DE102010032612A1 - Verfahren zum Schutz von Wärmetauscherrohren in Dampfkesselanlagen, Formkörper, Wärmetauscherrohr und Dampfkesselanlage - Google Patents
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Abstract
Zum Schutz von Wärmetauscherrohren in Dampfkesselanlagen werden spezielle Hüllelemente aus faserverstärkter Keramik vorgeschlagen. Diese Hüllelemente verhindern oder reduzieren die Bildung von Belägen und Korrosionen an den Wärmetauscherrohren und ermöglichen dadurch höhere Dampfparameter der Kesselanlage mit einem entsprechend erhöhten thermischen Wirkungsgrad.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz von Wärmetauscherrohren in Dampfkesselanlagen und einen Formkörper zur Durchführung des Verfahrens. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Wärmetauscherrohr und eine Dampfkesselanlage mit einem derartigen Wärmetauscherrohr.
- Verbrennungsöfen zum Verbrennen fester Brennstoffe wie beispielsweise Müll- und Biomassenverbrennungsanlagen weisen einen Dampfkessel mit Wärmetauscherrohren auf. Diese Wärmetauscherrohre dienen zum Teil dazu, Wasser zu verdampfen und zum Teil dazu, verdampftes Wasser zu überhitzen.
- Bei derartigen Anlagen besteht das Problem, dass die Wärmetauscherrohre während des Betriebs korrodieren. Zahlreiche Untersuchungen haben gezeigt, dass diese Korrosion durch anhaftende Beläge aus Aschen und Salzen induziert wird. Gasförmige Abgasbestandteile wie zum Beispiel HCl und SO2 beeinflussen die Zusammensetzung der Beläge, führen aber nicht direkt zu Korrosionsangriffen auf diesen Bauteilen.
- In Müll- und Biomasseverbrennungsanlagen können im Extremfall Korrosionsraten von bis zu einem Millimeter pro 1.000 Stunden auftreten.
- Als Korrosionsschutzmaßnahmen werden keramische Abkleidungen und metallische Beschichtungen eingesetzt. Keramische Abkleidungen werden entweder in mörtelartiger Form auf die Rohre aufgebracht, wo sie durch sog. Trockenheizen vor dem eigentlichen Betrieb aushärten oder als gebrannte Formsteine, welche die Rohrpartien, die dem Korrosionsangriff ausgesetzt sind, umschließen. Die metallischen Beschichtungen werden entweder auftragsgeschweißt oder thermisch aufgespritzt.
- Die
DE 38 23 439 C2 beschreibt ein keramisches, fertig gesintertes Schutzelement aus miteinander verzahnten Halbschalen. Diese vorzugsweise aus Siliziumkarbid hergestellten Schalen haben sich in der Praxis nicht bewährt, da das benötigte Material relativ dick und schwer ausgeführt werden muss, um der Beanspruchung während des Betriebs der Kesselanlage standzuhalten. Zudem wird das Schutzelement mit relativ viel Mörtel hinterfüllt. Da die Verzahnung keine Wärmeausdehnung zulässt, kommt es bei den im Normalbetrieb vorliegenden hohen Temperaturen zur Rissbildung bis hin zum Aufsprengen der Schalen. - Eine weitere keramische Schutzhülle aus sich überlappenden Halbschalen aus Siliziumkarbid beschreibt die
DE 20 2008 006 044 U1 . - Keramische Abkleidungen an den Wänden haben sich im Feuerraum durchaus bewährt, wohingegen der Einsatz keramischer Schutzschalen im Überhitzerbereich nicht praktikabel ist. Neben der statischen Belastung der Stahlkonstruktion aufgrund des Gewichts der Schutzschalen unterliegen die Wärmetauscherrohre im Überhitzerbereich mechanischen Belastungen bei der Reinigung.
- Weit verbreitet sind Klopfeinrichtungen, die mechanisch auf die Rohre im Überhitzerbereich einwirken, um die Beläge zu entfernen. Auch mit Wasser- und Dampfbläsern wird versucht die Beläge zu entfernen, wodurch zusätzliche chemische Belastungen entstehen. Diese Belastungen schränken die Einsatzmöglichkeiten von keramischen Abkleidungen für Korrosionsschutzmaßnahmen im Überhitzerbereich stark ein.
