DE1149017B - Einrichtung zum Tragen der Rohre bzw. Rohrgruppen von durch Gase beheizten Rohrbuendeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Tragen der Rohre bzw. Rohrgruppen von durch Gase beheizten Rohrbündeln in Räumen mit Wandberohrung, insbesondere für Dampferzeuger mit Zwangdurchlauf des Arbeitsmittels.

Es ist bekannt, Rohre und Rohrgruppen an lotrechten Hängerohren aufzuhängen, welche vom Arbeitsmittel durchströmt werden. Dabei hat man jeweils für eine lotrechte Rohrschlange eigene Hängerohre benötigt, welche unter Umständen die Rauchgasströmung behindert haben. Anderseits ist es auch bekannt, Rohrbündel auf horizontal verlaufenden Trägern abzustützen, wobei man diese Träger als Kammern mit vergrößertem Querschnitt oder als aus Rohren zusammengeschweißte Trägerkonstruktionen ausbildete und durch Arbeitsmittel kühlte. In beiden Fällen mußte man sich auf relativ kleine Spannweiten der Träger beschränken, wobei außerdem die Träger eine Komplikation in bezug auf die Ausbildung des Kessels wie auf die Arbeitsmitteldurchströmung brachten.

Es ist auch bekannt, aus der Wandberohrung kurze Schleifen herauszubiegen und diese zum Stützen von in einer Brennkammer angeordneten Elementen, wie z. B. Teilen der Ausmauerung oder Rohrschlangen, heranzuziehen. Bei der letztgenannten bekannten Anordnung werden jedoch die an ihren Enden durch die Schleifen gestützten Rohrschlangen als Träger beansprucht und müssen entsprechend starr sein. Diese Anordnung eignet sich daher nur für kleine Spannweiten bzw. Querschnitte von Brennkammern oder Rauchgaskanälen.

Nach der Erfindung soll eine Einrichtung zum Tragen der Rohre bei derartigen Dampferzeugern geschaffen werden, welche keine besonderen Tragelemente wie Träger oder Kammern benötigt, sondern mit den Rohren der Berohrung auskommt und dabei für beliebig große Kesselausmaße geeignet ist.

Die Erfindung besteht darin, daß die Rohre bzw. Rohrgruppen in netzartig ausgebildeteRohrgerüstemit in an sich bekannter Weise aus der Wandberohrung herausgebogenen, jedoch von den lotrechten Tragrohren getragenen Stützschleifen mit waagerechten Schenkeln eingebracht sind.

Die Zeichnung stellt mehrere Ausführungsbeispiele dös Erfindungsgegenstandes schematisch dar. Es zeigen

Fig. 1 und 2 Schnitte durch den Berührungszug eines Zwangdurchlaufkessels,

Fig. 3 bis 7 Einzelheiten eines Rohrgerüstes mi* horizontalen Schleifen,

Fig. 8 bis 12 Einzelheiten eines Rohrgerüstes mit lotrechten Schleifen,

Einrichtung zum Tragen

der Rohre bzw. Rohrgruppen

von durch Gase beheizten Rohrbündeln

Anmelder:

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft,
Winterthur (Schweiz)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Marsch, Patentanwalt,
Schwelm (Westf.), Westfalendamm 10

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 30. Mai 1959 (Nr. 73 780)

Walter Ott, Elgg, Zürich (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 13 bis 15 Einzelheiten der Rohrabstützungen.

Beim Zwangdurchlaufkessel 1 in Fig. 1 ist der links gelegene Strahlungsteil mit dem Feuerraum nicht dargestellt. Die im Feueraum hochsteigenden Rauchgase gelangen durch den Verbindungskanal 2 in den von den Wänden 3, 3 a umschlossenen Raum 4 des Berührungszuges, den sie im gezeichneten Fall von oben nach unten durchströmen, um danach nach Umlenkung über den Aschentrichtern 5 durch die Rauchgasabzüge 6 und von dort in den nicht dargestellten Schornstein zu entweichen.

Die Tragrohre 16, von oberen Kammern 17 zu unteren Kammern 10 verlaufend und durchströmt, bilden das Haupttragsystem. Die Rohre der Rohrgruppen 11 von unteren Kammern 10 zu oberen Kammern 8 verlaufend und durchströmt, sind zu horizontal verlaufenden Stützschleifen 12 und 13, 14 und 15 aus der Wandberohrung herausgezogen. Die Stützschleifen 12 bis 15 werden von den Tragrohren 16 gestützt, die in drei Strängen auf den Raum 4 verteilt sind (Fig. 1). Es können auch weniger oder mehr Stränge vorgesehen sein. Die übrigeWandberohrung7 der Schmalseiten 3 a des Raumes 4 verlaufen von Kammer 8 zu Kammer 9 und werden von oben nach unten durchströmt. Die Tragrohre 16 werden in bekannter Weise einzeln oben an der Decke aufgehängt.

