BR102022010535A2

BR102022010535A2 - Trocador de calor para resfriamento de gás craqueado

Info

Publication number: BR102022010535A2
Application number: BR102022010535-9A
Authority: BR
Inventors: Carsten Birk; Andreas Förster; Michael Vogt
Original assignee: Borsig Gmbh
Priority date: 2021-07-23
Filing date: 2022-05-30
Publication date: 2023-02-07
Also published as: DE102021003955A1; KR20230015841A; EP4122594A1; CN115682803A; EP4122594B1; FI4122594T3; JP2023016796A; CA3161754A1; US20230025071A1

Abstract

Um trocador de calor para resfriamento de gás craqueado inclui uma conexão de tubo entre um tubo não resfriado (1) e um tubo resfriado (2), tendo um tubo interno resfriado (3) fechado por um tubo de revestimento (4), com um espaço intermediário de tubo (5) para fluir meio de resfriamento. Um coletor de entrada de gás (11) tem uma parte interna de tubo de GI (12) e uma parte externa de tubo de GI (13) e um espaço de resfriamento (14) com uma camada isolante (15). A parte externa do tubo de GI conecta-se através de uma câmara de água (6) ao tubo de revestimento. A parte interna do tubo de GI está voltada para o tubo interno e é conectada em uma face (8) da câmara de água. Um anel de suporte de solda (16), entre uma face de extremidade (9) do espaço de resfriamento e uma face inferior (8) da câmara de água, está na camada isolante do espaço de resfriamento, disposto em uma saída/ranhura (17) na camada isolante.

Description

TROCADOR DE CALOR PARA RESFRIAMENTO DE GÁS CRAQUEADO

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido reivindica o benefício de prioridade sob 35 U.S.C. §119 do Pedido Alemão 10 2021 003 955.6, depositado em 23 de julho de 2021, cujo conteúdo integral é aqui incorporado por referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

[0002] A presente invenção refere-se a um trocador de calor para resfriamento de gás craqueado com uma conexão de tubo entre um tubo não resfriado e um tubo resfriado e a um processo para conectar uma conexão de tubo entre um tubo não resfriado e um tubo resfriado.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0003] Tal trocador de calor para resfriamento de gás craqueado com uma conexão de tubo entre um tubo não resfriado e um tubo resfriado é bem conhecido a partir de EP 2 278 248 B1, em que o tubo resfriado é configurado como um tubo duplo. O tubo duplo consiste em um tubo interno resfriado e um tubo de revestimento. O tubo interno é cercado pelo tubo de revestimento a uma distância radial, formando um espaço intermediário de tubo, através do qual flui um meio de resfriamento. O tubo resfriado está em conexão com o tubo não resfriado por meio de uma câmara de água e um coletor de entrada, que é conectado ao tubo não resfriado e é deslocado (bifurcado) na seção transversal. O coletor de entrada tem uma seção do tubo interno e uma seção do tubo externo. Um espaço intermediário é formado entre a seção do tubo interno e a seção do tubo externo e é preenchido com um isolamento térmico que consiste em uma pluralidade de camadas de um material isolante térmico. A seção do tubo externo é conectada através da câmara de água ao tubo de revestimento. A seção do tubo interno está voltada para o tubo interno resfriado a uma curta distância axial na face de extremidade da câmara de água na lateral do coletor de entrada. Um anel é disposto entre as faces de extremidade do tubo interno e da seção do tubo interno.

[0004] Tal trocador de calor para resfriamento de gás craqueado com uma conexão de tubo é também conhecido a partir de DE 195 31 330 C2. O gás craqueado é produzido por um craqueamento térmico de hidrocarbonetos em um forno de gás craqueado. Esses fornos de gás craqueado são dotados de vários tubos de gás craqueado, que são aquecidos externamente e através dos quais os hidrocarbonetos utilizados são transportados com a adição de vapor de água. O gás craqueado produzido sai dos tubos de gás craqueado a uma temperatura de até 900 °C e deve ser resfriado muito rapidamente para estabilizar sua composição molecular. O resfriamento rápido do gás craqueado é realizado em colunas de gás craqueado por meio de uma transferência indireta de calor do gás craqueado para a água de evaporação, que está sob alta pressão.

[0005] No caso da conexão de tubo conhecida a partir de DE 195 31 330 C2, a extremidade do tubo não refrigerado é fornecida com um coletor de entrada, que é configurado como bifurcado em seção transversal e tem uma seção do tubo interno e uma seção do tubo externo. O espaço intermediário formado entre as duas seções de tubo é preenchido com um material isolante térmico. A seção externa do tubo é soldada junto com o tubo de revestimento do tubo duplo resfriado. A seção do tubo interno está voltada para o tubo interno do tubo duplo resfriado a uma distância axial, em que uma vedação configurada como um anel (formato de C, O, U ou V) está localizada entre as faces de extremidade do tubo interno e da seção do tubo interno, cujo anel deve impedir que o gás craqueado penetre no material isolante térmico.

