DE2705981A1

DE2705981A1 - Unter hohem druck und hoher temperatur stehender zylindrischer rohrkoerper

Info

Publication number: DE2705981A1
Application number: DE19772705981
Authority: DE
Inventors: Heinz Thubeauville
Original assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Current assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Priority date: 1977-02-12
Filing date: 1977-02-12
Publication date: 1978-08-17
Also published as: GB1574261A; JPS5399517A; FR2380071A1; FR2380071B3; US4205047A

Description

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Unter hohem Druck und hoher Temperatur stehender zylindrischer Rohrkörper

Die Erfindung betrifft einen sum Hindurchleiten unter hohem Druck und hoher Temperatur stehender Gase dienenden zylindrischen Rohrkörper, bei dem eine feuerfeste Auskleidung von einer Metallumkleidung umschlossen ist.

Derartige Rohrkörper, die zum Eindurchleiten von Gasen oder auch zur Durchführung von Reaktionen dienen können, werden auf einen bestimmten Druck- und Temperatur zustand hin ausgelegt. Bei Veränderungen der Temperatur und des Druckes kann es zu Störungen kommen, die sowohl Zerstörungen des Mauerwerks als auch der Hetallumkleidung hervorrufen. Nimmt die Temperatur nämlich ab, so kann ein öffnen der Dehn- und Stoßfugen, mitunter auch ein Aufreißen der feuerfesten Steine auftreten; dies führt zu Undichtigkeiten im Hauerwerk, was zu Randgängigkeiten führt und zur Zerstörung sowohl der Auekleidung als auch der Hetallumkleidung· Bei Temperatur zunahm en über das vorgesehene Maß übersteigen die Spannungen im Hauerwerk und in der Hetallumkleidung die zulässigen Werte, was wiederum Anlaß zu Schaden geben kann.

Das Ziel der Erfindung geht dahin, den zylindrischen Rohrkörper, bei dem eine feuerfeste Auskleidung von einer Hetallumkleidung umschlossen ist, so auszubilden, daß Schwankungen der Temperatur nicht zu Undichtigkeiten der feuerfesten Auekleidung und zu schädlichen Einflüssen auf die Hetallumkleidung führen.

Das Element, welches gemäß der Erfindung benutzt wird, ist ein innerhalb der Metallumkleidung liegender, koaxialer, zylindrischer, sich über die ganze Rohrhöhe er-

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streckender Metallmantel, der die feuerfeste Ausmauerung unter Spannung hält und in einseine senkrechte, teilkreisförmige Abschnitte aufgeteilt ist, «wischen denen Kompensatorleisten angeordnet sind.

In manchen Fällen wird eine einseine Kompensatorleiste genügen, die zwischen die Enden des den ganzen Kreisumfang abschließenden Kanteis gesetzt ist_o Der Hantel kann aber auch in zwei oder mehr Abschnitte aufgeteilt sein, und zwischen den landen der Abschnitte werden jeweils Kompensatorleisten vorgesehen, die fest mit den Abschnitten des Metallmantels verbunden sind·

Die Kompensatorleieten bestehen vorzugsweise aus Hohlrohren· Das Innere der Hohlrohre wird mit der Atmosphäre verbunden, damit darin ein konstanter Druck aufrechterhalten wird· Die Hohlrohre können von Wänden begrenzt sein, die quer zu den Wänden des Metallmantels stehen und durch Schweißung damit verbunden sind. Es können sich auf diese Weise langgestreckte, rechteckige Formate für den Querschnitt der Hohlrohre ergeben, deren Enden abgerundet sind. Die mit den Enden des Metallmantels durch Schweißung verbundenen Wände können auch nach den Enden hin zusammenlaufen·

Die Kompensatorleisten können auch so ausgebildet sein, daß sie nach der Innenseite des Metallmantels herausragende Bohre bilden, deren Querschnitt einem nioht ganz geschlossenen Ring entspricht, wobei der Hantel auf der Außenseite der Ringenden an diese angeschweißt ist. Infolge der geringen Oberfläche der inneren Ringflache gegenüber der der äußeren wirkt ein äußerer Druck auf den Ring im Sinne eines Zusammensiehens der Ringenden, der einen Zug auf die daran angrenzende Mantelfläche ausübt.

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Sie feuerfeste Auskleidung kann aufgeteilt sein in eine innere Schicht massiver Korundsteine und einer äußeren Schicht von Steinen aus Hohlkugelkorund. Sie für die feuerfeste Auskleidung verwendeten Steine können mit geschliff enen Oberflächen versehen und fugenlos aneinandergefügt sein. Eine in dieser Veise aufgebaute Ausmauerung vermag den Druck- und Temperaturschwankungen des Innenraumes zu folgen, da sie durch den Metallmantel zusammengehalten wird, der sich infolge der Eompensatοrleisten in bestimmtem Umfang öffnen und schließen kann.

Der Raum zwischen dem Metallmantel und der Metallumkleidung wird mit aufeinandergestellten Ringkörpern ausgefüllt, die aus keramischer Masse oder auch aus Metall bestehen können. Zwischen dem Metallmantel und den Ringkörpern kann eine nachgiebige Filzmatte eingelegt werden, die federnd wirkt und im übrigen abdichtet, also eine Randgängigkeit des durch den Rohrkörper strömenden Gases unterbindet.