- In den Strahlungszügen haben sich Auftragsschweißungen als wirksamer Korrosionsschutz bewährt. Als Schweißmaterial hat sich der Werkstoff 2.4858 (Inconel 625) durchgesetzt.
- Materialtemperaturen oberhalb von 400°C, wie sie im Überhitzerbereich und – bei sehr hohen Betriebsdrücken – in den Verdampferrohren vorkommen, schränken den Korrosionsschutz dieses Werkstoffs jedoch deutlich ein. Auch der Einsatz anderer Schweißzusatzwerkstoffe, wie zum Beispiel 2.4606 (Inconel 686), bringt erfahrungsgemäß keine signifikante Verbesserung.
- Daneben werden thermische Spritzverfahren immer öfter als Korrosionsschutzmaßnahme eingesetzt. Versuche mit unterschiedlichsten Materialkompositionen als Korrosionsschutzschicht auf den Kesselbauteilen zeigten, dass derartige Schutzschichten unvorhersehbar in kurzer Zeit versagen können. Ein langfristiger Korrosionsschutz ist daher mit derartigen Verfahren nicht zu gewährleisten.
- Der Korrosionsschutz von Kesselrohren hat einerseits einen Einfluss auf den Wirkungsgrad des Dampferzeugers, da die aufgebrachten Beläge den Wärmeübergang beeinträchtigen können. Andererseits werden die meisten Mull- und Biomasseverbrennungsanlagen nur mit Dampftemperaturen von bis zu 400°C bei maximal 40 bar Dampfdruck betrieben, um die Korrosion in beherrschbaren Grenzen zu halten. Eine Erhöhung der Dampfparameter ist mit deutlich ansteigenden Korrosionsraten am Druckkörper und dadurch einer Reduzierung der Verfügbarkeiten der Anlage verbunden. Die bekannten Korrosionsschutzmaßnahmen konnten hier keine zufriedenstellenden Verbesserungen bieten.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Korrosion an Wärmetauscherrohren in Dampfkesselanlagen zu reduzieren unter gleichzeitiger Minimierung der beschriebenen Nachteile.
- Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Schutz von Wärmetauscherrohren in Dampfkesselanlagen gelöst, bei dem Wärmetauscherrohre der Dampfkesselanlage zumindest teilweise mit faserverstärkter Keramik umgeben werden.
- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Korrosion aus Wärmetauscherrohren in Dampfkesselanlagen durch die anhaftenden Beläge induziert wird. Ein Fernhalten der Beläge, die eine Mischung aus Salzen und Aschen darstellen, von der Rohroberfläche führt erfahrungsgemäß zu einer deutlichen Reduzierung bzw. sogar zu einem Stillstand der Korrosionsvorgänge.
- Die Beläge können von den Wärmetauscherrohren der Dampfkesselanlage dadurch ferngehalten werden, dass die Wärmetauscherrohre zumindest teilweise mit faserverstärkter Keramik umgeben werden.
- Es hat sich herausgestellt, dass auch bei den hohen Temperaturen im Überhitzerbereich und den starken mechanischen Belastungen der Reinigungssysteme faserverstärkte Keramik eingesetzt werden kann, um die Bildung von Belägen an den Wärmetauscherrohren zu verringern. Faserverstärkte Keramik kann hohe Temperaturen unbeschadet überstehen und sie hat eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber wasserdampfhaltigen Atmosphären. Außerdem hat das Material eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine geringe Wärmeausdehnung.
- Der Einsatz von faserverstärkter Keramik zum Schutz der Wärmetauscherrohre ermöglicht das Betreiben der Kesselanlage bei wesentlich höheren Temperaturen, wodurch der thermische Wirkungsgrad der Anlage deutlich verbessert werden kann.
- Um Spannungen zwischen der Keramikhülle und dem Stahl eines Wärmetauscherrohres zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass die Keramik relativ zum Rohr verschiebbar angeordnet wird. Dazu können Keramikrohre oder -hülsen vor der Montage der Wärmetauscherrohre auf die Rohre aufgesteckt werden. Dies führt dazu, dass die Keramik in Form von mehreren aneinander anliegenden Hüllelementen angeordnet wird.
