CH706602A2

CH706602A2 - Wall cladding for refractory cladding of steel pipe wall used for guiding heat exchanger medium in steam boiler of combustion furnace of waste incineration plant, has outer and inner threads designed as round threads with thread angle

Info

Publication number: CH706602A2
Application number: CH00797/12A
Authority: CH
Inventors: Gerhard Huerlimann; Kurt Jansen
Original assignee: Kapyfract
Priority date: 2012-06-07
Filing date: 2012-06-07
Publication date: 2013-12-13
Also published as: CH706602B1

Abstract

The cladding has fastening units (20) for fastening joinable plates (10) at a pipe wall (1). The plates include a receiving opening for the fastening units. The fastening units are accessible from a side of the plates, where the side faces away from the pipe wall. The fastening units include a threaded bolt (21) with an outer thread, and ceramic caps (22) with an inner thread. The outer and inner threads are designed as round threads with a thread angle of approximately 30 degrees. The cap has a grain-size distribution of 0.003 mm to 0.15 mm.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

[0001] Die Erfindung betrifft eine Wandverkleidung zur feuerfesten Verkleidung einer Rohrwand eines Verbrennungsofens, umfassend mehrere aneinanderfügbare Platten und mehrere Befestigungsmittel zur Befestigung der Platten an der Rohrwand, wobei die Platten jeweils mindestens eine Aufnahmeöffnung für ein Befestigungsmittel aufweisen, welche die Platte durchsetzt, wobei die Befestigungsmittel von der der Rohrwand abgewandten Seite der Platte her zugänglich sind und jeweils einen Bolzen mit Aussengewinde und eine Keramikkappe mit Innengewinde umfasst. The invention relates to a wall covering for refractory lining a pipe wall of a combustion furnace, comprising a plurality of attachable plates and a plurality of fastening means for fixing the plates to the tube wall, the plates each having at least one receiving opening for a fastener, which passes through the plate, said Fasteners are accessible from the side facing away from the tube wall of the plate forth and each comprises a bolt with external thread and a ceramic cap with internal thread.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

[0002] Abfallverbrennungsanlagen weisen häufig einen Dampfkessel mit Stahlrohren zur Führung eines Wärmetauschermediums auf. Diese Stahlrohre sind typischerweise als Flossenrohrwand ausgebildet, d.h. im Wesentlichen vertikale Rohre, welche mit einem Steg miteinander verbunden sind. Aufgrund der heissen Rauchgase, welche oft mit sehr aggressiven Schadstoffen belastet sind, müssen die Stahlrohre im Feuerraum und im ersten Zug der Anlage mit einer feuerfesten Verkleidung vor Korrosion und Verzunderung geschützt werden. Wandverkleidungen für Verbrennungsanlagen müssen also hohen mechanischen, thermischen und chemischen Belastungen standhalten. Zusätzlich kann mit der Verkleidung die Wärmeübertragung auf die Rohre der Flossenrohrwand beeinflusst werden. Waste incinerators often have a steam boiler with steel pipes for guiding a heat exchanger medium. These steel tubes are typically formed as a fin tube wall, i. essentially vertical tubes, which are connected to one another with a web. Due to the hot flue gases, which are often contaminated with very aggressive pollutants, the steel pipes in the furnace and in the first turn of the plant must be protected against corrosion and scaling with a refractory lining. Wall cladding for incinerators must thus withstand high mechanical, thermal and chemical loads. In addition, the cladding can influence the heat transfer to the tubes of the finned tube wall.

[0003] Aus DE 1981 6 059 ist eine Ofenwand eines Verbrennungsofens bekannt, bei der eine Flossenrohrwand gegenüber dem Feuerraum mit feuerfesten SiC-Platten verkleidet ist. Die Platten weisen eine der Flossenrohrwand zugewandte Seite, Rückseite genannt, auf, welche in der Form komplementär zur Flossenrohrwand geformt ist. Sie weisen also eine Profilierung auf, so dass der Abstand zwischen der Platte und der Flossenrohrwand, d.h. den Rohren und den Stegen, gleichmässig ist. Die Platten sind an metallischen hitzebeständigen Ankern gehalten. Die Anker sind an einem Ende an den Flossen, respektive den Stegen, der Flossenrohrwand befestigt und weisen am anderen Ende eine Verbreiterung auf, welche in eine an der Rückseite der Platte vorgesehene Aussparung mit Hinterschnitt in Eingriff bringbar ist. Die Platten werden mit der Aussparung an den Ankern eingehängt, so dass auf der dem Ofeninnenraum zugewandten Seite eine geschlossene feuerfeste Fläche entsteht. Die Anker sind somit von der Platte verdeckt positioniert und können als zusätzlicher Korrosionsschutz mit einer Giessmasse komplett umhüllt sein. Zur Befestigung der Platten müssen die Anker an genau definierten Stellen an der Rohrwand angeschweisst werden. From DE 1981 6 059 a furnace wall of a combustion furnace is known in which a finned tube wall is covered with refractory SiC plates with respect to the furnace. The plates have a side facing the fin tube wall, called the back, which is shaped in the form complementary to the fin tube wall. So they have a profiling, so that the distance between the plate and the fin tube wall, i. the pipes and the webs, is even. The plates are held by metallic heat-resistant anchors. The anchors are attached at one end to the fins, respectively the webs, the fin tube wall and have at the other end a widening, which is engageable in an opening provided on the back of the plate recess with an undercut. The plates are hung with the recess on the anchors, so that on the side facing the furnace interior, a closed refractory surface is formed. The anchors are thus hidden from the plate positioned and can be completely encased as additional corrosion protection with a casting material. To secure the plates, the anchors must be welded at exactly defined points on the tube wall.

