DE1750764B2 - Aufhängevorrichtung für senkrecht angeordnete Gasführungsabschnitte in Dampferzeugern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich f>uf eine Aufhängevorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 gekennzeichneten Art. Solche Gasführungsabschnitte werden in Dampferzeugern für Kraftwerke verwendet, um z. B. zwischen dem Gasauslaß des an einer raumfesten Basis aufgehängten Heizkessels und dem fest mit dem Boden verbundenen I "'erhitzer eine gelenkige Verbindung herzustellen, die unterschiedliche Ausdehnungen ausgleicht, die eine Folge der Erhitzung der einzelnen Bauteile des Dampferzeugeis sind. Solche Aufhängevorrichtungen werden in Dampferzeugern der beschriebenen Art seit langem benutzt. Die Erfindung geht von diesem Stand der Technik aus.

Der sonstige Stand der Technik zeigt zahlreiche Anwendungen von Ausdehnungsverbindungen mit lialgförmigen Verbindungsstücken. Diese betreffen aber z.B. Parallelführungen (USA.-Patente 2 "35 478, 2 929 397) und Vorrichtungen zum Ausgleich des Druckes in den Ausdehnungsbälgen (USA.-Patent 2 545 701) oder gelenkige Lagerungen (französische Patentschrift 1277 491. Schließlich ist es durch die USA.-Patentschrift 787 870 auch bekannt. Kupplungen für Luftdrucklcitungen einerseits an einem Gelenkstab und andererseits an einer Feder waagerecht aufzuhängen, um die Kupplungen von zwei Wagen eines Zuges miteinander in gleicher Höhe verbinden zu können und trotzdem während der Fahrt die Ungleichheiten der Gleisstöße ausgleichen zu können. Die Anwendungsgebiete all dieser Konstruktionen liegen abseits — bei einzelnen sehr weit abseits — von den Gasführungen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 gekennzeichneten Art und ihren Problemen.

Bei den eingangs erwähnten Aufhängevorrichtungen sind die Gelenkstäbe starr, so daß die Wärmebewe°ungen zwischen den miteinander verbundenen üasführungsteilen durch die Ausdehnungsbälge aufgenommen werden müssen. Deshalb sind diese Scherkräften ausgesetzt, die mit steigender Größe der Dampferzeuger wachsen und zur Beschädigung oder Zerstörung der Ausdehnungsbälge führen können.

Die Erfindung hat die Aufgabe, solche Beschädigungen und Zerstörungen durch Scherkräfte möglichst zu vermeiden, ohne dabei die Faltenzah! der Ausdehnungsbälge und damit den Materialaufwand und die Kosten zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß wegen der unterschiedlichen Wärmebewegung in senkrechter Richtung der Gasführungsabschnitt eine; Schwenkbewegung ausgesetzt ist, die bisher auf die Ausdehnungsbälge übertragen wurde. Nimmt ::ian diese Bewegung — wie definiert — nachgiebig auf, so kann durch Sie Bemessung der Bauteile, insbesondere der Federkraft bei bestimmten Auslenkung«, d. h. bei bestimmten Temperaturen bzw. Betriebszv.-ständen, die Scherkraft völlig kompensiert werden Zweckmäßig wird diese Bemessung für den Vollastbetrieb des Dampferzeugers vorgesehen.

Da der die Schwenkbewegungen aufnehmende Golenkstab entweder auf einer Druckfeder abgesUi: ί oder an einer Zugfeder aufgehängt werden kai: . kennzeichnet der Anspruch 2 eine wichtige Ausfiihrungsform der Erfindung.

Die Bemessung der Federkonstanten gemäß Anspruchs ermöglicht eine günstige Kompensation eier Scherkräfte und damit eine kostensparende Bemessung der Ausdehnungsbälge.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschickung eines bevorzugten Ausführungsbcispieles, das in den Zeichnungen dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 das Schema einer Dampferzeugeranlage mit Gasführungsteilen und Lufterhitzer,

Fig. 2 den Gasführungsabschnitt der Fig. 1 mit der Aufhäneungsvorrichtung gemäß der Erfindung.

F i e. 3 eine Ansicht längs der Linie 3-3 der

Fig. 2,

Fig.4 die gleiche Ansicht, jedoch in der verschwenkten Lage des GasführungsabschniUes,

Fig. 5 und 6~Einzelheiten der nicht federnden Gclenkstäbe,

F i g. 7 Einzelheiten der federnden Aufhängung.

Der Dampferzeuger 10 besteht — wie aus dem Schema der F i g. 1 hervorgeht — in bekannter Weise aus einer Brennkammer 12 mit einer hinteren Gasführung 14 (F i g. 1 bis 4). Der Gasauslaß 16 der hinteren abwärtsführenden Gasführung ist mit einem Lufterhitzer 18 verbunden, und zwar durch den mit ucm Gasausiaß 16 fest verbundenen Abschnitt 20 und dem beweglichen Abschnitt 22, der eine flexible Verbindung zwischen dem Abschnitt 20 bzw. dem Gasauslaß 16 und dem Gaseinlaß 24 des Lufterhitzers 18 bildet. Die Roiirwände des Dampferzeugers 10 sind an dem Stahlrahmen 26, der eine feste Basis bildet, mit Hilfe von Aufhängern 28, aufgehängt. Der Lufterhitzer 18 dagegen ist auf einen mit dem Boden verbundenen festen Fundament durch Stützen 30 befestigt.

