DE2729081A1

DE2729081A1 - Abgaskesselanlage

Info

Publication number: DE2729081A1
Application number: DE19772729081
Authority: DE
Inventors: Leonhard H Christopher; Thomas Gibson
Original assignee: Foster Wheeler (London) Ltd
Current assignee: Foster Wheeler (London) Ltd
Priority date: 1976-12-15
Filing date: 1977-06-24
Publication date: 1978-06-29
Also published as: NL7706528A; BE855996A; FR2374588A1; GB1573439A; IT1085580B; FR2374588B1

Description

Abgaskesselanlage

Die Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung von Dampf aus heißen Abgasen. Sie betrifft insbesondere eine Anlage zum Erzeugen von heißem Dampf aus Abgasen,

Bei Abgas beheizten Kesseln ist ein Unterschied in den Querschnitten des Abgasstromes zwischen der Zuführungsleitung der Abgase und dem Eingang zum Dampfkessel üblich. Diese beiden Querschnitte müssen durch eine Übergangskammer verbunden werden, deren Querschnitt sich von der Abgaszuleitung zur Eintrittsstelle in den Kessel zunehmend ändert.

Diese Übergangskammer kann aus einem Stahlgehäuse mit einer Auskleidung aus feuerfestem Material bestehen, das an dem Stahlgehäuse eine annehmbare Temperatur sicher stellt. Diese Bauart hat viele Nachteile, namentlich bei hohen Gastemperaturen. Einige dieser Nachteile sind die Notwendigkeit eine hohe Widerstandsfähigkeit des feuerfesten Materials, die Möglichkeit von Abbruchen dieses Materials, die die Stahlhülle den hohen Gastemperaturen aussetzt und die Möglichkeit einer Zersetzung des feuerfesten Materials, die ein Kondensieren heißer Gase an der Gehäusewand ermöglicht und dort zu Korrosionen führt.

Die Erfindung beschäftigt sich mit diesem Problem und betrifft somit eine Übergangskammer für heiße Abgase, in der diese Nachteile vermieden werden.

Nach der Erfindung besteht die Anlage aus einem Abgaskessel und einer Übergangskammer, die an einem Ende mit dem Kessel und am anderen mit der Abgaszuleitung verbunden ist. Sie führt die Abgase durch Querschnitte, die sich von ihrer Zuführung bis zum

809826/0475

Eintritt in den Kessel zunehmend ändern» Die 3rfindung besteht darin, daß die Wand der iibprgangskammer durch gasdichte Flächen gebildet wird, die aus Wasser gekühlten Rohren bestehen, die durch Rippen unmittelbar oder durch eingeschweißte Zwischenlagern verbunden sind.

Da diese Ubergangskammer keine feuerfeste Auskleidung erfordert, sind die aus der Auskleidung sich ergebenden Nachteile behoben. Zudem hält die Wasserkühlung die Kammerwände auf eine vertretbare Temperatur und verhindert ihre Überhitzung. Diese Kammer kann auch als ein Feuerraum des Abgaskessels benutzt v/erden, da in ihrer Wandung die Anordnung von Brennern möglich ist. So kann zusätzlich Brennstoff in dieser Kammer verbrannt werden, wenn eine besondere Erhitzung und ein höherer Wärmeinhalt der Abgase erforderlich ist.

Die die Kammerwand bildenden Rohre können in bekannter Weise mit Wasser versorgt werden, das mit dem Inneren der Abgaskessel zirkuliert, so daß erzeugter Dampf oder erhitztes Wasser dem Abgaskessel zugeführt werden.

Wählt man als Kühlrohre Rippenrohre, so können diese durch Aneinanderschweißen der Rippen verbunden werden. Andere Rohre werden durch Verschweißen mit Zwischenlagen zu gasdichten Platten gestaltet. Derartige Platten sind bekannt.

