[0001] Die Erfindung betrifft einen Heizflächenbaustein für in Heizflächenschächten angeordnete
Wärmetauscher, insbesondere für Heizflächen von abgasbeheizten Dampferzeugern, vorzugsweise
nach Gasturbinen, bei welchen der Dampf innerhalb von Rohren erzeugt wird, die beispielsweise
von unten nach oben vom Abgas umströmt sind. Es ist aus der DE-AS 23 13 565 bekannt,
Heizflächenpakete in Transportgrößen zu verpacken und auf der Baustelle in den vorbereiteten
Heizflächenschichten zu montieren. Hiebei fällt sehr viel Verpackungsmaterial an,
das je nach Transportart etwa 20% des Transportgewichtes ausmachen kann und eventuell
auch rücktransportiert wird. Abgesehen von dem nur für den Transport benötigten Material
fällt auch an der Baustelle eine aufwendige Montagearbeit in Abhängigkeit von der
Größe der Montagestücke an, die sich natürlich auf den Herstellungspreis auswirkt.
Dazu kommen noch Aufhängeeinrichtungen, da die Heizflächen meistens an der Decke aufgehängt
werden. Ferner müssen, insbesondere bei Druckfeuerungen, Innendruckabstützungen des
fertigen Abhitzekessels und gegebenenfalls auch Erdbebenabstützungen montiert werden,
so daß nicht nur hohe Montagekosten sondern auch lange Montagezeiten entstehen. Aus
der DE-OS 23 04 532 ist es bekannt, vorgefertigte Heizflächenpakete aufeinanderzustapeln
und so einen Dampferzeuger aus Ringschüssen zusammenzubauen. Diese Bauweise hat den
Nachteil, relativ unförmig zu sein, wobei die maximale Baugröße durch das Ladeprofil
des Beförderungsmittels mehr oder weniger vorgegeben ist.
[0002] Die US-PS 3,805,745 offenbart die Montage eines Heizungskessels aus Einzelrohren
und anderen Bestandteilen durch Schraubverbindungen und Einwalzen, wobei der Montageaufwand
sicher nicht gering ist. Dazu kommt noch die Vielzahl der zu montierenden bzw. zu
transportierenden Bauteile. Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, die Montage
zu vereinfachen, indem Bausteine geschaffen werden, die entsprechend der maximalen
Transportgröße eines LKW's weitgehend in der Werkstätte montiert werden und eine für
den Transport genügende Steifigkeit aufweisen, so daß Transportschäden trotz Wegfall
der Transportabstützungen vermieden werden können.
[0003] Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß werkstattseitig die einzelnen Heizflächenrohre
in einem Rahmen angeordnet sind, die zusammen mit dem Rahmen eine transportfähige,
versteifte und einbaufertige Einheit darstellen, deren horizontale Versteifung zusammen
mit den horizontalen Versteifungen der bei der Montage benachbarten Rahmen eine horizontale
Tragkonstruktion bilden, die das gesamte in Rohrplatten gehaltene Rohrbündel trägt
und die als Innendruck- und Erdbebenabstützung des Heizflächenschachtes ausgebildet
ist. Eine Durchrechnung bei der Bestimmung des Transportgewichtes ergab eine wider
Erwarten hohe Einsparung an Stahlbaugewicht in der Größenordnung von 30%.
[0004] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 angegeben.
[0005] Die Erfindung ist in den angeschlossenen Fig. 1 bis 5 beispielsweise und schematisch
dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Heizflächenschacht im Aufriß. Fig. 2 zeigt in einem
axometrischen Bild eine tragende Decke, die aus mehreren Heizflächenbausteinen gebildet
ist. Fig. 3 zeigt im größeren Maßstab einen Heizflächenbaustein, und Fig. 4 und 5
zeigen in zwei Ausführungen die Verbindung zweier Heizflächenbausteine.
[0006] In Fig. 1 ist ein Heizflächenschacht 6 im Aufriß dargestellt, indem zwei Rohrbündel
1 jeweils an einer horizontalen Tragkonstruktion 4 befestigt sind. Die Rohrbündel
werden so vom Abgas umströmt, daß die horizontale Tragkonstruktion 4 an der Abströmseite
des Rohrbündels 1 angeordnet ist, so daß die Tragkonstruktion 4 weniger stark durch
das durchströmende Abgas beheizt wird. Zwischen den beiden Heizflächen ist eine Reinigungsöffnung
12 bzw. eine Serviceöffnung vorgesehen, über welche ein Einstieg in den Heizflächenschacht
6 möglich ist. In Fig. 2 ist im etwas größeren Maßstab im Schrägriß ein Rohrbündel
1 mit einer horizontalen Tragkonstruktion 4 vergrößert dargestellt, wobei die Rohre,
die die einzelnen Rohrplatten 5 miteinander verbinden, nicht dargestellt sind, so
daß der Rahmen 2 mit seiner horizontalen Versteifung 3 als horizontale Tragkonstruktion
4 ersichtlich ist. Die einzelnen Rohrplatten 5 mit der Versteifung 3 sind durch horizontale
Diagonalstäbe 8 und durch vertikale Diagonalstäbe 9 (Fig. 3) zu einem räumlichen Fachwerk
verbunden, wobei die gesamte Decke aus beispielsweise 5 Bausteinen zusammengesetzt
ist, die nebeneinander angeordnet sind. Hier zeigt sich auch eine Platzersparnis,
indem die steife Deckenkonstruktion nur geringfügig höher als das Rohrbündel 1 ist,
aber auf jeden Fall kleiner als eine Deckenkonstruktion mit Aufhängungen für das unterhalb
angeordnete Rohrbündel ist. Es ist ferner günstig, wenn die größte Rohrlänge des Rohrbündels
1 mit der Breite oder Länge des Einbauschachtes übereinstimmt, so daß Rohrverlängerungen
an der Baustelle nicht notwendig sind. Die benachbarten Rahmenteile 2 sind mit 2'
und die benachbarte horizontale Versteifung 3 ist mit 3' gekennzeichnet, so daß die
räumliche Wirkung der Deckenkonstruktion in Form eines räumlichen Fachwerkes erkennbar
ist.
