Durchlaufdampferzeuger

Abstract

 Ein Durchlaufdampferzeuger (1) mit einer Brennkammer (2) mit einer Anzahl von Brennern für fossilen Brennstoff, der heizgasseitig in einem oberen Bereich (4) über einen Horizontalgaszug (6) ein Vertikalgaszug (8) nachgeschaltet ist, wobei die Umfassungswand (12) der Brennkammer (2) aus gasdicht miteinander verschweißten, einem Wasserabscheidesystem (22) strömungsmediumsseitig vorgeschalteten Verdampferrohren und aus gasdicht miteinander verschweißten, dem Wasserabscheidesystem (22) strömungsmediumsseitig nachgeschalteten Überhitzerrohren gebildet ist, wobei das Wasserabscheidesystem (22) eine Anzahl von Wasserabscheideelementen (24) umfasst, wobei jedes der Wasserabscheideelemente (24) ein mit den jeweils vorgeschalteten Verdampferrohren verbundenes Einströmrohrstück (28) umfasst, das in seiner Längsrichtung gesehen in ein Wasserableitrohrstück (30) übergeht, wobei im Übergangsbereich eine Anzahl von Abströmrohrstücken (32) abzweigt, die mit einem Eintrittssammler (40) der jeweils nachgeschalteten Überhitzerrohre verbunden sind, soll angegeben werden, der unter Beibehaltung einer besonders hohen betrieblichen Flexibilität einen vergleichsweise geringeren Konstruktions- und Reparaturaufwand mit sich bringt. Dazu ist dampfseitig zwischen dem jeweiligen Wasserabscheideelement (24) und dem Eintrittssammler (40) ein Verteilerelement (42) angeordnet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Durchlaufdampferzeuger mit einer Brennkammer mit einer Anzahl von Brennern für fossilen Brennstoff, der heizgasseitig in einem oberen Bereich über einen Horizontalgaszug ein Vertikalgaszug nachgeschaltet ist, wobei die Umfassungswand der Brennkammer aus gasdicht miteinander verschweißten, einem Wasserabscheidesystem strömungsmediumsseitig vorgeschalteten Verdampferrohren und aus gasdicht miteinander verschweißten, dem Wasserabscheidesystem strömungsmediumsseitig nachgeschalteten Überhitzerrohren gebildet ist, wobei das Wasserabscheidesystem eine Anzahl von Wasserabscheideelementen umfasst, wobei jedes der Wasserabscheideelemente ein mit den jeweils vorgeschalteten Verdampferrohren verbundenes Einströmrohrstück umfasst, das in seiner Längsrichtung gesehen in ein Wasserableitrohrstück übergeht, wobei im Übergangsbereich eine Anzahl von Abströmrohrstücken abzweigt, die mit einem. Eintrittssammler der jeweils nachgeschalteten Überhitzerrohre verbunden sind.

[0002] In einem fossil befeuerten Dampferzeuger wird die Energie eines fossilen Brennstoffs zur Erzeugung von überhitztem Dampf genutzt, der anschließend beispielsweise in einem Kraftwerk einer Dampfturbine zur Stromerzeugung zugeführt werden kann. Insbesondere bei den in einer Kraftwerksumgebung üblichen Dampftemperaturen und -drücken werden Dampferzeuger üblicherweise als Wasserrohrkessel ausgeführt, das heißt, das zugeführte Wasser fließt in einer Anzahl von Rohren, welche die Energie in Form von Strahlungswärme der Brennerflammen und/oder durch Konvektion und/oder durch Wärmeleitung vom bei der Verbrennung entstehenden Rauchgas aufnehmen.

[0003] Im Bereich der Brenner bilden die Dampferzeugerrohre dabei üblicherweise die Brennkammerwand, indem sie gasdicht miteinander verschweißt werden. In weiteren, der Brennkammer rauchgasseitig nachgeschalteten Bereichen können auch im Abgaskanal angeordnete Dampferzeugerrohe vorgesehen sein.

[0004] Fossil befeuerte Dampferzeuger sind anhand einer Vielzahl von Kriterien kategorisierbar: Basierend auf der Strömungsrichtung des Gasstroms können Dampferzeuger beispielsweise in vertikale und horizontale Bauarten eingeteilt werden. Bei fossil befeuerten Dampferzeugern in vertikaler Bauweise werden dabei üblicherweise Einzug- und Zweizugkessel unterschieden.

