JP2003508716A - 複式加熱型水平チューブ加熱炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 加熱炉は、壁部および上板部を有する輻射領域部を含み、その上板部が長手方向開口を有する。輻射領域部には輻射熱交換チューブを配置し、そのチューブは、それらを通って、それぞれプロセス流体を輻射領域部に運び入れ、また輻射領域部から導入・流出ができる導入口および排出口を有する。導入口と排出口の間のチューブは、通常水平なチューブのある長さずつ配置される。複数のバーナを配備し、そのバーナの少なくとも２つを、チューブの向い合った両側面に対し配置する。複数のチューブサポートは長手方向に間隔をおいてチューブのある長さに沿って解放可能なように位置決めされ、かつチューブのある長さをその上に載せるチューブシートを画定する。このチューブおよびチューブサポートを輻射領域部の上板部にある長手方向開口を通ってユニットとして引き上げることが可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の分野） 本発明は、チューブサポートにより水平に保った、ある長さずつ支持される輻
射熱交換チューブを有する複式加熱型加熱炉に、またより具体的には、チューブ
およびチューブサポートの取替えを単純化する設計上の特徴を有するこのような
加熱炉に関する。

【０００２】 （発明の背景） 複式加熱型加熱炉において、プロセス流体（液体または気体）を運ぶ少なくと
も１つの熱交換チューブが、加熱炉の輻射領域部の、チューブの相対する２つの
側面から、燃焼によって加熱される。本発明は、このような加熱炉のサブクラス
であるチューブが水平なある長さずつ前後に屈曲してコイルパネルを形成する「
水平チューブ式加熱炉」に関する。このコイルパネルは、チューブサポートによ
り輻射領域部内に支えられる。水平チューブ式加熱炉は、二塩化エチレン（ＥＤ
Ｃ）を、繊維およびプラスチックとしての用途向けの塩化ビニルに「クラッキン
グ」するプロセス（このような加熱炉を、ＥＤＣ炉と呼ぶ）、石油化学応用分野
における硫黄の蒸発プロセス、コークス化供給原料の加熱プロセスなどに使用さ
れる。コークス化供給原料を加熱するのに使用される水平チューブ式加熱炉の一
例は、Ｍｅｌｔｏｎへの米国特許第５０７８８５７号中に例示されている。

【０００３】 実際問題として、大抵の水平チューブ式加熱炉は、輻射領域部のほかに対流領
域部を含むであろう。輻射領域部より下流側でありかつ高所にある対流領域部に
おいて、対流チューブコイルは輻射領域部における燃焼からの熱排気の流れに曝
露されている。

【０００４】 上記において述べた応用分野のような、多くの水平チューブ式加熱炉の応用分
野において、チューブおよびチューブサポートは、きびしい運転または環境条件
に曝露される。これらの条件によって、チューブおよびサポート上における著し
い腐食、ならびに摩耗および損傷を招く恐れがあり、５年から１０年使用した後
、チューブおよび／またはサポートを定期的に取替える必要がある。典型的な水
平チューブ式加熱炉では、チューブおよび／またはサポートの取替えが厄介な問
題である。

【０００５】 例えば、Ｆｌｅｉｓｃｈｅｒへの米国特許第３３８４０５３号は、オフセット
に煙突を有する複式加熱型加熱炉を開示している。チューブコイルは、ちょうつ
がい式サポートにより頂部を支えられており、このサポートは加熱炉の構造的骨
組からぶら下がり、加熱炉上板部の小さな開口を通って加熱炉の中に延びている
。この開口は、セメントで、サポートの周囲において閉じるのが好ましい。Ｆｌ
ｅｉｓｃｈｅｒにより開示された加熱炉は、大抵の水平チューブ式加熱炉と同様
にチューブを取替えるという欠点で悩んでいると思われる。従来、チューブの水
平なある長さのものは、区分ずつ切断し、炉の末端壁部にあるドアから一度に１
区分ずつ長手方向に取出さなければならないものである。加熱炉内の高所にある
チューブのある長さのものを区分に分け、下ろし、かつ取出すことは困難であり
、幾分危険を伴う恐れがある。また、同様なやり方で、取替えのチューブを、炉
内に差込み、内側で組み立てることもしなければならない。さらに、チューブを
分解し、またはチューブサポートを切り離すことなく、チューブサポートを取替
えることは実際的ではないので、チューブサポートだけの取替えを要するとして
も、この問題は依然として厄介なものである。

【０００６】 全体のチューブコイルパネルを、スライダまたはレール上で取出すことができ
る、取外しできる末端壁部を提供する試みがなされている。これらの試みは一般
に、費用がかかり、実用的ではないことが判っている。１つのこのような試みが
、Ｋｎｉｅｌへの米国特許第２４５６７８７号中に例示されている。この特許は
、対流領域部を使用しないように設計された加熱炉を例示している。この炉では
、炉室において１つのチューブコイルが複式加熱となっていて、２つの周囲のコ
イルが単式加熱（すなわち、一方の側面だけがフレームに当る）である。炉室の
天井から１対の排気ダクトが延びている。複式加熱型のチューブコイルは、室内
でコイルサポートにより支えられ、サポートを通ってチューブコイルの水平なあ
る長さだけ延びている。コイルサポートは、縦方向の軌道（排気ダクト間で炉室
の上方に位置する）から、炉室上板部内の溝（軌道に平行）を通ってぶら下がっ
ている。上板部の溝は通常、ひんじ式扉によりサポートの周囲で閉じており、ク
ロージュアの内部表面は耐火物材料で形成される。他の溝、これもまた耐火物の
内部表面を有するひんじ式扉により通常閉じているもの、が末端壁部内に設けら
れている。上板部の溝の扉、および末端壁部の溝の扉を開くと、サポートを軌道
に沿って動かすことによって、末端壁部の溝を通りコイルを取出し、または差込
むことができる。これは複雑な配置であり、上板部および末端壁部の両方に大き
な開放可能な扉を要し、ならびに、炉室末端壁部を通ってコイルを取出す場合、
末端壁部を通り過ぎてもコイルを運ぶ軌道を支えるように、構造物が十分延長さ
れている。さらに、チューブコイルと独立した、チューブサポートの互換性につ
いて配慮されていない。

