DE2820174C2 - Wärmedämmende Innenauskleidung für heiße Gase aufnehmende Gehälter oder Rohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine wärmedämmende Innenauskleidung für heiße Gase aufnehmende Behälter oder Rohre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine bekannte wärmedämmende Innenauskleidung für Rohrleitungen von Kernreaktoren ist aus einer inneren Wand und einer zwischen dem Rohr und der inneren Wand angeordneten wärmedämmenden Zwischenschicht zusammengesetzt. Die innere Wand besteht dabei aus ringförmigen Abschnitten aus wärmedämmendem keramischem Material in Form eines monolithischen Körpers oder mehrerer zusammengesetzter Segmente. Die wärmedämmende Zwischenschicht besteht aus doppelwandigen Ringkörpern, deren Innendurchmesser zur Vorspannung der inneren Wand verkleinerbar ist. Hierzu wird in die Ringkörper ein Fluid unter Druck eingeleitet (DE-OS 22 43 995).

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, daß ohne Vorspannung der Innenauskleidung die Größe der Zwischenräume zwischen den Formkörpern aus wärmedämmendem keramischen Material gering ist und daß Wärmedehnungen der Innenauskleidung, insbesönder entlang ihres Umfanges, infolge unterschiedlicher Temperaturen im Inneren des Rohres oder Behälters aufgenommen werden können, ohne daß zusätzliche Spannungen in den Formkörpern auftreten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die wärmedämmende Zwischenschicht aus einem geschlossenen Verband von keilförmigen, wärmedämmenden Verschlußsteinen und zwischen diesen Verschlußsteinen eingelegten wärmedämmenden Formkörpern besteht, daß die Verschlußsteine einen sich radial nach innen verjüngenden Querschnitt aufweisen und an der inneren Wand mittels metallischer Verankerungen befestigt sind und daß zwischen den Verschlußsteinen und dem Behälter oder Rohr Dehnungsspahe vorgesehen sind die eine radiale Verschiebbarkeit der Verschlußsteine infolge der thermischen Ausdehnung ihrer Verankerungen gewährleisten.

Ein Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung ausgekleideten Rohres ist in den F i g. 1 und 2 in zwei Schnitten dargestellt. F i g. 3 zeigte einen Ausschnitt aus der F i g. 1 mit einer Spannschraube als metallische Ver-■mkerung eines Verschlußsteines der Innenauskleidung an der inneren Wand.

Gemäß F i g. 1 befindet sich im Innenraum 1 eines Rohres 2 ein strömendes Gas mit einer Temperatur von beispielsweise mehr als 700° C, das außerdem noch unter einem Überdruck gegenüber der Atmosphäre stehen kann. Die Druckdifferenz wird von der Wand des Rohres 2 aufgenommen. Der Innenraum 1 wird von dem Gasführungsrohr 3 begrenzt, das die innere Wand der wärmedämmenden Innenauskleidung bildet und das man im Falle der entsprechenden Auskleidung eines Behälters als Innenbehälter bezeichnen könnte.

Das Gasführungsrohr 3 besteht aus einzelnen Segmenten 3a, 3b, die über Nut und Feder ineinandergreifen und zusammen das Gasführungsrohr bilden. Dieses Gasführungsrohr kann auch als monolithisches Rohr bzw. als monolithischer Körper ausgebildet sein. An die Außenfläche des Gasführungsrohres 3 grenzen Verschlußsteine 4 an. Diese Verschlußsteine 4 sind keilförmig ausgebildet und weisen außen eine große und innen an der Berührungsstelle mit dem Gasführungsrohr 3 eine kleine Querschnittsfläche auf.

