DE1463790C - Anisotrope Wandstruktur für eine MHD-Vorricntung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine anisotrope eine von der Platte 11 auf Abstand stehende Ober-Wandstruktur, die einen Teil eines Kanals zur Auf- fläche 20. ■ · · · · nähme eines elektrisch leitenden Strömungsmittels Die wärmeleitfähigen Körper 12 (Fig. 1 und 2) hoher Temperatur in einer magnethydrodynamischen sind in mindestens der einen Richtung axial ausVorrichtung bildet und die mehrere, auf Abstand 5 gerichtet. Jeder Körper 12 hat einen in Axialrichtung stehende, axial und parallel zur Fließrichtung des verlaufenden Durchlaß 14, von denen jeder Durchelektrisch leitfähigen Strömungsmittels ausgerichtete, laß in im Durchmesser vergrößerten Ausbohrungen wärmeleitfähige, von einer Platte aus elektrisch 16 endet. Ein Verbindungskörper 17, der aus einer isolierendem Material getragene Wandelemente auf- elektrisch nichtleitenden, gewöhnlich aus Kunststoff weist, wobei ein elektrisch nichtleitendes, schwer io hergestellten Hülse 18 besteht, liegt innerhalb beschmelzbares Material in dem Zwischenraum zwi- nachbarter Ausbohrungen 16. Die Hülsen 18 haben sehen benachbarten wärmeleitfähigen Wandelemen- Umfangsnuten 19 zur Aufnahme von Dichtringen ten in der Nähe ihrer von der Platte wegliegenden 21 oder anderen Dichteinrichtungen. Enden angeordnet. ist und mit diesen Enden den Die axial fluchtenden Durchlässe 14 (F i g. 2) bilüberwiegenden Teil der Kanalwand bildet und fer- 15 den gemeinsam mit den Hülsen 18 eine kontinuierner die Wandelemente von innen her über axial und liehe Rohrleitung. Eine Strömungsmitteleinlaßrichparallel zur Fließrichtung des elektrisch leitfähigen tung22 und eine Strömungsmittelauslaßeinrichtung Strömungsmittels gerichtete Kühlmittelkanäle gekühlt 23 sind auf den entgegengesetzten Enden der besind, die mit Strömungsmittelein- und -auslaß- schriebenen Rohrleitungen in der in F i g. 2 darblöcken der Wandstruktur in Verbindung stehen, 20 gestellten Weise aufgesetzt.

und bei der Strömungsmitteldichtungen vorgesehen Zwischen den wärmeleitfähigen Körpern 12 befin-

sind. ~" ' den sich axial gerichtet Abstandsstücke 24 (F i g. 3) _t

Zur gegenseitigen Isolierung der Wandelemente und seitlich gerichtete Abstandsstücke 26 (F i g. 2).

ist es auch bereits bekannt, ein Gas in die Zwi- Die Abstandsstücke 24 und 26 sind aus einem —

schenräume einzublasen, das hinsichtlich der Isola- 25 vorzugsweise plastischen — elektrisch nichtleitenden

tion dieselbe Funktion übernimmt wie ein feuerfestes Material geformt. Die Materialien brauchen keine

Material. schwerschmelzenden Eigenschaften zu haben.

Mit der Erfindung soll nun eine Wandstruktur ge- Die Abstandsstücke (F i g. 2 und 3) liegen unterschaffen werden, die die Verwendung von Kühlmit- halb der Fläche 20, die von dem verschleißfesten teln zuläßt, die so hohe Drücke haben, wie sie bis- 30 Überzug 13 überzogen ist. Die Unterbrechungen der her nicht angewendet .werden konnten, die ferner Fläche 20 werden dadurch geschlossen, daß über die infolge der Verwendung von Bauteilen einfacher und Abstandsstücke 24 und 26, die sich in den zwischen herkömmlicher Art leicht hergestellt werden kann den Körpern 12 vorhandenen Räumen befinden, ein und deren Wandelemente im Reparaturfall einfach elektrisch isolierendes, schwerschmelzbares Material ausgetauscht werden können. ₃₅ 25, z. B. Tonerde, Magnesia, Chromat od. dgl., ge-

