DE4335707C2 - Verkleidung einer Brennkammerwand - Google Patents

Verkleidung einer Brennkammerwand

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Description

Die Erfindung betrifft eine Verkleidung an einer Wärmetauscherrohre aufweisenden Brennkammerwand mit einer wärmeisolierenden, feuerfesten keramischen Schicht und mit diese abdeckenden, feuerfesten keramischen Platten, die an der Brennkammerwand befestigt sind, wobei die Schicht zwischen den Wärmetauscherrohren und den Platten angeordnet ist.
Solche Verkleidungen werden beispielsweise bei Müllverbrennungsanlagen verwendet. Eine Brennkammer-Wandverkleidung der eingangs genannten Art ist in dem DE-GM 90 17 334 beschrieben. Als Wärmeisolationsschicht wird beispielsweise Schamotte verwendet. Die Platten schützen diese gegen hohe thermische und aggressive Beanspruchungen, die beispielsweise in der Brennkammer einer Müllverbrennungsanlage auftreten. Die Platten bestehen aus Siliciumcarbid.
Die Platten nach dem DE-GM 90 17 334 sind im wesentlichen - bis auf kegelförmige Einbuchtungen im Bereich von Befestigungsstiften - plan. Dementsprechend ist die Dicke der Keramikschicht, die zwischen den Platten und der Brennkammerwand liegt, unterschiedlich. Sie ist zwischen den Wärmetauscherrohren bedeutend größer als bei den Wärmetauscherrohren. Dadurch ergeben sich zusätzliche thermische Spannungen. Zur Aufnahme unterschiedlicher material- und temperaturbedingter Dehnungen ist eine zusätzliche Zwischenplatte vorgesehen. Diese bedeutet einen zusätzlichen Bauaufwand und kann thermische Spannungen in Richtung der Ebene der Wand nicht ausgleichen.
Aus der US 3,120,869 ist eine Wärmetauscherwand bekannt, bei der die Wärmetauscherrohre an einer Metallplatte angeschweißt sind. Die Metallplatte kann entsprechend dem Außendurchmesser der Wärmetauscherrohre sinusförmig gewellt oder eben sein. Eine wärmeisolierende, feuerfeste keramische Schicht bzw. diese abdeckende, feuerfeste keramische Platten sind nicht vorgesehen.
Aus der DE-OS 10 47 977 ist eine Wand für Feuerräume und Rauchgaszüge bekannt bei der die Rohre an ein Wellblech angeschweißt sind. Auch hier sind weder eine feuerfeste keramische Schicht noch feuerfeste keramische Platten vorgesehen.
Aus der US 3,139,866 ist eine Ofenwand bekannt, bei der Rohre mit Bolzen zum Schutz gegen die Ofenatmosphäre in eine feuerfeste Schicht eingebettet sind. Die Schicht ist - über die Ofenwand gesehen - nicht gleich dick, sondern zwischen den Rohren dicker oder dünner als im übrigen bei den Bolzen. Auch sind keine keramischen Platten zum Schutz der Schicht vorgesehen.
In der DE 41 15 714 A1 sind als Verkleidung einer Brennkammerwand Röhrenblöcke vorgesehen, die mit Rippen direkt an den Wärmetauscherrohren anliegen. Nur zwischen den Rippen ist eine Mörtelschicht vorgesehen, die im Verhältnis zu der Dicke der Röhrenblöcke sehr dünn und nicht durchgängig ist und lediglich Luftzwischenräume eliminieren soll.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine feuerfeste Verkleidung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, in der thermische Spannungen vermindert sind, um Rißbildungen und Abplatzungen zu vermeiden.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Verkleidung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Form der Platten dem Profil der Anordnung der Wärmetauscherrohre angepaßt ist und die Schicht an der Brennkammerwand durchgehend im wesentlichen gleich dick ist.
Durch die gleichmäßige Dicke der Schicht ist bei den bestehenden thermischen Beanspruchungen die Gefahr von Rißbildungen und Abplatzungen infolge thermischer Spannungen verringert. Die gleichmäßige Schichtdicke ist auf einfache Weise dadurch erreicht, daß die Platten das Profil der Wärmetauscherrohre und der zwischen ihnen bestehenden Stege der Brennkammerwand in etwa nachbilden. Vorzugsweise weisen auch die Platten durchgehend gleiche Wandstärke auf.
Da die Platten nicht plan sind, ist ihre Oberfläche vergrößert. Dadurch ist die Wärmeleitung aus der Brennkammer auf die Brennkammerwand verbessert.
Die im wesentlichen gleichmäßige Dicke der wärmeisolierenden Schicht läßt sich je nach den wärmetechnischen Erfordernissen bemessen. Wenn höhere Temperaturen an der Brennkammerwand bzw. den Wärmetauscherrohren gewünscht sind, wird die Schicht dünner gewählt, als wenn niedrigere Temperaturen gefordert sind.
Für die Schicht eignen sich billige keramische Materialien, die in jedem Fall durch die Platten korrosionsgeschützt sind. Nur die Platten, die vorzugsweise dünner sind als die Schicht, brauchen aus einem hochwertigen, schlackenbeständigen Material, beispielsweise SiC, zu bestehen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung. Die Figur zeigt einen Querschnitt einer verkleideten Brennkammerwand schematisch.
Eine Brennkammerwand (1) eines Feuerraums (2) einer Müllverbrennungsanlage besteht aus parallelen Wärmetauscherrohren (3) und diese verbindenden Stegen (4). Die Brennkammerwand (1) trägt feuerraumseitig eine Verkleidung, die eine feuerfeste keramische Schicht (5) und diese feuerraumseitig abdeckende Platten (6) aufweist.
Die Platten (6) sind gewellt. Die Wellung ist dabei so gestaltet, daß sie das feuerraumseitige, von den Wärmetauscherrohren (3) und den Stegen (4) bestimmte Profil der Brennkammerwand (1) im wesentlichen nachbildet. Dementsprechend ist die Schicht (5) an der Brennkammerwand (1) im wesentlichen gleich dick (Dicke D).
An den Stegen (4) oder den Wärmetauscherrohren (3) sind zur Befestigung der Platten (6) keramische oder metallische Stifte (7) angeordnet. Die Stifte (7) sind mit Gewinden versehen, auf die, beispielsweise keramische, Kappen (8) aufschraubbar sind, die in entsprechende Ausnehmungen der Platten (6) eingesetzt sind. Zwischen den von benachbarten Stiften (7) bzw. Kappen (8) gebildeten Befestigungsstellen liegt wenigstens eine Welle der Platten (6), was gewisse Dehnungsmöglichkeiten erlaubt.
Die Platten (6) weisen durchgehend gleiche Wandstärke (d) auf. Die Wandstärke (d) liegt etwa zwischen 3 mm und 10 mm. Die Dicke (D) der Schicht (5) steht zur Wandstärke (d) im Verhältnis von 1 : 1 bis 10 : 1.
Die Platten (6) sind aus einer SiC-Keramik gebrannte Bauteile. Sie können je nach Bedarf in den unterschiedlichsten Abmessungen verwendet werden. Die Schicht (5) besteht aus einer Feuerkittmasse. Die Qualität und die Dicke (D) der Feuerkittmasse wird je nach den wärmetechnischen Erfordernissen der jeweiligen Anlage gewählt.
Für die Platten (6) können in allen Einsatzfällen gleiche Bauteile verwendet werden.