【０００７】 本明細書において「垂直チューブ式加熱炉」と呼ぶ水平なある長さの代わりに
垂直なある長さずつ配置したチューブを使用する他の種類の複式加熱加熱炉につ
いて説明する。垂直チューブ式加熱炉の構造上の特徴、用途、および保守の必要
性は、水平チューブ式加熱炉と全く異なっており、したがって、本明細書では垂
直チューブ式加熱炉に対し多くの考察は行わない。例えば、大抵の垂直チューブ
式加熱炉では、垂直なチューブのある長さは個々に、輻射領域部の外側から、リ
ンク機構のシステムおよびカウンタウェイトにより支えられる。一般に、加熱炉
の輻射領域部内にサポート部材を使用していない。しかし、水平チューブ式加熱
炉の場合のように、垂直なある長さが、典型的には縦方向に差込まれ、また取出
される。チューブのある長さのものの向き方によるが、それらは典型的には、輻
射領域部の上板部に設けられた小さな開口を通って差込まれ、また取出される。
いくつかの例が、Ｌｅｅ他への米国特許第３２３００５２号および第３２６５０
４３号、Ｄｅｍａｒｅｓｔへの米国特許第３３４８９２３号、およびＺｉｅｍｉ
ａｎｅｋへの米国特許第４９５５３２３号に例示される。これらの特許のいずれ
においても、多重なチューブのある長さをユニットとして差込み、また取出すこ
とについては、配慮されていない。輻射領域部内のチューブサポートがないとは
いえ、チューブと独立に、このようなサポートを取替えることへの配慮がなされ
ていないこともまた、明らかである。

【０００８】 したがって、当技術分野において、摩耗したチューブコイルパネルの単純化さ
れた取出し、および取替えに配慮している水平チューブ式加熱炉へのニーズが存
在する。

【０００９】 さらに、当技術分野において、ユニットとしてコイルパネルを取出すことがで
き、かつユニットとして取替えのコイルパネルを同様に差込むことができる水平
チューブ式加熱炉へのニーズが存在する。

【００１０】 さらに、コイルパネルそれ自体と独立に、チューブサポートを取出し、かつ取
替えることができる水平チューブ式加熱炉へのニーズが存在する。

【００１１】 （発明の概要） 本願発明は、チューブコイルパネルをユニットとして取出し、かつ取替えるこ
とができ、また、好ましくはチューブサポートを個別に、かつ独立に取出し、か
つ取替えることができる水平チューブ式加熱炉を提供することにより、当技術分
野における前述のニーズに対処するものである。

【００１２】 一態様において、本願発明は、壁部および上板部を有し、この上板部が長手方
向開口を有する輻射領域部を含む加熱炉に関する。輻射領域部内に輻射熱交換チ
ューブを配置し、このチューブは、それらを通って、それぞれプロセス流体を輻
射領域部に導入するための導入口およびまた輻射領域部から排出するための排出
口を有する。導入口と排出口の間には、水平である長さを有するチューブ部が配
置されている。複数のバーナを配備し、そのうち少なくとも２つのバーナを、チ
ューブの相対する両側面に対し配置する。複数のチューブサポートを、長手方向
に間隔をもって、チューブ部のある長さに沿って、取外し可能なように位置決め
し、かつこのチューブ部のある長さを載せるチューブ用座を画定する。このチュ
ーブおよびチューブサポートは、輻射領域部の上板部にある長手方向開口を通っ
て、ユニットとして引き上げることが可能である。 複数のチューブ部のある長さはほぼ互いに平行であって、かつほぼ鉛直に位置
合わせすることが好ましく、また各チューブサポートは、通常鉛直な支柱を含む
。このチューブのある長さはまた、輻射領域部の上板部にある長手方向開口と実
質的に位置合わせすることが好ましい。

【００１３】 各チューブサポートは、通常鉛直な支柱、および複数のサポートアームを含む
ことができ、このサポートアームは、チューブシートを画定し、かつ解放可能な
ように支柱に固定される。

【００１４】 チューブサポートは、チューブのある長さの上方から、輻射領域部内に、取外
し可能なように吊り下げることが好ましい。各チューブサポートを、チューブの
ある長さの下方において、横方向の移動が制限されている。一実施形態において
、各チューブサポートは、上板部にある長手方向開口を通って延びる上端を有す
る。各チューブサポートはさらに、輻射領域部の上方に位置するように支柱の上
端に取付けられる肩部を含むことができ、その場合チューブサポートは、肩部か
ら吊り下げられる。ブリッジサポート部材を、輻射領域部の上板部にある長手方
向開口を横切って、取外し可能なように固定することができ、その場合、チュー
ブサポートを吊り下げるために、ブリッジサポート部材上に肩部を取付ける。

