DE1201851B

DE1201851B - Cooled device for carrying a heat exchanger in the hot gas flue of a steam generator

Info

Publication number: DE1201851B
Application number: DED44846A
Authority: DE
Inventors: Guenther Gogoll
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1964-07-04
Filing date: 1964-07-04
Publication date: 1965-09-30

Description

Gekühlte Einrichtung zum Tragen eines Wärmeaustauschers ün Heizgaszug eines Dampferzeugers Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Tragen eines innerhalb des mit Kühlrohrwänden verkleideten Heizgaszuges eines Dampferzeugers angeordneten Röhren-Wärmeaustauschers, z. B. eines Dampfüberhitzers oder eines Speisewasservorwärmers, dessen Röhren auf an als lotrechte Tragrohre dienenden Rohren der Kühlrohrwände angebrachten Flossen ruhen.Cooled device for carrying a heat exchanger via hot gas flue of a steam generator The invention relates to a device for supporting an inside of the heating gas flue of a steam generator clad with cooling pipe walls Tubular heat exchanger, e.g. B. a steam superheater or a feed water preheater, its tubes on tubes serving as vertical support tubes of the cooling tube walls attached fins rest.

Es sind Einrichtungen zum Tragen von Röhren-Wärmeaustauschern, z. B. Dampfüberhitzem oder Schlangenrohr-Speisewassei vorwärmern, bekannt, deren Röhren auf an als Tragrohre dienenden Rohren angebrachten Flossen ruhen. Diese Tragrohre stammen aus Röhren des Wärmeaustauschers und durchdringen entweder die Decke des Heizgaszuges oder sind an Ankereisen aufgehängt, die ihrerseits die Decke des Heizgaszuges durchdringen. Die Durchführungen der Tragrohre oder Ankereisen durch die Decke des Heizgaszuges erfordern eine Abdichtung der Durchdringungsstellen, und bei enger Rohrteilung der Kühlrohre an der Heizgaszugdecke sind Auskröpfungen der Deckenrohre erforderlich. Die bis zur oder durch die Heizgaszugdecke geführten lotrechten Tragrohre versperren aber die Räume, welche für die Wartun- des Dampferzeugers im Heizgaszug freizulassen sind.There are devices for supporting tubular heat exchangers, e.g. B. preheat steam superheater or coiled pipe Speisewassei, known, their tubes rest on fins attached to tubes serving as support tubes. These supporting tubes come from tubes of the heat exchanger and either penetrate the ceiling of the Heizgaszuges or are hung on anchors, which in turn cover the ceiling of the Heizgaszuges penetrate. The lead-throughs of the supporting tubes or anchor iron through the ceiling of the Heizgaszuges require a seal of the penetration points, and with closer The pipe division of the cooling pipes on the hot gas pass ceiling are cranked portions of the ceiling pipes necessary. The vertical support tubes leading up to or through the heating gas draft ceiling but block the rooms which are used for maintenance of the steam generator in the hot gas flue are to be released.

