JPH0755385A - 高温熱交換器 - Google Patents
高温熱交換器Info
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- JPH0755385A JPH0755385A JP6144377A JP14437794A JPH0755385A JP H0755385 A JPH0755385 A JP H0755385A JP 6144377 A JP6144377 A JP 6144377A JP 14437794 A JP14437794 A JP 14437794A JP H0755385 A JPH0755385 A JP H0755385A
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Abstract
る、高温熱交換器を提供する。 【構成】 改良支持装置はスカートを有し、該スカート
によって管板および管束が支持され、かつスカートの上
端に設けられた唇片が、該唇片を受入れるフランジ組立
体内に係合する。スカートの内面上の第1耐火物ライニ
ングが、唇片から下向きに延び、かつ管板の近くから唇
片の方に下向きに延びるスカートの、外面上の第2耐火
物ライニングに重なる。支持装置を低温フランジ組立体
内に装着することにより、内部耐火物が管束の支持に使
用されないようになり、その完全性を維持するから、早
期損傷の発生率は低下し、耐火物の寿命は長くなる。
Description
使用する改良支持構造に関する。本発明は特に炭化水素
改質熱交換器のフランジ組立体に吊架される触媒充填管
を支持する改良支持装置に関する。
熱交換器の在来技術による管束は、典型的には内部耐火
材料に装着されるもので、耐火材料に応力を発生せし
め、耐火物の早期破壊を引起こし、かつ耐火材料および
管束の修繕に多額の費用を必要とした。改質反応器を含
む高温熱交換器内の管束に対する支持構造の設計は、今
日に至るまで重要な課題であった。高温熱交換器の内部
で使用される支持構造は超高温に耐えると共に、非常に
厳しい環境下においてバッフル、触媒管、拡散板および
他の部材を含む種々の構成部材を支持する時の、重量に
起因する応力に耐える必要がある。
造は、触媒反応器の内面を内張りする耐火材料に直接装
着するものであった。耐火材料は触媒反応器の内面を被
覆し、反応器内に発生する高温からこれを保護し、かつ
「ホットスポット」の発生を阻止し、すなわち過大量の
熱が反応器の壁に達して、これを損傷するのを阻止す
る。耐火材料は種々の厚さおよび成分を有するものとな
すことができるが、典型的には耐火性を有するセラミッ
クまたはセメント材料とされる。耐火材料は脆く、した
がって広範囲の温度変化に起因して膨張または収縮する
内部構成部材を適当に支持することはできない。
件下においても制限を受ける。内部支持部材に追加的な
応力が生じれば、耐火材料には加速度的に破損傾向が発
生し、熱交換器の高価な修繕と、運転休止が頻発する。
さらに在来の反応器内において、耐火物によって支持さ
れる内部支持構造は典型的には種々の金属合金によって
構成される。温度が低から高に、再び高から低に変化す
れば、熱膨張および収縮サイクルが行われる時に、これ
ら支持構造が耐火物を損傷することがある。
換器の厳しい環境に耐え、この型の熱交換器の保守を行
うための費用および時間を減少させるように設計する必
要がある。本発明は、上記のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、熱交換器内部のフランジ組立体からの
触媒充填管を支持する改良された支持装置を備えた高温
熱交換器を提供することを目的とするものである。
おいて、殻体側と管側流体との間で熱を伝導させるため
の管に対する改良支持装置を有する、熱交換器を提供す
るものである。この熱交換器は耐火物を内張りした容器
で、上端および下端を有し、かつ該上端および下端間に
おいて支持された管束を含む容器を有している。管束は
上方管板によって支持された複数の管を含んでいる。管
板支持部材は容器の上端において該容器の周囲に沿っ
て、フランジ組立体内に装架された環状唇片と、管板に
装着されたこの唇片に吊架されたスカートとを有してい
る。唇片の外周の近くで、該唇片から延びる、下向きの
環状突起は、フランジ組立体の内径に近接して、該フラ
ンジ組立体のフランジから延びる上向き環状突起と連結
することができる。下向き突起は上向き突起の外径より
大きな内径を有している。スカートの外面の第1スカー