Dies wird bei der eingangs erwähnten anisotropen strichen wird. Die feuerfeste Substanz schützt die Wandstruktur erfindungsgemäß dadurch erreicht, nichtfeuerfesten Abstandsstücke 24 und 26 vor daß in den Abstandsräumen zwischen den sich Zerfall und Zerstörung durch die sehr hohen Temgegenüberstehenden, axial fluchtenden Kühlmittel- peraturen, denen die Wandstruktur ausgesetzt wird, durchlassen axial benachbarter wärmeleitfähiger 40 Zum Zusammenbau der anisotropen Wandstruk-Wandelemente aus elektrisch nichtleitendem Mate- tür 10 mit benachbarten Einheiten sind bei der in rial bestehende Verbindungskörper mit Mittelboh- F i g. 1 dargestellten Ausführung zwei L-förmige rung angeordnet sind, die an ihren Außenflächen Schienen 27 vorhanden. Jedoch können auch beliegegen die ihnen gegenüberliegenden Wandelemente bige andere Vorrichtungen verwendet werden, durch ringförmige, in Umfangsnuten eingelegte Strö- ₄₅ Die Strömungsmitteleinlaßeinrichtung 22 (F i g. 1 mungsmitteldichtungen abgedichtet sind. und 2) besteht aus einem geschlossenen Material-Die Erfindung ist nachstehend an Hand der block, in welchem Strömungsmitteldurchlässe ge-Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen ist formt sind. Die Strömungsmittelauslaßeinrichtung

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße 23 besteht aus einzelnen Segmenten. Da die darthermisch und elektrisch anisotrope Wandstruktur, 50 gestellte besondere Gestaltung der anisotropen

F i g. 2 ein Schnitt durch die in F i g. 1 dargestellte Wandstruktur 10 für MHD-Erzeuger bestimmt ist,

Wandstruktur nach Linie 2-2 der F i g. 1, wird das Strömungsmitteleinlaßende im allgemeinen

F i g. 3 ein Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1, an eine Bezugsspannungsstelle, z. B. an Erdspannung,

F i g. 4 ein Schnitt durch eine eine runde Rohr- angeschlossen. Das entgegengesetzte Ende oder das

leitung begrenzende thermisch und elektrisch aniso- 55 Strömungsmittelauslaßende 23 der Wandstruktur

trope Wandstruktur und muß gegen Zusammenbruch und alle Stromwirkun-

F i g. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der gen geschützt werden. Dieses Ende ist daher in

F i g. 2. Segmente oder Einzelteile unterteilt:.

Die thermisch und elektrisch anisotrope Wand- Der Verlust an in der anisotropen Wandstruktur Struktur 10 (Fig. 1 bis 3) setzt sich zusammen aus ^6o 10 enthaltendem Strömungsmittel hoher Temperatur einer aus elektrisch isolierendem Material bestehen- wird durch eine zwischen der Platte 11 und den den Platte 11 und aus mehreren von der Platte 11 wärmeleitfähigen Körpern 12 vorhandene Dichtung getragenen, auf Abstand stehenden wärmeleitfähi- 28 verringert. Das Durchsickern des Strömungsmitgen Körpern 12, die auf der Platte 11 mit Schrauben tels wird femer von den unter den Schraubenköpfen 15 (F i g. 2 und 3) befestigt sind. Jeder Körper 12 65 liegenden Dichtringen 29 verhütet, hat ein von der Platte 11 weggerichtetes Ende, das Ein aus der dargestellten und beschriebenen mit einem verschleißfesten Überzug 13, z. B. aus Wandstruktur bestehender Strömungsmittelkanal rostfreiem Stahl, überzogen ist. Diese Enden bilden arbeitet zufriedenstellend beim Leiten korrosiver

Gase von 2700° C während langer Zeiten. Die Temperatur der Fläche 20 soll 700° C nicht übersteigen.

