| JP10038204 | MULTIPIPE ONCE-THROUGH BOILER |
| JP2001012702 | DOWNCAST PIPE STRUCTURE FOR CIRCULATING TYPE BOILER |
| WO/1995/007437 | STEAM BOILER |
Bernd, Gilli
Paul, H�lblinger
Werner, Seidelberger
Emmerich
Bernd, Gilli
Paul, H�lblinger
Werner, Seidelberger
Emmerich
| 1. | Kühlflächenauskleidung für mehreckige Kammern von Dampferzeugern mit trichter¬ förmigem Boden und mit Feuerungen nach dem Prinzip der zirkulierenden Wirbel¬ schicht, die zumindest teilweise aus zwischen Sammlern wandweise ausgespannten Flossenrohrwänden mit im wesentlich vertikal verlaufenden Rohren, die im Bodenbe¬ reich zur Bildung eines Trichters konvergierend abgebogen sind, gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegenüberliegende Flossenrohrwände (1) im Trichterbe¬ reich von oben nach unten betrachtet zuerst in ihrer ganzen Breite eine gegenüber der Vertikalen geneigte Trichterwand (1*) und anschließend wenigstens eine vertikale Trichterwand (1") mit sich vermindernder Breite und zum Teil schrägliegenden Sammlern (2) bilden, und daß die angrenzende Rohrwand (3) und ihre gegenüberlie¬ gende Rohrwand (3') im Trichterbereich von oben nach unten betrachtet zuerst mit sich vermindernder Breite und schrägliegenden Sammlern (4) eine vertikale Trichterwand und anschließend mit konstanter verminderter Breite eine gegenüber der Vertikalen geneigte Seitenwand (3") des Trichters bilden. |
| 2. | Kühlflächenauskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schräglie¬ genden Sammler (2, 4) durch zur Achse des Sammlers schräg angeordnete Stutzen (5) mit der Rohrwand (1, 3) verbunden sind. |
| 3. | Kühlflächenauskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schräglie¬ genden Sammler (2, 4) angrenzender Wände in unterschiedlichen Höhenlagen ange¬ ordnet sind. |
| 4. | Kühlflächenauskleidung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der tieferge legende schräge Sammler (2, 2') im Fallrohrsystem des Dampferzeugers angeordnet ist, sodaß die Flossen rohrwand (1) zum Teil dem Fallrohrsystem und zum anderen Teil dem Steigrohrsystem zugeordnet ist. |
| 5. | Kühlflächenauskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Trennung zweier nebeneinander liegender Trichterräume (7, 7') voneinander durch eine beiseitig beheizte Zwischenwand (6) die Rohre der Zwischenwand (6) abwechselnd in jeweils einer schrägen Trichterwand (8) fortgesetzt sind (Fig. 2). |
| 6. | Kühlflächenauskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausklei¬ dung zweier nebeneinander liegender Trichterräume ohne Zwischenwand die Rohre der sich schneidenden schrägen Trichterwände (8) in die benachbarte vertikale Trichterwand (1") geführt sind und nur der längere Teil der vertikalen Rohre der sich schneidenden schrägen Trichterwände (8) in die schräg liegenden Sammler (2') einge¬ leitet ist (Fig.1 ). |
| 7. | Kühlflacheneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwän¬ de (1, 3, 3') in ihrer vertikalen Längserstreckung vor dem ersten Knick eine unter¬ schiedliche Länge aufweisen und dann abwechselnd Knicke um einen stumpfen Win¬ kel in die Schräge bzw. Vertikale aufweisen, wobei die im anschließenden Wandab¬ schnitt nicht mehr benötigten Rohre zumindest zum Teil in schrägliegende Sammler (2 bzw.4) eingeleitet sind. |
Kühltlächenauskleidung
Die Erfindung betrifft eine Kühlflächenauskleidung für mehreckige Kammern von Damp¬ ferzeugern mit trichterförmigem Boden und mit Feuerungen nach dem Prinzip der zirku¬ lierenden Wirbelschicht, die zumindest teilweise aus zwischen Sammlern wandweise aus¬ gespannten Flossenrohrwänden mit im wesentlich vertikal verlaufenden Rohren, die im Bodenbereich zur Bildung eines Trichters konvergierend abgebogen sind, gebildet ist.