ト耐火物ライニングは管板の近くから、唇片の方に延び
ている。第2スカート耐火物ライニングは、唇片の近く
から管板の方に下向きに延びるスカートの内面に位置し
ている。第1および第2スカート耐火物ライニングはス
カートの内面および外面の、少なくとも一部分と、縦方
向に重なっている。したがってフランジ組立体およびそ
の中に装架された唇片は、スカートの上および後ろで耐
火物が重なることによって生じる比較的低温の環境内に
位置するようになる。
触媒反応器においては、熱交換器内の管がその中に触媒
を保持し、かつその中に単数または複数の反応流体を通
し得るようになっている。この反応器は、特に触媒と接
触して管を通る炭化水素を、触媒によって改質する時に
有用である。管の対応する端部に設けられた有孔下端キ
ャップはその上に触媒を支持することができ、かつその
中の流体の流動を可能にする。反応器は管板の頂部に水
平に配置されたオリフィス板を含むものとなすことがで
きる。オリフィス板は複数のオリフィスを有し、流体を
管内に均等に分配する。オリフィス板の上面には複数の
有孔管キャップを装着し、キャップが対応するオリフィ
ス上に配置されるようになすことができる。オリフィス
板は反応器の上端に位置する第1入口に嵌合するような
寸法の、複数の区画によって形成することができる。分
配板は好ましくは管板によって支持され、かつ管の下端
の近くに配置され、普通燃焼式管状改質装置から流出す
る加熱流体を管に分配するようにされる。複数の水平バ
ッフルは管束内において縦方向に隔置され、かつ管板に
よって支持される。
面中同様な部品は同じ参照数字で表す。図1において耐
火材料によって内張りした触媒反応器10は、容器12
を有し、該容器はフランジ組立体16から懸垂された管
板支持部材14を含み、管板18と、これに装着された
管束20を支持するようになっている。運転時には比較
的温度の低い、例えば480〜760℃の反応物送給流
体が、第1入口22に流入する。この反応物送給流体は
下向きにオリフィス板26、管板18および管束20を
通る。この管束20は複数の、典型的には数百から数
千、またはそれ以上の触媒充填管28を含み、該管の中
で反応物が触媒と反応する。反応した流体は各管28の
下端から流出する。加熱流体、好ましくは改質装置、例
えば加熱式管状改質装置から流出する加熱流体は、第2
入口32に導かれ、分配板24の孔を通り、かつ均一に
分配されて、反応した流体と混合せしめられる。反応流
体と、加熱流体との混合物は横方向に流動し、かつ上向
きにバッフル34の回路網を通り、該バッフルは各管2
8を横切って混合物を分配し、該管28との間で熱移動
を行わせる。流体混合物は出口36から排出され、普通
の態様で別の処理を受けるようになる。
下方殻体側室42とよりなっている。管側室40は好ま
しくはヘッド41によって囲繞されている。管板18は
管側室40を、殻体側室42から分離する水平間仕切り
として働く。送給反応物は管側室40に入り、管束20
を通り、かつ周知の技術によって、殻体側室42内の加
熱流体と混合される。容器12は耐熱耐火ライニング3
8を含み、このライニングは通常、管側室40および殻
体側室42の双方の内面に固定されている。耐火ライニ
ングは全体的に技術的に周知のセラミックまたはセメン
ト状材料よりなり、かつ単数または複数の層を含むもの
となすことができる。容器12に対して設計される温度
は、管側室40内においては、260°/−25℃(5
00°/−10°F),殻体側室42内においては、4
25°/−25℃(800°/−10°F)の間で変動
する。容器12は、例えば3.4−6.9MPa(50
0−1000psi)に達する内圧に耐えるように設計
される。容器12はこのような均質反応器においてたび
たび使用される、外壁46と熱交換を行うための普通の
水ジャケットを含むものとなすことができる。この水ジ
ャケットは潜在的な「ホットスポット」、または耐火物
の故障を表す標準値以上の蒸気発生を監視するために使
用することができる。
管束20を示す。管板18は技術的に周知の種々の型の
耐熱鋼板によって構成することができる。管板支持部材
14は全体的に直立したスカート50と、管板18の上
方に隔置された、好ましくはスカート50の上端の近く
に位置する唇片48とを含んでいる。唇片48はフラン
ジ組立体16(図1、図3および図4参照)と係合する
ための下向き環状突起52を含んでいる。スカート50
は唇片48から下方に隔置された点で、なるべくはスカ
ート50の下端の近くで、かつなるべくは管板18の外
周に近接して、この管板に装着されている。
