DE4223474A1 - Schachtauskleidung und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schachtauskleidung für Schächte, die zum Zuführen eines Gemisches aus Gas und festen Brennstoffteilchen, wie Braunkohlenteilchen oder Braunkohlenstaub, zu der Feuerung z. B. eines Kessels oder dgl. dienen. Solche Schächte weisen einen äußeren Schacht­ mantel aus Stahl auf, der zunächst in der Regel mit einer wärmeisolierenden Schicht entsprechender radialer Dicke ausgekleidet wird. Auf die Innen­ fläche der wärmeisolierenden Schicht wird dann an Ort und Stelle eine Auskleidung aus feuerfestem Beton ausgeformt. Der Feuerung eines Kessels sind in der Regel mehrere solche Zuführungsschächte zugeordnet, z. B. sechs Schächte pro Feuerung. Durch die Schächte werden die festen Brennstoffteile mit Luft und heißen Abgasen gemischt und über eine beträchtliche Fallhöhe von z. B. etwa 60 m nach unten der Feuerung des Kessels zugeführt. Die innere Auskleidung aus feuerfestem Beton vermag zwar für eine Zeitlang der Wärme und dem aggressiven Verhalten des Brennstoffgemisches standzuhalten. Jedoch müssen die Auskleidungen in bestimmten Zeitabständen erneuert werden. Die Erneuerung einer solchen Auskleidung kann vier bis sechs Wochen in Anspruch nehmen, so daß von den einem Kessel zugeordneten Schächten nur immer einige betriebsbereit sind.

Bei der großen Länge eines solchen Schachtes kann die Betonauskleidung nur in Richtung der Schachtachse abschnittsweise hergestellt werden. Jeder einzelne Abschnitt muß da bei an dem Stahlmantel des Schachtes abgestützt werden. Hierzu sind in der Regel bisher in axialen Abständen im Schacht angeordnete Stahlringe vorgesehen, in deren Höhe zugleich die Trenn- oder Kontaktebene der aufeinanderfolgenden Abschnitte der Betonauskleidung liegen. Diese Halteringe sind in der Regel aus Metall, insb. Stahl. Es hat sich gezeigt, daß die Stahlringe durch die heiße Mischung aus Gasen und Braunkohleteilchen im hohen Maße angegriffen wird und korrodiert. Selbst wenn man im Bereich der Stoßstelle der Betonabschnitte die Ringe ebenfalls mit Beton auskleidet, zeigt sich, daß sich Haarrisse oder dgl. bilden und der Beton im Bereich der Ringe abplatzt, so daß die Ringe dem unmittelbaren Angriff der Mischung ausgesetzt sind. Auch wenn die Betonringe fugenlos aneinander anschließen so fördert doch die Stoßstelle aufgrund des Vorliegens von unterschiedlich abgebundenem Beton die Bildung von feinen Rissen, so daß ein ausreichender Schutz der aus Stahl oder dgl. bestehenden Halteelemente nicht gewährleistet ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung hier Abhilfe zu schaffen und zu gewährleisten, daß die feuerfeste Betonauskleidung die zur Halterung dienenden Elemente zuverlässig vor der Einwirkung der Mischung aus Gasen und Brennstoffen schützt. Zugleich soll eine noch bessere Verankerung der Betonabschnitte am Schachtmantel gewährleistet werden. Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst.

Aufgrund dieser Ausbildung der Schachtauskleidung wird die Übergangsstelle oder Stoßstelle zwischen zwei zeitlich im Abstand hergestellten axialen Abschnitten der Betonauskleidung gegenüber den dem Abschnitt der Beton­ auskleidung zugeordneten Halteelementen deutlich in Richtung der Schachtachse versetzt. Selbst wenn sich an diesen Übergangsstellen aufgrund unterschiedlich abgebundenen Betons feine Haarrisse bilden, besteht doch keine Gefahr, daß durch diese die Gase oder dgl. bis in den Bereich der Halteelemente dringen können. Hinzu kommt, daß durch diese Versetzung jedes Abschnittes gegenüber seinen Haltemitteln erreicht wird, daß die Haltemittel nicht mehr im Bereich einer Übergangs- oder Stoßstelle sondern im deutlichen Abstand davon direkt und vollständig in den feuerfesten Beton eingebettet sind, so daß im Bereich dieser Einbettungsstelle und in axialer Richtung über diesem Bereich und unter diesem Bereich gleichzeitig und gleichförmig angebundene Betonmasse vorliegt.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Schachtauskleidung gemäß Anspruch 3 ausgebildet ist. Hiedurch wird eine noch wesentlich bessere Verbindung zwischen der Betonauskleidung und den Halteelementen sichergestellt, da die Betonmasse den Haltering vielfältig durchdringen und sich in diesem verfestigen kann. Besonders vorteilhaft ist dabei die Verwendung einer Lochplatte oder bevorzugt eines Lochgitters, wie dies näher in den Ansprüchen 4 und 5 angegeben ist.