Da die Übergangskammer keinen extremen Drücken ausgesetzt ist, genügt zum Herstellen gasdichter Platten das unmittelbare Verschweißen der Rohre oder ihr Verschweißen mit Zwischenlagen, obwohl deren Festigkeit niedriger ist als bei Platten, die aus mit-einander verbundenen Rippenrohren bestehen»

Beim Verbinden nebeneinander liegender Rohre zu Platten muß man jedoch sorgfältig vermeiden, daß die Rohrwände verbrannt

- 5 809826/0A75

worden. Diese Gafahr kann vermindert werden, v/enn man Zwischenlagen in dem etv/a V-förmigen Spalt, zvri sehen benachbarten Rohren vorsieht, z.B. Abschnitte von Schweißelektroden oder di*»cht anliegende Vierkant stäbe. Dann verbindet man die Elektrodenabschnitte oder die Stäbe mit den anliegenden Rohrwandungen durch Schweißnähte und erhält eine platte Verschmelzung zwischen den Einlagen und den Rohren.

Die Rohrplatten bilden die Abdeckung, die Seitenwände und den Boden der Übergangskammer. Wegen des sich erweiternden Querschnitts der Übergangskammer benötigen die Seitenwände und die an diese sich anschließenden dreieckförraigen Teile der Abdeckung und des Bodens eine besondere Gestaltung eines Teils dieser Rohre. Diese Rohre werden vom Kessel ausgehend innerhalb der Kammer parallel zu den Rohren der Abdeckung und des Bodens bis zu ihrem Übergang in die Seitenwand geführt, wobei sie innerhalb der Kammer nicht miteinander verbunden sind.

Ferner werden die den Mittelteil der Abdeckung und des Bodens bildenden Rohre ohne gegenseitige Verbindung vor dem Abgaszutritt zv/eckmäßig in mehreren Ebenen gegeneinander versetzt, zu einem Gitter gebogen, durch das die heißen Abgase in die Kammer eintreten. Dieses dient dann zum Ausrichten des Gasstroms.

Ein Ausführungsbeispiels der Erfindung soll nun an Hand der beigefügten Zeichnungen beschrieben werden,. In diesen zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Anlageteils nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Anlageteil nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht ähnlich der Fig. 2, die mehr Einzelheiten der Übergangskammer erkennen läßt, und

809826/0475

Fig. A bis 7 Ouerrchnitteinze"!hei +ⁿn in ver-p-^nn^tnm Maⁿrtab, die vi »τ· verschiedene Verbindungen zwischen neben einanderliegenden Rohren ?:um Bilden der Rohrplatten dars+ollen.

Die mit Abwärme beheizte Anlage ⁰O in FIp;. 1 und 2 h?t einen mit Abgas beheizten Kessel 22 und eine Übergangskrrcmer Ph, Die Ubergnngskammer verbindet die Abgaszuführunp· ?6 mit. dem KpsepI 22. Dieser kann in üb"¹ lche^ ^!fsj„^ gestaltet rein und roll dpshalb nicht nnher becchriebcn v/erden, ^r h?t in rMonem Bei r-pifi.l eine obenliegende Dsmpf+rommO PH und ^me unten ¹.io_r[^rende Dampf- und V/assertrommel 30.

Da die Querschnittfläche der Eintritts zum Kessel erheblich großer ist als. die der Abgar.zufiihm.ing ?6, rind die Abdeckung 32, der Boden ?h und die Seitenwände AO der Übergangnkammer ?.h in Richtung vom Kessel 22 zur Zuführung 26 geneigt.

Von der Kesseltrommel 28 verlaufen Rohre 29 (Fig_o 3) und bilden durch zv/ischen ihnen liegenden Rippen oder Verbindungen eine dichte Platte, die als Abdeckung 32 für d^'e Übor^angskammer 24 dient« Diese erstreckt sich von der Trommel 28 (Fig. 1 und 2) bis zur Abgaszuführung 26. Dann sind die Rohre des Mittelteils in zwei, zueinander versetzten Ebenen nach unten gebogen und bilden, weil hier die Verbindungen fehlen, eine Art Gitter 33» durch das die Abgase hindurchtreten. Dieses Gitter wirkt al? eine Ausrichtungseinrichtung für den Abgasstrom» Am Boden 34 der Übergangskemmer sind die Rohre wieder in eine Ebene gebogen und bilden mit ihren Rippen oder Verbindungen eine dichte ^Tifand, sie sind an ihrem "Ende an die untere Kesseltrommel 20 angeschlossen.