ている。各管28は好ましくは管板18に強固に溶接さ
れ、かつ水力学的に該管板18に延びている。改質装置
室内に数百または数千、またはそれ以上の管28を設け
るのは珍しくないが、簡単にするために、図1−図10
には若干の管だけが示されている。管板18は管束2
0、バッフル34、分配板24および前記バッフル34
を安定化させるための複数のタイロッド54を支持し、
かつ位置決めしている。タイロッド54は管板18に吊
架され、かつバッフル34に装着されている。バッフル
34は各管28を摺動自在に受入るように孔明けされて
いる。バッフル34は典型的にはバンパー56を含み、
管束20の挿入または取外しを行う時に(図1)、バッ
フルが耐火物と接触してこれを損傷するのを阻止する。
体的に、管板18の頂部に水平に配置されている。オリ
フィス板26は好ましくは、第1入口22(図1)に嵌
合するように複数の小さな区画よりなっている。したが
ってオリフィス板26のこれら区画は好ましくは第1入
口22より小さな寸法を有している。第1入口26の断
面は十分な大きさを有し、オリフィス板26を組立て、
または管側室40の中で、またはこの室から他の保守作
業を行う時に、作業員のアクセスを可能にするようにな
っている。オリフィス板26の頂面には複数の管キャッ
プ60(図5)が固定され、異物、例えば反応器の天井
から落ちた耐火物の破片が、オリフィス62を閉塞する
のを防止する。
する支持部材14の断面図である。支持部材14は唇片
48、下向き環状突起52およびスカート50を含んで
いる。スカート50は下端の近くで、例えば、管板18
の外縁に固定されている。唇片48および下向き環状突
起52を、フランジ組立体16内に装着することによっ
て、スカート50および管板18は、耐火ライニング3
8に応力を加えることなく定位置に装着され、したがっ
てライニング38の耐久性を高める。耐火ライニング3
8および管束20の接触を避けることによって、耐火ラ
イニング38の寿命を最長とすることができる。
の2層絶縁物、すなわち容器12の内部に露出する高密
度内方層64と、該内方層64および容器12の壁46
の間に配置された裏張り、または補強層66とによって
内張りされる。この耐火物は、この目的に一般に使用さ
れる普通の耐火物アンカー、コールドシームおよび取付
け用ハードウエアを使用して組立てられる。しかしなが
ら、フランジ組立体16および管板18の付近において
は、第1および第2スカート耐火物68および70は、
それぞれ重ねられ、唇片48およびフランジ組立体16
を、熱的に絶縁または保護するようになっている。第1
スカート耐火物68は管板18の近くから唇片48およ
びフランジ組立体16の方に、上向きに延びるスカート
50の外面を内張りする。第2スカート70は同様に、
唇片48およびフランジ組立体16の近くから下向きに
管板18の方に延び、スカート50が、上端を有する第
1スカート耐火物68によって、第2スカート耐火物7
0の下端の上に重なるようになる。
しい最大直径から、管板18とほぼ等しい最小直径の方
に内向きに傾斜する。第1スカート耐火物68は好まし
くはスカート50と、相対する容器12の壁46との環
状間隙内に配置される。例えばこの耐火物68は鋳造耐
火物よりなり、または該耐火物68の垂直長さに亙って
延びる、全体が円筒壁72の形をなした、適当な鋼板、
(例えば6.35mm(1/4インチ)のSA−240
−TP347H)と、該円筒壁72の下端およびスカー
ト50の間の横連結リング74とによって形成された構
造支持部材内に配置される。連結リング74は例えば溶
接によってスカート50に装着することができる。耐火
物68は好ましくは壁72の内面に設けられた普通の耐
火物アンカー71によって定位置に堅く碇着される。
46から、膨張間隙73を形成するに十分な距離に亙っ
て隔置され、これら壁の衝当による応力を発生させるこ
となく、運転温度における熱膨張を可能にするようにな
っている。同様に連結リング74は、管板18の下方で
容器12を内張りする隣接耐火物38の上端76から、
垂直に隔置されている。上端76は管板18の下面およ
び(または)耐火物38の上方で終わる所で、管板18
の外径より小さな内径を有し、したがって耐火物38の
上端76は、スカート50の傾斜を補完する、半径方向
に傾斜し、かつ該スカートから半径方向に隔置され、熱
膨張を可能にする面78を形成するようになっている。
耐火物68とスカート50との同様な隔置は、該耐火物
68とスカート50との間に燃焼隔置部材、例えば3.
