DEVICE FOR OBSERVING THE INTERIOR OF INCREASED-PRESSURE HOT-REACTION VESSELS

Abstract: 1. Device for observing the interior of hot reaction spaces which are under elevated pressure, with a housing (6) on the axis (5) of the observation opening (3) of the hot reaction space (1), the housing (6) being connected to the outside of this space (1) and containing a mirror (7) which directs the rays of light emerging from the observation opening into an inspection port (10) placed at an angle to the axis of the observation opening in the housing, in which, both at the region of the transition from the housing to the pressurised space (8), and also at the inspection port, a glass prism (9 or 11 respectively) is mounted as a seal.

Description: Einrichtung zum Beobachten des Innenraumes von unter erhöhtem Druck stehenden Heissreaktionsräumen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Beobachten des Innenraumes von unter erhöhtem Druck stehenden Heissreaktionsräumen. Es ist häufig erforderlich, in Heissreaktionsräumen, beispielsweise solchen zur Vergasung feinzerteilter fester Brennstoffe in der Schwebe, die Ausprägung, Farbe und Grösse der Flammen sowie die unter Umständen anfallende flüssige oder feste Schlacke unter Beobachtung zu halten. Wird der Gaserzeuger unter erhöhtem Druck, beispielsweise von 30 bar oder mehr, betrieben, so ist die Beobachtungseinrichtung nicht nur den im Gaserzeuger herrschenden hohen Temperaturen ausgesetzt, sondern sie muss auch eine zuverlässige Abdichtung des Innenraumes des Gaserzeugers gegenüber der Atmosphäre gewährleisten. Es muss ferner sichergestellt werden, dass die unter diesen hohen Belastungen stehenden Glasprismen der Beobachtungseinrichtung bei einem Schadensfall keine gesundheitlichen Schäden für den Beobachter hervorrufen können. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Beobachtungseinrichtung zu schaffen, die den vorerwähnten Anforderungen in zuverlässiger Weise entspricht. Die erfindungsgemässe Beobachtungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Achse der Beobachtungsöffnung des Heissreaktionsraumes ein Gehäuse mit darin befindlichem Spiegel angeordnet ist, der die aus der Beobachtungsöffnung austretenden Lichtstrahlen in einen unter einem Winkel zur Achse der Beobachtungsöffnung an das Gehäuse angesetzten Betrachtungsstutzen lenkt, wobei sowohl im Bereich des Überganges vom Gehäuse zu dem unter Druck stehenden Raum als auch im Be trachtungsstutzen ein Glasprisma dichtend eingesetzt ist. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Betrachtungsstutzen unter einem Winkel von 9o zur Achse der Beobachtungsöffnung angeordnet ist. Durch die erfindungsgemässe Massnahme wird erreicht, dass bei einer möglichen Zerstörung des zum Druckraum hin angeordneten Glasprismas, das, wie bereits erwähnt, unter einer hohen Druck- und Temperaturbelastung steht, Glassplitter nicht auf das Betrachtungs-Glasprisma treffen und dieses ebenfalls zerstören können, wodurch Verletzungen des beobachtenden Personals eintreten könnten. Gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist der Spiegel mittels einer aussen am Gehäuse angesetzten Betätigungseinrichtung verstellbar, so dass er in die jeweils gewünschte Beobachtungsposition gebracht werden kann. Es ist ferner vorgesehen, dass das zum Druckraum hin angeordnete Glasprisma druckseitig zwecks Beseitigung von Staubablagerungen mit einem gasförmigen Spülmedium beaufschlagbar ist. Um eine Kondensation infolge Taupunktunterschreitung im Gehäuse zu vermeiden, kann weiterhin eine Beheizung für das Gehäuse vorgesehen werden. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass an das Gehäuse ein Druckentlastungsstutzen mit einer darin angeordneten Berstscheibe angesetzt ist. Die Berstscheibe wird man für einen Berstdruck auslegen, der unterhalb des Betriebsdruckes des Gaserzeugers liegt, so dass im Störfall im Gehäuse ein Druckaufbau in Höhe des Betriebsdruckes nicht eintreten kann. Überdies steht diese Druckbeaufschlagung im Störfall nur kurzzeitig an, da gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung dem Gehäuse ein motorbetätigtes Absperrorgan vorgeschaltet ist, das ein Signal zum Schliessen von einem in der Druckentlastungsleitung angeordneten Druckmessgerät mit Messumformer erhält. Schliesslich kann in der Druckentlastungsleitung eine Atmungsleitung mit eingebauter Lochblende als Umgangsleitung zur Berstscheibe vorgesehen sein. Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 die Anordnung der Beobachtungseinrichtung an einem Heissreaktionsraum und Fig. 2 einen Schnitt durch die Beobachtungseinrichtung. Mit 1 ist der unter erhöhtem Druck stehende Heissreaktionsraum bezeichnet, an den ein Stutzen 2 angesetzt ist, der die Beobachtungsöffnung 3 bildet. 4 ist die in der Achse 5 der Beobachtungsöffnung angeordnete Beobachtungseinrichtung. Diese wird von einem Gehäuse 6 gebildet, in dem sich ein Spiegel 7 befindet. Gegen den mit dem Heissreaktionsraum in Verbindung stehenden Druckraum 8 ist das Gehäuse 6 durch das dichtend eingesetzte Glasprisma 9 begrenzt. Unter einem Winkel von 90 ist an das Gehäuse ein Beobachtungsstutzen 10, der ebenfalls mit einem Glasprisma 11 versehen ist, angesetzt. Die Betrachtung des Inneren des Heissreaktionsraumes erfolgt also über die beiden Glasprismen 9 und 11, wobei die aus dem Heissreaktionsraum austretenden Lichtstrahlen durch den Spiegel 7 zum Beobachtungsstutzen hin abgelenkt werden. Der Spiegel kann mittels einer Betätigungseinrichtung in die gewünschte Beobachtungsstellung gebracht werden. Hierzu ist der Spiegel in zwei Halterungen gelagert. Eine dieser Halterungen ist als Feststütze 12 mit dem Deckel 41 verschweisst und mit einem Drehgelenk 13 ausgeführt. Die andere Halterung besteht aus einer Spindel 14, die mittels einer Mutter 15 bzw. mittels eines durch die Bohrung 16 durchgesteckten Knebels verstellt werden kann. Die Spindel ist zur Atmosphäre hin durch Dichtungen 17 und die Hutmutter 18 abgedichtet. Mit dem Spiegel 7 ist die Spindel 14 über ein Gelenkstück 19 mit den Gelenken 20, 21 verbunden. Die Lichtstrahlumlenkung durch den Spiegel 7 erfolgt, wie bereits erwähnt, aus Sicherheitsgründen, da das Glasprisma 9 sowohl einer hohen Temperatur- als auch einer Druckbelastung ausgesetzt ist und bei dieser Art der Belastung ein Zerspringen des Glasprismas 0 nicht völlig ausgeschlossen werden kann. Durch die um 90 versetzte Anordnung des Beobachtungs-Glasprismas 11 wird verhindert, dass im Falle einer Zerstörung des Glasprismas 9 dessen Splitter gegen das Glasprisma 11 geschleudert werden und dieses dadurch ebenfalls zerstört wird. Der Spiegel 7 ist hierbei so auszuführen, dass er im Schadensfall nicht als Splitter-Reflektor wirkt, sondern auch zerstört wird. Es ist daher ein Spiegel aus Glas oder einer Matallfolie einzusetzen. An das Gehäuse 6 ist ferner ein Druckentlastungsstutzen 22 mit einer darin angeordneten Berstscheibe 23 angesetzt. Diese Massnahme verhindert bei einer Zerstörung des Glasprismas 9 einen zu starken Druckanstieg im Gehäuse 6, der auch zu einer Zerstörung des Glasprismas 11 führen könnte. Dieser Druck besteht im übrigen nur kurze Zeit, da aufgrund der Druckmessung in der Druckentlastungsleitung 37 durch das Messgerät 24 bei einem Druckanstieg über einem Messumformer 40 ein Signal an das dem Gehäuse 6 vorgelagerte Absperrorgan 25 ge geben wird, so dass dieses schliesst. Gegen Taupunktunterschreitungen, die zu einem Feuchtigkeitsbeschlag des Spiegels 7 und der Glasprismen 9 und 11 führen könnten und damit eine Funktionsbeeinträchtigung der Beobachtungseinrichtung darstellen