CZ292109B6 - Systém přenosu tepla vodní stěny a žáruvzdorná trubková tvárnice pro tento systém - Google Patents

Systém přenosu tepla vodní stěny a žáruvzdorná trubková tvárnice pro tento systém Download PDF

Info

Publication number
CZ292109B6
CZ292109B6 CZ19963524A CZ352496A CZ292109B6 CZ 292109 B6 CZ292109 B6 CZ 292109B6 CZ 19963524 A CZ19963524 A CZ 19963524A CZ 352496 A CZ352496 A CZ 352496A CZ 292109 B6 CZ292109 B6 CZ 292109B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
ridges
heat transfer
block
transfer system
water wall
Prior art date
Application number
CZ19963524A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ9603524A3 (cs
Inventor
Stephen M. Kubiak
Tatsuo Nishida
Original Assignee
Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporatio
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=22957176&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CZ292109(B6) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporatio filed Critical Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporatio
Publication of CZ9603524A3 publication Critical patent/CZ9603524A3/cs
Publication of CZ292109B6 publication Critical patent/CZ292109B6/cs

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/10Water tubes; Accessories therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00Casings; Linings; Walls
    • F23M5/02Casings; Linings; Walls characterised by the shape of the bricks or blocks used
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/10Water tubes; Accessories therefor
    • F22B37/107Protection of water tubes
    • F22B37/108Protection of water tube walls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00Casings; Linings; Walls
    • F23M5/08Cooling thereof; Tube walls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Road Signs Or Road Markings (AREA)
  • Revetment (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Supports For Pipes And Cables (AREA)
  • Sewage (AREA)
  • Tubes (AREA)

Abstract

Syst m p°enosu tepla vodn st ny zahrnuje trubkovou tv rnici (50) a mont n trubkovou sestavu (60), kter sest v z n kolika paraleln ch trubek (61) spojen²ch mezi sebou alespo jednou membr nou (62). Trubkov tv rnice (50) zahrnuje z kladn d l a n kolik rovnob n²ch v odstupu uspo° dan²ch h°eben (2) vy n vaj c ch ven ze z kladn ho d lu. Povrch alespo jednoho z h°eben (2) tvo° povrch pro p°ijet membr ny (62), kter je p°ipevn na k povrchu h°ebenu (2). H°ebeny (2) jsou odsazen tak, e mezi sebou vytv °ej rovnob n kan ly (4), p°i em velikost h°ebenu (2), kter² m k sob p°ipevn nou membr nu (62), je takov , e paraleln trubky (61) jsou pro eliminaci koncentrace nap t mezi rovnob n²mi trubkami (61) a kan ly (4) mimo p° m² kontakt s kan ly (4). Ä ruvzdorn trubkov tv rnice pro tento syst m obsahuje z kladn d l a t°i vz jemn vyrovnan a v odstupu uspo° dan h°ebeny (2) vystupuj c vzh ru ze z kladn ho d lu. Vysazen² st°edov² h°eben (2) vy n v ze z kladn ho d lu alespo o 1,27 cm v²Üe ne postrann h°ebeny (2). H°ebeny (2) jsou uspo° dan v odstupu od sebe tak, e mezi nimi jsou kan ly (4). Z °ady t chto tv rnic je pak vytvo°en syst m p°enosu tepla, jeho trubkov tv rnice (50) jsou obd ln kov a sestaven tak, e vz jemn soused a jsou odd len mezerou velkou alespo 0,64 cm.\