17mm(1/8インチ)の厚紙(図示せず)を配置す
ることによって行うことができる。厚紙は反応器の作動
温度において燃焼し、適当な間隔を形成する。
ング80により支持され、該支持リングは全体的に同じ
材料によって形成され、かつ前述の横連結リング74の
ように、スカート50の内面に溶接される。もし必要で
あれば、支持リング80内に複数の垂直溝孔(図示せ
ず)を形成し、座屈を発生させることなく熱膨張を行わ
せるようになすことができる。耐火物70は全体的に、
スカート50の内面に位置する、複数の普通の耐火物ア
ンカー(図示せず)により、かつ普通のコールドシーム
(図示せず)を使用して定位置に装着される。
フランジ組立体16に近接する耐火物ライニング38の
端部38aと係合する。便宜上および簡単化のために、
耐火物70の端部は、フランジ組立体16内の相対する
フランジ面と実質的に同じ高さに位置し、かつ環状セラ
ミックガスケット82によって、隣接する耐火物38a
および70の間を熱的に密封するようになすことができ
る。耐火物70はその上端に、隣接耐火物38aと実質
的に同様な内径を有しているが、該耐火物70の外径は
唇片48およびスカート50の対応する内径に適合して
いる。この場合耐火物70の外径は全体的に接耐火物端
38aの外径より小さいが、少なくとも高密度層64と
同じ大きさであり、耐火物70が十分な厚さを有し、唇
片48を熱的に遮蔽し、かつフランジ組立体16を比較
的低温の環境に維持するようになっている。耐火物70
は唇片48から下向きに延びるから、スカート50の内
径を補完する、傾斜外径を有している。耐火物70は円
筒形内径または輪郭、あるいは漸減的な直径、すなわち
管板18の方に下向きの、すなわちスカート50の勾配
を補完する内方勾配を有し、耐火物70に、所要の絶縁
度に対して十分な厚さを与えるようになすことができ
る。
は好ましくは上方フランジ400、下方フランジ402
および半径方向に隔置された複数のボルト406によっ
て相互に装着された一次ガスケット404を含むものと
される。上方フランジ400は、環状密封面408およ
び全体的に同心関係にある環状ボルト締め棚410を有
している。ボルト締め棚410は密封面に対し、軸線方
向上向きの段を有し、この段は密封面408の半径方向
外方に位置している。密封面408はフランジ400の
内径とほぼ等しい内径を有し、かつボルト締め棚410
の内径とほぼ等しい外径を有している。ボルト締め棚4
10はフランジ400の外径とほぼ等しい外径を有して
いる。
る上向き環状突起412、環状凹所414、環状密封面
416および環状ボルト締め棚418を有している。突
起412は下方フランジ402の内径とほぼ等しい内径
を有し、かつ凹所414の内径とほぼ等しい外径を有し
ている。凹所414は密封面416の内径とほぼ等しい
外径を有し、該密封面はボルト締め棚418の内径とほ
ぼ等しい外径を有している。ボルト締め棚418は下方
フランジ402の外径とほぼ等しい外径を有している。
密封面416は凹所414に対して上段を形成し、一方
ボルト締め棚418は密封面416に対して上段を形成
している。
形成された上孔420の中に摺動自在に受入れられ、か
つ対応する下孔422内にねじ込まれる。孔420およ
び422は全体的に相対する環状上方および下方ボルト
締め棚410および418に対して、横方向に位置決め
される。上方ボルト締め棚410は全体的に下方ボルト
締め棚418の内径より僅かに小さな内径を有し、ボル
ト締め棚410、418および密封面408、416間
の段において、上方および下方フランジ400、402
を容易に整合させるようになっている。
方密封面408および416の間に圧縮される。ガスケ
ット404は定格温度および圧力を含む、所期のサービ
ス状態に適する普通のガスケット材料(例えば固形の、
軟質焼きなまし4−6%クロム鋼合金)によって構成さ
れる。ガスケット404は全体的に上方および下方密封
