SE466221B - Anlaeggning foer vaermebehandling av material i vakuum och under tryck - Google Patents

Description

466 221 . Denna uppgift löses genom de kännetecknande delarna hos kraven 1 - 9.

Med de i kraven 1 och 2 angivna kännetecknen, nämligen beläggningen av den inre kärlväggen med en isolation, bestående företrädesvis av metalliska folier och/eller bleck, uppnås att vid dessa ställen ett högt temperaturfall uppträder. Därmed kan temperaturen vid kärlväggen hållas låg.

Vidare förbättras isolationen vid särskilt kritiska ställen. Dessa ställen befinner sig särskilt vid nyttorum med hörnförsedda tvärsnitt vid de kanter och fogställen, där två väggar möter varandra. Vid dessa snittställen uppträder restspalter, som under förloppet av drifttiden kan förstoras och därmed förorsaka en bristande isolation. “ ' Denna ofördelaktiga effekt kan förhindras genom täckning av spalterna.

Därvid stöter man dock på svårigheter. Sett ur bearbetningssynpunkt skulle metallfolier vara lämpliga att täcka hörnen och kanterna. Eftersom emellertid nyttorumisolationen består av grafitfilt, skulle en tätanslutande täckning leda till kemiska reaktioner och vid värmeutvidgning till mekaniska spänningar, vari- genom de avsedda åtgärdernas funktion kunde ifrågasättas. Dessa svårigheter kan undvikas om för täckningen samma material används, som det av vilket nyttorum- isolationen består, nämligen grafit. Befintliga grafitmaterial är emellertid uteslutna, eftersom de på grund av sin skörhet ej är lämpade för tät infogning i hörn-och.kanter.~f^.: .

På*senare~tidflstäd"döcßtkdlfiberförstärkta-grafitmäterialätiflfilia» « förfogande, som kan framställas med godtycklig profil. Användning av vinkelpro- filer av dessa material för täckning av restspalter i hörn och kanter utgör en optimal lösning på de ovan beskrivna problemen. Om man flerfaldigt anbringar dessa delar mellan ytterrumsisolationens olika skikt, erhåller man ett slags labyrinttätning och därmed en ytterligare förbättring av nyttorummets isolation.

Liknande kritiska ställen befinner sig vid nyttorumisolationens ändkanter, där genom ofta förekommande öppning och slutning de som isolation tjänande ytorna är utsatta för en hög förslitning. Genom de i krav 4 angivna åtgärderna uppnås en varaktig och säker isolation.

De i kraven 5 och 6 beskrivna skiljerväggarna förhindrar konvektionen och reducerar därmed värmeöverföringen från nyttorumisolationen till kärlväggen resp. till kärlväggisolationen.

I kraven 7 och 8 beskrivs en ytterligare kylning vid kärlets locksidor.

Detta är nödvändigt, eftersom på grund av den stora väggtjockleken i fläns- och lockområdet den vanliga kärlkylningen ej är tillräcklig.

Uppfinningen skall nu beskrivas närmare med hänvisning till de bifogade ritningsfigurerna.

På ritningarna visar: fig. 1 diagram över temperaturförlopp och värmeöverföring, fig. 2 ett schematiskt tvärsnitt genom anläggningen enligt uppfinningen, fig. 3 ett avsnitt ur ett schematiskt längssnitt av nyttorumisolationen vid en övre ändkant.

Med diagrammet i fig. 1 skall exempelvis visas hur temperaturförloppet och värmeöverföringen från nyttorum till kärlvägg skulle kunna se ut under olika driftförhållanden (vakuum pl, inom området några bar pg och under högt tryck P3)- I nyttorummet råder under alla driftförhållanden den konstanta tempera- turen T1. Från nyttorummets kant S1 till kärlväggen S3 uppträder i DGYOGH- de av det förhandenvarande drifttillståndet följande förhållanden, varvid i princip gäller: i jämvikt är de bortförda värmemängderna W1, H2 och H3 lika.

Vakuum (pl = undertrycksområdel: Inom nyttorumisolationen överförs värmemängden H1 genom isolationsmaterialets värmeledningen från S1 till S2. Temperaturen T2 antar värdet A. Den ytterligare värmetransporten efter S3 sker väsentligen endast genom strålning. Vid stället S3 antar temperaturen T3 värdet A'.

Under tryck (p2¿= i området några barka»Värmeöverfiöningeo~från=S1a«~ till Sgßsäenfgenomswäreledningthos*tsolationsmatertäletfoch"denfdänfwtngåendëk Qasen 0Ch 9@"°m k0"Vekïl0fl- T2 antar värdet B. Efter S3 överförs värmet genom strålning, genom värmeledning hos gaserna och genom konvektion.

Temperaturen T3 stiger till B'. B' ligger högre än A , eftersom i detta fall den från S2 till S3 transporterade värmemängden är så mycket högre än i jämförelsefallet vakuum, som betingas av gasens inverkan. Därför ligger även vid stället S2 punkten B lägre än punkten A. Genom att mera värme överförs från S2 till S3, sjunker temperaturen T2.

