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4.2 Anforderungen an die Herstellung
In den Zeichnungen für Heißwassererzeuger oder in dazugehörigen Unterlagen sind festzulegen:
(1) Die vorgesehenen Werkstoffe,
(2) die Schweißverfahren, die Nahtform - im allgemeinen genügt das Symbol nach DIN 1912 -, die Schweißzusatzwerkstoffe und die der Berechnung zugrunde gelegte Wertigkeit v der Schweißnaht,
(3) die zulässige Vorlauftemperatur in °C,
(4) der zulässige Betriebsüberdruck in Bar,
(5) der Prüfüberdruck in Bar,
(6) die zulässige Wärmeleistung in Abhängigkeit vom Brennstoff in kW.
(7) der Wasserinhalt in Litern oder m3.
4.2.1 Heißwassererzeuger aus Stahl
4.2.1.1 Die Werkstoffe müssen schweißgeeignet sein. Die Werkstoffe nach Abschnitt 3.1 (1) bis (6) sind schweißgeeignet und bedürfen wegen des Schweißens keiner zusätzlichen Wärmebehandlung.
4.2.1.2 Die Zusatzwerkstoffe müssen eine auf den Grundwerkstoff abgestimmte Schweißverbindung ermöglichen.
4.2.1.3 Die Schweißnähte dürfen keine Risse oder Bindefehler aufweisen und müssen bei Stumpfnähten über den ganzen Querschnitt einwandfrei durchgeschweißt sein. Einseitige Kehlnähte und nicht durchgeschweißte halbe Y-Nähte sind weitgehend frei von Biegespannungen zu halten. Rauchrohre, durchgesteckte Anker und ähnliche Bauteile brauchen nicht gegengeschweißt zu werden. Doppelkehlnähte sind bei ausreichender Kühlung zulässig. Rauchgasseitige Überstände in Bereichen hoher thermischer Beanspruchungen müssen vermieden werden.
4.2.1.4 Eckschweißungen, Stirnnähte und ähnliche Schweißverbindungen, die bei ungünstigen Herstellungs- oder Betriebsbedingungen erheblichen Biegebeanspruchungen unterliegen, sind zu vermeiden.
4.2.1.5 Bei eingeschweißten Längsankern, Ankerrohren oder Stehbolzen soll der Abscherquerschnitt der Kehlnaht mindestens das 1,25fache des erforderlichen Bolzen- oder Ankerrohr-Querschnittes betragen.
4.2.1.6 Stehbolzen sind bei Heißwassererzeugern mit einem zulässigen Betriebsüberdruck von mehr als 6 bar von beiden Seiten derart anzubohren, daß die Bohrungen mindestens 25 mm in den Wasserraum hineinreichen. Kaltgezogenes Material darf nicht verwendet werden.
4.2.2 Heißwassererzeuger aus Gußeisen
Die Wanddicken der einzelnen Kesselglieder sind in der Fertigung einer Kontrolle zu unterziehen. Die Kontrolle muß mindestens 20 % der gefertigten Glieder umfassen. Die Kontrolle hat nach einem vorgegebenen Meßplan hinsichtlich der Anzahl der Meßpunkte und deren Lage zu erfolgen. Für die Beurteilung der Meßergebnisse sind die für die Meßpunkte geltenden unteren Grenzwerte als Nennwanddicke minus zulässiger Toleranz für den jeweiligen Kesseltyp und dessen Gliederart festzulegen.
4.3 Flanschverbindungen
Jede Flanschverbindung an Heißwassererzeugern muß mindestens vier Schrauben mit einem Schaftdurchmesser von wenigstens 10 mm (M 10) aufweisen.
4.4 Membran-Druckausdehnungsgefäße
Membran-Druckausdehnungsgefäße müssen DIN 4807 Teil 3 entsprechen.
5 Bemessung
5.1 Heißwassererzeuger aus Stahl
5.1.1 Die Bemessung der Heißwassererzeuger erfolgt durch Berechnung nach den TRD der Reihe 300. Für Werkstoffe nach Abschnitt 3.1 (1) können die Rechenwerte nach Tafel 1 eingesetzt werden.