[0005] Bei einem Einzug- oder Turmkessel strömt das durch die Verbrennung in der Brennkammer erzeugte Rauchgas stets senkrecht von unten nach oben. Sämtliche im Rauchgaskanal angeordneten Heizflächen liegen rauchgasseitig oberhalb der Brennkammer. Turmkessel bieten eine vergleichsweise einfache Konstruktion und einfache Beherrschung der durch die thermische Ausdehnung der Rohre entstehenden Spannungen. Weiterhin sind sämtliche Heizflächen der im Rauchgaskanal angeordneten Dampferzeugerrohre horizontal und daher vollständig entwässerbar, was in frostgefährdeten Umgebungen erwünscht sein kann.

[0006] Beim Zweizugkessel ist in einem oberen Bereich der Brennkammer rauchgasseitig ein Horizontalgaszug nachgeschaltet, welcher in einen Vertikalgaszug mündet. In diesem zweiten vertikalen Gaszug strömt das Gas üblicherweise senkrecht von oben nach unten. Es erfolgt beim Zweizugkessel also eine mehrfache Umlenkung des Rauchgases. Vorteile dieser Bauweise sind beispielsweise die niedrigere Bauhöhe und die daraus resultierenden geringeren Herstellkosten.

[0007] Dampferzeuger können weiterhin als Naturumlauf-, Zwangumlauf- oder Durchlaufdampferzeuger ausgelegt sein. In einem Durchlaufdampferzeuger führt die Beheizung einer Anzahl von Verdampferrohren zu einer vollständigen Verdampfung des Strömungsmediums in den Verdampferrohren in einem Durchgang. Das Strömungsmedium - üblicherweise Wasser - wird nach seiner Verdampfung den Verdampferrohren nachgeschalteten Überhitzerrohren zugeführt und dort überhitzt. Die Position des Verdampfungsendpunkts, d. h. der Ort, an dem der Wasseranteil der Strömung vollständig verdampft ist, ist dabei variabel und betriebsartabhängig. Beim Volllastbetrieb eines derartigen Durchlaufdampferzeugers liegt der Verdampfungsendpunkt beispielsweise in einem Endbereich der Verdampferrohre, so dass die Überhitzung des verdampften Strömungsmediums bereits in den Verdampferrohren beginnt (mit der verwendeten Nomenklatur ist diese Beschreibung genau genommen nur bei Teillasten mit unterkritischem Druck im Verdampfer gültig. Der Anschaulichkeit halber wird diese Darstellung jedoch in der folgenden Beschreibung durchgehend verwendet).

[0008] Ein Durchlaufdampferzeuger unterliegt im Gegensatz zu einem Natur- oder Zwangumlaufdampferzeuger keiner Druckbegrenzung, so dass er für Frischdampfdrücke weit über dem kritischen Druck von Wasser (P_Kri ≈ 221 bar)- wo bei keiner Temperatur Wasser und Dampf gleichzeitig vorkommen können und damit auch keine Phasentrennung möglich ist - ausgelegt werden kann.

[0009] Im Schwachlastbetrieb oder beim Anfahren wird ein derartiger Durchlaufdampferzeuger üblicherweise mit einem Mindeststrom an Strömungsmedium in den Verdampferrohren betrieben, um eine sichere Kühlung der Verdampferrohre zu gewährleisten. Dazu reicht gerade bei niedrigen Lasten von beispielsweise weniger als 40 % der Auslegungslast der reine Durchlaufmassenstrom durch den Verdampfer üblicherweise nicht mehr zur Kühlung der Verdampferrohre aus, so dass dem Durchlauf an Strömungsmedium durch den Verdampfer im Umlauf ein zusätzlicher Durchsatz an Strömungsmedium überlagert wird. Der betriebsgemäß vorgesehene Mindeststrom an Strömungsmedium in den Verdampferrohren wird somit beim Anfahren oder im Schwachlastbetrieb in den Verdampferrohren nicht vollständig verdampft, so dass bei einer derartigen Betriebsart am Ende der Verdampferrohre noch unverdampftes Strömungsmedium, insbesondere ein Wasser-Dampf-Gemisch, vorhanden ist.