[0006] Um coletor de entrada bifurcado preenchido com material isolante térmico para conectar um tubo não resfriado a um tubo resfriado também é usado para resfriar o gás craqueado no caso do trocador de calor conhecido de EP 810 414 Bl. No caso do trocador de calor do estado da técnica, o tubo resfriado consiste em um tubo interno, que é cercado por um tubo de revestimento a uma distância radial. Uma câmara de água para alimentação de um meio de resfriamento envolve a extremidade de entrada do tubo resfriado. A câmara de água consiste em uma peça quadrada e sólida, na qual é inserido um recesso ou salda de seção transversal circular. A salda acomoda um único tubo resfriado, em que o tubo Interno do tubo resfriado é soldado no fundo da salda e o tubo de revestimento é soldado junto com a câmara de água. A seção do tubo externo do coletor de entrada é soldada na câmara de água no lado oposto ao tubo de revestimento, enquanto a seção do tubo Interno do coletor de entrada está voltada para o tubo Interno do tubo resfriado a uma distância axial.

[0007] Um trocador de calor com uma peça de conexão entre um tubo de craqueamento de um forno de craqueamento e um tubo de resfriamento de uma coluna de gás craqueado são conhecidos a partir de EP 2 151 652 B1. O tubo de resfriamento é aqui configurado como um tubo duplo com um tubo interno disposto na extensão do tubo de craqueamento e com um tubo externo envolvendo o tubo interno, formando um espaço intermediário de resfriamento. O espaço intermediário de resfriamento é conectado a uma câmara de alimentação ou câmara de água para alimentação de um meio de resfriamento. Além disso, o tubo de craqueamento está em conexão com uma peça de transferência ou coletor de entrada, cuja seção de extremidade é configurada como bifurcada em seção transversal e possui uma seção interna e uma seção externa, entre as quais uma camada consistindo em um material isolante térmico é inserida. A câmara de água é configurada como uma unidade com o coletor de entrada. Um processo para conectar um tubo de craqueamento a um tubo de resfriamento é descrito.

[0008] Os trocadores de calor do estado da técnica com os coletores de entrada dispostos tornam possível uma expansão de comprimento relacionada ao calor em uma maneira irrestrita devido ã folga axial entre o tubo interno e a seção do tubo interno. O isolamento térmico inserido faz com que a seção do tubo externo do coletor de entrada, que está permanentemente conectado ao tubo resfriado, assuma uma temperatura de parede, que está abaixo da temperatura do gás que flui através do tubo não resfriado. As temperaturas de parede, que atingem os tubos no ponto de conexão, alinham-se umas com as outras dessa maneira, de modo que as tensões térmicas no ponto de conexão são minimizadas.

[0009] Um objetivo essencial de um coletor de entrada de gás em um trocador de calor é estabelecer uma conexão entre um forno de gás craqueado e uma coluna de gás craqueado ou trocador de calor. Uma dificuldade do objetivo se deve ao fato de que dois materiais diferentes são reunidos sob altas temperaturas, e especialmente um material á base de níquel de um forno a gás craqueado e um aço estrutural de grão fino ou aço C de uma câmara de água de uma coluna de gás craqueado ou de um trocador de calor, especialmente sem que os diferentes coeficientes de dilatação térmica conduzam a uma falha ou a um vazamento da conexão.

[00010] Até agora, uma configuração especial para um coletor de entrada de gás de um trocador de calor que permite ou garante uma diferença de temperatura compatível para uma conexão soldada do coletor de entrada de gás e da câmara de água com os respectivos materiais diferentes foi desenvolvida na tecnologia. Neste caso, um chamado anel C ou anel de vedação, que deve impedir a penetração de etileno no espaço intermediário de um coletor de entrada de gás, cujo espaço intermediário é preenchido com material isolante térmico, durante a operação de uma planta, é importante no caso de tal conexão soldada.

[00011] Uma penetração de etileno deve ser evitada se uma retração de solda definida puder ser mantida no caso de uma conexão soldada de um coletor de entrada de gás a uma câmara de água. Tal retração de solda definida é assegurada por um coletor de entrada de gás sendo fixado e soldado em uma câmara de água sem uma folga de ar com uma aba de soldagem de cerca de 3 mm de espessura. Uma retração de solda definida é sempre mantida. Uma área restante de uma aba de soldagem de cerca de 3 mm de espessura, que é formada em um coletor de entrada de gás e não é soldada, permanece, no entanto, após a soldagem de tal conexão de linha de junção de solda. É uma linha de junção de solda que não é soldada.

