DE19635292A1 - Hitzebeständige Schutzblöcke und Schutzwandstruktur mit solchen Schutzblöcken für einen Kessel - Google Patents
Hitzebeständige Schutzblöcke und Schutzwandstruktur mit solchen Schutzblöcken für einen KesselInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf hitzebeständige Schutzblöcke und eine
Schutzwandstruktur eines Kessels, der diese verwendet, und sie bezieht sich
insbesondere auf hitzebeständige Schutzblöcke, welche geeigneterweise auf der
Wandoberfläche eines großen Kessels verwendet werden können, der zusammen mit
einem städtischen Müllverbrennungsofen oder etwas ähnlichem installiert ist, und
eine Schutzwandstruktur des Kessels, der diese Blöcke verwendet.
In den vergangenen Jahren hat sich die Menge des zu entsorgenden städtischen
Abfalls inklusiv des Industrieabfalls erheblich erhöht, und als eine Strategie zur
Lösung dieses Problems wurden intensiv Techniken betreffend einen städtischen
Müllverbrennungsofen zur Verbrennung des brennbaren Mülls entwickelt.
Es ist zu erwähnen, daß Verbrennungsprodukte in den städtischen Müllverbrennungs
öfen zersetzende bzw. korrosive Bestandteile, wie Chlorgas und Laugen umfassen,
und diese Verbrennungsprodukte führen sehr schnell zur Korrosion von metallischen
Teilen, wie Röhren und Rippen, die die Wärmeaustauscher eines Kessels bilden,
welche eine Wärmewieder- bzw. Wärmerückgewinnungsvorrichtung sind, die in dem
städtischen Müllverbrennungsofen installiert sind. Zur Vermeidung dieser Unan
nehmlichkeit wurde eine hitzebeständige Substanz als ein Deckmaterial zum Schutz
der Röhren und Rippen verwendet.
Da diese Art von Deckmaterial, ein Material, welches ein monolithisches hitze
beständiges Material mit SiC-Partikeln und ein Bindemittel sowie einen Anker zur
Unterstützung bzw. Stütze der hitzebeständigen Substanz aufweist, praktisch hervor
ragend ist, wird deshalb ein solches Material in hohem Maße verwendet.
In dem Fall, in dem das monolithische hitzebeständige Material verwendet wird,
werden jedoch viele Schritte zur Konstruktion benötigt, und falls einige Risse in
Teilen des Deckmaterials auftreten, ist zur Reparatur sehr viel Arbeit erforderlich.
Aus diesen Gründen ist die Technik der Verwendung des monolithischen hitze
beständigen Materials schlecht im Konstruktionswirkungsgrad und der Wirtschaftlich
keit.
Deshalb wurde, anstatt des monolithischen hitzebeständigen Materials, die
Verwendung eines geformten hitzebeständigen Materials untersucht (welche Blöcke
oder Kacheln genannt werden), und solch ein Entwurf wurde in den US-Patenten Nr.
5,243,801 und 4,768,447 vorgeschlagen.
Das US-Patent Nr. 5,243,801 hat Techniken offenbart, die sich auf hitzebeständige
Kacheln und Schutzbedeckungen für Wärmetauscher beziehen, die diese Kacheln
verwenden, und die offenbarten Kacheln werden mit Ausnehmungen einer komple
mentären Form versehen, die den jeweiligen T-förmigen Ankern entsprechen,
welche auf den Rippen der Wärmetauscher ausgebildet sind.
Desweiteren können die hitzebeständigen Blöcke des US-Patents Nr. 4,768,447 an
die vertikale Schutzwand eines Kessels angebracht werden, und in diesem Kessel
sind die Wärmetauscher, welche die Röhren und die Rippen aufweisen, in einer
vertikalen Richtung angeordnet und die Anker sind weiterhin mit den Rippen
verbunden. Desweiteren sind die hitzebeständigen Blöcke mit den Ausnehmungen,
die eine komplementäre Form haben, die den jeweiligen Ankern entsprechen,
versehen, und sie werden in die Anker eingepaßt, um eine überspannende Schutz
wandstruktur vorzuschlagen.