Für Werkstoffe nach Abschnitt 3.1 (3) und 3.1(5) gelten die Festigkeitskennwerte der entsprechenden Normen, wobei ein um 20 % erhöhter Sicherheitsbeiwert in die Berechnung einzusetzen ist. Für die rechnerische Festigkeitsprüfung ist die Berechnung gegen vorwiegend ruhende Innen- bzw. Außendruckbeanspruchung ausreichend.
Erfahrungen, die auf ausreichende Betriebsbewährung oder auf entsprechende Untersuchungen gründen, können hierbei berücksichtigt werden.
| Tafel 2. Kleinste zulässige Wanddicken (Nennwanddicken) bei Heißwasserzeugern aus Stahl | ||||||||||||||||
| Wandungsteile | Zulässige Wärmeleistung (kW) | Kleinste zulässige Nennwanddicken (mm) | ||||||||||||||
| ferritische Stähle | austenitischeStähle nach DIN l7440 und sonstige rostfreie- Stähle | |||||||||||||||
| 1. | Feuer- und wasserberührte Wände des Feuerraums und ebene Wände der Heizflächen |
| 4 5 6 8 | 2 3 4 | ||||||||||||
| 2. | Wasserberührte Wände und zusätzlich festig keitsversteifte (z.B. gewellte) Heizflächen |
| 3 4 | 2 2 | ||||||||||||
| 3. | Rostrohre | 4 | 3 | |||||||||||||
| 4. | Sonstige Rohre | 2,9 1 | 1 | |||||||||||||
| 1 2 mm bei Außendurchmessern unter 17,2 mm, unbeheizte Rohre Normalwand nach DIN 2448 und DIN 2458 | ||||||||||||||||
Die Mindestwerte für die Nennwanddicke von Flammrohren in TRD 306 entfallen. Die Wandungen der Heißwassererzeuger dürfen die kleinsten zulässigen Wanddicken (Nennwanddicken) nach Tafel 2 nicht unterschreiten.
Abweichend von TRD 306 kann bei liegenden Flammrohren bei einem l/d-Verhältnis < 4 und einem zulässigen Betriebsüberdruck < 6 bar ein Sicherheitsbeiwert von S = 2,0 der Berechnung gegen plastisches Verformen zugrunde gelegt werden.
5.1.2 Bei Heißwassererzeugern bis zu einer zulässigen Wärmeleistung von < 350 kW und einem Betriebsüberdruck bis 6 bar kann abweichend von Abschnitt 5.1.1 die Berechnung als Festigkeitsnachweis durch eine Wasserdruckprüfung mit einem Überdruck von 2 · p1 ersetzt werden. Hierbei wird vorausgesetzt, daß die Bemessung des Heißwassererzeugers durch den Hersteller nach bewährten Bemessungsregeln erfolgt ist.
Bei der Wasserdruckprüfung dürfen keine Undichtheiten oder wesentliche bleibende Verformungen auftreten.
Die Wandungen der Heißwassererzeuger dürfen die kleinsten zulässigen Wanddicken (Nennwanddicken) nach Tafel 2 nicht unterschreiten.
5.1.3 Bei Heißwassererzeugern mit einer zulässigen Wärmeleistung > 350 kW und < 2000 kW und einem Betriebsüberdruck < 6 bar kann abweichend von Abschnitt 5.1.1 die Festigkeitsberechnung auf die der Berechnung zugänglichen Teile beschränkt werden, wenn eine Wasserdruckprüfung mit einem Überdruck von 2. Pi als Festigkeitsnachweis durchgeführt wird.
Bei der Wasserdruckprüfung dürfen keine Undichtheiten oder wesentliche bleibende Verformungen auftreten.
Die Wandungen der Heißwassererzeuger dürfen die kleinsten zulässigen Wanddicken (Nennwanddicken) nach Tafel 2 nicht unterschreiten.
