EP0197306A2 - Einrichtung zum auswechselbaren Einbau von ins Innere eines Reaktionsgefässes gerichteten Betriebselementen - Google Patents

Einrichtung zum auswechselbaren Einbau von ins Innere eines Reaktionsgefässes gerichteten Betriebselementen Download PDF

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EP0197306A2
EP0197306A2 EP86102965A EP86102965A EP0197306A2 EP 0197306 A2 EP0197306 A2 EP 0197306A2 EP 86102965 A EP86102965 A EP 86102965A EP 86102965 A EP86102965 A EP 86102965A EP 0197306 A2 EP0197306 A2 EP 0197306A2
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reaction vessel
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wall
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/02—Supplying steam, vapour, gases or liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/14—Supports for linings

Definitions

  • the invention relates to a device for the interchangeable installation of operating elements directed into the interior of a reaction vessel and is particularly directed to a device for the interchangeable installation of expansion guide nozzles directed into the interior of heat exchangers.
  • Bearable downtimes can only be achieved through a special choice of materials or through the choice of special material combinations.
  • the object of the invention is to provide a device for the interchangeable installation of operating elements directed into the interior of a reaction vessel, in which not only a good adjustment and careful mounting of these operating elements is possible, but damaged or worn operating elements can be easily replaced without malfunctions.
  • the device should also be able to be designed in such a way that an opening can be provided when the inner lining of the reaction vessel is bricked up, which may remain closed, but can also be opened in such a way that an operating element can be used from the outside after opening, without that further major conversions are needed.
  • the task comprising several subtasks, is achieved according to the invention in that a frame is provided on the outside of the boundary wall of the reaction vessel around the edge of the opening, on which a closure plate carrying the operating element is mounted.
  • the operating element itself in the case of the exemplary embodiment, can be an expansion guide nozzle which projects into the interior of the reaction vessel, for example a heat exchanger, but also a closure element which is only to be provided temporarily and which makes room for the actual operating element after its removal.
  • the opening can also be used as an inspection window that can be closed again at any time.
  • the frame is part of a box part which is supported with an inner frame on the inner wall of the reaction vessel and protrudes beyond the outer wall of the reaction vessel and ends there in a flange on which the end plate is detachably mounted.
  • the box part can be used as an inspection window, which can be closed in a suitable manner.
  • a preferred embodiment of the invention consists in that the device is accommodated in an insert block provided with an opening for receiving it, which closes the opening provided in the boundary wall of the reaction vessel.
  • the insert stone is connected to the lining of the reaction vessel and preferably consists of a material similar to that of the other stones of the lining or even expediently from a material that is even more wear-resistant.
  • masonry 2 is listed within a sheet steel shell 1, which forms with the sheet steel shell 1 the boundary wall of a reaction vessel, for example a heat exchanger used in the cement industry.
  • a corresponding opening 3 is left in the steel sheet shell 1 and an angle iron frame 4, which has a plurality of screw holes 6 in its flange 5, is fastened around the opening on the outside on the steel sheet shell 1.
  • a molded block 7 is pushed through the opening 3 into the interior of the reaction vessel and is fastened to an end plate 9 with the aid of an anchor iron 8, as is also particularly clearly shown in FIG. 2.
  • This shaped block 7 is advanced until the position of its front edge 10 corresponds to the inner boundary 11 of the masonry 2 which is still to be introduced.
  • the length of the anchor iron 8 to the end plate 9 varies according to the respective masonry wall thickness.
  • the dashed lines I and II indicate the limits of a molded insert block that closes a corresponding opening in the masonry 2 and now has an opening that merges into the opening 3 in the sheet steel shell 1, which in turn provides an insert shell piece at this point can be, whose outer boundaries coincide approximately with the boundaries corresponding to lines I, II of the insert block, flange connections or the like. Establishing the connection of this insert shell piece to the sheet steel shell. Details are not shown. They arise automatically for the specialist.
  • the masonry 2 is produced in the interior of the reaction vessel, with a separation in the form of a joint between masonry 2 and molded block 7, preferably with the introduction of a refractory Separating layer 13 is provided.
  • the shaped block 7 By conical or pyramid-shaped expansion of the shaped block 7 in the direction of the end plate 9, the shaped block 7 can later be pulled out by loosening the end plate 9 from the angle iron frame 4 to the outside during operation, so that an operating element no longer serving to close the masonry, e.g. . B. an expansion nozzle can be used.
  • the inner wall can be correspondingly excluded for receiving the inner frame 31.
  • the box part 32 protrudes, the sheet steel shell 1 of the masonry 2 a little further and ends in a flange 33 which is provided with corresponding holes 34 over the circumference.
  • Fig. 4 shows the closing of this frame 30 with the aid of a pressure plate 35, which is connected via a web 36 to an end plate 37.
  • the pressure plate 35 is pressed with its edge onto the inner flange 38 of the frame 30 in such a way that a tight seal is ensured.
  • the box part 32 can be designed to be of any length, there are no difficulties in adapting the device to corresponding wall heaters of the wall 1, 2. If necessary, appropriate intermediate rings or the like can be used.
  • FIGS. 3 and 4 show the sectional view according to FIGS. 3 and 4 rotated by 90 °. No further explanations are necessary.
  • the reference numerals designate parts that can also be seen from FIGS. 3 and 4.
  • Fig. 6 shows the installation of an operating element, here an expansion nozzle 40, which is welded in a closure plate 41 screwed onto the flange 33 and is supported with its nozzle mouthpiece 42 on the inwardly projecting flange 38 of the frame 30. Again, a clean seal is guaranteed.
  • the expansion nozzle 40 consists of the tube part 43 and the mouthpiece 42 already mentioned.
  • the arrangement can be made so that it is under a certain preselected angle is directed into the interior of the reaction vessel.
  • 7 has a preferably rectangular slot 45 for receiving the pipe part 43, the length of which depends on the installation angle. After appropriate adjustment, the pipe part 43 is firmly welded to the end plate 41. The slot 45 for receiving the pipe part 43 then no longer exists.
  • the opening thus created in the wall can also be used as a pick opening.
  • the cavity which forms in the box part 32 either after the installation of the closure plate 37 or that of the hot-fire expansion guide nozzle 40 with a medium, for. B. to fill with a coolant.
  • tubular elements with a circular or elliptical cross section for the construction of the box 30 and in particular the box part 32.