【００１５】 加熱炉は、対流熱交換チューブを内蔵する対流領域部を含むことができる。対
流領域部は典型的には、輻射熱交換チューブの上方に位置し、かつその輻射熱交
換チューブから水平方向にオフセットしている。

【００１６】 一実施形態において、加熱炉は、１対の輻射領域部と、１対の輻射熱交換チュ
ーブであり、各輻射領域部にチューブ１つを配置するチューブと、１対のバーナ
一式であり、各輻射領域部にバーナ一式を配置するバーナ一式と、１対のチュー
ブサポート一式であり、各輻射領域部にチューブサポート一式を配置するチュー
ブサポート一式と、１対の対流領域部であり、各対流領域部が別々の輻射領域部
１つと操作するうえで接続し、かつこの接続している輻射領域部内に配置するチ
ューブの上方に位置し、そのチューブから横にオフセットされている対流領域部
とを含み、前記１対の対流領域部は、互いに隣り合って配置される。

【００１７】 本願発明の他の態様において、加熱炉は、壁部および上板部を有する輻射領域
部を含み、この上板部が縦方向の開口を有する。輻射領域部には輻射熱交換チュ
ーブを配置する。このチューブは、それらを通って、それぞれプロセス流体を輻
射領域部に運び入れ、また輻射領域部から運び出すことができる入口および出口
を有する。入口と出口の間のチューブは、通常水平である長さを有するチューブ
部が配置され、このチューブ部のある長さは、ほぼ互いに平行であって、かつ鉛
直に位置合わせして、輻射領域部の上板部にある長手方向開口と通常位置合わせ
するコイルパネルを形成する。複数のバーナであって、そのうち少なくとも２つ
のバーナを、コイルパネルの相対する両側面に対し配置するバーナを配備する。
複数のチューブサポートを、長手方向に間隔をおいて、チューブ部のある長さに
沿って、取外し可能なように位置決めする。このチューブサポートは、通常鉛直
な支柱、およびこの支柱から延びるサポートアームを含み、この場合チューブ部
のある長さがサポートアームに載り、したがってチューブサポートがコイルパネ
ルを支える。このコイルパネルおよびチューブサポートを、輻射領域部の上板部
にある縦方向の開口を通って、ユニットとして引き上げることが可能である。

【００１８】 これらおよびその他の本願発明の対象、特徴、および利点は、添付図面を参照
した下記の詳細な記述から、より明らかになるであろう。その際、同じ参照数字
は、全体を通じて同じ部材を表わす。

【００１９】 （好ましい実施形態の詳細な説明） 本願発明を、ＥＤＣクラッキング炉に関連して考察する。本願発明の原理は、
他の水平チューブ式加熱炉の構成に等しく適用可能なものである。図１は、この
ようなＥＤＣクラッキング炉１の概略的な断面正面図である。炉１は、輻射領域
部１０と、好ましい実施形態として、対流領域部２０とを有する。

【００２０】 少なくとも１つの熱交換チューブ３０が、輻射領域部１０を通って、水平なあ
る長さずつ、前後に屈曲するコイルパネル３２を形成する。コイルパネル３２は
、輻射領域部１０内において、複数のチューブサポート４０により支えられてい
る。このチューブサポートは水平であってある長さを有するチューブ部の３０に
沿って配置され、チューブ部３０を載せるチューブシートを画定している。輻射
領域部のチューブ３０は、プロセス流体（すなわち、液体または気体）を、その
入口３４からその出口３６まで輻射領域部１０を通って運ぶ。例示する実施形態
において、チューブ導入口３４は、チューブ排出口３６の上方に位置する。しか
し、本願発明は、下部側から上部へのプロセス流体を流すなどの他の配置にも等
しく適用される。

【００２１】 輻射領域部１０はまた、複数のバーナを含み、いくつかのバーナはバーナプラ
ットフォーム上に持ち上げるのが好ましい。このバーナは、コイルパネル３２の
両側に配置され、コイルパネル３２を加熱する（かつ、プロセス流体を輻射領域
部のチューブ３０を通って流す）。

【００２２】 炉１の対流領域部２０は、輻射領域部１０の下流側（燃焼ガスについての下流
）で、かつ輻射領域部１０よりも高い位置で使用する。対流領域部２０において
、１組の対流チューブコイル２２が輻射領域部１０における燃焼からの熱排気の
流れに曝露される。この排気は、対流領域部２０から煙突６０を経由して流れる
。

【００２３】 図１に例示する炉１の概略的な断面側面図である、図２は、輻射領域部１０が
底部１１、壁部１２、および上板部１４を含み、これらが全て適正な耐火物材料
１６でライニングされていることを示している。この炉１の実施形態が実際に、
背中合わせに配置した２つの実質的に同一の炉１ａ、１ｂを含むことを見ること
ができる。この配置の利点は、あとで考察する。

【００２４】 図２において見られるように、水平であり、ある長さを有する輻射チューブ３
０のある長さが、コイルパネル３２となり、実質的に縦に「積重ね」られている
。例示する実施形態のように、炉１が対流領域部２０を使用する場合、対流領域
部２０はコイルパネル３２から、横にオフセットしている。長手方向開口１８は
、その開口を通ってコイルパネル３２をユニットとして垂直に差込むことができ
るものであり、輻射領域部１０の上板部１４に設けてある。この特徴の組合せに
より、輻射領域部１０の上板部１４における長手方向開口１８を通って、コイル
パネル３２を予め製作したユニットとして設置し、または取外すことができる。

