ES2281744T3 - Intercambiador de calor para refrigerar un gas caliente conteniendo particulas solidas. - Google Patents
Intercambiador de calor para refrigerar un gas caliente conteniendo particulas solidas. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2281744T3 ES2281744T3 ES04030220T ES04030220T ES2281744T3 ES 2281744 T3 ES2281744 T3 ES 2281744T3 ES 04030220 T ES04030220 T ES 04030220T ES 04030220 T ES04030220 T ES 04030220T ES 2281744 T3 ES2281744 T3 ES 2281744T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- layer
- heat exchanger
- erosion
- ceramic
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 abstract 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 0 C(C1)C2=*C=*1C2 Chemical compound C(C1)C2=*C=*1C2 0.000 description 1
- UFHPGONAVKTIEO-UHFFFAOYSA-N C1N(C2)CCCC2=C1 Chemical compound C1N(C2)CCCC2=C1 UFHPGONAVKTIEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
- F28F19/02—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
- F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
- F28F9/18—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Intercambiador de calor destinado a la refrigeración de un gas caliente que contiene partículas sólidas, consistiendo de tubos de intercambio de calor (1), que son atravesados por el gas a ser refrigerado, rodeados por una vaina (3) y soldados en las extremidades a través de una costura de soldadura (7) en taladros (6) de una respectiva placa de tubo (2), estando revestidos el lado frontal de la placa de tubo (2) del lado de la entrada (1a) de gas, la pared interior de los taladros (6), la costura de soldadura (7) y la zona de entrada (1a) de los tubos de intercambio de calor (1) por una capa de protección (8) que consiste de una capa de adhesión metálica (9) y una capa de cerámica (11) resistente a las altas temperaturas y a la erosión, caracterizado por el hecho que se aplica una capa metálica (10) resistente a las altas temperaturas y a la erosión, entre la capa de adhesión metálica (9) y la capa de cerámica (11) resistente a las altas temperaturas y a la erosión.
Description
Intercambiador de calor para refrigerar un gas
caliente conteniendo partículas sólidas.
El objeto de la invención es un intercambiador
de calor para la refrigeración de un gas caliente que contiene
partículas sólidas, de acuerdo con las características del concepto
general de la reivindicación 1.
Un intercambiador de calor genérico se conoce
por la PE 0 567 674 B1 que sirve para la refrigeración de un gas
sintético generado en una instalación de gasificación de carbón. En
el intercambiador de calor conocido, la placa de tubo del lado de
la entrada de gas está revestida de una capa cerámica para su
protección contra la erosión y la corrosión por altas temperaturas.
La capa cerámica consiste de unas boquillas separadas, dispuestas
una al lado de otra, que presentan en su parte superior unos bordes
exteriores paralelepipédicos adyacentes entre sí, y en su parte
inferior una abertura que sobresale en los tubos de intercambio de
calor. Por debajo de las boquillas, sobre la placa de tubo, la
costura de soldadura y las entradas del tubo, se encuentra una capa
de protección que consiste de una capa metálica de adhesión y una
capa de cerámica.
El objeto de la invención presente es proteger
el intercambiador de calor de la índole indicada de manera más
sencilla y eficaz contra la erosión.
De acuerdo con la invención, el objeto se logra
en un intercambiador de calor genérico por las características
determinantes de la reivindicación 1. Realizaciones ventajosas de la
invención son objeto de las subreivindicaciones.
Durante un proceso de revestimiento, la capa
combinada de protección puede aplicarse sobre todas las zonas de
riesgo, y ofrece una protección óptima contra la erosión, tanto en
caso de colisión vertical como oblicua de las partículas sólidas.
De modo sorprendente se ha mostrado que una capa metálica de
protección, con unos ángulos de colisión de las partículas sólidas
de 90 grados con respecto a la placa de tubos, es más resistente a
la erosión que una capa cerámica de protección. Sin embargo, con
ángulos de colisión de 45 grados con respecto a la placa de tubo
-es decir, en caso de una colisión oblicua, por ejemplo sobre la
costura de soldadura- una capa cerámica de protección muestra una
mejor resistencia a la erosión que la capa metálica.
