DE60028904T2 - Rohrplatte und rohrschutzvorrichtung und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Rohrplatte und rohrschutzvorrichtung und verfahren zu deren herstellung Download PDF

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Description

  • Diese Erfindung betrifft eine Rohrwandschutzvorrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Rohrwandschutzvorrichtung zur Verwendung mit einem Kessel, der einen Einlass und einen Auslass und wenigstens zwei Rohre aufweist, die sich von einer Rohrwand aus erstrecken, die den Einlass bedeckt.
  • Herkömmliche Rohr- und Rohrwandschutzvorrichtungen enthalten Endhülsen mit runden Kragen, die mit Schäften verbunden sind. Die Schäfte der Endhülsen sind in Rohre eingeführt, die von einer Rohrwand vorragen, die den Einlass eines Behälters bedeckt. Um die Zwischenräume zu füllen, die sich zwischen den Endhülsen, wenn die runden Kragen der Endhülsen nebeneinander angeordnet sind, und einem Abdeckteil der Rohrwand bilden, werden die Endhülsen mit einer gießbaren oder aus Kunststoff gebildeten hitzebeständigen Verkleidung eingebaut, die mit Ankermitteln aus rostfreiem Stahl verankert ist. Durch Verwendung einer gießbaren oder aus Kunststoff gebildeten hitzebeständigen Verkleidung werden die Lücken zwischen den Endhülsen gefüllt, so dass die gesamte Rohrwand bedeckt ist. Die Schäfte herkömmlicher Endhülsen sind mit einer Isolierung umhüllt. Jedoch sind die runden Kragen herkömmlicher Endhülsen gewöhnlich nicht mit einer Isolierung umhüllt.
  • Ein Nachteil bei herkömmlichen Rohrwand- und Rohrschutzvorrichtungen besteht darin, dass zwischen den Kragen der Endhülsen und den Ankern keine ausreichende Isolierung vorhanden ist. Somit werden die Anker und Endhülsen, insbesondere diejenigen in der Mitte der Rohrwand, beschädigt oder tatsächlich zerstört, wenn der Behälter bei hohen Temperaturen arbeitet. Derartige Vorrichtungen sind insbesondere für Behälter, die mit Sauerstoff angereicherter Luft betrieben werden, aufgrund der hohen Temperaturen, die diese Behälter erreichen, nicht ausreichend.
  • Ein weiterer Nachteil bei herkömmlichen Rohrwandschutzvorrichtungen liegt darin, dass die Endhülsen nicht ohne weiteres einzeln herausgenommen und ersetzt werden können, weil sie eingebaut sind, indem sie mit einem gießbaren oder plastischen hitzebeständigen Material umgeben sind. Dies stellt ein kostspieliges Problem dar, weil die Endhülsen infolge einer Beschädigung oder Zerstörung, die sie erfahren, periodisch ersetzt werden müssen. Außerdem hat eine Beschädigung an den Endhülsen gewöhnlich eine ernsthafte Beschädigung sowohl an den Rohren als auch an der Rohrwand zur Folge. Das Nettoergebnis dieser Endhülsenbeschädigung ist eine teure Reparatur zum Auswechseln der Rohre. Ein noch weiterer Nachteil bei herkömmlichen Rohr- und Rohrwandschutzvorrichtungen liegt darin, dass derartige Vorrichtungen erhebliche Mengen eines gießbaren oder plastischen hitzebeständigen Materials erfordern, das zwischen die Lücken, die durch die runden Endhülsenkragen gebildet sind, eingefüllt werden muss.
  • US-5 775 269 betrifft eine Kesselschutzrohranordnung. Insbesondere weist die Kesselschutzrohranordnung mehrere Keramikmuffen auf, die jeweils konfiguriert sind, um in einem Kondensatorrohr eines Kessels mit einer Heizrohrwand aufgenommen zu werden. Außerdem weist jede keramische Muffe einen Keramikblock auf, dessen Dimensionen größer sind als der Außendurchmesser eines Kondensatorrohrs.