Es ist bekannt bei Dampferzeugern mit mehreckigem Brennkammerquerschnitt die Wand¬ flächen mit horizontal angeordneten oder leicht ansteigenden und/oder mit vertikal verlau¬ fenden Flossenrohren großflächig auszukleiden. Obwohl es bekannt ist, bei Durchführun¬ gen, insbesondere im Brennerbereich komplizierte Rohrkonstruktionen vorzusehen, wer¬ den kleinere Flächenteile ausgemauert und so der Verwendung als Kühlfläche entzogen. Trichter werden, wenn überhaupt durch leicht ansteigende Rohrbänder schraubenartig ausgekleidet.
Aus der US 4 576 120 A und der US 4 537 156 A ist es bekannt zur Bildung eines Brenn¬ kammertrichters Rohrwände abzuwinkein und die unterschiedlichen Rohrlängen durch abgestufte Sammler zu berücksichtigen. Dies hat den Nachteil, daß sehr viele Sammler angeschlossen werden müssen, sodaß diese Konstruktion für kleinere Trichter-also - Nichtbrennkammertrichter nicht verwendet wird. Dazu kommt noch daß die Anwendung unserer Konstruktion auch bei schwach beheizten Rohrwänden möglich ist, während die Anwendung der bekannten Konstruktion bei Nichtstrahlungsheizflächen (außerhalb der Brennkammer) Zirkulationsschwierigkeiten erwarten läßt, was sich durch die teilweise Einbindung in das Fallrohrsystem gemäß unserer Erfindung mit Sicherheit vermeiden läßt.
Moderne Feuerungen, wie z. B. die zirkulierende Wirbelschichtverbrennung, verlangen im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit eine größere Rücksichtnahme auf kleine meistens nur schwer zu kühlende Teilflächen und eine spezielle Wandausbildung, insbesondere im Trichter- und/oder Zyklon- bzw. Rückführteil. Da ausgemauerte Wandteiie die Anfahrge- schwindigkeit reduzieren, sollen dieselben möglichst vermieden werden.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, auch brennkammerfremde und zum Teil kleinflächige Bauteile in das Kühlsystem einzubinden und durch eine spezielle Ausbildung der Bauteile und/oder der auskleidenden Rohre eine an der Zirkulation des Dampferzeu¬ gers angeschlossene Flossenrohrwand vorzusehen.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegenüberliegende Flossenroh rwände im Trichterbereich - von oben nach unten betrachtet - zuerst in ihrer ganzen Breite eine gegenüber der Vertikalen geneigte Trichterwand und anschließend wenigstens eine verti¬ kale Trichterwand mit sich vermindernder Breite und zum Teil schrägliegenden Sammlern bilden, und daß die angrenzende Rohrwand und ihre gegenüberliegende Rohrwand im Trichterbereich - von oben nach unten betrachtet - zuerst mit sich vermindernder Breite und schrägliegenden Sammlern eine vertikale Trichterwand und anschließend mit kon¬ stanter verminderter Breite eine gegenüber der Vertikalen geneigte Seitenwand des Trichters bilden.
Wesentliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 - 6 angege¬ ben.
Die wesentlichen Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß trotz der schwierigen Rohranordnung mehr Wärmetauschflächen im gegebenen Raum untergebracht werden können und daß die Wärmespannungen beim An- und Abfahren trotz schnelleren Last¬ wechsel verkleinert werden, weil alle Wandteile gleichmäßig gekühlt sind, wodurch die Wärmeelastizität steigt. Die neue Trichterkonstruktion ist in vorteilhafter Weise auch für Brennkammertrichter geeignet.
Die Erfindung ist in den angeschlossenen Figuren beispielsweise und schematisch dar¬ gestellt. Fig. 1 und 2 zeigen im Schrägriß zwei Ausführungsvariationen eines trichterför¬ migen Boden eines Dampferzeugers, die zur Gänze mit Flossenrohrheizflächen ausgeklei¬ det sind.
Fig.1 zeigt eine Brennkammer ohne und Fig. 2 mit beidseitig beheizter Zwischenwand im Schnitt.