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Das Tragsystem kann in jede beliebige Schaltungsfolge eingebaut werden.

Die Stützschleifen 12 bis 15 jeder Gruppe 11 bilden mit den Tragrohren 16 jeweils ein netzartig ausgebildetes Rohrgerüst, in welches Rohrbündel 18, 19 und 20 eingeschoben sind.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, bestehen die Bündel 18 aus je drei Rohren, in doppelter Haarnadelform gebogen. Sie werden von den horizontalen Stützschleifen 12 und 13 gestützt. Der Durchmesser der Rohre dieser Bündel 18 ist größer als jener der Rohre der Bündel 19 und 20. Wenn z. B. die Bündel 18 als Zwischenüberhitzer-Regelfläche dienen, so können auch ineinandergesteckte Rohre (Fig. 14 und 15), untergebracht werden, von denen z. B. das innere von Frischdampf und der Ringraum zwischen dem inneren und äußeren Rohr von Zwischendampf durchströmt wird.

Die Verwendung eines Tragrohrnetzes ermöglicht nun ohne weiteres, Rohrbündel mit ganz verschiedener Teilung, d. h. Abstand der Rohre voneinander, in das gleiche Netz einzuschieben. Auch hat das Tragnetz den Vorteil, daß der Durchmesser der Rohre in einer lotrechten Ebene sehr verschieden sein kann, weil die Rohre der Bündel auf den Rohren der Stützschleifen aufstützen. Ohne Stützschleifen müßte pro Tragwand je ein Tragrohr für jede Rohrreihe, die in einer lotrechten Ebene gelegen ist, vorgesehen werden. Das bedingt, daß die Teilung bzw. der horizontale Abstand von nebeneinanderliegenden Rohren über die ganze Höhe der Tragrohre 16 genau gleich sein müßte. Außerdem wurden die Tragrohre 16 je eine geschlossene Wand quer durch den Raum 4 bilden, die die Zirkulation der Rauchgase behindern und Anlaß zu Staub- und Aschennestern geben könnte.

Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß die verschiedene horizontale Teilung der Bündel 18 gegenüber den Bündeln 19 und 20 in keiner Weise ein Hindernis bildet. Beim Traggerüst nach der Erfindung sind größere Entfernungen zwischen den in einer Ebene gelegenen Tragrohren 16 vorhanden, so daß die Durchströmung der Rohrbündel 18, 19 und 20 durch die Rauchgase über die ganze Breite des Raumes völlig frei ist.

Auch reduziert sich die Zahl der an den Tragrohren 16 befestigten Stütznasen, die besonders bei Ölfeuerung durch Korrosion gefährdet sein können. Ferner werden ihre Abmessungen kleiner, so daß sie wirksamer gekühlt werden können und ihre Betriebstemperatur unterhalb der Korrosionstemperatur von 500 bis 600° C liegen kann. Sie könnten dann unter Umständen aus unlegiertem Stahl und müßten nicht mehr aus teurem Material, wie Sicomal, hergestellt werden.

Fig. 3 ist Schnitt IV-IV in Fig. 2, worin ein Teil des Rohrbündels 18 vor einer Gruppe 11 der linken Wandberohrung 7 in Fig. 2 sichtbar ist. Das Rohr21, das längs der Wand 3 in der gleichen Ebene wie die übrigen Rohre der Gruppe 11 liegt, ist mittels des Rohrbogens 22 senkrecht abgebogen (vgl. Fig. 4). Der Bogen 22 ragt so weit in den Raum 4 hinein, wie es erforderlich ist, um durch einen zweiten Bogen 23 den horizontalen, parallel zur Wand 3 a verlaufenden Teil 24 des Rohres 21 vor den übrigen Rohren der Gruppe 11 bis zur Ebene der Tragrohre 16 zu bilden. Der Bogen 25 (Fig. 5), ist eine dritte Abbiegung zur Bildung der in den Raum 4 hinausragenden Stützschleife 12.

Die Stützschleife 12 wie auch die Stützschleife 13

ist horizontal (Fig. 2), ihre beiden Schenkel 26, 27 schließen die Tragrohre 16 gerade zwischen sich ein, so daß die beidseitig der Tragrohre 16 angeschweißten Stütznasen 28 kurz sein können.