Description

Systém přenosu tepla vodní stěny a žáruvzdorná trubková tvárnice pro tento systém
Oblast techniky
Vynález se vztahuje k šamotovým žáruvzdorným trubkovým tvárnicím, které tvoří systém přenosu tepla vodní stěny a chrání kovové trubky vodních stěn před horkými a vysoce korozivními spalinami, přičemž současně zajišťují dobrou tepelnou vodivost.
Dosavadní stav techniky
Zařízení na komunální pevný odpad spalují smetí a odpadky v topeništích při teplotách přibližně do 1644 K, tedy asi 2500 stupňů F. Aby se znovu získala cenná energie vytvářená v těchto zařízeních, vede se kovovými trubkami vodní stěny, která sousedí s topeništěm, voda a vlivem vysokých teplot se přeměňuje na páru. Na obr. 1 je ukázána sestava trubek vodní stěny běžného ohřívače vody, která zahrnuje kovové trubky T spojené membránou M. Pára vytvořená v trubkové sestavě se pak používá pro pohon elektrického generátoru poháněného turbínou. Toto spalovací zařízení nicméně produkuje také plynné produkty, které by v případě, že by jim byl umožněn kontakt s kovovými trubkami, tyto trubky chemicky napadaly. Aby se zabránilo přímému napadání trubek plynnými produkty a ještě přitom umožnilo, aby se trubky dostatečně ohřívaly, je mezi trubkami vodní stěny a tou stranou topeniště, která je přivrácená ohni, umístěno ochranné žáruvzdorné obložení.
Ačkoliv tato žáruvzdorná obložení pomáhají minimalizovat napadání kovových trubek, jejich použití překáží proudění tepla ze strany topeniště přivrácené ohni na trubky vodní stěny. Pro dosažení účinnosti ohřívače vody je rozhodující největší tepelný tok. Pokud má žáruvzdorné obložení nedostatečný přestup tepla, stává se povrch žáruvzdorné hmoty na straně ohně teplejší než bylo navrženo. Protože teplota roste, bude popel z paliva, které se spaluje, ulpívat na povrchu a vytvářet izolační vrstvu. Jakmile jednou tento fenomén začne, vrstva stále více a více sílí, pokud se přestup tepla nastane extrémně nízkým. Spalinám nad oblastí spalování se pak zvětšuje rychlost i teplota, často nad navržené meze, a ve směru proudu způsobují v topeništi problémy s korozí, respektive s erozí. Navíc se může eventuálně vrstva vytvořená z popela a strusky odlomit, protože narůstá, a způsobit největší poškození v oblasti roštnice mechanického přikládacího zařízení spalovací zóny. Je dobře známé, že účinnost přenosu tepla žáruvzdorného obložení je nepřímo úměrná k jeho tloušťce. Například žáruvzdorný materiál, který má tloušťku 0,05 m, tedy asi 2 palce, má pouze 50 %0 účinnosti téže překážky, která má hloubku 0,025 m, tedy asi 1 palec. V souladu s tím požadoval průmysl na žáruvzdorné obklady použití takových materiálů, které by minimalizovaly tloušťku žáruvzdorného obložení a napomáhaly co možná nejtenčím žáruvzdorným obložením.
Kovové trubky vodní stěny a žáruvzdorná obložení jsou často instalované tak, že se zavěsí od stropu stavby, ve které je topeniště umístěno. Protože tyto trubky vodních stěn a žáruvzdorná obložení mohou často sahat do výšky 30 m, tedy asi 100 stop, představuje váha těchto zavěšených trubek vodní stěny a žáruvzdorných obložení jistý problém. Díky tomu pak poskytují bezpečnostní důvody další motivaci pro vytváření co možná nejtenčích žáruvzdorných přepážek.
Ačkoliv průmysl zaznamenal potřebu tenkých žáruvzdorných obkladů, seznal také, že neumí snížit hloubku těchto přepážek bez obvyklého snížení výkonnosti. Zejména se zjistilo, že příliš velké zmenšení hloubky, to jest snížení asi na 0,012 m, tedy 1/2 palce, zeslabuje pevnost přepážky kbodu, kde nemůže odolávat namáháním, která trubky vytvářejí při vysokých teplotách. Proto průmysl pravidelně používá přepážky, jejichž hloubky jsou vnejmenším příčném průřezu alespoň kolem 0,022 m až 0,025 m, tedy 0,875 až 1,00 palce.
-1 CZ 292109 B6 » 10
Průmysl spalování pevného komunálního odpadu vyvinul různé typy žáruvzdorných konstrukcí ve snaze současně chránit trubky kovové vodní stěny a přitom zajistit výborný přestup tepla. Jedna taková žáruvzdorná hmota je známá jako monolitická žáruvzdorná hmota. Monolitická žáruvzdorná hmota se vytváří torkretováním keramického materiálu přímo na trubky vodní stěny opatřené výčnělky. Některé monolitické žáruvzdorné materiály jsou nicméně známé tím, že trpí nízkou tepelnou vodivostí, nízkou pevností a potížemi spojením, což může vést ke značné akumulaci škváry překážející vysoké tepelné vodivosti, což vede ke špatné účinnosti.
