Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher, der an einer vertikalen Schattenwand eines Kesselbrennraums in einem Kraftwerk, das der Stromerzeugung dient, montiert wird, und aus Rohren besteht, die sich entlang der genannten vertikalen Richtung erstrecken und zwar zwischen einem unteren Teil des Wärmetauschers und einem oberen Teil des Wärmetauschers, und in denen zwischen einem Eintritt von Wärmetauscherrohren und einem Austritt von Wärmetauscherrohren Wasserdampf in Umlauf gebracht wird, um ihn vorzuwärmen, wobei jedes Rohr im oberen Teil des Wärmetauschers in halber Umdrehung gekrümmt ist, und der Eintritt und der Austritt der Wärmetauscherrohre im unteren Teil des Wärmetauschers angeordnet sind.

Ein solcher Wandwärmetauscher ist besonders für einen Kesselbrennraum mit Naturumlauf oder Zwangumlauf ausgelegt, bei dem die Wände des Kesselbrennraums aus Rohren bestehen, in denen ein Wasser-Wasserdampf-Gemisch zirkuliert. Mit diesem Wandwärmetauscher soll die Wärmeenergie, die im oberen Bereich des Brennraums in hoher Temperatur zur Verfügung steht, wiedergewonnen werden, um Wasserdampf aufzuwärmen, so dass hinter dem Kessel die Fläche der Wärmetauscher, Überhitzer und Zwischenüberhitzer für den Wasserdampf reduziert werden kann.

In dem französischen Patent 1 084 205 wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 ein mit 37 bezeichneter Überhitzer wie oben beschrieben.

In diesem Dokument besteht der Überhitzer 37 aus einer Vielzahl von Rohrgruppen 40, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, wobei jede Gruppe einige Rohre 40 besitzt, die in einer Ebene ausgerichtet sind und eine Tafel bilden, die senkrecht zu den Wänden verläuft.

Mit der vorliegenden Erfindung soll die Anordnung eines solchen Wärmetauschers verbessert werden.

Somit ist das Ziel dieser Erfindung ein Wärmetauscher, der an einer vertikalen Schattenwand eines Kesselbrennraums in einem Kraftwerk, das der Stromerzeugung dient, montiert wird, und aus Rohren besteht, die sich entlang der genannten vertikalen Richtung erstrecken und zwar zwischen einem unteren Teil des Wärmetauschers und einem oberen Teil des Wärmetauschers, und in denen zwischen einem Eintritt von Wärmetauscherrohren und einem Austritt von Wärmetauscherrohren Wasserdampf in Umlauf gebracht wird, um ihn vorzuwärmen, wobei jedes Rohr im oberen Teil des Wärmetauschers in halber Umdrehung gekrümmt ist, und der Eintritt und der Austritt der Wärmetauscherrohre im unteren Teil des Wärmetauschers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherrohre in einer Ebene ausgerichtet sind, die parallel zu der Schattenwand verläuft, und einzeln oder in kleinen Gruppen abwechselnd steigende und fallende Kreisläufe bilden.

Somit deckt der Wärmetauscher, der parallel zur Schattenwand angeordnet ist, diese Schattenwand ab, und der Wärmetausch zwischen den Heißgasen im oberen Bereich des Brennraums erfolgt zugunsten des Wärmetauschers und nicht zugunsten der Schattenwandrohre.

Der untere Teil des Wärmetauschers ist starr mit der Schattenwand des Brennraums verbunden und der obere Teil des Wärmetauschers ist entlang der genannten vertikalen Richtung verschiebbar an der Schattenwand befestigt.

Mit dieser Anordnung nimmt der obere Teil des Wärmetauschers, der gegenüber der angrenzenden Schattenwand verschiebbar angeordnet ist, nicht das Gewicht der Austrittssammler des Wärmetauscherrohres auf. Aufgrund dieser Anordnung kann der Wärmetauscher leicht entleert werden und verläuft nicht durch die Decke der Brennkammer, was deren Konstruktion vereinfacht.

Durch die abwechselnde Anordnung von ansteigenden und abfallenden Kreisläufen werden zu hohe Temperaturgradienten zwischen aneinander angrenzenden Rohren vermieden, so dass ihre Verformung unter der Wirkung von Wärmespannungen begrenzt wird. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, wenn die Rohre so montiert sind, dass sie ineinander verschachtelte Rohrtafeln bilden. Wenn der Wärmetauscher aus Rohrtafeln besteht, kann die Größe der Rippen zwischen den vertikalen Rohren, welche die Schattenwand bilden, erhöht werden, da diese den Strahlungen im Brennraum weniger ausgesetzt sind, und daraus ergibt sich eine einfachere Konstruktion des oberen Teils des Brennraums.