Jedoch haben die hitzebeständigen Kacheln, die in dem US-Patent Nr. 5,243,801
beschrieben sind, Ausnehmungen, die die komplementäre Form entsprechend zu den
T-förmigen Ankern haben, und deshalb haben die Wärmeaustauscher 20, die aus
einem metallischen Material hergestellt sind, einen größeren Wärmeausdehnungs
koeffizienten, verglichen mit einer hitzebeständigen Kachel 30. Als eine Folge davon
wird, wie in Fig. 9 gezeigt, eine Spannung an die hitzebeständige Kachel 30 in
einer Y-Richtung zu der Zeit der Wiederholung des Aufwärmens und Abkühlens
angelegt, so daß es wahrscheinlich ist, daß die hitzebeständige Kachel bricht.
Desweiteren können die hitzebeständigen Blöcke gemäß dem US-Patent Nr.
4,768,447 an die Schutzwandstruktur in der vertikalen Richtung angebracht werden,
und in dem Fall einer Wandstruktur, welche sich von einer vertikalen Richtung zu
einer horizontalen Richtung neigt, besteht ein Hang dazu, daß sich die hitze
beständigen Blöcke von den Wärmetauschern lösen aufgrund des Eigengewichts
dieser Blöcke, so daß die Wärmeleitfähigkeit merkbar abnimmt, welches in der
Verschlechterung des Wärmewiedergewinnungsverhältnisses resultiert.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben erwähnten Probleme der
herkömmlichen Techniken entwickelt, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, einen hitzebeständigen Schutzblock zur Verfügung zu stellen, welcher selten
durch ein korrosives Gas beeinflußt wird und eine verankerte Struktur hat, in
welcher der hitzebeständige Schutzblock an einen Wärmetauscher angeheftet wird,
und welcher nicht bricht, selbst wenn die Wärmeaustauscher sich mehr ausdehnen,
als ein hitzebeständiger Schutzblock zu der Zeit der Wiederholung des Aufheizens
und Abkühlens, und eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine
Schutzwandstruktur eines Kessels zur Verfügung zu stellen, in welcher ein
hitzebeständiger Schutzblock verwendet wird.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, hitzebeständige Schutzblöcke
zur Verfügung zu stellen, welche die Verteilung von Belastung ermöglichen, selbst
zu der Zeit der Wiederholung der Ausdehnung bzw. Expansion und Kontraktion, und
welche deshalb kaum brechen und Wärme gleichmäßig leiten können, und eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schutzwandstruktur eines
Kessels zur Verfügung zu stellen, in welcher diese hitzebeständigen Schutzblöcke
verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein hitzebeständiger Schutzblock zum
Schutz einer Wärmeaustauschvorrichtung, welche Röhren mit Rippen verbindet, zur
Verfügung gestellt, wobei der hitzebeständige Schutzblock an einer Innenseite, d. h.
einer den Röhren bzw. Rippen zugewandten Seite, eine komplementäre Form hat,
die der Oberflächenform der Wärmetauschvorrichtung entspricht, wobei der
hitzebeständige Schutzblock mit Ausnehmungen versehen ist, in welche Vorsprünge,
die auf den Röhren ausgebildet sind, eingepaßt bzw. eingebracht und von diesen
aufgenommen werden.
Desweiteren wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Schutzwandstruktur eines
Kessels, welcher eine Wärmeaustauschvorrichtung, die Röhren mit Rippen verbindet
und hitzebeständige Schutzblöcke zum Schutz der Wärmeaustauschvorrichtung
aufweist, geschaffen, wobei die hitzebeständigen Schutzblöcke eine an der Innenseite
komplementäre Form haben, die der Oberflächenform der Wärmeaustauschvor
richtung entspricht, wobei die hitzebestandigen Schutzblöcke mit Ausnehmungen
versehen sind, in welche Vorsprünge, die auf den Röhren ausgebildet sind, eingepaßt
bzw. eingebracht und von diesen aufgenommen werden.
Die Form eines jeden der hitzebeständigen Schutzblöcke ist in einer Draufsicht
gesehen vorzugsweise sechseckig, obwohl sie im allgemeinen rechteckig ist, weil
solch eine sechseckige Form schwer an der Ecke bzw. dem Winkel durch Oxidation
der Oberfläche und der Ränder bzw. Kanten gebrochen wird, selbst wenn die
Oberflächen und Kanten zerbrechlich bzw. spröde sind aufgrund der Oxidation im
Vergleich mit einer rechteckigen Form, und weil sie eine Belastung, die durch eine
Wiederholung von Ausdehnung und Kontraktion von benachbarten Blöcken
verursacht wird, verteilen und übertragen bzw. ableiten kann.
Die hitzebeständigen Schutzblöcke sind vorzugsweise so ausgebildet, daß die
abschnittsweise Form der hitzebeständigen Schutzblöcke, geschnitten in rechten
Winkeln zur axialen Richtung der Röhren, im wesentlichen gerillt bzw. gewellt sein
kann, wobei der innere Umfang den gleichen Mittelpunkt wie der äußere Umfang
hat, so daß die Dicke der hitzebeständigen Schutzblöcke im wesentlichen gleich ist,
weil eine Konzentration der Belastung kaum durch die Wiederholung der Ausdeh
nung und Kontraktion verursacht wird, und Wärme kann gleichförmig weitergeleitet
werden, mit dem Ergebnis, daß ein Brechen der Blöcke kaum stattfindet.
Zusätzlich wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Schutzwandstruktur eines
Kessels zur Verfügung gestellt, welcher eine Wärmeaustauschvorrichtung aufweist,
die Röhren mit Rippen verbindet, und eine Vielzahl von hitzebeständigen Schutz
blöcken zum Schutz der Wärmeaustauschvorrichtung, die Fläche eines jeden der
Vielzahl der hitzebeständigen Schutzblöcke ist in einer Draufsicht gesehen
sechseckig, wobei die hitzebeständigen Schutzblöcke eine komplementäre Form an
der Innenseite haben, die der Oberflächenform der Wärmeaustauschvorrichtung
entspricht, wobei die hitzebeständigen Schutzblöcke mit Ausnehmungen versehen
sind, in welche Vorsprünge, die auf den Röhren ausgebildet sind, eingepaßt bzw.
eingebracht und von diesen aufgenommen werden.
Insbesondere ist es ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, die Auswirkung eines
korrosiven Gases zu reduzieren und Vorsprünge einer Wärmeaustauschvorrichtung
direkt auf einer Röhre zu befestigen.
Nach der vorliegenden Erfindung kann ein Paar von Vorsprüngen wechselseitig nach
innen oder nach außen ausgerichtet werden, im Hinblick auf die Befestigung eines
hitzebeständigen Schutzblocks an einer Wärmeaustauschvorrichtung. Ein Paar von
Vorsprüngen kann auf einer Röhre oder zwei benachbarten Röhren unabhängig
voneinander angeordnet werden. Wenn ein Paar von Vorsprüngen auf einer Röhre
angeordnet ist, um einen Block in Position zu bringen, wird der Block vorzugsweise
minimiert, um eine verursachte Belastung zu vermindern. Nach der vorliegenden
Erfindung sind ein Paar von Vorsprüngen, die auf den zwei benachbarten Röhren in
der Wärmeaustauschvorrichtung ausgebildet sind, vorzugsweise so angeordnet, daß
sie einander gegenüberliegen. Gemäß einer solchen Anordnung kann eine Kraft auf
die Blöcke in eine Druckbelastung durch die Struktur umgewandelt werden, selbst
wenn die hitzebeständigen Schutzblöcke eher als die Wärmeaustauschvorrichtung,
wie die Röhren und Rippen während eines Kühlungsschrittes, thermisch geschrumpft
wurden. Als Folge davon werden die hitzebeständigen Schutzblöcke kaum
gebrochen.
Die hitzebeständigen Schutzblöcke der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise aus
einem Material hergestellt, das SiC als einen Hauptbestandteil enthält, weil ein
solches Material eine viel bessere Laugenbeständigkeit aufweist, als alle anderen
Oxide, und sie werden nicht durch ein Chlorgas, SO₃ und NO₂ korrodiert. Zusätzlich
haben solche Blöcke einige Vorteile, und zum Beispiel sind sie viel besser in der
Oxidationsbeständigkeit, als alle anderen nicht-oxidierten Substanzen, und sie haben
insgesamt den stärksten Widerstand in der korrodierenden Atmosphäre eines
Verbrennungsofens.
Fig. 1 ist eine Draufsicht, die eine Ausführungsform eines hitzebeständigen
Schutzblocks der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in Fig. 1.
Fig. 4A und 4B zeigen eine Ausführungsform der Wärmeaustauschvorrichtung eines
Kessels, und Fig. 4A ist dessen Querschnittsansicht und Fig. 4B ist
dessen Draufsicht.
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht, die eine Ausführungsform einer Schutz
wandstruktur des Kessels zeigt, in welcher die Wärmeaustauschvor
richtung mit dem hitzebeständigen Schutzblock bedeckt ist.
Fig. 6 ist eine teilweise Draufsicht, die eine Ausführungsform der Schutz
wandstruktur des Kessels zeigt, in welcher die Wärmeaustauschvor
richtung durch eine Vielzahl der hitzebeständigen Schutzblöcke
geschützt wird.
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C in Fig. 6.
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie D-D in Fig. 6.
Fig. 9 ist eine Ansicht einer herkömmlichen hitzebeständigen Kachel und
einem T-Typ Anker.
Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht, die eine andere Ausführungsform einer
Querschnittsform des hitzebeständigen Schutzblocks zeigt, welche
rechtwinklig zur axialen Richtung der Röhren geschnitten ist.
Fig. 11 ist eine teilweise Draufsicht, welche eine Ausführungsform zeigt, in
welcher ein Teil der Schutzwandstruktur des Kessels repariert ist.
Fig. 12A und 12B zeigen ein Beispiel eines hitzebeständigen Schutzblocks, dessen äußere
Form rechtwinklig ist. Fig. 12A ist eine Draufsicht, und Fig. 12B
ist eine Querschnittsansicht.
Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht, die eine gleichförmige Dicke des Blocks
im Querschnitt zeigt.
Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail unter Bezugnahme auf die beiliegen
den Zeichnungen beschrieben.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsform eines hitzebeständigen Schutz
blocks der vorliegenden Erfindung. So zeigen
Fig. 1 die Draufsicht, Fig. 2 die
Querschnittsansicht, geschnitten entlang der Linie A-A in Fig. 1, und Fig. 3 die
Querschnittsansicht, geschnitten entlang der Linie B-B in Fig. 1. Die Fig. 4A
und 4B zeigen eine Ausführungsform einer Wärmeaustauschvorrichtung eines
Kessels, und Fig. 4A ist dessen Querschnittsansicht und Fig. 4B ist dessen
Draufsicht. Die Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht, die eine Ausführungsform einer
Schutzwandstruktur für den Kessel zeigt, in welcher die Wärmeaustauschvorrichtung
mit dem hitzebeständigen Schutzblock bedeckt ist.
Eine Wärmeaustauschvorrichtung 13 eines Boilers oder etwas ähnlichem, wie in den
Fig. 4A und 4B gezeigt, wird aus einer Vielzahl von Röhren 10 und Rippen 11
gebildet, welche die Röhren 10 miteinander verbinden, und jede Röhre 10 ist mit
einem Vorsprung 12 versehen.
Ein Paar von Vorsprüngen 12, welche an den zwei benachbarten Röhren 10 befestigt
sind, sind so angeordnet, daß sie einander gegenüberliegen. Andererseits hat ein
hitzebeständiger Schutzblock 17, wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt, an der
Innenseite eine komplementäre konkave Form 16, die einer konvexen Ober
flächenform 15 der Wärmeaustauschvorrichtung 13 entspricht. Desweiteren ist am
hitzebeständigen Schutzblock 17 eine Ausnehmung 14 vorgesehen, in welche der
Vorsprung 12, der auf jeder Röhre 10 befestigt ist, eingepaßt wird und von dieser
aufgenommen wird, welche verhindert, daß die Röhre 10 vom hitzebeständigen
Schutzblock 17 gelöst wird.
Der hitzebeständige Schutzblock haftet fest an den Vorsprüngen durch Pressen der
Vorsprünge in Vertiefungen, die in der Fig. 2 mit einer unterbrochenen Linie
gezeigt sind, und durch Verschieben der Vorsprünge nach unten, so daß diese mit
den Vertiefungen, welche in der Fig. 2 mit einer durchgezogenen Linie gezeigt
sind, eingreifen.
Wie oben beschrieben, ist der Vorsprung 12 nicht auf der Rippe 11, sondern auf der
Röhre 10 befestigt, und die Temperatur der Röhren 10 ist sehr viel geringer als die
der Rippen 11, weil ein Kühlmedium durch die Röhren 10 fließt. Deshalb ist die
thermische Belastung, die von den Vorsprüngen 12 erzeugt wird, geringer als in
einer herkömmlichen Ausführungsform, in welcher Anker auf den Rippen befestigt
sind. Desweiteren wird der Vorsprung kaum durch ein korrosives Gas in einem Ofen
beeinflußt, weil die Temperatur gering ist.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Schutzwandstruktur des Kessels, in
welcher die Wärmeaustauschvorrichtung 13 bedeckt und geschützt wird mit dem so
ausgebildeten hitzebeständigen Schutzblock 17. Wie in Fig. 5 gezeigt, liegt die
Belastung, wenn die Wärmeaustauschvorrichtung 13 mit dem hitzebeständigen
Schutzblock 17 bedeckt ist, an dem hitzebeständigen Schutzblock 17 in den
Richtungen der Pfeile X, wie in Fig. 5 gezeigt, an, selbst wenn die Wärme
austauschvorrichtung 13, welche die Röhren 10 und die Rippen 11 aufweist, sich
thermisch weiter ausdehnt, als der hitzebeständige Schutzblock 17 bei einer hohen
Temperatur, weil ein Paar von Vorsprüngen 12, welche auf zwei benachbarten
Röhren 10 in der Wärmeaustauschvorrichtung 13 ausgebildet sind, so angeordnet
sind, daß sie einander gegenüberliegen. Deshalb liegt die Druckbelastung, anstatt der
Spannung, wie in Fig. 9 gezeigt, an dem hitzebeständigen Schutzblock 17 an, und
so findet ein Bruch des hitzebeständigen Schutzblocks 17 kaum statt.
Die Fig. 6 bis 8 zeigen eine Ausführungsform der Schutzwandstruktur des
Kessels, in welcher die Wärmeaustauschvorrichtung 13 bedeckt und geschützt wird
von einer Vielzahl der hitzebeständigen Schutzblöcke 17, deren Schattenfläche bzw.
Form in einer Draufsicht jeweils sechseckig ist. Fig. 6 ist dessen teilweise
Draufsicht, Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht, welche entlang der Linie C-C in
Fig. 6 geschnitten wurde, und Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht, welche entlang
der Linie D-D in Fig. 6 geschnitten wurde.
Wie in den Fig. 6 bis 8 gezeigt, kann, wenn die Wärmeaustauschvorrichtung 13
mit einer Vielzahl der hitzebeständigen Schutzblöcke 17, deren ebene Fläche
sechseckig ist, bedeckt und beschützt wird, die Gefahr eines Bruchs und ähnlichem
der Blöcke 17 soweit als möglich vermindert werden, selbst wenn die hitze
beständigen Schutzblöcke 17 sich bei einer hohen Temperatur ausdehnen und einige
Belastung in diesen hitzebeständigen Schutzblöcken 17 auftritt, weil ein Teil der
Belastung in den Richtungen entlang den Seiten des Sechsecks verteilt werden kann.
Andererseits kann, in dem Fall, daß die ebene Fläche eines jeden der hitze
beständigen Schutzblöcke 17 quadratisch ist, wie in den Fig. 12A, 12B und 13
gezeigt, die Belastung kaum verteilt werden, so daß ein Brechen der Blöcke leicht
stattfinden kann und die Ecken der Blöcke können leicht abgeschlagen werden.
Desweiteren kann, angenommen, daß die hitzebeständigen Schutzblöcke 17 zu
rechten Winkeln in der axialen Richtung der Röhren 10 geschnitten sind, die
Querschnittsfläche der Oberflächen der hitzebeständigen Schutzblöcke 17 gegenüber
der Oberfläche, die die Wärmeaustauschvorrichtung 13 hat, flach sein, wie in den
Fig. 7 und 8 gezeigt. Wie jedoch in Fig. 10 gezeigt, sind die hitzebeständigen
Schutzblöcke 17 vorzugsweise so ausgebildet, daß die Querschnittsform der
Oberflächen der hitzebeständigen Schutzblöcke 17, welche in rechten Winkeln zur
axialen Richtung der Röhren 10 geschnitten sind, gewellt sein können, oder so, daß
die Dicke der hitzebeständigen Schutzblöcke 17 einheitlich sein kann, weil in einer
solchen Struktur die Belastung, die durch die Wiederholung von Ausdehnung und
Kontraktion verursacht wird, sich in jedem Abschnitt gleichförmig entwickelt, und
Wärme kann gleichförmig geleitet werden, und so findet ein Brechen der Blöcke
selten statt und Wärme der Blöcke wird gleichförmig geleitet.
An den Endabschnitten der Schutzwandstruktur des Kessels, die teilweise in den
Fig. 6 bis 8 gezeigt sind, kann der hitzebeständige Schutzblock 17, dessen ebene
Fläche sechseckig ist, nicht verwendet werden, und deshalb können zum Beispiel
Teile, die durch Halbieren der hitzebeständigen Schutzblöcke 17 erhalten wurden,
verwendet werden, oder ein monolithisches hitzebeständiges Element, welches
herkömmlicherweise verwendet wurde, kann verwendet werden. Insbesondere, wenn
der Block halbiert wird, kann der hitzebeständige Schutzblock 17 an einer
unterbrochenen Linie 17c halbiert werden, wie ein halbierter Block 17a in Fig. 6.
Der hitzebeständige Schutzblock 17 kann auch an einer Linie, die die gegen
überliegenden Ecken 17b eines Sechsecks miteinander verbindet, halbiert werden.
Desweiteren sind ein Paar von Vorsprüngen 12, welche auf den zwei benachbarten
Röhren 10 befestigt sind, so angeordnet, daß sie einander gegenüberliegen, und sie
werden in die Ausnehmungen 14 eines jeden hitzebeständigen Schutzblocks 17 in der
Wärmeaustauschvorrichtung so eingepaßt bzw. eingebracht, daß die Druckbelastung
an dem hitzebeständigen Schutzblock 17 anliegt. Als Folge davon wird praktischer
weise der hitzebeständige Schutzblock 17 selten gebrochen.
Zusätzlich bedeckt und schützt der eine hitzebeständige Schutzblock 17 die zwei
Röhren 10, und deshalb bedecken, wie in Fig. 7 und 8 gezeigt, die benachbarten
hitzebeständigen Schutzblöcke 17 die wechselseitig umgeleiteten Röhren 10.
Entsprechend sind, wenn die eine Röhre 10 betrachtet wird, die Vorsprünge 12, die
an der Röhre 10 befestigt sind, abwechselnd entgegengesetzt orientiert. Weil sich die
Belastung aufgrund der Vorsprünge in verschiedene Richtungen entwickelt und die
Belastung, die sich in verschiedene Richtungen ausbreitet, an jedem hitzebeständigen
Schutzblock eingreift, und so eine Kesselschutzwand bildet, gibt es keinen Einfluß
von Belastung zwischen zwei angrenzenden hitzebeständigen Schutzblöcken. Aus
diesem Grund findet ein Bruch des hitzebeständigen Schutzblocks 17 kaum statt.
In der Schutzwandstruktur des Kessels wird Mörtel zwischen die hitzebeständigen
Schutzblöcke 17 und zwischen den hitzebestandigen Schutzblock 17 und die
Wärmeaustauschvorrichtung 13 eingebracht, um diese miteinander zu verbinden. In
dem Fall können Abstandhalter, ein nicht oxidierendes Material bzw. Oxidations
inhibitor oder ähnliches zwischengelegt werden.
Wenn der hitzebeständige Schutzblock 17, welcher ein Teil der Schutzwandstruktur
des Kessels ist, bricht, und dessen Auswechslung erforderlich ist, kann ein
sechseckiger hitzebeständiger Schutzblock 18 zur Reparatur verwendet werden, der
eine ebene Fläche hat, die kleiner ist als der übliche hitzebeständige Schutzblock 17,
und ein Mörtel 19 wird dann in den übrigbleibenden Abschnitt 19 eingefüllt, wie in
Fig. 11 gezeigt, wodurch eine Reparatur einfach erreicht werden kann.
Für die Art des Materials für den hitzebeständigen Schutzblock betreffend die
vorliegende Erfindung besteht keine spezielle Einschränkung, soweit es hitze
beständig ist. Jedoch wird ein Material, das SiC als einen Hauptbestandteil aufweist,
bevorzugt, weil ein solches Material hervorragend im Oxidationswiderstand und
Laugenwiderstand ist, und was noch besser ist, es wird nicht durch Chlorgas, SO₃
und NO₂ korrodiert und ist ausreichend widerstandsfähig bezüglich dieser Sub
stanzen, einer solchen Gase enthaltenden Verbrennung eines Verbrennungsofens und
eines solchen Gases im Verbrennungsofen. Das SiC-Material kommt reichlich vor
als eine natürliche Resource, und deshalb ist es billig und leicht verfügbar.
Als Wärmeaustauschvorrichtung, welche bedeckt und geschützt wird durch die
hitzebeständigen Schutzblöcke, kann üblicherweise ein Wärmeaustauscher verwendet
werden, der die Röhren und Rippen aufweist, und eine Flüssigkeit, wie Wasser oder
ein Gas, wie ein Dampf, fließt als ein Kühlmedium durch die Röhren. Wie aus
obigem verstanden wird, ist die Wärmeaustauschvorrichtung aus einem metallischen
Material hergestellt, das eine gute thermische Leitfähigkeit aufweist, um die Aufgabe
des Wärmeaustausches zu erreichen.
Die Vorsprünge, die an den Röhren befestigt sind, haben die sogenannte Anker
funktion, und die Befestigung dieser Vorsprünge an die Röhren kann üblicherweise
durch eine Schweißvorrichtung erfolgen. Deshalb werden sie vorzugsweise aus einem
metallischen Material gefertigt.
Keine spezielle Einschränkung besteht bezüglich der Form der Vorsprünge, die an
den Röhren befestigt sind, solange sie sich nach außen erstreckende Protuberanzen
bzw. Ausbauchungen sind, die eine vorherbestimmte Länge und eine vorher
bestimmte Querschnittsfläche aufweisen. Desweiteren besteht keine spezielle
Einschränkung bezüglich der Lage der Vorsprünge, die an den Röhren befestigt sind,
und sie können in jeder Position der konvexen Oberflächen der Röhren befestigt
werden, die der inneren Oberfläche der hitzebeständigen Schutzblöcke entsprechen.
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden oben beschrieben,
jedoch der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung soll nicht auf alle diese
Ausführungsformen beschränkt sein. Die vorliegende Erfindung kann verändert,
modifiziert und verbessert werden auf der Grundlage des Wissens eines Fachmanns,
ohne vom Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Wie oben beschrieben, können gemäß der vorliegenden Erfindung hitzebeständige
Schutzblöcke zur Verfügung gestellt werden, welche ausreichend widerstandsfähig
zu einem stark korrosiven Verbrennungsprodukt und Verbrennungsgas, welches
während des Betriebs eines Verbrennungsofens, eines Kessels oder ähnliches anfällt,
sind, und welches selten bricht und beschädigt wird durch die Wiederholung von
Wärmeausdehnung und wärmebedingter Kontraktion, und eine Schutzwandstruktur
des Kessels kann auch zur Verfügung gestellt werden, in welcher diese Blöcke
verwendet werden.
Claims (14)
1. Hitzebeständiger Schutzblock (17) zum Schutz einer Wärmeaustauschvorrichtung
(13), welche Rohre (10) mit Rippen (11) verbindet, wobei der hitzebeständige
Schutzblock (17) an einer Innenseite eine komplementäre Form hat, die der
Oberflächenform der Wärmeaustauschvorrichtung (13) entspricht, wobei der
hitzebeständige Schutzblock (17) mit Ausnehmungen (14) versehen ist, in welche
Vorsprünge (12), die auf den Röhren (10) ausgebildet sind, eingebracht und von
diesen aufgenommen werden.
2. Hitzebeständiger Schutzblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Paar von Vorsprüngen (12), welche auf zwei benachbarten Röhren (10) der
Wärmeaustauschvorrichtung (13) ausgebildet sind, so angeordnet sind, daß sie
einander gegenüberliegen, und daß drückende Abschnitte zum Eingriff und zur
Installation der Vorsprünge (12) angeordnet sind.