【００２５】 コイルの取出し／差込みをさらに容易にするため、輻射領域部１０の上方に位
置する構造的ブレーシング（補強材、ｂｒａｃｉｎｇ）７０を、この場所で、取
外し可能なように締付け（すなわち、ボルト締め、ピン留めなど）とする。これ
により、コイルパネル３２の取出し／差込みの間、構造的ブレーシング７０を取
外すことができる。コイルパネル３２の取出し／差込みは、炉１の操業中、また
は悪天候の間には実施しないので、構造的ブレーシング７０を一時的に取外すこ
とにより、炉１を傷つけることはないであろう。

【００２６】 チューブサポート４０は、上方からぶら下げることが好ましい。チューブコイ
ルパネル３２の頂部を支えているので、チューブコイルパネル３２の重量をクレ
ーンまたは他のつり上げ機構に移動させるのは、比較的簡単な操作である。した
がって、この頂部を支える設計は、長手方向開口１８を通って、実質的に垂直な
方向で、ユニットとしてチューブコイルパネル３２の設置および取外しを行うこ
とに十分適している。実際問題として、チューブサポート４０を頂部で支えるの
で、コイルパネル３２を引き上げ、取出す最も有効なやり方は、チューブサポー
ト４０の利用によるものである。したがって、チューブサポート４０およびコイ
ルパネル３２を予め製作し、輻射領域部の上板部１４における長手方向開口１８
を通って、一つのユニットとして設置することができる。もちろん、長手方向開
口１８は、このようなコイルパネルアセンブリを収容できる大きさにしなければ
ならない。

【００２７】 前述のほかに、チューブサポート４０を頂部で支える構造はさらなる利点を提
供する。１つの主要な利点は、柱が圧縮力よりも引張り力を受ける場合、遥かに
小さな断面積を有する柱によって、同一重量を支えることができるという原理か
ら生じる。したがって、頂部を支えているチューブサポート４０は、底部を支え
ている匹敵するサポートと比較して、耐久性が増加しながら、著しく寸法を小さ
くすることができる。このような炉１の輻射領域部１０に使用しなければならな
い高合金鋼の費用を考えると、チューブサポート４０の断面積の低減、および寿
命の増加により、著しいコストの節減をもたらすことができる。その上、チュー
ブサポート４０の寸法および重量の低減により、さらにコイルパネル３２の設置
、および縦方向の開口１８を通った取外しが容易になる。

【００２８】 本願発明のさらなる好ましい特徴は、下記に記述するように、炉１の輻射領域
部１０において、コイルパネル３２をそのままにしておきながら、チューブサポ
ート４０の１つを縦方向の開口１８を通って取出し、取替えることができるよう
に、チューブサポート４０を組立てようとすることである。これにより、摩耗し
たチューブサポート４０を取替える場合に必要となる時間と費用が大いに低減さ
れるであろう。チューブサポート４０は、冗長設計によるものなので（すなわち
、チューブサポート４０のどれか１つが破壊された場合でも、コイルパネル３２
の荷重を支えることができる）、１つのチューブサポート４０を取出し、取替え
る間、残りのチューブサポート４０によってコイルパネル３２を一時的に支える
ことができる。

【００２９】 各チューブサポート４０は、少なくとも１つの鉛直支柱４２を備え、その支柱
から複数のサポートアーム４４を出し、そのアームの上にチューブシートを画定
し、コイルパネル３２のチューブ３０の長さのものを、その上で支えることが好
ましい。支柱４２は、Ｉ型ビーム材、Ｃみぞ形鋼など、当技術分野で良く知られ
ている、どんな適正な形態も取ることができるが、苛酷な炉条件において構造的
完全無欠性および強度をより良く維持するように、形状ではチューブ状が好まし
く、遠心鋳造するのが最も好ましい。アーム４４は、取外しできるように支柱４
２に取付けるのが好ましい。支柱４２からアーム４４を取外すことにより、コイ
ルパネル３２の邪魔をすることなく、輻射領域部１０の上板部１４にある長手方
向開口１８を通って支柱４２を真直ぐに引き上げることができる。これにより、
炉１においてコイルパネル３２に手をつけず、同じ場所のままで、支柱４２を個
別に取出し、取替えることができる。

【００３０】 チューブサポート４０の一実施形態を図２および図４に示す。１対の平行な、
チューブ状支柱４２を、単一のコイルパネル３２の両側に配置し、このコイルパ
ネル３２を支える。複数のラング（横棒）４４ａを、支柱４２の間に渡し、コイ
ルパネル３２の重量を支える。（図２は、支柱４２の頂部および底部にあるラン
グ４４ａを例示するのみであるが、実際には、ラング４４ａは支柱４２の全体の
長さに沿って使用されるであろう。）ラング４４ａは、中実の角棒、または中空
なチューブなどのどんな適正な形態をも取ることができるが、中実の丸棒が好ま
しい。