- Insbesondere wenn die Keramik auf montierte Wärmetauscher aufgebracht werden soll, ist ein Auffädeln von Keramikringen oder Hülsen auf das Wärmetauscherrohr ohne dessen Beschädigung nicht mehr möglich. Daher wird vorgeschlagen, dass die Hüllelemente aus Kreissegmentschalen gebildet sind. Beispielsweise können zwei Kreissegmentschalen zu einer Hülse zusammengesetzt werden. Eine derartige Hülse kann nachträglich an einem Rohr angebracht werden, indem die Hülsenhälften von gegenüberliegenden Seiten an das Rohr angelegt werden.
- Die Hülsenhälften können anschließend miteinander verbunden werden oder ineinander einrasten. Vorteilhaft ist es, wenn die Kreissegmentschalen axial und/oder radial formschlüssig miteinander verbunden sind. Beispielsweise durch Hinterschneidungen oder Stufen kann eine Z-Fuge gebildet werden. Zwei gegenüberliegende Halbkreisschalen können so ineinander eingreifen oder so miteinander verbunden werden, dass auch an der Verbindungsstelle ein Partikelzutritt zum Wärmetauscherrohr behindert wird.
- Aber auch axial aneinander anliegende Hüllelemente können ineinandergreifende Hinterscheidungen oder Stufen aufweisen, um beispielsweise durch eine Z-Fuge den Zutritt von Partikeln zwischen zwei Hüllelemente zum Wärmetauscherrohr einzuschränken.
- Dabei können die Hüllelemente durch Konsolen, Rohrbiegungen und/oder durch Schweißpunkte auf den Wärmetauscherrohren in ihrer Lage fixiert werden.
- Die faserverstärkte Keramik kann unterschiedlichste Zuschlagstoffe zur Verbesserung der Stabilität und der Oberflächeneigenschaften aufweisen. Vorteilhaft ist es, wenn die Keramik Kohlefasern aufweist. Kohlefasern sind schwer brennbar und ermöglichen eine besondere Stabilität der Keramik, die insbesondere im Hinblick auf die mechanischen Klopfreinigungsmethoden sehr wichtig ist.
- Um die Kosten für den Korrosionsschutz gering zu halten und den Wärmeübergang möglichst wenig zu beeinflussen, wird vorgeschlagen, dass die Keramik eine Dicke zwischen Innendurchmesser und Außendurchmesser von weniger als 10 Millimetern und vorzugsweise weniger als 5 Millimetern aufweist.
- Die faserverstärkte Keramik kann auch als Beschichtung direkt auf die Rohre aufgebracht werden, um die Dicke des Materials möglichst gering zu halten und um eine Ausdehnung des keramischen Materials zusammen mit den Rohren zu ermöglichen. Sofern das keramische Material fest mit dem Rohr verbunden ist, können sogar Rissbildungen im keramischen Material hingenommen werden, da sie die Funktion der Abkleidung nur unwesentlich beeinträchtigen.
- Die Rohre können auch mit Fasermaterialien wie beispielsweise Faserkeramikmatten umgeben werden. Die Keramik kann dabei vor der Aufbringung auf das Rohr entstanden sein, nach Aufbringung auf das Rohr in einem Ofen entstehen oder sogar erst beim Erhitzen des Materials nach der Inbetriebnahme des Kessels in der Verbrennungsanlage.
- Die Kesselrohre können dazu mit dem Material umwickelt oder umgeben werden. Hierzu eignet sich ein Material in der Form von Matten, Gewebe oder in einer Art Kettenhemd. Diese Materialien weisen entweder bereits faserverstärkte Keramik auf oder die Keramik entsteht erst nach der Aufbringung auf das Rohr durch sintern, aushärten oder ähnliche Vorgänge.
- Metallrohr und Keramik können auch fest miteinander verbunden sein, indem beispielsweise ein keramisches Compoundrohr hergestellt wird.
- Damit die Hüllelemente für den Einsatz an Wärmetauscherrohren technischer Verbrennungsöfen geeignet sind, wird vorgeschlagen, dass die Keramik einen Innendurchmesser von mehr als 30 mm aufweist, vorzugsweise etwa 40 bis 60 mm.
- Gegenstand der Erfindung ist auch ein Formkörper mit einer faserverstärkten Keramik zur Durchführung des Verfahrens, der dazu geeignet ist, ein Wärmetauscherrohr zu umhüllen. Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Wärmetauscherrohr, das mit einem derartigen Formkörper umgeben ist. Letztlich betrifft die Erfindung eine Dampfkesselanlage mit einem derartigen Wärmetauscherrohr.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur eine Ansicht eines Wärmetauscherrohres mit einem Hüllelement.