面408および416の外径とほぼ等しい外径と、下方
密封面416の内径とほぼ等しい内径とを有している。
相対する密封面408および416間の圧縮力はフラン
ジ400および402間に一次密封力を与える。
2と、全体的に同心の環状密封凹所426とを有してい
る。下向き突起52は下方密封面416の内形とほぼ等
しい、かつこれより僅かに小さな外径と、上向き突起4
12の外径とほぼ等しい、かつこれより僅かに大きな内
径とを有している。したがって下向き突起52は凹所4
14内に受入れられる。密封凹所426は上向き突起4
12の外径とほぼ等しい、かつこれより僅かに大きな外
径と、上向き突起412の内径とほぼ等しい、かつこれ
より小さな内径とを有している。したがって、上向き突
起412は密封凹所426内に受入れられる。
が、対応する凹所426および414内に係合すること
によって、唇片48はフランジ組立体16内に錠止され
る。突起412と凹所426とが密封的に係合すること
によって、室40および42が密封され(図1)、かつ
唇片48およびフランジ組立体16間の、高温流体の循
環が維持される。例えば、上向き突起412の上面に、
6.35mm(1/4インチ)のインコネル600合金
を溶接肉盛りして、仕上がりが80RMSとなるように
し、かつ凹所426に、3.17mm(1/8インチ)
のインコネル600合金を溶接肉盛りして、仕上がりが
80RMSとなるようにすれば、適当な密封が行われる
ようになる。この目的に対しては他の通常の密封装置、
例えばガスケットを使用することができる。
リフィス板26、管板18、管束20およびオリフィス
62の組合わせは、管側室40から管束20に至る流体
の通行を容易にする。対応するオリフィス62および管
キャップ60は好ましくは同心とされる。各管キャップ
60は複数の孔114を有し、これら孔の直径は管キャ
ップ60の下の、オリフィス板26内に位置するオリフ
ィス62より小さい。各オリフィス62はオリフィス板
26を通って、対応する管28に延びている。管キャッ
プ60は異物がオリフィス62および管28を閉塞する
のを防止する。オリフィス62は管28を通る流体の、
均一な分布を容易にする。なおオリフィス板26の複数
の区画を取外し、かつ適当な除去法を使用することによ
り、例えば管28からの触媒を、真空を作用させること
によって、管28から触媒を除去することができる。オ
リフィス板26および管キャップ60を取外せば、新規
なまたは追加的な触媒を管束20に追加することができ
る。
ップ118の好適な実施例は、複数の孔120を有して
いる。各管28の下端には端部キャップ118が固定さ
れ、該管28内の触媒材料を維持するようになってい
る。触媒が充填された管28から出る反応生成物は、端
部キャップ118を通して孔120から排出される。し
たがって、孔120は、管28内の触媒を維持する程度
の大きさとされるが、反応生成物が孔を通る時の圧力低
下がなるべく小さく保持されるような大きさとされる。
多区画構造は、該オリフィス板26の隣接区画間に、単
数または複数の継ぎ目122を設けることによって得ら
れる。
スカート50は好ましくは異なる材料によって構成さ
れ、作業中に発生するおそれのある熱応力を減少させる
ようになっている。管板18は好ましくは比較的熱膨張
係数の大なる、高温合金(例えばステンレス鋼)によっ
て形成される。露出されるスカート50の下方部分90
2、すなわち支持リング80の下方に位置する部分(図
3)は、好ましくは同じ、または同様な高温合金によっ
て形成され、管板18に直接溶接される。唇片48およ
びスカート50の上方部分904は、熱膨張係数の比較
的低い、比較的低温に適する同じ、または異なる材料
(例えば1 1/4%のクロムと、1/2 %のモリブデンを含
む鋼合金)によって形成することができる。部分902
および904間に溶接されるスカート50の中間部分9
06は、好ましくは中程度の熱膨張係数を有する材料