[0007] In Fig. 3 ist ein einzelner Baustein im Schrägriß dargestellt, aus dem ersichtlich
ist, daß der ganze Baustein von einer Fachwerkskonstruktion gebildet ist, deren horizontale
Tragkonstruktion 4 und das die Rohrplatten 5 verbindende Rohrbündel 1 die
[0008] notwendige Transportversteifung verschafft, wobei in einzelnen Abschnitten auch vertikale
Diagonalstäbe bzw. Diagonalstäbe in vertikalen Ebenen angeordnet werden können. Es
ist hiebei ersichtlich, daß am abstromseitigen Ende des Rohrbündels 1 Versteifungsprofile
7 in der Verlängerung der Rohrplatte 5 vorgesehen sind, die somit quer zum Rohrbündel
1 angeordnet sind und nach Verbindung mit benachbarten Heizflächenbausteinen einen
Trägerrost bilden, dessen einzelne Roststäbe durch die Horizontalversteifungen 3 verbunden
sind. Die Verbindung der einzelnen Versteifungsprofile 7 kann, wie in Fig. 4 dargestellt,
durch eine Stumpfschweißnaht 10 oder, wie in Fig. 5 gezeigt, durch eine Stoßblechkonstruktion
11 erfolgen.
[0009] Durch die weitgehende Vorfabrikation der Heizflächenbausteine in der Werkstätte beschränkt
sich die Montage der einzelnen Rohrpakete nur auf die richtige Einbaulage und die
ordnungsgemäße Verbindung der einzelnen Heizflächenbausteine, so daß für die Montage
des Kessels auch die Verwendung von hochqualifizierten Montagekräften teilweise eingespart
werden kann. Die einzelnen Heizflächenbausteine sind somit größenmäßig auf die Verwendung
findende Waggon- bzw. LKW-Größe abgestimmt und bilden so eine Montageeinheit, die
praktisch abfallos an der Baustelle angeschlossen wird. Ein Baustein ist somit transportsteif
und durch den Zusammenbau mit gleichartigen zu einem tragfähigen Heizflächenpaket
mit integrierter gasdurchlässiger Decke wertvoller geworden, indem die gasdurchlässige
Decke auch Versteifungseffekte aufweist, die sich in Erdbebensicherheit und Innendruckversteifung
auswirken, die normaler Weise eine zusätzliche Konstruktion beanspruchen. Auch die
Aufhängung ist im "Heizflächenpaket" integriert, so daß man von einem Kompakt-Baustein
sprechen kann.
1. Heizflächenbaustein für in Heizflächenschächten angeordnete Wärmetauscher, insbesondere
für Heizflächen von abgasbeheizten Dampferzeugern, vorzugsweise nach Gasturbinen,
bei welchen der Dampf innerhalb von Rohren erzeugt wird, die beispielsweise von unten
nach oben vom Abgas umströmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß werkstattseitig die
einzelnen Heiflächenrohre in einem Rahmen (2) angeordnet sind, die zusammen mit dem
Rahmen (2) eine transportfähige, versteifte und einbaufertige Einheit darstellen,
deren horizontale Versteifung (3) zusammen mit den horizontalen Versteifungen (3')
der bei der Montage benachbarten Rahmen (2') eine horizontale Tragkonstruktion (4)
bilden, die das gesamte in Rohrplatten (5) gehaltene Rohrbündel (1) trägt und die
als Innendruck- und Erdbebenabstützung des Heizflächenschachtes (6) ausgebildet ist.
2. Heizflächenbaustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (2)
aus mindestens zwei rechteckigen, durch parallel angeordnete Heizflächenrohre verbundene
Rohrplatten (5), in deren Verlängerung ein Versteifungsprofil (7) angeordnet ist,
besteht, die durch Diagonalstäbe (8, 9) verbunden sind, die in horizontalen und vertikalen
Ebenen angeordnet sind.
3. Heizflächenbaustein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Rohrplatte
(5), insbesondere mit dem Versteifungsprofil (7), der Stärke der erzeugten Baukastendecke
entspricht.
4. Heizflächenbaustein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der
Heizflächenrohre des Rohrbündels (1) der Länge der erzeugten Baukastendecke entspricht.
5. Heizflächenbaustein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung
der einzelnen Rahmen (2) durch die Verbindung der Versteifungsprofile (7) zu durchgehenden
Trägern einer in sich steifen, gasdurchlässigen Decke erfolgt.
6. Heizflächenbaustein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Versteifungsprofil
am abgasstromseitigen Ende jedes Rohrbündels (1) angeordnet ist.
