Футеровочный элемент теплового агрегата

 

Использование: изобретение относится к металлургической промышленности, а более конкретно к устройствам элементов футеровки теплового агрегата Сущность изобретения футеровочный элемент, представляющий блок из армированного жаростойкого бетона, выполнен с возможностью сочленения его со строительным элементом теплового агрегата Причем арматура футеровочного элемента выполнена в виде решетки из материала, коэффициент теплопроводности которого не менее, чем в 10 раз превышает теплопроводность, а коэффициент теплового расширения равен коэффициенту теплового расширения бетона, узлы арматурной решетки соединены со строительным элементом теплового агрегата анкерными штырями, выполненными из материала решетки, причем размеры ячейки арматурной решетки и длину анкерного штыря выбирают из условия выравнивания градиента температуры. 4 ил

Еомитет Российской Федерации ио патентам и товарным знакам т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4924676/02 (22) 22.02.91 (46) 15.10.93 Бюл. ¹ 37 — 38 (76) Занцев Владимир Константинович; Гусев

Владимир Иванович (54) ФУТЕРОВОЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ТЕПЛОВОГО

АГРЕГАТА

i») Использование: изобретение относится к металлургической промышленности, а более конкрет— но к устройствам элементов футеровки теплового агрегата. Сущность изобретения: футеровочный элемент, представляющий блок из армированного жаростойкого бетона, выполнен с возможностью (в) RU (и) 2001ИЗ С1 (51) 5 CZ187 Об FZ791 1б

Г27Р1 08 сочленения его со строительным элементом тепло— вого агрегата. Причем арматура футеровочного элемента выполнена в виде решетки из материала, коэффициент теплопроводности которого не менее, чем в 10 раз превышает теплопроводность, а коэф— фициент теплового расширения равен коэффициенту теплового расширения бетона, узлы арматур— ной решетки соединены со строительным элементом теплового агрегата анкерными штырями, выполненными из материала решетки, причем размеры ячейки арматурной решетки и длину анкерного штыря выбирают из условия выравнивания градиента температуры. 4 ил.

2001113

Изобретение относится к металлургической промышленности, а более конкретно, к устройствам элементов футеровки тепловых агрегатов.

Известны различные устройства футеровочных элементов тепловых агрегатов (а.с. 600377, F 27 0 1/00, а,с. М 726405, F 27

0 1/04, а.с. ЬЬ 9!3010. F 27 0 1/08, а.с, М

7461 1/00).

g футеровочный элемент (панелФ роупорного бетона для футеровки, нап рИмер, тепловых агрегатов), содержащий слой бетона, арми рующую сетку с анкерами, прикрепленную к каркасу из уголка, расположенному по периметру наружной поверхности панели (а,с. O 343135, F 27 0 1/08, 1970).

Основными недостатками известного технического решения являются повышение вероятности растрескивания футеровочного элемента, снижение его стойкости при воздействии неравномерной тепловой нагрузки на поверхность футеровочного элемента, формирующей градиент температур по его сечению.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является футеровочный элемент теплового агрегата. представляющий блок из армированного жаростойкого бетона, выполненный с воэможностью сочленения его со строительным элементом теплового агрегата.

Известное устройство имеет следующие недостатки: воздействие неравномерной теп. Овой нагрузки на поверхность футеровочного элемента вызывает градиент температур по его сечению, Тем самым повышается вероятность растрескивания футеровочного элемента, снижается его

СТОЙ КОСТЬ.

Целью изобретения является упрощение конструкции элемента и повышение его стойкости за счет выравнивания тепловой нагрузки.

Указанная цель достигается тем, что в футеровочном элементе теплового агрегата, представляющим собой блок из армированного жаростойкого бетона, выполненный с возможностью сочленения его со строительным элементом теплового агрегата. согласно изобретению, арматура футеровочного элемента выполнена в виде решетки из материала, коэффициент теплопроводности которого не менее, чем в 10 раз превышает теплопроводность, а коэффициент теплового расширения равен коэффициенту теплового расширения упомянутого бетона. узлы арматурной решетки соединены со строительным элемен15

50 том теплового агрегата тепловыми мостами, выполненными из материала упомянутой решетки, причем ширина и длина последней равны ширине и длине футеровочного элемента, а размер ячейки (шаг) арматурной решетки и длину теплового моста выбирают из условия — =0,001(-7,41 10 ЛО* + 0,1874 +1,703); при 10 < Л о* < 120; 0,5; 0,5;

max (qrad 0@*=1

d« — 1-d, L

Т вЂ” Т, где Л =Л», 0=

Т вЂ” Т

d, Q — диаметр и коэффициент теплопроводности материала прутка, используемого дпя изготовления решетки;

kr — коэффициент теплопроводности бетона;

Т вЂ” текущая (по длине прутка решетки) температура;

Т вЂ” температура на поверхности слоя жаростойкого бетона. обращенной в рабочее пространство;

Т вЂ” температура среды, окружающей футеровочный элемент снаружи;

L — толщина слоя жаростойкого бетона; (* — расстояние от строительного элемента до арматурной решетки, Благодаря введению в известный футеровочный элемент теплового агрегата решетки, соединенной тепловыми мостами со строительным элементом кожуха, и указанных зависимостей происходит снижение термического напряжения блока футеровки и достижение цели изобретения — повышение стойкости футеровочного элемента за счет выравнивания тепловой нагрузки по элементам.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна".