- Das in
1 gezeigte Wärmetauscherrohr1 ist ein Rohr von vielen Wärmetauscherrohren eines Wärmetauschers (nicht gezeigt) einer Dampfkesselanlage (nicht gezeigt). Dieses Wärmetauscherrohr1 ist mit einer Vielzahl an Hüllelementen2 umgeben. Von diesen Hüllelementen2 ist nur die Kreissegmentschale3 eines Hüllelementes gezeigt. Diese Kreissegmentschale3 hat eine Innenseite4 , die an der Außenseite5 des Wärmetauscherrohres1 anliegt. - In einem Abstand von beispielsweise 5 Millimetern von der Innenseite
4 hat die Kreissegmentschale3 eine Außenseite6 , die zur Vermeidung von Ablagerungen besonders glatt ausgebildet ist. - Auf der Außenseite
6 kann auch eine Struktur zur Strömungsbeeinflussung, wie beispielsweise eine Wellenstruktur oder Strömungszapfen, vorgesehen sein, um durch Turbulenzen oder allein durch die Oberflächenvergrößerung den Wärmeübergang zu verbessern. Mittels einer geeigneten Struktur kann auch das Abscheideverhalten an der Oberfläche der Hüllelemente positiv beeinflusst werden. Während die mikroskopische Struktur der Außenseite6 der Kreissegmentschale3 zur Vermeidung von Ablagerungen möglichst glatt sein sollte, kann die makroskopische Struktur auf einer glatten Oberfläche beispielsweise Wellen aufweisen. - Eine Ausführungsvariante sieht daher vor, dass z. B. durch Nanoteilchen eine sehr glatte Beschichtung der Keramikoberfläche erreicht wird, um das Anbacken von Partikeln wie Stäuben aus dem Rauchgas zu minimieren.
- Die Kreissegmentschale
3 weist zapfenförmig vorstehende Elemente7 ,8 auf, die mit entsprechenden Ausnehmungen in einer gegenüberliegenden Kreissegmentschale zusammenwirken, um eine formschlüssige und ggf. auch kraftschlüssige, passende Verbindung zwischen zwei radial gegenüberliegenden Kreissegmentschalen zu ermöglichen. - Die Kreissegmentschale
3 hat auf ihrer anderen Stirnseite9 zwei Sacklochbohrungen10 ,11 , die mit Zapfen einer gegenüberliegenden Kreissegmentschale (nicht gezeigt) zusammenwirken können. Zapfen und Bohrungen können in einem Winkel von beispielsweise ca. 45° angebracht sein. Dies führt zu einer Positionierung der Schalen relativ zueinander und zu einer ausreichenden Befestigung der Schalen aneinander. - Eine symmetrische Ausbildung der Kreissegmentschalen ermöglicht es, diese Formteile für zwei gegenüberliegende, formschlüssig verbindbare Kreissegmentschalen zu verwenden.
- Die Ausbildung der Kreissegmentschale
3 ermöglicht darüber hinaus eine formschlüssige Verbindung zwischen zwei axial aneinander anliegenden Kreissegmentschalen. - Hierzu ist an axial gegenüberliegenden Stirnseiten
12 ,13 jeweils eine Abstufung14 ,15 bzw.16 ,17 vorgesehen, die es ermöglicht, das axial vorstehende Element16 ,17 in die Ausnehmung14 ,15 in der nächsten anliegenden Kreissegmentschale einzuschieben. - Die gezeigte Form ist nur ein Ausführungsbeispiel, das den prinzipiellen Aufbau eines Hüllelementes verdeutlicht. Für den Fachmann ist leicht ersichtlich, dass es verschiedene weitere Möglichkeiten gibt, im Rahmen der Erfindung Hüllelemente zu gestalten, die vorzugsweise formschlüssig, radial und gegebenenfalls auch axial miteinander zusammenwirken. Dadurch wird ein guter Schutz des Wärmetauscherrohres
1 erzielt. - Die Passung zwischen Wärmetauscherrohr
1 und Hüllelement2 wird dabei so gewählt, dass die Ausdehnung des Wärmetauscherrohrs1 relativ zum Hüllelement2 nicht zur Zerstörung des Hüllelements2 führt und andererseits der Abstand zwischen der inneren Oberfläche4 des Hüllelements3 und der äußeren Oberfläche5 des Wärmerauscherrohres1 minimal gewählt ist. Dies führt dazu, dass das Wärmetauscherrohr bei Betriebstemperatur fest an der faserverstärkten Keramik anliegt, ohne jedoch zu hohen Druck auf diese auszuüben. - In den Spalt, der zwischen der inneren Oberfläche
4 des Hüllelementes3 und der äußeren Oberfläche5 des Wärmetauscherrohres verbleibt, kann ein Material eingebracht werden, das den Wärmeübergang positiv beeinflusst. - Der Spalt kann auch so dimensioniert sein, dass die faserverstärkte Keramik einfach über das Wärmetaucherrohr gezogen werden kann und die Innenfläche der Keramik so beschichtet ist, dass diese bei Erreichen einer speziellen Temperatur aufschäumt, um den Zwischenraum auszufüllen. Hierzu sind spezielle unter Wärmeeinfluss aufschäumende Materialien bekannt.
