BR112019017892A2 - Parte do painel de tubos de água e um método de fabricação de uma parte do painel de tubos de água em um reator de leito fluidificado - Google Patents

Abstract

expõe-se uma parte de painel de tubos de água para um reator de leito fluidificado e um método correspondente. a parte de painel de tubos de água inclui vários tubos de metal paralelos que são dotados de um comprimento de tubo l1, uma superfície externa, um diâmetro externo original od1, e uma espessura de parede original wt1, e um rebaixamento que se estende circunferencialmente formado em uma parte central de cada um dos tubos, entre a primeira e a segunda parte extrema. o rebaixamento é dotado de uma profundidade d constante a qual é menor do que a espessura de parede wt1. o rebaixamento circunda a superfície externa da parte central do tubo de metal. um revestimento de metal que se estende circunferencialmente é dotado de uma espessura constante de com maior preferência a profundidade d do rebaixamento para cobrir o rebaixamento de cada um dos vários tubos de metal. uma aleta é soldada continuamente entre cada par de tubos adjacentes.

Description

PARTE DO PAINEL DE TUBOS DE ÁGUA E UM MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UMA PARTE DO PAINEL DE TUBOS DE ÁGUA EM UM REATOR DE LEITO FLUIDIFICADO

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Campo da Invenção

[0001] Refere-se a presente invenção a parte do painel de tubos de água e um método de fabricação de uma parte do painel de tubos de água em um reator de leito f luidif icado. A parte de painel de tubos de água e o método de manufaturar a parte de painel de tubos de água em um reator de leito fluidificado. A invenção é especialmente aplicável em uma parte vertical do painel de tubos de água adjacente à borda superior de uma parte inferior revestida de refratário de uma parede de água de um reator de leito fluido focado circulante (CFB).

Descrição da Técnica Relacionada

[0002] Uma superfície de membrana convencional, ou um painel de tubos de água, é feita de tubos metálicos paralelos ligados entre si por meio de tiras de metal, chamadas aletas, para construir uma parede que forma, por exemplo, um invólucro de um reator de leito fluidizado. Água de alta pressão flui dentro dos tubos com a finalidade de extrair o calor de partículas e gases de alta temperatura no reator. Os tubos de água e superfícies de membranas em diferentes caldeiras, tais como caldeiras a biomassa, caldeiras a carvão e caldeiras a combustível derivado de resíduos (RDF) são feitos convencionalmente de materiais de base, tais como aço carbono, aços de baixa liga ou aços ferríticos. Esses materiais geralmente proporcionam boa resistência e integridade estrutural, além

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2/21 de excelente resistência sob altas temperaturas, alta pressão de água e vapor de alta pressão usados na transferência de calor.

[0003] Devido às partículas do leito em movimento vigoroso, algumas áreas, especialmente as porções inferiores, das paredes de água de um reator de leito fluidizado apresentam um risco de erosão. Para reduzir ao mínimo a erosão, as partes inferiores das paredes de água, isto é, os painéis de água do mesmo, são convencionalmente protegidas por uma camada de material refratário. A borda superior da camada refratária forma geralmente uma saliência que tende a ser continuamente atingida por partículas que fluem para baixo ao longo da parede de água do reator, pelo que as partículas que saltam da borda causam a erosão do painel de água vertical acima do refratário. Para reduzir ao mínimo ainda mais a erosão nessa área, a borda superior do refratário é frequentemente disposta em uma seção dobrada para fora da parede de água, de modo que a superfície interna ou lateral do refratário fique nivelada com a parede de tubos vertical ou recuada acima da mesma, como originalmente sugerido na Patente US N°. 5.091.156.

[0004] Mesmo que a borda superior da camada refratária esteja disposta em uma seção dobrada para fora da parede d'água, foi observado que, em alguns casos, há um risco de erosão causada pela turbulência criada em descontinuidades na parede de água vertical acima da borda superior da camada refratária. A erosão pode ocorrer especialmente quando se usa um reator de leito fluidizado, por exemplo, uma caldeira de leito fluidizado circulante

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3/21 (CFB), fora dos parâmetros tradicionais de combustível, como com baixo teor de cinzas, carvão de alta volatilidade ou quando se troca de combustível do projeto original para outro combustível mais econômico.