[0010] Da die den Verdampferrohren des Durchlaufdampferzeugers üblicherweise erst nach einer Durchströmung der Brennkammerwände nachgeschalteten Überhitzerrohre jedoch nicht für eine Durchströmung unverdampften Strömungsmediums ausgelegt sind, sind Durchlaufdampferzeuger üblicherweise derart ausgelegt, dass auch beim Anfahren und im Schwachlastbetrieb ein Wassereintritt in die Überhitzerrohre sicher vermieden wird. Dazu sind die Verdampferrohre üblicherweise mit den ihnen nachgeschalteten Überhitzerrohren über ein Wasserabscheidesystem verbunden. Der Wasserabscheider bewirkt dabei eine Trennung des beim Anfahren oder im Schwachlastbetrieb aus den Verdampferrohren austretenden Wasser-Dampf-Gemisches in Wasser und in Dampf. Der Dampf wird den dem Wasserabscheider nachgeschalteten Überhitzerrohren zugeführt, wohingegen das abgeschiedene Wasser beispielsweise über eine Umwälzpumpe wieder den Verdampferrohren zugeführt oder über einen Entspanner abgeführt werden kann.

[0011] Das Wasserabscheidesystem kann dabei eine Vielzahl von Wasserabscheideelementen umfassen, die direkt in die Rohre integriert sind. Dabei kann insbesondere jedem der parallel geschalteten Verdampferrohre ein Wasserabscheideelement zugeordnet sein. Die Wasserabscheideelemente können weiterhin als so genannte T-Stück-Wasserabscheideelemente ausgebildet sein. Jedes T-Stück-Wasserabscheideelement umfasst dabei jeweils ein mit dem vorgeschalteten Verdampferrohr verbundenes Einströmrohrstück, das in seiner Längsrichtung gesehen in ein Wasserableitrohrstück übergeht, wobei im Übergangsbereich ein mit dem nachgeschalteten Überhitzerrohr verbundenes Abströmrohrstück abzweigt.

[0012] Durch diese Bauweise ist das T-Stück-Wasserabscheideelement für eine Trägheitsseparation des aus dem vorgeschalteten Verdampferrohr in das Einströmrohrstück einströmenden Wasser-Dampf-Gemisches ausgelegt. Aufgrund seiner vergleichsweise höheren Trägheit strömt nämlich der Wasseranteil des im Einströmrohrstück strömenden Strömungsmediums an der Übergangsstelle bevorzugt in axialer Verlängerung des Einströmrohrstücks weiter und gelangt somit in das Wasserableitrohrstück und von dort aus üblicherweise weiter in einen angeschlossenen Sammelbehälter. Der Dampfanteil des im Einströmrohrstück strömenden Wasser-Dampf-Gemisches kann hingegen aufgrund seiner vergleichsweise geringeren Trägheit besser einer aufgezwungenen Umlenkung folgen und strömt somit über das Abströmrohrstück zum nachgeschalteten Überhitzerrohrstück. Ein Durchlaufdampferzeuger dieser Bauart ist beispielsweise aus der EP 1 701 091 bekannt.

[0013] Bei einem Durchlaufdampferzeuger mit einem derart ausgelegten Wasserabscheidesystem kann durch die dezentrale Integration der Wasserabscheidung in die einzelnen Rohre des Rohrsystems des Durchlaufdampferzeugers die Wasserabscheidung ohne vorherige Sammlung des aus den Verdampferrohren abströmenden Strömungsmediums erfolgen. Damit ist auch eine direkte Weitergabe des Strömungsmediums in die nachgeschalteten Überhitzerrohre möglich.

[0014] Konstruktionsbedingt ist darüber hinaus die Übergabe von Strömungsmedium an die Überhitzerrohre nicht nur auf Dampf beschränkt, vielmehr kann nunmehr auch ein Wasser-Dampf-Gemisch an die Überhitzerrohre weitergeführt werden, indem die Wasserabscheideelemente überspeist werden. Dadurch kann der Verdampfungsendpunkt bedarfsweise in die Überhitzerrohre hineinverschoben werden. Damit ist eine besonders hohe betriebliche Flexibilität auch im Anfahr- oder Schwachlastbetrieb des Durchlaufdampferzeugers erreichbar. Insbesondere kann die Frischdampftemperatur in vergleichsweise großen Grenzen durch Beeinflussung der Speisewassermenge geregelt werden.

[0015] Allerdings ist bei derartigen Systemen zu berücksichtigen, dass aufgrund der Integration der Wasserabscheidefunktion in die einzelnen Rohre hinein gerade im Bereich des Abscheidesystems eine vergleichsweise hohe Anzahl einzelner Rohrstücke oder -elemente erforderlich ist.