RESUMO

[00012] Um objetivo básico da presente invenção é configurar o trocador de calor deste tipo com uma conexão de tubo entre um tubo não resfriado e um tubo resfriado de modo que a conexão da linha de junção de solda de um coletor de entrada de gás a uma câmara de água seja totalmente soldada, sem uma área remanescente da conexão da linha de junção de solda, que não é soldada, permanecendo. Além disso, um objetivo é criar um processo que assegure uma conexão de linha de junção de solda de um coletor de entrada de gás a uma câmara de água por uma linha de junção de solda totalmente soldada em um trocador de calor.

[00013] 0 objetivo básico é alcançado pelas características de um trocador de calor de acordo com a presente invenção no caso de um trocador de calor deste tipo, que compreende uma conexão de tubo entre um tubo não resfriado e um tubo resfriado. São divulgadas modalidades vantajosas da presente invenção.

[00014] Provou-se ser especialmente vantajoso que um anel configurado como um anel de suporte de tanque de solda esteja disposto entre uma face de extremidade de um espaço intermediário de resfriamento de um coletor de entrada de gás e uma face de extremidade inferior de uma WC (câmara de água) de uma câmara de água. Outra vantagem pode ser observada no fato de que o anel de suporte de tanque de solda está disposto em uma saída ou ranhura montada na camada isolante que consiste em material isolante térmico na face de extremidade do espaço intermediário de resfriamento e que está em contato com a superfície interna do tubo da parte externa do tubo de GI (coletor de entrada de gás). As provisões são feitas preferencialmente para que a camada isolante e o anel de suporte de tanque de solda tenham uma pequena extensão de saliência (uma projeção -uma extensão axial) de 0,3 mm a 1,3 mm sobre (além) da borda de soldagem (extensão axial) do coletor de entrada de gás. Em outras palavras, a camada isolante com o anel de suporte de tanque de solda projeta-se, em uma direção axial em direção à câmara de água, de 0,3 mm a 1,3 mm além da borda soldada do coletor de entrada de gás. É preferível uma saliência (distância de projeção) de 0,5 mm.

[00015] Além disso, uma grande vantagem é que o anel de suporte de tanque de solda é firmemente encaixado (com uma força de pressão) na camada isolante que consiste em material isolante térmico na face de extremidade do espaço intermediário de resfriamento e é pressionado na superfície interna do tubo da parte externa do tubo de GI.

[00016] Outra vantagem pode ser observada pelo fato de que o anel de suporte de tanque de solda é fornecido com um recesso de côncavo na face de extremidade oposta à superfície interna do tubo da parte externa do tubo de GI. Além disso, uma peça de extremidade em forma de anel na extremidade de descarga da parte externa do tubo de GI na face de extremidade do espaço intermediário de resfriamento e a face de extremidade inferior de WC da câmara de água têm vantajosamente, localizadas uma em frente â outra, uma aba de soldagem de GI formada/aba de soldagem de WC com largura de trama de 0,5 mm a 1,5 mm.

[00017] O anel de suporte de tanque de solda é preferencialmente dotado de um recesso côncavo com um raio de 0,5 mm na face de extremidade em direção â superfície interna do tubo da parte externa do tubo de GI. Uma vantagem é que a peça final na extremidade de descarga da parte externa do tubo de GI na face de extremidade do espaço intermediário de resfriamento e a face de extremidade de WC da câmara de água formam uma aba de soldagem de GI/aba de soldagem de WC, com as respectivas abas localizadas uma em frente à outra com uma largura de trama de 1,0 mm.

[00018] Uma vantagem especial é que o anel de suporte de tanque de solda e a parte externa do tubo de GI, bem como a face da extremidade inferior de WC com abas de soldagem formadas localizadas uma em frente a outra, são soldados juntos com a câmara de água com uma linha de junção de solda totalmente soldada em total conexão sem uma folga restante.

[00019] Outra vantagem é mostrada pelo fato de que o anel de suporte de tanque de solda é feito de (formado de) um material cerâmico ou metálico e está configurado como um anel de vedação e como um anel isolante.

[00020] Um objetivo básico de um processo é realizado de acordo com as características do processo da presente invenção para conectar um tubo não resfriado e um tubo resfriado de um trocador de calor para fornecer um trocador de calor com uma conexão de tubo entre um tubo não resfriado e um tubo resfriado. São divulgadas modalidades vantajosas do processo da presente invenção.