In Fig. 1 ist ein trichterförmiger Brennkammerboden dargestellt, welcher durch eine Zwi¬ schenwand in zwei Auslässe unterteilt ist. Die Flossen rohrwand 1 wird in ihrer ganzen Breite schräg abgewinkelt und bildet die Trichterwand 1 '. Diese Trichterwand 1' wird schließlich noch einmal in Richtung der Vertikalen abgewinkelt, wobei sie sich nach unten verjüngt. Dies geschieht dadurch, daß die nicht mehr gebrauchten Rohre nach außen geführt werden und in einem Sammler 2 unter Umständen über schräge Anschlußstutzen eingebunden werden. Die verbleibende Rohrwand 1" wird eventuell weitergeführt und bildet eine Wandung des Kanales 9 über den die Feststoffe abgeführt werden. Die an die Flossenrohrwand 1 anschließende Rohwand 3 bzw. 3' verjüngt sich in der vertikalen Lage nach unten, wobei die überzähligen Rohre über Stutzen 5 in den Sammler 4 eingeleitet werden. Hierauf werden die verbleibenden Teile der Rohrwand 3 schräg abgebogen und bilden die Seitenwand 3" des Trichters. Diese Rohrwand ist dann mit der Trichterwand 1" in an sich bekannter Weise verbunden. Schließlich kann die Seitenwand 3" wieder in die Vertikale gebogen werden um eine weitere Wandung des Kanales 9 zu bilden. Bei dieser Trichterkonstruktion weisen benachbarte Rohrwände 1, 3 und 3 ' vor ihrem ersten Knick zur Bildung des Trichters eine unterschiedliche vertikale Längenerstreckung auf, wobei die nicht mehr im anschließenden schrägen Rohrwandteil 1 ' und 3" benötigten Rohre im schrägliegende Sammelkammern 4 bzw. 2 zumindestens zum Teil eingeleitet sind.
Schließlich sind noch zwei innere Trichterwände 8 vorgesehen, die kühlungsmäßig mit der Trichterwand 1" verbunden sind in dem die kürzeren Rohre der Trichterwand 1" nach jeweils einer 90' Krümmung in die Trichterwand 8 eingeleitet werden und die Auskleidung darstellen. Auch in diesem Fall kann die Trichterwand 8 in die Wandung des Kanales 9 übergeführt werden. Bei dieser Konstruktion ist es wesentlich, daß die längeren Rohre der
Trichterwand 1" im Bereich der Trichterwand 8 einem Sammler 2', der etwa um die Hälfte kürzer ist als der Sammler 2, eingebunden werden.
Durch diese Maßnahme der besonderen Trichterbildung läßt sich in relativ einfacher Wei¬ se auch die Auskleidung von komplizierten Flossenrohrwandkonstruktionen ausführen, wie sie beispielsweise bei Wirbelbettverbrennungsanlagen mit zirkulierender Wirbel¬ schicht insbesondere im Bereich der Rückführung des Wirbelmaterials in die Brennkam¬ mer vorliegen und die Innenflächen vollständig mit Kühlfächen auskleiden. Wenn diese Heizflächen relativ schwach beheizt sind so lassen sie sich zumindest teilweise in das Fallrohrsystem des Dampferzeugers einbinden, wobei zweckmäßigerweise die Rohre, die an den Sammelkammern 2 angeschlossen sind und die damit am tiefsten angeordnet sind, verwendet werden. Es ist so durchaus möglich, daß ein Teil der Flossenrohrwand 1 im Steigrohrsystem, während ein anderer Teil im Fallrohrsystem angeordnet ist.
Die Fig. 1 unterscheidet sich von der Fig. 2 nicht nur durch eine geänderte Ansicht, son¬ dern auch durch die Einführung einer Zwischenwand 6, sodaß der von den Rohrwänden eingeschlossene Raum unterteilt ist. Hiebei ergeben sich Schaltungsänderungender Roh¬ re. Zuerst wird nur ein Teil der Rohre und zwar der längeren Rohre der Zwischenwand in den unteren Teil des Trichters eingeführt, während die kürzeren Rohre in einem Sammler 4' an der Unterseite der Trichterwand 1' münden. Die längeren Rohre werden in der Zwi¬ schenwand 6 verdichtet und nach einer Spreizung in die Trichterwände 8 eingebunden und zwar so, daß die einzelnen in der Zwischenwand 6 verdichtet angeordneten Rohre abwechselnd in eine der beiden schrägen Trichterwände 8 übergeführt werden. Dadurch sind die Rohre der Trichterwand 8 gegenüber der Fig. 1 einfacher verlegt und die in Fig. 1 als kürzere Sammler 2' bezeichneten Sammler sind im wesentlichen gleich groß wie die Sammler 2 und nehmen einen Großteil der Rohre der Trichterwand 1" auf. Die Ausklei¬ dung der Wände des anschließenden Kanals 9 kann ähnlich wie in Fig. 1 erfolgen.