  • Um diese Nachteile zu überwinden, wird eine Rohrwandschutzvorrichtung benötigt, die im Vergleich zu den gegenwärtigen herkömmmlichen Vorrichtungen eine bessere Isolierung zur Verfügung stellt. Diese Vorrichtung sollte in der Lage sein, hohen Temperaturen standzuhalten, und sollte vorzugsweise Endhülsen aufweisen, die einzeln ausgetauscht werden können.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung sowohl eine Rohrwand- als auch eine Rohrschutzvorrichtung zu schaffen, die Endhülsen aufweist, die in geeigneter Weise einzeln herausgenommen werden können, um einen besseren Zugang zu schaffen, wenn entweder eine Reparatur oder ein Austausch einer einzelnen Endhülse vorgenommen wird.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Rohrwand- und Rohrschutzvorrichtung zu schaffen, die Endhülsen mit isolierten Kragen und Schäften aufweist, so dass eine zusätzliche Isolierung für die gesamte Einrichtung geschaffen wird.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine bessere Isolierung für die Rohre und die Heizrohrwand eines Behälters zu schaffen, so dass der Behälter bei Temperaturen bis zu und einschließlich wenigstens ungefähr 1649°C (3000°F) sicher arbeiten kann.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Rohrwandschutzvorrichtung zu schaffen, die so gut wie kein gießbares oder plastisches hitzebeständiges Material enthält und keine Ankermittel erfordert, so dass die Endhülsen einfach und bei verringerter Montagezeit eingebaut werden können.
  • Ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Rohrwandschutzvorrichtung mit Endhülsen zu schaf fen, die derart gestaltet sind, dass sie zusammenpassen und eine Abdichtung über einer die Heizrohrwand bedeckenden Isolierplatte bilden.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Rohrwandschutzvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 geschaffen. Die Rohrwand- und Rohrschutzvorrichtung kann eine Isolationsplatte enthalten, die an einer Rohrwand montiert ist, die den Einlass eines Kessels bedeckt. Darüber hinaus kann sie mit einer Isolierung umhüllte Endhülsen enthalten, die jeweils einen mit einem Polygonkopf versehenen Kragen aufweisen, der mit einem Schaft gekoppelt ist. Die Kragen können mit dem Schaft integral ausgebildet sein oder auch nicht. Die einen Polygonkopf aufweisenden Endhülsen können durch die Isolationsplatte hindurch und in die Rohre hinein eingeführt werden, die sich von der Rohrwand weg erstrecken. Jeder Schaft ist durch die Rohre in dem Kessel aufgenommen. Sowohl der Kragen als auch der Schaft weisen eine gemeinsame Durchgangsbohrung zur Beförderung eines Fluids von dem Reaktor zu dem Innenraum der Rohre, die sich durch den Kessel hindurch erstrecken, auf.
  • Weitere Ziele, Vorteile und neue Merkmale der Erfindung sind zum Teil in der Beschreibung, die folgt, angegeben und erschließen sich zum Teil für einen Fachmann bei der Durchsicht der folgenden Beschreibung oder können in der Praxis beim Ausführen der Erfindung in Erfahrung gebracht werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine Seitenansicht eines Reaktors und eines Kessels mit einer Hitzerohrwand und einer Rohrschutzvorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung, wobei Abschnitte aufgebrochen und im Querschnitt dargestellt sind;
  • 2 zeigt eine vergrößerte aufgelöste Querschnittsansicht der Rohrwand- und Rohrschutzvorrichtung, geschnitten im Wesentlichen entlang der Linie 2-2 nach 1;
  • 3 zeigt eine vergrößerte Teilansicht der Rohrwand- und Rohrschutzvorrichtung in dem umschlossenen Bereich (3) nach 2;
  • 4 zeigt eine vergrößerte losgelöste Querschnittsansicht einer Endhülse, die Teil der Rohrwand- und Rohrschutzvorrichtung bildet;
  • 5 zeigt eine perspektivische Teilansicht einer Rohrwand- und Rohrschutzvorrichtung, wobei Teile aufgebrochen sind, um Einzelheiten der Konstruktion zu veranschaulichen;
  • 6 zeigt eine Perspektivansicht einer Endhülse gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 7 zeigt eine Seitenansicht einer Endhülse, die Teil der Rohrwand- und Rohrschutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bildet, wobei Teile aufgebrochen dargestellt sind, um Einzelheiten der Konstruktion zu veranschaulichen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Bezugnehmend auf 1 ist eine Vorrichtung, die die Prinzipien dieser Erfindung verkörpert, allgemein durch das Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Die Vorrichtung 10 weist gewöhnlich einen Reaktor 12 und einen Kessel 14 mit einer Rohr- und Rohrwandschutzvorrichtung 16 auf. Der Reaktor 12 weist einen Mantel 18 und einen Auslass 20 auf. Die Innenseite des Mantels 18 ist mit hitzebeständigen Ziegeln 22 ausgekleidet. Mehrere Gaseinlassdüsen 26 stehen mit dem Innenraum des Mantels 18 in Strömungsverbindung.