Infolge der aus Fig. 2 ersichtlichen, beträchtlichen horizontalen Breite des Raumes 4 werden gleichzeitig aus der h'nken und aus der rechten Wandberohrung 7 Stützschleifen 12 und 13 abgezweigt, die sich in der

ίο Mitte etwas überlappen müssen (Fig. 6 und 7), damit auch die Rohrreihe 29 gestützt wird. Sind die Tragrohre 16 der Stützschleifen 12 in der gleichen Ebene wie die Tragrohre 16 der Schleifen 13, so müssen, wie aus Fig. 7 ersichtlich, die Enden beider Schleifen 12, 13 etwas abgekröpft werden. Dies ist nicht erforderlich, wenn die Tragrohrreihe der Schleife 13 in Fig. 7 um mehr als die äußere Breite der Schleifen 12 und 13 zu der Ebene der Reihe der Rohre 16 links nach einer Seite versetzt ist.

ao Auf dem Schenkel 26 der Stützschleifen 12, 13 sind Distanzstücke 31 aufgeschweißt, damit die Rohre der Bündel 18 sich nicht verschieben können und der Durchtrittswiderstand durch die Bündel 18 örtlich gleich gehalten werden kann, was die Durchströmung des ganzen Raumes 4 günstig beeinflußt. Da die Schenkel 26 und 27 in derselben horizontalen Ebene liegen, muß der Schenkel 27 an der Rohrwand 7 nicht nur rechtwinklig abgebogen werden, sondern der Bogen 32 wird geneigt und der vor der Rohrwand 7 verlaufende Teil 33 (Fig. 3), hat einen Bogen 34, da er unterhalb des anderen Rohrteiles 24 bis zum Rohr 21 verläuft. An der Stelle des Rohres 21 in der Rohrwand? sind wiederum zwei Bogen 35, 36 erforderlich, um den Teil 33 in die Ebene der Gruppe 11 zu bringen.

In Fig. 8 ist die Abzweigung des Rohres 37 aus der Wandberohrung 7 als Stützschleife 14 für die Rohrbündel 19 und 20 dargestellt. Auch hier bedarf es zweier Rohrbogen 38, 39, um vom oberen Wandrohr 37 a den Rohrteil 41 horizontal vor der Rohrgruppe 11 bis zur Ebene der Tragrohre 16 führen zu können, und in diese Ebene wird die Stützschleife 14 mittels des rechtwinkligen Rohrbogens 42 hineingebracht (Fig. 10). Die Stützschleifen 14 und 15 sind lotrecht angeordnet, die beiden Schenkel 42, 43 liegen übereinander. In diesem Falle sind die Rohre 45 des Rohrbündels 19 auf den Schenkel 42 und die unteren Rohre 46 auf den Schenkel 43 abgestützt.

Das Rückführen des Schenkels 43 zum Wandrohr 37 erfolgt nun in gleicher Weise wie das Herausführen des Schenkels 42, indem durch den horizontalen Rohrteil 47 der Anschluß an den unteren Teil 37 & des Wandrohres hergestellt ist.

Sowohl in den Rohrbündeln 19 als auch in den Bündeln 20 sind je drei Stützschleifen 14 und drei Stützschleifen 15 vorgesehen. Je eine Schleife wird aus einem der sieben Wandrohre der Gruppen 11 herausgezogen. Das siebente Wandrohr dient zur Bildung einer Stützschleife 12 bzw. 13. Dadurch wird die beheizte Länge und somit die Heizfläche der Rohre einer Gruppe 11 größer als die der übrigen Rohre der Wandberohrung 7. Daher werden die Rohre der Gruppen 11 für sich an eine für sie gemeinsame, untere Kammer 10, die von der Kammer 9" für die anderen Wandrohre getrennt ist (Fig. 1 und 2), angeschlossen, weil jedes Rohr einer Gruppe 11 die gleiche beheizte Länge aufweist. Es könnte auch aus einem Rohr einer Gruppe 11 mehr als eine Stütz-

schleife herausgezogen werden, sofern nur solche Rohre mit ebensoviel Schleifen gemeinsam an eine von den anderen getrennten Kammer angeschlossen würden bzw. in anderen, an gleiche Kammern oben und unten angeschlossenen Rohren eine entsprechende Drosselung vorgesehen wird.