[00021] Considera-se especialmente vantajoso em um processo para conectar uma conexão de tubo entre um tubo não resfriado e um tubo resfriado que um coletor de entrada de gás com um anel de suporte de tanque de solda, que está incorporado em uma camada isolante inserida no espaço intermediário de resfriamento e está em contato com a superfície interna do tubo de uma parte externa do tubo de GI, é preso em um dispositivo convencional (modelo convencional) . Uma vantagem para preparar uma conexão de linha de junção de solda é que o coletor de entrada de gás é fixado a uma câmara de água sem folga de ar em uma aba de soldagem de GI formada pelo coletor de entrada de gás na peça final em forma de anel pela parte externa do tubo de GI em uma face de extremidade do espaço intermediário de resfriamento e em uma aba de soldagem de WC formado em uma face da extremidade inferior de WC de uma câmara de água localizada oposta à aba de soldagem de GI. Outra vantagem é proporcionada pelo fato de que uma primeira camada de soldagem da linha de junção de solda é realizada com uma tocha de soldagem MAG (Gás de Metal Ativo) e um fio de soldagem MAG com um material de enchimento de soldagem para proteção da raiz. Vantajosamente, a escória de solda formada no lado superior da primeira camada de solda é removida inteiramente mecanicamente. Além disso, uma vantagem pode ser vista em que a linha de junção de solda restante é soldada ou preenchida com um material de soldagem usual sobre a primeira camada de soldagem em uma passagem em 2n camadas de soldagem ou sequencias de soldagem, em que n = 1-12, preferencialmente n = 3-8.

[00022] É vantajoso, além disso, que o anel de suporte de tanque de solda seja inserido na saída ou ranhura fornecida na camada isolante consistindo em material isolante térmico na face de extremidade, em que o anel de suporte de tanque de solda e a camada isolante são fixados com uma pequena saliência de 0,3 mm a 1,3 mm sobre a borda soldada do coletor de entrada de gás. Uma saliência de 0,5 mm é preferida.

[00023] O coletor de entrada de gás é vantajosamente fixado à câmara de água usando um dispositivo convencional, não mostrado, e o coletor de entrada de gás é posicionado na posição de soldagem e é pressionado sobre a câmara de água com a camada isolante proeminente consistindo em material isolante térmico e com o anel de suporte de tanque de solda proeminente sem uma folga de ar remanescente e é soldado por pontos em três a quatro pontos da linha de junção de solda fornecida.

[00024] A conexão de tubo preparada é vantajosamente alimentada a uma máquina de soldagem automática convencional, não mostrada, e é presa com um mandril de três ou quatro garras no lado interno de entrada de gás do coletor de entrada de gás, e uma primeira tocha de soldagem é guiada na junta de solda da linha de junção de solda fornecida.

[00025] Uma vantagem essencial é que a primeira camada de soldagem é preparada com um processo de soldagem de metal com gases ativos e com um material de enchimento de soldagem com uma forte formação de escória. A escória que é formada, é formada entre a poça de fusão que é formada e o anel de suporte de tanque de solda e a fusão que é formada é protegida pela escória que está sendo formada contra o oxigênio atmosférico.

[00026] A escória de solda depositada no lado superior da primeira camada de soldagem é vantajosamente removida mecanicamente de forma completa após a soldagem da primeira camada de soldagem ou de uma camada de raiz e a linha de junção de solda restante é soldada e preenchida com uma segunda tocha de soldagem da máquina de soldagem automática e com um material de soldagem usual em um passe com 2n camadas de soldagem ou sequências de solda, onde n = 1-12, preferencialmente n = 3-8.

[00027] A linha de junção de solda restante é preferencialmente fechada e preenchida com um material de soldagem consistindo em fio sólido em um passe com 2n camadas de soldagem ou sequências de solda.

[00028] Vantagens e detalhes adicionais da presente invenção são mostrados e explicados abaixo em uma modalidade exemplar com base nos desenhos. As várias características de novidade que caracterizam a invenção são destacadas com particularidade nas reivindicações anexas e que fazem parte desta divulgação. Para uma melhor compreensão da invenção, suas vantagens operacionais e objetivos específicos alcançados por seus usos, é feita referência aos desenhos anexos e material descritivo em que as modalidades preferidas da invenção são ilustradas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00029] Nos desenhos:
a Figura 1 é uma vista em corte longitudinal através da parte inferior de um trocador de calor com conexão de tubo de acordo com a presente invenção em escala reduzida; e
a Figura 2 é um detalhe Z de acordo com a Figura 1, mostrado em escala ampliada antes da soldagem.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDAS

[00030] Com referência aos desenhos, a Figura 1 mostra um corte longitudinal através da parte inferior de um trocador de calor, não mostrado, com uma conexão de tubo entre um tubo não resfriado 1 e um tubo resfriado 2. O tubo resfriado 2 é configurado como um tubo duplo e consiste em um tubo interno resfriado 3 e um tubo de revestimento 4. O tubo interno 3 é fechado pelo tubo de revestimento 4 a uma distância radial, formando um espaço intermediário de tubo 5, através do qual flui um meio de resfriamento.