Další typ komerčního žáruvzdorného materiálu je konstrukce obkladové desky nebo trubkové tvárnice. Obr. 2 představuje běžnou konstrukci trubkové tvárnice. Tato trubková tvárnice je typicky čtvercová nebo obdélníková žáruvzdorná obkladová deska typicky ne větší než 0,2 až 0,3 m, to je 8 až 12 palců, co do výšky L, 0,2 až 0,3 m, to je 8 až 12 palců, co do šířky W a o hloubce D 0,025 , tedy asi 1 palec, upravená na své zadní lícové straně kanály C a hřebeny R pro náležité přilícování ke konstrukci trubky vodní stěny. Žáruvzdorná stěna je postavena, když se tyto trubkové tvárnice sestaví způsobem, který je podobný pokládání cihel, to jest trubková tvárnice se usadí na místo, její obvod se pokryje maltou a buď na první tvárnici, nebo vedle ní se usadí další tvárnice. Toto stavění pokračuje, dokud se žáruvzdorná stěna nesestaví. Trubková tvárnice a trubková sestava se typicky zajišťují přidáním svorníku S k membráně M nebo přímo k trubce vodní stěny tak, že se svorník S prostrčí dírou H v hřebenu R trubkové tvárnice a svorník S se utáhne šroubem A podle obr. 3. Kanály C trubkové tvárnice se typicky přímo nestýkají s kovovými trubkami, které přechovávají. Kanál C a trubka jsou spíše ksobě spojené neznázoměnou mezivrstvou malty. Ačkoliv malta poskytuje dobré spojení mezi trubkami a trubkovou tvárnicí, její vlastní tepelná vodivost je nízká a tak brání proudění tepla z topeniště na trubky. Obecně poskytují trubkové tvárnice výhody vysoké pevnosti, lepšího spojení a vyšší tepelné vodivosti než monolitické konstrukce.
Jedna obvyklá konstrukce trubkové tvárnice vodní stěny zahrnuje zavěšování trubkových tvárnic od vrcholu trubkové sestavy. Například patentový spis EP-A-281 863 uveřejňuje konstrukci tvárnice trubkové vodní stěny, kde má sestava trubek krátké švy, které vyčnívají z trubek, a trubkové tvárnice se drží na vrcholu těchto krátkých švů. Podle toho poskytují krátké švy prostředek, na který se trubkové tvárnice zavěšují. Protože je zavěšená trubkové tvárnice v podstatě upevněná takřka na trubkách, není zde nic, co by nutilo spodní část trubkové tvárnice do dokonalého styku s trubkovou sestavou. V důsledku toho, pokud mezi nimi schází malta, vznikne vzduchová mezera, která způsobuje nízkou tepelnou vodivost a problémy s korozí.
Když běžná trubková sestava zahrnuje kovové trubky o průměru 0,076 m, tedy 3 palce, které mají středy vzdálené od sebe 0,1 m, tedy 4 palce, má typicky jednotlivá trubkové tvárnice výšku kolem 0,2 m, tedy asi 7-7/8 palce, šířku kolem 0,2 m, tedy 7-7/8 palce, a hloubku 0,025 m, tedy 1 palec. Tato rozteč poskytuje těsné připasování mezi trubkovými tvárnicemi, to jest kolem 0,003 m, tedy 1/8 palce, což zmenšuje příležitosti pro vznik vzduchové mezery, která brání toku tepla mezi trubkami a sestavami trubkových tvárnic.
Jednu komerčně užívanou žáruvzdornou trubkovou tvárnici představuje konstrukce znázorněná na obr. 4. Tato konstrukce je podobná výše popsané konstrukci podle známého stavu techniky s výjimkou žlábku po obvodu tvárnice. Ačkoliv má tato konstrukce oproti monolitickým bariérám zmíněné výhody, přesto má hloubku alespoň kolem 0,025 m, tedy 1 palec, a tak poskytuje nízký tok a je těžká.
Další konstrukce komerčně využívané trubkové tvárnice je konstrukce s lodním přeplátováním. Konstrukce s lodním přeplátováním je znázorněná na obr. 5 a je původně používaná u oběhových ohřívačů vody s fluidním ložem. Má spojovací konstrukci, která zabraňuje malým částicím, jako je písek, v postupování do mezer mezi sousedními trubkovými tvárnicemi. Taková konstrukce vzájemného spojení však způsobuje, že je výroba vnější úpravy s lodním přeplátováním velmi nákladná. Navíc je hloubka typického bloku s lodním přeplátováním alespoň kolem 0,022 m, tedy 0,875 palce. Ačkoliv tato značná hloubka poskytuje pojištění proti prasklinám v trubkové
-2CZ 292109 B6 tvárnici, také značně překáží tepelnému toku žáruvzdorným materiálem a přispívá k tomu, že je tvárnice velmi těžká.
Ve snaze zlepšit tepelnou vodivost konstrukce trubkové tvárnice zveřejnil patent US 5 154 139 trubkovou tvárnici, která má hloubku 0,012 m, tedy 1/2 palce, a má žebra v kanálech. Když se tato žebrovaná trubková tvárnice umístí proti trubkové sestavě, jak je ukázáno na obr. 6, dotýkají se žebra stěn trubek. Tento přímý styk dovoluje teplu obtékat maltu s nízkou tepelnou vodivostí a tak poskytovat větší tepelnou vodivost než další běžné konstrukce trubkových tvárnic. Nevelká hloubka, to jest 0,012 m, tedy 1/2 palce, této konstrukce také zvyšuje její tepelnou vodivost. Bylo však zjištěno, že komerčně využívaná provedení tohoto patentu v této oblasti neuspěla. Zejména · v místě X, označeném na obr. 6, se totiž začaly u trubkových tvárnic vyvíjet trhliny.
Podstata vynálezu
Existuje tedy potřeba žáruvzdorné trubkové tvárnice, která je lehká a spolehlivá a má kvalitnější tepelnou vodivost.