Claims (9)

1. Verkleidung an einer Wärmetauscherrohre aufweisenden Brennkammerwand (1) mit einer wärmeisolierenden, feuerfesten keramischen Schicht (5) und mit diese abdeckenden, feuerfesten keramischen Platten (6), die an der Brennkammerwand (1) befestigt sind, wobei die Schicht (5) zwischen den Wärmetauscherrohren (3) und den Platten (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Platten (6) dem Profil der Anordnung der Wärmetauscherrohre (3) angepaßt ist und die Schicht (5) an der Brennkammerwand (1) durchgehend im wesentlichen gleich dick (D) ist.
2. Verkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) gewellt sind.
3. Verkleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) durchgehend gleiche Wandstärke (d) aufweisen.
4. Verkleidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (d) der Platten (6) zur Dicke (D) der Schicht (5) im Verhältnis 1 : 1 bis 1 : 10 steht.
5. Verkleidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (d) der Platten (6) 3 mm bis 10 mm beträgt.
6. Verkleidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) aus einer SiC-Keramik bestehen.
7. Verkleidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Schicht (5) und deren Dicke (D) an die jeweiligen wärmetechnischen Erfordernisse der Verkleidung angepaßt sind.
8. Verkleidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6) mittels Stiften (7) an der Brennkammerwand (1) befestigt sind.
9. Verkleidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherrohre (3) mittels Stegen (4) miteinander verbunden sind.
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