(例えばインコネル クロム−ニッケル合金)によって
形成し、スカート50を、一つまたは二つの材料で形成
した場合に生じることのある熱応力を阻止し得るように
する。
50はこれに、溶接によりまたは他の方法により複数の
縦フイン910を溶接することによって、補強すること
ができる。フイン910は好ましくはスカート50の内
面に装着され、該フインは垂直に延び、上方部分904
および中間部分906間の溶接部分に跨がるようになっ
ている。フイン910は好ましくは上方部分904また
は中間部分906と同様な、適当な高強度材料によって
形成される。唇片48にはさらに複数のねじ孔912を
設け、必要が生じた時に、該孔によって支持構造14、
管板28および管束20の全組立体(図2)を持ち上
げ、例えば孔912内にアイボルトをねじ込み、かつク
レーン、ウインチ、ホイスト等から該アイボルトに適当
なケーブルを通すことによって引き上げまたは交換作業
を行うようになすことができる。
41を除去すれば、前以て組み立てられた管板28、管
束20およびスカート耐火物68、70を含む管板支持
部材14を、容器12の上方に持ち上げかつ定位置に降
ろし、唇片48が、凹所414内に受入れられた下向き
突起52によって、下方フランジ402と係合するよう
になすことができる。同時に下方フランジ402の上向
き突起412は、唇片48の密封凹所426と係合す
る。管板支持部材14、管板18および管束20を挿入
する時に、耐火物38が損傷されないように注意が払わ
れる。唇片48、管板支持部材14、管板18および管
束20を、容器12内の定位置に適当にセットした後、
ガスケット404を密封面416上に置き、かつセラミ
ックガスケット82を、スカート耐火物70の上端の上
に載置する。ガスケット404が定位置にきた時にヘッ
ド41を容器の12の上方に持ち上げ、さらに定位置に
降ろし、上方フランジ400が下方フランジ402と係
合し、かつボルト孔420、422が垂直に整合するよ
うにする。ボルト406は上方孔420内に受入られ、
対応する下方孔422内にねじ込まれ、かつ所要のトル
クに達するまで締め付けられる。ボルト406を締付け
れば、ガスケット404は一次密封部分を形成し、二次
密封部分は唇片48とフランジ組立体16との間に形成
され、かつ隣接耐火物38aおよび70の間に熱密封部
分が形成される。
ば、管板支持部材14は膨張し、したがって膨張間隙7
3の寸法が変わり、円筒壁72および外壁46の間の距
離が僅かに減少する。
換器、または他の高温熱交換器は、触媒の充填された、
またはされない管束を支持するもので、内部反応器に衝
撃を与えず、かつ内部構成部材を効果的に支持する。例
えば下方管板は分配板に代わるもので、管板の間に追加
口を設け、容器を反応の生じない熱交換器として作動さ
せることができる。管側流体は管板の下に画定された下
方ヘッドから引出すようになすことができ、殻体側流体
は管板間の口に導入し、またはこの口から引出すように
なすことができる。
びに技術、手順、材料および装置の種々の変形の可能で
あることは、熟練技術者の容易に理解し得るところであ
る。このような変形は、全て特許請求の範囲およびその
精神内に含まれるものと解すべきである。
図。
束、タイロッド、バッフルおよび分配板の関係を示す。
持部材に近接する反応器の配置およびフランジ組立体を
示す。
で、上方および下方フランジ部材間の接触を示す。
の関係を示す断面図で、この場合管は管板から懸垂され
ている。
れる、下方端部キャップの断面図。
造を示す。
びスカートの断面図。
沿って取られたもの。
Claims (20)
- 【請求項1】 殻体側および管側流体間において熱を伝
達させるための高温熱交換器において、 上端および下端を有する、耐火物を内張りした容器、 上端および下端間において容器内に支持された管束で、
管板から垂下された複数の管を含む管束、 管板支持部材にして、容器の上端に近接するフランジ組
立体内に装架された環状唇片、および管板に装着された
