampferrohre angehängt sind. Diese Verbindungsglieder besitzen beispielsweise die Form von U-Eisen oder anderen Profileisen, und sind unmittelbar hinter den Verdampferrohren, von diesen gekühlt, angebracht.In contrast, within the scope of the invention for the suspension of the Evaporator tubes where the outlet tubes do not take over the suspension Legs of vertical U-tubes used for suspension, which are essentially extend only over the upper part of the boiler pass, but not in the area of the The vaporizer. Rather, connecting links are provided there, on which the evaporator tubes are attached. These links have for example the shape of U-iron or other profile iron, and are immediately behind the evaporator tubes, cooled by these, attached.

Eine druckfeste Abdichtung läßt sich dabei in bekannter Weise durch eine Blechhaut bilden, wobei die Bleche in die Felder zwischen die senkrechten Profileisen und horizontalen Verbindungsstege eingeschweißt werden. Bei diesen Profileisen in U- oder T-Form ist es von Vorteil, ein Profil zu wählen, das eine größere Flachseite aufweist, mit der die Eisen unmittelbar an den Verdampferrohren anliegen. Die Verdampferrohre können, entweder einzeln oder zu Gruppen zusammengeschweißt, an diesen Profileisen angehängt werden.A pressure-tight seal can be carried out in a known manner Form a sheet metal skin, with the sheets in the fields between the vertical profile iron and horizontal connecting webs are welded. With these profile irons in U- or T-shape, it is advantageous to choose a profile that has a larger flat side has, with which the iron are in direct contact with the evaporator tubes. The evaporator tubes can either be welded individually or in groups to these profile bars be appended.

Im Bereich des obenliegenden, aus vertikalen U-Systemen bestehenden Strahlungsüberhitzers dient die Verdampfertragkonstruktion nur als Begleitheizung bzw. als Kühlung für die auch in diesem Bereich eingebauten U-Profileisen.In the area of the overhead, consisting of vertical U-systems Radiant superheater, the evaporator support structure only serves as trace heating or as cooling for the U-profile iron installed in this area.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel in seinen für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter schematischer Darstellung. Gleiche Teile sind in sämtlichen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.The invention is to be explained in more detail with reference to the drawing. the Figures show an embodiment in its essential for the invention Parts in a greatly simplified schematic representation. The same parts are in all Figures are provided with the same reference numerals.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Zweizugkessel für eine Dampfleistung von etwa 260 t/h, von dem die F i g. 1 einen seitlichen Längsschnitt und F i g. 2 zwei parallel zur Vorderwand gelegte Schnitte zeigt, wobei die linke Hälfte der F i g. 2 einen Schnitt durch den ersten Zug mit Feuerraum und die rechte Hälfte einen Schnitt durch den zweiten Zug veranschaulicht. F i g. 3 zeigt schematisch die Schaltung des Hochdruckteiles, die insbesondere in zum Teil perspektivischer Darstellung die Ausbildung der Heizflächen im Feuerraumbereich erkennen lassen.The illustrated embodiment is a Two-pass boiler for a steam output of about 260 t / h, of which the FIG. 1 one lateral longitudinal section and FIG. 2 two cuts parallel to the front wall shows, the left half of FIG. 2 shows a section through the first train Firebox and the right half illustrates a section through the second train. F i g. 3 schematically shows the circuit of the high pressure part, which is shown in particular in FIG partly perspective representation of the formation of the heating surfaces in the combustion chamber area reveal.

Wie die Figuren zeigen, ist im Bereich der Brennkammer 1 das Verdampfersystem als sich um die Brennkammer herumwindendes Rohrband ausgebildet. An den Seitenwänden verlaufen die Verdampferrohre, wie F i g. 1 veranschaulicht, und wie auch aus der perspektivischen Darstellung in F i g. 3 zu erkennen ist, horizontal. Die Verdampferrohre sind jeweils als Parallelrohrbänder versinnbildlicht, von denen nur die äußeren Begrenzungsrohre 2 gezeichnet sind. Gemäß dem in F i g. 3 dargestellten Schema tritt das flüssige Arbeitsmittel, von Vorwärmerheizflächen im zweiten Zug kommend, über den die beiden Leitungen 3 und 4 vereinigenden Zuleitungsstrang 5 in die Verdampferheizfläche ein. Von einem Eintrittsverteiler 6 aus verläuft das Rohrband zunächst entlang dem Feuerraumboden. Nach einer mäanderförmig ausgebildeten Rohrführung am Brennkammerboden 7 steigt das Rohrsystem an der Rückwand der Brennkammer bei 8 an, kommt dann horizontal längs der linken Seitenwand nach vorn (9), verläuft jetzt an der Vorderwand, wie durch 10 angedeutet, wieder horizontal und geht dann auf die rechte Seitenwand in ebenfalls horizontaler Richtung 11 weiter. An der Rückwand steigen die Rohre, wie durch 12 angedeutet ist, wieder zur nächsten Etage hinauf. So windet sich das Verdampferrohrsystem bis etwa zwei Drittel der Feuerraumhöhe.As the figures show, the evaporator system is in the area of the combustion chamber 1 designed as a pipe band winding around the combustion chamber. On the side walls run the evaporator tubes, as F i g. 1 illustrates, and as also from FIG perspective illustration in FIG. 3 can be seen horizontally. The evaporator tubes are each symbolized as parallel tube bands, of which only the outer ones Limiting tubes 2 are drawn. According to the in FIG. 3 shown Scheme enters the liquid working medium, from preheater heating surfaces in the second pass coming, via the supply line 5 that connects the two lines 3 and 4 into the evaporator heating surface. This runs from an inlet distributor 6 First pipe band along the combustion chamber floor. After a meander-shaped Pipe guide on the combustion chamber floor 7, the pipe system rises on the rear wall of the combustion chamber arrives at 8, then comes forward horizontally along the left side wall (9), runs now on the front wall, as indicated by 10, again horizontally and then go on the right side wall in a horizontal direction 11. On the back wall the pipes rise, as indicated by 12, back up to the next floor. The evaporator pipe system winds up to around two thirds of the height of the combustion chamber.

