用于燃气发生器中的热电偶的护罩制造技术

一种用于燃气发生器（１０）内的热电偶（４４）的护罩（８０），其安装在燃气发生器的反应室的热面衬套内的热电偶腔的开口处。该罩通常为盘形结构，在一个实施例中其包括后倾面上的上炉渣转移部以绕过后倾面。沉头孔形成在耐火衬套内以容纳护罩并使得护罩可凹入到耐火衬套内。可在罩内形成孔，其向上倾斜以减小炉渣向下移动流经该孔进入到热电偶腔（５０）内。该孔可足够小以减小允许过量的辐射热到达燃气发生器容器或壳的危险。该罩的周边具有向下倾斜的上部和下部，以帮助在沉头孔内的位置保持该罩。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃气发生器，更特别是一种新的保护热电偶和在热电偶附近的近侧的燃气发生器容器罩的罩装置及其方法。
技术介绍
美国专利No.2,809,104和5,484,554中所示的这类燃气发生器处理包括煤、石油焦炭、燃气和石油的含碳燃料来产生氢和一氧化碳的气体混合物，已知可变为如合成燃气、燃气、还原气体和可燃气体。燃气发生器的罩体通常包括一钢制的外反应器容器或壳，里面衬着一或更多的绝缘和耐火材料层例如耐火粘土和耐火砖，也被称为耐火衬套(refractory lining)或耐火砖。燃气发生器的内部空间包括一反应室，在其中发生含碳燃料到燃气的转化。典型的燃气发生器的工作温度范围是从大约2200°F到3000°F。典型的工作压力范围是从10到200个大气压。如果燃气发生器内的温度高于预定限度，里面的耐火衬套能融化，从而导致钢制的燃气发生器壳不受保护而受到可能的热状况的损害。如果燃气发生器的工作温度低于预定限度，从含碳燃料到燃气的气化转化率就有一低的工作效率导致不充分的气体产品。与燃气发生器内的温度相关的信息是判断是否存在适宜的气化条件的重要指标。众所周知对燃气发生器内进行温度测量是通过在燃气发生器耐火衬套的一或更多水平位置上安装一个或更多个热电偶进行的。通常在燃气发生器的中间或更低的侧壁面部提供热电偶。在这些水平位置的温度测量也能被用于推断出关于燃气发生器，其它水平位置的工作条件的信息。使用的热电偶的数量通常取决于设置燃气发生器内的进料类型，例如煤或轻油，以及产生的炉渣的数量。例如，高炉渣燃气发生器可以采用8个热电偶，然而例如低炉渣装置或无炉渣装置可以只使用两个热电偶。在一种已知的燃气发生器中，一延长的热电偶腔容纳一延长的热电偶，其延伸通过燃气发生器壳和内部的耐火衬套直到反应室。热电偶的一端支撑在燃气发生器壳上，相反的一端从耐火衬套的热暴露表面、也就是已知的热面表面凹入。通常保持热电偶腔的横截面面积尽可能的小，以防止过量的热量通过热电偶腔到达燃气发生器壳。在一些已知的燃气发生器中，耐火衬套包括一或更多相邻的耐火材料层，例如耐火砖。已知当，其从室温加热到燃气发生器的工作温度时，耐火砖能膨胀。由于耐火衬套和燃气发生器壳之间的温度和热膨胀系数不同，耐火砖因此在热膨胀过程中相对于燃气发生器壳“移动”。作为耐火衬套热膨胀的结果，耐火衬套内的热电偶腔也将相对于燃气发生器壳移动。因为热电偶被固定到燃气发生器壳上，耐火砖炉衬的热膨胀通常将导致热电偶和热电偶腔之间的相对位置改变。这样对应于燃气发生器的室温条件，热电偶腔相对于热电偶具有一个室温位置。对应于燃气发生器的工作温度条件，热电偶腔相对于热电偶也具有一工作温度位置，其不同于室温位置。众所周知，在许多含碳燃料转化成燃气时，在燃气发生器耐火衬套的热面表面上形成熔渣。熔渣通常沿热面表面的垂直部向下流。向下移动的炉渣通常能通过耐火衬套热面表面的空腔开口移动到水平的热电偶腔。进入热电偶腔的炉渣将部填充或完全阻塞热电偶腔内热电偶和热电偶腔壁之间的余隙空间。一旦由于炉渣堆积导致围绕热电偶的空间减少或消除，由于耐火衬套的膨胀或收缩，热电偶腔相对于热电偶的任何移动能引起在热电偶腔内的固化炉渣产生一力，其垂直向上或向下压热电偶。这种力能引起热电偶的剪切，因为它支撑在燃气发生器壳上，相对不能移动。燃气发生器有时候需要维护和修理。一些修理最好在燃气发生器从工作温度冷却到室温后完成。在冷却阶段，耐火衬套收缩。这种收缩导致热电偶腔相对于热电偶位置改变。因此在燃气发生器冷却时，可能发生热电偶的损害，特别是在如果热电偶腔被固化炉渣阻塞时。如前面所述的在冷却时，耐火衬套的移动导致炉渣阻塞的热电偶腔中的炉渣推动相对固定的热电偶而产生施加于热电偶的力。当燃气发生器进行与热电偶不相关的修理时而冷却时，通过热电偶腔的炉渣收缩产生施加于热电偶的力也能引起一个或更多个热电偶的损害或切变，需要拆除或更换损坏的热电偶。热电偶的修理或更换也需要清除积聚在热电偶腔内变硬的炉渣。从热电偶腔中去除固化的炉渣以及重新安装更换的热电偶是耗费时间和昂贵的。因此想要避免炉渣移动进入热电偶腔开口和炉渣阻塞热电偶腔的问题。无论燃气发生器是否产生炉渣，也想要使通过热电偶腔从反应室到燃气发生器的热量传送减到最小。另外想要保护热电偶腔附近的燃气发生器的容器或壳。