Výše uvedené nedostatky stavu techniky do značné míry odstraňuje a stanovené potřebě vyhovuje systém přenosu tepla vodní stěny, který zahrnuje trubkové tvárnice a alespoň jednu trubkovou sestavu, přičemž se tato sestava skládá z řady rovnoběžných trubek spojených mezi sebou membránou, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že trubková tvárnice sestává ze základního dílu a z několika v odstupu uspořádaných hřebenů, které vyčnívají vzhůru ze základního dílu, přičemž horní povrch alespoň jednoho z odsazených hřebenů tvoří obecně horizontální povrch a hřebeny jsou od sebe odsazené tak, že mezi sebou vytvářejí kanály, a výška alespoň jednoho ze vzájemně odsazených hřebenů je taková, že na něj dosedá membrána trubkové sestavy, a uvedená trubková tvárnice obsahuje prostředek pro připevnění trubkové tvárnice k trubkové sestavě.
Žáruvzdorná trubková tvárnice pro tento systém je pak podle vynálezu charakteristická tím, že středový vysazený hřeben vyčnívá ze základního dílu alespoň o 1,27 cm výše než postranní hřebeny.
Tento systém přenosu tepla, který využívá popsané trubkové tvárnice podle vynálezu, které jsou lehké a spolehlivé, vykazuje potřebnou pevnost a životnost a poskytuje dobrou tepelnou vodivost.
Přehled obrázků na výkresech
Obr. 1 je pohled na perspektivní vyobrazení známé trubkové montážní skupiny.
Obr. 2 je pohled na perspektivní vyobrazení typové konstrukce trubkové tvárnice podle stavu technik/.
Obr. 3 je boční pohled na trubkovou montážní skupinu připevněnou k běžné trubkové tvárnici.
Obr. 4 je pohled na perspektivní vyobrazení jedné konstrukce podle stavu techniky. <
Obr. 5 je pohled na perspektivní vyobrazení konstrukce s lodním přeplátováním podle stavu techniky.
Obr. 6 je boční pohled na konstrukci podle patentu US 5 154 139, který náleží ke stavu techniky.
Obr. 7 je boční pohled najedno provedení předloženého vynálezu.
-3CZ 292109 B6
Obr. 8 je pohled na příčný řez jedním provedením podle předloženého vynálezu připevněným k trubkové sestavě.
Obr. 9 je jedno provedení předloženého vynálezu, u kterého je kolem svorníku obtočená objímka 5 a na díře trubkové tvárnice je umístěná čepička přizpůsobená svorníku.
Obr. 10 je tělesné provedení předloženého vynálezu, u kterého středový hřeben neprobíhá po délce trubkové tvárnice.
' 10
Příklady provedení vynálezu
Aniž by bylo žádoucí, aby to bylo spojováno s nějakou teorií, má se za to, že nedostatky komerčně využívaných provedení patentu US 5 154 139 byly způsobené značnou koncentrací 15 napětí ve styčných bodech mezi trubkovou tvárnicí a kovovými trubkami. Zvednutím středového hřebenu trubkové tvárnice tak, že membrána trubkové montážní skupiny sedí na centrálním hřebenu a tak se brání přímému styku mezi trubkovou tvárnicí a kovovými trubkami, bylo neočekávaně zjištěno, že se výše uvedené nedostatky nevyskytují dokonce ani tehdy, když má trubková tvárnice hloubku až 0,019 m, tedy 0,750 palce.
Protože, jak je nyní vidět na obr. 8, je trubková tvárnice 50 umístěna proti trubkové sestavě 60. je horizontální rovina 3 středového hřebenu 2 připevněna k membráně 62 trubkové sestavy 60 provlečením závitového svorníku 63 skupiny dírou 5, která je proto vytvořena ve středovém hřebenu 2. Protože výška středového hřebenu 2, která je definována jako vzdálenost horizontální 25 roviny 3 od přední lícové strany trubkové tvárnice 50, překračuje součet hloubky 65 trubkové tvárnice 50 a poloměru trubky 61, nemohou se trubky 61 těsně stýkat s kanály 4. Mezera mezi trubkami 61 a kanály 4 je s výhodou přibližně mezi 0,003 m, tedy 1/8 palce, a 0,01 m, tedy 3/8 palce. Protože je závitový svorník 63 utěsněný, jsou kanály 4 trubkové tvárnice 50 vyplněné neznázoměnou maltou tlačené proti trubkové sestavě 60 a tím eliminují vzduchové mezery. 30 Malta působí tak, že drží trubkovou tvárnici 50 ve styku s trubkovou sestavou 60. a připojovací prostředky, to jest závitový svorník 63 a šroub s maticí, musejí během dlouhého použití korodovat.
Ačkoliv se bude velikost trubkové tvárnice 50 měnit v závislosti na obkladu pro konečné použití 35 a velikosti trubky 61 topeniště, s kterou se bude používat, mají jednotlivé trubkové tvárnice 50 obecně rozměry asi od 0,15 m do 0,3 m, tedy od 6 do 12 palců, šířky, 0,15 m až 0,3 m, tedy od 6 do 12 palců, výšky a 0,016 m až 0,019 m, tedy 0,625 až 0,750 palce hloubky. U některých provedení mají nicméně trubkové sestavy 60 trubky 61 o průměru 0,076 m, tedy 3 palce, se středy uspořádanými od sebe ve vzdálenosti 0,1 m, tedy 4 palce, přičemž čelní lícová plocha 40 trubkové tvárnice 50 je pouze kolem 0,196 m krát 0,196 m, tedy 7-3/4 krát 7-3/4 palce. Aniž je žádoucí spojovat to s nějakou teorií, má se za to, že běžná konstrukce 0,2 m krát 0,2 m, tedy (7-7/8) krát (7-7/8) palce, vytváří mezi trubkovými tvárnicemi 50 mezeru 0,003 m, tedy 1/8 palce, která ponechává dost místa pro tepelné rozpínání tvárnic 50 a tak je náchylná k předčasnému praskání. Má se za to, že zmenšené rozměry tohoto tělesného provedení, to jest 45 tvárnice 50. které mezi sebou poskytují mezeru 0,006 m, tedy 1/4 palce, podle předloženého vynálezu budou dále napětí v trubkových tvárnicích 50 zmírňovat. Hloubka 65 trubkové tvárnice ' 50 je typicky přibližně mezi 0,013 m, tedy 0,5 palce, a 0,025 m, tedy 1,0 palce, s výhodou mezi okolo 0,013 m, tedy 0,5 palce, a 0,019, tedy 0,750 palce. Má se za to, že tato zmenšená hloubka 65 poskytuje přibližně 33 % přínos tepelné vodivosti oproti trubkovým tvárnicím 50 s hloubkou 50 0,0254 m, tedy 1 palec. Zmenšené rozměry také snižují tíhu trubkové tvárnice 50. U jednoho provedení o rozměrech 0,196 m krát 0,196 m krát 0,019 m, tedy (7-3/4) x (7-3/4) x 0,750 palce, sestávají trubkové tvárnice 50 v podstatě z oxynitridu nebo z karbidu křemíku pojeného nitridem, přičemž tíha těchto trubkových tvárnic 50 je pouze kolem 28,86 N, tedy 6,5 libry.