A continuación, la invención se representa a
través del dibujo y se describe en detalle. En el dibujo:
La figura 1 muestra un corte longitudinal a
través de la parte inferior de un intercambiador de calor,
La figura 2 muestra el detalle Z de la figura
1,
La figura 3 muestra una capa de protección
y
La figura 4 muestra una vista en planta sobre
una placa de tubo de un intercambiador de calor de acuerdo con la
figura 1.
La figura 1 muestra solamente la parte de la
entrada de un intercambiador de calor para refrigerar gas de
desdoblamiento. El intercambiador de calor consiste en un haz de
tubos rectos 1 de intercambio de calor que están retenidos en una
placa respectiva 2 de tubo en ambos lados del haz de tubos. El haz
de tubos está envuelto por una vaina exterior 3 que, junto con las
respectivas placas de tubo 2, limita un espacio interior atravesado
por agua hirviente de alta presión. Adyacente a la placa de tubo 2,
en el lado representado de entrada de gas así como en el lado no
representado de salida de gas, se encuentra respectivamente una
cámara final 4, provista de un racor 5 para la alimentación o
evacuación del gas. La cámara final 4 se ensancha de modo cónico,
partiendo del racor 5, al diámetro de la placa de tubo 2. Todas las
piezas del intercambiador de calor están fabricadas de un acero
resistente al calor.
La placa de tubo 2 está provista de unos
taladros 6 en cada uno de los cuales los tubos intercambiadores de
calor 1 pueden ser introducidos de manera concéntrica y pueden ser
soldados con la placa de tubo 2 mediante una costura de soldadura 7
(figura 2). La costura de soldadura 7 empieza en el borde interior
del tubo intercambiador de calor y está configurada como costura de
garganta curvada de modo cóncavo. El gas caliente alimentado a
través de la cámara final llega a la placa de tubo 2 y fluye a
través de los taladros 6 de la placa de tubo 2, a lo largo de la
costura de soldadura 7, dentro de los tubos intercambiadores de
calor 1. Las partículas sólidas llevadas por el gas chocan
verticalmente sobre el lado frontal de la placa de tubo 2, y
oblicuamente sobre la costura de soldadura 7 y en este punto de
choque causan erosiones. Las erosiones también son provocadas por
remolinos en la zona de entrada de los tubos intercambiadores de
calor 1. A efectos de protección contra la erosión, el lado frontal
de la placa de tubo 2, la costura de soldadura 7 en el borde
interior de cada tubo intercambiador de calor 1 y la zona de
entrada 1a de los tubos intercambiadores de calor 1 están revestidos
de una capa de protección 8 en tres capas.
De acuerdo con la figura 3, la capa de
protección 8 consiste en una capa de adhesión 9 aplicada sobre la
superficie de la placa de tubo 2, de la costura de soldadura 7 en
el borde interior de cada tubo intercambiador de calor 1 y la zona
de entrada 1a de cada uno de los tubos intercambiadores de calor 1.
La capa de adhesión 9 sirve como agente de adhesión para las capas
siguientes que forman la verdadera protección contra la erosión.
Sobre la capa de adhesión 9 se aplica una capa metálica 10
resistente a las altas temperaturas y la erosión, y sobre la capa
metálica 10 se aplica una capa de cerámica 11 resistente a las altas
temperaturas y a la erosión.
Las capas separadas son aplicadas mediante la
metalización con llama. La capa metálica 10 y la capa de adhesión 9
consisten cada una de una aleación a base de níquel, aleada con uno
o varios de los elementos aluminio, cerio, hierro, molibdeno y
silicio. La capa de cerámica 11 consiste de óxido de zirconio
estabilizado con calcio.
La capa de protección 8 presenta un espesor
total de 0,5 mm a 1,5 mm, preferentemente de aproximadamente 1 mm.
De modo de ejemplo, la capa de adhesión 9 presenta un espesor de
aproximadamente 0,1 a 0,5 mm, preferentemente 0,2 mm, la capa
metálica 10 un espesor de unos 0,2 mm a 0,8 mm, preferentemente 0,4
mm, y la capa de cerámica 11 un espesor de unos 0,1 a 0,6 mm, de
manera preferente
0,3 mm.
0,3 mm.