唇片から垂下されたスカートよりなる管板支持部材、 管板の近くから上向きに、唇片の方に延びるスカートの
外面に設けられた第1スカート耐火物ライニング、およ
び唇片の近くから下向きに、管板の方に延びるスカート
の内面に設けられた第2スカート耐火物ライニングを包
含し、前記第1および第2スカート耐火物ライニングが
少なくともスカートの内面および外面の一部分と、縦方
向に重なっていることを特徴とする高温熱交換器。 - 【請求項2】 前記唇片の外径に近接して該唇片から下
向きに延びる環状突起を包含し、フランジ組立体の内径
に近接して該フランジ組立体の下方フランジから上向き
に延びる環状突起と連結され、前記下向き突起が上向き
突起の外径より大なる内径を有している、請求項1に記
載の高温熱交換器。 - 【請求項3】 フランジ連結部分が上方フランジの上方
密封面と、下方フランジの下方密封面との間に配設され
たガスケットを含み、前記下方密封面が前記唇片に近接
した内径と、前記上方密封面の外径に近接した外径を有
している、請求項1に記載の高温熱交換器。 - 【請求項4】 フランジ組立体が、密封面を有する上向
き環状突起を含み、該密封面が唇片の密封面と係合し
て、管板およびスカートの片側の上方管側室と、管板お
よびスカートの他方側の殻体側室との間を密封するよう
にしている、請求項1に記載の高温熱交換器。 - 【請求項5】 フランジ組立体が環状凹所を含み、該環
状凹所が唇片の下向き環状突起と係合するようになって
いる、請求項1に記載の高温熱交換器。 - 【請求項6】 フランジ組立体が、上方および下方フラ
ンジの、相対する一次密封面の間に配設された一次ガス
ケットと、上方および下方フランジを共に使用し、ガス
ケットおよび密封面間に、一次密封部分を形成する、複
数の半径方向に隔置されたボルトとを有する請求項1に
記載の高温熱交換器。 - 【請求項7】 第2スカート耐火物ライニングの上端
と、該第2スカート耐火物ライニングに近接する容器
の、高密度耐火物ライニングの下端との間に配設され、
対応する耐火物の間に熱密封部分を形成するようになっ
た環状セラミックガスケットをさらに含む、請求項1に
記載の高温熱交換器。 - 【請求項8】 請求項1に記載の高温熱交換器におい
て、 同心の環状上方フランジ密封面と、上方フランジボルト
締め棚とを有するフランジ組立体内の上方フランジであ
って、密封面が上方フランジの内径とほぼ等しい内径
と、ボルト締め棚の内径とほぼ等しい外径とを有し、ボ
ルト締め棚が上方フランジの外径とほぼ等しい外径を有
している上方フランジ、 同心環状上向き突起、環状凹所、下方フランジ密封面お
よび下方フランジボルト締め棚を有するフランジ組立体
内の下方フランジであって、上向き突起が下方フランジ
の内径とほぼ等しい内径と、環状凹所の内径とほぼ等し
い外径とを有し、密封面が環状凹所の外径とほぼ等しい
内径と、ボルト締め棚の内径とほぼ等しい外径とを有
し、かつボルト締め棚が下方フランジの外径とほぼ等し
い外径を有している下方フランジ、 唇片から懸垂した下向き環状突起であって、下方フラン
ジ密封面の内径とほぼ等しい外径と、上向き環状突起と
ほぼ等しい内径とを有し、環状凹所と連結されるように
なっている下向き環状突起、 下向き突起の内径とほぼ等しい外径と、上向き突起の内
径とほぼ等しい内径とを有し、唇片密封凹所および下方
フランジの上方環状突起の間を密封する唇片密封凹所、 上方フランジおよび下方フランジ密封面の間で圧縮さ
れ、これらと共に一次密封部分を形成するガスケット、
および上方フランジボルト締め棚に対する孔を通して、
半径方向に隔置されるように配置され、かつ孔にねじ込
まれ、下方フランジボルト締め棚に延びる複数のボルト
と、下方フランジ密封面から下方フランジボルト締め棚
に至る段で、上方フランジ密封面から上方フランジボル
ト棚に至る段に適合し、下方フランジ段が上方フランジ
段より僅かに大きな直径を有し、上方および下方フラン