In dieser Höhe biegen an der Rückwand des Feuerraumes die Verdampferrohre bei 13 in eine vertikale Richtung um; die Verdampferaustrittsrohre sind jetzt, wie durch die Linien 14 angedeutet ist, an der Rückwand der Brennkammer hochgeführt. Erfindungsgemäß ist an diesen vertikal verlaufenden Verdampferaustrittsrohren die Rückwand des Feuerraumes mit den darunterliegenden, schräg ansteigenden Verdampferrohrbändern aufgehängt.At this height, the evaporator tubes bend on the rear wall of the combustion chamber at 13 in a vertical direction; the evaporator exit pipes are now how indicated by the lines 14, led up to the rear wall of the combustion chamber. According to the invention is on these vertically extending evaporator outlet pipes Rear wall of the combustion chamber with the sloping evaporator tube strips underneath hung up.

Die Seitenwände und die Vorderwand des Feuerraumes hängen an den U-Rohren 15, die in Strömungsrichtung des Arbeitsmittels unmittelbar auf den Verdampferaustritt folgen. Die U-Rohre 15 ragen etwa bis zu einer Höhe von zwei Drittel des Feuerraumes herab. Etwa hier endet auch der Bereich des Strahlungsüberhitzers 20. In Verlängerung der U-Rohre 15 sind dann Profileisen 40 (F i g. 1) mit U- oder T-Form nach unten als Träger für die waagrecht verlaufenden Verdampferrohrbänder 9 vorgesehen.The side walls and the front wall of the combustion chamber hang on the U-tubes 15, which directly on the evaporator outlet in the flow direction of the working medium follow. The U-tubes 15 protrude approximately up to a height of two thirds of the combustion chamber down. The area of the radiation superheater 20 also ends approximately here the U-tubes 15 are then profile iron 40 (FIG. 1) with a U or T shape downwards provided as a carrier for the horizontally extending evaporator tube bands 9.

Wie F i g. 3 erkennen läßt, folgen auf die Tragrohre 15 Restverdampferheizflächen 16, die nur rein schematisch dargestellt sind und sich gemäß 16' in symmetrischer Ausbildung auf zwei Feuerraumseiten verteilen. Hieran schließt sich der erste Überhitzerabschnitt 17 an, der in F i g. 3 perspektivisch veranschaulicht ist. Dieser überhitzerabschnitt befindet sich an der Brennkammerrückwand und überdeckt, wie unter anderem aus F i g. 2 ersichtlich ist, einen Teil der Verdampferaustrittsrohre 15. Die Heizfläche 17 ist abgebogen, um die gebräuchliche Brennkammereinziehung zu bilden und erstreckt sich noch über den schrägen Querzug. Dies ist in F i g. 1 deutlicher veranschaulicht.Like F i g. 3 shows, follow the support tubes 15 residual evaporator heating surfaces 16, which are shown only schematically and are symmetrical according to FIG. 16 ' Distribute training on two sides of the combustion chamber. This is followed by the first superheater section 17, which is shown in FIG. 3 is illustrated in perspective. This superheater section is located on the rear wall of the combustion chamber and covered, as in F i g. 2 can be seen, part of the evaporator outlet pipes 15. The heating surface 17 is bent to form the common combustion chamber retraction and extends over the oblique cross pull. This is in FIG. 1 illustrates more clearly.

An diese Heizfläche schließt sich unter Zwischenschaltung einer ersten Einspritzstrecke 18 ein zweiter Überhitzerabschnitt 19 an, der an der Decke des Feuerraumes entlang verläuft und den Querzug sowie die Vorderwand des Feuerraumes teilweise bedeckt. Die Seitenwände des Feuerraumes werden im oberen Drittel von den Heizflächen 20 gebildet, die den dritten Überhitzungsabschnitt versinnbildlichen. Hieran schließen sich endlich noch Endüberhitzerschotten 21 an, die zum wesentlichen Teil in den Querzug zu liegen kommen.This heating surface is connected with the interposition of a first one Injection section 18, a second superheater section 19, which is attached to the ceiling of the The combustion chamber runs along and the transverse pull and the front wall of the combustion chamber partially covered. The side walls of the firebox are in the upper third of the heating surfaces 20 formed, which symbolize the third overheating section. This is finally followed by end superheater bulkheads 21, which are essential Part come to rest in the transverse pull.