-4CZ 292109 B6
U některých tělesných provedení, která mají tři hřebeny 2 uspořádané v odstupu od sebe, se středový hřeben 2 vysunuje dále než hřebeny 2 postranní. Toto vysunutí je typicky o 0,013 m až 0,025 m, tedy 0,5 až 1,0 palce, větší než vysunutí postranních hřebenů 2.
Díky extrémně vysokým teplotám vznikajícím v primární spalovací zóně nebo prvním průchodu, ve kterých se trubkové tvárnice 50 použijí, obsahuje trubková tvárnice 50 typicky karbid křemíku, s výhodou oxynitrid a nitridem nebo oxidem pojený karbid křemíku. Nicméně se však mohou použít i další vhodné žáruvzdorné materiály, jako je oxid hlinitý, oxid zirkoničitý a uhlík. Navíc k žáruvzdornému materiálu jako takovému budou tvárnice 50 dále obsahovat pojící systém s vysokou tepelnou vodivostí. Jedna výhodná směs pro trubkové tvárnice 50 obsahuje asi 80 až asi 95 dílů karbidu křemíku a asi 5 až asi 20 dílů pojícího činidla, jako je materiál na bázi nitridu nebo oxidu. Ještě výhodněji bude tvárnice vyrobená z některého z materiálů označených CN-163, CN-183, CN-127 nebo CN-101, z nichž každý je k dispozici u Norton Company z Worcesteru, Massachusttes, USA, nebo z porovnatelných žáruvzdorných materiálů.
K realizaci předloženého vynálezu se může použít jakákoli běžná technologie, která se typicky používá při výrobě trubkových tvárnic 50. U výhodných provedení se do lisu pro lisování za sucha naplní směs, která obsahuje zrna karbidu křemíku a pojivá, a slisuje se do tvaru surového tělesa. Toto surové těleso se pak vysuší a vypálí v tunelové peci, která má kyslíkovou nebo dusíkovou atmosféru, aby se vytvořila vypálená žáruvzdorná hmota.
Žáruvzdorná malta používaná podle předloženého vynálezu může mít jakékoli vhodné složení, s výhodou složení, které poskytuje nejvyšší tepelnou vodivost a přestup tepla mezi trubkovou tvárnicí 50 a trubkami 61 vodní stěny. Vhodné maltové směsi jsou obecně založené na karbidu křemíku a dále obsahují pojící prostředek, který silně lne k trubkové tvárnici 50 i ke kovovým trubkám 61 vodní stěny. U výhodných provedení obsahuje malta kovovou měď a karbid křemíku. Ještě výhodněji je tato malta MC-1 015, tedy malta obsahující měď, která je dostupná u Norton Company z Worcesteru, Massachusetts, USA.
Ačkoliv to není zobrazeno, mohou být na sousední části trubkové sestavy 60 umístěny přídavné trubkové tvárnice.
V závislosti na velikosti ohřívače vody budou normálně tvárnice umísťovány vůči sobě nad, pod a po obou stranách, aby se zakryla většina trubek 61 vodní stěny v primární spalovací zóně, jak se pro ochranu vyžaduje. U běžného spalovacího zařízení komunálního odpadu by se tyto trubkové tvárnice 50 obvykle použily pro zakrytí všech trubek 61 vodní stěny náchylných ke zničení od produktů spalování.
U některých provedení předloženého vynálezu je kolem závitového svorníku 63 obalená keramická objímka 10. která zajišťuje trubkovou tvárnici 50 na trubkové sestavě 60, a na díře 5 v trubkové tvárnici 50 je umístěna čepička 11, která usazuje svorník 63 podle obr. 9. Má se za to, že tyto úpravy budou udržovat svorník 63 relativně chladný a tím zpomalí jeho korozi.
U některých provedení neprobíhají vysunutí 20 hřebenu 2 trubkové tvárnice 50 po délce tvárnice 50. nýbrž se spíše rozprostírají jen v blízkosti díry 5 podle obr. 10. Má se za to, že tato konstrukce napomáhá ke snížení napětí na tvárnicích používaných u velkých topenišť, u kteiých vyvozuje tepelné protažení dlouhých trubek 61 nestejnou sílu na tvárnice. U určitých tělesných provedení probíhají vysunutí 20 hřebenu 2 v méně než asi 50 % délky úseku základny.
U některých provedení je běžný žáruvzdorný systém trubkových tvárnic 50 modifikován umístěním žáruvzdorného pásu, typicky kolem 0,013 m krát 0,165 m krát 0,015 m, tedy 0,5 x 6,5 x 0,625 palce, na horizontální rovině 3 středového hřebenu 2 běžné trubkové tvárnice. Bylo zjištěno, tato modifikace také vytváří požadovaný výsledek zvednutí žáruvzdorné trubkové tvárnice 50 mírně od povrchu trubek 61 vodní stěny, což minimalizuje vysoká namáhání
-5CZ 292109 B6 způsobovaná značným protažením trubek 61 vodní stěny a zvětšuje celistvost systému trubkové tvárnice 50.