【００３１】 炉１の型、および出会うであろう温度によって、支柱４２およびラング４４ａ
は適正な材料で作られる。ＥＤＣクラッキング炉の場合、支柱４２（および好ま
しくはラング４４ａ）は、クロムおよびニッケルを、好ましくは少なくともクロ
ム２５％、および／またはニッケル２０％を、含有する鋼合金で作るべきである
。１つの適正な合金はＨＫ４０、オーステナイトステンレス鋼である。当技術分
野の技術者によく知られている、同程度の、または優れた熱間強度性状を有する
他の材料を、使用することができる。より苛酷な温度、または荷重条件を有する
用途では、より高合金を要する可能性がある。支柱４２およびラング４４ａの厚
さは、コイルパネル３２の高さおよび重量などの因子によるであろうし、当技術
分野の技術者は、容易に決定することができる。

【００３２】 ラング４４ａは支柱４２に、取外しできるように取付けるのが好ましい。例示
する実施形態において、それぞれのラング４４ａは、それぞれの支柱４２におけ
る向い合った穴を通って、渡してある。例えば、コッタピン４６は、ラング４４
ａの両端に取付けて、ラング４４ａを同じ位置に保持できる。ラング４４ａを、
ねじを切ったナット、または溶接した座金などの他の方法で支柱４２に固定でき
る。言及したように、取外しできるように取付けたラング４４ａを装備すること
により、コイルパネル３２を取出し、または解体することなく、輻射領域部１０
の上板部１４にある長手方向開口１８を通って支柱４２を個別に取出し、取替え
ることができる。

【００３３】 上記で言及したように、支柱４２は上方からぶら下げるのが好ましい。輻射領
域部１０の高温により、荷重を載せる材料の降伏強度が低下するので、使用する
構造体が何であっても、一次載荷サポートは輻射領域部１０の外側に位置するの
が好ましい。所望する時に、コイルパネル３２および／または支柱４２を引出す
ことができるようなやり方で、支柱４２を支えることも好ましい。したがって私
は、コイルパネル３２を、それを通って、取出すことができる長手方向の開口１
８を通って、操作中の各支柱４２を引き出すこと、および、支柱４２の、縦方向
の開口１８の上方にある部分に、支柱４２の一次載荷サポートを設けることを選
択する。図３〜図５は、このことを達成するための好ましい配置を例示している
。

【００３４】 支柱４２の上端、または上端付近に、肩部８０を取付ける。肩部８０は、支柱
４２から少なくとも２つの反対方向に、横に広げるべきである。肩部８０は、支
柱４２の末端でカラー、またはピンなどの多くの形態を取ることができるが、好
ましい実施形態では、肩部８０は、支柱４２に溶接した１対の反対方向のラグ（
耳、ｌｕｇ）アセンブリ８２とする。図３〜図５に示す実施形態において、各ラ
グアセンブリ８２は鉛直なスティフナ８４と、スチフナ８４の基部に水平板８６
を備えている。例示する鉛直スティフナ８４は、三角板であり、その２端８４ａ
、８４ｂがそれぞれ、支柱４２と、水平板８６に溶接される。水平板８６はラジ
アスエッジ８６ａを有し、これも支柱４２に溶接される。

【００３５】 その上に支柱の肩部８０を載せるサポート面を、炉１に設ける。サポート面は
、支柱４２を通し、延長させる長手方向開口１８の端を画定するレール９０によ
り設けることができる。しかし、レール９０は十分遠く離れており、したがって
長手方向開口１８は十分に広く、コイルパネルアセンブリ全体（すなわち、コイ
ルパネル３２と支柱４２）を通すことができる。したがって、レール９０がサポ
ート面を提供することになる場合でも、肩部８０は、かなりのモーメントアーム
によって、支柱４２を支える（かつ、それによりコイルパネル３２を支える）こ
とができるであろう。したがって、サポート面を、支柱４２の両側に近接し、そ
の両側上に設けることが好ましい。これは、支柱４２の両側で長手方向開口１８
に渡されているブリッジサポート部材９２により達成できる。好ましい実施形態
において、各ブリッジサポート部材９２は、支柱４２から広がったＣ形みぞ形鋼
である。そのみぞ形鋼の一方の脚９２ａが、縦方向の開口１８の両端でレール９
０に載っており、そのチャンネルの反対の脚９２ｂが、ラグアセンブリ８２のた
めのサポート面となっている。

【００３６】 炉１の操作中、コイルパネル３２は、温度が変化すると膨張および収縮し、そ
れにより支柱４２に対するチューブ３０の局部的な縦方向の動きが起る。コイル
パネル３２を安定化し、突然の破壊的な跳ね上り、または固着を防止するため、
支柱４２を、頂部および底部で横方向を固定するのが好ましい。頂部では、ラグ
アセンブリ８２をブリッジサポート部材９２にボルト締めし、かつブリッジサポ
ート部材９２をレール９０にボルト締めすることにより、これが達成できる。底
部では、図６に示すように、炉１の輻射領域部１０の底部１１におけるチューブ
状ガイド穴４９に嵌まるガイドピン４８により、支柱４２を安定に保持できる。
ガイドピン４８は、ガイド穴４９内で縦方向に自由に褶動でき、それにより、水
平な動きを制約しながら、熱膨張および収縮が許容される。この配置によりまた
、支柱４２を、コイルパネル３２を載せて、またはコイルパネル３２から分離し
て、炉１の底部から引き上げ易くなっている。

【００３７】 チューブ３０が膨張および収縮しても、支柱４２は横方向に移動しないように
制御された拘束が好ましいので、チューブ３０の相対的な動きによりチューブサ
ポート４０上に摩擦力が伝達される。当技術分野の技術者には容易に理解される
ように、チューブサポート４０の材料および厚さを、これらの摩擦力に耐えるよ
うに選択すべきである。

