DE3823439A1 - Schalenfoermiges schutzelement fuer rohre - Google Patents
Schalenfoermiges schutzelement fuer rohreInfo
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- F22B37/107—Protection of water tubes
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/44—Details; Accessories
- F23G5/48—Preventing corrosion
Description
Die Erfindung betrifft ein schalenförmiges Schutzelement für Rohre
in hängenden oder geneigt liegenden Rohranordnungen eines Kessels
insbesondere für Müllverbrennungsanlagen.
Die Endstufen im Wasser-Dampf-Kreislauf eines Kessels für
Müllverbrennungsanlagen werden durch im Rauchgasstrom liegende
Rohrbündel oder hängende Rohrschlangen gebildet. Diese als Überhitzer
geschalteten Rohrschlangen sind die im Kessel höchstbeanspruchten,
mit den heißen Rauchgasen berührten Rohrkörper. Die Rauchgase, die
die Überhitzerrohre umströmen, erreichen Temperaturen von 600 Grad
bis 1000 Grad C, wobei die Dampftemperaturen zwischen 370 Grad und
500 Grad C liegen.
Insbesondere die mit den höchsten Dampftemperaturen beaufschlagten
Rohrbereiche sind einer ständigen Hochtemperaturkorrosion ausgesetzt.
Ferner führen chemische und mechanische Einflüsse zu einem schnellen
Materialabtrag der Rohre. Auch können Dampfrußbläser zu Rohrschäden
an den von den Dampfstrahlen berührten Rohrbereichen führen. Es ist
bekannt, den direkt von den Rauchgasen angeströmten Bereich eines
Rohres durch eine Halbschale aus hochlegiertem metallischen Material
zu schützen. Über die Rohre können auch metallische Schutzrohre
geschoben werden, oder die Rohre sind bestiftet und mit einer
feuerfesten Masse bestampft. Diese Schutzmaßnahmen verlängern zwar die
Standzeit der Rohre, aber nur solange die metallischen Halbschalen
oder Schutzrohre nicht selbst korrodieren oder die Stampfmassen
herunterfallen. Der Korrosionsangriff kann plötzlich und auch bei
höherlegiertem Rohrmaterial nach einer relativ kurzen Standzeit von
2000 bis 3000 Betriebsstunden eintreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für hängende oder geneigte
Rohranordnungen ein Schutzelement zu schaffen, das einen wirksamen
Schutz über eine längere Betriebszeit bewirkt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein keramisches fertig gesintertes Schutzelement bietet den besten
Schutz gegen Erosion und Hochtemperaturkorrosion. Durch die Verzahnung
lassen sich die keramischen Halbschalen des Schutzelementes so
zusammenfügen, daß sie nicht auseinanderfallen und das zu schützende
Rohr fest umschließen. Damit kann die Lebensdauer eines im
Rauchgasstrom liegenden Rohres wesentlich verlängert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den Längsschnitt durch einen Kessel,
Fig. 2 die Seitenansicht eines Schutzelementes,
Fig. 3 den Schnitt III-III nach Fig. 2 und
Fig. 4 eine andere Anordnung der Halbschalen.
Ein Kessel für eine Müllverbrennungsanlage ist mit einem Füllschacht 1
ausgerüstet, über den der zu verbrennende Müll einem Walzenrost 2
zugeführt wird. Oberhalb des Walzenrostes 2 besteht ein Feuerraum 3,
in dem der Müll mit Hilfe von Luft verbrannt wird, die über Leitungen
4 dem Walzenrost 2 zugeführt wird. An den Feuerraum 3 schließt sich
rauchgasseitig ein Dampferzeuger an, der aus einem ersten Kesselzug 5,
einem zweiten Kesselzug 6 und einem die beiden Kesselzüge 5, 6
verbindenden Querzug 7 gebildet ist. In dem Querzug 7 und dem zweiten
Kesselzug 6 sind Rohrschlangen 8 und Rohrbündel 9 angeordnet, die als
Überhitzer und als Economiser geschaltet sind.
Die Rohrgruppe, die am stärksten durch Hochtemperaturkorrosion und
Erosion gefährdet ist, sind die als Überhitzer geschalteten, hängenden
Rohrschlangen 8 im Querzug 7. Zumindest die Rohre 10 der von Rauchgas
zuerst angeströmten Rohrschlangen 8 sind durch keramische
Schutzelemente 11 vorzugsweise aus SiC geschützt.