[0004] Ähnliche Wandverkleidungen zur Verkleidung einer Flossenrohrwand sind aus WO 99/26 023 und WO 2010/022 523 bekannt. Auch hier werden die Anker an den Flossen der Flossenrohrwand befestigt und können mit den Platten über eine rückseitige Aussparung mit Hinterschnitt in Eingriff gebracht werden. Similar wall panels for covering a finned tube wall are known from WO 99/26 023 and WO 2010/022 523. Again, the anchors are attached to the fins of the fin tube wall and can be brought into engagement with the plates via a rear recess with undercut.

[0005] Aus DE 20 2009 006 479 U1 ist eine Wandverkleidung zur feuerfesten Verkleidung einer Flossenrohrwand bekannt. Die Wandverkleidung umfasst feuerfeste Platten, die an einer Wand angebracht werden können und ein oder mehrere Löcher zum Befestigen an der Wand aufweisen, und eine Anzahl Keramikmuttern für die Verbindung mit Bolzen, die aus der Wand hervorragen können, wobei die Löcher jeweils oder insgesamt so geformt sind, dass sie die Keramikmuttern aufnehmen können. In Versuchen hat sich gezeigt, dass diese Wandverkleidung, insbesondere die Keramikmutter zur Befestigung der Wandverkleidung, den hohen Belastungen in Verbrennungsöfen nicht lange genug standhalten kann und zu geringe Standzeiten erreicht. From DE 20 2009 006 479 U1 a wall covering for refractory lining of a fin tube wall is known. The wall cladding comprises refractory plates that can be attached to a wall and have one or more holes for attachment to the wall, and a number of ceramic nuts for connection to bolts that can protrude from the wall, with the holes formed in whole or in part are that they can pick up the ceramic nuts. Experiments have shown that this wall cladding, in particular the ceramic nut for fixing the wall cladding, the high loads in incinerators can not withstand long enough and reached too low life.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

[0006] Es ist Aufgabe der Erfindung eine Wandverkleidung eingangs genannter Art zur feuerfesten Verkleidung einer Rohrwand eines Verbrennungsofens anzugeben, welches einfach und kostengünstig herstellbar ist und dennoch den hohen Belastungen in Verbrennungsöfen genügt. Weiter soll die Wandverkleidung leicht zu montieren sein und hohe Standzeiten erreichen. It is an object of the invention to provide a wall covering of the type mentioned for refractory lining a pipe wall of a combustion furnace, which is simple and inexpensive to produce and yet meets the high loads in incinerators. Furthermore, the wall cladding should be easy to install and reach a long service life.

[0007] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemässe Wandverkleidung zur feuerfesten Verkleidung einer Rohrwand eines Verbrennungsofens, umfasst aneinanderfügbare Platten und Befestigungsmittel zur Befestigung der Platten an der Rohrwand. Die Platten weisen jeweils mindestens eine Aufnahmeöffnung für ein Befestigungsmittel auf, welche die Platte durchsetzt. Die Befestigungsmittel sind von der der Rohrwand abgewandten Seite der Platte her zugänglich und umfassen jeweils einen Bolzen mit Aussengewinde und eine Keramikkappe mit Innengewinde. Das Aussengewinde und das Innengewinde sind als Rundgewinde ausgebildet, vorzugsweise mit einem Flankenwinkel von etwa 30 Grad. Auf diese Weise kann zur Herstellung der Keramikkappe, welcher vorzugsweise aus SiC oder SiSiC gefertigt ist, eine gröbere Kornfraktion verwendet werden, als es bei ähnlichen Keramikkappen mit einem Feingewinde möglich ist. Vorzugsweise liegt bei einer Keramikkappe aus SiSiC die verwendete Korngrössenverteilung bei 3 bis 150 microns (0.003 bis 0.15 mm). Dadurch kann die Reissfestigkeit massgeblich erhöht und die Rissbildung massgeblich verringert werden, was zu längeren Standzeiten der Wandverkleidung in Verbrennungsöfen führt. This object is solved by the features of claim 1. The wall cladding according to the invention for the refractory lining of a tube wall of a combustion furnace comprises attachable plates and fastening means for fastening the plates to the tube wall. The plates each have at least one receiving opening for a fastening means, which passes through the plate. The fastening means are accessible from the side facing away from the tube wall of the plate forth and each comprise a bolt with external thread and a ceramic cap with internal thread. The external thread and the internal thread are formed as a round thread, preferably with a flank angle of about 30 degrees. In this way, to produce the ceramic cap, which is preferably made of SiC or SiSiC, a coarser grain fraction can be used than is possible with similar ceramic caps with a fine thread. Preferably, in a ceramic cap of SiSiC, the grain size distribution used is 3 to 150 microns (0.003 to 0.15 mm). As a result, the tear strength can be significantly increased and the crack formation can be significantly reduced, which leads to longer service life of the wall cladding in incinerators.

[0008] Das Aussengewinde des Bolzens weist vorzugsweise ein Verhältnis von Aussendurchmesser zu Kerndurchmesser von 1.18 bis 1.31, vorzugsweise etwa 1.2 auf, und ein Verhältnis von Aussendurchmesser zu Gewindesteigung von 2 bis 4, vorzugsweise etwa 3, auf. The outer thread of the bolt preferably has a ratio of outer diameter to core diameter of 1.18 to 1.31, preferably about 1.2, and a ratio of outer diameter to thread pitch of 2 to 4, preferably about 3, on.