[0016] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Durchlaufdampferzeuger der oben genannten Art anzugeben, der unter Beibehaltung einer besonders hohen betrieblichen Flexibilität einen vergleichsweise geringeren Konstruktions- und Reparaturaufwand mit sich bringt.

[0017] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem dampfseitig zwischen dem jeweiligen Wasserabscheideelement und dem Eintrittssammler ein Verteilerelement angeordnet ist.

[0018] Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass durch die dezentrale Wasserabscheidung, die bei der oben beschriebenen Bauweise separat in jedem der parallel geschalteten Verdampferrohre erfolgt, eine vergleichsweise große Anzahl von T-Stück-Wasserabscheideelementen zu Konstruktionsproblemen bei der großtechnischen Anwendung führen kann. Durch die Platzprobleme, die die Notwendigkeit der Unterbringung einer derart großen Anzahl von Wasserabscheideelementen mit sich bringen kann, kann eine solche Bauweise infolge des mit ihr verbundenen hohen Konstruktionsaufwands auch erhebliche Mehrkosten und Einschränkungen der geometrischen Parameter des Durchlaufdampferzeugers mit sich bringen.

[0019] Eine Reduzierung des Konstruktionsaufwands des Durchlaufdampferzeugers könnte durch eine einfachere Auslegung des Wasserabscheidesystems erzielt werden. Dazu kann die Anzahl der verwendeten Wasserabscheideelemente reduziert werden. Um jedoch die Vorteile einer dezentralen Wasserabscheidung, wie beispielsweise die Möglichkeit der Durchspeisung mit Wasser-Dampf-Gemisch zu erhalten, sollte die grundsätzliche Bauweise in Form von T-Stück-Wasserabscheideelementen beibehalten werden. Die Kombination beider vorgenannten Konzepte kann durch eine Sammlung des Strömungsmediums von jeweils einer Mehrzahl von Verdampferrohren in jeweils ein Wasserabscheideelement erreicht werden.

[0020] Durch eine reduzierte Anzahl von T-Stück-Wasserabscheideelementen kann eine direkte dampfseitige Weiterleitung an die Eintrittssammler der nachgeschalteten Überhitzerrohre jedoch zu Inhomogenitäten bei der Verteilung auf die verschiedenen Überhitzerrohre führen. Um daher nach dem Austritt des Dampfes oder des Wasser-Dampf-Gemisches aus dem T-Stück-Wasserabscheideelement eine gleichmäßige Verteilung auf die nachgeschalteten Überhitzerrohre zu erreichen, ist dampfseitig zwischen dem jeweiligen Wasserabscheideelement und dem Eintrittssammler ein Verteilerelement angeordnet.

[0021] Vorteilhafterweise sind die geometrischen Parameter einer Anzahl von Ausgangsrohren derart gewählt, dass eine homogene Strömungsverteilung auf den Eintrittssammler der jeweils nachgeschalteten Überhitzerrohre gewährleistet ist. Dadurch wird bereits ein homogener Eintrag in den Eintrittssammler erreicht, welcher sich dementsprechend in die nachgeschalteten Überhitzerrohre fortsetzt. Die Ausgangsrohre können dabei beispielsweise gleiche Durchmesser aufweisen und in gleichmäßigen Abständen parallel zueinander in den Eintrittssammler geführt sein.

[0022] In vorteilhafter Ausgestaltung ist das Verteilerelement als Sternverteiler ausgelegt, d. h. es umfasst eine Prallplatte, ein senkrecht zur Prallplatte angeordnetes Eingangsrohr und eine Anzahl von sternförmig um die Prallplatte in deren Ebene angeordneten Ausgangsrohren. Das einströmende Wasser trifft auf die Prallplatte und wird in symmetrischer Weise senkrecht zur Einströmrichtung verteilt und in die Ausgangsrohre geleitet. Dabei ist die Prallplatte in besonders vorteilhafter Ausgestaltung kreisförmig und die Ausgangsrohre konzentrisch zur Mitte der Prallplatte in gleichen Abständen zu den jeweiligen benachbarten Ausgangsrohren angeordnet. Auf diese Weise ist eine besonders homogene Verteilung auf die verschiedenen Ausgangsrohre gewährleistet.