Claims (5)
1. Intercambiador de calor destinado a la
refrigeración de un gas caliente que contiene partículas sólidas,
consistiendo de tubos de intercambio de calor (1), que son
atravesados por el gas a ser refrigerado, rodeados por una vaina
(3) y soldados en las extremidades a través de una costura de
soldadura (7) en taladros (6) de una respectiva placa de tubo (2),
estando revestidos el lado frontal de la placa de tubo (2) del lado
de la entrada (1a) de gas, la pared interior de los taladros (6),
la costura de soldadura (7) y la zona de entrada (1a) de los tubos
de intercambio de calor (1) por una capa de protección (8) que
consiste de una capa de adhesión metálica (9) y una capa de
cerámica (11) resistente a las altas temperaturas y a la erosión,
caracterizado por el hecho que se aplica una capa metálica
(10) resistente a las altas temperaturas y a la erosión, entre la
capa de adhesión metálica (9) y la capa de cerámica (11) resistente
a las altas temperaturas y a la erosión.
2. Intercambiador de calor según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho que la capa
metálica (10) y la capa de adhesión (9) consisten cada una de una
aleación a base de níquel, aleada con aluminio, cerio, hierro,
molibdeno y silicio.
3. Intercambiador de calor según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho que la capa
de cerámica (11) consiste de óxido de zirconio estabilizado con
calcio.
4. Intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho que la
capa de protección (8) presenta un espesor total de 0,5 mm a 1,5
mm.
5. Intercambiador de calor según la
reivindicación 4, caracterizado por el hecho que la capa de
adhesión (9) presenta un espesor total de aproximadamente 0,2 mm,
la capa metálica (10) un espesor de unos 0,4 mm y la capa de
cerámica (11) un espesor de unos
0,3 mm.
0,3 mm.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP04030220A EP1674815B1 (de) | 2004-12-21 | 2004-12-21 | Wärmetauscher zum Kühlen eines Feststoffpartikel enthaltenden heissen Gases |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2281744T3 true ES2281744T3 (es) | 2007-10-01 |
Family
ID=34927880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES04030220T Expired - Lifetime ES2281744T3 (es) | 2004-12-21 | 2004-12-21 | Intercambiador de calor para refrigerar un gas caliente conteniendo particulas solidas. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7237601B2 (es) |
| EP (1) | EP1674815B1 (es) |
| AT (1) | ATE356330T1 (es) |
| DE (1) | DE502004003178D1 (es) |
| DK (1) | DK1674815T3 (es) |
| ES (1) | ES2281744T3 (es) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008092677A1 (de) * | 2007-01-31 | 2008-08-07 | Behr Gmbh & Co. Kg | Wärmetauscher |
| US10126021B2 (en) * | 2016-07-15 | 2018-11-13 | General Electric Technology Gmbh | Metal-ceramic coating for heat exchanger tubes of a central solar receiver and methods of preparing the same |
| JP6907500B2 (ja) * | 2016-10-13 | 2021-07-21 | 株式会社Ihi | 熱処理装置 |
| SI3376150T1 (sl) | 2017-03-14 | 2019-11-29 | Alfa Laval Olmi S P A | Zaščitna naprava za opremo z lupinami in cevmi |
| CN109579600A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-05 | 苏州海陆重工股份有限公司 | 火管锅炉的烟气进口结构 |
| EP3964322B1 (en) | 2020-09-04 | 2023-01-18 | ALFA LAVAL OLMI S.p.A. | Device and method for restoring the tube-to-tube sheet weld joints in a shell-and-tube heat exchanger |
| EP4134614A1 (en) * | 2021-08-11 | 2023-02-15 | Basell Polyolefine GmbH | Transfer line exchanger with thermal spray coating |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2143477A (en) * | 1937-06-24 | 1939-01-10 | Robert E Dillon | Liner for condenser tubes |
