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Brennkammerauskleidung Die Erfindung betrifft eine Brennkammerauskleidung,
insbesondere für Schmelzkammerfeuerungen, mit Kühlrohren, die mindestens mittelbar
völlig von Einbettmasse umgeben sind.
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Da in Schmelzkammern sehr hohe Temperaturen herrschen, was zur Erzielung
eines guten Schlackenabzuges und zur Erreichung eines guten Ausbrandes des Brennstoffes
notwendig ist, werden die Kühlrohre der Brennkammerauskleidung in der Regel vor
zu hoher Wärmeeinstrahlung durch eine auf die Rohre aufgetragene Stampfmasse geschützt.
Die Rohre können dabei von Einbettmasse völlig umgeben sein.
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Es sind auch Ausführungsarten von solchen Brennkämmerauskleidungen
bekannt, bei welchen die Rohre von Einbettmassen verschiedenerWärmee leitfähigkeit
umgeben sind, in der Weise, daß auf der dem Feuerraum zugewendeten Seite des Kühlrehrsystems
eine Verschmiermasse aufgetragen ist, während die dem Feuerraum abgewendete Seite
durch
eine Hintermauerung bedeckt ist. Durch geeignete Wahl der Wärmeleitfähigkeit der
Verschmiermasse können dabei die Oberflächentemperatur der Feuerraumwand und der
Wärmestrom zu den Rohren beeinflußt werden.
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Bei allen diesen bekannten Ausführungsformen von Brennkammerauskleidungen
nehmen indessen die betreffenden Rohre- die Wärme nur auf der dem Feuerraum zugewendeten
Seite auf. Das Rohr erhält längs seines Umfanges eine stark ungleichmäßige Temperaturverteilung,
und es ergeben sich Wärmespannungen. Diese sind klein, wenn das Rohr nicht gehaltert
ist, d. h. wenn es sich gegen den Feuerraurn ausbiegen kann. In einem solchen
Falle besteht jedoch die Gefahr, daß die aufgetragene Stampfmasse abspringt. Man
trachtet daher danach, die Rohre in gerader Lage zu haltern und nimmt die dabei
auftretenden Spannungen in Kauf. Wenn es sich um ferritische Rohre mit kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten
und hoher Wärmeleitfähigkeit handelt, so ist dies in der Regel auch zulässig. Gelangen
jedoch austenitische Rohre' mit kleiner Wärmeleitzahl und hohen Wärmeausdehnungsko,effizienten
zur Anwendung, so können die Wärmespannungen zu hohe Werte annehmen.
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Zweck der Erfindung ist nun, eine Brennkammerauskleidung zu schaffen,
bei welcher der Wärmezufluß zu den Kühlrohren über den ganzen Rohrumfang möglichst
gleichmäßig erfolgt, so daß die Wärmespannungen in den Rohren verhältnismäßig klein
ausfallen, und zwar auch dann, wenn die Rohre fest gehaltert sind, so daß das Abspringen
einer allenfalls an den Kühlrohren angebrachten Stampfmasse vermieden wird.
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einer Brennkammerauskleidung
mit Kühlrohren, die mindestens mittelbar völlig von Einhettmasse umgeben, sind,
unmittelbar vor den Rohren eine wärmedämmende Zwischenschicht si-chelförmigen Querschnitts
mitgeringerer Wäirneleitfähigkeit alsjenederEinbettmassevorgesehenist.
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Diese Maßnahme bewirkt, daß der Wärmezutritt zu den Rohren auf der
Feuerraumseite durch die sichelförmige Zwischenschicht abgedämmt wird, daß aber
zugleich ein Teil der Wärme unter Umgehung dieser Zwischenschicht durch die besser
leitende Einbettmasse nach der dem Feuerraum abgewendeten Rohrseite geleitet wird.
Es ergibt sich daher ein gleichmäßigerer Zutritt der Wärme zum Rohr längs des ganzen
Umfanges und damit auch eine gleichmäßigere Temperaturverteilung.
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Die Zeichnung stellt zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dar, und zwar zeigt Fig. i einen senkrecht geführten Schnitt durch eine Schmelzkammerfeuerung
mit Brennkammerauskleidung, Fig. 2 einen Schnitt nach der LinieII-II in Fig. i,
wobei der Verteiler für das Kühlmittel und der Schmelzkammertisch der Einfachheit
halber nicht gezeichnet sind, Fig. 3 einen in die Zeichnungsebene abgewinkelten,
waagerechten Schnitt in größerem Maßstab durch die Brennkammerauskleidung, und Fig.
4 einen der Fig. 3 entsprechenden, Schnitt durch eine zweite Ausführungsform.