[0009] In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Bolzen an der Rohrwand z.B. durch Anschweissen befestigbar und die Keramikkappe zur Befestigung der Platten ist von der der Rohrwand abgewandten Seite her durch die Aufnahmeöffnung der Platte hindurch mit dem Bolzen in Eingriff bringbar, so dass die Platte an der Rohrwand befestigbar ist. Vorzugsweise, weist die Keramikkappe einen verbreiterten, flachen Kopf auf, wobei der Kopf vorzugsweise als 4-, 6- oder 8-Kantkopf ausgebildet ist. Dadurch kann eine Aussparung, z.B. eine Innensechskant, im Zentrum des Kopfes vermieden werden, was wiederum die Reissfestigkeit der Keramikkappe erhöht und die Rissbildung, insbesondere im Übergangsbereich zwischen Kopf und Hals, verringert. In a preferred embodiment, the bolt on the pipe wall is e.g. attachable by welding and the ceramic cap for fixing the plates can be brought from the side facing away from the tube wall through the receiving opening of the plate with the bolt into engagement, so that the plate is attachable to the pipe wall. Preferably, the ceramic cap has a widened, flat head, wherein the head is preferably formed as a 4-, 6- or 8-edged head. Thereby, a recess, e.g. a hexagon socket, be avoided in the center of the head, which in turn increases the tensile strength of the ceramic cap and reduces cracking, especially in the transition region between the head and neck.

[0010] Die Keramikkappe ist vorzugsweise aus SiC oder SiSiC gefertigt und weist eine sehr geringe Porosität und hohe Hitzebeständigkeit auf. SiSiC ist ein reaktionsgebundenes siliciu-minfiltriertes Siliciumcarbid und besitzt praktisch keine Restporosität mehr. Durch die Keramikkappe wird der Bolzen vor den aggressiven Rauchgasen geschützt. The ceramic cap is preferably made of SiC or SiSiC and has a very low porosity and high heat resistance. SiSiC is a reaction-bonded silicon-filtered silicon carbide and has virtually no residual porosity. The ceramic cap protects the bolt against aggressive flue gases.

[0011] Der Hals der Keramikkappe kann weiter eine konische Form aufweisen, wobei der Querschnitt des Halses sich von Kopf zur Öffnung des Innengewindes hin verringert. Dies erhöht ebenfalls die Reissfestigkeit der Keramikkappe und verringert die Rissbildung, insbesondere im Übergangsbereich zwischen Kopf und Hals. Zudem kann der Übergangsbereich als umlaufende Hohlkehle ausgebildet sein. The neck of the ceramic cap may further have a conical shape, wherein the cross section of the neck is reduced from head to opening of the internal thread. This also increases the tensile strength of the ceramic cap and reduces cracking, especially in the transition region between the head and neck. In addition, the transition region may be formed as a circumferential groove.

[0012] In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Wandverkleidung weisen die Platten an zwei gegenüberliegenden Rändern jeweils mindestens eine, Vorzugsweise zwei, Aufnahmeöffnung auf, wobei die Aufnahmeöffnung randständig angeordnet sind, so dass im montierten Zustand ein Befestigungsmittel jeweils zwei benachbart montierte Platten hält, respektive zwei aneinanderstossende Ränder zweier Platten eine Aufnahmeöffnung bilden. Dies hat den Vorteil, dass die Platten der Wandverkleidung einfach und schnell an einer Rohrwand befestigt werden können. Bei jeweils zwei Aufnahmeöffnungen auf jeder Seite (also total vier pro Platte) wird die Platte auch bei Versagen eines Befestigungsmittels durch die verbleibenden drei Befestigungsmittel gehalten, was die Standzeit der Wandverkleidung zusätzlich erhöht. In a preferred embodiment of the inventive wall paneling, the plates at two opposite edges in each case at least one, preferably two, receiving opening, wherein the receiving opening are arranged marginally, so that in the assembled state holds a fastener each two adjacent mounted plates, respectively two abutting edges of two plates form a receiving opening. This has the advantage that the panels of the wall paneling can be easily and quickly attached to a pipe wall. With two receiving openings on each side (that is, a total of four per plate), the plate is held by the remaining three fasteners even in the event of failure of a fastener, which additionally increases the service life of the wall cladding.

[0013] In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist die Aufnahmeöffnung an der der Rohrwand abgewandten Seite der Platte einen grösseren Querschnitt als auf der der Rohrwand zugewandten Seite der Platte auf Die Aufnahmeöffnung kann z.B. im Wesentlichen halbkreisförmig und randständig angeordnet sein, so dass sich bei zwei benachbart montierten Platten eine gemeinsame im Wesentlichen rotationssymmetrische Aufnahmeöffnung ergibt, in welche z.B. ein zylindrisches Befestigungsmittel einbringbar ist. Andere Formen der Aufnahmeöffnung, wie z.B. rechteckige Querschnitte, sind auch möglich, sofern die Platte durch ein von der Ofeninnenseite her angebrachtes Befestigungsmittel gehalten werden kann. In a further preferred embodiment, the receiving opening on the side facing away from the tube wall of the plate has a larger cross-section than on the tube wall side facing the plate on the receiving opening can, for example. be arranged substantially semicircular and marginally, so that in two adjacent mounted plates results in a common substantially rotationally symmetrical receiving opening, in which, for example, a cylindrical fastening means can be introduced. Other forms of receiving opening, such as e.g. Rectangular cross-sections are also possible, provided that the plate can be held by a fastener attached from the inside of the furnace.