würden, ist eine mit 26 angedeutete elektrische Beheizungseinrichtung vorgesehen. Zusätzlich kann man Silikagel in das Gehäuse 6 einbringen, um diesem die Feuchtigkeit zu entziehen. Um das Glasprisma 9 druckseitig sauber zu halten, ist eine Spülung mit einem gasförmigen Medium, vorzugsweise mit N2, vorgesehen. Dieses Spülmedium wird über die Zuführungsleitungen 27, 28 und 29 bei geöffneten Absperrorganen 30 und 31 und geschlossenem Absperrorgan 32 zu einer Spülbohrung 33 im Flansch 34 des Gehäuses geführt und von dort über den Spülring 35 mit scharfem Strahl auf das Glasprisma geleitet. Das Spülsystem kann ferner dazu benutzt werden, bei einem Abbau des Gehäuses 6 von dem geschlossenen Absperrorgan 25 den Druckraum 8 zu entspannen. Hierzu wird das Absperrorgan 30 geschlossen, während die Absperrorgane 31 und 32 geöffnet sind. Nun kann die Druckentspannung über den Spülring 35, die Bohrung 33, die Leitungen 29, 28 und 36 und schliesslich über die in die Atmosphäre führende Leitung 37 des Druckentlastungsstutzens 22 erfolgen. Es empfiehlt sich auch, nach jedem Beobachtungsvorgang den Druckraum 8 zwischen Absperrorgan 25 und Glasprisma 9 zu entspannen, um nicht ständig das Glasprisma mit dem Druck des Heissreaktionsraumes zu belasten. Schliesslich ist noch eine dünne Atmungsleitung 38 mit eingebauter Lochblende 39 vorgesehen, welche die Teile der Leitung 37 unterhalb und oberhalb der Berstscheibe 23 miteinander verbindet. Durch diese Massnahme soll vermieden werden, dass sich durch eventuelle geringe Leckagen am Glasprisma 9 ein Gasdruck innerhalb des Gehäuses 6 aufbaut.

Claims: Patentansprüche 1. Einrichtung zum Beobachten des Innenraumes von unter erhöh tem Druck stehenden Heissreaktionsräumen, dadurch gekennzeich net, dass in der Achse (5) der Beobachtungsöffnung (3) des Heissreaktionsraumes (1) ein Gehäuse (6) mit darin befindli chem Spiegel (7) angeordnet ist, der die aus der Beobachtungs öffnung austretenden Lichtstrahlen in einen unter einem Win kel zur Achse der Beobachtungsöffnung an das Gehäuse ange setzten Betrachtungsstutzen (10) lenkt, wobei sowohl im Be reich des Übergangs vom Gehäuse zu dem unter Druck stehenden Raum (8) als auch im Betrachtungsstutzen ein Glasprisma (9 bzw. 11) dichtend eingesetzt ist. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrachtungsstutzen (10) unter einem Winkel von 900 zur Achse (5) der Beobachtungsöffnung (3) angeordnet ist. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (7) mittels einer aussen am Gehäuse (6) angesetzten Betätigungseinrichtung (14, 15, 16) verstellbar ist. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Druckraum (8) hin angeordnete Glasprisma (9) druckseitig zwecks Beseitigung von Staubablagerungen mit einem gasförmi gen Spülmedium beaufschlagbar ist. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (6) zwecks Vermeidung von Kondensation infolge Tau punktunterschreitung beheizbar ist. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an das Gehäuse (6) ein Druckentlastungsstutzen (22) mit einer darin angeordneten Berstscheibe (23) angesetzt ist. 7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gehäuse (6) ein motorbetätigtes Absperrorgan (25) vor geschaltet ist, das ein Signal zum Schliessen von einem in der Druckentlastungsleitung (37) angeordneten Druckmessge rät (24) mit Messumformer (40) erhält. 8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichner, dass in der Druckentlastungsleitung (37) eine Atmungsleitung (38) mit eingebauter Lochblende (39) als Umgangsleitung zur Berstscheibe (23) vorgesehen ist.

Inventors: KOHNEN, KLAUS, DIPL.-ING., NIERMANN, HANS, ING., SEMRAU, LOTHAR, ING., Köhnen, Klaus, Dipl.-Ing.
Applicants: KRUPP KOPPERS GMBH
Application year: 1985
Main classification: F27D21
IPC codes: G02B23, C10J3, F27D21, B01J3, G02B27