- Bei der Installation der Hüllelemente kann auch ein Material auf die Kesselrohre aufgebracht werden, das bei der ersten Inbetriebnahme verschwindet (z. B. ausdampft) und so den Spalt für die Wärmeausdehnung freigibt.
- Um eine Ausdehnung des Hüllelementes bei sich ausdehnendem Wärmetauscherrohr
1 zu ermöglichen, kann das Hüllelement2 auch aus mehreren radial zusammengesetzten und axial geteilten Hüllelementen bestehen. - Insbesondere eine gestufte Stirnseite von Kreissegmentschalen eines Hüllelementes ermöglicht eine gewisse radiale Ausdehnung eines Hüllelements bei einer Wärmeausdehnung des Wärmetauscherrohres, ohne dass Partikel einen direkten Zugang zum Wärmetauscherrohr finden.
- Durch spezielle Hinterschneidungen können Hüllelementteile, wie Kreissegmentschalen, radial ineinander gehängt werden und/oder axial aneinander gehängt werden, so dass ohne Verschraubungen allein durch Steckverbindungen ein Wärmetauscherrohr mit Hüllelementen umgeben werden kann.
- Es versteht sich, dass in Bereichen, in denen ein Wärmetauscherrohr als Rohrbogen ausgebildet ist, auch die Hüllelemente entsprechend angepasst ausgebildet sein müssen.
- Eine Variante zur Herstellung eines Hüllrohres des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anschließend beispielhaft erläutert.
- In einem ersten Schritt werden Faserbündel hergestellt, die im nachfolgenden Silizierungsprozess nicht abreagieren. Jeweils 50.000 nahezu parallele Einzelfilamente umfassende Carbonfaserstränge werden mit einem Phenolharz imprägniert, so dass ein Prepreg mit einem massebezogenen Harzgehalt von 35% und einem Flächengewicht von 320 g/m2 entsteht. Dieser Prepreg wird kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 1 m/min bei einem Druck von 1 MPa auf einer Bandpresse bei einer Temperatur von 180°C zu einer Gelegebahn mit einer Dicke von 200 μm verdichtet und gleichzeitig soweit gehärtet, dass eine formstabile Gelegebahn erhalten wird. Die Gelegebahn wird nachfolgend in einzelne Bänder mit einer Breite von jeweils 50 mm aufgetrennt. Diese werden wie vorstehend beschrieben zu Segmenten mit einer Länge von 9,4 mm und einer Breite von 1 mm zerschnitten. 2400 g der Faserbündel werden in einen Taumelmischer überführt und mit 600 g Pulverharz überschüttet und 5 Minuten lang miteinander vermischt.
