Шип для армирования огнеупорной обмазки экранов Советский патент 1993 года по МПК F23M5/08 

Изобретение относится к котлострое- нию, а именно к конструкции шипов для армирования огнеупорной обмазки тепло- напряженных поверхностей нагрева топок котлов.

Цель изобретения - увеличение срока эксплуатации шипов.

На чертеже изображен шип.

Тело шипа выполнено в виде конуса и ограничено торцом 1, боковой поверхностью 2. основанием 3. Шип изготовлен из котельной стали (малолегированной или углеродистой). Торец шипа 1 и боковая поверхность 2 защищены слоем материала с повышенной жаростойкостью - 4. Торец (основание) шипа - 3 - покрытия не имеет.

Изменение угла а при основании шипа приводит к изменению температуры тела и, в первую очередь, его торца. Этот факт легко объясним. 8 рабочем состоянии тело шипа за исключением торца 1 погружено в слой огнеупорной массы. Поэтому основное количество тепла воспринимается непосредственно незащищенным торцом. С ростом конусности площадь торца уменьшается и соответственно сокращается воспринятый шипом тепловой поток, а следовательно, и .температура шипа.

Угол при основании шипа выбирается исходя из жаростойкости материала, из которого изготовлен шип, условий эксплуатации, возможностей сварочного оборудования.

Жаростойкий слой материала 4 на торце 1 и боковой поверхности 2 может быть изготовлен, например, диффузионным, плазменным, газодетонационным или каким-либо другим методом.

Предлагаемая конструкция дает возможность изготавливать шип из широко распространенных в котлостроении сталей, которые обладают высокой теплопроводностью и хорошо свариваются с экранными трубами, что так же способствует снижению температуры шипа.

сл

с

оо ю сл ю со

Приварку шипов к трубам на котлостро- ительных заводах производят с помощью полуавтоматических станков. В момент приварки шип следует ориентировать таким образом, чтобы основание 3 шипа было обращено к трубе. Коническая форма шипа дает возможность выполнить операцию по ориентированию с помощью простого устройства.

Угол а при основании шипа может быть рассчитан по формуле:

-й

Сн/Д(т.-ата)1ТГТГГШТ 4-ЛГГГР ТКГТ +-ТЙ5Г

где И - высота шипа, м;

RO - радиус при основании шипа, м;

Qwi и Qw2 тепловой поток, воспринятый торцом и боковой поверхностью шипа,

к.

Вт/м

Тт и То - температура торца и основания шипа, К;

А- коэффициент теплопроводности шипе, Вт/мК.

Пример. Температура торца шипа (Тт (высотой Н 15 мм и диаметром 12 мм, приваренного к трубам в теплонап- ряженной топке, где qwi - 250 103 Вт/мК; qw2 50103 Вт/мК. То 673 К в зависимости от угла при основании шипа температура торца - Тт меняется следующим образом и см. таблицу.

ШИП КОНуСООбраЗНОЙ фОрМЫ С ТОРЦОМ И

боковой поверхностью, защищенными жа

0

5

0

g

5

0

ростойкими покрытиями обладает высокой стойкостью в эксплуатации. Во время работы котла шипы, приваренные к трубам топо- чных экранов, заподлицо с торцами погруженные в огнеупорную массу выполняют роль армирующих элементов. Высокая стойкость арматуры увеличивает стойкость футеровки, что в свою очередь предохраняет от наружной и внутренней коррозии трубы топочных экранов и способствует более высоким экономическим показателям рабо- ты котлоагрегата в целом.

Заявляемый шип проходит опытно-промышленное опробывание в малогабаритных котлах с ощипованными вихревыми топками. Расчет экономического эффекта от внедрения заявляемого шипа состоит из двух частей. Первая часть эффекта достигается за счет обеспечения повышенной долговечности эксплуатации обмуровки котла и в настоящее время рассчитана быть не может. Однако только замена применяемых в настоящее время шипов цилиндрической формы на конусообразную обеспечивает снижение материалоемкости шипа, составляющую примерно 0,8 - 1,0 т легированной стали типа 12Х1МФ

Формула изобретения Шип для армирования огнеупорной обмазки экранов, тело которого ограничено торцевыми и боковой поверхностями, о т- личающийся тем, что, с целью повышения надежности, боковая поверхность выполнена в виде конуса.

Использование: в котлостроении при выполнении шипов для армирования огнеупорной обмазки теплонапряженных поверхностей нагрева топок котлов. Сущность изобретения: шип выполнен с боковой поверхностью в виде конуса, что позволяет снижать его температуру во время эксплуатации. 1 ил. 1 табл.

Влияние угла при основании шипа на температуру торца

/