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Abstract

Bei einer Einrichtung zum auswechselbaren Einbau von in das Innere eines Reaktionsgefäßes gerichteten Betriebselementen in einer in der Begrenzungswand des Reaktionsgefäßes vorgesehenen Öffnung ist auf der Außenseite der Begrenzungswand des Reaktionsgefäßes um den Rand der Öffnung ein Rahmen befestigt, auf dem eine das Betriebselement tragende Abschlußpiatte montierbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum auswechselbaren Einbau von ins Innere eines Reaktionsgefäßes gerichteten Betriebselementen und richtet sich insbesondere auf eine Einrichtung zum auswechselbaren Einbau von in das Innere von Wärmeaustauschern gerichteten Expansionleitdüsen.
  • Der Einsatzbereich von Luftstoßgeräten mit Expansionsleitdüsen ist in jüngster Vergangenheit ganz erheblich erweitert worden. So werden derartige Vorrichtungen heute nicht mehr ausschließlich in der Bunker- und Silotechnik, sondern beispielsweise auch zur automatischen Reinigung von Wärmetauschern in der Zementindustrie eingesetzt.
  • Der Einsatz dieser Geräte erfolgt aber unter Betriebsbedingungen, die sich ganz wesentlich von den bisher bekannten Betriebsbedingungen unterscheiden. Die entsprechenden Geräte sind dann im Heißtemperaturbereich eingesetzt und folglich extrem hoher Heißgaskorrosion unterworfen.
  • Erträgliche Standzeiten lassen sich nur durch besondere Werkstoffauswahl bzw. durch die Wahl besonderer Werkstoffkombinationen erreichen.
  • Je nach Art des verwendeten Werkstoffes, beispielsweise bei Verwendung von Keramikelementen oder bei speziellen Oberflächenbeschichtungen, besteht eine besondere Empfindlichkeit gegenüber mechanischen Einwirkungen, wie sie unter anderem beim Ein- und Ausbau der entsprechenden Betriebselemente, im geschilderten Ausführungsbeispiel Expansionsleitdüsen auftreten können.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum auswechselbaren Einbau von ins Innere eines Reaktionsgefäßes gerichteten Betriebselementen zu schaffen, bei der nicht nur eine gute Justierung und sorgfältige Montierung dieser Betriebselemente möglich ist, sondern beschädigte oder verschlissene Betriebselemente ohne Betriebsstörungen leicht ausgewechselt werden können.
  • Außerdem muß es möglich sein, die Einrichtung den verschiedenen Wandstärken der entsprechenden Reaktionsgefäße anzupassen.
  • Schließlich soll die Einrichtung auch so ausgestaltet werden können, daß bereits beim Aufmauern der Innenauskleidung des Reaktionsgefäßes eine Öffnung vorgesehen werden kann, die gegebenenfalls verschlossen bleibt, aber auch so zu öffnen ist, daß nach ihrem öffnen von außen her ein Betriebselement eingesetzt werden kann, ohne daß es weiterer größerer Umbauten bedarf.
  • Die gestellte, mehrere Teilaufgaben umfassende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der Außenseite der Begrenzungswand des Reaktionsgefäßes um den Rand der öffnung ein Rahmen vorgesehen ist, auf dem eine das Betriebselement tragende Abschlußplatte montiert ist.
  • Dabei kann das Betriebselement selbst, im Falle des Ausführungsbeispieles also eine in das Innere des Reaktionsgefäßes, beispielsweise eines Wärmeaustauschers, ragende Expansionsleitdüse, aber auch ein nur vorübergehend vorzusehendes Verschlußelement sein, das nach seiner Entfernung dem eigentlichen Betriebselement Platz macht.