Weiterhin sind Einrichtungen zum Tragen von Röhren-Wärmeaustauschern bekannt, bei welchen die Enden der oberen Rohrschlange des Wärmeaustauschers auf an den Kühlrohrwänden befestigten Flossen liegen. Die darunterliegenden Rohrschlangen des Wärmeaustauschers sind mittels Verbindungselementen an der oberen Rohrschlange befestigt. Es werden die für die Wartung des Dampferzeugers freizuhaltenden Räume im Heizgaszug zwar nicht versperrt, aber die obere Rohrschlange des Wärmeaustauschers wird, wenn dieser eine gewisse Größe überschreitet, statisch hoch beansprucht und die ungekühlten Verbindungselemente werden innerhalb heißer Heizgaszüge zu heiß oder zu kostspielig.There are also devices for supporting tubular heat exchangers known in which the ends of the upper coil of the heat exchanger on there are fins attached to the cooling tube walls. The pipe coils below of the heat exchanger are attached to the upper coil by means of connecting elements attached. These are the spaces to be kept free for the maintenance of the steam generator Although not blocked in the heating gas flue, the upper coil of the heat exchanger is is, if this exceeds a certain size, statically highly stressed and the uncooled connecting elements get too hot inside hot gas flues or too expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Tragen eines Röhren-Wärmeaustauschers zu schaffen, welche eine günstige statische Beanspruchung der Rohrschlangen des Wärmeaustauschers gewährleistet und genügend gekühlt ist, um auch für heiße Heizgaszüge geeignet zu sein.The invention is based on the object of a device for carrying of a tubular heat exchanger to create a favorable static load the coils of the heat exchanger are guaranteed and sufficiently cooled, so that it is also suitable for hot gas flues.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß als Tragrohre selbsttragende Umführungsrohre der Kühlrohrwände vorgesehen sind, die mit ihrem unteren und oberen Ende über Gab-elrohrstücke an Rohre der Kühlrohrwände angeschlossen sind, von denen ein Gabelrohrstück in an sich bekannter Weise eine Drossel aufweist.The solution to the problem is that self-supporting as support tubes Bypass tubes of the cooling tube walls are provided with their lower and upper The ends are connected to pipes of the cooling pipe walls via fork pipe pieces, of which a fork tube piece has a throttle in a manner known per se.

Diese Anordnung vereinigt folgende Vorzüge in sich: Sie vermeidet Durchdringungen der Decke des Heizgaszuges, es sind freie Räume im Heizgaszug für die Wartung des Dampferzeugers vorhanden, die Rohrschlangen des Wärmeaustauschers finden solche Auflagen, die sie statisch günstig beanspruchen, und die Trageinrichtung kann in heißen Heizgaszügen verwendet werden, da eine ausreichende Kühlung dies erlaubt.This arrangement combines the following advantages: It avoids Penetrations through the ceiling of the hot gas flue, there are free spaces in the hot gas flue for the maintenance of the steam generator in place, the coils of the heat exchanger find those conditions that make them statically favorable, and the supporting device can be used in hot gas flues because sufficient cooling does this permitted.

Es ist bekannt, U-förtnig gebogene Rohrschlangen als Umführungsrohre von Rohren einer Kühlrohrwand anzuschließen und zwischen die Anschlußstellen in das Wandrohr eine Drossel einzusetzen, um damit eine ausreichende Durchströmung der Rohrschlangen. zu gewährleisten. Diese Rohrschlangen bilden Berührungsheizflächen und erfüllen daher einen anderen Zweck als die Tragrohre gemäß der Erfindung. An sich ist auch bekannt, gekühlte Konsolen für die Auflage von Wärmeaustauscherpaketen in Heisgaszügen als gekühlte Umgehungsrohre ausauszubilden. Diese Umgehungsrohre sind aber nicht dem Anmeldungsgegenstand entsprechend als lotrechte Tragrohre ausgebildet, ebenso sind die Verbindungselemente der Wärmeaustauscherpakete nicht gekühlt.It is known to use U-shaped pipe coils as bypass pipes of pipes to be connected to a cooling pipe wall and between the connection points in the wall pipe to use a throttle to ensure sufficient flow of the pipe coils. to ensure. These coils form contact heating surfaces and therefore serve a different purpose than the support tubes according to the invention. At It is also known to have cooled consoles for supporting heat exchanger packages to be designed as cooled bypass pipes in hot gas flues. These bypass pipes but are not designed as vertical support tubes in accordance with the subject of the application, likewise, the connecting elements of the heat exchanger packs are not cooled.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vor-Geschlagen, die aus gegenüberliegenden Kühlrohrwänden stammenden Tragrohre unterhalb des Wärmeaustauschers bis zur Mitte des Heizgaszuges hineinzubiegen. Durch diese zusätzliche Maßnahme entsteht ein Kühlschirm, welcher geeignet ist, den Röhren-Wärmeaustauscher vor ungewollt hoher Wärmeeinstrahlung zu schützen, wenn die Brennkammer unter dem Röhren-Wärmeaustauscher liegt. Zugleich wird damit die Strahlungsheizfläche vergrößert.In a further embodiment of the invention, it is proposed that from opposite cooling tube walls originating support tubes below the heat exchanger Bend in to the middle of the hot gas flue. With this additional measure creates a cooling screen, which is suitable to prevent the tube heat exchanger from being unintentionally high heat radiation to protect when the combustion chamber is under the tubular heat exchanger. At the same time, it becomes the radiant heating surface enlarged.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt.In the drawing, the invention is shown using an exemplary embodiment.