[0005] A publicação do pedido de patente européia N° . EP 1 640 660 ensina a reduzir ao mínimo a erosão de uma parede de um reator de leito fluidizado acima da camada refratária, revestindo-se a superfície interna da parede com uma proteção de, por exemplo, metal pulverizado, tendo pelo menos duas zonas de diferentes propriedades de

resistência à erosão.
[0006] A	Patente US	N° .	8.518.	.496 expõe	um
método para retardar	o processo	de erosão	e corrosão	de
tubos verticais em uma	parede de	tubos	em uma	interface	com

uma borda refratária em uma caldeira de leito fluidifiçado, proporcionando um revestimento resistente à corrosão e erosão na superfície do lado de fogo dos tubos, sendo o revestimento dotado de uma espessura que decresce suave e gradualmente no sentido ascendente e um rebaixamento próximo do rebordo refratário.

[0007] A publicação da Patente coreana N° . KR 101342266 BI sugere a provisão de duas camadas diferentes de revestimentos no topo da superfície interna da parede de tubos na região de uma porção curvada para fora da parede de tubos acima da borda superior da seção inferior revestida refratária da parede de água de um caldeira de leito fluidificado circulante.

[0008] Um problema com os métodos descritos na publicação do pedido de patente européia N° . EP 1 640 660, Patente US N° . 8.518.496, e publicação da Patente

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Coreana N°. KR 101342266 BI reside no fato de que a superfície do revestimento de resistência à erosão é formada pelo menos, até certo ponto, em um nível mais alto do que a superfície externa da parede de tubos nua acima da área revestida, o que causa turbulência dos materiais que fluem no reator, e aumento da erosão da parede de tubos acima da área revestida.

[0009] A Patente US N° . 5.910.920 descreve um reator de leito fluidificado que é dotado de um revestimento refratário no lado interno da porção inferior de uma parede de água do reator e um rebaixamento formado na superfície interna da parede de água acima do revestimento refratário, sendo o rebaixamento definido por pelo menos uma extremidade superior e um fundo, e um revestimento proporcionado no rebaixamento. 0 revestimento se estende desde a extremidade superior do rebaixamento até o revestimento refratário. 0 aumento da erosão da parede de tubos nua acima da área revestida pode ser evitado se a superfície do revestimento estiver nivelada com o tubo acima do revestimento. Um problema do método descrito na Patente US N° 5.910.920 reside no fato de que é difícil fazer o rebaixamento na superfície interna da parede de água e um revestimento com uma superfície formada com precisão no rebaixamento.

[0010] Um objeto da presente invenção consiste em proporcionar uma parte de painel de tubos de água e um método de fabricação de uma parte de painel de tubos de água em um reator de leito fluidificado que reduz ao mínimo os problemas causados pela erosão na parte de painel de tubos de água em um reator de leito fluidificado,

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5/21 especialmente, em uma parte vertical de um painel de tubos de água adjacente à borda superior da parte inferior revestida de refratário em uma parede de água de um reator de leito fluidificado circulante.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0011] De acordo com um aspecto, a presente invenção proporciona um método para manufaturar a parte de painel de tubos de água para um reator de leito fluidificado, com o método compreendendo as etapas de (a) proporcionar os vários tubos metálicos que compreende uma primeira parte de extremidade, uma segunda parte de extremidade e uma parte central entre a primeira parte de extremidade e a segunda parte de extremidade, em que cada uma das primeira parte de extremidade e segunda parte de extremidade tem uma superfície externa e um diâmetro externo substancialmente constante. 0D1, e a parte central tem uma superfície externa e um diâmetro externo substancialmente constante 0D2, que é menor do que o diâmetro externo 0D1; (b) proporcionar um revestimento de metal que se estende circunferencialmente dotado de uma espessura substancialmente constante de no máximo D, em que D é compreendido por (ODl-OD2)/2, na superfície externa da parte central para cobrir a superfície externa da parte central; (c) dispor os vários tubos de metal em um plano paralelos uns com os outros, e (d) formar a parte de painel de tubos de água por meio da soldagem contínua de uma aleta entre cada par de tubos de metal dispostos adjacentes em paralelo.

[0012] De acordo com outro aspecto, a presente invenção proporciona uma parte de painel de tubos de água

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6/21 para um reator de leito fluidificado, com a parte de painel de tubos de água compreendendo vários tubos de metal que compreendem uma primeira parte extrema, uma segunda parte extrema, e uma parte central situada entre a primeira parte extrema e a segunda parte extrema, em que cada uma da primeira parte extrema e da segunda parte extrema é dotada de uma superfície externa e um diâmetro externo 0D1 substancialmente constante; um rebaixamento que se estende circunferencialmente formado na parte central dos vários tubos de metal de modo a circundar a superfície externa da parte central, pelo que a parte central é dotada de uma superfície externa e um diâmetro externo 0D2 substancialmente constante, o qual é menor do que o diâmetro externa 0D1; um revestimento de metal que se estende circunferencialmente dotado de uma espessura constante de no máximo D, em que D é compreendido por (0D1OD2)/2, para revestir o rebaixamento de cada um dos vários tubos de metal, em que os vários tubos de metal são dispostos em um plano em paralelo uns aos outros; e uma aleta soldada continuamente entre cada par de tubos de metal adjacentes, dispostos em paralelo, de modo a formar a parte de painel de tubos de água.