Claims (18)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Systém přenosu tepla vodní stěny, zahrnující trubkovou tvárnici (50) a montážní sestavu (60), která sestává z několika paralelních trubek (61) spojených mezi sebou alespoň jednou membránou (62), vyznačující se tím, že trubková tvárnice (50) zahrnuje základní díl a několik rovnoběžných, v odstupu uspořádaných hřebenů (2) vyčnívajících ven ze základního dílu, přičemž povrch alespoň jednoho z hřebenů (2) tvoří povrch pro přijetí membrány (62), která je připevněna k povrchu hřebenu (2), a hřebeny (2) jsou odsazené tak, že mezi sebou vytvářejí rovnoběžné kanály (4), přičemž velikost hřebenu (2), který má k sobě připevněnou membránu (62), je taková, že paralelní trubky (61) jsou pro eliminaci koncentrace napětí mezi rovnoběžnými trubkami (61) a kanály (4) mimo přímý kontakt s kanály (4).
  2. 2. Systém přenosu tepla vodní stěny podle nároku 1,vyznačující se tím,že hřebeny (2) mají délku jako základní díl.
  3. 3. Systém přenosu tepla vodní stěny podle nároku 1,vyznačující se tím,že hřebeny (2) se táhnou v délce menší než 50 % délky základního dílu.
  4. 4. Systém přenosu tepla vodní stěny podle nároku 1, vyznačující se tím, že membrána (62) je připevněná k povrchu hřebenu (2) axiálním svorníkem (63), který vychází z membrány (62) a je vedený dírou (5), která sahá od povrchu hřebenu (2) skrze trubkovou tvárnici (50).
  5. 5. Systém přenosu tepla vodní stěny podle nároku 4, vyznačující se tím, že díra (5) v základním dílu trubkové tvárnice (50) je zakrytá čepičkou (11).
  6. 6. Systém přenosu tepla vodní stěny podle nároku 4, vyznačující se tím, že kolem svorníku (63) je osazena keramická objímka (10).
  7. 7. Systém přenosu tepla vodní stěny podle nároku 1, vyznačující se tím, že mezi trubkami (61) a kanály (4) je mezera o tloušťce mezi 0,3 cm a 1 cm.
  8. 8. Systém přenosu tepla vodní stěny podle nároku 1, vyznačující se t í m, že trubková tvárnice (50) má hloubku (65) v rozpětí mezi 1,6 cm a 1,9 cm.
  9. 9. Systém přenosu tepla vodní stěny podle nároku 1, vy z n a č uj í c í se tím, že hřeben (2), který má k sobě připevněnou membránu (62), vyčnívá ze základního dílu dále než ostatní vystupující hřebeny (2).
  10. 10. Systém přenosu tepla vodní stěny podle nároku9, vyznačující se tím, že mezi trubkami (61) a kanály (4) je mezera o tloušťce mezi 0,32 cm a 0,95 cm.
  11. 11. Žáruvzdorná trubková tvárnice pro systém přenosu tepla vodní stěny podle nároků 1 až 10, která zahrnuje základní díl a tři vzájemně vyrovnané a v odstupu uspořádané hřebeny (2) vystupující vzhůru ze základního dílu, vyznačující se tím, že vysazený středový hřeben (2) vyčnívá ze základního dílu alespoň o 1,27 cm výše než postranní hřebeny (2), přičemž hřebeny (2) jsou uspořádané v odstupu od sebe tak, že mezi nimi vznikají kanály (4).
    -6CZ 292109 B6
  12. 12. Žáruvzdorná trubková tvárnice podle nároku 11, vyznačující se tím, že obrys kanálů (4) je půlkruhový.
  13. 13. Žáruvzdorná trubková tvárnice podle nároku 11, vyznačující se tím, že se hřebeny (2) táhnou v délce základního dílu.
  14. 14. Žáruvzdorná trubková tvárnice podle nároku 11, vy z n a č uj íc í se t í m , že hřebeny (2) dosahují méně než 50 % délky základního dílu.
  15. 15. Žáruvzdorná trubková tvárnice podle nároku 11, vyznačující se tím, že má ve I vystupujícím středovém hřebenu (2) díru (5), která prochází obecně od vodorovného povrchu skrze základní díl trubkové tvárnice (50). #
  16. 16. Žáruvzdorná trubková tvárnice podle nároku 11,vyznačující se tím, že základní díl má hloubku (65) mezi 1,27 cm a 2,54 cm.
  17. 17. Žáruvzdorná trubková tvárnice podle nároku 11, vy zna č uj ící se t í m, že základní díl má hloubku (65) mezi 1,6 cm a 1,9 cm.
  18. 18. Systém přenosu tepla vodní stěny, který zahrnuje řadu žáruvzdorných tvárnic podle nároku 11,vyznačující se tím, že trubkové tvárnice (50) jsou obdélníkové a sestavené tak, že vzájemně sousedí a jsou oddělené mezerou, která je velká alespoň 0,64 cm.
CZ19963524A 1994-06-02 1995-05-31 Systém přenosu tepla vodní stěny a žáruvzdorná trubková tvárnice pro tento systém CZ292109B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/252,707 US5542378A (en) 1994-06-02 1994-06-02 Waterwall tube block design