[0014] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Platte zwei im Wesentlichen planparallele Oberflächen auf. Es hat sich nämlich gezeigt, dass die erfindungsgemässen Platten mit im Wesentlichen planparallele Oberflächen wesentlich längere Standzeiten aufweisen als herkömmliche Platten mit unregelmässigen Querschnitten, weil die erfindungsgemässen Platten eine gleichmässigere Wärmeverteilung beim Betrieb des Ofens aufweisen. Herkömmliche Platten mit unregelmässigem Querschnitt bekommen in den dünnsten Bereichen bereits nach kurzer Betriebszeit Risse. Durch die gleichmässige Dicke der Platten der erfindungsgemässen Wandverkleidung, können solche Spannungsrisse an den «Sollbruchstellen», d.h. den dünnsten Stellen bei unregelmässigen Querschnitten, verringert werden. Vorzugsweise, weist die Platte eine Dicke von etwa 15 bis 45 mm, vorzugsweise etwas 25 mm, auf. In a particularly preferred embodiment, the plate has two substantially plane-parallel surfaces. It has been shown that the inventive plates having substantially plane-parallel surfaces substantially longer life than conventional plates with irregular cross sections, because the inventive plates have a more even heat distribution during operation of the furnace. Conventional plates with an irregular cross-section get cracked in the thinnest areas after only a short period of operation. Due to the uniform thickness of the plates of the inventive wall cladding, such stress cracks at the "predetermined breaking points", i. the thinnest points in irregular cross sections, can be reduced. Preferably, the plate has a thickness of about 15 to 45 mm, preferably about 25 mm.

[0015] Zudem können die Platte an den Rändern jeweils einen korrespondierenden Falz aufweisen, so dass mehrere Platten mit gegenseitig überlappendem Falz aneinander fügbar sind. Dabei wird zwischen benachbart montierten Platten eine versetzte Fuge ausgebildet ist, in welche bei der Montage ein Keramikfaserstreifen zur Dichtung eingelegt werden kann. Eine Nut-Feder oder ähnliche Formschlussmittel wären auch möglich. Vorzugsweise ist die Platte aus SiC. Die versetzte Fuge erlaubt eine Wärmedehnung der Platte, ohne zu grosse Spannungen aufzubauen. In addition, the plate may each have a corresponding fold at the edges, so that a plurality of plates with mutually overlapping fold are available to each other. In this case, an offset joint is formed between adjacent mounted plates, in which a ceramic fiber strip can be inserted to the seal during assembly. A tongue and groove or similar positive locking means would also be possible. Preferably, the plate is SiC. The staggered joint allows thermal expansion of the plate without building too much tension.

[0016] Durch die einfache und gleichmässige Formgebung der erfindungsgemässen Platten, können diese sich bei Temperaturanstieg in alle Richtungen ausdehnen. Die Temperatur wird gleichmässig in der Platte verteilt und weiter gegeben. Insbesondere der gleichmässige Querschnitt vermindert die Wärmespannung, so dass die Materialspannung optimal verteilt wird. Zudem ist eine solche Platte einfach herstellbar, da sie keine Hinterschnitte aufweist und daher einfach entformt werden kann. Dadurch kann sie auch leicht an verschieden dimensionierte Flossenrohrwände und an jede Rohrteilung angepasst werden. Die Platte kann in der Breite z.B. zwei oder drei Rohre abdecken und mit einem respektive mit zwei Haltern befestigt werden. Due to the simple and uniform shape of the inventive plates, they can expand in temperature increase in all directions. The temperature is evenly distributed in the plate and passed on. In particular, the uniform cross section reduces the thermal stress, so that the material stress is optimally distributed. In addition, such a plate is easy to produce, since it has no undercuts and therefore can be easily removed from the mold. As a result, it can also be easily adapted to differently dimensioned fin tube walls and to each tube pitch. The plate may be widthwise e.g. Cover two or three tubes and secure with one or two holders.

[0017] Die Erfindung betrifft weiter eine Rohrwand mit der erfindungsgemässen Wandverkleidung, wobei das erste Element des Befestigungsmittels an der Rohrwand befestigt ist und das zweite Element des Befestigungsmittels durch die Aufnahmeöffnung der Platte hindurch mit dem ersten Element in Eingriff ist, so dass die Platte an der Rohrwand gehalten ist. Dabei kann das Befestigungsmittel im montierten Zustand in der Platte versenkt sein, so dass eine geschlossene, vorzugsweise plane, Oberfläche zum Ofeninnenraum hin ausgebildet ist. The invention further relates to a pipe wall with the inventive wall panel, wherein the first element of the fastening means is fixed to the pipe wall and the second element of the fastening means through the receiving opening of the plate through with the first element is engaged, so that the plate the pipe wall is held. In this case, the fastening means can be recessed in the mounted state in the plate, so that a closed, preferably flat, surface is formed to the furnace interior.

[0018] Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verkleidung einer Rohrwand eines Verbrennungsofens mit einer erfindungsgemässen Wandverkleidung. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: (1) Befestigung eines Bolzens eines Befestigungsmittels an der Rohrwand; (2) Anbringen einer Platte mit mindestens einer Aufnahmeöffnung über dem Bolzen des Befestigungsmittels; Ineingriffbringen einer Keramikkappe des Befestigungsmittels mit dem Bolzen, wobei die Keramikkappe von der der Rohrwand abgewandeten Seite her durch die Aufnahmeöffnung der Platte hindurch angebracht wird. Furthermore, the invention relates to a method for lining a pipe wall of a combustion furnace with an inventive wall paneling. The method comprises the steps of: (1) attaching a bolt of a fastener to the pipe wall; (2) mounting a plate having at least one receiving opening over the bolt of the fastener; Engaging a ceramic cap of the fastener with the bolt, the ceramic cap being mounted from the side facing away from the pipe wall through the receiving opening of the plate.