3. Hitzebeständiger Schutzblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß er aus einem Material hergestellt ist, welches SiC als einen Hauptbestandteil
enthält.
4. Hitzebeständiger Schutzblock nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Schattenfläche des hitzebestandigen Schutzblocks (17)
sechseckig ist.
5. Hitzebeständiger Schutzblock nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Querschnittsform des hitzebeständigen Schutzblocks (17),
welcher in rechten Winkeln zur axialen Richtung der Röhren (10) geschnitten wurde,
gewellt ist, und daß die Dicke des hitzebeständigen Schutzblocks (17) im wesentli
chen gleichförmig ist.
6. Schutzwandstruktur eines Kessels, welcher eine Wärmeaustauschvorrichtung
aufweist, welche Röhren (10) mit Rippen (11) verbindet, und hitzebeständige
Schutzblöcke (17) zum Schutz der Wärmeaustauschvorrichtung,
wobei die hitzebeständigen Schutzblöcke (17) an einer Innenseite eine
komplementäre Form aufweisen, die der Oberflächenform der Wärmeaustauschvor
richtung entspricht, wobei die hitzebeständigen Schutzblöcke (17) mit Ausnehmungen
(14) versehen sind, in welche Vorsprünge (12), die auf den Röhren (10) ausgebildet
sind, eingebracht und von diesen aufgenommen werden.
7. Schutzwandstruktur eines Kessels nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Paar von Vorsprüngen (12), welche auf zwei benachbarten Röhren (10) in der
Wärmeaustauschvorrichtung ausgebildet sind, so angeordnet ist, daß sie einander
gegenüberliegen, und daß drückende Abschnitte zum Eingriff und zur Installation der
Vorsprünge (12) vorgesehen sind.
8. Schutzwandstruktur eines Kessels nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die hitzebeständigen Schutzblöcke (17) aus einem Material bestehen,
welches SiC als einen Hauptbestandteil enthält.
9. Schutzwandstruktur eines Kessels nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Schattenfläche eines jeden der hitzebeständigen Schutz
blöcke (17) sechseckig ist.
10. Schutzwandstruktur eines Kessels nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Querschnittsform der hitzebeständigen Schutzblöcke (17),
welche in rechten Winkeln zur axialen Richtung der Röhren (10) geschnitten wurden,
gewellt ist und die Dicke der hitzebeständigen Schutzblöcke (17) im wesentlichen
gleichförmig ist.
11. Schutzwandstruktur eines Kessels, welche eine Wärmeaustauschvorrichtung, die
Röhren (10) mit Rippen (11) verbindet, und eine Vielzahl von hitzebeständigen
Schutzblöcken (17) zum Schutz der Wärmeaustauschvorrichtung aufweist,
wobei eine Schattenfläche eines jeden Blocks einer Vielzahl der hitze
beständigen Schutzblöcke (17) sechseckig ist, die hitzebeständigen Schutzblöcke (17)
eine komplementäre Form an einer Innenseite aufweisen, die der Oberflächenform
der Wärmeaustauschvorrichtung entspricht und wobei die hitzebeständigen Schutz
blöcke (17) mit Ausnehmungen (14) versehen sind, in welche Vorsprünge (12), die
auf den Röhren (10) ausgebildet sind, eingebracht und von diesen aufgenommen
werden.
12. Schutzwandstruktur eines Kessels nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Paar der Vorsprünge (12), die auf zwei benachbarten Röhren (10) in der
Wärmeaustauschvorrichtung ausgebildet sind, so angeordnet sind, daß sie einander
gegenüberliegen, und daß drückende Abschnitte zum Eingriff und zur Installation der
Vorsprünge (12) angeordnet sind.
13. Schutzwandstruktur eines Kessels nach Anspruch 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die hitzebeständigen Schutzblöcke (17) aus einem Material
hergestellt sind, das SiC als einen Hauptbestandteil enthält.
14. Schutzwandstruktur eines Kessels nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Querschnittsform der hitzebeständigen Schutzblöcke (17),
die in rechten Winkeln zur zur axialen Richtung der Röhren (10) geschnitten wurden,
gewellt ist, und die Dicke der hitzebeständigen Schutzblöcke (17) im wesentlichen
gleichförmig ist.
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