Auf den anliegenden Zeichnungen ist ein Rohrkörper gemaß der Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt, und zwar zeigt:

Figur 1 einen Achsschnitt, Figur 2 einen Querschnitt in etwas größerem Maßstab, Figur 3 eine Komp ens at ο rl eiste in der Ansicht,

Figur M- in größerem Maßstab im Querschnitt.

Mit 5 ist die Metallumkleidung des Rohrstückes bezeichnet, die auch das obere und untere Ende des Rohrkörpers abschließt, welches beispielsweise zum Hindurchleiten eines 609833/0289

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unter Druck stehenden heißen Gases dient. Mit 8 ist die aus Korundsteinen, mit 9 die aus Steinen aus Hohlkugelkorund bestehende .Ausmauerung bezeichnet. 1 ist der über die ganze Höhe des Rohrstückes sich erstreckende Metallmantel, der aus zwei halbkreisförmigen Hälften besteht, deren Enden über Komp ens at ο rl ei st en 2, die damit verschweißt sind, verbunden sind. Es kann auch eine Unterteilung des Metallmantels in kürzere Abschnitte mit einer entsprechend größeren Anzahl von Kompensatorleisten vorgesehen sein.

Sie Kompensatorleisten haben einen langgestreckt rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Enden. Die Längswände stehen quer zu den Enden des Mantels und sind mit diesem verschweißt. Vie Figur 3 erkennen läßt, ist die Kompensatorleiste an ein Rohr 4 angeschlossen, das durch die Metallumkleidung 5 hindurchgeführt ist, so daß das Inner· der Leiste ständig unter Atmosphärendruck steht.

Der Raum zwischen der Metallumkleidung 5 und dem Mantel 1 wird durch aufeinandergestellte Ringkörper 6 ausgefüllt. Zwischen diesen und dem Metallmantel 1 ist eine keramische Filzmatte 7 eingefügt} dabei kann es sich um Fäden aus Basaltsplitt handeln, die zu einem feinen Gespinst verarbeitet sind. Die Filzmatte sorgt dafür, daß ein federndes Glied zwischen dem Metallmantel 1 und der Metallumkleidung 5 vorhanden ist.

Da der größere Teil des Värmegefalles zwischen dem Innenraum des Rohres und der Außenluft von den beiden Schichten 8 und 9 der feuerfesten Ausmauerung aufgenommen wird, nehmen der Mantel 1 und die Kompensatorl eist en 2 keine übermäßig hohen Temperaturen an. Man wird bei Temperaturen des Innenraumes im Bereich von 100O⁰C mit einer Er-

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wärmung auf etwa 300 bis 400⁰C su rechnen haben, bei der Stähle verschiedenster Art den Anforderungen genügen.

Die neue Ausbildung des Rohrstücks hat den Vorteil, daß die feuerfeste Ausmauerung unter Ausnutzung des vorhandenen Innendrucks ständig unter Spannung und damit dicht gehalten wird. Der Innendruck führt su einem entsprechenden Zusammendrücken der Kompensatorleiste. Bei einem Innendruck von 40 bar würde bei einer 1 m hohen und 7 cm breiten (in Radialrichtung gerechnet) Kompensatorleiste die Zugkraft in dem Blechmantel 40 . 100 .7-28 000 kg betragen. Durch diese Kraft wird das Mauerwerk unter Spannung gehalten, wobei ebenfalle die Ausdehnung des Mauerwerks in allen Temperaturbereichen aufgenommen wird. Solange ein genügend hoher Innendruck innerhalb des Apparates vorherrscht, ist die Dichtheit des Mauerwerks gewährleistet.

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Leerse ite

Claims

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Radt, Finkcner, Emesti

Patentanwälte

Gesellschaft mxt beschrankter

Telegrammadresse: Radtpalent Bochum Haf "tUHC

. 4630 Bochum

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Patentansprüche

1. Zum Hindurchleiten unter hohem Druck und hoher Temperatur stehender Gase dienender zylindrischer Rohrkörper, "bei dem eine feuerfeste Auskleidung von einer Metallumkleidung umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Met auskleidung (5) ein koaxialer, zylindrischer, sich über die ganze Rohrhöhe erstreckender Metallmantel (1) vorgesehen ist, der die feuerfeste Ausmauerung (8, 9) unter Spannung hält und in einzelne senkrechte Abschnitte aufgeteilt ist, zwischen denen Kompensatorleisten (2) angeordnet sind.

2. Rohrkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensatorleisten (2) aus an die Atmosphäre angeschlossenen Hohlrohren bestehen.

3. Rohrkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlrohre (2) von Wänden begrenzt sind, die quer zu den Wänden des Metallmantels (1) stehen und durch Schweißung damit verbunden sind.

H-. Rohrkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfeste Auskleidung aus einer inneren Schicht (8) aus massiven Korundsteinen und einer äußeren Schicht (9) von Steinen aus Hohlkugelkorund aufgebaut ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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5. Rohrkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfeste Auskleidung aus mit geschliffenen
Flächen fugenlos aneinandergefügten Steinen besteht.

6. Rohrkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Raum zwischen dem Metallmantel (1) und der Metallumkleidung (5) aufeinandergestellte Ringkörper (6) und zwischen diesen und dem
Metallmantel (1) eine Filzmatte (7) liegt.