[00031] O tubo resfriado 2 está em conexão com o tubo não resfriado 1 através de uma câmara de água 6 (abreviada como WC) e um coletor de entrada de gás 11 (abreviado como GI), que está conectado ao tubo não resfriado e é bifurcado em seção transversal. O coletor de entrada de gás está alinhado com o seu lado interno de entrada de gás 2 0 no tubo não resfriado 1 e tem uma parte interna de tubo de GI 12 e uma parte externa de tubo de GI 13. Um espaço intermediário de resfriamento 14, no qual uma camada isolante 15 consistindo em um material isolante térmico é inserido, é formado entre a parte interna do tubo de GI 12 e a parte externa do tubo de GI 13.

[00032] A parte externa do tubo de GI 13 do coletor de entrada de gás 11 é conectada através da câmara de água 6 ao tubo de revestimento 4 do tubo resfriado 2 em uma face de extremidade de WC 7. A parte interna do tubo de GI 12 do coletor de entrada de gás 11 está voltada para o tubo interno resfriado 3 a uma distância axial de cerca de 0,3 mm a 1,3 mm em uma face de extremidade inferior de WC 8 da câmara de água 6.

[00033] Como é mostrado na Figura 2, um anel de suporte de tanque de solda 16, que está em contato com uma superfície interna do tubo 10 da parte externa do tubo de GI 13, está disposto em uma face de extremidade 9 do espaço intermediário de resfriamento 14 na camada isolante 15 inserida que consiste em material isolante térmico.

[00034] O anel de suporte de tanque de solda 16 está disposto em uma saída ou ranhura 17 montada na camada isolante 15 consistindo em material isolante térmico na face de extremidade 9 do espaço intermediário de resfriamento 14 e está em contato com uma superfície do tubo interno 10 da parte externa do tubo de GI 13. A camada isolante 15 que consiste em material isolante térmico e o anel de suporte de tanque de solda 16 tem uma saliência curta (extensão axial) de 0,3 mm a 1,3 mm sobre (além) da borda soldada do coletor de entrada de gás 11 na face de extremidade 9 do espaço intermediário de resfriamento 14. É preferível uma saliência de 0,5 mm.

[00035] O anel de suporte de tanque de solda 16 é incorporado firmemente (incorporado com uma força de pressão) na camada isolante 15 que consiste em material isolante térmico na face de extremidade 9 do espaço intermediário de resfriamento 14 e é pressionado na superfície interna do tubo 10 da parte externa do tubo de GI 13.

[00036] O anel de suporte de tanque de solda 16 é dotado de um recesso côncavo 21 na face de extremidade 9 do espaço intermediário de resfriamento 14 em contato com a superfície interna do tubo 10 da parte externa do tubo 13. Na face de extremidade 9 do espaço intermediário de resfriamento 14 do coletor de entrada de gás 11, uma aba de soldagem de GI circunferencial 18 na forma de uma trama é fornecida na peça de extremidade de descarga 22 da parte externa do tubo de GI 13. Uma aba de soldagem de WC circunferencial 19 é igualmente formada na face de extremidade inferior de WC 8 da câmara de água 6. As respectivas abas de soldagem de GI/WC 18, 19 estão dispostas uma em frente à outra e são cada uma formadas com uma largura de trama de 0,5 mm a 1,5 mm. Uma largura de trama de 1,0 mm é preferida.

[00037] Além disso, o anel de suporte de tanque de solda 16 e a parte externa do tubo de GI 13 do coletor de entrada de gás 11 e a face de extremidade inferior de WC 8 da câmara de água com a respectiva aba de soldagem GI/WC circunferencial 18, 19 montado são conectados à câmara de água 6 em conexão completa sem uma folga remanescente com a linha de junção de solda totalmente soldada por soldagem com uma tocha de soldagem MAG usando um material de enchimento de soldagem com escória para a primeira camada de soldagem ou camada de raiz e a remoção completa da escória de solda na primeira camada de soldagem e preenchimento da linha de junção de solda remanescente com 2n camadas de soldagem ou sequências de solda de uma tocha de soldagem com um material de soldagem usual sem um enchimento de soldagem, em que n = 1-12 e preferencialmente n = 3-8.

[00038] O anel de suporte de tanque de solda 16, que consiste em um material cerâmico ou metálico, é configurado como um anel de vedação e como um anel isolante.