【００３８】 炉運転中、縦方向の開口１８の気密シールを設ける必要はないが、長手方向開
口１８を通る空気流を最少とし、炉の効率を維持するのが好ましい。下側が絶縁
性の、一連のクロージュア板９４により、これが達成できる。１対のクロージュ
ア板９４は、各チューブサポート４０の周囲に嵌まる形状であり、それらのイン
ターフェース９４ａに渡してフラットバーをボルト締めするなどの、どんな適正
な手段によっても一緒に接合させることができる。扉板９４は、ブリッジサポー
ト部材９２の下側にボルト締めすることができる。

【００３９】 ラグアセンブリ８２、ブリッジサポート部材９２、および扉板９４は全て、Ａ
ＳＴＭ Ａ３６構造用炭素鋼などの適正な構造用鋼で作ることができる。ラグア
センブリ８２は、１次重量に耐える責任を担うものであり、当技術分野の技術者
には明白であるように、重量または温度により必要な場合、１ １／４または２
１／４クロム鋼などの、より強い材料で作ることができる。

【００４０】 図７および図８に示す、他の実施形態において、チューブサポート４０は、前
述の実施形態と同様に作成し、１対のコイルパネル３２の間に挟まれ、１対のコ
イルパネル３２を支える（いわゆる、「ダブルパス」配置）、単一の支柱４２を
備える。図７および図８に示すチューブサポート４０において、２列の鋳造フッ
ク４４ｂを、支柱４２の向かい合う側面に取付けて、コイルパネル３２の重量を
支えている。前述の実施形態におけるラング４４ａの場合のように、フック４４
ｂは、取外しできるように支柱４２に取付けるべきである。例えば、フック４４
ｂは、支柱４２の周囲にはめるか、または支柱４２中にはめ込むかいずれかとし
、その場所で、フック４４ｂと支柱４２を貫通するピン４７で留めることができ
る。例えば、コッタピン（図示されない）を、ピン４７の一端または両端に施し
て、ピン４７をその場所に保持できる。

【００４１】 図２〜図６に例示する実施形態に関連して上記において考察した、チューブサ
ポート４０の他の特徴は、本実施形態に同様に当てはまる。

【００４２】 言及したように、対流領域部２０は、輻射コイルパネル３２からオフセットし
てある。対流領域部２０は少なくとも、対流領域部２０に影響を及ぼすことなく
、縦方向の開口１８を通ってコイルパネル３２および／または支柱４２を差し込
み、また取出せるだけ十分離れるようにオフセットすべきである。実際問題とし
て、図２に示すように、対流領域部２０は、輻射領域部１０から完全にオフセッ
トするのが好ましい。このような配置では、対流領域部２０は、クロスオーバダ
クト２４によって輻射領域部１０に接続される。対流領域部２０中への排気の流
れを助長するほかに、この配置によって、対流および輻射領域部２０、１０の、
個々のモジュールの築造および組立てが容易になる。

【００４３】 特に大容量の操業に適用可能な、本発明の任意選択的、かつ独立な態様をまた
、図２および図７に例示する。２つの実質的に同一の炉１ａ、１ｂを背中合わせ
に配置しており、平行して運転することができる。これは特に、オフセットさせ
た対流領域部２０を使用する炉１ａ、１ｂを築造するのに、有用である。それぞ
れの対流領域部２０を互いに隣り合わせるように炉１ａ、１ｂを建てることによ
り、炉１ａ、１ｂは互いに安定化することができる。これにより、独立に建てる
よりも、各炉１ａ、または１ｂにおいてより少ない構造鋼の使用で済む。

【００４４】 この複式炉の配置は、炉を定期的にオフラインとし、コークス取出しを行わな
ければならない、ＥＤＣクラッキングなどのプロセスにおいて主要な利点を有す
る。別個の輻射領域部を有するが、対流領域部が共通であるいくつかの従来の炉
とは対照的に、運転上独立なユニットを設けることにより、他方の炉がコークス
取出しなどのためオフラインになるとき、一方の炉を運転することができる。

【００４５】 図２および図７において明らかな、Ｔｅｒｒａｃｅ Ｗａｌｌ（商標）構造を
炉１に使用することも好ましい。この構造の詳細は、それぞれ全文が参照により
本明細書に組入れられている、米国特許第３２３００５２号、３２６５０４３号
、３３０２６２１号、３３４８９２３号、および４９５５３２３号中に示される
。この構造は、いくつかの利点を提供する。バーナプラットフォームに取付けた
バーナが、傾斜した耐火物の輻射領域部の壁部１２に向って上方に燃焼し、輻射
コイルパネル３２に均一、かつ対称的な加熱をもたらす。この均一な加熱により
、コイルパネル３２におけるコークスの生成が低減され、それによりまたコイル
パネル３２の耐用寿命が増加する。チューブ３０に直接当るフレームがないこと
もまた、コイルパネル３２の耐用寿命を延長する。その上、平面壁部の炉よりも
必要とするバーナの数が少なく、その結果立上げおよび保守が、より容易になる
。これによりまた、ＥＤＣクラッキングに有利な「ゾーン」燃焼を用いるコスト
が低減され、かつ強制ドラフト操業のための燃焼空気ダクトが短縮され、それは
また運転サイクル持続時間を改善する。これによりさらに、バーナ列が少なくな
る結果になり、それによりバーナプラットフォームの配置が単純化され、したが
って、保守などのためのアクセスが容易になる。