  • Man kann bei Verwendung eines Verschlußelementes die öffnung auch als jederzeit wieder verschließbares Einblickfenster verwenden.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der Rahmen Bestandteil eines Kastenteiles, der sich mit einem inneren Rahmen an der Innenwand des Reaktionsgefäßes abstützt und über die Außenwand des Reaktionsgefäßes vorsteht und dort in einem Flansch endet, auf dem die Abschlußplatte lösbar montiert ist. Auch hier kann der Kastenteil als Einblickfenster verwendet werden, das in geeigneter Weise verschlossen werden kann.
  • Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung, insbesondere im Hinblick auf einen Schrägeinbau, sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet, wobei besonders hervorzuheben ist,daß sich der erfindungsgemäße Vorschlag auch dahingehend erweitern läßt, daß der um das entsprechende Betriebselement verbleibende Hohlraum zur Aufnahme von Kühlmitteln bzw. Kühleinrichtungen genutzt wird.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Einrichtung in einem mit einer öffnung zu ihrer Aufnahme versehenen Einsatzformstein untergebracht ist, der die in der Begrenzungswand des Reaktionsgefäßes vorgesehene öffnung schließt.
  • Der Einsatzformstein findet Anschluß an die Auskleidung des Reaktionsgefäßes und besteht vorzugsweise aus einem Material ähnlich dem der anderen Formsteine der Auskleidung oder zweckmäßig sogar aus einem Material, das noch verschleißfester ist.
  • Die Zeichnungen zeigen in
    • Fig. 1 einen Schnitt durch die Begrenzungswand eines Reaktionsgefäßes mit der Darstellung einer öffnung mit einem eingesetzten Formstein als Verschlußelement:
    • Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des von der Abschlußplatte gehaltenen Formsteines;
    • Fig. 3 einen Schnitt ähnlich dem Schnitt nach Fig. 1, jedoch mit in die öffnung eingesetztem Kastenteil;
    • Fig. 4 die Einrichtung nach Fig. 3, ebenfalls im Schnitt, verschlossen durch eine Verschlußvorrichtung;
    • Fig. 5 eine Schnittdarstellung, im wesentlichen um 90° gedreht, entsprechend der Darstellung nach Fig. 4;
    • Fig. 6 eine.Darstellung entsprechend der Fig. 5, jedoch mit eingesetztem Betriebselement, hier einer Heißbrandexpansionsleitdüse; und in
    • Fig. 7 die Anordnung nach Fig. 6, jedoch in der Schnittebene nach den Fig. 3 und 4.
  • Nach Fig. 1 ist innerhalb einer Stahlblechschale 1 ein Mauerwerk 2 aufgeführt, das mit der Stahlblechschale 1 die Begrenzungswand eines Reaktionsgefäßes, beispielsweise eines in der Zementindustrie eingesetzten Wärmetauschers bildet. Beim Aufbau der Begrenzungswand wird in der Stahlblechschale 1 eine entsprechende öffnung 3 belassen und um die öffnung außenseitig auf der Stahlblechschale 1 ein Winkeleisenrahmen 4 befestigt, der in seinem Flansch 5 eine Vielzahl von Schraublöchern 6 aufweist. Durch die Öffnung 3 ist in das Innere des Reaktionsgefäßes ein Formstein 7 geschoben, der mit Hilfe eines Ankereisens 8 an einer Abschlußplatte 9 befestigt ist, wie besonders deutlich auch Fig. 2 zeigt. Der Vorschub dieses Formsteines 7 erfolgt, bis die Lage seiner Vorderkante 10 der Innenbegrenzung 11 des noch einzubringenden Mauerwerkes 2 entspricht. Die Länge des Ankereisens 8 bis zur Abschlußplatte 9 variiert dabei entsprechend der jeweiligen Mauerwerkwandstärke.
  • Die gestrichelten Linien I und II deuten die Begrenzungen eines Einsatzformsteines an, der eine entsprechende öffnung in dem Mauerwerk 2 schließt und nun seinerseits eine öffnung aufweist, die in die öffnung 3 in der Stahlblechschale 1 übergeht, welche selbst wiederum mit einem Einsatzschalenstück an dieser Stelle versehen sein kann, dessen Außenbegrenzungen in etwa mit den Begrenzungen entsprechend den Linien I, II des Einsatzformsteines zusammenfallen, wobei Flanschverbindungen od. dgl. den Anschluß dieses Einsatzschalenstückes an die Stahlblechschale herstellen. Einzelheiten sind nicht dargestellt. Sie ergeben sich für den Fachmann von selbst.