809826/0475 ORIGINAL INSPECTED

-H-

Die senkrechten Seitenwand-? 40 der Übergangskammer bilden fb<?nialls ejne ^urrh Rippen dichte Rohrwand. Diese Rohre heben -^Pn gleichen Durchrcasser wie die anderen und nind ebenso ausgestaltet wie die Rohre, die die Abdeckung und den Boden der tfyimmer bilden. Wenn die.^ce Rohre die Ebenen der Abpr und der> Bodens erreichen, ist ein Teil \'on ihnen in diese Ebenen gebogen (r.. Fig. 3) und bildet den verbleibenden dreieckigen Abschnitt der Abdeckung 32 und de? Boden 34. Der andere Teil der Seitenwandrohre 44 wird besonders abgebogen und erstreckt sich mit Abstand perallel zu der Abdeckung und dem Boden in der Kammer unter den die Abdeckung bzw. über die den Boden bildenden Rohren; sie v/erden dann an die Trommeln 28 bzw. 30 angeschlossen und sind in der Kammer nicht miteinender ■verbund en.

D«*r genau festgelegte Teil der Seitenwandrohre, der auch die Ab^^ockung und den Boden bildet, hängt von dem Winkel θ (Fig. 3) ab, der seinerseits durch den Querschnittsunterschied zwischen der Abgaszuleitung 26 und der Kesseleinführungsöffnung gegeben ist. Das angenäherte Verhältnis der Seitenwandrohre, die die Abdeckung und den Boden bilden, ist durch sin θ gekennzeichnet.

Auf diese Weise kann jeder Winkel des Übergangs erreicht werden, der von den zugeordneten Abmessungen der Abgaszuführung und des Kesseleintritts abhängt. Dabei werden die Rohre der Seitenwände so mit einander verbunden, daß ein dichter Abschluß an der Abdeckung und dem Boden erreicht wird.

Die Übergangskammer braucht nicht aus feuerfestem Material ausgeführt zu werden, sie wird durch die mit Wasser gefüllten Rohre gekühlt. Wenn es erforderlich ist, kann ein Hilfsbrenner in eine der Wände der Übergangskammer 24 eingebaut werden, dieser dient dann als Feuerraum für den Kessel 22.

809826/0475

ORIGINAL INSPECTED

Fig. 4 bis 7 zeigen vergrößert an jeweils zwei Rohren Einzelheiten der Rohrplatten 10a bis 10d. Diese Rohrpletten selbst bestehen aus mehreren Rohren 12, die dicht bei dicht nebeneinander liefen. Die benachbarten Rohre sin^ miteinander durch Rippen verbunden (f. Fig. ?).

In Fig. 4 ist dip Rippe z.B. durch einen Abschnitt einer stangenförmiren Schweißelektrode 14 gebildet, die zwischen den Rohren 12 liegt₀ Sie irt an jedem Rohr mit zwei Schweißnähten verbunden, die eine sich einfügende konkave Verbindung bilden. Die stangenfönnige Schv/eißelektrode braucht bei der Herstellung der Verbindung 16 nicht vollständig geschmolzen zu werden. Dar. Ergebnis ist eine gasdichte Platte 10a.

In Fig. 5 sind zwei Stangen 1& zwischen jeweils zwei Rohren vorgesehen und bilden so einen V-förmigen Hohlraum an jeder Seite der Rohre. Jede Stange ist mit jedem Rohr verschweißt und bildet eine konkave Verbindung der so hergestellten Platte»

Fig. 6 zeigt einen eng an die Rohre anliegenden Vierkantstab zwischen den Rohren 12, der durch nur eine Schweißnaht an einer Seite der Platte liegt und eine konkave Verbindung herstellt. Die Schweißnaht liegt auf der Seite der Platte 10c, die dem erhöhten Druck ausgesetzt ist und bildet dort eine luftdichte Verbindung.

Fig. 7 zeigt eine Platte 10d, die sich von der in Fig. 6 dargestellten dadurch unterscheidet, daß die Schweißnaht 19 auf beiden Seiten des Vierkantstabes 18 vorgesehen ist und so die Rohre zweiseitig verbindet.

Jede der Platten 10a bis 1Od kann anstelle der durch Rippenrohre gebildeten Platten benutzt werden und die Übergangskammer 24 der Anlage bilden.