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию

"существенные отличия".

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого футеровочного элемента теплового агрегата. вид спереди в разрезе; на фиг.

2 — предлагаемый футеровочный элемент, вид сверху; на фиг. 3 — представлены графики, изображающие зависимость отношения

2001113 ша»ия

;Т (--\

rj р1 р .> ..t

1 (р-, " р>.) (, - } } ,h

Лrt i — )

>

) .! Д

>} -(-(-) ) ——

h)g ((. р i — 1)+ I

i»л.. (;i:, I > )} h . -- — от отношения — при

t>t;; «r it,rI »I! (! I

Р,ач>Р>Р I>It I e :"VI, i!1 т, i r — Трр

Л >, р рр >,!,>Э>1.,иент (еплопролодност 1 I 1ñ>т ь(>!1 >! >л (>>> >р тv >, исппльзyoMoro для из! О

T0l» е; >ИЯ I! ; !.» к!", v! эф >л>>.,иен Г теплопроводности бе>0>!а, ! — ir,,"i.,,>ч тсчлперату()а;

IÄ вЂ” (О!.I>cps(ypo на поверхног(и слоя, ;;II>cc; .Икоро >,.;>она, обрав(еннои г р(>(эо>> Е (!Р О i -»С! >О

Т; —;. J,IIOItäòy(ÿ среды, окружающей фут> рево >>ь>р> эле>10>IT снаружи;

}1 —;Р>а! "ЬО>t >Кti (— тол,. >! ... слоя жаростоикого беTolio, И.> i,ð :, I>>I>êo>) >!а фи>. 3 следует, ti(0 с

h увели >ение 1 о>ношения — величина отноI глах (EIrad(>(> — увеличивается, 01.::х ((II rt i ср) Ло = 1 приближэяр ь х I (!ри h, стремящейся к . по под(верждает прав,>льность приведенного выше вырэ;к(»!Ия, получе (ного в реэульта>е г . ()Ов:.д..н,1ых э к спер ninth >«Tor

-, - - = 0.00>1(- .:1(10 Л. " - 0.100.>

7 r! ) ) г>ри 10 =- Itt c 120

>лт>х (с;г-(1 (() (т! !х (>:; л;.! („(, = 1

>>а ((>. Г. >р 1, i > - >ел", 1 t тра },t(к 1 „>,пбрл а>О!.Л Е Сf "".,: . (O;tòf I l>i ТЕплOUOf О >1ñðñ !à >iа э4>4рр-, .I >,i>i! I f и >Осьсл!. >р (р; ;>рл I ых

> .t

;>л >!! ",х (>ел>!ч:. >ы Л

t }>. :- .: >,>! >О r"-п(it>fit 0 o >,>Joeòü

>Р f >«гт Р t ) «Т I: !) >Eгг,,ЧЮ г1 .Р ° \1

« (>> tl«i О it 1; nl i з р>. t р:

3п

10р (Г р

Футеровочный эр!е (ент тспловото агрегата содержит слой 1 жаростойкого бетона.

IIà>-:ocå>- н>=tй на cTpоительilûf» элемент 2 кожуха тппловшп а! р т,>(а. Но строительно>л элен>енте? кожуха смонтировэны трубы во,,я>>р)>р. Охла>кдени т с выводом части их наружу (на чертe)(е не показаны). По периметру строительного эле ie;та 2 кожуха ocT3Lt(lcl> зазор 3 в виде свободно® OT футеровки части кожуха для возможности произ>>одства сварки стыков между сосед>и..:ли строительныи(ли элементами и заменяемыми частями шахты теплового агрегата. В толще слоя 1 жаростойкого бетона, обращенно(о в рабочее пространство, на расстоянил, озв!ioм, напри(>ер, диаметру прутка d реш(>т>:и от >>све()хне:.ти 4 установлена решетка 5, выполне (ча". иэ материала, коэффи ц11, н (теп лопровсдности которого не

>1oнее, че>л в >О раз превышает коэффициент теплопровод>lости бетона, т.е.

ЛГр (р. — 0,1, и коэффициент теплового расширения материала соответствует коэффициен. у теплового расшире>>ия бетона.

