VGB-Standard Wärmeübertrager und Behälter im Wasser- Dampf-Kreislauf von Wärmekraftanlagen

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1 VGB-Standard Wärmeübertrager und Behälter im Wasser- Dampf-Kreislauf von Wärmekraftanlagen VGB-S-110-R-00; DE Dritte Ausgabe 2012 (Vormals VGB-R 110) Herausgegeben vom VGB PowerTech e.v. Zu beziehen bei: VGB PowerTech Service GmbH Verlag technisch-wissenschaftlicher Schriften Postfach , Essen Tel Fax ISBN Jegliche Wiedergabe ist nur mit vorheriger Genehmigung des VGB PowerTech gestattet.

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3 Urheberrechtsvermerk VGB-Standards, hier im Weiteren als Werk bezeichnet und alle in diesem Werk enthaltenen Beiträge und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Dem VGB obliegt es, die Verwertung der Urheberrechte wahrzunehmen. Der Begriff Werk umfasst dabei sowohl diese Datei als PDF-Datei als auch die Inhalte. Der Urheberrechtsschutz umfasst das Werk als Ganzes als auch Teile bzw. Ausschnitte. Jede Verwertung außerhalb der Grenzen des Urheberrechts ist ohne schriftliche Genehmigung des VGB PowerTech e.v. unzulässig und strafbar. Dies gilt auch für herkömmliche Vervielfältigungen (darunter Fotokopien, Nachdruck), Übersetzungen, Mikroverfilmungen, jegliche Form von Digitalisierung, die Aufnahme in elektronische Datenbanken oder automatisierte Dateisysteme und Internet-Sites sowie für Vervielfältigungen auf CD-ROM oder andere digitale Medien, so auch das Einstellen des Datenträgers bzw. seiner Inhalte in Netzwerke und das Kopieren auf Festplatten und einer damit verbundenen Vervielfältigung. Haftungsausschluss VGB-Standards beinhalten Erfahrungen und Empfehlungen des VGB PowerTech e.v. und seiner Gremien, die den Wissensstand zum Veröffentlichungszeitpunkt wiedergeben. Sie besitzen grundsätzlich keinen Anspruch auf Vollständigkeit, da nicht auf alle Details eingegangen werden kann und kontinuierliche Entwicklungen erfolgen. VGB-Standards können verwendet werden, um zwischen Besteller und Lieferant eindeutige Festlegungen zu treffen. Die Verantwortung für die Verwendung von VGB-Standards liegt immer bei den Nutzern. Haftungsansprüche gegenüber den Autoren oder gegenüber VGB PowerTech e.v. sind grundsätzlich ausgeschlossen. 3

4 Vorwort Dieser VGB-Standard dient der Erhöhung der Gebrauchstüchtigkeit (Anlagenverfügbarkeit) der Wärmeübertrager und Behälter im Wasser-/Dampfkreislauf von Wärmekraftwerken. Er kann, unabhängig von den anerkannten technischen Regeln, nach dem Grundsatz der Selbstverantwortung zwischen Besteller und Lieferer vereinbart werden. Als Grundlage für die Überarbeitung diente die Richtlinie VGB-R 110 zweite Ausgabe von 1988, die durch diesen VGB-Standard ersetzt wird. Der VGB-Standard besteht aus einem allgemeinen Teil für die Bestellung und aus einem technischen Teil für die Herstellung und Qualitätsüberwachung. Er ist eine Sammlung von Erfahrungen und Empfehlungen, die nicht in jedem Fall den Stand der Technik vollständig wiedergeben kann, aber nach bestem Wissen erstellt wurde. Er bezweckt die Zusammenfassung vorhandener Informationen über bestimmte Erkenntnisse dieses Sachgebietes zur Arbeitserleichterung für den Benutzer. Der VGB-Standard ist ein wichtiges Mittel zur Rationalisierung und dient der leistungssteigernden Kooperation zwischen den Beteiligten. Die vollständige oder auszugsweise Anwendung muss zwischen Besteller und Lieferer vereinbart werden. Ein Zwang zur Anwendung besteht nicht. Eine Haftung, auch für die sachliche Richtigkeit der Darstellung, ist ausgeschlossen. Ebenso sind patentrechtliche und andere Schutzrechte vom Anwender eigenverantwortlich zu klären. Es wird darum gebeten, die mit der Anwendung dieses VGB-Standards gesammelten Erfahrungen, Möglichkeiten zu missverständlichen Auslegung, Unzulänglichkeiten in der Darstellung, sowie Verbesserungsvorschläge der VGB- Geschäftsstelle unmittelbar zur Auswertung mitzuteilen. Sie können Anlass für Ergänzungen oder Änderungen sein. Mit der Ausarbeitung dieses VGB-Standards befassten sich die VGB-Arbeitskreise Rohrleitungen, Armaturen und Druckbehälter und Bau- und Montageüberwachung/ Qualitätssicherung. Der VGB-Standard wurde mit dem Fachverband Dampfkessel-, Behälter- und Rohrleitungsbau e.v. (FDBR) Düsseldorf abgestimmt. Essen, im Juli 2012 VGB PowerTech e.v. ISBN