[0023] Dabei sind vorteilhafterweise zwischen 5 und 20 Ausgangsrohre pro Verteilerelement vorgesehen. Bei einer geringeren Anzahl könnte eine ausreichende Homogenisierung des Eintrags von Dampf oder Wasser-Dampf-Gemisch in den Eintrittssammler nicht mehr gewährleistet werden, während eine höhere Anzahl problematisch in der geometrischen Ausgestaltung des Verteilerelements sein kann, insbesondere wenn dieses als Sternverteiler ausgelegt ist.

[0024] Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die dampfseitige Anordnung eines zusätzlichen Verteilerelements zwischen dem jeweiligen Wasserabscheideelement und dem Eintrittssammler der nachgeschalteten Überhitzerheizflächen eine Gleichverteilung des Strömungsmediums auf die Überhitzerrohre auch bei einer wesentlich geringeren Anzahl von Wasserabscheideelementen erzielt wird. Durch diese Maßnahmen wird die Reduzierung der Anzahl von Wasserabscheideelementen überhaupt erst ermöglicht. Dies bedeutet einen wesentlich geringeren Fertigungsaufwand und eine vergleichsweise geringere Komplexität des Rohrsystems des Durchlaufdampferzeugers und es ist eine besonders hohe betriebliche Flexibilität auch im Anfahr- oder Schwachlastbetrieb erreichbar.

[0025] Weiterhin wird eine homogene Temperaturverteilung über die nachgeschalteten Überhitzerrohre ermöglicht, was zu deutlich geringeren mechanischen Belastungen durch unterschiedliche thermische Ausdehnung der einzelnen Überhitzerrohre führt. Gleichzeitig bleiben alle Vorteile der Benutzung von T-Stück-Wasserabscheideelementen erhalten, so z. B. die Möglichkeit der Weiterleitung von Wasser-Dampf-Gemisch an die Überhitzerrohre, die eine bedarfsgerechte Regelung der Frischdampftemperatur am Dampfauslass des Durchlaufdampferzeugers durch die Steuerung der eingebrachten Strömungsmediumsmenge ermöglicht.

[0026] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die Figur einen Durchlaufdampferzeuger in Zweizugbauweise in schematischer Darstellung.

[0027] Der Durchlaufdampferzeuger 1 gemäß der Figur umfasst eine als Vertikalgaszug ausgebildete Brennkammer 2, der in einem oberen Bereich 4 ein Horizontalgaszug 6 nachgeschaltet ist. An den Horizontalgaszug 6 schließt sich ein weiterer Vertikalgaszug 8 an.

[0028] Im unteren Bereich 10 der Brennkammer 2 ist eine Anzahl nicht näher gezeigter Brenner vorgesehen, die einen flüssigen oder festen Brennstoff in der Brennkammer verbrennen. Die Umfassungswand 12 der Brennkammer 2 ist aus miteinander gasdicht verschweißten Dampferzeugerrohren gebildet, in die durch eine nicht näher gezeigte Pumpe ein Strömungsmedium - üblicherweise Wasser - eingepumpt wird, welches durch die von den Brennern erzeugte Wärme geheizt wird. Im unteren Bereich 10 der Brennkammer 2 können die Dampferzeugerrohre entweder spiralförmig oder senkrecht ausgerichtet sein. Aufgrund von Unterschieden sowohl in der Geometrie der Einzelrohre als auch in deren Beheizung stellen sich unterschiedliche Massenströme und Temperaturen des Strömungsmediums (Schieflagen) in parallelen Rohren ein. Bei einer spiralförmigen Anordnung ist ein vergleichsweise höherer Konstruktionsaufwand erforderlich, dafür sind die entstehenden Schieflagen zwischen parallel geschalteten Rohren vergleichsweise geringer als bei senkrecht berohrter Brennkammer 2.

[0029] Der gezeigte Durchlaufdampferzeuger 1 umfasst weiterhin zur Verbesserung der Rauchgasführung eine Nase 14, welche direkt in den Boden 16 des Horizontalgaszuges 6 übergeht und in die Brennkammer 2 hineinragt. Weiterhin ist im Übergangsbereich von der Brennkammer 2 zum Horizontalgaszug 6 im Rauchgaskanal ein Gitter 18 aus weiteren Überhitzerrohren angeordnet.