5.2 Heißwassererzeuger aus Gußeisen
5.2.1 Zur Beurteilung der Konstruktion und zum Nachweis der ausreichenden Bemessung sind je drei Vorder-, Mittel- und Hinterglieder eines Kesseltyps einer Berstdruckprüfung zu unterziehen, wobei ein Berstdruck von > 4 · p1 + 2 bar für den Kessel bis zu einem zulässigen Betriebsüberdruck von 4 bar und > 5,25 · p1 für Kessel über 4 bar erzielt werden muß.
5.2.2 Heißwassererzeuger aus Gußeisen sind einer Wasserdruckprüfung mit einem Überdruck von 4 · p1 mindestens jedoch 12 bar, zu unterziehen. Dabei dürfen keine Undichtheiten auftreten.
| Tafel 3. Kleinste zulässige Wanddicken bei Heißwassererzeugern aus Gußeisen | |||||||||
| Zulässige Wärmeleistung kW | Kleinste zulässige Wanddicke (mm) Gußeisen mit Lamellengraphit | ||||||||
| 4,0 4,5 5,5 6,5 | ||||||||
5.2.3 Bei Heißwassererzeugern aus Gußeisen sollen die druckbeanspruchten Wandungen die in Tafel 3 angegebenen kleinsten zulässigen Wanddicken nicht unterschreiten.
5.2.4 Wenn bei aus Gußgliedern bestehenden Kesseln einer Typenreihe die in der Tafel 3 genannten Grenzwerte der zulässigen Wärmeleistungen überschritten werden, gilt die Mindestwanddicke der nächstkleineren Größe dieser Typenreihe, sofern die Überschreitung der zulässigen Wärmeleistung nicht mehr als 25 % beträgt.
5.3 Heißwassererzeuger mit Speicher-Wassererwärmern
Speicher-Wassererwärmer nach Abschnitt 2.3 müssen nach DIN 4753 Teil 1 bemessen und hergestellt sein. Die druckbeanspruchten Wandungen sollen die in Tafel 4 angegebenen kleinsten zulässigen Wanddicken nicht unterschreiten.
| Tafel 4. Kleinste zulässige Wanddicken (Nennwanddicken) und Wanddicken-Zuschläge bei Speicher-Wassererwärmern (in mm) | ||||||
| Ausführung 1 | Mindestwanddicke Smin | Wanddicken-Zuschlag c2 | ||||
| Durchmesser | für unbeheizte und mittelbar beheizte Wandungen Durchmesser | für unmittelbar beheizte Wandungen Durchmesser | ||||
| < 450 | > 450 | < 450 | > 450 | < 450 | > 450 | |
| 1. Korossionsbeständige | ||||||
| 1.1 Werkstoffe | rechnerisch erforderliche Mindestwanddicke | - | - | - | - | |
| 1.2 Auskleidungen Beschichtungen Überzüge | 2,0 | 2,0 | - | - | 1,0 | 1,5 |
| 2. Korrosionsgeschützte | 2,5 | 3,0 | 1,0 | 2,5 | 2,0 | 4,0 |
| 1 nach DIN 4753 | ||||||
5.4 Ausdehnungsgefäße
5.4.1 Ausdehnungsgefäße mit offener Verbindung zur Atmosphäre sind so zu bemessen, daß sie den auftretenden mechanischen und thermischen Beanspruchungen sicher widerstehen. Ein entsprechender Korrosionsschutz ist vorzusehen. Sie sind jedoch für einen Überdruck von 2 bar zu bemessen.
5.4.2 Sofern Druckausdehnungsgefäße bis 1,0 bar Überdruck für geschlossene Anlagen nach DIN 4751 Teil 1 keiner Festigkeitsberechnung unterzogen werden, sind sie so zu bemessen, daß bei einer Wasserdruckprüfung mit einem Überdruck von > 3 bar keine Undichtheiten und sichtbare bleibende Formänderungen auftreten.
5.4.3 Druckausdehnungsgefäße für Anlagen nach DIN 4751 Teil 2 sind festigkeitsmäßig für einen Überdruck von > 3,5 bar zu bemessen.