Eine weitere vorteilhafte Förderung des oben angegebenen Ziels wird durch die Maßnahmen nach Anspruch 7 und/oder nach Anspruch 8 erreicht.

Mit der Erfindung soll zugleich ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung der Auskleidung angegeben werden. Dies wird durch die Lehre der Ansprüche 9 und 10 erreicht.

Das bevorzugt verwendete ringscheibenförmige Lochgitter erhält man in besonders vorteilhafter Weise gemäß der Lehre nach Anspruch 11.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 im Ausschnitt einen Feuerungsschacht mit Schachtauskleidung gemäß der Erfindung im senkrechten Schnitt;

Fig. 2 und Fig. 3 im Ausschnitt abgewandelte Ausführungsformen für ein bei der Auskleidung verwendetes Element;

Fig. 4 im horizontalen Schnitt einen Sektor eines in abgewandelter Weise ausgekleideten Schachtes und

Fig. 5 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 ein abgewandeltes Ausführungs­ beispiel.

Der Schacht 1 weist einen Schachtmantel aus Stahl auf, der auf seiner Innenfläche zunächst mit einer wärmeisolierenden Schicht 4 aus üblichem Isoliermaterial ausgekleidet ist. Auf die Innenfläche dieses Materials ist eine Innenauskleidung vorbestimmter radialer Dicke 12 aus einem feuer­ festen Beton 5 vorgesehen. Da der Schacht eine Fallhöhe bis zu 60 m aufweisen kann, wird die Betonauskleidung an Ort und Stelle und in Form von Abschnitten 6, 6a usw. von vorbestimmter axialer Länge hergestellt. Im Bereich der Stirnflächen 6c, 6b der Abschnitte ergeben sich Stoß- oder Übergangszonen, die wegen der zeitlich verschobenen Herstellung aus unterschiedlich abgebundenen Betonmassen bestehen. Es handelt sich hier um besonders gefährdete Bereiche.

Jeder axiale Betonabschnitt 5 wird am Mantel 3 des Schachtes mit Hilfe einer Abstützeinrichtung 9 abgestützt. Diese besteht aus in Umfangs­ richtung verteilten und am Mantel festgeschraubten oder festgeschweißten Konsolen 10, 11, die bei Blickrichtung radial nach außen eine T-Form aufweisen. Auf dem oberen Querbalken 11 dieses Querschnittes ist ein ringförmiges Halteelement 7 abgestützt. Dieses Halteelement 7 kommt bei der Ausformung des Betons gemäß Fig. 1 in vorbestimmten Abständen 8, 8a von den beiden Stirnflächen 6b, 6c des Betonabschnittes 6 bzw. 6a zu liegen. Der Haltering 7 liegt also außerhalb des zuvor beschriebenen gefährdeten Stoßbereiches zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten.

Jedes ringscheibenförmige Halteelement 7 besteht aus einer Lochplatte 30 gemäß Fig. 4 oder bevorzugt aus einem ringscheibenförmigen Lochgitter, wie dies in Draufsicht in der gestreckten Form in Fig. 2 und in der ringscheibenförmigen Gestalt in Fig. 3 dargestellt ist.

Die Lochplatte 30 nach Fig. 4 kann mit den Durchbrechungen aus Gußstahl hergestellt sein oder in das Ringscheibenelement können die Durch­ brechungen nachträglich eingearbeitet sein.

Bei der bevorzugten Ausführungsform wird von hochkant gestellten gewellten oder bevorzugt polygonal gekröpften Metallbändern ausgegangen, die in Längsrichtung gegeneinander verschoben so angeordnet sind, daß sie eine wabenförmige Gitterkonstruktion ergeben. Bei der Herstellung werden die Streifen in eine entsprechende Form eingelegt und dann im Bereich der Kontaktstellen 23 z. B. durch Punktschweißen fest miteinander verbunden. Es spielt dabei keine Rolle, wenn die Öffnungen 7a verzerrte Wabenöffnungen bilden, was bei der bevorzugten gleichen Ausbildung aller Streifen durch die unterschiedlichen Krümmungsradien bei der Anordnung in der Form unvermeidbar ist. Es sollten mindestens drei solche profilierte Streifen starr miteinander verbunden sein. In Fig. 3 sind vier Streifen 25a bis 25d für das Lochgitter verwendet.

Die Verwendung einer Lochplatte oder eines Lochgitters hat den Vorteil, daß die Durchbrechungen bei der Ausformung des feuerfesten Betons 5 von der Betonmasse vollständig durchdrungen werden, so daß eine besonders innige Verbindung und besonders gute Verankerung die Folge ist. In der bevorzugten Ausführung wird im Bereich des Halteringes 7 der Beton 5 von der üblichen Dicke 12 auf eine größere Dicke 13 verstärkt, wobei die Verstärkung sich nach außen zu in die Isolierung 4 hinein erstreckt. Zur zusätzlichen Kraftaufnahme können die Konsole 9 bzw. das ringförmige Halteelement nach Fig. 5 mit zusätzlichen Kraftaufnahmeelementen versehen sein. Hierbei handelt es sich um gewellte Blechstreifen 34, 35, die an dem Steg 10 der Konsole oder an dem ringförmigen Lochgitter 7 befestigt sind und mit ihren gewellten Abschnitten in den Beton 5 eingreifen und in diesem eingebettet sind.

