[发明专利]绝热管结构

说明书

本发明一般涉及绝热管道或导管，特别是涉及一种能防止由热循环引起绝缘损坏的新型绝热管结构。

在流化床锅炉中，需要收集热的颗粒物质（固体颗粒）并将固体颗粒返送到炉膛的燃烧区。如图1所示，导管10用于传送固体颗粒，它通常包括一个钢制外壳12，外壳内衬有一个多层耐火混合物14。耐火混合物14通常包括一个位于钢制外壳12内壁或内表面18上的绝热耐火层16，和一个致密的、抗蚀的耐火层20，耐火层20包围着绝热耐火层16并在导管10中以其内壁22限定一条通道21。一般利用焊接在钢制外壳12内壁18上的锚钉24支承耐火混合物14，而且对每层耐火层16和20都可提供单独的锚钉24。

在正常运行期间，高温固体颗粒通过导管10传送。固体颗粒的温度在1500°F-1800°F范围，但也可能具有较低的温度。在温度平衡状态，致密的抗蚀耐火层20的内壁22具有和通过导管10传送的热的颗粒物质相同的温度，而钢制外壳12的外壁26的温度通常在165°F-225°F范围内。

耐火层16和20的性能可根据厂商的供货、应用和加工而有很大的变化。但这种结构的共同点是：

1.绝热耐火层16通常被浇铸或喷涂在钢制外壳12和内壁18上。然而，对绝热性能要求越高，则绝热耐火层16的强度就越 低。

2.致密的耐火层20通常也是浇铸或喷涂的，它比绝热耐火层16具有高得多的重量和强度。

这种结构带来的问题是：（1）耐火层16和20会破坏;（2）当这些内部耐火层破坏时，会由于过热而损害钢制外壳12。在起动期间，导管10的温度从环境温度上升到运行温度。由于经导管10传送的固体颗粒作为热源，故导管10从内壁22接受热量。这种加热使得致密的耐火层20径向膨胀，并且由于绝热耐火层16和钢制外壳12的加热速度滞后于致密的耐火层20的加热速度，所以致密的耐火层20将压缩绝热耐火层16，从而产生高于绝热耐火层16的破坏强度的应力。另外，这种热载荷传递到钢制外壳12，在外壳内产生极高的圆周应力，此应力可能会超过所用钢的屈服强度。接连的加热和冷却循环使上述过程持续进行，趋向于使绝热耐火层16破坏，由此引起钢制外壳12过热并可能发生软化。

钢制外壳一般是垂直安置的。当锚钉24仅用作抵抗致密的耐火层20重力的垂直支承件时，就会由于耐火层16和20作用在锚钉24上的悬臂载荷而在锚钉24中引起弯曲应力。作用在锚钉24上的这个悬臂载荷将随着绝热耐火层16的不断损坏而增加。当锚钉24弯曲时，致密的耐火层20中的应力会沿着每根锚钉24汇聚，产生应力集中。致密的耐火层20上的点或线拉伸载荷将引起耐火层20断裂。最终裂纹会扩展到整个致密的耐火层20，使其一片片地脱落，从而使绝热导管10破坏。

因此，希望开发一种改进的绝热管结构，它能防止由热循环导致的致密耐火层的损坏。

本发明提供一种新的绝热管结构，它能最大限度地降低或消除由 于绝热管中的耐火材料的热膨胀而在绝热管中产生的圆周应力，并且能够消除由锚钉引起的作用在耐火材料上的点或线拉伸载荷。

因此，本发明的一个方面是提供一种导管。此导管包括一个具有内表面的外壳。一层耐火材料（或绝热材料）设置在外壳内并形成一条传送高温物质的内部通道。还设置了一个与所述外壳内表面接触的托架，它用于抵抗外壳中耐火材料的重力而将其支承住，但它并不限制耐火材料由于热膨胀而产生的运动。

本发明的另一方面是提供一种具有第一段和第二段外壳的导管。每段外壳内设置有一层耐火材料，用于构成一条传送高温物质的内部通道。每段外壳具有一个与其内表面接触的托架，用于抵抗每段外壳中耐火材料的重力而将其支承住，但托架并不限制耐火材料由于热膨胀而产生的运动。第一段外壳叠放在第二段外壳上，以使每段外壳中的内部通道对齐，由此在两段外壳中形成一条传送高温物质的连续的内部通道。还提供了用于将第一段外壳固定到第二段外壳上的机构。

本发明的再一方面是提供一种包括一个具有内表面的圆柱形外壳的导管。设置在外壳中的一层耐火材料形成一条传送高温物质的内部通道在耐火材料层和外壳内表面之间，还设置了一层绝热纤维板，此纤维板层在耐火材料发生径向热膨胀时受到挤压，以防止在外壳中产生过度的圆周应力。另外，还提供了一个用于抵抗外壳中的耐火材料的重力而对其实施支承的环形托架，此环形托架并不限制耐火材料由于热膨胀而产生的运动。

为了更好地理解本发明、其工作优点以及其具体的使用效果，下面结合附图对本发明的一个优选实施例进行说明。

图1为先有技术中典型的绝热导管的剖面图;