Например, дл) конкретного случая реализации (>уторовочного элемента используют д !ч !1эготовленил pt:>IJe(wn пруТок диаметрслл 0 мм иэ;тали сl. 10, коэфф(>циент тепВт лопроэсд>>ости которой Л =- 45,4 м . град а vu- (фи>(иент те>)ло;lpof)oäíocòè бетона

Л Г вЂ”,,28 I= T/м Г рад (См. «СправОчник по эл ме>I т; рной физике" Н.И.Кошкин, У. (,Жр>ркев>>ч, Е,ot;Ki „а, иэд-во "Наука", 1CI, )

Д>lt1>IG и i . I;pèíä (решатки 5 иде личны со)it>Enc >>« Koò(1>1 р; змер;-м лоя 1 жарос-;!)Икс(0 бе-0(а. толще слоя 1 жарастойкл)го бе(о <а устанков;е»ы «пловьре мосты О. в, rioi >>енные из ТО>ГС же МатЕриала и иэ и )yi ;> того же ди(>> е(рт, что и р.шатка 5, с(! !>э! >J!эщис cTI)0!IT! "ti» II, >I элемент 2 коз, i.,! с ре>0.".Ti .Oil 5.

Г - р ° р "t() из(ОTn ле и >!я rр I>t,ri f>a(30ìï>ГО

;-.;)ocoчного элемсчта теплового à-реглта

;>;i „->Г.-t CP ",) Cr>C,.(,Р>О(«,С>Л. с, роительнол1 эле,".(енто 2 KomvxB

i i Э рр О i 0 0Л р p E т П Т а t -! !) Е Э Гр () т 0 Т В Е 0 С Т И Ч дЛ Я

>:ки (уб одчното о .Л,..лдрсни(>, обраЗу» )щ>1 Одiiрiy>О ср!с- е .1у. Ерo>IT).1(>y>OT тр)рбы всдг>>ОГО Охлаждсния с вь>вОдс>л «>асти их

iI 0 (>У:р."У. ДГ>Я Ко>1 ПОНСа Ц(IИ ТЕРМ!14(>СКОГО р;;сширсния батона и устране>рия на(тряже>!Ий. !>II >tt(авмых Раз INt>иам коэ>}>ч>ицивнТоfi Теp>1>1>!ЕСКОГO р)<>СШ>>!) )Н>>я Ор.,ТО>(д И

>1oi ллэ, использу>о выгорающий материал или;сбсст, voтор п(у.-;ладыва От на кожух и (>iIутренние cTclii: 1 Опалубки (на черте)ке не показ",lfa). Тепловые мосты б, предвари2001113 тс .ьно скрепленные с решеткой 5 в единую конструкцию, закрепляют на строительном элементе 2 кожуха, например. сваркой. Затем с помощью опалубки наносят слой 1 жаростойкого бетона при соотношении мас- 5 сы воды к сухой массе 0,07 — 0,09. После чего слой 1 жаростойкого бетона уплотняют в течение 0,7 — 1 ч виброустройствами и подвергают сушке при 150 — 200 С в течение 36—

48ч, 10

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение обеспечивает снижение термического напряжения футе

J б

d(— (),у

f где Ло = —, б Лм

Лб Тг — То

d, Л 4 диаметр и коэффициент теплопроводн ости материала прутка, используемого для изготовления решетки;

Лв - коэффициент теплопроводности бетона;

Т - текущая (по длине прутка решетки) температура;

Г0 — температура на поверхности слоя

30 жаростойкого бетона, обращенной в рабочее пространство;

Тг - температура среды, окружающей футеровочный элемент снаружи;

L - толщина слоя жаростойкого бетона;

35 L* - расстояние от кожуха теплового агрегата до решетки, а 0,5;

max(gru 9 ) Я =1

Формула изобретения

ФУТЕРОВОЧНЫИ ЭЛЕМЕНТ ТЕПЛОВОГО АГРЕГАтА, содержащий блок из жаростойкого бетона, армированный решеткой из прутьев, прикрепленной к кожуху теплового агрегата анкерными штырями, от ичающийся тем, что прутья решетки и ан .ерные штыри выполнены иэ материала, коэффициен1 теплопроводности которого не менее чем в

10 раз превышает коэффициент теплопроводности бетона. а коэффициент теплового расширения равен коэффициенту теплового расширения бетона, при этом размер ячейки решетки и длину анкерных штырей выбирают иэ условия — =0,00!! -7,41 ° 10 4 @2+0,! 87@+

+ 1,703), при 10< Л0 «120; ровочного элемента, повышается стойкость последнего за счет выравнивания тепловой нагрузки пО элементам.

Предполагаемый экономический эффект от предложенного устройства выражается в увеличении срока службы футеровки, в увеличении межремонтного пробега тепловых агрегатов, в снижении капитальных затрат на их обслуживание и ремонт. (56) Огнеупоры и их применение. Пер с японского под ред. Инамуры Я.М. М,: Металлургия, 984, с. 399-400, 2001113

Фиг. 5

2,6

2,4

2,2

2,0

1,О Л=О— -О

О, 2 И, 4 О6 а

Зппп к л г/;ег/по ого мостт; g, Редактор

Заказ 3112

Производственно-издательский ко лбинаг "Патент";. ужгород ул f агарина 101

j g о (6

Ci е 14

2 б ./2

Составитель Р. Занцен

Техред М.Уоргент".п Корректор Н. Ренская

Тираж Подписное

14ПО "Поиск" Роспатента

113035 Москва. Ж-35. Раушская наб . 4/5