| US2225615A (en) * | 1940-01-08 | 1940-12-24 | Thomas J Bay | Condenser tube protector |
| GB1196562A (en) * | 1967-02-17 | 1970-07-01 | Hitachi Ltd | Welded Assembly of a Tube and a Tube Sheet |
| FR2571839B1 (fr) * | 1984-10-12 | 1987-01-02 | Pecquet Tesson Soc Ind | Perfectionnements aux plaques tubulaires d'echangeurs thermiques |
| DE59200074D1 (de) * | 1992-04-29 | 1994-03-31 | Borsig Babcock Ag | Wärmetauscher zum Kühlen von in einer Kohlevergasungsanlage erzeugtem Synthesegas. |
| JPH06173034A (ja) * | 1992-12-09 | 1994-06-21 | Hiroyuki Yoshiura | セラミックス被覆金属とその製造方法 |
| US5647432A (en) * | 1996-04-10 | 1997-07-15 | Blasch Precision Ceramics, Inc. | Ceramic ferrule and ceramic ferrule refractory wall for shielding tube sheet/boiler tube assembly of heat exchanger |
| US5863668A (en) * | 1997-10-29 | 1999-01-26 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Controlled thermal expansion coat for thermal barrier coatings |
| AU4090600A (en) * | 1999-06-30 | 2001-01-04 | Rohm And Haas Company | High performance heat exchangers |
| FR2795748B1 (fr) * | 1999-07-02 | 2002-03-01 | Electricite De France | Composition perfectionnee de revetement de surface |
-
2004
- 2004-12-21 AT AT04030220T patent/ATE356330T1/de active
- 2004-12-21 EP EP04030220A patent/EP1674815B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-12-21 ES ES04030220T patent/ES2281744T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2004-12-21 DK DK04030220T patent/DK1674815T3/da active
- 2004-12-21 DE DE502004003178T patent/DE502004003178D1/de not_active Expired - Lifetime
-
2005
- 2005-10-19 US US11/254,000 patent/US7237601B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK1674815T3 (da) | 2007-07-02 |
| EP1674815A1 (de) | 2006-06-28 |
| US7237601B2 (en) | 2007-07-03 |
| ATE356330T1 (de) | 2007-03-15 |
| EP1674815B1 (de) | 2007-03-07 |
| DE502004003178D1 (de) | 2007-04-19 |
| US20060131005A1 (en) | 2006-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2795399T3 (es) | Aparato de intercambio de calor ajustable y procedimiento de utilización | |
| ES2324500T3 (es) | Intercambiador de calor de haces de tubos. | |
| ES2984911T3 (es) | Panel de refrigeración para un fundidor | |
| CN105234532A (zh) | 一种钛换热器焊接工艺及其工装 | |
| CN207077115U (zh) | 一种双腔式激光焊机同轴式保护装置 | |
| ES2565659T3 (es) | Tubo absorbedor | |
| ES2342390T3 (es) | Dispositivo para mejorar la retencion de escoria en elementos de horno refrigerados por agua. | |
| ES2647420T3 (es) | Sistema de enfriamiento rápido | |
| CN106041302B (zh) | 激光焊接头 | |
| BRPI0707770A2 (pt) | mÉtodo para soldar componentes | |
| JP2009515132A (ja) | 高圧ガス加熱装置 | |
| CN108857055A (zh) | 一种用于激光焊接的气体雾化保护装置和保护方法 | |
| US20200333075A1 (en) | Fluid cooled housing system for instruments of a metal making furnace | |
| ES2977373T3 (es) | Intercambiador de calor para enfriar gas de craqueo | |
| JP6962847B2 (ja) | 冷却装置及びレーザ加工装置 | |
| US7237601B2 (en) | Heat exchanger for cooling a hot gas that contains solid particles | |
| BR102015000401B1 (pt) | conjunto de troca de calor, e, aparelho de troca de calor | |
| MX2011004231A (es) | Intercambiador termico para un horno de recocido para intercambiar calor entre dos fluidos. | |
| JP3512477B2 (ja) | 熱交換器 | |
| CN205074658U (zh) | 易氧化金属水室自动氩弧焊接用分体式滞后保护气罩 | |
| JP2503440Y2 (ja) | 狭開先ア―ク溶接機 | |
| ES3057237T3 (en) | Tube sheet protection in a process gas waste heat boiler | |
| PT799403E (pt) | Difusor de ar quente com tubo substituivel | |
| TW201825223A (zh) | 保護裝置 | |
| ES2377019T3 (es) | Elementos de pared para brazos de soporte de electrodos refrigerados por agua, atravesados por la corriente, así como brazos de soporte de electrodos fabricados a partir de tales elementos de pared |