ジの同心的整合を容易にするようになっている段、 を含有する高温熱交換器。 - 【請求項9】 スカートが、熱膨張係数の比較的小さな
唇片に近接する上方区画と、熱膨張係数の比較的大きな
管板に近接する下方区画と、上方および下方区画の間に
配設された中間区画であって、下方区画より小さな、か
つ上方区画より大きな熱膨張係数を有する中間区画とを
含む複数の区画を包含する、請求項1に記載の高温熱交
換器。 - 【請求項10】 第1耐火物ライニングが、スカートか
ら半径方向に隔置された保持壁により、前記スカートの
外面に近接して支持され、前記保持壁が、スカートに固
定されかつ半径方向外方に向かって保持壁の下端に延び
る横リングによってスカートに連結されている、請求項
1に記載の高温熱交換器。 - 【請求項11】 第2耐火物ライニングがスカートの内
面に近接して、該スカートに固定された支持リング上に
支持される、請求項1に記載の高温熱交換器。 - 【請求項12】 相対する容器の壁と第1スカート耐火
物ライニングとの間に、周囲温度での膨張間隙を包含
し、前記スカートの作業温度での熱膨張を容易に行わせ
るようにした請求項1に記載の高温熱交換器。 - 【請求項13】 スカートの下方部分に近接して、容器
の内面に固定された内方耐火物層が、スカートの勾配を
補完する、半径方向に傾斜した面を有し、かつスカート
が周囲温度において、この傾斜面から半径方向に隔置さ
れ、作業温度において熱膨張を行わせるようになってい
る、請求項1に記載の高温熱交換器。 - 【請求項14】 管板の上に配置されたオリフィス板を
有し、該オリフィス板が管側流体と連通するための、複
数のオリフィスを有している、請求項1に記載の高温熱
交換器。 - 【請求項15】 複数の有孔キャップを有し、各キャッ
プが対応するオリフィスの上で、オリフィス板の上面に
装着されている、請求項14に記載の高温熱交換器。 - 【請求項16】管がその中に触媒を保持し、管内の流体
と反応させるようになっている、請求項15に記載の高
温熱交換器。 - 【請求項17】 各管が有孔下端キャップを有し、そこ
に触媒を支持し、かつその中を通して流体を流動させる
ようになっている、請求項16に記載の高温熱交換器。 - 【請求項18】 容器が分配板を含み、該分配板が前記
管板によって支持され、かつ容器の下端に近接して配設
され、加熱流体を管上に分配するようになっている、請
求項1に記載の高温熱交換器。 - 【請求項19】 複数の水平バッフルが、前記管板によ
って支持された管束内において、縦方向に隔置されてい
る、請求項1に記載の高温熱交換器。 - 【請求項20】 管束を耐火物ライニングを有する高温
熱交換器内に支持する方法において、 管板内の複数の管の上端を管板から垂下する段階と、 管板から隔置された環状唇片を有するスカートを管板に
装着する段階、 スカートをその内面において、唇片に近接する部分か
ら、管板の上方に隔置された第1耐火物支持リングま
で、第1スカート耐火物ライニングによって内張りする
段階、 スカートをその外面において、第1支持リングの下方に
隔置された第2耐火物支持リングから、第1支持リング
の上方まで、第2スカート耐火物ライニングによって内
張りし、前記スカートに第1および第2耐火物ライニン
グを重ねるようにする段階、 管束を耐火物容器内において、唇片から容器の上端の第
1フランジ面内に形成された対応する環状凹所まで降ろ
し、下向き環状突起と係合せしめ、唇片を下方フランジ
に連結し、かつそれからスカート、管板および管束をこ
れに吊架するようにした段階、 第1フランジと適合する第2フランジであって、フラン
ジ間に一次密封部分を形成すると共に、唇片およびフラ
ンジ間に二次密封部分を形成する第2フランジを含む頂
部ヘッドを、容器上に載置する段階、 を包含する耐火物ライニングを有する高温熱交換器に管
束を支持する方法。
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