Das Schutzelement 11 weist eine runde oder mehreckige Außenkontur auf.
Aus fertigungstechnischen Gründen empfiehlt sich eine achteckige Form.
Das Schutzelement 11 besteht aus zwei Halbschalen 12, 13, deren
Innenseite der Krümmung der Oberfläche des Rohres 10 angepaßt ist.
Die beiden Halbschalen 12, 13 umschließen das Rohr 10 vollständig.
Der verbleibende Spalt 14 zwischen dem Rohr 10 und den Halbschalen
12, 13 ist mit einem Feuerfestmörtelkitt ausgefüllt. Auf diese Weise
sind die Halbschalen 12, 13 an dem Rohr 10 befestigt, und gleichzeitig
ist für einen nicht unterbrochenen Wärmeübergang von dem Rohr 10 auf
die Halbschalen 12, 13 des Schutzelementes 11 gesorgt. Mehrere
derartiger Schutzelemente 11 sind übereinander auf einem Rohr 10
befestigt.
Zur zusätzlichen Befestigung der Halbschalen 12, 13 auf dem Rohr 10
sind die einander berührenden Schalenkanten mit einer Verzahnung 15
versehen. Die Zähne der auf jeder Halbschale 12, 13 vorhandenen
Verzahnung 15 weisen eine dreieckige Querschnittsform auf mit zwei
ungleich langen, unter einem Winkel zur Längsachse der Halbschalen
12, 13 verlaufenden Zahnflanken 16, 17. Im Zahngrund gehen die
Zahnflanken 16, 17 über eine Abrundung ineinander über. Die nach
außen vorspringenden Kanten der Zähne sind abgeschrägt. Die beiden
Halbschalen 12, 13 werden so zusammengefügt, daß die kürzeren,
tragenden Zahnflanken 17 unter einem flachen Winkel zur Horizontalen
nach unten weisen. Vor dem Zusammenbau wird ein Feuerfestmörtelkitt
zwischen die Zahnflanken 16, 17 der Verzahnung 15 gegeben. Für den
Fall, daß sich die über den Feuerfestmörtelkitt bewirkte Verbindung
einer der Halbschalen 12, 13 mit dem Rohr 10 lösen sollte, wird diese
Halbschale 12 über die Verzahnung 15 durch die andere Halbschale 13
in Position gehalten.
Gemäß Fig. 2 liegen die Halbschalen 12, 13 zur Bildung eines
Schutzelementes 11 auf gleicher Höhe einander gegenüber. Die
Halbschalen 12, 13 können auch, wie in Fig. 4 gezeigt ist, versetzt
miteinander verklammert werden, so daß sie in Längsrichtung des
Rohres 10 einen Verbund bilden.
Claims (5)
1. Schalenförmiges Schutzelement für Rohre (10) in hängenden oder
geneigt liegenden Rohranordnungen eines Kessels insbesondere für
Müllverbrennungsanlagen, gekennzeichnet durch zwei keramische
Halbschalen (12, 13), die auf der Innenseite eine der Rohrgeometrie
angepaßte Kontur aufweisen, das Rohr (10) fest umschließen und an
den einander berührenden Schalenflanken mit einer Verzahnung (15)
versehen sind, wobei die Verzahnungen (15) der Halbschalen (12, 13)
ineinander greifen.
2. Schutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein
zwischen dem Rohr (10) und der Innenseite der Halbschalen (12, 13)
sowie zwischen den Verzahnungen (15) der Halbschalen (12, 13)
verbleibender Spalt mit einem Feuerfestmörtelkitt ausgefüllt ist.
3. Schutzelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verzahnung (15) eine dreieckige Querschnittsform mit zwei
ungleich langen, unter einem Winkel zur Längsachse der Halbschalen
(12, 13) verlaufenden Zahnflanken (16, 17) aufweist und daß im
eingebauten Zustand die kürzeren Zahnflanken (17) nach unten
weisen.
4. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zahngrund mit Abrundung versehen ist.
5. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Halbschalen (12, 13) in Längsrichtung
versetzt gegeneinander angeordnet sind.
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