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ9603524A3 CZ9603524A3 (cs) 2001-04-11
CZ292109B6 true CZ292109B6 (cs) 2003-07-16

Family

ID=22957176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19963524A CZ292109B6 (cs) 1994-06-02 1995-05-31 Systém přenosu tepla vodní stěny a žáruvzdorná trubková tvárnice pro tento systém

Country Status (15)

Country Link
US (1) US5542378A (cs)
EP (1) EP0767886B1 (cs)
JP (1) JP2986917B2 (cs)
KR (1) KR100224520B1 (cs)
CN (1) CN1117946C (cs)
AT (1) ATE170609T1 (cs)
BR (1) BR9507825A (cs)
CA (1) CA2190623C (cs)
CZ (1) CZ292109B6 (cs)
DE (1) DE69504512T2 (cs)
DK (1) DK0767886T3 (cs)
HU (1) HU218518B (cs)
MX (1) MX9605998A (cs)
NO (1) NO309692B1 (cs)
WO (1) WO1995033956A1 (cs)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5845610A (en) * 1995-09-01 1998-12-08 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Refractory protective blocks and protective wall structure of boiler using same
ES2161546T3 (es) * 1997-11-18 2001-12-01 Mokesys Ag Revestimiento refractario de paredes tubulares.
US6102694A (en) * 1998-10-01 2000-08-15 M. H. Detrick Co. Pipe refractory insulation for furnaces
US6267066B1 (en) 2000-03-15 2001-07-31 Saint-Gobain Industrial Ceramics Refractory tile system for boiler tube/heat exchanger
US6617845B1 (en) 2000-04-28 2003-09-09 Rockwell Automation Technologies, Inc. Proximity sensor resistant to environmental effects
EP1236954A1 (de) * 2001-03-02 2002-09-04 Karrena GmbH Platten an Kesselrohrwänden
GB0106308D0 (en) * 2001-03-14 2001-05-02 Kvaerner Process Tech Ltd Apparatus
AU2002358010A1 (en) * 2002-11-14 2004-06-03 David Systems Technology, S.L. Method and device for integrated plasma-melt treatment of wastes
DE102004032291B4 (de) * 2004-07-03 2006-07-13 Lurgi Lentjes Ag Rostplatte
DE102004034322B4 (de) * 2004-07-15 2006-09-28 Lurgi Lentjes Ag Rostplatte
CH699405B1 (de) * 2008-08-26 2021-06-15 Mokesys Ag Feuerfeste Wand, insbesondere für einen Verbrennungsofen.
US9057001B2 (en) 2012-11-02 2015-06-16 Rockwell Automation Technologies, Inc. Transparent non-stick coating composition, method and apparatus
ES2487690B1 (es) * 2013-01-30 2015-07-23 Juan De Dios PUEBLA GARCIA Intercambiador-acumulador de calor de alta eficiencia para calderas de gasoil o biomasa
WO2021226332A1 (en) * 2020-05-07 2021-11-11 Zampell Refractories, Inc. Tile assembly for a waterwall panel