Ein wichtiger Vorteil der anisotropen Wandstruktur 10 gegenüber bekannten Wandstrukturen für hohe Temperatur ist das Vorhandensein einer kontinuierlichen, in Axialrichtung verlaufenden Rohrleitung mit angemessenen Dichtungen zwischen den die Rohrleitung bildenden benachbarten Segmenten oder Einzelteilen. Es ist daher möglich, der Wandstruktur 10 ein unter hohem Druck von beispielsweise 210 kg/cm² stehendes Kühlmittel, z. B. Wasser, zuzuführen. Das aus der Wandstruktur 10 ausströmende heiße Wasser kann unmittelbar als Kesselwasser für Hochdruckkessel verwendet werden. Es wird auf diese Weise eine wesentliche Erhöhung des Wirkungsgrades erhalten. Der Durchmesser der axial gerichteten Durchlässe, die Wandstärke, welche diese Durchlässe von der erwärmten Fläche trennen, und die Materialien, die zum Formen der Hülsen 18 Verwendung finden, werden durch die Betriebsverhältnisse, unter denen die Wandstruktur verwendet wird, bestimmt und sind Fachleuten bekannt.

F i g. 4 zeigt einen Teil einer anisotropen Wandstruktur für einen Hochtemperatur-Gaskanal runden Querschnitts. F i g. 4 zeigt runde sektorförmige wärmeleitende Körper 12'. Diese Körper können aber auch im Querschnitt quadratisch oder rechteckig sein, wobei diese Körper durch runde Abstandsstücke getrennt sind.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anisotrope Wandstruktur, die einen Teil eines Kanals zur Aufnahme eines elektrisch leitenden Strömungsmittels hoher Temperatur in einer magnethydrodynamischen Vorrichtung bildet und die mehrere, auf Abstand stehende, axial und parallel zur Fließrichtung des elektrisch leitfähigen Strömungsmittels ausgerichtete, wärmeleitfähige, von einer Platte aus elektrisch isolierendem Material getragene Wandelemente aufweist, wobei ein elektrisch nichtleitendes.

schwer schmelzbares Material in dem Zwischenraum zwischen benachbarten wärmeleitfähigen Wandelementen in der Nähe ihrer von der Platte vvegüegenden Enden angeordnet ist und mit diesen Enden den überwiegenden Teil der Kanalwand bildet und ferner die Wandelemente von innen her über axial und parallel zur Fließrichtung des elektrisch leitfähigen Strömungsmittels gerichtete Kühlmittelkanäle gekühlt sind, die mit Strömungsmittelein- und -auslaßblöcken der Wandstruktur in Verbindung stehen, und bei der Strömungsmitteldichtungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den Abstandsräumen zwischen den sich gegenüberstehenden, axial fluchtenden Kühlmitteldurchlässen (14) axial benachbarter wärmeleitfähiger Wandelemente (12; 12') aus elektrisch nichtleitendem Material bestehende Verbindungskörper (17) mit Mittelbohrung angeordnet sind, die an ihren Außenflächen gegen die ihnen gegenüberliegenden Wandelemente (12: 12') durch ringförmige, in Umfangsnuten (19) eingelegte Strömungsmitteldichtungen (21) abgedichtet sind.

2. Wandstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axial fluchtenden Durchlässe (14) der wärmeleitenden Körper (12) in im Durchmesser größere Ausbohrungen (16) münden und daß der Verbindungskörper (17) die Form einer Hülse (18) hat.

3. Wandstruktur nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (18) auf Abstand stehende, außenliegende Ringnuten (19) haben, in denen die Dichtringe (21) angeordnet sind.

4. Wandstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Abstandsstücke (26) zwischen den wärmeleitenden Körpern (12) angeordnet sind und von der Fläche (20) einen Abstand haben.

5. Wandstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Dichteinrichtung (28), die zwischen der aus elektrisch isolierendem Material bestehenden Platte (11) und den wärmeleitenden Körpern (12) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen