DE2608000C3

DE2608000C3 - Überhitzer für Dampferzeuger

Info

Publication number: DE2608000C3
Application number: DE2608000A
Authority: DE
Inventors: Andre Paris Moreau
Original assignee: Electricite de France SA
Current assignee: Electricite de France SA
Priority date: 1975-03-28
Filing date: 1976-02-27
Publication date: 1981-06-25
Also published as: DE2608000B2; FR2305688A1; FR2305688B1; DE2608000A1; US4033297A

Description

Die Erfindung betrifft einen Überhitzer für Dampferzeuger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.

Die in mit Kohle oder Heizöl befeuerten Dampferzeugern verlegten Rohre, insbesondere die Überhitzerrohre, korrodieren unter dem Einfluß der Rauchgase, jedoch ist die Korrosion besonders stark, wenn der Dampferzeuger mit Altmaterial wie verbrauchter Flüssigkeit bei der Holzbehandlung zur Papierherstellung, Hausmüll oder Industrieabfall befeuert wird. Um eine Korrosion der Rohre von Überhitzern durch Einfluß schädlicher Gase oder Ablagerung von Asche zu verhindern, ist es bekannt, die Rohre zu verchromen, mit einem Metallüberzug zu bespritzen oder zu emaillieren. Alle diese Lösungen haben den Nachteil, daß die Schutzschicht brüchig oder porös und gegen Stöße nicht widerstandsfähig ist, so daß sie schon bei Arbeiten am Überhitzer abbrechen oder abbröckeln können. Wird die Schutzschicht vor dem Einbau des Überhitzers in den Dampferzeuger an den Rohren angebracht, sind Nacharbeiten nach dem Einbau nicht zu vermeiden.

Es ist auch bekannt (US-PS 28 69 521), den aus einer zu einer Rohrtafel gelegten Rohrschlange gebildeten Überhitzer mit einer durchgehenden Schicht aus feuerbeständiger Masse guter Wärmeleitfähigkeit zu versehen, so daß die Rohre nicht unmittelbar den Heizgasen und der von denselben mitgeführten Asche ausgesetzt werden. Da die feuerbeständige Beschichtung aus einer Stampfmasse besteht, kann sie erst nach Einbau des Überhitzers in den Dampferzeuger angebracht werden, weil die Beschichtung beim Transport und Einbau des Überhitzers abbrechen würde.

ίο

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überhitzer for Dampferzeuger zu schaffen, der schon vor Einbau in den Dampferzeuger mit der feuerbeständigen Beschichtung versehen werden kann, ohne daß diese Beschichtung beim Transport oder beim Einbau des Überhitzers in den Dampferzeuger abbröckeln kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Überhitzer der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Hauptanspruches gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Da der Überhitzer aus einer aus einzelnen miteinander verbundenen Rohren gebildeten Rohrtafel besteht, die eine Beschichtung aus einer feuerbeständigen Masse aufweist, welche im kalten Zustand schon eine hohe Festigkeit aufweist, kann der Überhitzer außerhalb des Dampferzeugers vollständig zusammengebaut und fertiggestellt werden, denn beim Transport und Einbau des vorgefertigten Überhitzers besteht keine Gefahr, daß die feuerbeständige Beschichtung abbröckelt oder abfällt Die untereinander verbundenen Rohre geben der Rohrtafel eine ausreichende Biegesteifigkeit so daß der Überhitzer beim Transport und Einbau in den Dampferzeuger seine Form nicht verliert

Die Erfindung ist für Überhitzer anwendbar, die nach Einbau in einen Dampferzeuger von einer oder auch von beiden Seiten zugänglich sind. Der Überhitzer hat eine gute mechanische Festigkeit und außerdem eine dicke Schutzschicht für die Rohre, weiche jedoch den Wärmeübergang aus dem Rauchgasraum in das Innere der Rohre nicht wesentlich beeinträchtigt Die Rohrtafel muß dabei nicht eben sein, obwohl ein Überhitzer aus einer ebenen Rohrtafel am einfachsten und preiswertesten herzustellen ist

Die erfindungsgemäßen Überhitzer lasser sich besonders vorteilhaft in mit Abfallstoffen beheizten Dampferzeugern verwenden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überhitzers dargestellt und zwar zeigt

F i g. 1 eine teilwweise aufgebrochene schaubildliche Teilansicht des Überhitzers,

Fig.2 einen Querschnitt durch einen Randbereich des Überhitzers,

F i g. 3 einen Teilschnitt durch den Überhitzer, wobei zwischen benachbarte Rohre hakenförmige Verankerungselemente aus hochwarmfestem Stahl eingesetzt sind, und

Fig.4 eine Draufsicht auf ein gemäß Fig.3 zu installierendes Verankerungselement.

Gemäß Fig. 1 ist der Überhitzer als Rohrtafel ausgebildet, die aus einer Mehrzahl von parallel zueinander liegenden Rohren 10 aus Metall besteht, die in einem Abstand von jeweils 1 m entlang ihren Mantellinien durch kurze Schweißraupen miteinander verschweißt sind. Die an den Außenkanten verlaufenden Rohre 12 sind von den f.ohren 10 entfernt angeordnet, so daß dazwischen Befestigungsstifte 24 zum Halten eines als Abdeckung dienenden Gehäuses 22 hindurchgeführt werden können. Die Rohrtafel ist eben ausgebildet und zum größeren Teil mit feuerfester Masse 16 bedeckt, die eine an ihrer Außenseite ebene Ummantelung der Rohrtafel bildet und die Zwischenräume zwischen den Rohren 10 ausfüllt. In F i g. 1 ist die Ummantelung teilweise weggebrochen dargestellt, so daß man auf den Rohren 10 vorspringende Stifte 14 erkennt, die zickzackförmig verteilt auf die Rohre

aufgeschweißt sind und die Ummantelung halten. Die Stifte 14 verlaufen zur Ebene der Rohrtafel geneigt und sind vollständig in der feuerfesten Masse 16 eingebettet.

Die Rohrtafel ist nicht vollständig mit der feuerfesten Masse 16 bedeckt Die Ummantelung ist von Stangen 18 und 20 begrenzt, welche ein Abbröckeln der Ränder der Ummantelung verhindern. Die Stangen 18 sind dabei entlang einer Mantellinie a,i einem der Rohre 10 festgeschweißt, während die Stangen 20 sich quer zu den Rohren 10 erstrecken und diese miteinander verbinden, indem sie mit jedem Rohr punktförmig verschweißt sind

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die äußersten Rohre der Rohrtafel nicht mit feuerfester Masse 16 bedeckt Vielmehr befinden sich diese jeweils innerhalb eines als Klammer ausgebildeten Gehäuses 22, das mittels Stiften 24, die sich durch den Raum zwischen dem äußersten Rohr 12 und den übrigen Rohren der Rohrtafel erstrecken, befestigt ist Die Gehäuse 22 bestehen vorzugsweise aus einer Metallegierung mit hohem Chromgehalt von wenigstens 30%. Die Stangen 18 sorgen für einen guten Obergang zwischen den Gehäusen 22 und den Oberflächen der Ummantelung. Die die Ummantelung bildende feuerfeste Masse 16 wird zwischen die auf die Rohrtafel aufgeschweißten Stangen 18 und 20 eingegossen.

Gemäß Fig.2 sind beide Seiten der Rohrtafel mit feuerfester Masse 16 bedeckt Die Ebene 26 der Rohrtafel verläuft durch die Mittellinien der einzelnen Rohre 10 und 12, zu denen die Außenseiten der Ummantelung parallel verlaufen.

Die feuerfeste Masse 16 hat gute thermische Leitfähigkeit, die vorzugsweise größer als 55 kj pro Meter und Grad beträgt Auch ist sie gegen die Verbrennungsprodukte des Dampferzeugers beständig, so daß sich auf der Ummantelung keine Asche ablagert Ferner ist die Porosität der feuerfesten Masse 16 gering, damit kein Gas durch sie hindurchtritt Die Schichtdicke der Ummantelung beträgt vorzugsweise wenigstens 6 mm auf jedem Rohr. Schließlich hat die feuerfeste Masse 16 im kalten Zustand eine ausreichende mechanische Festigkeit, um den beim Transport und der Montage der Rohrtafel austretenden Beanspruchungen standzuhalten. Die Druckfestigkeit der kalten und noch nicht eingebrannten feuerfesten Masse 16 ist vorzugsweise größer als 2000 N/cm². Auch muß die feuerfeste Masse 16 einein Abblasen mit unter Druck stehender Luft oder Dampf standhalten. Eine gut geeignete feuerfeste Masse enthalt phosphorsaures Bindemittel

ίο wie beispielsweise Tonerdemonophosphat oder ein Kalziumoxydaluminat und einen Anteil an Siliziumcarbid oder Graphit

Wenn die Rohre 10 nicht entlang ihrer gesamten Länge, sondern nur stellenweise miteinander verschweißt sind, kann man in die zwischen den einzelnen Schweißstellen verbleibenden Zwischenräume Verankerungselemente 28 einsetzen, wie Fig.3 zeigt Die Verankerungselemente 28 bestehen aus hochwarmfestem Stahl und haben nach außen abgebogene Abschnitte 30 und 32, welche in der Ummantelung liegen und diese formschlüssig festhalten. Da die Verankerungselemente federnd ausvisbildet sind, kann man sie von einer Seite zwischen'zwei benachbarte Rohre 10 in die in Fig.3 dargestellte Position einstecken. Derartige Verankerungselemente 28 ersetzen die in F i g. 1 und 2 dargestellten, auf die Außenseite der Rohre 10 aufgeschweißten Nasen 14.

Die Rohrtafel kann sowohl auf einer Seite, wie in F i g. 1 und 3 gezeigt, oder auch auf beiden Seiten mit einer sie abdeckenden durchgehenden Ummantelung aus feuerfester Masse 16 versehen sein. Vorzugsweise ist die Rohrtafel eben ausgebildet, jedoch kann die Ummantelung auch an gekrümmten Rohrtafeln angebracht werden.

Eine geeignete feuerfeste Masse mit phosphorsaurem Bindemittel enthält 80% SiC, 7% AI₂O₃, 8% Ton und 5% AI(H₂PO^ Eine geeignete feuerfeste Masse mit (Calziurnoxydaluminat-Bindemittel enthält 81% SiC. 1134% Al₂O₃, 0,47% SiO₂, 0,06% Na₂O, 530% CaO, 1,23% Fe₂O₃ und 0,4% FeO.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Überhitzer für Dampferzeuger, mit parallel zueinander angeordneten, zu einer Überhitzer-Rohrtafel verbundenen Rohren, die wenigstens auf einer Seite mit einer durchgehenden Schicht aus einer feuerbeständigen, gegenüber den Verbrennungsprodukten des Dampferzeugers chemisch inerten Masse guter Wärmeleitfähigkeit bedeckt sind, wobei Halteeinrichtungen für die feuerfeste Masse an den Rohren befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (10) entlang ihrer benachbarten Mantellinien fest miteinander verbunden sind und die feuerfeste Masse (16) ein Bindemittel enthält welches der Masse bereits im kalten Zustand eine für Transport und Montage ausreichende Festigkeit verleiht

2. Überhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß bei Verwendung einer feuerfesten Masse (16), die Siliziumcarbid oder Graphit enthält diese ein Bindemittel auf der Basis von TonerdemonophosphatorJer Kalziumoxydaluminat enthält

3. Überhitzer nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet daß sich auf der mit feuerfester Masse (16) bedeckten Seite der Rohrtafel ein aus Stangen oder Stäben (18,20) gebildeter Rahmen zur Aufnahme der feuerfesten Masse befindet der mit den Rohren (10) verschweißt ist

4. Überhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die feuerfeste Masse (16) mit einer Schichtdicke von mindestens 6 mm vorgesehen ist