Überdruckfeuerungen erfordern eine druckdichte Kesselwandung. Der druckdichte Abschluß läßt sich durch geeignete Bleche bilden, die zwischen die senkrechten und waagrechten Profiltrageisen eingeschweißt werden können. Im oberen Teil des Feuerraumes läßt sich zwischen der Strahlungsüberhitzer-Heizfläche und der Blechhaut, die die druckdichte Wandung bildet, mit Hilfe von Streckmetall eine Isolationsschicht befestigen, um hier die Blechhaut vor unzulässiger Erwärmung zu schützen.Overpressure firing requires a pressure-tight boiler wall. Of the pressure-tight closure can be formed by suitable sheets between the vertical and horizontal profile support bars can be welded. In the upper part of the The combustion chamber can be placed between the radiant superheater heating surface and the sheet metal skin, which forms the pressure-tight wall, an insulation layer with the help of expanded metal fasten in order to protect the sheet metal skin from impermissible heating.

Wie F i g. 3 weiter erkennen läßt, ist eine zweite Einspritzstelle 22 zwischen den überhitzerheizflächen 20 und 21 vorgesehen. Der überhitzte Dampf verläßt über das Hochdruckventil 23 den Kessel. Entsprechend dem symmetrischen Aufbau sind zwei Heißdampfleitungen 24 und 24' hier vereinigt.Like F i g. 3 further shows, a second injection point 22 is provided between the superheater heating surfaces 20 and 21. The superheated steam leaves the boiler via the high pressure valve 23. According to the symmetrical structure, two superheated steam lines 24 and 24 'are combined here.

Die dem Verdampfer vorgelagerten Heizflächen sind zum großen Teil im zweiten Kesselzug untergebracht. Das Arbeitsmittel tritt bei 25 in den Kessel ein und verteilt sich zunächst auf die beiden Economiser-Heizflächen 26 und 26'. Die im Feuerraum angewandten Maßnahmen zur Aufhängung der Heizflächen können in ähnlicher Weise auch im zweiten Kesselzug angewendet werden. So bilden die Austrittsrohre aus den Economiser-Heizflächen 26 und 26' Tragrohre 27 und 27' zur Aufhängung der Wandungen des zweiten Kesselzuges. In entsprechender Weise versinnbildlichen die Rohre 28 die Trennwand im zweiten Zug, wobei die dann folgenden Heizflächen 29 und 30 sich über die Vorder- und Rückwand sowie die Decke des zweiten Kesselzuges erstrecken. Die Seitenwände des zweiten Zuges werden durch die Heizflächen 31 gebildet.Most of the heating surfaces upstream of the evaporator are housed in the second boiler train. The working fluid enters the boiler at 25 and is initially distributed over the two economizer heating surfaces 26 and 26 '. The measures used in the combustion chamber to suspend the heating surfaces can be found in can be used in a similar way in the second boiler pass. So form the outlet pipes from the economiser heating surfaces 26 and 26 'support tubes 27 and 27' for suspending the Walls of the second boiler train. In a corresponding way symbolize the Tubes 28 the partition in the second train, the then following heating surfaces 29 and 30 extend over the front and rear walls and the ceiling of the second boiler pass. The side walls of the second train are formed by the heating surfaces 31.

Claims

Claims: 1. Continuous boiler, in particular for overpressure combustion, with a wall-forming pipe system suspended at least in the firebox area, from which Evaporator tubes wind around the combustion chamber, under horizontal or with The evaporation system's piping on the front wall has a slight incline and on the side walls of the combustion chamber, with the pipe running more steeply the rear wall, characterized in that all the evaporator tubes (7 to 12) on end of the rear wall and pass into outlet pipes (14) raised there that lead to Suspension of the rear part of the evaporator system (12) are used while for Suspend the remaining part of the evaporator system (9,10,11) the legs from vertical U-tubes (15), which in the course of the working medium flow directly onto the evaporator outlet tubes (14), are used, and their foot parts do not significantly exceed the upper one Extension of the evaporator tubes (9,10,11) come down, the evaporator tubes are attached in a manner known per se via connecting links (40).

2nd boiler according to claim 1, characterized in that the connecting links are formed by profile iron (40), in particular with a T or U profile, are formed.

3. Boiler according to claim 2, characterized in that the profile iron (40) with its flat side directly on the evaporator tubes (9,10,11).

4. Boiler according to claim 2 or 3, characterized in that the evaporator tubes (9, 10, 11) individually or welded together in groups are attached to the profile iron (40).

5. Boiler according to claim 1 to 4, characterized in that that the bend (13) of the rising Evaporator tubes for vertical elevation at a height of about two thirds of the Firebox takes place.

6. Boiler according to claim I to 5, characterized in that in the second pass and possibly in further passes of the boiler, the wall heating surfaces are hung in a similar manner.