  • Der Auslass 20 des Reaktors 12 ist an dem Kessel 14 angebracht. Mehrere Rohre 28 erstrecken sich von einem Einlass 30 des Kessels 14 zu einem Auslass 32. An dem Ende des Einlasses 30 des Kessels 14 ist mit den Rohren 28 eine Rohr- und Rohrwandschutzvorrichtung 16 verbunden. Die Rohr- und Rohrwandschutzvorrichtung 16 enthält eine Rohrwand 34, in der Löcher 36 vorgesehen sind, wie dies in 4 veranschaulicht ist. Die Rohre 28 sind gemeinsam mit der Rohrwand 34 integral ausgebildet. Die Außenseite der Rohrwand 34 ist mit einer Isolierplatte 38 (siehe 2) bedeckt, die mehrere darin ausgebildete Löcher aufweist. Durch die Isolierplatte 38 und die Rohre 28 sind mehrere Endhülsen 40 aufgenommen, die sich von der Rohrwand 34 aus erstrecken, wie dies in größeren Einzelheiten in 5 veranschaulicht ist. Die Endhülsen 40 bilden in Verbindung mit der Isolierplatte 38 und der Rohrwand 34 die Rohr- und Rohrwandschutzvorrichtung 16 gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Eine einzelne Endhülse 40 ist in größeren Einzelheiten in den 2, 3, 4 und 5 veranschaulicht. Diese Endhülse fällt nicht in den Schutzumfang der Ansprüche. Jede Endhülse 40 weist einen Schaft 42 und einen Kragen 44 auf. Der Schaft 42 und der Kragen 44 können gesonderte Teile sein, die zusammengefügt werden, oder sie können als ein einstückiges Teil gegossen sein. Eine Endhülse 140 gemäß der Erfindung, wie sie in den 6 und 7 veranschaulicht ist, weist einen distalen Kragen 44a als auch einen Zwischenkragen 44b auf. Sowohl der Schaft 42 als auch der Kragen 44 sind von einer Isolierung 46 umhüllt, wie dies in den 3, 4 und 5 veranschaulicht ist. Die Endhülse 140 weist sowohl einen distalen Kragen 44a und einen Zwischenkragen 44b auf, und die Isolierung 46 sollte um jeden Kragen sowie um den Bereich zwischen den Kragen herum gelegt werden, wie dies in 7 veranschaulicht ist.
  • Jeder Schaft 42 passt durch ein Loch 36 in der Isolierplatte 38 hindurch und in ein Rohr 28 hinein. Die Endhülsen 40 weisen Kragen 44 auf, die Oberflächen bilden, die in einer genau aneinander angepassten abgedichteten Anordnung eng zusammenpassen. In den 27 sind diese Kragen veranschaulicht, wie sie eine hexagonale Gestalt aufweisen. Die Endhülsen 40 passen eng zusammen, so dass sie eine Abdichtung über der Isolierplatte 38 bilden, wie dies in den 2 und 3 veranschaulicht ist. Ein gießbares oder plastisches hitzebeständiges Material 48 wird verwendet, um die Randbereiche zu füllen, in denen die Endhülsenkragen nicht eng gegen die Innenseite der hitzebeständigen Ziegeln 22 anliegen, wie dies in 2 veranschaulicht ist. Die Endhülsen 40 weisen Bohrungen 50 auf, wie sie in den 25 veranschaulicht sind und die sich durch die Endhülsen 40 hindurch erstrecken, um Fluid von dem Reaktor 12 zu der Innenseite der Rohre 28 in dem Kessel 14 zu befördern.