【００４６】 再び図２〜図６に例示する実施形態を参照して、コイルパネル３２を取出すた
めの典型的な操作を記述する。最初に、取外し可能なブレーシング７０および扉
板９４のボルトを外して取外す。ラグアセンブリ８２のボルトをブリッジサポー
ト部材９２から外すとラグアセンブリ８２は依然としてチューブサポート４０と
コイルパネル３２の重量を支えているが、ブリッジサポート部材９２上に自由に
載っている。この時点で、支柱４２および／またはコイルパネル３２をクレーン
などに装着し、ブリッジサポート部材９２から荷重を取除くように少し引き上げ
る。次いで、ブリッジサポート部材９２のボルトを外して取外し、コイルパネル
３２とチューブサポート４０を、縦方向の開口１８を通って引き上げ、取出すこ
とができる。

【００４７】 支柱４２を取出し、コイルパネル３２を取出さないためには、ラング４４ａの
ピンを外して支柱４２から取外す。必要な場合、最初にラグアセンブリ８２のボ
ルトを、ブリッジサポート部材９２から取外し、いくつかの支柱４２（しかし、
取外す支柱ではない）、および／またはコイルパネル３２をクレーンなどに装着
し、取出そうとする支柱４２のラング４４ａから荷重を取除くように少し引き上
げる。ラング４４ａのピンを外し、支柱４２から取外すと、クロージュア板９４
とブリッジサポート部材９２はもとの位置のままで、支柱４２を縦方向の開口１
８を通って引き上げ、取出すことができる。

【００４８】 現在好ましい実施形態と考えられるものに関連し、本発明を記述してきたが、
本発明は開示した実施形態に限定されないことを理解されたい。それと反対に、
本発明は、種々の改変、および同等の配置を包含しようとするものであり、その
いくつかは上記において考察し、添付する特許請求の精神および範囲に含まれる
。したがって、下記の特許請求の範囲は、全てのこのような改変および同等の構
造物および機能を包含するように、最も広い合理的な解釈に一致しようとするも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願発明の好ましい実施形態による、水平チューブ式加熱炉の概略的な断面正
面図である。

【図２】 図１に例示する水平チューブ式加熱炉の概略的な断面側面図である。

【図３】 私の発明の実施形態による、支柱頂部サポート機構の詳細図である。

【図４】 図２において円ＩＶ内の範囲の詳細図である。

【図５】 図４において矢印Ｖ−Ｖから見た詳細図である。

【図６】 図２において円ＶＩ内の範囲の詳細図である。

【図７】 本願発明の水平チューブ式加熱炉の他の実施形態における概略的な断面側面図
である。

【図８】 図７において円ＶＩＩＩにより示す範囲の詳細図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＵ，ＡＺ，ＢＲ， ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＺ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，Ｉ Ｎ，ＪＰ，ＭＡ，ＭＸ，ＮＯ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＺＡ

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】壁部と、長手方向開口を有する上板部とを含む輻射領域部と、 該輻射領域部に配置される輻射熱交換チューブであって、該輻射熱交換チュー
   ブはプロセス流体を該輻射領域部に導入するための導入口および排出するための
   排出口とを備え、該導入口と排出口との間において該輻射熱交換チューブはほぼ
   水平な複数のチューブ部を構成して配置されている輻射熱交換チューブと、 複数のバーナーであって、そのうち少なくとも二つのバーナは該チューブの相
   対する側に配置される複数のバーナーと、 前記チューブ部の長手方向に間隔をもって取外し可能に配置され、該チューブ
   部を長手方向にわたって支持するチューブ用座としての複数のチューブサポート
   とを備える加熱炉であって、 該チューブと該チューブサポートとは輻射領域部の上板の該長手方向開口から
   ユニットとして取り外し可能であることを特徴とする加熱炉。
2. 【請求項２】請求項１に記載した加熱炉であって、前記複数のチューブ部は
   ほぼ平行でかつほぼ鉛直方向に配置され、各チューブサポートほぼ鉛直な支柱を
   備えることを特徴とする加熱炉。
3. 【請求項３】請求項２に記載した加熱炉であって、前記チューブ部は該輻射
   領域部の該上板の該長手方向開口とほぼ並んで配置されていることを特徴とする
   加熱炉。
4. 【請求項４】請求項１に記載した加熱炉であって、各チューブサポートはほ
   ぼ垂直な支柱と複数のサポートアームを備え、該サポートアームはチューブ用座
   として該支柱に取外し可能に固定されていることを特徴とする加熱炉。
5. 【請求項５】請求項１に記載した加熱炉であって、該チューブサポートは該
   チューブ部の上から該輻射領域内に取り外し可能に吊り下げられていることを特
   徴とする加熱炉。
6. 【請求項６】請求項５に記載した加熱炉であって、該チューブサポートは該
   チューブ部の下側で横方向の移動が制限されていることを特徴とする加熱炉。
7. 【請求項７】請求項５に記載した加熱炉であって、該チューブサポートは該
   上板の該長手方向開口を通って延びる上端を有することを特徴とする加熱炉。
8. 【請求項８】請求項７に記載した加熱炉であって、各チューブサポートはさ
   らに肩部を備え、該肩部は該肩部を該輻射領域部の上側に配置するために該支柱
   の上端に取り付けられ、該チューブサポートは該肩部から吊り下げられているこ
   とを特徴とする加熱炉。
9. 【請求項９】請求項８に記載した加熱炉であって、該加熱炉は輻射領域の上
   板野長手方向開口を跨ぐように取外し可能に固定されるブリッジサポート部材を
   備え、該肩部は該チューブサポートを吊り下げる為に該ブリッジサポート部材上
   に据え付けられていることを特徴とする加熱炉。
10. 【請求項１０】請求項１に記載した加熱炉であって、対流熱交換チューブを
    含む対流領域部を備え、該対流領域部は該輻射熱交換チューブの上方に位置し、
    水平方向にオフセットしていることを特徴とする加熱炉。
11. 【請求項１１】請求項１に記載した加熱炉であって、該加熱炉は、 一対の輻射領域部と、 一対の該輻射熱交換チューブであって、各輻射熱交換チューブは前記一対の輻
    射領域部のそれぞれに配置される該輻射熱交換チューブと、 バーナ一式がそれぞれ一対をなすバーナ一式であって、各輻射領域部にそれぞ
    れ配置されるバーナ一式と、 チューブサポート一式がそれぞれ一対をなすチューブサポート一式であって、
    各輻射領域部にそれぞれ配置されるバーナ一式と、 一対の対流領域部であって、該対流領域部それぞれは互いに異なる該輻射領域
    部に操作により連結可能であって、連結された対流領域部内に配置されている輻
    射熱交換チューブの上方に位置し水平方向にオフセットしている対流領域部と、
    該一対の対流領域部は互いに隣接して配置されていることを特徴とする加熱炉。
12. 【請求項１２】壁部と、長手方向開口を有する上板部とを含む輻射領域部と
    、 該輻射領域部に配置される輻射熱交換チューブであって、該輻射熱交換チュー
    ブはプロセス流体を該輻射領域部に導入する導入口および排出する排出口とを備
    え、該導入口と排出口との間において該輻射熱交換チューブはほぼ水平な複数の
    チューブ部を構成して配置され、該チューブ部はほぼ平行でかつほぼ鉛直方向に
    配置されることで該輻射領域部の上板の該長手方向開口とほぼ並んで配置されて
    コイルパネルを形成する輻射熱交換チューブと、 複数のバーナーであって、そのうち少なくとも二つのバーナは該コイルパネル
    の相対する側に配置される複数のバーナーと、 前記チューブ部の長手方向に間隔をもって取外し可能に配置される複数のチュ
    ーブサポートであって、該チューブサポートは鉛直方向の支柱と該支柱から延び
    るサポートアームとを有し、該チューブ部が該サポートアーム上に載せられるこ
    とにより該チューブサポートがコイルパネルをサポートする加熱炉であって、 該コイルパネルと該チューブサポートとは輻射領域部の上板の該長手方向開口
    からユニットとして取り外し可能であることを特徴とする加熱炉。
13. 【請求項１３】請求項１２に記載した加熱炉であって、該チューブサポート
    は取外し可能に該コイルパネルの上から該輻射領域内に取り外し可能に吊り下げ
    られていることを特徴とする加熱炉。
14. 【請求項１４】請求項１３に記載した加熱炉であって、該チューブサポート
    は該コイルパネルの下側で横方向の移動が制限されていることを特徴とする加熱
    炉。
15. 【請求項１５】請求項１３に記載した加熱炉であって、該チューブサポート
    は該上板の該長手方向開口を通って延びる上端を有することを特徴とする加熱炉
    。
16. 【請求項１６】請求項１５に記載した加熱炉であって、各チューブサポート
    はさらに肩部を備え、該肩部は該肩部を該輻射領域部の上側に配置するために該
    支柱の上端に取り付けられ、該チューブサポートは該肩部から吊り下げられてい
    ることを特徴とする加熱炉。
17. 【請求項１７】請求項１６に記載した加熱炉であって、各チューブサポート
    はさらに肩部を備え、該肩部は該肩部を該輻射領域部の上側に配置するために該
    支柱の上端に取り付けられ、該チューブサポートは該肩部から吊り下げられてい
    ることを特徴とする加熱炉。
18. 【請求項１８】請求項１２に記載した加熱炉であって、対流熱交換チューブ
    を含む対流領域部を備え、該対流領域部は該輻射熱交換チューブの上方に位置し
    、水平方向にオフセットしていることを特徴とする加熱炉。
19. 【請求項１９】請求項１２に記載した加熱炉であって、該加熱炉は、 一対の輻射領域部と、 一対の該輻射熱交換チューブであって、各輻射熱交換チューブは前記一対の輻
    射領域部のそれぞれに配置される該輻射熱交換チューブと、 バーナ一式がそれぞれ一対をなすバーナ一式であって、各輻射領域部にそれぞ
    れ配置されるバーナ一式と、 チューブサポート一式がそれぞれ一対をなすチューブサポート一式であって、
    各輻射領域部にそれぞれ配置されるバーナ一式と、 一対の対流領域部であって、該対流領域部それぞれは互いに異なる該輻射領域
    部に操作により連結可能であって、連結された対流領域部内に配置されている輻
    射熱交換チューブの上方に位置し水平方向にオフセットしている対流領域部と、
    該一対の対流領域部は互いに隣接して配置されていることを特徴とする加熱炉。