[0013] A invenção baseia-se na surpreendente observação dos presentes inventores de que, mesmo que a proteção contra erosão seja desejada apenas em um lado do painel de tubos de água, uma excelente proteção contra erosão pode ser eficiente e economicamente proporcionada na parte de painel de tubos de água proporcionando uma erosão simétrica de rotação que impede o tratamento dos tubos metálicos que formam o painel de tubos de água. Assim, a

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7/21 parte de painel de tubos de água com excelente proteção contra erosão pode ser preparada com vantagem a partir de tubos de metal preparados pela primeira disposição, em cada um dos tubos, de um rebaixamento que se estende circunferencialmente de comprimento e profundidade adequados que circunda a superfície externa de uma parte central do tubo de metal e, em seguida, proporcionando um revestimento de metal que circunda o espaço para cobrir o rebaixamento. A profundidade do rebaixamento é naturalmente tal que qualquer espessura de parede requerida permanece em todas as partes do tubo de água.

[0014] Esse rebaixamento que se estende circunferencialmente pode ser manufaturado eficientemente por meio de métodos convencionais, por exemplo, por meio de meio de um torno, com uma alta precisão, e um revestimento de metal que se estende circunferencialmente que é dotado de uma espessura constante e definido com precisão pode ser proporcionado eficientemente nesse rebaixamento. Então, os vários tubos de metal são dispostos em um plano em paralelo uns aos outros, e a parte de painel de tubos de água é formada por meio da soldagem contínua de uma aleta entre cada par de tubos de metal adjacentes, dispostos em paralelo.

[0015] De uma forma alternativa, um tubo de metal com um rebaixamento em uma parte central do tubo pode ser proporcionado ligando duas extremidades de uma primeira parte de tubo, tendo o diâmetro externo 0D2, para encostar de forma coaxial com a extremidade de uma segunda parte de tubo e uma extremidade de uma terceira parte de tubo, respectivamente, cuja segunda e terceira partes de tubo são

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8/21 dotadas de o diâmetro externo 0D1. Deste modo, a primeira parte de tubo forma a parte central do tubo de metal e a segunda e terceira partes de tubo formam a primeira e

segunda partes	de	extremidade do	tubo de metal,
respectivamente.
[0016]	De	acordo com	uma concretização
exemplificativa	da presente invenção,	os tubos de metal,

com um comprimento de cerca de três metros, são dotados, originalmente, de um diâmetro externo 0D1 de 63,5 milímetros e uma espessura de parede de cerca de nove milímetros. Em uma parte central dos tubos é realizado então um rebaixamento que é dotado, por exemplo, de um comprimento de 2,5 metros e uma profundidade de dois milímetros. Desse modo, a parte rebaixada de cada um dos tubos é dotada de um diâmetro externo diminuído 0D2 de 59,5 milímetros e uma espessura de parede diminuída, ou restante, WT2 de sete milímetros. Nas duas extremidades de cada um dos tubos, existe uma parte extrema não rebaixada, que é dotada ainda do diâmetro e espessura de parede originais, sendo os comprimentos das partes extremas de, por exemplo, quarenta centímetros e dez centímetros.

[0017] Vantajosamente, o rebaixamento é preenchido com um revestimento soldado em espiral de dois milímetros de espessura de um material de metal adequado, de preferência, uma liga adequada. 0 revestimento pode ser proporcionado de modo a ser dotado da espessura desejada, e uma superfície especialmente lisa por meio do uso, por exemplo, de um método descrito na publicação do pedido de patente US N°. 2012/0214017. Desse modo, a sobreposição de solda em espiral, ou sobreposição de solda de trezentos e

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9/21 sessenta graus, é feita pela construção de uma série de porções de cordão de solda em espiral contínuas na superfície externa de um tubo.