5 Autorenverzeichnis An der Ausarbeitung des VGB-Standards waren folgende Personen beteiligt: - Ernst Josef Küppers RWE Power AG - Bernd Serres E.ON New Build & Technology GmbH - Robert Müller STEAG Power Saar GmbH - Günter Elß vormals STEAG Power Saar GmbH - Helmut Hacker vormals Vattenfall Europe Wärme AG - Clemens Koalick Vattenfall Europe Wärme AG - Markus Pitone RWE Technology GmbH - Ute Hartfil RWE Innogy GmbH - Christian Stolzenberger VGB PowerTech e.v. Ihnen allen sei an dieser Stelle für Ihre Mitarbeit gedankt. 5

6 Inhalt Geltungsbereich Teil I Allgemeiner Teil für die Bestellung Anfrage und Angebot Anfrage Allgemeines Auslegung- und Betriebsdaten Anzuwendende Technische Regeln Angebot Auftragsvergabe und Bestellung Liefer- und Leistungsumfang Allgemeines Lieferumfang und Liefergrenzen Lieferumfang Liefergrenzen/Nahtstellenbearbeitung Leistungsumfang Leistungen des Bestellers Leistungsumfang des Lieferers Personalgestellung des Lieferers für Herstellung und Montage Planungs- und Konstruktionsunterlagen Berechnungsunterlagen Unterlagen für die Entwurfsprüfung Qualitätssicherung Fracht, Verpackung, Transport Montage Prüfungen beim Lieferer Inbetriebnahme Probebetrieb Abnahmeversuche (Leistungsnachweis) Dokumentation Terminplan Teil II Technischer Teil für Herstellung und Überwachung Verfahrenstechnik Verfahrenstechnische Grundlagen Wirkprinzip Betriebsweise Aggregatzustand Strömungsführung, Anzahl der Wege Bauart Prozesseinbindung Beschreibung von Wärmeübertragern

7 4.2 Verfahrenstechnische Aufgabenstellungen Allgemeine Anforderungen Weitergehende verfahrenstechnische Anforderungen Schaltungs- und Funktionsvorgaben Verfahrenstechnische Auslegungsdaten Kenngrößen zur Wärmeübertragung Verfahrenstechnische Grundlagen Definition der Grädigkeit Vorwärmer Enthitzer Kondensatkühler Kondensationsteil Vorwärmer mit integriertem Enthitzer Vorwärmer mit integriertem Kondensatkühler Vorwärmer mit integriertem Enthitzer und Kondensatkühler Verdampfer Berechnungsgrundlagen Empfehlungen für Grädigkeiten Absicherungskonzept Konstruktion Allgemeine konstruktive Auslegungsvorgaben Allgemeine Hinweise Öffnungen und Verschlüsse Stutzen Einbauten Entleerungen, Entlüftungen, Füllstutzen Tragkonstruktionen Beanspruchungs-, schweiß- und prüfgerechte Gestaltung Schweißnähte und Übergangsbereiche Stumpfnähte Schweißnähte an Abzweigen (Stutzenschweißnähte) Verbindung der Rohrplatte mit Heizflächenrohren Anbringen von Anschweißteilen an die drucktragende Wand Hochdruck- und Niederdruckvorwärmer sowie andere Wärmeübertrager... mit vergleichbaren Betriebsanforderungen Grundlegende Konstruktion Spezielle Konstruktionsdetails Speisewasserbehälter mit Entgaser und Behälter mit vergleichbaren... Betriebsanforderungen Grundlegende Konstruktion Hybridwärmetauscher Allgemeine Grundlagen Konstruktion des Hybridwärmeübertragers

