DE19533902C2 - Wärme- und Korrosionsschutz der inneren Gefäßwand eines Wärmetauschers - Google Patents
Wärme- und Korrosionsschutz der inneren Gefäßwand eines WärmetauschersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wärme- und Korrosionsschutz der
inneren Gefäßwand eines Wärmetauschers mit einer zwischen einer
Kühlrohrschlange und der Gefäßwand befestigten thermischen
Abdichtung.
Das durch den inneren Gasraum eines Wärmetauschers strömende
Rauchgas/Synthesegas hat am untersten Ende des
Kesselrohrwandkäfigs einen freien Zugang zu dem sich zwischen
der Gefäßwand bzw. der Druckmantelwand und dem Rohrkäfig
gebildeten Ringraum, so daß im Gas- und Ringraum annähernd der
gleiche Druck herrscht. Die in dem Synthesegaskühler
angeordneten Kühlflächen des Wärmetauschers entziehen dem
Rauch-/Synthesegas einen Teil der fühlbaren Wärme, gleichzeitig
werden auch die festen Bestandteile abgekühlt und in einem
Wasserbad separiert.
Die Abdichtungen des Ringraumes gegenüber den heißen Gasen und
damit Schutz der inneren Wand des Wärmetauschers erfolgt bei
einem von der Anmelderin kürzlich gelieferten Wärmetauscher für
eine Kohlevergasungsanlage in den USA durch ein am unteren
Rohrkäfig angebrachtes Gasdichtungssystem, bei dem zwischen
Gefäßwand und den unteren Kühlschlangen und dem Rohrkäfig eine
zweifache, innere und äußere Abdichtung mit
Kompressionsschrauben angebracht ist. Für die Befestigung des
Gasdichtsystems am inneren Rohrkäfig ist eine starke
Bandagierung des unteren Teiles des Rohrkäfigs erforderlich.
Zum Druckausgleich und zum Schutz der inneren Gefäßwand gegen
Korrosion wird in dem Ringraum oberhalb der Abdichtung ein
Inertgas, beispielsweise Stickstoff, eingedüst, eine sogenannte
freie Beatmung der Gefäßwand erfolgt nicht.
Aus DE 39 13 495 A1 ist ein Wärmetauscher mit einem
Mantelabschnitt bekannt, der eine chemische
Korrosionsschutzschicht aufweist. In DE 35 34 724 C2 wird eine
Korrosionsschutzschicht für rauchgasführende Kanäle beschrieben,
die aus einer elektrisch leitfähigen keramischen Grundschicht
mit aufgebrachter Fluor-Kunststoffschicht besteht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, einen Wärme-
und Korrosionsschutz an der inneren Gefäßwand vorzusehen, der
bei erheblich reduziertem Gewicht und verminderter Schichtdicke
ähnlichen Schutz gewährt und der darüber hinaus leicht
einzubringen ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die
Merkmale von Anspruch 1, eine Alternative ist Gegenstand des
Anspruchs 6.
Das durch den Gasraum des Wärmetauschers strömende Gas hat
einen freien Zugang zum Ringraum, der vom Rohrkäfig und dem
äußeren Druckmantel des Synthesegaskühlers gebildet wird, so
daß annäherend derselbe Druck in den beiden Räumen herrscht.
Im unteren Bereich des Wärmetauschers ist eine wandseitige
Kühlschlange mit einem in ein Wasserbad hineinragendes
Stegblech angeordnet. Am oberen Ende der Kühlschlange ist eine
Abdichtung angeordnet, die gleichzeitig den Fußpunkt des
erfindungsgemäßen Innenwandschutzes durch keramische Faser
füllstoff-Platten darstellt. Das oberhalb des obersten
Kühlrohres angebrachte keilförmige Plattenteil ist als
sogenannte Staubrutschschräge gestaltet, um einen evtl.
Staubaufbau in diesem Bereich zu vermeiden.