  • Die Rohrwandschutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird hergestellt, indem in der Isolierplatte 38 für jedes Rohr 28, das sich durch den Kessel 14 hindurch erstreckt, Löcher ausgeschnitten bzw. ausgestanzt werden. Anschließend wird die Isolierplatte 38 über der Rohrwand 34 platziert, wobei die Löcher 36 in der Isolierplatte 38 mit den von der Rohrwand 34 vorragenden Rohren ausgerichtet werden. Zwischen der Platte 38 und der Rohrwand 34 kann ein Haftmittel, beispielsweise ein Klebstoff oder ein Matrix, platziert werden, um die Platte 38 an der Rohrwand 34 anzubringen. Alternativ kann die Platte auf kurze Zapfen, die an der Rohrwand angeschweißt sind, aufgespießt werden. Vorzugsweise werden die Zapfen in Verbindung mit dem Einsatz eines Mastix verwendet. Der Kragen 44 und der Schaft 42 jeder einen Polygonkopf aufweisenden Hülse 40 ist von der Isolierung 46 umgeben. Der Schaft 42 jeder polygonköpfigen Endhülse 40 wird durch die Isolierplatte 38 hindurch und in jedes Rohr 28 eingeführt.
  • Im Betrieb wird Fluid durch Bohrungen 50 der Endhülsen 40 aufgenommen. Das Fluid strömt durch den Schaft 42 und in die Rohre 28 hinein. Die Rohre 28 können unterschiedlichen physikalischen Bedingungen, beispielsweise hohen Temperaturen, ausgesetzt sein. Das Fluid strömt durch die Rohre 28, die sich durch den Kessel 14 hindurch erstrecken.
  • Die Kragen 44 der Endhülsen 40 sollten derart gestaltet sein, dass sie eng zusammenpassen und eine Dichtung über der Isolierplatte 38 bilden. Die Kragen erstrecken sich in radialer Richtung nach außen von den Schäften aus, und jeder bildet einen Rand, der von dem Schaft radial im Abstand angeordnet ist. Dieser Rand enthält eine Dichtungsfläche. Der Kragen kann in Form eins Polygons gestaltet sein oder eine beliebige sonstige Gestalt aufweisen, die mit anderen Kragen zusammenpasst, ohne dass ein gießbares oder plastisches hitzebeständiges Material zwischen den Endhülsen eingesetzt wird. Die Dichtungsflächen der Kragen sollten in einer eng zueinander passenden abgedichteten Beziehung relativ zueinander angeordnet sein. Vorzugsweise weisen die Kragen die gleiche Größe und die gleiche Gestalt auf. Darüber hinaus sind die Kragen vorzugsweise gleichseitig ausgebildet. Vorzugsweise weisen die Kragen eine polygonale Gestalt auf. Am meisten wird bevorzugt, wenn die Kragen 44 die Gestalt gleichseitiger Sechsecke aufweisen und derart eng zu sammengeschlossen sind, dass sie eine Honigwabenstruktur bilden, die als eine Dichtung über der Isolierplatte 38 dient.