[00039] Em um processo para conectar uma conexão de tubo entre um tubo não resfriado 1 e um tubo resfriado 2 de um trocador de calor, não mostrado, um coletor de entrada de gás 11 é fixado a um dispositivo convencional (modelo convencional) , não mostrado, em uma primeira etapa, em que um espaço intermediário de resfriamento 14, no qual uma camada isolante 15 consistindo em material isolante térmico é inserida, é formado entre uma parte interna do tubo de GI 12 e uma parte externa do tubo de GI 13.

[00040] Em uma segunda etapa, um anel de suporte de tanque de solda 16 é incorporado em uma saída ou ranhura 17 montada na camada isolante 15 que consiste em um material isolante térmico em uma face de extremidade 9 do espaço intermediário de resfriamento 14, em que a camada isolante 15 consistindo de material isolante térmico e o anel de suporte de tanque de solda 16 têm uma pequena saliência de cerca de 0,3 mm a 1,3 mm sobre a borda soldada do coletor de entrada de gás 11, e uma saliência de 0,5 mm ê preferencialmente fornecida.

[00041] Em uma terceira etapa, o coletor de entrada de gás 11 é fixado à câmara de água 6 sem folga de ar por meio de um dispositivo convencional, não mostrado. Uma aba de soldagem de GI 18 montada na peça de extremidade de descarga 22 da parte externa do tubo de GI 13 do coletor de entrada de gás 11 está alinhada com uma aba de soldagem de WC 19 formada em um lado oposto da extremidade inferior da câmara de água 8 da câmara de água 6 e ê posicionada em uma camada de soldagem e é soldada por pontos em três a quatro pontos na área circunferencial de uma linha de junção de solda redonda da camada de soldagem. A camada isolante 15 montada com uma pequena saliência de cerca de 0,5 mm e o anel de suporte de tanque de solda 16 fornecido com uma pequena saliência de 0,5 mm são pressionados na câmara de água 6 sem uma folga de ar restante por meio de um dispositivo não mostrado.

[00042] Tal fixação do coletor de entrada de gás 11 â câmara de água é evitada no caso de um processo de soldagem de Gás Inerte de Wolfram do estado da técnica, porque nenhum gás de formação pode ser guiado para a área da raiz para a proteção necessária da raiz linha de junção de solda da raiz.

[00043] Depois de fixar o coletor de entrada de gás 11 à câmara de água 6 e após a soldagem por pontos em três a quatro pontos na área circunferencial da camada de soldagem, o componente é alimentado a uma máquina de soldagem automática convencional, não mostrada, e preso com um mandril de três garras/quatro garras em um lado interno da entrada de gás 20 do coletor de entrada de gás.

[00044] A máquina de soldagem automática, não mostrada, guia por varredura de uma tocha de soldagem de Gás de Metal Ativo, não mostrada, ou tocha de soldagem de MAG na junta de solda preparada da linha de junção de solda. A linha de junção de solda ê preparada pela aba de soldagem de GI 18 com uma largura de trama de 1,0 mm, que é formada na peça de extremidade de descarga 22 da parte externa do tubo 13 do coletor de entrada de gás 11 e a contrapeça da aba de soldagem de WC 19, igualmente com uma largura de trama de 1,0 mm, que é formada sobre uma face de extremidade inferior de WC 8 da câmara de água, sendo alinhadas uma com a outra.

[00045] A primeira camada de soldagem é realizada (preparada) com a tocha de soldagem de MAG e um fio de soldagem de MAG com um material de enchimento de soldagem para uma forte formação de escória ou como transporte de escória, em que a escória de solda sendo formada é formada entre a poça de solda em formação e o anel de suporte de tanque de solda 16. Como resultado da escória de solda sendo formada, a massa fundida que se forma é protegida contra o oxigênio atmosférico, de modo que é evitada uma reação com o oxigênio atmosférico. A primeira camada de soldagem é soldada exclusivamente com um fio de soldagem de MAG com material de enchimento de soldagem.

[00046] Em outra etapa, a escória de solda formada no lado superior da primeira camada de soldagem é totalmente removida mecanicamente após a soldagem da primeira camada de soldagem.

[00047] A tocha de soldagem é novamente posicionada na camada de soldagem pelo robô de soldagem com um material de soldagem usual, e a linha de junção de solda remanescente acima da primeira camada de soldagem é soldada e preenchida em uma passagem com 2n camadas de soldagem ou sequências de solda com o material de soldagem usual e, preferencialmente, um fio sólido, em que n = 1-12, preferencialmente n = 3-8.