  • Nachdem die am Rand ebenfalls mit Schraublöchern 12 versehene Abschlußplatte 9 auf dem Flansch 5 des Winkeleisenrahmens 4 verschraubt ist, wird im Inneren des Reaktionsgefäßes das Mauerwerk 2 hergestellt, wobei zwischen Mauerwerk 2 und Formstein 7 eine Abtrennung in Form einer Fuge, vorzugsweise unter Einbringen einer feuerfesten Trennlage 13 vorgesehen ist.
  • Durch konische oder pyramidenförmige Erweiterung des Formsteines 7 in Richtung der Abschlußplatte 9 kann später im Betrieb der Formstein 7 durch Lösen der Abschlußplatte 9 vom Winkeleisenrahmen 4 nach außen abgezogen werden, so daß nunmehr in die Öffnung ein nicht mehr dem Verschluß des Mauerwerkes dienendes Betriebselement, z. B. eine Expansionsleitdüse eingesetzt werden kann.
  • In Fig. 3 erkennt man einen allgemein mit 30 bezeichneten Rahmen, der einen Kastenteil 32 aufweist, welcher sich mit einem inneren Rahmen 31 an der Innenwand des Mauerwerkes 2 der Begrenzungswand des Reaktionsgefäßes, hier eines Wärmetauschers abstützt. Die Innenwand kann zur Aufnahme des inneren Rahmens 31 entsprechend ausgenommen sein. Der Kastenteil 32 ragt über,die Stahlblechschale 1 des Mauerwerkes 2 ein Stück hinaus und endet in einem Flansch 33, der mit entsprechenden Löchern 34 über den Umfang versehen ist.
  • Fig. 4 zeigt das Verschließen dieses Rahmens 30 mit Hilfe einer Anpreßplatte 35, die über einen Steg 36 mit einer Abschlußplatte 37 in Verbindung steht. Beim Anschrauben der Abschlußplatte 37 wird die Anpreßplatte 35 mit ihrem Rand auf den Innenflansch 38 des Rahmens 30 so angedrückt, daß ein dichter Abschluß gewährleistet ist. Da der Kastenteil 32 beliebig lang gestaltet werden kann, bestehen keine Schwierigkeiten, die Einrichtung an entsprechende Wandwärken der Begrezungswand 1, 2, anzupassen. Gegebenenfalls können entsprechende Zwischenringe od. dgl. eingesetzt werden.
  • In Fig. 5 ist die Schnittdarstellung nach Fig. 3 und 4 um 90° verdreht wiedergegeben. Nähere Ausführungsen hierzu erübrigen sich. Die Bezugszeichen bezeichnen Teile, die auch aus sen Fig. 3 und 4 entnehmbar sind.
  • Fig. 6 zeigt den Einbau eines Betriebselementes, hier einer Expansionsleitdüse 40, die in einer auf dem Flansch 33 angeschraubten Verschlußplatte 41 angeschweißt ist und sich mit ihrem Düsenmundstück 42 an dem nach innen vorstehenden Flansch 38 des Rahmens 30 abstützt. Es ist auch hier wieder eine saubere Abdichtung gewährleistet. Die Expansionsleitdüse 40 besteht aus dem Rohrteil 43 und dem bereits erwähnten Mundstück 42.
  • Man erkennt aus den Fig. 3 und 4, daß die Anordnung so getroffen werden kann, daß sie unter einem bestimmten vorgewählten Winkel in das Innere des Reaktionsgefäßes gerichtet ist. Die Abschlußplatte 41 weist nach Fig. 7 einen vorzugsweise rechteckigen Schlitz 45 zur Aufnahme des Rohrteiles 43 auf, dessen Länge sich nach dem Einbauwinkel richtet. Nach entsprechender Einjustierung wird das Rohrteil 43 fest mit der Abschlußplatte 41 verschweißt. Der Schlitz 45 zur Aufnahme des Rohrteiles 43 besteht dann nicht mehr.
  • Man erkennt aus der Zeichnung auch, daß die so in der Wandung geschaffene öffnung auch als Stocheröffnung benutzbar ist. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, den Hohlraum, der sich im Kastenteil 32 bildet, entweder nach dem Einbau der Verschlußplatte 37 oder dem der Heißbrandexpansionsleitdüse 40 mit einem Medium, z. B. mit einem Kühlmittel zu füllen.
  • Es ist ferner denkbar, zur Konstruktion des Kastens 30 und insbesondere des Kastenteiles 32 rohrartige Elemente mit kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt zu wählen.

