DE3823439C2

DE3823439C2 - Schalenförmiges Schutzelement für Rohre

Info

Publication number: DE3823439C2
Application number: DE19883823439
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Weinsheimer
Original assignee: Individual
Current assignee: Weinsheimer Peter Dipl-Ing 46047 Oberhausen
Priority date: 1988-07-11
Filing date: 1988-07-11
Publication date: 1996-06-13
Anticipated expiration: 2008-07-12
Also published as: DE3823439A1

Description

Die Erfindung betrifft ein schalenförmiges Schutzelement für Rohre in hängenden oder geneigt liegenden Rohranordnungen eines Kessels insbesondere für Müllverbrennungsanlagen.

Aus der DE 33 27 177 A1 ist eine Schale für Rohrisolierungen bekannt, die aus Blech hergestellt und zylindrisch gebogen ist, wobei an einem Längsrand der Schale ein Mehr fachfalz vorhanden ist und der andere Längsrand eine Anzahl von Haltevorsprüngen aufweist, die nach dem Einschieben des Längsrandes in den Mehrfachfalz eine Haltekante des Mehrfachfalzes widerhakenartig hintergreifen. Die angegebene Anordnung weist zwar schon eine gewisse Verbindung für zwei Rohrschalen auf, aber eine haltbare Verbindung unter besonders hohen thermischen Belastungen ist damit noch nicht gegeben.

Weiterhin ist aus der DE 37 27 937 A1 eine Vorrichtung für eine Wärmeisolierung von Gleit-, Trag- oder Querrohren einer industriellen Feuerungsanlage bekannt, die aus Ein zelsegmenten zusammengesetzt ist, die als vorgefertigte Schalen ausgeformt sind, die aus einer Vielzahl von aus anorganischen Fasern bestehenden, ebenen flachen Einzellagen gebildet werden, die in der vorgefertigten Schale durch metallische Halteelemente vor gespannt und fixiert werden. Dabei sind die metallischen Halteelemente in der vorgefer tigten Schale mit Spiel an fest mit den Gleit-, Trag- oder Querrohren verbundenen, dem Halteelement angepaßten, starren Befestigungsvorrichtungen gekuppelt. Die angegebene Vorrichtung weist zwar eine Schale auf, die durch metallische Halteelemente vorgespannt und fixiert wird, aber speziell auf die Bedürfnisse einer industriellen Feuerungsanlage ausgelegt ist. Dabei wirkt sich als nachteilig aus, daß die Schale einteilig ausgebildet ist.

Die Endstufen im Wasser-Dampf-Kreislauf eines Kessels für Müllverbrennungsanlagen werden durch im Rauchgasstrom liegende Rohrbündel oder hängende Rohrschlangen gebildet. Diese als Überhitzer geschalteten Rohrschlangen sind die im Kessel höchstbeanspruchten, mit den heißen Rauchgasen berührten Rohrkörper. Die Rauchgase, die die Überhitzerrohre umströmen, erreichen Temperaturen von 600 Grad bis 1000 Grad C, wobei die Dampftemperaturen zwischen 370 Grad und 500 Grad C liegen.

Insbesondere die mit den höchsten Dampftemperaturen beaufschlagten Rohrbereiche sind einer ständigen Hochtemperaturkorrosion ausgesetzt. Ferner führen chemische und mechanische Einflüsse zu einem schnellen Materialabtrag der Rohre. Auch können Dampfrußbläser zu Rohrschäden an den von den Dampfstrahlen berührten Rohrbereichen führen. Es ist bekannt, den direkt von den Rauchgasen angeströmten Bereich eines Rohres durch eine Halbschale aus hochlegiertem metallischen Material zu schützen. Über die Rohre können auch metallische Schutzrohre geschoben werden, oder die Rohre sind bestiftet und mit einer feuerfesten Masse bestampft. Diese Schutzmaßnahmen verlängern zwar die Standzeit der Rohre, aber nur solange die metallischen Halbschalen oder Schutzrohre nicht selbst korrodieren oder die Stampfmassen herunterfallen. Der Korrosionsangriff kann plötzlich und auch bei höherlegiertem Rohrmaterial nach einer relativ kurzen Standzeit von 2000 bis 3000 Betriebsstunden eintreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für hängende oder geneigte Rohranordnungen ein Schutzelement zu schaffen, das einen wirksamen Schutz über eine längere Betriebszeit bewirkt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein keramisches fertig gesintertes Schutzelement bietet den besten Schutz gegen Erosion und Hochtemperaturkorrosion. Durch die Verzahnung lassen sich die keramischen Halbschalen des Schutzelementes so zusammenfügen, daß sie nicht auseinanderfallen und das zu schützende Rohr fest umschließen. Damit kann die Lebensdauer eines im Rauchgasstrom liegenden Rohres wesentlich verlängert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 den Längsschnitt durch einen Kessel,

Fig. 2 die Seitenansicht eines Schutzelementes,

Fig. 3 den Schnitt III-III nach Fig. 2 und

Fig. 4 eine andere Anordnung der Halbschalen.