[00048] É obtido e assegurado com o processo que o coletor de entrada de gás 11 seja totalmente soldado à câmara de água 6 de um trocador de calor no ponto crítico da conexão do tubo de um tubo não resfriado 1 com um tubo resfriado 2, sem uma área remanescente de uma linha de junção de solda, que não está totalmente soldada, remanescente.

[00049] É ainda garantido com o processo que uma retração de solda definida constantemente pode ser mantida na conexão soldada de uma parte externa do tubo de GI de um coletor de entrada de gás a uma câmara de água. Tal retração de solda definida é assegurada por um coletor de entrada de gás sendo alinhado com uma aba de soldagem de GI que é montada na peça de extremidade de descarga de uma parte externa de um tubo de GI em uma aba de soldagem de WC disposta em frente a uma face de extremidade inferior de WC com uma largura de trama respectiva de 0,5 mm a 1,5 mm, preferencialmente 1,0 mm, e sendo fixada e soldada em uma câmara de água sem folga de ar.

[00050] Embora modalidades especificas da invenção tenham sido mostradas e descritas em detalhes para ilustrar a aplicação dos princípios da invenção, será entendido que a invenção pode ser concretizada de outra forma sem se afastar de tais princípios.
Lista de Números de Referência
1 tubo não resfriado
2 tubo resfriado
3 Tubo interno resfriado
4 Tubo de revestimento
5 Espaço intermediário do tubo
6 Câmara de água
7 face de extremidade de WC
8 face de extremidade inferior de WC
9 Face de extremidade
10 superfície interna do tubo
11 coletor de entrada de gás
12 Parte interna do tubo de GI
13 parte externa do tubo de GI
14 Espaço intermediário de resfriamento
15 Camada isolante composta por material isolante térmico
16 Anel de suporte de tanque de solda
17 Saída ou ranhura
18 aba de soldagem de GI
19 aba de soldagem de WC
20 lado interno de GI
21 recesso côncavo
22 Peça de extremidade da parte externa do tubo de GI