[0018] Vantajosamente, a sobreposição de solda é de um material de liga metalúrgica de alta dureza que retarda eficientemente a erosão, e é simultaneamente também ligado de forma a proporcionar proteção suficiente contra corrosão. Como exemplo, o material de revestimento de solda pode ser feito de materiais de liga dotados de pelo menos 20% de Cr e um baixo teor de Fe. Dependendo das condições do reator de leito fluidifiçado, também poderá ser usada uma ampla variedade de outras ligas resistentes à corrosão e erosão / corrosão, incluindo diferentes aços inoxidáveis e ligas à base de níquel.

[0019] Descreveu-se anteriormente no presente caso como o revestimento de metal no recesso é proporcionado como um revestimento de solda. Mesmo se o uso de revestimentos de solda for um método preferido, a presente invenção não está limitada ao uso de revestimentos de solda, sendo que, alternativamente poderá ser usado qualquer outro método que proporcione um revestimento de metal adequado, tal como pulverização térmica à base de arco.

[0020] Após os tratamentos descritos anteriormente no presente caso, os tubos de metal são dispostos paralelamente uns aos outros em um plano, e uma parte de painel de tubos de água é formada pela soldagem contínua de uma aleta entre cada par de tubos de metal dispostos adjacentes em paralelo. Se o painel de tubos de água for utilizado em condições especialmente exigentes, as

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10/21 partes centrais das aletas podem ser revestidas por um revestimento de metal unilateral convencional, que é vantajosamente disposto em um rebaixamento formado nas aletas, tal como sugerido na Patente US N°. 5.910.920. De maneira vantajosa, o revestimento de metal nos rebaixamentos formados nas aletas pode ser feito por pulverização de metal ou como um revestimento chamado de solda de cento e oitenta graus, isto é, de múltiplos glóbulos de solda retos paralelos aos eixos dos tubos de água.

[0021] Naturalmente, as dimensões dos tubos e dos rebaixamentos nos mesmos, bem como o material de revestimento, podem variar dependendo das necessidades de aplicação. Uma característica essencial da invenção é que o rebaixamento de cada um dos tubos tem uma profundidade constante, e o respectivo revestimento metálico é dotado de uma espessura constante de, no máximo, a profundidade D do rebaixamento, de modo a cobrir o rebaixamento. De um modo preferido, o revestimento de metal é realizado de modo a que o revestimento esteja, pelo menos, em uma extremidade do rebaixamento nivelado de forma lisa com a superfície exterior da parte de extremidade adjacente do respectivo tubo de metal. Através desta disposição, é possível reduzir ao mínimo os redemoinhos de turbulência e a erosão na interface entre o tubo de metal revestido e o tubo de metal nu na respectiva extremidade do tubo de metal.

[0022] A técnica anterior exposta na Patente US N°. 5.910.920 tem objetivos semelhantes aos da presente invenção, mas não ensina nem dá uma sugestão no sentido de formar um rebaixamento que se estenda circunferencialmente

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11/21 nos tubos de metal, e proporcionando um revestimento de metal que se estenda circunferencialmente no rebaixamento. A presente invenção proporciona uma maneira muito mais eficiente de fazer a proteção contra erosão do que a que é mostrada na técnica anterior. Além disso, a presente invenção torna possível fazer um rebaixamento muito mais preciso, e obter um revestimento mais liso e mais preciso para evitar a erosão causando redemoinhos de turbulência na interface entre o revestimento e o tubo de metal nu adj acente.

[0023] A parte de painel de tubos de água de acordo com a presente invenção pode ser instalada vantajosamente em qualquer local propenso à erosão em um reator de leito fluidificado, tal como próximo da saída de um separador de sólidos. Desse modo, a parte de painel de tubos de água de dimensões adequadas poderá ser soldada em conexão com outras partes de painel de um reator de leito fluidificado para formar o envoltório resfriado a água de um novo reator de leito fluidificado, ou na forma de uma parte de substituição quando da realização da manutenção de reator de leito fluidificado existente.

[0024] A parte do painel de tubos de água descrita anteriormente é especialmente adequada para ser instalada na parte inferior das paredes de água de um reator de leito fluidificado, adjacente à borda superior da parte inferior revestida de refratário das paredes de água. Se a borda superior do revestimento refratário estiver disposta em uma parte encurvada para fora da parede de água, por exemplo, da forma que se encontra ilustrada na patente US N° . 5.091.156, a parte de painel de tubos de

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12/21 água precisa ser encurvada para uma forma adequada antes de ser instalada no reator. 0 encurvamento do painel do tubos de água é realizado vantajosamente formando-se um primeiro encurvamento em um primeiro ângulo em uma região central da parte do painel do tubos de água dobrando-se cada um dos vários tubos de metal, e as aletas entre os tubos de metal, na direção do primeiras partes finais dos tubos de metal em torno de um eixo perpendicular a ambas as primeiras partes extremas dos tubos de metal e a normal do plano a uma direção encurvada, e um segundo encurvamento em um segundo ângulo a partir da direção encurvada para uma segunda direção, em que o segundo ângulo é oposto ao primeiro ângulo e é tão grande quanto ou maior do que o primeiro ângulo. Vantajosamente, o primeiro e segundo encurvamentos são realizados de modo que os revestimentos metálicos formados nos tubos se estendam por ambos os encurvamentos.