Die Blechstreifen, die zur Herstellung des ringscheibenförmigen Lochgitters dienen, können z. B. eine Breite von 11 cm aufweisen. Statt der polygonalen Kröpfung kann auch eine wellenförmige Biegung der Streifen vorgesehen sein.

Das Lochgitter wird zweckmäßigerweise vor dem Einbau geglüht, um Spannungen zu beseitigen und die Oberfläche fettfrei zu machen.

Claims (11)

1. Schachtauskleidung für Schächte zum Zuführen eines Gemisches aus Gas und festen Brennstoffteilchen zu der Feuerung eines Kessels, bei dem der Schachtmantel - ggf. unter Zwischenschaltung einer wärmeisolierenden Schicht - mit einer Innenauskleidung aus einem feuerfesten Beton versehen ist, der an Ort und Stelle und in Form von Abschnitten vorbestimmter axialer Länge ausgeformt ist, wobei die Abschnitte jeweils mit Hilfe von in Abständen in Richtung der Schachtachse verteilten und an dem Schachtmantel befestigten ringförmigen Halteelementen abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschnitt (6, 6a) der Innen­ auskleidung (5) aus Beton mittels des zugehörigen ringförmigen Halte­ elementes (7) in einem vorbestimmten Abstand (8, 8a) von den Stirn­ flächen (6b, 6c) des Abschnittes (6, 6a) abgestützt ist.

2. Schachtauskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Halteelement (7) in dem Abschnitt (6) von der äußeren Umfangsfläche aus eingebettet ist.

3. Schachtauskleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Halteelement (7) in Richtung etwa parallel zur Schachtachse (31) durchgehende Durchbrechungen (7a) aufweist, die von dem feuerfesten Beton des Abschnittes (6, 6a) ausgefüllt sind.

4. Schachtauskleidung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement eine ringscheibenförmige Lochplatte oder ein ringscheibenförmiges Lochgitter ist.

5. Schachtauskleidung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ringscheibenförmige Lochgitter (7) aus mindestens drei zueinander konzentrisch und jeweils hochkant angeordneten, gewellten oder gegenüber dem zugehörigen Teilkreis in Umfangsabständen abwechselnd nach innen und nach außen gekröpften und in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Blechstreifen (20, 21, 22) besteht, die an Berührungsbereichen (23) wenigstens punktförmig miteinander starr verbunden, insb. verschweißt sind.

6. Schachtauskleidung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ringscheibenförmige Lochgitter (7) auf in Umfangsabständen angeordneten, am Schachtmantel (3) befestigten Konsolen (10, 11) axial abgestützt ist.

7. Schachtauskleidung mit zwischen dem Mantel und der Innenauskleidung angeordneter Isolierschicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (6, 6a) über einen Bereich seiner axialen Länge, in dem das ringscheibenförmige Lochgitter (7) eingebettet ist, in radialer Richtung nach außen in die Isolierung hinein verstärkt (13) ausgebildet ist.

8. Schachtauskleidung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß gewellte Blechbänder (34, 35) an der Konsole (10, 11) und/oder an dem ringförmigen Lochgitter (7) so befestigt sind, daß sie über einen großen Teil ihrer Länge in den unter dem Lochgitter (7) liegenden Bereich des Abschnittes (6, 6a) eingebettet sind.

9. Verfahren zum Herstellen einer Schachtauskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man jeden Abschnitt der Innenauskleidung in einem Bereich im Abstand von seinen beiden axialen Stirn- oder Stoßflächen an dem Schachtmantel abstützt, daß man dazu beim Ausformen eines axialen Abschnittes der Innenauskleidung aus feuerfestem Beton das ringförmige Halteelement von der äußeren Umfangsfläche des Abschnittes aus im Abstand von beiden Stirnflächen und vollständig in den feuerfesten Beton einbettet.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Halteelement eine ringscheibenförmige Lochplatte oder ein ringscheibenförmiges Lochgitter verwendet und beim Ausformen des Abschnittes aus feuerfestem Beton die Durchbrechungen der Lochplatte oder des Lochgitters mit dem feuerfesten Beton ausfüllt.

11. Verfahren zum Herstellen eines ringscheibenförmigen Lochgitters als Halteelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man von Blechbändern vorbestimmter Breite ausgeht, jedes Band in vorbestimmten Abständen gegenüber der Bandebene abwechselnd nach der einen und nach der anderen Seite bogenförmig ausbiegt oder polygonal kröpft, daß man wenigstens drei solcher Bänder jeweils hochkant und mit den Ausbiegungen oder Kröpfungen im gegenseitigen Kontakt in eine Ringscheibenform von vorbestimmtem Durchmesser anordnet und in dieser Lage die Bänder an wenigstens einigen der gegenseitigen Kontaktstellen miteinander bleibend verbindet, insb. punktförmig verschweißt.