Wie F i g. 3 zeigt, sind die Verschlußsteine 4 mit. dem Gasführungsrohr 3 über metallische Verankerungen 5 fest verbunden. Zwischen je zwei Verschlußsteinen 4 ist je ein wärmedämmender Formkörper 6 eingelegt, der ebenfalls ein Formstein ist, aber auch eine fasergefüllte Formschale oder ein mit Schüttgut gefüllter Kassettenbereich sein kann. Im Ausführungsbeispiel ist noch eine weitere Schicht aus Verschlußsteinen 4a mit dazwischenliegenden wärmedämmenden Formkörpern 6a vorgesehen. Zwischen dem äußeren Umfang dieser Schicht und dem Rohr 2 befindet sich eine Gießmasse 7, die den Montagespalt zwischen den Verschlußsteinen 4a bzw. den Formkörpern 6a und der Innenwand des Rohres 2 ausfüllt und außerdem zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen des Rohres 2 dient.

F i g. 2 zeigt im Längsschnitt, daß die Formsteine einzelne Schüsse bilden, die über Nut und Federkombinationen 8,9,10 ineinander eingreifen.

Wie insbesondere aus F i g. 1 und 3 zu ersehen ist, befindet sich zwischen den Verschlußsteinen 4 und den außen angrenzenden Isoliersteinen 6a ein Zwischenraum. Dieser Zwischenraum ist vor allem im kalten Zustand vorhanden. Da der Ausdehnungskoeffizient <x der metallischen Verankerung 5 wesentlich größer ist als der Ausdehnungskoeffizient χ der keramischen Verschlußsteine 4, wandert bei zunehmender Erwärmung der Verschlußstein 4 nach außen. Hierdurch erhält jeder Isolierstein, der zwischen zwei Verschlußsteinen angeordnet ist, Platz, um sich seinerseits entsprechend seinem Ausdehnungskoeffizienten ausdehnen zu können.
Das Ausdehnungsverhalten der metallischen Veran-

kerung und der Formkörper bzw. VerschluBsteine kann durch Wahl des Keilwinkels der Verschlußsteine so eingestellt werden, daß bei allen vorkommenden Temperaturen keine nennenswerten Zwischenräume zwischen den einzelnen Steinen und auch keine Spannungen entstehen. Bei Erwärmung des Rohres bzw. des Behälters ergibt sich also lediglich eine kleine Aufweitung der Innenauskleidung im Durchmesser. Diese Aufweitung entspricht etwa der Ausdehnung des (kälteren) Rohres 2, so daß eine vo,-: Wärmespannungen weitgehend freie Anordnung gegeben ist.

Um das Herauswandern der Verschlußsteine 4 bei zunehmender Temperatur definiert sicherzustellen, weist vorteilhafterweise die metallische Verankerung 5 eine scheibenförmige Erweiterung 11 auf, die innen an einer Oberfläche des Verschlußsteines 4 anliegt und diesen bei Ausdehnung der mechanischen Verankerung nach außen drückt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Wärmedämmende Innenauskleidung für heiße Gase aufnehmende Behälter oder Rohre,
zusammengesetzt aus einer inneren Wand und einer zwischen der inneren Wand und dem Behälter oder Rohr angeordneten wärmedämmenden Zwischenschicht, wobei die innere Wand aus einem monolithischen Körper oder aus einem Verband keilförmiger Formkörper jeweils aus wärmedämmendem, keramischem Material besteht, dadurch gekennzeichnet,

daß die wärmedämmende Zwischenschicht aus einem geschlossenen Verband von wärmedämmenden Verschlußsteinen (4) und zwischen diesen Verschlußsteinen eingelegten wärmedämmenden Formkörpern (6) besteht,

daß die Verschlußsteine einen sich radial nach innen verjüngenden Querschnitt aufweisen und an der inneren Wacd (3) mittels metallischer Verankerungen (5) befestig* sind

und daß zwischen den Verschlußsteinen (4) und dem Behälter oder Rohr (2) Dehnungsspalte vorgesehen sind, die eine radiale Verschiebbarkeit der Verschlußsteine (4) infolge der thermischen Ausdehnung ihrer Verankerungen (5) gewährleisten.

2. Innenauskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmedämmende Zwischenschicht aus zwei Schichten mit je einem Kranz aus Verschlußsteinen (4, 4a) und Formkörpern (6, 6a) besteht.

3. Innenauskleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß de.· Raum zwischen der wärmedämmenden Zwischenschicht und dem Behälter oder Rohr mit einer Gießma. ie (7) ausgefüllt ist.