- Das Presswerkzeug wird mit der Pressmasse befüllt. Um eine bevorzugt tangentiale Ausrichtung der Faserbündel zu erzielen, wird ein Befüllgitter verwendet, das mehrere konzentrische Ringe umfasst, deren Abstand kleiner oder gleich der Länge der Faserbündel ist. Beim Einfüllen fällt die Formmasse mit den Faserbündeln durch die Zwischenräume zwischen den konzentrischen Ringen des Befüllgitters, und die Faserbündel nehmen im Wesentlichen tangentiale Anordnung an. Das befüllte Presswerkzeug wird auf einer Warmfließpresse 30 Minuten einem Druck von 4,0 N/mm2 und einer Temperatur von 160°C ausgesetzt und anschließend entformt. Während des Pressvorgangs härtet das Phenolharz aus. Es wird ein endkonturnaher Grünkörper in Form einer Ringscheibe erhalten, deren Innendurchmesser dem des späteren zu schützenden Rohres entspricht. Von diesen Scheiben werden 10 Stück mittels einem SiC-Pulver enthaltenden Phenolharzklebers bestrichen, in eine Klemmvorrichtung so gespannt, dass die einzelnen Scheiben genau über einander liegen und der Fügespalt kleiner 0,5 mm ist. Die eingespannten Scheiben werden mit Spannvorrichtung in einen Trockenschrank überführt und bei 180°C 30 min ausgehärtet. Anschließend wird der entstandene Zylinder, genannt Grünkörper, aus der Spannvorrichtung ausgebaut und carbonisiert.
- Der Grünkörper wird in einen Schutzgasofen unter Stickstoffatmosphäre mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 1 K/min auf eine Temperatur von 900°C erhitzt. Dabei werden die Phenolharze zu einem im Wesentlichen aus Kohlenstoff bestehenden Rückstand zersetzt. Diese Temperatur wird eine Stunde gehalten. Danach wird der carbonisierte Formkörper auf Raumtemperatur abgekühlt. Anschließend wird der entstandene poröse CFC Zylinder in einen Tiegel aus Graphit überführt und mit Silizium überschüttet und in einem Ofen unter Vakuum auf Temperaturen von 1700°C erhitzt. Hierbei tritt ab einer Temperatur von 1420°C flüssiges Silizium in den porösen Vorkörper ein und wandelt den Matrixkohlenstoff in Siliziumcarbid um. Anschließend wird das gebildet C/SiC-Rohr im Außen und Innenbereich auf die gewünschte Endgeometrie geschliffen.
- Die so gefertigten C/SiC-Formkörper besitzen eine Festigkeit von 50–300 MPa und einer Wärmeleitfähigkeit von 50–150 W/mK. Die Materialzusammensetzung der Formkörper kann abhängig vom Herstellungsprozess wie folgt angegeben werden: 2–30% Kohlenstoff, 50–70% Siliziumkarbid und 5–15% Silizium. Die Porosität des Materials ist mit < 2% sehr gering.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
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- DE 3823439 C2 [0006]
- DE 202008006044 U1 [0007]
Claims (18)
- Verfahren zum Schutz von Wärmetauscherrohren in Dampfkesselanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass Wärmetauscherrohre der Dampfkesselanlage zumindest teilweise mit Keramik umgeben werden.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramik faserverstärkt ist.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramik zumindest teilweise aus Silizium Carbid gebildet ist.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramik zumindest teilweise gebildet ist durch Silizieren einer Graphit- oder Kohlenstofffolie, insbesondere einer Folie aus expandiertem Graphit.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramik relativ zum Wärmetauscherrohr (
1 ) verschiebbar angeordnet wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramik in Form von mehreren aneinander anliegenden Hüllelementen angeordnet wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllelemente aus Kreissegmentschalen gebildet sind.
- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreissegmentschalen axial und/oder radial formschlüssig miteinander verbunden sind.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramik Kohlefasern aufweist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramik eine Dicke zwischen Innendurchmesser und Außendurchmesser von weniger als 10 Millimetern und vorzugsweise weniger als 5 Millimeter aufweist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramik einen Innendurchmesser von mehr als 30 mm aufweist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Keramik Strukturen zur Strömungsbeeinflussung und zur Beeinflussung des Abscheideverhaltens von Partikeln aufweist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllelemente durch Konsolen oder Anschweißpunkte in ihrer Lage fixiert werden.
- Formkörper mit einer faserverstärkten Keramik zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der dazu geeignet ist ein Wärmetauscherrohr zu umhüllen.
- Formkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Oberfläche zur Vermeidung von Ablagerungen bzw. Anbackungen mit Nanopartikeln beschichtet ist.
- Wärmetauscherrohr, das mit einem Formkörper nach Anspruch 9 umgeben ist.
- Wärmetauscherrohr, das mit Fasermaterialien wie beispielsweise Faserkeramikmatten umgeben wird.