[0019] Um eine Flossenrohrwand mit der erfindungsgemässen Wandverkleidung zu versehen, werden erst die Bolzen auf die Stege zwischen den Rohren geschweisst. Die Platten werden anschliessend mittels der Keramikkappe so montiert, dass sie nicht in Berührung mit der Flossenrohrwand kommen. Der Zwischenraum kann mit einer selbstfliessenden Masse vergossen werden. Diese Masse kann dem gewünschten Wärmedurchgang durch die Materialzusammensetzung angepasst werden. Das Vergiessen garantiert eine geringe Porosität und damit die gewünschte Wärmeleitfähigkeit. Zudem verzögert sie die Infiltration von aggressiven Rauchgasen. In order to provide a finned tube wall with the inventive wall cladding, only the bolts are welded to the webs between the tubes. The plates are then mounted using the ceramic cap so that they do not come into contact with the fin tube wall. The gap can be potted with a self-flowing mass. This mass can be adapted to the desired heat transfer through the material composition. The casting guarantees a low porosity and thus the desired thermal conductivity. In addition, it delays the infiltration of aggressive flue gases.

[0020] Mit der erfindungsgemässen Wandverkleidung kann auch eine hinterlüftet Ausführung vorgesehen werden, indem der Zwischenraum nicht vergossen wird. Im Zwischenraum wird mit einem Gebläse ein zirkulierendes Luftpolster mit Überdruck erzeugt, um zu verhindern, dass die Rauchgase an die Kesselrohre gelangen können. Da die Luft ein schlechter Wärmeleiter ist, kann die Temperatur an der Plattenoberfläche zu hoch werden, was einen zu hohen Verschleiss der Wandverkleidung bewirken würde. Deshalb wird diese Wand ausserhalb der Verbrennungs-Heisszone eingesetzt. With the inventive wall cladding and a ventilated design can be provided by the gap is not shed. In the intermediate space, a circulating air cushion with overpressure is generated with a fan in order to prevent the flue gases from reaching the boiler tubes. Since the air is a poor conductor of heat, the temperature at the plate surface may be too high, which would cause excessive wear of the wall cladding. Therefore, this wall is used outside the combustion hot zone.

KURZE ERLÄUTERUNG ZU DEN FIGURENBRIEF EXPLANATION OF THE FIGURES

[0021] Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen: <tb>Fig. 1<sep>ein Ausschnitt aus einer Flossenrohrwand teilweise verkleidet mit einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Wandverkleidung; <tb>Fig. 2<sep>eine Draufsicht auf ein Platte der erfindungsgemässen Wandverkleidung nach Fig. 1; <tb>Fig. 3<sep>ein Schnitt durch ein Befestigungsmittel der erfindungsgemässen Wandverkleidung nach Fig. 1; <tb>Fig. 4<sep>die erfindungsgemässe Wandverkleidung aus Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Schnittlinie A–A; und <tb>Fig. 5<sep>die erfindungsgemässe Wandverkleidung aus Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Schnittlinie B–B.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments in conjunction with the drawings. Show it: <Tb> FIG. 1 <sep> a section of a finned tube wall partially clad with an embodiment of the inventive wall cladding; <Tb> FIG. 2 <sep> is a plan view of a plate of the inventive wall covering according to FIG. 1; <Tb> FIG. 3 <sep> a section through a fastening means of the inventive wall cladding according to Fig. 1; <Tb> FIG. 4 shows the wall cladding according to the invention from FIG. 1 in a section along the section line A-A; and <Tb> FIG. 5 shows the wall cladding according to the invention from FIG. 1 in a section along the section line B-B.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS FOR CARRYING OUT THE INVENTION

[0022] Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Flossenrohrwand 1 teilweise verkleidet mit einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Wandverkleidung. Die Flossenrohrwand 1 besteht aus mehreren im Wesentlichen vertikalen Rohren 2, welche über Stege 3 miteinander verbunden sind. Die erfindungsgemässe Wandverkleidung umfasst mehrere aneinanderfügbare Platten 10 und mehrere Befestigungsmittel 20 zur Befestigung der Platten 10 an der Flossenrohrwand. Fig. 1 shows a section of a finned tube wall 1 partially covered with an embodiment of the invention wall covering. The fin tube wall 1 consists of a plurality of substantially vertical tubes 2, which are interconnected by webs 3. The inventive wall cladding comprises a plurality of plates 10 which can be joined together and a plurality of fastening means 20 for fastening the plates 10 to the finned tube wall.