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3838665A (en) * 1972-06-19 1974-10-01 Goetaverken Angteknik Ab Furnace wall containing spaced, parallel water tubes and blocks mounted thereon
SE364104B (cs) * 1972-06-19 1974-02-11 Goetaverken Angteknik Ab
FR2611864B1 (fr) * 1987-02-27 1989-05-05 Stein Industrie Dispositif de protection d'ecrans de chaudieres, notamment pour fours d'incineration d'ordures, et procede de fabrication de ce dispositif
FR2624952B1 (fr) * 1987-12-22 1990-04-06 Stein Industrie Dispositif de protection d'un ecran de chaudiere de recuperation de chaleur et procede de fabrication de ce dispositif
FR2635576B1 (fr) * 1988-08-22 1990-12-14 Stein Industrie Dispositif de protection d'ecrans de chaudieres, notamment pour fours d'incineration d'ordures, et procede de fabrication de ce dispositif
US5154139A (en) * 1990-05-14 1992-10-13 Norton Company Refractory tube block
DE4226284A1 (de) * 1992-08-08 1994-02-10 Babcock Sonderbau Gmbh Verkleidung einer Rohrwand
US5423294A (en) * 1993-12-03 1995-06-13 Wheelabrator Environmental Systems, Inc. Furnace tile and expansion joint

Also Published As

Publication number Publication date
HUT76078A (en) 1997-06-30
WO1995033956A1 (en) 1995-12-14
EP0767886B1 (en) 1998-09-02
CN1117946C (zh) 2003-08-13
US5542378A (en) 1996-08-06
DE69504512T2 (de) 1999-05-20
JP2986917B2 (ja) 1999-12-06
CZ9603524A3 (cs) 2001-04-11
KR970703516A (ko) 1997-07-03
NO965092D0 (no) 1996-11-29
HU218518B (hu) 2000-09-28
HU9603282D0 (en) 1997-01-28
CA2190623C (en) 2001-08-21
KR100224520B1 (ko) 1999-10-15
DK0767886T3 (da) 1999-06-07
BR9507825A (pt) 1997-09-16
MX9605998A (es) 1997-12-31
NO965092L (no) 1996-11-29
CN1149913A (zh) 1997-05-14
EP0767886A1 (en) 1997-04-16
JPH10503006A (ja) 1998-03-17
NO309692B1 (no) 2001-03-12
DE69504512D1 (en) 1998-10-08
ATE170609T1 (de) 1998-09-15
CA2190623A1 (en) 1995-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ292109B6 (cs) Systém přenosu tepla vodní stěny a žáruvzdorná trubková tvárnice pro tento systém
US5243801A (en) Refractory tile for heat exchanger protection
US20060174559A1 (en) Fireproof structure and installation method for protecting water pipes
US4450872A (en) Fiber pipe protection for water cooled pipes in reheat furnaces
US4698948A (en) Furnace wall construction for industrial use
JPH0529509B2 (cs)
IE52042B1 (en) Insulated domestic chimney pipes
KR100299745B1 (ko) 수관보호용내화구조체
US5154139A (en) Refractory tube block
US4539055A (en) Fiber pipe protection for water cooled pipes in reheat furnaces
JP2914756B2 (ja) オープンスペースのボイラー管用の耐熱タイル
US4878326A (en) Locking and seating means for chimney liners
US5800775A (en) Refractory block slag dam
JPS5937432B2 (ja) 窯炉内部金属構造体の保護方法
JP3476907B2 (ja) ボイラ燃焼室の水管壁における管寄せの保護対策法
GR1010194B (el) Ελαφροβαρη στοιχεια καμιναδας με ενσωματωμενη θερμομονωση και χαλυβδινο καπναγωγο
CN214147915U (zh) 一种生活垃圾焚烧用水冷炉壁的炉墙结构
JPH02203194A (ja) ボイラ水管壁の耐火構造
JP2002295802A (ja) 耐火タイルの固定構造
RU2021571C1 (ru) Секция свода электропечи с электродами
JPS5848213B2 (ja) 流動層の整流器
JPS643957Y2 (cs)
JPH1030801A (ja) 水管保護用耐火構造体
JP2002327913A (ja) ボイラ付き焼却炉における水管保護用耐火構造および耐火タイル

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20120531