技术实现思路
本专利技术的几个目的中重要的是要提供一种新的燃气发生器，其保护热电偶、热电偶腔以及热电偶腔附近的燃气发生器容器或壳；一种新的罩装置，用于保护热电偶、燃气发生器内的热电偶以及热电偶腔附近的燃气发生器容器或壳；一种新的沉头罩(countersunk cap)用于对燃气发生器的热电偶腔开口形成保护盖；一种新的罩装置，用于保护燃气发生器的热电偶腔，该罩具有孔，用于通过该罩传送有限的热量；一种新的用于燃气发生器的热电偶的护罩(protective cap)，该罩具有倾斜的前表面部，将炉渣从该罩的其它表面部转移走；一种新的用于燃气发生器的热电偶的护罩，该罩具有一外表面，其具有炉渣转移部和后倾部，通过其转移炉渣；一种新的用于燃气发生器的热电偶的护罩，该罩有炉渣转移部和后倾部，通过此转移炉渣，后倾部上有孔；一种新的用于燃气发生器的热电偶的护罩，该罩具有炉渣转移部和后倾部，通过此转移炉渣，后倾部有向上倾斜的孔使炉渣向下通过孔流动的可能性减到最小；一种新的保护燃气发生器的热电偶以及热电偶腔附近的燃气发生器的容器或壳的方法。本专利技术的其它目的和特征将是显而易见的，将在下文部中指出。根据本专利技术用于燃气发生器的热电偶和热电偶腔的护罩安装在燃气发生器反应室热面炉衬的热电偶腔开口上。在本专利技术的优选的实施例中，护罩通常是一种盘形结构，包括上部的炉渣偏转表面和下部的后倾面。这样炉渣通过偏转表面偏转过后倾面从而绕过后倾面。后倾面具有一个或更多的孔与热电偶腔相通。多于一个孔使罩的工作更容易，除了这种考虑之外一个孔也是可行的。优选的孔向上倾斜使炉渣和多余的热通过孔流进热电偶腔的可能性最小。在不产生炉渣的燃气发生器中炉渣偏转表面和下部的后倾面可以被一个单独的平面所取代。护罩的外周具有上部和下部，其从罩的前表面向下倾斜到罩的后表面。优选的在耐火衬套上形成一个沉头孔来容纳护罩以及使护罩凹进在耐火衬套中。沉头孔和护罩具有互补的形状。在这种安排下护罩被平放入沉头孔以使罩的重量帮助罩保持在沉头孔自己的位置中。本专利技术另一个实施例中省略护罩中的孔，因为通过罩到热电偶的热传送将对热电偶提供必须的、尽管成比例减少的热信息。没有开口的护罩也确保没有炉渣将进入热电偶腔。本专利技术进一步包括保护燃气发生器的热电偶的方法。该方法包括形成一热电偶腔，其延伸通过燃气发生器壳以及通过燃气发生器的耐火衬套以及通过耐火衬套的热面表面，以在热面表面上限定一热电偶开口。该方法进一步包括在热电偶开口的覆盖位置上提供一罩来覆盖热电偶开口，从而防止在热面表面上向下移动的熔渣通过热电偶开口进入热电偶腔。方法进一步包括在热电偶开口上形成沉头孔，使护罩在热电偶开口上凹进预定量。该方法进一步的方面包括罩具有炉渣偏转表面和后倾面。该方法的其他方面包括在罩上形成通孔，孔位于罩的后倾面从罩的前表面朝罩的后表面向上倾斜。方法进一步包括罩的外周具有上部和下部，其从罩的前表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气发生器，包括，ａ）反应器壳，ｂ）在所述的反应器壳上的耐火衬套，其在所述的反应壳内限定反应室，所述的耐火衬套包括热面表面，ｃ）延伸通过所述的反应器壳、所述的耐火衬套，以及通过所述的热面表面的热电偶腔，其在所述的 热面表面上限定热电偶开口，以及，ｄ）在所述的热电偶开口上的罩，用来覆盖所述的热电偶开口，以防止过量的反应热以及在所述反应室热面表面上形成的炉渣通过所述的热电偶开口进入所述的热电偶腔。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰C格罗恩，
申请(专利权)人：GE能源美国公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]