[0030] Die Dampfererzeugerrohre im unteren Teil 10 der Brennkammer 2 sind als Verdampferrohre ausgelegt. Das Strömungsmedium wird in ihnen zunächst verdampft und über Austrittssammler 20 dem Wasserabscheidesystem 22 zugeführt. Im Wasserabscheidesystem 22 wird noch nicht verdampftes Wasser gesammelt und abgeführt. Dies ist insbesondere im Anfahrbetrieb notwendig, wenn zur sicheren Kühlung der Verdampferrohre eine größere Menge an Strömungsmedium eingepumpt werden muss, als in einem Verdampferrohrdurchlauf verdampft werden kann. Der erzeugte Dampf wird in die Wände der Brennkammer 2 im oberen Bereich 4 geleitet und gegebenenfalls auf die in den Wänden des Horizontalgaszuges 6 angeordneten Überhitzerrohre verteilt.

[0031] Neben dem in der Figur gezeigten Zweizugkessel sind selbstverständlich auch noch weitere Konfigurationen für fossil befeuerte Kessel, z. B. in der Art eines Turmkessels, möglich. Die nachfolgend zu beschreibenden Bauteile können bei allen diesen Varianten zum Einsatz kommen.

[0032] Das Wasserabscheidesystem 22 umfasst eine Anzahl von T-Stück-Wasserabscheideelementen 24. Jeweils eine Anzahl von Verdampferrohren mündet über einen Austrittssammler 20 in ein gemeinsames Übergangsrohrstück 26, dem jeweils ein T-Stück-Wasserabscheideelement 24 nachgeschaltet ist. Das T-Stück-Wasserabscheideelement 24 umfasst ein Einströmrohrstück 28, das in seiner Längsrichtung gesehen in ein Wasserableitrohrstück 30 übergeht, wobei im Übergangsbereich ein Abströmrohrstück 32 abzweigt. Das Wasserableitrohrstück 30 mündet in einen Sammler 34. An den Sammler 34 ist über Verbindungsleitungen 35 ein Sammelbehälter 36 (Flasche) nachgeschaltet. An den Sammelbehälter 36 ist ein Auslassventil 38 angeschlossen, über das das abgeschiedene Wasser entweder verworfen oder erneut dem Verdampfungskreislauf zugeführt werden kann.

[0033] Im T-Stück-Wasserabscheideelement 24 tritt Strömungsmedium M durch das Einströmrohrstück 28 ein. Das anteilige Wasser fließt bedingt durch seine Massenträgheit in das in Längsrichtung folgende Wasserableitrohrstück 30. Der Dampf hingegen folgt aufgrund seiner geringeren Masse der durch die Druckverhältnisse aufgezwungenen Umlenkung in das Abströmrohrstück 32. Dem Abströmrohrstück 32 sind die Überhitzerrohre im oberen Bereich 4 der Brennkammer 2 und gegebenenfalls im Gitter und im Bereich des Horizontalgaszuges 6 über einen Eintrittssammler 40 nachgeschaltet. In den Wandheizflächen und den anschließenden Konvektivheizflächen wird der Dampf überhitzt und anschließend seiner weiteren Verwendung zugeführt; üblicherweise ist eine in der Figur nicht näher gezeigte Vorrichtung wie beispielsweise eine Dampfturbine vorgesehen.

[0034] Bedarfsweise kann das Auslassventil 38 geschlossen werden und so eine Überspeisung der T-Stück-Wasserabscheideelemente 24 herbeigeführt werden. Dabei tritt noch unverdampftes Wasser in die Überhitzerrohre ein, so dass diese noch zur weiteren Verdampfung genutzt werden können, d. h., der Verdampfungsendpunkt kann in die Überhitzerrohre hineinverlagert werden, was eine vergleichsweise höhere Flexibilität im Betrieb des Durchlaufdampferzeugers 1 ermöglicht.

[0035] Um eine besonders einfache Konstruktion des Durchlaufdampferzeugers 1 zu ermöglichen, sollte eine vergleichsweise geringere Anzahl von T-Stück-Wasserabscheideelementen 24 verwendet werden. Um die dadurch entstehenden Inhomogenitäten hinsichtlich der Verteilung auf die Überhitzerrohre auszugleichen und somit eine derartige Ausgestaltung überhaupt erst zu ermöglichen, sind den T-Stück-Wasserabscheideelementen 24 Verteilerelemente 42 in der Art von Sternverteilern zwischengeschaltet. Diese sorgen für eine Vorverteilung des Strömungsmediums im Falle einer Überspeisung der T-Stück-Wasserabscheideelemente 24 auf die Eintrittssammler 40.