- Dampfkesselanlage, die Wärmetauscherrohre nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102010032612A DE102010032612A1 (de) | 2010-07-28 | 2010-07-28 | Verfahren zum Schutz von Wärmetauscherrohren in Dampfkesselanlagen, Formkörper, Wärmetauscherrohr und Dampfkesselanlage |
DE112011102512T DE112011102512A5 (de) | 2010-07-28 | 2011-07-08 | Verfahren zum Schutz von Wärmetauscherrohren in Dampfkesselanlagen, Formkörper, Wärmetauscherrohr und Dampfkesselanlage |
PCT/DE2011/001435 WO2012028127A2 (de) | 2010-07-28 | 2011-07-08 | Verfahren zum schutz von wärmetauscherrohren in dampfkesselanlagen, formkörper, wärmetauscherrohr und dampfkesselanlage |
CA2806495A CA2806495A1 (en) | 2010-07-28 | 2011-07-08 | Method for protecting heat exchanger pipes in steam boiler systems, molded body, heat exchanger pipe, and steam boiler system |
US13/811,435 US20130118421A1 (en) | 2010-07-28 | 2011-07-08 | Method for protecting heat exchanger pipes in steam boiler systems, moulded body, heat exchanger pipe and steam boiler system |
JP2013520967A JP2013535647A (ja) | 2010-07-28 | 2011-07-08 | 蒸気ボイラー設備の熱交換管保護方法、成形物、熱交換管及び蒸気ボイラー設備 |
EP11782009.2A EP2598789A2 (de) | 2010-07-28 | 2011-07-08 | Verfahren zum schutz von wärmetauscherrohren in dampfkesselanlagen, formkörper, wärmetauscherrohr und dampfkesselanlage |
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US (1) | US20130118421A1 (de) |
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WO (1) | WO2012028127A2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650236C2 (ru) * | 2013-01-14 | 2018-04-11 | Мартин ГмбХ фюр Умвельт- унд Энергитехник | Способ и устройство для защиты труб теплообменника, а также керамический конструктивный элемент |
US10260740B2 (en) | 2016-01-12 | 2019-04-16 | Hitachi Zosen Inova Ag | Method and device for producing superheated steam by means of the heat produced in the boiler of an incineration plant |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3823439A1 (de) * | 1988-07-11 | 1990-01-18 | Energieversorgung Oberhausen A | Schalenfoermiges schutzelement fuer rohre |
DE19755139A1 (de) * | 1996-12-12 | 1998-06-18 | Ngk Insulators Ltd | Kesselrohrschutzvorrichtung und Verfahren zum Anbringen einer solchen Schutzvorrichtung an ein Kesselrohr |
DE102006038713A1 (de) * | 2006-05-10 | 2007-11-29 | Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh | Druckfester fluidbeaufschlagter Körper |
DE202008006044U1 (de) | 2008-05-02 | 2008-07-17 | Imerys Kiln Furniture Hungary Ltd. | Keramische Schutzhülle aus SiC |
DE102009024802B3 (de) * | 2009-05-29 | 2010-07-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Verwendung einer keramischen Schicht sowie Verfahren zur Erzeugung einer solchen Schicht |
DE102008051905A1 (de) * | 2008-10-16 | 2010-07-15 | Sgl Carbon Se | Verfahren zur Herstellung von Wärmetauscherrohren |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE356124B (de) * | 1970-08-21 | 1973-05-14 | K Oestbo | |
JPS62242705A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-23 | 三山工機株式会社 | ボイラにおける熱交換用管の受熱面に耐火層を形成する方法 |
JPH0492861A (ja) * | 1990-08-07 | 1992-03-25 | Nippon Oil Co Ltd | セラミックス材料の製造法 |
US5107798A (en) * | 1991-04-08 | 1992-04-28 | Sage Of America Co. | Composite studs, pulp mill recovery boiler including composite studs and method for protecting boiler tubes |
JPH08334204A (ja) * | 1995-06-09 | 1996-12-17 | Babcock Hitachi Kk | ボイラ伝熱管の外表面補修方法 |
US5884695A (en) * | 1996-04-30 | 1999-03-23 | American Magotteaux Corporation | Boiler tube shield |
DE19717931C1 (de) * | 1997-04-29 | 1998-10-22 | Ecm Ingenieur Unternehmen Fuer | Wärmetauscher für Einsatzbereiche bei Temperaturen größer 200 DEG C bis 1.600 DEG C und/oder korrosiven Medien |