Claims (10)

1. Einrichtung zum auswechselbaren Einbau von in das Innere eines Reaktionsgefäßes gerichteten Betriebselementen in einer in der Begrenzungswand des Reaktionsgefäßes vorgesehenen Öffnung, dadurch gekennzeichnet , daß auf der Außenseite (1) der Be- grenzungswand des Reaktionsgefäßes um den Rand der öffnung (3) ein Rahmen (4; 30) befestigt ist, auf dem eine das Betriebselement (7, 8; 35, 36; 40) traqende Abschlußplatte (9; 37; 41) montierbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß an Stelle des Betriebselementes ein die Form der Öffnung in der Begrenzungswand (1, 2) aufweisender und dem Verschluß dieser öffnung dienender Formstein (7) vorgesehen ist, der an dem freien Ende eines an der Abschlußplatte (9) sitzenden, ins Innere des Reaktionsgefäßes ragenden Steges (8) befestigt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Öffnung sich von innen nach außen konisch oder pyramidenförmig erweitert und der Formstein (7) dieser Gestalt angepaßt ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Formstein (7) oder die öffnung mit einer feuerfesten Trennlage (13) gefüttert sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Rahmen (30) Bestandteil eines Kastenteiles (32) ist, der sich mit einem inneren Rahmen (31) an der Innenwand des Reaktionsgefäßes abstützt und über die Außenwand des Reaktionsgefäßes vorsteht und dort in einem Flansch (33) endet, auf dem die Abschlußplatte (37) lösbar montiert ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Kastenteil (32) für den Schrägeinbau der Einrichtung durch die Begrenzungswand (1, 2) des Reaktionsgefäßes ausgebildet ist.
7. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , daß Flansch und Abschlußplatte über den Umfang Verschraubungslöcher aufweisen.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, 5 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß an der Abschlußplatte (37) ein in das Innere des Reaktionsgefäßes ragender Steg (36) befestigt ist, der an seinem freien Ende eine sich an einem ins Innere des Kastenteiles (32) vorragenden Flansch (38) abstützende Anpreßplatte (35) aufweist.
9.Binrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der um das entsprechende Betriebselement verbleibende Hohlraum zur Aufnahme von Kühlmitteln bzw. Kühleinrichtungen genutzt ist.
10. Ausführungsform der Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß sie in einem mit einer Öffnung zu ihrer Aufnahme versehenen Einsatzformstein untergebracht ist, der die in der Begrenzungswand des Reaktionsgefäßes vorgesehene öffnung schließt.
EP86102965A 1985-03-06 1986-03-06 Einrichtung zum auswechselbaren Einbau von ins Innere eines Reaktionsgefässes gerichteten Betriebselementen Expired - Lifetime EP0197306B1 (de)

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