Ein Ausführungbeispiel der Erfindung wird nachfolgend im Detail und anhand der Zeichnungen beschrieben.

1 zeigt sehr schematisch einen Kessel in einem Kraftwerk, das der Stromerzeugung dient, mit einem Brennraum, der in seinem oberen Teil mit Wandwärmetauschern gemäß der Erfindung ausgestattet ist.

2 zeigt sehr schematisch einen Wandwärmetauscher, der an einer Schattenwand des Brennraums, wie in 1 dargestellt, montiert ist.

Die 3 und 4 zeigen die abwechselnd steigenden und fallenden Kreisläufe eines Wärmetauschers gemäß der Erfindung.

5 ist eine Teilansicht, die einen Teil einer aus Rohren bestehenden Schattenwand und einen Teil eines Wärmetauschers gemäß der Erfindung sowie im oberen Teil die gleitende Verbindung des Wärmetauschers mit der Schattenwand zeigt.

In 1 ist der Brennraum 1 eines Dampfkessels eines Stromkraftwerks, der ein Kessel mit gewölbtem Sammelbehälter oder konventionellem Sammelbehälter sein kann, mit Rohren, in denen ein Wasser-Wasserdampf-Gemisch zirkuliert, klassisch konzipiert.

Die vertikalen Schattenwände im oberen Bereich des Brennraums sind mit Wärmetauschern 5, 6, ausgestattet, wobei jeder in der Folge Wandwärmetauscher genannt wird.

2 zeigt, wie jeder Wandwärmetauscher 5 mit einer angrenzenden Schattenwand M verbunden ist, und aus Rohren 7 besteht, die in einer Ebene parallel zur Schattenwand M ausgerichtet sind, und sich entlang der vertikalen Richtung zwischen einem unteren Teil B des Wärmetauschers und einem oberen Teil H des Wärmetauschers erstrecken. Wasserdampf wird zwischen einem Eintritt E von Wärmetauscherrohren und einem Austritt S von Wärmetauscherrohren in Umlauf gebracht, um ihn vorzuwärmen. Wie in 2 zu sehen ist, ist jedes Rohr 7 im oberen Bereich des Wärmetauschers in halber Umdrehung gekrümmt und der Eintritt E und der Austritt S der Wärmetauscherrohre sind im unteren Teil des Wärmetauschers angeordnet. Die Krümmung der Rohre 7 kann auch außerhalb des Brennraums durchgeführt werden; in dem Fall muss eine undurchlässige Vorrichtung vorgesehen werden, so dass sich die Rohre 7 gegenüber der Decke P des Brennraums ausdehnen können. Sie kann auch innerhalb des Brennraums durchgeführt werden, wie in 1 gezeigt, was die Deckenkonstruktion des Brennraums vereinfacht.

Der untere Teil B des Wärmetauschers 5 ist starr an der angrenzenden Wand M befestigt, beispielsweise durch Fixpunkte 8, 9 zwischen den Rohren 11 (5) der Schattenwand M und den Wärmetauscherrohren 5. Der obere Teil H des Wärmetauschers wird mittels mindestens einer Befestigungsschelle 10 – die deutlicher in 5 zu sehen ist – in der vertikalen Richtung verschiebbar an der Schattenwand befestigt, wobei die Schelle mindestens an einem vertikalen Rohr 7 des Wärmetauschers befestigt wird, in dem mindestens ein vertikales Rohr 11 der Schattenwand M verschiebbar geführt wird. Mehrere Befestigungsschellen 10 können in bestimmten Abständen in vertikaler Richtung entlang der Rohre 7 des Wärmetauschers angeordnet sein, wie in 2 veranschaulicht.

Wie in den 3 und 4 zu sehen ist, sind die Rohre 7 des Wärmetauschers in einer vertikalen Ebene ausgerichtet und bilden einzeln (3) oder in kleinen Gruppen oder Reihen (4) abwechselnd ansteigende oder fallende Kreisläufe, die durch Pfeile veranschaulicht sind. In den 3 oder 4 sind die Rohre 7 so montiert, dass sie ineinander verschachtelte Rohrtafeln 12, 13 bilden, wobei die Montage von aneinanderstoßenden Rohren, welche die Wärmetauschertafeln bilden, herkömmlich durch (auf den Zeichnungen nicht gezeigte) vertikale Rippen erfolgt, die zwischen den aneinanderstoßenden Rohren angeschweißt sind. Bei dieser Konstruktion verlaufen die montierten Rohre nicht durch die Decke P des Brennraums 1. Bei der Konstruktion eines Wandwärmetauschers gemäß der Erfindung werden die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer des Wärmetauschers erhöht und demzufolge die Wartungskosten für den Brennraum gesenkt.