Die Tragrohre 16 münden nicht nur in die Kammern 10 unten ein, weil sie mit den Rohren der Gruppe 11 etwa in der gleichen Längsebene des Raumes 4 liegen, sondern ihre beheizte Länge ist ge- ίο ringer als die der Gruppe 11. Daher ist unten eine Trennung vorgenommen. Die Rohre der Gruppe 11 werden von der Kammer 10 zur Kammer 8 hochgeführt und durchflossen. Sie bilden einen Teil der Wandberohrung 7. Der restliche Teil der Wandberohrung 7 wird gebildet durch Verbindungsrohre von der Kammer 8 zur Kammer 9. Dies alles dient nur dazu, daß alle Rohre im Raum 4 durchflossen werden, und zwar möglichst gleichmäßig.

Die Rohrbündel 18 werden wohl meistens der Zwischenüberhitzung dienen, während die Bündel 19 und 20 der Frischdampfüberhitzung bzw. als Economiser zur Vorwärmung des Speisewassers dienen können. Die Bündel 20 sind an den Verteiler 48 angeschlossen (Fig. 1), und rechts mit den Bündeln 19 je durch ein Rohr unmittelbar verbunden. Die Bündel 19 sind an den Ausgangssammler 51 angeschlossen. Die Bündel 18 haben getrennte (nicht gezeichnete) Verteiler und Sammler.

innerhalb der Bündel 18,19 und 20 sind die Rohre, die in einer lotrechten Ebene gelegen sind, unter sich durch Stützorgane 52 gestützt (Fig. 11 und 13). Diese Organe sind zweckmäßig nahe den Tragrohren 16 vorgesehen. Während die mittleren Stützorgane 52 (Fig. 11), einteilig und als Fixpunkt oben und unten an die Rohre angeschweißt sind, werden die äußeren Stützorgane (Fig. 13), zweiteilig hergestellt. Der untere Teil 54 ist am Rohr 55 angeschweißt und hat einen Wulst 56, der vom oberen Teil 57 umfaßt wird. Letzterer ist am Rohr 58 angeschweißt. Die Verbindung zwischen den Teilen 54 und 57 kann sowohl Zug als auch Druck übertragen. Da aber der Wulst 56 in der Längsrichtung der Rohre 55, 58 verläuft, kann eine gegenseitige Verschiebung bei Unterschieden in der Wärmeausdehnung der Rohre 55, 58 aufgenommen werden.

Die Stütznasen 28 (Fig. 14 und 15) sind an den Tragrohren 16 angeschweißt. Oben ist eine Nut 59 vorgesehen, in die die an die Schleifenschenkel 26, 27 angeschweißten Füße 61 eingreifen. Die Rohre 62 der Bündel 18 liegen frei auf den Schenkeln 26, 27 auf und sind durch Distanzstücke 31 gegen seitliches Verschieben gesichert.

In den Rohren 62 sind die Rohre 63 angeordnet und durch Stege 64 konzentrisch gehalten. Solche Doppelrohre werden z. B. für Zwischenüberhitzer verwendet, wobei der Frischdampf das Rohr 63 und der Zwischendampf den Ringraum durchströmt.

Es ist klar, daß in einem solchen Fall ein großer Unterschied im äußeren Durchmesser der Rohre 62 der Bündel 18 und der Rohre 63 der Bündel 19 besteht. Beide Bündel vom gleichen Traggerüst tragen zu lassen, ist nur bei dem netzartigen Aufbau nach der vorliegenden Erfindung möglich.

Die Bündel 18, 19, 20 können (Fig. 1) bei herausgenommener Wandung von rechts nach links leicht eingeschoben werden.

Claims (4)

Patentansprüche :

1. Einrichtung zum Tragen der Rohre bzw. Rohrgruppen von durch Gase beheizten Rohrbündeln in Räumen mit Wandberohrung mittels waagerechter Stützrohre und lotrechter Tragrohre, insbesondere für Dampferzeuger mit Zwangdurchlauf des Arbeitsmittels, gekennzeich net durch netzartig ausgebildete Rohrgerüste mit in an sich bekannter Weise aus der Wandberohrung herausgebogenen, jedoch von den lotrechten Tragrohren (16) getragenen Stützschleifen (12 bis 15) mit waagerechten Schenkeln.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützschleifen (12 bis 15) von einander gegenüberliegenden Seitenwänden ausgehen und einander gegenüberliegende Stützschleifen im mittleren Teil des Gaszuges gegenseitig einander seitlich überdecken oder gegeneinander abgebogen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Überdeckung der Stützschleifen gleich dem Abstand zwischen den Schenkeln einer Stützschleife ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifen für ein Rohrgerüst vorzugsweise aus nebeneinanderliegenden Abschnitten der Wandberohrung herausgebogen sind und daß die Rohre eines Abschnittes auf ihren Längen je die gleiche Anzahl Schleifen aufweisen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 481 308;
französische Patentschriften Nr. 892 169, 898 022.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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