Gemäß der Erfindung ist die Wärme-/Korrosionsschutz
schicht aus einer Vielzahl von einzelnen keramischen
Faserfüllstoffplatten zusammengefügt. Die Faserfüll
stoffplatten, die aus einem stark wärmedämmenden
Material bestehen, sind auf umlaufende Ringe
aufgesetzt. Diese Ringe nehmen die vertikalen Kräfte
auf, die durch das Eigengewicht der Platten und evtl.
Staubbelägen an der Stirnseite der Platten zustande
kommen. In radialer Richtung sind die Faserfüllstoff
platten an der inneren Gefäßwand des Druckmantels
angeklebt.
Um eine gute Klebverankerung zwischen Faserfüllstoff
platte und innerer Gefäßwand zu erzielen, ist auf der
Gefäßwand eine geeignete Unterkonstruktion, z. B.
Streckmetall, Hexrost, Lochblech u. a. aufgebracht, um
dem Kleber eine entsprechende Verankerung zu geben. Die
Stützringe werden an der Stirnseite mit einem
Wärmeisolationsschutz versehen, um die Korrosion an den
Ringen zu verhindern.
Anstelle von Segmenten von keramischen Faserfüllstoff
platten mit umlaufenden Stützringen kann auf die Unter
konstruktion ein hitzebeständiges, keramisches
Schäummaterial aufgebracht werden, das als
durchgehender Korrosions- und Wärmeschutz entlang der
Innenwand aufgeschäumt wird. Auf die Stützringe kann
gänzlich verzichtet bzw. die Anzahl der umlaufenden
Stützringe kann erheblich reduziert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von
schematischen Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch den unteren Bereich des
Synthesegaskühlers,
Fig. 2 einen Schnitt durch die mit einer Schutzschicht
geschützte Innenwand.
Fig. 1 zeigt den unteren Bereich des Synthesegas
kühlers, bei dem das zu kühlende Gas durch den von
einem Rohrkäfig (11) gebildeten inneren Gasraum (14)
nach unten strömt. Zwischen der Gefäßwand (1) und dem
Rohrkäfig (11) bildet sich ein Ringraum (12), so daß
annähernd derselbe Druck im Gas- (14) und Ringraum (12)
herrscht.
Am unteren Bereich des Rohrkäfigs (11) des Wärmetau
schers ist eine wandseitige Kühlschlange (9) mit einem
in ein Wasserbad (13) hineinragendes Stegblech (10)
angeordnet. Die innere Gefäßwand (1) ist hier durch
eine Korrosionsschutzschicht (16) geschützt. Am oberen
Ende der Kühlschlange (9) ist eine Abdichtung (7)
angeordnet, die gleichzeitig den Fußpunkt des
Wandschutzes durch keramische Fasserfüllstoffplatten
(2) darstellt.
Somit ist ein Wärme- und Korrosionsschutz der Innenwand
(1) des Druckmantels durchgängig gegeben; im unteren
Bereich des Wärmetauschers, in Höhe der Kühlschlangen
(9) mit Stegblechen (10), wird eine metallische
Korrosionsschicht (16), oberhalb der Kühlschlangen (9),
wird eine Abkleidung mit keramischem Fasermaterial (2)
eingebracht.
Die Abdichtung (7) besteht in bekannter Weise aus
übereinander angeordneten Faserplatten, die auf einem
an einem Kühlrohr (9) angeschweißten Stegblech gelagert
sind. Durch Bohrungen im Stegblech werden sogenannte
Kompressionsschrauben (8) mit Unterlegscheiben
eingeführt, die die Faserplatten zusammendrücken.
Ein keilförmig geschnittenes Plattenteil (15) hat die
Aufgabe, als Staubrutschschräge zu wirken, um einem
evtl. Staubaufbau vorzubeugen.
Jedes Segment des Wärme- und Korrosionsschutzes ist aus
einer Vielzahl von einzelnen Faserfüllstoffplatten (2)
zusammengefügt und auf umlaufende Stützringe (3) aufge
setzt. Diese Stützringe (3) nehmen die vertikalen
Kräfte auf, die durch das Eigengewicht der Faserfüll
stoffplatten und durch evtl. Staubbeläge an der Stirn
seite der Faserfüllstoffplatten (2) zustande kommen.