JPH11316016A (ja) * | 1998-05-01 | 1999-11-16 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 排ガス除塵装置 |
FR2785664B1 (fr) * | 1998-11-05 | 2001-02-02 | Snecma | Echangeur de chaleur en materiau composite et procede pour sa fabrication |
JP2001049379A (ja) * | 1999-08-12 | 2001-02-20 | Nkk Corp | 熱交換用伝熱管 |
JP2003227697A (ja) * | 2002-02-01 | 2003-08-15 | Masaaki Fukuda | セラミック製短管の構成による保護管。 |
JP3867632B2 (ja) * | 2002-07-22 | 2007-01-10 | 住友電気工業株式会社 | 流体流路用の導管及び該導管を備えた熱交換器 |
DE202004018924U1 (de) * | 2004-01-17 | 2005-05-25 | Schmid, Christoph | Rippenrohrwärmetauscher |
EP1840264A1 (de) * | 2006-03-31 | 2007-10-03 | PTS (Papiertechnische Stiftung) München | Mit Kohlenstoff angereichertes Papier |
EP2118563A1 (de) * | 2007-03-15 | 2009-11-18 | Metso Power AB | Rohrschutz und verfahren zur befestigung solch eines schutzes an einem kesselrohr |
US20100038061A1 (en) * | 2008-08-15 | 2010-02-18 | Wessex Incorporated | Tube shields having a thermal protective layer |
-
2010
- 2010-07-28 DE DE102010032612A patent/DE102010032612A1/de not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-07-08 US US13/811,435 patent/US20130118421A1/en not_active Abandoned
- 2011-07-08 JP JP2013520967A patent/JP2013535647A/ja active Pending
- 2011-07-08 WO PCT/DE2011/001435 patent/WO2012028127A2/de active Application Filing
- 2011-07-08 DE DE112011102512T patent/DE112011102512A5/de not_active Withdrawn
- 2011-07-08 CA CA2806495A patent/CA2806495A1/en not_active Abandoned
- 2011-07-08 EP EP11782009.2A patent/EP2598789A2/de not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3823439A1 (de) * | 1988-07-11 | 1990-01-18 | Energieversorgung Oberhausen A | Schalenfoermiges schutzelement fuer rohre |
DE3823439C2 (de) | 1988-07-11 | 1996-06-13 | Peter Dipl Ing Weinsheimer | Schalenförmiges Schutzelement für Rohre |
DE19755139A1 (de) * | 1996-12-12 | 1998-06-18 | Ngk Insulators Ltd | Kesselrohrschutzvorrichtung und Verfahren zum Anbringen einer solchen Schutzvorrichtung an ein Kesselrohr |
DE102006038713A1 (de) * | 2006-05-10 | 2007-11-29 | Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh | Druckfester fluidbeaufschlagter Körper |
DE202008006044U1 (de) | 2008-05-02 | 2008-07-17 | Imerys Kiln Furniture Hungary Ltd. | Keramische Schutzhülle aus SiC |
DE102008051905A1 (de) * | 2008-10-16 | 2010-07-15 | Sgl Carbon Se | Verfahren zur Herstellung von Wärmetauscherrohren |
DE102009024802B3 (de) * | 2009-05-29 | 2010-07-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Verwendung einer keramischen Schicht sowie Verfahren zur Erzeugung einer solchen Schicht |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650236C2 (ru) * | 2013-01-14 | 2018-04-11 | Мартин ГмбХ фюр Умвельт- унд Энергитехник | Способ и устройство для защиты труб теплообменника, а также керамический конструктивный элемент |
US10520266B2 (en) | 2013-01-14 | 2019-12-31 | Martin Gmbh Fuer Umwelt- Und Energietechnik | Method and device for protecting heat exchanger pipes and a ceramic component |
US10260740B2 (en) | 2016-01-12 | 2019-04-16 | Hitachi Zosen Inova Ag | Method and device for producing superheated steam by means of the heat produced in the boiler of an incineration plant |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013535647A (ja) | 2013-09-12 |
US20130118421A1 (en) | 2013-05-16 |
WO2012028127A2 (de) | 2012-03-08 |
EP2598789A2 (de) | 2013-06-05 |
CA2806495A1 (en) | 2012-03-08 |
WO2012028127A3 (de) | 2012-04-26 |
DE112011102512A5 (de) | 2013-06-20 |
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