809826/0475

Obwohl in der Beschreibtang Wasser und !Wasserdampf angegeben sind, kann die Anlage andere geeignete Flüssigkeiten und deren Dämpfe bei entsprechendem Baustoff erwärmen, ohne daß der Aufbau der Anlage e^.ne andere Ausgestaltung erfordert»

80982B/047C

Leerseite

Claims

Meissner & Meissner

PATENTANWALTSBÜRO

i R L I N — MÜNCHEN

PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. W. MEISSNER (BLN) DIPL-ING. P. E. MEISSNER (MCHN) DIPLING. H.-J. PRESTING (BLN)

HERBERTSTR. 22, 1000 BERLIN 33

Ihr Zeichen Ihr Schreiben vom Unser· Zeichen Berlin, den

Fall: Rm-27305 (Hk) 24_e Juni 1977

FOSTER WHEELER POWER PRODUCTS LIMITED Greater London House, Hampstead Road, London NW1 7Qn, England

Patentansprüche:

.1,jAbgaskesselanlage mit einer Übergangskammer zwischen der Abgaszuführung und dem Abgaskessel, deren Querschnitt von der Abgaszuführung zum Abgaskessel zunehmend größer wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (24, 40, 40, 34) der Übergangskammer zwischen der Abgaszuführung (26) und dem Kessel (22) aus gasdichten, wassergekühlten Rohrplatten bestehen, in denen die nebeneinander liegenden Rohre (32, 33. 29, 12) als Rippenrohre unmittelbar miteinander oder als normale Rohre über Stangen (14) oder andere Zwischenlagen (18, 19) durch Schweißen verbunden sind.
2. Abgaskesselanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre der Rohrplatten eine Verbindung zwischen der unteren Trommel (20) und der oberen Trommel (28) des Abgaskessels (22) bzwο entsprechenden Teilen anderer Kesselbauarten bilden.

- 2 809826/0475

BORO MÖNCHEN: TELEX: TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO: ST. ANNASTR. 11 1-866 44 INVENTION BERLIN BERLIN 31 W. MEISSNER, BLN-W 8000 MÖNCHEN 22 INVEN d BERLIN 030/891 60 37 BERLINER BANK AQ. 122 82 -109 TEL.: 089/22 35 44 030/8922382 3895716000 ORIGINAL INSPECTED
3. Abgasken c-el anlage nach ien Anbrüchen 1 un:¹ P, dadurch gekennzeichnet, daß die Τθ.1^ίθ ^er Rohre (3?) (.°, Fl,?. ? und 3), die vor der Abgar= zu führung (26) liegen, ohne Verbiriv.unij 7wirchen einander in verschiedenen, parallel zum Austritt der Abgaszuführung (?) liegenden Ebenen gegeneinander verretzt zu einem Gitter ausgebildet sind.
4. Abgaskesselanlege nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (42, 4^, s. Fig. 3), die die zum Gasstrom schräg liegenden Seitemrände (40, 40) der Übergangskammer bilden, unterschiedlich so gebogen sind, daß ein Teil der Rohre (42) aus der Seitenwand mit je einer Abbiegimg zu den Kesseltrommeln (20, 28) führt und durch die Verbindung zum benachbarten Rohr die obere bzw„ die untere Abdeckung der Kammer bildet, während der andere Teil der Rohre nach der Seitenwand (40) ohne Verbindung mit den benachbarten Rohren zunächst dtirch eine erste Abbiegung in das Innere der Kammer und dann mit einer zweiten Abbiegung in einer unter der Abdeckung liegenden Ebene zu den Trommeln des Kessels führt.
5. Abgaskesselanlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der benachbarten Rohre aus Schweißdrahtstäben oder aus Stangenabschnitten beliebigen Querschnitts, vorzugsweise rechteckigem Querschnitts, bestehen, die sich eng an die Wände zweier benachbarter Rohre anlegen und durch ausfüllende Schweißnähte an ihren das Rohr berührenden Kanten mit diesem verbunden sind.
6. Abgaskesselanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Verbindungseinlagen den an ihrer Verwendungsstelle vorliegenden Abstand der benachbarten Rohre entsprechend veränderlich ist.

ß09826/0475
ORIGINAL INSPECTED