[0023] Die Platten 10 weisen an den Rändern einen Falz 11 auf, der teilweise an der der Rohrwand zugewandten Seite und teilweise an der der Rohrwand abgewandten Seite liegt. Der Falz 11 ist derart ausgebildet, dass bei den montierten Platten 10 eine umlaufende, versetzte Fuge 12 vorhanden ist, d.h. nebeneinander montierte Platten 10 überlappen sich gegenseitig an den Rändern. Die Fuge 12 ist etwa 5 mm breit, damit die Spannungen, welche durch Temperaturdehnungen bei Betrieb des Verbrennungsofens entstehen, aufgenommen werden können. In die Fuge wird zur gasdichten Abdichtung des Ofeninnenraums zur Flossenrohrwand ein Keramikfaserpapier geklebt (nicht dargestellt). The plates 10 have at the edges of a fold 11 which lies partially on the side facing the tube wall and partially on the side facing away from the tube wall. The fold 11 is formed such that the mounted plates 10 have a circumferential, offset groove 12, i. side by side mounted plates 10 overlap each other at the edges. The gap 12 is about 5 mm wide, so that the stresses that are caused by thermal expansion during operation of the incinerator can be recorded. In the joint, a ceramic fiber paper is glued to the gas-tight sealing of the furnace interior to the fin tube wall (not shown).

[0024] Die Platten 10, wie sie auch in Fig. 2in einer Draufsicht auf die der Flossenrohrwand abgewandten Seite gezeigt sind, weisen zur Befestigung jeweils zwei randständige Aufnahmeöffnungen 13 für die Befestigungsmittel 20 auf, welche durch die Platte 10 hindurch reichen. Die Aufnahmeöffnungen 13 sind im Wesentlichen halbkreisförmig, so dass zwei nebeneinander liegende Aufnahmeöffnungen 13 zweier benachbarten Platten 10 eine im Querschnitt im Wesentlichen rotationssymmetrische Aufnahmeöffnung für die Befestigungsmittel formen. Ein Befestigungsmittel 20 kann demnach zwei Platten 10 halten. Der Querschnitt der Aufnahmeöffnung 13 ist an der der Flossenrohrwand 1 abgewandten Seite grösser als an der der Flossenrohrwand 1 zugewandten Seite, so dass in der Aufnahmeöffnung 13 ebenfalls wenigstens teilweise ein Falz 14 ausgebildet ist. The plates 10, as they are also shown in Fig. 2in a plan view of the side facing away from the fin tube wall, have for attachment in each case two marginal receiving openings 13 for the fastening means 20, which extend through the plate 10 therethrough. The receiving openings 13 are substantially semicircular, so that two adjacent receiving openings 13 of two adjacent plates 10 form a substantially rotationally symmetrical in cross-section receiving opening for the fastening means. A fastener 20 can therefore hold two plates 10. The cross-section of the receiving opening 13 is larger on the side facing away from the fin tube wall 1 than on the side facing the fin tube wall 1, so that in the receiving opening 13 also at least partially a fold 14 is formed.

[0025] Zur Herstellung der Platten, wir ein Ausgangsmaterial trocken bis erdfeucht in der gewünschten Materialzusammensetzung vorgemischt. Die Mischung wird anschliessend in eine Metallform gegeben, gerüttelt und zu Platten gepresst, z.B. mit einer Hydraulikpresse bis 400 Tonnen. Nach dem Pressen werden die Platten ausgeformt und getrocknet, bevor sie z.B. in einem Tunnelofen gebrannt werden. Je nach Materialzusammensetzung erfolgt ein zweiter Brand. Dies kann ein Nitritbrand unter reduzierter Atmosphäre sein. To prepare the plates, we premixed a starting material dry to earth moist in the desired material composition. The mixture is then placed in a metal mold, shaken and pressed into plates, e.g. with a hydraulic press up to 400 tons. After pressing, the plates are shaped and dried before being dried e.g. to be fired in a tunnel oven. Depending on the material composition, a second fire occurs. This can be a nitrite fire under a reduced atmosphere.

[0026] Das Befestigungsmittel 20, wie es auch in Fig. 3 im Querschnitt dargestellt ist, umfasst einen Gewindebolzen 21 und eine Keramikkappe 22, welche als Senkkopfschraube mit einem Innengewinde 23 und mit einem verbreiterten, flachen Kopf 24 ausgestaltet ist. Der flache Kopf 24 weist einen Aussensechskant 25 auf an welchem zur Befestigung des Befestigungsmittels ein geeignetes Werkzeug drehmomentschlüssig angesetzt werden kann. Die Keramikkappe 22 ist in SiSiC gefertigt, um eine hohe Festigkeit und äusserst geringe Porosität zu erreichen. Dadurch ist die Keramikkappe 22, welche vom Innenraum des Verbrennungsofens her zugänglich ist gegenüber den aggressiven Rauchgasen infiltrationsbeständig und kann bei sehr hohen Temperaturen verwendet werden. Die Keramikkappe 22 schützt somit den Bolzen 21 vor den aggressiven Rauchgasen. Gewindebolzen und Innengewinde sind als Rundgewinde, vorzugsweise mit einem Flankenwinkel von etwa 30 Grad, ausgebildet. Dies erlaubt für die Keramikkappe aus SiSiC die Verwendung einer Korngrössenverteilung von 3 bis 150 microns (0.003 bis 0.15 mm). Dadurch kann die Reissfestigkeit massgeblich erhöht und die Rissbildung massgeblich verringert werden, was zu längeren Standzeiten der Wandverkleidung in Verbrennungsöfen führt. Das Aussengewinde des Bolzens weist ein Verhältnis von Aussendurchmesser zu Kerndurchmesser von 1.18 bis 1.31, vorzugsweise etwa 1.2 auf, und ein Verhältnis von Aussendurchmesser zu Gewindesteigung von 2 bis 4, vorzugsweise etwa 3, auf. The fastening means 20, as it is also shown in Fig. 3 in cross section, comprises a threaded bolt 21 and a ceramic cap 22, which is designed as a countersunk screw with an internal thread 23 and with a widened, flat head 24. The flat head 24 has an external hexagon 25 on which a suitable tool can be applied torque-tight for fastening the fastening means. The ceramic cap 22 is made in SiSiC to achieve high strength and extremely low porosity. As a result, the ceramic cap 22, which is accessible from the interior of the incinerator ago against infiltration resistant to the aggressive flue gases and can be used at very high temperatures. The ceramic cap 22 thus protects the bolt 21 from the aggressive flue gases. Threaded bolt and internal thread are formed as a round thread, preferably with a flank angle of about 30 degrees. This allows the use of a grain size distribution of 3 to 150 microns (0.003 to 0.15 mm) for the SiSiC ceramic cap. As a result, the tear strength can be significantly increased and the crack formation can be significantly reduced, which leads to longer service life of the wall cladding in incinerators. The external thread of the bolt has a ratio of outside diameter to core diameter of 1.18 to 1.31, preferably about 1.2, and a ratio of outside diameter to thread pitch of 2 to 4, preferably about 3, on.