5.4.4 Bei allen übrigen Druckausdehnungsgefäßen erfolgt die Bemessung nach den TRD der Reihe 300 gegen vorwiegend ruhende Innendruckbeanspruchung.
5.4.5 Bei Ausdehnungsgefäßen beträgt die kleinste zulässige Wanddicke (Nennwanddicke) 2 mm.
6 Ausrüstung
6.1 Druck- und Temperaturbegrenzung
6.1.1 Dampfkesselanlagen mit Heißwassererzeugern der Gruppe II sind auszurüsten entsprechend:
(1) DIN 4751 Teil 1,
(2) DIN 4751 Teil 2,
6.1.2 Bei thermostatisch abgesicherten Heißwassererzeugern sind in den Unterlagen anzugeben:
(1) die zulässige Zeitkonstante der Temperaturregel- und der Temperaturbegrenzungseinrichtungen,
(2) der Einbauort der Geber der Geräte nach Absatz (1),
(3) der Einbauort des Fühlers des Thermometers.
6.2 Heißwassererzeuger mit Wassererwärmern
Heißwassererzeuger, die mit eingebauten oder angebauten Wassererwärmern ohne Temperatursteuerung nach Abschnitt 2.3 ausgerüstet werden, sind hinsichtlich der zulässigen Vorlauftemperatur nur bis 110 °C und nach Abschnitt 3.2.2 a) der DIN 4753 Teil 1 zugelassen.
6.3 Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung
6.3.1 Jeder Heißwassererzeuger muß mindestens eine zuverlässige Sicherheitseinrichtung gegen Drucküberschreitung haben. Die Sicherheitseinrichtung gegen Drucküberschreitung muß so bemessen sein, daß der der zulässigen Wärmeleistung entsprechende Dampfstrom abgeführt werden kann, ohne daß dabei der zulässige Betriebsüberdruck des Heißwassererzeugers um mehr als in TRD 721 angegeben überschritten wird. Bei Verwendung von Standrohren darf der zulässige Betriebsüberdruck um nicht mehr als 0,1 bar überschritten werden.
6.3.2 Es können Standrohre bis zu einem zulässigen Betriebsüberdruck von 0,5 bar oder Sicherheitsventile gemäß den Abschnitten 5, 6 oder 7 der TRD 721 verwendet werden.
6.3.3. Der abzuführende Massenstrom darf auf höchstens drei Sicherheitsventile aufgeteilt werden.
6.3.4 Die Sicherheitsventile müssen TRD 721 entsprechen.
6.4 Anschlüsse für Füll- und Entleerungseinrichtungen
Jeder Heißwassererzeuger muß wenigstens einen Anschluß zum Füllen und Entleeren aufweisen. Dieser Anschluß kann ein gemeinsamer sein. Jeder Heißwassererzeuger muß auf der Vorder- oder Rückseite an der tiefsten Stelle eine Öffnung besitzen, über die eine Entleerung des Kessels möglich ist. Die Größen betragen mindestens
6.4.1 bei Füllanschlüssen:
(1) R 1/2 bei einer zulässigen Wärmeleistung bis 100 kW,
(2) R 3/4 bei einer zulässigen Wärmeleistung über 100 kW;
6.4.2 bei Entleerungsanschlüssen an Heißwassererzeugern aus Stahl:
(1) DN 25 bei einer zulässigen Wärmeleistung bis 1 MW,
(2) DN 32 bei einer zulässigen Wärmeleistung über 1 MW bis 6 MW,
(3) DN 50 bei einer zulässigen Wärmeleistung über 6 MW;
6.4.3 bei Entleerungsanschlüssen an Heißwassererzeugern aus Gußeisen:
(1) DN 25 bei einer zulässigen Wärmeleistung bis 150 kW,
(2) DN 32 bei einer zulässigen Wärmeleistung über 150 kW bis 350 kW,
(3) DN 50 bei einer zulässigen Wärmeleistung über 350 kW.
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