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Wird eine solche Anlage aus dem abgeschalteten Ebene. Es ist vorteilhaft, wenn sich der federnde Ge-Zustand auf Vollast gefahren, so tritt eine thermische lenkstab 64 auf der Seite des Gasführungsabschnittes Ausdehnung der dampfführenden Teile sowohl des befindet, auf der sich der zugeordnete Aufhängungsaufgehängten Dampferzeugers 10 als auch des mit punkt, d. h. der Bolzen 72 bei der Schwenkbewegung dem Boden verbundenen Lufterhitzers 18 auf. Der 5 des Gasführungsabschnittes abwärts bewegt. In Gasauslaß des Dampferzeugers bewegt sich also vom einem Gehäuse 74 mit Abschlußplatten 76 und 78 ist Stahlrahmen 26 aus gesehen abwärts, wie dies durch eine Druckfeder 80 angeordnet, die durch eine Händen Pfeil α in F i g. 2 angedeutet ist. Der Pfeil b deu- gestänge 64 zusammengedrückt wird, wenn über den tet an, daß der Lufterhitzer 18 skh vom Boden aus Bügel 70, den Bolzen 72 und den Arm 68 der Gasgesehen nach oben ausdehnt. Durch die Pfeile c in io führungsabschnitt 22 daran aufgehängt wird. Das F i g. 2 und d in F i g. 3 ist dargestellt, daß am Gas- Federgehäuse mit seiner Grundplatte 78 liegt auf auslaß zusätzliche Querbewegungen in diesen Ebe- dem Träger 44 auf, und die Federkonstante der Fenen aaftreten, die sich daraus ergeben, daß alle Aus- der 80 ist so gewählt, daß sie beim Ausschwenken dehnungen von einem Punkt oder einer Linie 32 und des Gasführungsabschnittes 22 einen ausreichenden 34 ausgehen, bei denen auf Grund der Konstruktion 15 Weg zurücklegen kann und in der »heißen« Stellung die Ausdehnung Null herrscht. Der Lufterhitzer 18 die "Scherkräfte in den Ausdehnungsbälgen ausdehnt sich in Querrichtung entsprechend den Pfei- sleicht.

len e und / (F i g. 2 und 3) aus. Die Bewegungen, die " Beim Anfahren des Kraftwerkes bis zur Vollast erdie Bauteile infolge der thermischen Ausdehnung ge- folgt eine thermische Ausdehnung der Bauteile in geneinander ausführen, veranlassen zusammen eine 20 drei Richtungen entsprechend den Pfeilen α bis/ in Schwenkbewegung (Fig.4) des Gasführungsab- den Fig.2 und3. Es verschieben sich dadurch der schnittes 22. Diese Schwenkung des Gasführungsab- feste Gasführungsabschnitt 20 und der Lufterhitzer schnittes wird dadurch aufgenommen, daß er an den gegeneinander, so daß der sie verbindende, gelenkig Gasauslaßabschnitt 20 des Dampferzeugers 10 und aufgehängte Gasführungsabschnitt 22 in horizontaler an den Gaseinlaß 24 des Lufterhitzers 18 durch Aus- 25 Richtung von seiner ursprünglichen Stellung nach dehnungsbälge 36 und 38 angeschlossen ist. Wie die rechts verschoben wird, weil die Horizontalbewegung Gasführungsabschnitte haben diese Bälge in der Re- des Gasführungsabschnittes 20 größer als die des gel rechteckigen Querschnitt und besitzen mehrere Lufterhitzers ist. Außerdem ergibt sich eine Drehbe-Falten 40, deren Anzahl sich nach den auftretenden wegung im Uhrzeigersinne, weil die senkrechte Kom-Bewegungen richtet. Der Gasführuiigsabschnitt 22 ist 30 ponente der Verschiebung der Öffnung des festen an senkrechten Gelenkstäben 46 und 48 aufgehängt. Gasauslaßabschnittes 20 größer ist als die des Gasein-Davon ist ein Stab 46 an beiden Enden durch je lasses 24 des Lufterhitzers 18. Dadurch ergibt sich einen Lagerbolzen 60 und 62 an der Basis 44 und am die aus dei Fi g. 4 ersichtliche Stellung der Bauteile. Gasführungsabschnitt 22 über einen Arm 52 befe- Die Ausdehnungsbälge müssen entsprechend den stigt. Der andere Gelenkstab 48 ist federnd mit der 35 sich durch diese Bewegungen ergebenden Spannun-Basis 44 und über einen Lagerbolzen 72 und den gen ausgelegt sein. Zwei Gesichtspunkte erleichtern Arm 68 mit dem Gasführungsabschnitt 22 verbun- die Berechnung der Ausdehnungsbälge. Die Kreisbeden. Bei einer solchen Aufhängung des Gasführungs- wegung des festen Gelenkstabes 46 und des daran abschnittes 22 kann die Anzahl der für jeden Aus- aufgehängten Gasführungsabschnittes 22 lassen eine dehnungsbalg notwendigen Falten leicht berechnet 40 genaue Bestimmung der Auslenkung des Gasfühwerden, und zwar nur mit Hilfe von geometrischen rungsabschnittes gegenüber seiner ursprünglichen und trigonometrischen Betrachtungen." Die Federn Stellung zu. Auf der anderen Seite kann die Reakkönnen so eingestellt werden, daß ihre Reaktions- tionskraft an dem Lager 72 so vorausbestimmt werkraft die in den Ausdehnungsbälgen auftretenden den, daß sie gerade der größten Scherkraft entScherkräfte ausgleicht, wenn der Gasführungsab- 45 spricht, der die Ausdehnungsbäige ausgesetzt sind, schnitt sich in seiner »heißen« Stellung befindet; wenn der Dampferzeuger unter Vollast arbeitet und dann hat man den großen Vorteil, daß" die Bälge der Gasführungsabschnitt 22 seine »heiße« Stellung während des Betriebes mit Vollast keine Scherkräfte erreicht hat. Beide Kräfte gleichen sich dann aus. Die aufzunehmen haben. Einzelheiten des ungefederten Feder kann auch so bemessen werden, daß in der Gelenkstabes 46 sind aus den Fig. 5 und6 ersieht- 50 »kalten« Stellung dc^ Gelenkabschnittcs keine überüch, während die Fig. 7 Einzelheiten des Gelenksta- maßige Spannung in den Ausdehnungsbälgen entbes 48 mit der Federvorrichtung 66 zeigt. Wie er- steht.