[0027] Zur Befestigung der Platten 10 werden zuerst die Gewindebolzen 21 vorzugsweise an die Stegen 3 der Flossenrohrwand 1 geschweisst. Mit dem Gewindebolzen 21 und der Senkkopfschraube können die Unebenheiten der Flossenrohrwand 1 ausgeglichen werden. Anschliessend werden die Platten 10 mittels der Keramikkappe 22 an die Gewindebolzen 21 geschraubt. For attachment of the plates 10, first the threaded bolts 21 are preferably welded to the webs 3 of the fin tube wall 1. With the threaded bolt 21 and the countersunk screw, the unevenness of the fin tube wall 1 can be compensated. Subsequently, the plates 10 are screwed by means of the ceramic cap 22 to the threaded bolt 21.

[0028] Fig. 4 und Fig. 5 zeigen die Wandverkleidung aus Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Schnittlinie A–A respektive entlang der Schnittlinie B–B. Der Gewindebolzen 21 ist fest mit einer Flosse, resp. einem Steg 3, der Flossenrohrwand 1 verschweisst. Das zweite Element 22 ist mit dem Innengewinde auf den Gewindebolzen aufgeschraubt und liegt mit dem Kopf 24 auf dem Falz 14 in der Aufnahmeöffnung 13 auf, so dass die Platte 10 an der Flossenrohrwand 1 gehalten ist. Der Kopf 24 des zweiten Elements 22 ist in die Aufnahmeöffnung versenkt. Weil die Befestigungsmittel von der Ofeninnenseite her zugänglich sind, erlaubt die Wandverkleidung ein einfaches Justieren der Platten, um z.B. Unebenheiten der Flossenrohrwand 1 auszugleichen. Fig. 4 and Fig. 5 show the wall covering of Fig. 1 in a section along the section line A-A respectively along the section line B-B. The threaded bolt 21 is fixed to a fin, resp. a web 3, the finned tube wall 1 welded. The second element 22 is screwed onto the threaded bolt with the internal thread and bears with the head 24 on the rebate 14 in the receiving opening 13, so that the plate 10 is held on the finned tube wall 1. The head 24 of the second element 22 is recessed into the receiving opening. Because the fasteners are accessible from the furnace interior side, the wall panel allows for easy adjustment of the panels, e.g. To compensate for unevenness of the fin tube wall 1.

[0029] Die montierten Platten 10 sind von der Flossenwand 1 beabstandet, so dass sie nicht mit dieser in Berührung kommen. Dazu können z.B. Abstandhalter 26 eingesetzt werden. Der Zwischenraum kann mit einer selbstfliessenden Masse, z.B. SiC-Mörtel, vergossen werden. Diese Masse kann dem gewünschten Wärmedurchgang durch die Materialzusammensetzung angepasst werden. Das Vergiessen garantiert eine geringe Porosität und damit die gewünschte Wärmeleitfähigkeit. Zudem verzögert sie die Infiltration von aggressiven Rauchgasen. The assembled plates 10 are spaced from the fin wall 1 so that they do not come into contact with it. For this, e.g. Spacer 26 are used. The gap may be filled with a self-flowing mass, e.g. SiC mortar, to be potted. This mass can be adapted to the desired heat transfer through the material composition. The casting guarantees a low porosity and thus the desired thermal conductivity. In addition, it delays the infiltration of aggressive flue gases.

[0030] Wird diese Wandverkleidung ausserhalb der Verbrennungs-Heisszone eingesetzt, kann auch eine hinterlüftet Ausführung vorgesehen werden, indem der Zwischenraum nicht vergossen wird. Im Zwischenraum wird dann mit einem Gebläse ein zirkulierendes Luftpolster mit Überdruck erzeugt, um zu verhindern, dass die Rauchgase an die Rohre gelangen können. If this wall paneling is used outside the combustion hot zone, a ventilated design can be provided by the gap is not shed. In the intermediate space, a circulating air cushion with overpressure is then generated with a fan in order to prevent the flue gases from reaching the pipes.