In F i g. 1 sind die Wände des Heizgaszuges 1, in welchem der Röhren-Wärineaustauscher2 angeordnet ist, mit gasdichten Kühlrohrwänden3 verkleidet, die in bekannter Weise aus eng nebeneinanderliegenden Rohren oder Flossenrohren bestehen, die miteinander verschweißt sind zwecks Bildung einer gasdichten Kühlrohrwand. Als gekühlte Tragvorrichtung für den Wänneaustauscher2 dienen Tragrohre4, welche von dem in der Kühlrohrwand3 strömenden Medium gekühlt werden und mit ihrem unteren und oberen Ende mittels Gabelrohrstücke5, 6 an lotrechte Rohre3' der Kühlrohrwand3 angeschlossen sind. Um die Kühlung der Tragrohre4 durch das Medium des Wandkühlsystems sicherzustellen, ist das obere Gabelstück 6 jedes Tragrohres 4 mit einer Drosse17 versehen, welche zwischen der Einmündung des Kühlrohres3' und des Tragrohres4 liegt, wie aus F i g. 2 ersichtlich. Es ist jedoch auch möglich, nur das untere Gabelrohrstück5 mit einer entsprechenden Drossel 7 zu versehen. Durch die Drossel 7 in dem Gabelrohrstück 6 bzw. 5 wird eine teilweise Umführung des Mediums erzwungen und damit die Kühlung des Tragrohres 4 sichergestellt. Die lotrechten Kühlrohre3', an welche die Tragrohre4 mittels der Gabelstücke angeschlossen sind, haben den gleichen Durchmesser und dieselbe Wandstärke wie die benachbarten Kühlwandrohre, die nicht zum Tragen des Wärineaustauschers herangezogen werden. Im übrigen erfahren die Kühlrohrwände 3 durch die zwischengeschweißten Gabelrohrstücke5, 6 und die daran angeschlossenen, als Tragrohre4 ausgebildeten Umgehungsrohre keine Änderungen hinsichtlich des Rohrdurchmessers und des Gesamtaufbaues. Damit in den Tragrohren4 etwa die gleiche Strömungsgeschwindigkeit herrscht wie in den Wandkühlrohren, werden die Tragrohre 4 im Durchmesser bzw. Strömungsquerschnitt kleiner bemessen als die Wandkühlrohre.In Fig. 1 , the walls of the heating gas flue 1, in which the tubular heat exchanger 2 is arranged, are clad with gas-tight cooling tube walls 3, which consist in a known manner of closely spaced tubes or finned tubes that are welded together to form a gas-tight cooling tube wall. The cooled support device for the heat exchanger2 is support tubes4, which are cooled by the medium flowing in the cooling tube wall3 and are connected with their lower and upper ends to vertical tubes3 'of the cooling tube wall3 by means of fork tube pieces5, 6. In order to ensure the cooling of the support tubes 4 by the medium of the wall cooling system, the upper fork piece 6 of each support tube 4 is provided with a throttle 17 which lies between the confluence of the cooling tube 3 'and the support tube 4, as shown in FIG . 2 can be seen. However, it is also possible to provide only the lower fork tube section 5 with a corresponding throttle 7 . A partial bypassing of the medium is forced by the throttle 7 in the fork tube section 6 or 5 and thus the cooling of the support tube 4 is ensured. The vertical cooling pipes 3 ', to which the support pipes 4 are connected by means of the fork pieces, have the same diameter and the same wall thickness as the adjacent cooling wall pipes, which are not used to support the heat exchanger. Otherwise, the cooling pipe walls 3 do not experience any changes with regard to the pipe diameter and the overall structure due to the intermediate-welded fork pipe pieces 5, 6 and the bypass pipes that are connected to them and designed as support pipes 4. So that there is approximately the same flow velocity in the support tubes 4 as in the wall cooling tubes, the support tubes 4 are dimensioned smaller in diameter or flow cross section than the wall cooling tubes.