[0036] In den als Sternverteiler ausgebildeten Verteilerelementen 42 trifft das Strömungsmedium auf eine kreisförmige Prallplatte und prallt von dort in sternförmig, konzentrisch-symmetrisch angeordnete Ausgangsrohre 44. Durch die symmetrische Anordnung wird dabei jedem Ausgangsrohr 44 etwa die gleiche Menge an Strömungsmedium zugeteilt. Diese münden in gleichen Abständen in die Eintrittssammler 40, so dass bereits eine Vorverteilung des Strömungsmediums auf die gesamte Breite der Eintrittssammler 40 erfolgt.

[0037] Bei einer direkten Einleitung des Strömungsmediums über eine einzige Leitung pro T-Stück-Wasserabscheideelement 24 würde das Strömungsmedium in den Eintrittssammlern 40 nicht gleichmäßig verteilt werden können, da diese aufgrund ihrer Breite nicht für eine derartige homogene Verteilung aus beispielsweise einer einzigen Zuleitung geeignet sind.

[0038] Durch die als Sternverteiler ausgelegten Verteilerelemente 44 wird somit eine einfachere und somit auch kostengünstigere Konstruktion des Durchlaufdampferzeugers 1 möglich, da eine vergleichsweise geringere Anzahl von T-Stück-Wasserabscheideelementen 24 verwendet werden kann. Weiterhin werden Temperaturunterschiede durch die bessere Vermischung des Strömungsmediums im Vergleich zu einer vollständig dezentralisierten Wasserabscheidung mit einer größeren Anzahl von T-Stück-Wasserabscheideelementen 24 besser ausgeglichen und somit eine homogenere Temperaturverteilung auf die nachfolgenden Überhitzerrohre erreicht. Damit werden Schäden durch unterschiedliche thermische Ausdehnung von miteinander verschweißten Rohren vermieden.

Ansprüche

1. Durchlaufdampferzeuger (1) mit einer Brennkammer (2) mit einer Anzahl von Brennern für fossilen Brennstoff, der heizgasseitig in einem oberen Bereich (4) über einen Horizontalgaszug (6) ein Vertikalgaszug (8) nachgeschaltet ist, wobei die Umfassungswand (12) der Brennkammer (2) aus gasdicht miteinander verschweißten, einem Wasserabscheidesystem (22) strömungsmediumsseitig vorgeschalteten Verdampferrohren und aus gasdicht miteinander verschweißten, dem Wasserabscheidesystem (22) strömungsmediumsseitig nachgeschalteten Überhitzerrohren gebildet ist, wobei das Wasserabscheidesystem (22) eine Anzahl von Wasserabscheideelementen (24) umfasst, wobei jedes der Wasserabscheideelemente (24) ein mit den jeweils vorgeschalteten Verdampferrohren verbundenes Einströmrohrstück (28) umfasst, das in seiner Längsrichtung gesehen in ein Wasserableitrohrstück (30) übergeht, wobei im Übergangsbereich eine Anzahl von Abströmrohrstücken (32) abzweigt, die mit einem Eintrittssammler (40) der jeweils nachgeschalteten Überhitzerrohre verbunden sind, und wobei dampfseitig zwischen dem jeweiligen Wasserabscheideelement (24) und dem Eintrittssammler (40) ein Verteilerelement (42) angeordnet ist.

2. Durchlaufdampferzeuger (1) nach Anspruch 1, bei dem die geometrischen Parameter einer Anzahl von Ausgangsrohren (44) des jeweiligen Verteilerelements (42) derart gewählt sind, dass eine homogene Strömungsverteilung auf den Eintrittssammler (40) der jeweils nachgeschalteten Überhitzerrohre gewährleistet ist.

3. Durchlaufdampferzeuger (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das jeweilige Verteilerelement (42) eine Prallplatte, ein senkrecht zur Prallplatte angeordnetes Eingangsrohr und eine Anzahl von sternförmig um die Prallplatte in deren Ebene angeordneten Ausgangsrohre (44) umfasst.

4. Durchlaufdampferzeuger (1) nach Anspruch 3, bei dem die Prallplatte kreisförmig ist und die Ausgangsrohre (44) konzentrisch zur Mitte der Prallplatte in gleichen Abständen zu den jeweiligen benachbarten Ausgangsrohren (44) angeordnet sind.

5. Durchlaufdampferzeuger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das jeweilige Verteilerelement (42) zwischen fünf und 20 Ausgangsrohre (44) umfasst.

Zeichnung