[0031] Die Flossenrohrwand weist eine Rohrteilung, d.h. der Abstand zwischen den Mittelpunkten zweier benachbarter Rohre, von etwa 75 bis 120 mm auf. Die Rohre 2 einer Flossenrohrwand 1 weisen z.B. eine Durchmesser von etwa 60 mm auf und die Stege 3 zwischen den Rohren 2 sind z.B. etwa 20 mm breit. Die Platten sind derart dimensioniert, dass sie in der Breite drei Rohre 2 überdecken und jeweils an den zwei Stegen 3 zwischen den drei Rohren 2 befestigbar sind. Platten die zwei Rohre überdecken und an einem Steg befestigbar sind, sind auch möglich. Eine Platte weist eine Breite von etwa 220 bis 360 mm, vorzugsweise etwa 245 mm, und eine Höhe von etwa 150 bis 380 mm, vorzugsweise etwa 300 mm, auf. Sie können je nach Dimensionierung der Flossenrohrwand auch grösser oder kleiner hergestellt werden. Der Falz 11 ist etwa 7 bis 23 mm, vorzugsweise etwa 10 mm, breit, so dass bei einer teilweisen Überlappung zweier benachbarten Platten 10 eine etwa 5 mm breite Fuge ausgebildet ist. Die Dicke der Platte ist etwa 15 bis 45 mm, vorzugsweise etwa 25 mm. The fin tube wall has a tube pitch, i. the distance between the centers of two adjacent tubes, from about 75 to 120 mm. The tubes 2 of a fin tube wall 1 have e.g. a diameter of about 60 mm and the webs 3 between the tubes 2 are e.g. about 20 mm wide. The plates are dimensioned such that they cover three tubes 2 in width and can be fastened in each case to the two webs 3 between the three tubes 2. Plates that cover two tubes and can be attached to a bridge are also possible. A plate has a width of about 220 to 360 mm, preferably about 245 mm, and a height of about 150 to 380 mm, preferably about 300 mm. Depending on the dimensions of the finned tube wall, they can also be made larger or smaller. The fold 11 is about 7 to 23 mm, preferably about 10 mm, wide, so that in a partial overlap of two adjacent plates 10, an approximately 5 mm wide joint is formed. The thickness of the plate is about 15 to 45 mm, preferably about 25 mm.

BEZEICHNUNGSLISTENAME LIST

[0032] <tb>1<sep>Flossenrohrwand <tb>2<sep>Rohr <tb>3<sep>Steg/Flosse <tb>10<sep>Platte <tb>11<sep>Falz <tb>12<sep>Fuge <tb>13<sep>Aufnahmeöffnung <tb>14<sep>Falz <tb>20<sep>Befestigungsmittel <tb>21<sep>Gewindebolzen <tb>22<sep>Keramikkappe <tb>23<sep>Gewindehülse/Innengewinde <tb>24<sep>Kopf <tb>25<sep>Aussensechskant <tb>26<sep>Abstandhalter[0032] <Tb> 1 <sep> finned tube wall <Tb> 2 <sep> Pipe <Tb> 3 <sep> Bar / Fin <Tb> 10 <sep> Plate <Tb> 11 <sep> fold <Tb> 12 <sep> fugue <Tb> 13 <sep> receiving opening <Tb> 14 <sep> fold <Tb> 20 <sep> fasteners <Tb> 21 <sep> threaded bolt <Tb> 22 <sep> ceramic cap <Tb> 23 <sep> threaded sleeve / Female <Tb> 24 <sep> Head <Tb> 25 <sep> Hexagon <Tb> 26 <sep> Spacers

Claims

A wall cladding for the refractory lining of a pipe wall (1) of a combustion furnace, comprising attachable plates (10) and fastening means (20) for fixing the plates (10) to the tube wall (1), the plates (10) each having at least one receiving opening (10). 13) for a fastening means (20) passing through the plate (10); the fastening means (20) being accessible from the side of the plate (10) facing away from the tube wall (1) and each comprising an externally threaded pin (21) and an internally threaded ceramic cap (22); characterized in that the external thread and the internal thread are formed as a round thread, preferably with a flank angle of about 30 degrees.

2. Wall cladding according to claim 1, characterized in that the ceramic cap (22) is made of SiC or SiSiC, preferably with a particle size distribution of 0.003 to 0.15 mm.

3. Wall cladding according to one of the preceding claims, characterized in that the bolt (21) on the pipe wall (1) can be fastened and the ceramic cap (22) for fastening the plates (10) of the pipe wall (1) facing away from the receiving opening (13) of the plate (10) can be brought into engagement with the bolt (21), so that the plate (10) can be fastened to the pipe wall (1).

4. wall cladding according to one of the preceding claims, characterized in that the ceramic cap (22) has a widened, flat head (24) and the head is designed as 4-, 6- or 8-jaw head.

5. Wall cladding according to one of the preceding claims, characterized in that the plates (10) at two opposite edges each have at least one, preferably two, receiving opening (13) and that the receiving openings (13) are arranged marginally, so that in the assembled state a fastener (20) each holds two adjacently mounted plates (10).

6. wall cladding according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving opening (13) on the pipe wall (1) facing away from the plate (10) has a larger cross-section than on the pipe wall (1) facing side of the plate (10) having.

7. wall cladding according to claim 2 or 3, characterized in that the receiving opening (10) is substantially semicircular.

8. Wall cladding according to one of the preceding claims, characterized in that the plate (10) has two substantially plane-parallel surfaces and that the plate (10) has a thickness of about 15 to 45 mm, preferably about 25 mm.

9. wall cladding according to one of the preceding claims, characterized in that the plate (10) at the edges in each case a corresponding fold (14), so that a plurality of plates with mutually overlapping fold are joined together.

10. Wall cladding according to one of the preceding claims, characterized in that the plate (10) is made of SiC.

11. Wall cladding according to one of the preceding claims, characterized in that the plate (10) has a width of about 220 to 360 mm, preferably about 240 to 300 mm, and a height of about 150 to 380 mm, preferably about 200 to 300 mm , having.