Im Bereich des Wärmeaustauschers2 sind die Tragrohre 4 mit an sich bekannten warinfesten Tragflossen 8 versehen, auf welchen die Rohrstränge des aus waagerechten Rohrschlangen bestehenden Wärmeaustauschers 2 aufliegen.In the area of the heat exchanger 2, the support tubes 4 are provided with known warin-proof support fins 8 , on which the pipe strings of the heat exchanger 2 consisting of horizontal pipe coils rest.

Bei Wärmeaustauschern, die im Heizgaszug 1 oberhalb der Brennkammer des Dampferzeugers angeordnet und starker Strahlungshitze ausgesetzt sind, können die aus den Kühlrohrwänden 3 abgezweigten und wieder in die Kühlrohrwände zurückgeführten Tragrohre 4 unterhalb des Wärmeaustauschers 2 bis etwa zur Mitte des Heizgaszuges 1 hineingebogen werden, um einen Kühlschinn für den Wärmeaustauscher zu bilden.In the case of heat exchangers, which are arranged in the heating gas flue 1 above the combustion chamber of the steam generator and are exposed to strong radiant heat, the supporting tubes 4 branched off from the cooling tube walls 3 and returned to the cooling tube walls can be bent in below the heat exchanger 2 up to about the middle of the heating gas flue 1 , around a To form cooling bar for the heat exchanger.

Die Kühlrohrwände 3, welche unter anderem die Aufgabe haben, die Wände des Heizgaszuges zu kühlen und die Wärine der Heizgase abzubauen und für die Dampferzeugung nutzbar zu machen, erfahren durch die Anordnung von Umführungsrohren als Tragrohre eine Vergrößerung ihrer Heizfläche.The cooling tube walls 3, which among other things have the task of cooling the walls of the heating gas flue and reducing the heat of the heating gases and making them usable for steam generation, experience an increase in their heating surface due to the arrangement of bypass tubes as support tubes.

Die Erfindung ist nicht auf Umführungsrohre für geschlossene bzw. gasdichte Kühlrohrwände beschränkt, sondern kann in gleicher Weise auch bei einem Wandkühlsystem Anwendung finden, dessen Kühlrohre mit größerer Teilung verlegt sind und mittels selbsttragender Umgehungsrohre zum Tragen des im Heizgaszug angeordneten Wärmeaustauschers herangezogen werden.The invention is not applicable to bypass pipes for closed resp. gas-tight cooling tube walls limited, but can in the same way also with a Find wall cooling system application whose cooling pipes are laid with a larger pitch and by means of self-supporting bypass pipes for supporting the heating gas flue Heat exchanger are used.

Claims

Claims: 1. Device for supporting a tubular heat exchanger arranged within the heating gas flue of a steam generator, which is covered with cooling tube walls, e.g. B. a steam superheater or a feedwater preheater, the tubes of which rest on fins attached to the tubes of the cooling tube walls serving as vertical supporting tubes, characterized in that self-supporting bypass tubes of the cooling tube walls (3) are provided as supporting tubes (4), which are provided with their lower and upper ends Fork tube pieces (5, 6) are connected to tubes (Y) of the cooling tube walls (3) , of which one fork tube piece (6 or 5) has a throttle (7) in a manner known per se.

2. Device according to claim 1, characterized in that the support tubes (4) coming from opposite cooling tube walls (3) are bent in below the heat exchanger (2) up to the middle of the heating gas flue (1) . Documents considered: German Patent No. 937 351; Swiss Patent No. 363 357; U.S. Patent No. 2,281,580.