Claims

Trocador de calor para resfriamento de gás craqueado, o trocador de calor caracterizado pelo fato de que compreende:
- - um tubo resfriado configurado como um tubo duplo compreendendo um tubo interno resfriado e um tubo de revestimento, o tubo interno sendo cercado pelo tubo de revestimento a uma distância radial para formar um espaço intermediário de tubo, através do qual flui um meio de resfriamento;
- - um tubo não resfriado;
- - uma conexão de tubo entre o tubo não resfriado e o tubo resfriado, a conexão de tubo compreendendo:
- - uma câmara de água tendo uma face de extremidade de câmara de água e uma face de extremidade inferior de câmara de água;
- - um coletor de entrada de gás conectado ao tubo não resfriado, o coletor de entrada de gás tendo uma seção transversal bifurcada e compreendendo uma parte interna do tubo e uma parte externa do tubo, definindo um espaço intermediário de resfriamento entre as mesmas, e uma camada isolante de um material isolante térmico no espaço intermediário de resfriamento, em que a parte externa do tubo é conectada através da câmara de água ao tubo de revestimento, com a parte externa do tubo conectada à face de extremidade da câmara de água e a parte interna do tubo voltada para a face de extremidade inferior da câmara de água a uma distância axial da mesma; e
um anel configurado como um anel de suporte de tanque de solda disposto entre uma face de extremidade do espaço intermediário de resfriamento e a face de extremidade inferior da câmara de água e inserido na camada isolante do espaço intermediário de resfriamento em uma saída ou ranhura montada na camada isolante na face de extremidade do espaço intermediário de resfriamento, em que o anel de suporte de tanque de solda está em contato com uma superfície interna tubular da parte externa do tubo, em que a camada isolante com o anel de suporte de tanque de solda fornece uma saliência de 0,3 mm a 1,3 mm sobre um borda soldada do coletor de entrada de gás.
Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o anel de suporte de tanque de solda é incorporado com uma força na camada isolante na face de extremidade do espaço intermediário de resfriamento e é pressionado na superfície interna do tubo da parte externa do tubo.
Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:
o anel de suporte de tanque de solda é fornecido com um recesso côncavo oposto à superfície interna do tubo na face de extremidade do espaço intermediário de resfriamento;
a parte externa do tubo tem uma extremidade de descarga com uma peça de extremidade em forma de anel formando uma aba de soldagem do coletor de entrada de gás formada na ou adjacente à face de extremidade do espaço intermediário de resfriamento;
a câmara de água tem uma aba de soldagem oposta na face de extremidade inferior da câmara de água; e
a aba de soldagem do coletor de entrada de gás e a aba de soldagem oposta têm uma largura de trama de 0,5 mm a 1,5 mm.
Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que:
o anel de suporte de tanque de solda é formado na face de extremidade do espaço intermediário de resfriamento em direção à superfície interna do tubo com um recesso côncavo com um raio de 0,5 mm; e
a parte externa do tubo na ou adjacente à face de extremidade do espaço intermediário de resfriamento e a face de extremidade inferior da câmara de água têm, localizadas uma em frente à outra, a aba de soldagem do coletor de entrada de gás e a aba de soldagem oposta com uma largura de trama de 1,0 mm.
Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o anel de suporte de tanque de solda e a parte externa do tubo e a face de extremidade inferior da câmara de água com a aba de soldagem do coletor de entrada de gás e a aba de soldagem oposta são soldadas em conjunto com uma linha de junção de solda totalmente soldada em conexão completa sem uma folga remanescente.
Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o anel de suporte de tanque de solda é formado por um material cerâmico ou metálico e está configurado como um anel de vedação e como um anel isolante.
Processo para conectar um tubo não resfriado e um tubo resfriado de um trocador de calor para resfriamento de gás craqueado com uma conexão de tubo entre o tubo não resfriado, o processo caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
prender de um anel de suporte de tanque de solda, incorporado em uma camada isolante inserida em um espaço intermediário de resfriamento de um coletor de entrada de gás, em contato com uma superfície interna do tubo de uma parte externa do tubo do coletor de entrada de gás, em um dispositivo para preparar uma conexão de linha de junção de solda a partir do coletor de entrada de gás a uma câmara de água;
fixar o coletor de entrada de gás à câmara de água sem folga de ar com contato de uma aba de soldagem de entrada de gás do coletor de entrada de gás, em uma peça de extremidade em forma de anel da parte externa do tubo do coletor de entrada de gás, em uma face de extremidade do espaço intermediário de resfriamento com uma aba de vedação da câmara de água, formado em uma face de extremidade inferior de câmara de água da câmara de água localizada oposta â aba de soldagem de entrada de gás;
preparar uma primeira camada de soldagem com uma tocha de soldagem de MAG e com um fio de soldagem de MAG com um material de enchimento de soldagem para uma proteção da raiz;
remover mecanicamente a escória de solda formada em um lado superior da primeira camada de soldagem; e
soldar ou preencher uma linha de junção de solda remanescente com um material de soldagem sobre a primeira camada de soldagem em um passe em 2n camadas de soldagem ou sequências de soldagem.
Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que:
o anel de suporte de tanque de solda é inserido em uma salda ou ranhura fornecida na camada isolante de material isolante térmico na face da extremidade; e
a camada isolante e o anel de suporte de tanque de solda são dispostos com uma saliência de 0,3 mm a 1,3 mm sobre uma borda soldada do coletor de entrada de gás.
Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o anel de suporte de tanque de solda e a camada isolante são inseridos com a saliência de 0,5 mm sobre a borda soldada do coletor de entrada de gás.
Processo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que:
o coletor de entrada de gás é fixado à câmara de água por meio de um dispositivo;
o coletor de entrada de gás está posicionado na posição de soldagem; e
o coletor de entrada de gás é pressionado na câmara de água com a camada isolante proeminente e o anel de suporte de tanque de solda proeminente sem uma folga de ar remanescente e soldado por pontos em três a quatro pontos da de linha de junção de solda a ser formada.
Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que:
a conexão de tubo preparada é alimentada a uma máquina de solda automática e presa com um mandril de três ou quatro garras em um lado interno de entrada de gás do coletor de entrada de gás; e
uma primeira tocha de soldagem da máquina de soldagem automática é guiada para a junta de soldagem da linha de junção de solda.
Processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que
a primeira camada de soldagem é executada com um processo de soldagem de metal com gases ativos e com um material de enchimento de soldagem com uma formação de escória;
a escória de solda é formada entre uma poça de fusão formada e o anel de suporte de tanque de solda; e
a massa fundida formada é protegida pela escória de solda sendo formada contra o oxigênio atmosférico.
Processo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que: a escória de solda depositada em um lado superior da camada de soldagem é totalmente removida mecanicamente após a soldagem da primeira camada de soldagem; a linha de junção de solda remanescente é soldada e preenchida com uma segunda tocha de soldagem da máquina de soldagem automática e com um material de soldagem usual em um passe com 2n camadas de soldagem ou sequências de solda.
Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a linha de junção de solda remanescente é fechada e preenchida com um fio sólido em um passe com 2n camadas de soldagem ou linhas de junção de solda, em que n é 1 a 12.
Processo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que uma linha de junção de solda remanescente é fechada e preenchida com um fio sólido em um passe com 2n camadas de soldagem ou linhas de junção de solda, em que n é de 3 a 8.