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In den Fig. i bis 3 bezeichnet i den Feuerraum einer Schmelzkammerfeuerung,
die von einer Wandung:2 begrenzt wird. Die Wand 2 ist von einer sie gegen Wärmeverluste
schützenden Isolation 3 umgeben. Die Bezugszeichen 4 und 5 bezeichnen
einen Schmelzkammertisch und Öffnungen für das Einbringen von nicht gezeichneten
Kohlenstaubbrennern. In der Wand 2 sind Kühlrohre 6 untergebracht, die unten
an einen Verteiler 7 und oben an einen Sammler 8 für ein sie durchströmendes
Kühlmittel, das Wasser oder Luft sein kann, angeschlossen sind.
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Einzelheiten betreffend die Ausbildung der Wand:2 und der Anordnung
der Kühlrohre 6 in derselben sind in größerem Maßstab in Fig. 3 gezeichnet.
Die Isolation 3 liegt am Außenumfang gegen Rrofileisen 7 an, und an
ihrem Innenumfang schließt sich eine Lage von Formsteinen 8 an, in denen
muldenförmige Ausnehmungen für das Einbetten der Kühlrohre 6 vorgesehen sind.
An den Rohren 6 sind Bolzen 9 angeschweißt, die sich durch Bohrungen
in den Formsteinen 8, der Isolation 3 und der Profileisen
7 erstrecken, so daß sich die Rohre 6 mittels Bolzen i o auf einem
Teil ihres Umfanges dicht gegen die Formsteine 8 anpressen lassen. In Richtung
des vom Feuerraum gegen die Rohre 6 hin erfolgenden Wärmezuflusses
- diese Richtung ist in Fig. 3 durch die Pfeile A
angedeutet
- ist vor den Rohrek eine wärmeabdämmende Zwischenschicht i i vorgesehen,
die einen sichelförmigen Querschnitt aufweist und aus einem Werkstoff besteht, dessen
Wärmeleitfähigkeit kleiner ist als diejenige der Formsteine 8 und einer Schicht
12 aus Stampfmasse, welche die Zwischenschicht ii umgibt und sich an die Formsteine
8 unmittelbar anschließt. An den Rohren 6
sind Warzen 121 angebracht,
um die -Rohre in der Zwischenschicht ii und in der Stampfmasse 12 zu verankern.
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Durch die Zwischenschicht i i sichelförmigen Querschnittes ist eine
ungleichmäßige Erwärmung der Rohre 6 über ihren Umfang weitgehend verhindert,
indem sie ihre gegen den Feuerraum gerichteten Teile vor zu starkem, einseitigem
Wärmeeinfall schützt.
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Die in Fig. 3 gezeigte Schicht 12 kann gleichfalls aus Formstein
bestehen.
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Statt die Kühlrohre unmittelbar und völlig mit einer einbettenden
Masse zu. umgeben, können sie, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, auch nur mittelbar
von einer solchen Masse umgeben sein. Die Kühlrohre 13 entsprechen den Kühlrohren
6 der ersteh Ausführungsform. jedes Kühlrohr 13 ist von einem Rohr
14 umgeben, dessen Durchmesser größer als derjenige des zugeordneten Kühlrohres
13 ist, so daß zwischen jedem Rohrpaar 13, 14 ein Luftzwischenraum vorhanden ist.
Die Rohre 14 sind in einer Masse 15 eingebettet, und sie bestehen aus einem Werksitoff,
dessen Wärmeleitfähigkeit größer ist als diejenige der Werkstoffe, aus denen die
Kühlrohre 13 bzw. die einbettende Masse 14 bestehen,
so daß sie
eine gute, gleichmäßige Wärmeverteilung in der Masse 15 und über den Umfang der
Kühlrohre 13 hin ermöglichen. Zweckmäßig können die Kühlrohre 13 aus austenitischen
und die Außenrohre 14 aus ferritischem Stahl bestehen.
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jedes Kühlrohr 13 ist nun derart außermittig im zugeordneten
Außenrohr 14 angeordnet, daß ein sichelförmiger, wärtneabdämmender Luftraum 16 vorhanden
ist, dessen größte Breite sich in Richtung des Wärmezuflugses unmittelbar vor dem
Kühlrohr 13 befindet, so daß die größte Luftschicht und damit die stärkste Wärmedämmung
in Richtung des stärksten Wärmeeinfalles liegen.
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Die Sicherung der Kühlrohre 13 in ihrer außermittigen Lage in bezug
auf die sie umgebenden Rohre 14 erfolgt zweckmäßig durch Zacken 17, die an
den Kühlrohren 13 angebracht sind, möglichst aus einem schlecht wärmeleitenden,.aber
doch genügende Festigkeit aufweisenden Stoff bestehen, z. B. austenitischem Stahl,
und gegen die Innen2 wand des umgebenden Rohres 14 anliegen.