8 6 Werkstoffe Wahl und Eignung der Werkstoffe Besondere Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit Werkstoffe für Wärmeübertrager mit mechanischem Korrosionsangriff Verwendung austenitischer Stähle und Sonderlegierungen bei... Wärmeübertragern mit chemischem Korrosionsangriff Flanschverbindungen Zerstörungsfreie Prüfung der Erzeugnisformen Wärmeübertragerrohre Plattierte Bleche, Böden und Rohrplatten Berechnung Festigkeitsberechnung Wärmetechnische Berechnungen Strömungstechnische Berechnungen Schwingungsberechnungen Gewichtsermittlung Zulässige Temperaturgradienten Herstellung Regeln, Richtlinien und zusätzliche Anforderungen Befestigung von Rohren in Rohrplatten Gebogene Heizflächenrohre Prüfungen des Lieferers Eingangskontrollen Zeichnungsgerechte Ausführung Prüfungen an warmumgeformten Bauteilen Schweißarbeiten Zerstörungsfreie Prüfung der Schweißverbindungen Grundlagen Härteprüfungen an Schweißverbindungen Zerstörungsfreie Prüfverfahren und Prüfumfang Beurteilung der Prüfbefunde Befestigung von Rohren in Rohrplatten Gebogene Wärmetauscherrohre Kugeldurchlaufprüfung Flanschverbindungen Druck- und Dichtheitsprüfung Sichtprüfung der Behälter vor Auslieferung und nach Anlieferung... am Aufstellungsort Leitfaden für die Projektierung Literatur Verwendete Abkürzungen

9 12 Glossar Anhang Tabelle T1: Unterlagen zur Angebotserstellung, Planung, Konstruktion... und Dokumentation Beschreibung zur Tabelle T Datenblatt D1 Apparatedatenblatt, verfahrenstechnisches Datenblatt Beschreibung zum Datenblatt D

10 Geltungsbereich (1) Dieser VGB-Standard gilt für Wärmeübertrager und Behälter im Wasser- Dampfkreislauf von Wärmekraftanlagen, z. B. für Vorwärmer, Speisewasserbehälter, Entgaser, Anfahrentspanner, Kondensatbehälter. Sie kann, unabhängig von den anerkannten technischen Regeln, zwischen Besteller und Lieferer vereinbart werden. (2) Dieser VGB-Standard kann auch für Wärmeübertrager und Behälter in Kernkraftwerken, chemischen Anlagen und Fernwärmenetzen unter Berücksichtigung zusätzlicher Anforderungen angewendet werden. (3) Plattenwärmeübertrager werden im Gegensatz zu Hybridwärmeübertragern in diesem VGB-Standard nicht behandelt. (4) Neben diesem Standard gelten die Spezifikationen des Bestellers sowie die VGB-Standards, soweit auf sie in diesem Standard Bezug genommen wird. (5) In den Mitgliedsländern der EU gilt für die Herstellung von Druckgeräten die RL 97/23/EG. In den Ländern, die nicht zur EU gehören, sind die nationalen Vorschriften der Länder zu beachten. (6) Dieser VGB-Standard gilt nicht für Bauteile des Dampferzeugers, wie Economizer, Verdampfer, Überhitzer und Zwischenüberhitzer. Diese Bauteile werden in der VGB-Richtlinie VGB-R 101 behandelt. (7) Die für Wärmeübertrager und Behälter notwendigen Mess-, Regel- und Schutzeinrichtungen sind im VGB-Standard VGB-S-123-R-02 enthalten. (8) Auf Vereinbarungen, die bei jeder Bestellung gesondert zu treffen sind, wird im VGB-Standard durch einen Randbalken hingewiesen. (9) Vorschriften, Richtlinien, Merkblätter und Normen werden in diesem VGB- Standard nicht aufgeführt, da sich diese nach dem für die Herstellung gewählten Regelwerk oder Produktnorm richten. Anmerkung: In diesem VGB-Standard wird der Begriff Hersteller nur im Zusammenhang mit der DGRL verwendet. Da nach DGRL der Erbauer eines Druckgerätes nicht zwangsläufig auch der Hersteller ist, wird der für die Auslegung, Konstruktion, Fertigung und Montage zuständige Betrieb als Lieferer bezeichnet. Für den Auftraggeber wird der Begriff Besteller verwendet. 10