Ein Kessel für eine Müllverbrennungsanlage ist mit einem Füllschacht 1 ausgerüstet, über den der zu verbrennende Müll einem Walzenrost 2 zugeführt wird. Oberhalb des Walzenrostes 2 besteht ein Feuerraum 3, in dem der Müll mit Hilfe von Luft verbrannt wird, die über Leitungen 4 dem Walzenrost 2 zugeführt wird. An den Feuerraum 3 schließt sich rauchgasseitig ein Dampferzeuger an, der aus einem ersten Kesselzug 5, einem zweiten Kesselzug 6 und einem die beiden Kesselzüge 5, 6 verbindenden Querzug 7 gebildet ist. In dem Querzug 7 und dem zweiten Kesselzug 6 sind Rohrschlangen 8 und Rohrbündel 9 angeordnet, die als Überhitzer und als Economiser geschaltet sind.

Die Rohrgruppe, die am stärksten durch Hochtemperaturkorrosion und Erosion gefährdet ist, sind die als Überhitzer geschalteten, hängenden Rohrschlangen 8 im Querzug 7. Zumindest die Rohre 10 der von Rauchgas zuerst angeströmten Rohrschlangen 8 sind durch keramische Schutzelemente 11 vorzugsweise aus SiC geschützt.

Das Schutzelement 11 weist eine runde oder mehreckige Außenkontur auf. Aus fertigungstechnischen Gründen empfiehlt sich eine achteckige Form. Das Schutzelement 11 besteht aus zwei Halbschalen 12, 13, deren Innenseite der Krümmung der Oberfläche des Rohres 10 angepaßt ist.

Die beiden Halbschalen 12, 13 umschließen das Rohr 10 vollständig. Der verbleibende Spalt 14 zwischen dem Rohr 10 und den Halbschalen 12, 13 ist mit einem Feuerfestmörtelkitt ausgefüllt. Auf diese Weise sind die Halbschalen 12, 13 an dem Rohr 10 befestigt, und gleichzeitig ist für einen nicht unterbrochenen Wärmeübergang von dem Rohr 10 auf die Halbschalen 12, 13 des Schutzelementes 11 gesorgt. Mehrere derartiger Schutzelemente 11 sind übereinander auf einem Rohr 10 befestigt.

Zur zusätzlichen Befestigung der Halbschalen 12, 13 auf dem Rohr 10 sind die einander berührenden Schalenkanten mit einer Verzahnung 15 versehen. Die Zähne der auf jeder Halbschale 12, 13 vorhandenen Verzahnung 15 weisen eine dreieckige Querschnittsform auf mit zwei ungleich langen, unter einem Winkel zur Längsachse der Halbschalen 12, 13 verlaufenden Zahnflanken 16, 17. Im Zahngrund gehen die Zahnflanken 16, 17 über eine Abrundung ineinander über. Die nach außen vorspringenden Kanten der Zähne sind abgeschrägt. Die beiden Halbschalen 12, 13 werden so zusammengefügt, daß die kürzeren, tragenden Zahnflanken 17 unter einem flachen Winkel zur Horizontalen nach unten weisen. Vor dem Zusammenbau wird ein Feuerfestmörtelkitt zwischen die Zahnflanken 16, 17 der Verzahnung 15 gegeben. Für den Fall, daß sich die über den Feuerfestmörtelkitt bewirkte Verbindung einer der Halbschalen 12, 13 mit dem Rohr 10 lösen sollte, wird diese Halbschale 12 über die Verzahnung 15 durch die andere Halbschale 13 in Position gehalten.

Gemäß Fig. 2 liegen die Halbschalen 12, 13 zur Bildung eines Schutzelementes 11 auf gleicher Höhe einander gegenüber. Die Halbschalen 12, 13 können auch, wie in Fig. 4 gezeigt ist, versetzt miteinander verklammert werden, so daß sie in Längsrichtung des Rohres 10 einen Verbund bilden.

Claims

1. Schalenförmiges Schutzelement für Rohre (10) in hängenden oder geneigt liegenden Rohr anordnungen eines Kessels, insbesondere für Müllverbrennungsanlagen, dadurch gekennzeichnet daß das Schutzelement aus zwei keramischen Halbschalen (12, 13) besteht, die auf der Innenseite eine der Krümmung der Rohroberfläche angepaßte Kontur aufweisen und das Rohr (10) fest umschließen, und daß die Halbschalen (12, 13) an ihren einander berührenden Schalenkanten mit einer Verzahnung (15) versehen sind, wobei die Verzahnungen (15) der Halbschalen (12, 13) ineinander greifen.

2. Schutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen dem Rohr (10) und der Innenseite der Halbschalen (12, 13) sowie zwischen den Verzahnungen (15) der Halbschalen (12, 13) verbleibender Spalt mit einem Feuerfestmörtelkitt ausgefüllt ist.

3. Schutzelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (15) eine dreieckige Querschnittsform mit zwei ungleich langen, unter einem Winkel zur Längsachse der Halbschalen (12, 13) verlaufenden Zahnflanken (16, 17) aufweist und daß im eingebauten Zustand die kürzeren Zahnflanken (17) nach unten weisen.

4. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahngrund mit einer Abrundung versehen ist.

5. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (12, 13) in Längsrichtung versetzt gegeneinander angeordnet sind.