In radialer Richtung sind die Faserfüllstoffplatten (2)
an der Innenwand (1) des Druckmantels angeklebt. Um
eine gute Klebeverankerung von Faserfüllstoffplatten
(2) und Innenwand (1) zu erzielen, ist auf der
Innenwand (1) eine geeignete Unterstruktur (4)
aufgebracht, um dem Kleber (5) eine entsprechende
Verankerung zu geben.
Die Stützringe (3) werden an der Stirnseite mit einem
Wärmeisolationsschutz (6) versehen, um eine Korrosion
an den Stützringen (3) zu verhindern.
Fig. 2 zeigt in einem Schnitt den Aufbau der Wärme- und
Korrosionsschutzschicht an der Innenseite der Gefäßwand
(1). Oberhalb der nicht dargestellten Kühlrohrschlange
und der Abdichtung werden Faserfüllstoffplatten (2) in
Segmenten angeordnet und durch Stützringe (3) mit
Korrosionsschutz (6) gehalten. Zusätzlich werden die
Faserfüllstoffplatten (2) mittels einer Unterkonstruk
tion (4) und einem Kleber (5) an der Innenseite der
Gefäßwand (1) befestigt.
1
Gefäßwand
2
Wärme- und Korrosionsschutzplatte
3
Umlaufende Stützringe
4
Unterkonstruktion
5
Kleber
6
Wärmeisolationsschutz
7
Abdichtung
8
Kompressionsschraube
9
Kühlrohre
10
Stegblech
11
Rohrkäfig
12
Ringraum
13
Wasserbad
14
Gasraum
15
Keilförmiges Plattenteil
16
Korrosionsschutzschicht
Claims (6)
1. Wärme- und Korrosionsschutz der inneren Gefäßwand eines
Wärmetauschers mit einer zwischen einer Kühlrohrschlange und
der Gefäßwand befestigten thermischen Abdichtung, dadurch
gekennzeichnet, daß über der Abdichtung (7) und dem obersten
Rohr der Kühlschlange (9) an der Gefäßwand (1) Segmente von
Wärme- und Korrosionsschutzplatten (2) mit dazwischen
angeordneten umlaufenden Stützringen (3) eingebracht sind,
daß die Segmente (2) mittels einer Unterkonstruktion (4) und
einem Kleber (5) an der Gefäßwand (1) befestigt sind und daß
ein keilförmiges Plattenteil (15) an der Innenseite des
untersten Segmentes der Wärme- und Korrosionsschutzplatten
(2) über dem obersten Rohr der Kühlschlange (9) angebracht
ist.
2. Wärme- und Korrosionsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an
der Innenseite der Stützringe (3) ein Wärmeisolationsschutz
(6) befestigt ist.
3. Wärme- und Korrosionsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Unterkonstruktion (4) ein Streckmetall, Hexrost oder
Lochblech verwendet wird.
4. Wärme- und Korrosionsschutz nach Ansprüch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wärme- und Korrosionsschutzplatten (2) aus einem keramischen,
wärmedämmenden Faserfüllstoff bestehen.
5. Wärme- und Korrosionsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
auf die Unterkonstruktion (4) aufgeschäumte Wärme- und
Korrosionsschutzschicht aus einem keramischen, wärmedämmenden
Fasermaterial besteht.
6. Wärme- und Korrosionsschutz der inneren Gefäßwand eines
Wärmetauschers mit einer zwischen einer Kühlrohrschlange und
der Gefäßwand befestigten thermischen Abdichtung, dadurch
gekennzeichnet, daß der Korrosions- und Wärmeschutz über der
Abdichtung (7) und dem obersten Rohr der Kühlschlange (9)
durch ein auf eine Unterkonstruktion (4) aufgebrachtes
hitzebeständiges Schäummaterial erzielt wird, wobei als
Unterkonstruktion ein Streckmetall, Hexrost oder Lochblech
verwendet wird.
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