DE4223474C2 - Schachtauskleidung und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schachtauskleidung für Schächte zum Zuführen eines Gemi­ sches 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 vorbestimmte axialer Länge ausgeformt ist, wobei die Ab­ schnitte jeweils mit Hilfe von in Abständen in Richtung der Schachtachse verteilten und an dem Schachtmantel befestigten ringförmigen Halteelementen abgestützt sind.

Solche Schächte dienen unter anderem zum Zuführen von Braunkohlenteilchen oder Braunkohlenstaub zu der Feuerung eines Kessels. Sie weisen einen äußeren Schacht­ mantel aus Stahl auf, der zunächst in der Regel mit einer wärmeisolierenden Schicht ent­ sprechender radialer Dicke ausgekleidet wird. Auf die Innenfläche 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 zu­ geordnet, z. B. 6 Schächte pro Feuerung. Durch die Schächte werden die festen Brenn­ stoffteile 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 4 bis 6 Wochen in Anspruch nehmen, so daß von dem einem Kessel zugeordneten Schächten immer einige betriebsbereit sind.

Aus der DD-PS 1 38 813 ist zur Erhöhung der Standzeit der Auskleidung bekannt, die innere Auskleidung aus einer homogenen Schicht aus Schleuderbeton bestehen zu las­ sen, der auf die innere Wandung eines rotationssymmetrischen, vorzugsweise mehrfach geteilten Doppelmantels aufgebracht ist. Der Doppelmantel besteht aus einem Innen- und einem Außenmantel, wobei der Raum zwischen dem Innenmantel und dem Außen­ mantel einen Kühlquerschnitt bildet und der Außenmantel mit einer Isolierschicht bedeckt ist, welche von einem Feinblechmantel umschlossen ist.

Schon aufgrund der großen Länge von derartigen Schächten - auch Rauchgasrücksaug­ schächten genannt - kann die Betonauskleidung nur in Richtung der Schachtachse ab­ schnittsweise hergestellt werden. Jeder einzelne Abschnitt muß dabei an dem Stahlman­ tel des Schachtes abgestützt werden. Hierzu sind in der Regel bisher in axialen Abstän­ den 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, insbesondere Stahl. Es hat sich gezeigt, daß die Stahlringe durch die heiße Mischung aus Gasen und Braunkohleteilchen in ho­ hem Maße angegriffen werden und korrodieren. Selbst wenn man im Bereich der Stoß­ stelle der Betonabschnitte die Ringe ebenfalls mit Beton auskleidet, zeigt sich, daß sich Haarrisse oder dergleichen bilden und der Beton im Bereich der Ringe abplatzt, so daß die Ringe dem unmittelbaren Angriff der Mischung ausgesetzt sind. Auch wenn die Be­ tonringe 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 dadurch gelöst, daß jeder Abschnitt der Innenauskleidung aus Beton mittels des zugehörigen ringförmigen Halteelementes in einem vorbestimmten Abstand von den Stirnflächen des Abschnittes abgestützt ist.

Aufgrund dieser Ausbildung der Schachtauskleidung wird die Übergangsstelle oder Stoßstelle zwischen zwei zeitlich im Abstand hergestellten axialen Abschnitten der Be­ tonauskleidung gegenüber den dem Abschnitt der Betonauskleidung zugeordneten Hal­ teelementen 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 Ab­ schnittes 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 Ein­ bettungsstelle und in axialer Richtung über diesem Bereich und unter diesem Bereich gleichzeitig und gleichförmig angebundene Betonmasse vorliegt.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn das ringförmige Halteelement in Richtung etwa parallel zur Schachtachse durchgehende Durchbrechungen aufweist, die von dem feuer­ festen Beton des Abschnittes ausgefüllt sind.

Hierdurch wird eine noch wesentlich bessere Verbindung zwischen der Betonauskleidung und den Halteelementen sichergestellt, da die Betonmasse den Haltering vielfältig durch­ dringen und in diesem verfestigen kann.

Besonders vorteilhaft ist dabei die Verwendung einer ringscheibenförmigen Lochplatte oder eines ringscheibenförmigen Lochgitters.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das ringscheibenförmige Lochgitter zumindestens drei zueinander konzentrisch und jeweils hochkant angeordneten, gewählten oder gegenüber dem zugehörigen Teilkreis in Umfangsabständen abwechselnd nach innen und nach au­ ßen gekröpften und in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Blechstreifen besteht, die an Berührungsbereichen wenigstens punktförmig miteinander starr verbunden, insbe­ sondere verschweißt, sind.

Die oben angegebenen Ziele werden noch weiter dadurch gefördert, daß das ringschei­ benförmige Lochgitter auf in Umfangsabständen angeordneten, am Schachtmantel be­ festigten Konsolen axial abgestützt ist.

Eine Schachtauskleidung mit zwischen dem Mantel und der Innenauskleidung angeord­ neter Isolierschicht ist auch dann besonders geeignet, wenn der Abschnitt über einen Bereich seiner axialen Länge, in dem das ringscheibenförmige Lochgitter eingebettet ist, in radialer Richtung nach außen in die Isolierung hinein verstärkt ausgebildet ist.

Bevorzugt sind gewellte Blechbänder an der Konsole und/oder an dem ringförmigen Lochgitter so befestigt, daß sie über einen großen Teil ihrer Länge in den unter dem Lochgitter liegenden Bereich des Abschnittes eingebettet sind.

Mit der Erfindung soll zugleich ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung der Ausklei­ dung angegeben werden.

Dies wird durch ein Verfahren erreicht, bei dem man jeden Abschnitt der Innenausklei­ dung in einem Bereich im Abstand von seinen beiden axialen Stirn- oder Stoßflächen an dem Schachtmantel abstützt, bei dem man dazu beim Ausformen eines axialen Abschnit­ tes 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.

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 (9)

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 Innenausklei-
dung 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 Innenauskleidung (5) aus Beton mittels des zugehöri­ gen ringförmigen Halteelementes (7) in einem vorbestimmten Abstand (8, 8a) von den Stirnflächen (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 Umfangs­ fläche 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 ringscheibenför­ miges Lochgitter ist.

5. Schachtauskleidung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ringscheibenförmige Lochgitter (7) aus mindestens drei zueinander konzen­ trisch und jeweils hochkant angeordneten, gewellten oder gegenüber dem zugehöri­ gen Teilkreis in Umfangsabständen abwechselnd nach innen und nach außen ge­ kröpften und in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Blechstreifen (20, 21, 22) besteht, die an Berührungsbereichen (23) wenigstens punktförmig miteinander starr verbunden, insbesondere 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 angeordne­ ter Isolierschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 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 ringförmi­ gen 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 sei­ nen beiden axialen Stirn- oder Stoßflächen an dem Schachtmantel abstützt, daß man dazu beim Ausformen eines axialen Abschnittes der Innenauskleidung aus feuerfe­ stem Beton das ringförmige Halteelement von der äußeren Umfangsfläche des Ab­ schnittes aus im Abstand von beiden Stirnflächen und vollständig in den feuerfesten Beton einbettet.