  • Die Endhülsen 40 können aus keramischen oder sonstigen Materialien hergestellt sein, die in der Lage sind, Temperaturen bis zu und einschließlich wenigstens ungefähr 1649°C (3000°F) und Drücken bis zu und einschließlich wenigstens ungefähr 4,5 × 10–5 Pa (50 psi.g.) standzuhalten. Vorzugsweise weisen sie ungefähr 90 % Aluminiumoxid auf. Der Kragen 44 und der Schaft 42 der Endhülse 40 können als ein einzelnes Stück gegossen sein, oder der Kragen und der Schaft können durch gesonderte Teile gebildet sein. Wenn der Kragen 44 und der Schaft 42 gesonderte Teile darstellen, können sie reibschlüssig zusammengefügt sein, oder es kann ein gießbares hitzebeständiges Material dazu verwendet werden, den Kragen 44 an dem Schaft 42 zu sichern. Die Innenfläche des Schaftes 42 der Endhülse kann abgeschrägt sein.
  • Jede Endhülse 40 kann durch ein beliebiges Verfahren, das zum Entfernen der Endhülsen in der Lage ist, herausgezogen und ersetzt werden. Beispielsweise kann die Endhülse 40 herausgezogen werden, indem eine Entnahmevorrichtung in die Bohrung 50 derart eingebracht wird, dass sie mit der Innenfläche der Endhülse in Eingriff steht, und an dieser gezogen wird.
  • Sowohl die Kragen 44 als auch der Schaft 42 jeder Endhülse 40 sind in eine Isolierung 46 eingehüllt. Es kann ein Hochtemperatur festes Keramikfaserpapier oder eine isolierende Matte als die Isolierung verwendet werden. Das Papier sollte eine Dicke zwischen 7,94 × 10–4m und 2,54 × 10–2m (1/32 und 1 Zoll) aufweisen. Vorzugsweise ist es zwischen 4,76 × 10–3m und 6,35 × 10–3m (3/16 und 1/4 Zoll) dick. Das Isoliermaterial kann Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Natriumoxid und Eisenoxid beinhalten. Ein Beispiel für ein passendes Papier enthält 54,8 % Aluminium oxid, 44,0 % Siliziumoxid und 0,2 % Siliziumoxid. Während es aus weniger als 50 % Aluminiumoxid hergestellt sein kann, weist es vorzugsweise wenigstens ungefähr 50 % Aluminiumoxid auf. Am meisten bevorzugt weist es wenigstens ungefähr 90 % Aluminiumoxid auf. Vorzugsweise weist das Keramikfaserpapier eine Wärmeleitfähigkeit auf, die nicht größer ist als 0,23056 w/m-K (1,6BTU-Zoll/h Zoll2°F), gemessen bei 1093°C (2000°F). Vorzugsweise weist das Papier einen Schmelzpunkt auf, der wenigstens ungefähr 1982°C (3600°F) beträgt. Vorzugsweise weist das Papier eine Dauergebrauchstemperatur von wenigstens ungefähr 1538°C (2800°F) auf. Das Papier ist vorzugsweise wärmebehandelt, um jedes absorbierte Wasser und/oder organische Material zu entfernen, bevor das Papier verwendet wird.
  • Die Isolierplatte 38 sollte in der Lage sein, hohen Temperaturen standzuhalten. Sie beinhaltet in erster Linie Aluminiumoxid und Siliziumoxid. Vorzugsweise weist die Isolierplatte wenigstens ungefähr 66 % Aluminiumoxid auf. Am meisten bevorzugt weist sie wenigstens ungefähr 81 % Aluminiumoxid auf. Es kann entweder ein organisches oder ein anorganisches Bindemittel beim Aufbau der Platte 38 verwendet werden, wobei ein organisches Bindemittel bevorzugt wird. Die Isolierplatte weist vorzugsweise eine Dicke von ungefähr 1,27 × 10–2m bis 3,81 × 10–2m (0,5 bis 1,5 Zoll) auf. Vorzugsweise weist sie eine maximale Temperaturauslegung von wenigstens ungefähr 1649°C (3000°F), eine Dauerbetriebstemperatur von wenigstens ungefähr 1538°C (2800°F) und eine Wärmeleitzahl von nicht mehr als 0,30261 W/m-K (2,1 BTU-Zoll/h Zoll2 °F), gemessen bei 1371°C (2500°F), auf. Gewöhnlich weist die Rohrwand 34, an der die Isolierplatte 38 montiert ist, entweder einen hochwertigen Edelstahl, wie beispielsweise SA-516-70, oder einen rostfreien Stahl (der 300-Serie oder Austenitstahl) auf.