Under högt tryck (p3 >> p2): Värmeöverföringen från S1 till S2 sker som i det föregående fallet genom värmeledning hos isolationsmaterialet och gasen och genom konvektion. T2 antar värdet C. Mellan S2 och S3 överförs värmet genom strålning, genom värmeledning hos gasen och genom konvektion.

Eftersom konvektionen vid högt tryck i detta fall spelar en stor roll, stiger temperaturen T3 vid S3 avsevärt till värdet C'.

I alla tre fallen är temperaturen T3 dessutom beroende ev den värme- mängd H3, som transporteras från kärlväggen utåt.

Genom kravens 1 och 2 kännetecken, nämligen inklädningen av kärlinnerväg- gen med isolation bestående företrädesvis av metallfolier och/eller -bleck, 466 221 4 uppnås att framför kärlväggen konvektionen reduceras och därmed en högre tempe- raturgradient uppstår, varigenom temperaturen framför kärïväggisoïationen först antar värdet T, för att därpå fram ti11 kärïväggen fa11a ti11 ett värde D', viïket tydïigt ïigger under värdet C'.

Genom de i kraven 3 - 5 beskrivna åtgärderna reduceras den från nyttorum- met ti11 övriga kärïvoiymer genom konvektion överförda värmemängden.

Genom kravens 6 och 7 kännetecken reduceras den andeï av den överförda värmemängden H2, som beror på konvektion. Detta ger sig ti11 känna som en sänkning av temperaturen C' (utan kär1väggsiso1ation) och temperaturerna D och D' (med kär1väggsiso1ation). 1 Genom kravens 8 och 9 kännetecken sänks i fïäns- och ïockområdet kärï- temperaturerna genom den förbättrade värmebortïedningen.

I fig. 2 visas schematiskt i tvärsnitt en anïäggning enligt uppfinningen, som i detta exempeï är horisonteïït utförd och i fig. 3 återges ett avsnitt av ett schematiskt ïängssnitt av nyttorumisoïationen vid en övre ändkant. Därvid betecknar 1 nyttorum, 2 recipient, 3 uppvärmningsanordning, 4 nyttorumisoïation, 5 konvektionsskiïjeväggar, 6 kärïväggisoïation, 7 tiïïsatskyïning, 8 kärïvägg, 9 kärïkyïning, 10 vakuumansïutning, 11 tryckgasansïutning och 12 ansïutning för uppvärmning av de av puïver förformade och genom ett bindemede1 sammanhåïlna delarnasfti11s,bmndemed1et,avmtkengåßßsvinkelpñafiïek»avakamfiábéhförsfiärkmnßà1 grafit¿'14"nyttorumisofationens ändvägggfïñ*ändkanter;*17“profiTer*avtkoTfiBer+ förstärkt grafit, 18 hårdfiïtpiattor, 19 grafitfoïiebeïäggning, 20 nyttorumsiso- ïationens sidoväggar, 21 övre täckvägg hos nyttorumsisoïationen.

Claims (3)

1. 466 221 Patentkrav 1. Anläggning för värmebehandling av material i vakuum och under tryck, bestående av ett nyttorum (1), en nyttorummet omslutande recipient (2), en upp- värmningsanordning (3), en nyttorumisolation (4), ett vattenkylt kärl (8,9) med en vakuumanslutning (10) och en tryckgasanslutning (11), vilket kärls väggar omsluter nyttorummet, k ä n n e t e c k n a d av att framför kärlväggen är en ytterligare kärlväggisolation (6) anordnad, och att nyttorumisolationen (4) består av hårdfiltplattor (18) med gasogenomtränglig grafitfoliebeläggning (19) på sidoväggar (20), den övre täckväggen (21) och på ändväggarna, och de övre kanterna och fogställena är så täckta med vinkelprofiler (13) av kolfiberförstärkt grafit, att täthet mot gasgenomsläpp uppnås, under det att de undre kanterna är öppna för evakuering, dvs. dylik täthet mot gasgenomsläpp föreligger ej där.

2. Anläggning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att kärlväggisolationen (6) består av metall i form av folier och/eller bleck.

3. Anläggning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att vinkelprofilerna (13) bestående av kolfiberförstärkt grafit är flerfaldigt omväxlande anordnade mellan hårdfiltplattorna (18) så att en labyrinttätning erhålles. -ilïï-ß-Aalfäggmißng. ffenliiigtftínågofitízgavfdšöriægåendegf lëräàèff;ï;,«k;« 'aiåswiafirieafff-»faïiif-eifl» .ckßf-:ïlf av att ändkanterna (15) hos nyttorumisolationen (4)'och/eller de motstående ytorna är infattade med profiler (17) av kolfiberförstärkt grafit. 5. Anläggning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att mellan nyttorumisolationen (4) och kärlväggisolationen (6) är skiljeväg- gar (5) anordnade som konvektionsspärrar. 6. Anläggning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att skiljeväg- garna (5) består av metall i form av folier och/eller bleck. 7. Anläggning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att en ytterligare vattenkylning (7) är anordnad mellan kärlväggisolation (6) och kärlvägg (8). 8. Anläggning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att den ytter- ligare vattenkylningen (7) är anordnad vid den övre kärlhalvan inom fläns- och lockområdet.