wähnt, soll nur ein einziger Gelenkstab 46 ungefedert Bei der Berechnung kann man annehmen, daß der

scm Weiden mehr als zwei Gelenkstäbe verwendet, Gasfühnmgsabschnitt 22 eine reine Drehbewegung so sind alle weiteren federnd ausgebildet. Bei einer 55 ausführt, obwohl auch der Lagerbolzen 62 selbst auf

hochleistungseinheit, bei der der Gasführungsab- einem Kreisbogen sich bewegt. Da jedoch bei der

schnitt Abmessungen von 3 bis 9 m hat, kommt man praktischen Anwendung der Gelenkstab 46 mehr als

jedoch noch mit zwei Gelenkstäben aus. 3 Meter lang ist, die seitliche Bewegung des Lager-

Die F i g. 5 Ns 7 lassen ohne weiteres erkennen, bolzens 62 aber kleiner als 7 cm, kann man annehdaß die Verbindung zwischen dem Arm 52 und der 60 men, daß die Bewegung des Lagerbolzens 62 linear

festen Basis 44 mitte'.=; einer Stange 54 über Bolzen erfolgt, ohne daß die Genauigkeit der Berechnung

60 und 62 und Bügel 56 und 58 erfolgt. Der Gasfüh- beeinträchtigt wird.

rungsabschnitt 22 \»i also um den Bolzen 62 und die Die weiteren geometrischen und trigonometrischen

Stange 54 um den Bolzen 60 schwenkbar. Der fe- Berechnungen auf Grund der in den F i g. 1 und 2 dernde Gelenkstab 48 ist vorzugsweise auf der dem 6₅ mit großen Buchstaben bezeichneten Abmessungen

ungefederten Gelenkstab 46 entgegengesetzten Seite sind nicht weiter ausgeführt, weil sie im Rahmen des

des Gasführungsabschr.itts 22 angebracht und hängt Fachmännischen liegen, wenn die vorstehenden Er-

zweckntUBig, aber nicht zwingend in der gleichen läuterungen beachtet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Aufhängevorrichtung für in Dampferzeugern etwa senkrecht angeordnete Gasführungsabschnitte, die über Ausdehnungsbälge die Öffnungen zweier weiterer im Betrieb Wärmebewegungen ausgesetzter Gasführungsteile miteinander verbinden, und die durch mindestens zwei zu ihrer Achse etwa parallele Gelenkstäbe an einer raumfesten Basis beweglich befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur nachgiebigen Aufnahme von Schwenkbewegungen des GasführungsabschniUes (22) mindestens ein Gelenkstab (48) über eine Feder (80), aber nur ein einziger anderer Gelenkstab (46) nicht federnd mit der Basis (44)lv,erbunden ist.

2. Aufhängevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (80) auf der Seite des Gasführungsabschnittes (22) angeordnet ist, die sich unter Einwirkung der äußeren Kräfte abwärts bewegt.

3. Aufhängevorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung der Feder (80), daß ihre Reaktionskraft zum Ausgleich der Scherkräfte ausreicht, die bei der maximalen Auslenkung des Gasführungsabschnittes (22) auftreten.