  • Die Ligamentlänge, die den Abstand zwischen den Außenflächen benachbarter Rohre darstellt, variiert in Abhängigkeit von dem Durchmesser der verwendeten Rohre 28 und den Betriebsparametern des Kessels 14. In vielen Fällen, in denen mehrere Löcher in der Isolierplatte 38 eingestanzt sind, beträgt die Ligamentlänge wenigstens ungefähr 1,905 × 10–2m (3/4 eines Zolls) zwischen der Außenfläche der Löcher. Vorzugsweise beträgt die Ligamentlänge wenigstens ungefähr 2,54 × 10–2m (1 Zoll) zwischen den Löchern, jedoch nicht weniger als 1,27 × 10–2m (0,5 Zoll). Größere Ligamentlängen ergeben eine ausreichende körperliche Integrität für die Platte 38, damit diese, ohne zu brechen oder beschädigt zu werden, an der Rohrwand 34 platziert werden kann. Größere Ligamentlängen ergeben auch bessere hydraulische Strömungseigenschaften an der Einlassseite des Kesselmantels, weil die Rohre 28 weiter voneinander beabstandet sind. Insbesondere wird eine Entkopplung von Wasserzuflüssen zu den Rohren 28 und Dampf um die Rohre 28 herum durch größere Abstände zwischen den Rohren 28 verbessert.
  • Vorzugsweise ist das Rohrwandschutzvorrichtungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung in der Lage, Temperaturen bis zu und einschließlich wenigstens ungefähr 1649°C (3000°F) und Drücken bis zu und einschließlich wenigstens 4,5 × 10–5 Pa (50 psi.g.) standzuhalten. Die Rohrwandschutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann in Kesseln eingesetzt werden, die wenigstens zwei durch die Heizrohrwand hindurchführende Rohre aufweisen. Sie kann als Teil eines Röhrenreaktors, eines Mantel- und Rohrwärmetauschers oder eines Röhrenwärmetauscher verwendet werden, bei dem ein Rohr der Wärmestrahlung und dem Wärmeübergang von Verbrennungsgasen ausgesetzt ist. Beispielsweise kann sie für die Isolierung in einer Claus-Einheit verwendet werden, in der Schwefelwasserstoff oxidiert wird, um Schwefeldioxid zu ergeben, das anschließend mit weiterem Schwefelwasserstoff verbunden wird, um elementaren Schwefel zu erzeugen. Insbesondere kann die Claus-Schwefelkesselanlage nur für Luft, Sauerstoff angereichte Luft oder für ganze Sauerstoffeinheiten vorgesehen sein.
  • Ob der Behälter ein einzelnes Rohr oder mehrere Rohre aufweist, hängt von der gewählten Anwendung ab. Radiale Temperaturgradienten können durch die Verwendung mehrerer Rohre, die kleine Durchmesser aufweisen, auf ein Minimum reduziert werden.
  • Es bedarf weniger Zeit zum Einbau der Rohrwandschutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu dem Einbau herkömmlicher Systeme, weil die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung keine hitzebeständigen Verankerungsmittel erfordert und nahezu kein gießbares hitzebeständiges Material benötigt. Weiterhin kann diese Vorrichtung im Vergleich zu herkömmlichen Systemen mit gießbarer Verkleidung genauer eingebaut werden, weil es weniger Möglichkeiten für einen Fehler gibt. Darüber hinaus werden mit der Rohrschutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine bessere Beschaffenheit und gesamte Qualitätskontrolle erhalten. Außerdem erhöht die Rohrschutzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Zuverlässigkeit und Nutzdauer des Kessels. Sie ist insbesondere für Anlagen, die Sauerstoff verwenden, das hohe Temperaturen erreicht, beispielsweise eine Claus-Einheit, nützlich.
  • Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass diese Erfindung gut dazu geeignet ist, all die Ziele zu erreichen und Aufgaben zu lösen, die hier vorstehend angegeben sind, gemeinsam mit weiteren Vorteilen, die offensichtlich und für den Aufbau inhärent sind.

Claims (18)

  1. Rohrwandschutzvorrichtung zur Verwendung mit einem Kessel, der einen Einlass und einen Auslass und wenigstens zwei Rohre (28) aufweist, die sich von einer Rohrwand (34), die den Einlass bedeckt, aus erstrecken, wobei die Rohrwandschutzvorrichtung wenigstens zwei längliche Schäfte (42) aufweist, die dazu eingerichtet sind, in den Rohren aufgenommen zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrwandschutzvorrichtung wenigstens zwei Kragen (44) aufweist, deren Abmessungen größer sind als der Außendurchmesser der Rohre (28) und die von jedem Schaft (42) in der Nähe eines Endes von diesem radial nach außen ragen, um einen von dem Schaft (42) radial beabstandeten Rand zu bilden; wobei der Rand eine Dichtungsfläche (46) enthält und die Rohre (28) derart positioniert sind, dass die Dichtungsflächen (46) der Kragen (44) in einer eng zusammengepassten abdichtenden Beziehung relativ zueinander angeordnet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schäfte (42) und die Kragen (44) in eine Isolierung eingehüllt sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, die ferner aufweist: eine Isolierplatte (38), die an der Rohrwand (34) montiert ist, wobei die Isolierplatte (38) wenigstens zwei darin ausgebildete Löcher (36) zur Aufnahme der Schäfte (42) aufweist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Rohrwandschutzvorrichtung in der Lage ist, Temperaturen bis zu und einschließlich 1649°C (3000°F) standzuhalten, und Drücken bis zu und einschließlich 4,5 × 10–5 Pa (50 psi.g.) widerstehen kann.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Isolierung (46) durch ein isolierendes Keramikfaserpapier oder eine isolierende Keramikfasermatte gebildet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Isolierung (46) Aluminiumoxid, Siliziumoxid und Natriumoxid beinhaltet.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Isolierung (46) eine Wärmeleitfähigkeit von nicht mehr als 0,23056 W/m-K (1,6 BTU-Zoll/h Fuß2 °F), gemessen bei 1093°C (2000°F), aufweist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Isolierung (46) durch eine mattenartige oder papierartige Isolierhülle gebildet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder der Schäfte (42) und der Kragen (44) als ein einzelnes Stück gegossen ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kragen (44) jeweils reibschlüssig an den Schäften (44) gesichert sind.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder der Kragen (44) eine gleichseitige hexagonale Gestalt aufweist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Isolierplatte (38) Aluminiumoxid (Alumina) und Siliziumoxid (Silika) beinhaltet.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Isolierplatte (38) wenigstens ca. 66 % Aluminiumoxid (Alumina) umfasst.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Isolierplatte (38) eine Wärmeleitzahl von nicht mehr als 0,30261 W/m-K (2,1 BTU-Zoll/h Fuß2 °F), gemessen bei 1371°C (2500°F), aufweist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der mit dem Schaft (42) verbundene Kragen (44) eine Endhülse (40) bildet und wobei in der Rohrwand (34) und der Isolierplatte (38) jeweils mehrere Löcher (36) vorgesehen sind, die zueinander fluchtend ausgerichtet sind, um mehrere der Endhülsen aufzunehmen.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Kragen (44) der Endhülsen (40) derart gestaltet sind, um zusammenzupassen und eine Dichtung über der Isolierplatte (38) zu bilden.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Rohrwandschutzvorrichtung in der Lage ist, Temperaturen bis zu und einschließlich 1649°C (3000°F) standzuhalten.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Rohrwandschutzvorrichtung in der Lage ist, Drücken bis zu und einschließlich 4,5 × 10–5 Pa (50 psi.g.) standzuhalten.
DE60028904T 1999-05-12 2000-04-24 Rohrplatte und rohrschutzvorrichtung und verfahren zu deren herstellung Expired - Lifetime DE60028904T2 (de)

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