[0025] De preferência, os encurvamentos do painel do tubos de água são feitas a uma distância maior de uma extremidade dos revestimentos de metal, por exemplo, a primeira extremidade dos revestimentos de metal, do que da outra extremidade, por exemplo, a segunda extremidade, dos revestimentos de metal. Em outras palavras, os revestimentos metálicos dos tubos de metal estendem-se a uma distância maior do primeiro encurvamento em direção às primeiras partes extremas dos tubos de metal do que do segundo encurvamento em direção às segundas partes extremas dos tubos de metal. De preferência, os revestimentos metálicos dos tubos de metal estendem-se a uma distância de pelo menos um metro, ainda mais preferencialmente, a uma distância de pelo menos dois metros, a partir do primeiro

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13/21 encurvamento até as primeiras partes extremas dos tubos de metal.

[0026] A fim de manter as propriedades dos revestimentos metálicos depois de se realizar ο encurvamento da parte de painel de tubos de água, os revestimentos metálicos podem, se desejado, ser tratados termicamente por meio de um processo adequado antes que a parte de painel de tubos de água seja formado, ou antes ou depois do encurvamento da parte do painel para a forma desej ada.

[0027] A parte encurvada do painel de tubos de água tal como descrita anteriormente no presente caso é instalada na parte inferior de uma parede de água de um reator de leito fluidificado em uma posição vertical, de modo tal que as primeiras partes extremas dos tubos de metal sejam direcionadas no sentido ascendente ou para cima. Então, aplica-se um revestimento refratário à parte inferior da parede de água de modo a se estender a um nivel igual ou inferior ao primeiro, isto é, maior curvatura do painel. Uma vez que o rebaixamento e o revestimento de metal se estendem de maneira vantajosa abaixo do segundo encurvamento até uma distância de pelo menos um metro do primeiro encurvamento em direção às primeiras partes finais dos tubos de metal, os tubos de metal são protegidos da erosão em uma região que se estende pelo menos um metro para cima a partir da borda superior do revestimento refratário.

[0028] Vantajosamente, a profundidade do rebaixamento e a espessura do revestimento metálico são determinadas de modo a obter-se uma resistência e

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14/21 confiabilidade desejadas do revestimento, ao mesmo tempo que se mantém a resistência desejada da parede de água. Como a condutividade térmica de um revestimento de solda de um metal ligado é tipicamente menor que a do metal de base, a espessura do revestimento metálico também é determinada para que seja alcançada a transferência de calor desejada do leito fluidizado para a água nos tubos de água.

[0029] A breve descrição exposta anteriormente até aqui assim como outros objetivos, características e vantagens da presente invenção serão apreciados de uma forma mais completa pela referência à descrição detalhada seguinte das concretizações atualmente preferidas mas não obstante ilustrativas da presente invenção, tomadas em conjunto com os desenhos que acompanham em anexo.

DESCRIÇÃO BREVE DOS DESENHOS

[0030] A Figura 1 mostra de forma esquemática uma parte de fundo de uma caldeira de leito fluidificado circulante.

[0031] A Figura 2 mostra de forma esquemática um tubo de metal com um revestimento de metal de acordo com uma concretização da presente invenção.

[0032] A Figura 3 mostra de forma esquemática uma vista plana de uma parte de painel de tubos de água de acordo com uma concretização da presente invenção.

[0033] A Figura 4 mostra de forma esquemática uma vista lateral de uma parte de painel de tubos de água exemplificativa, com um revestimento refratário, correspondente à vista plana ilustrada na Figura 3.

[0034] A Figura 5 mostra de forma esquemática

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15/21 uma vista lateral de outra parte de painel de tubos de água exemplificativa, com um revestimento refratário, correspondente à vista plana ilustrada na Figura 3.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0035] A Figura 1 mostra de forma esquemática uma parte de fundo de um reator de leito fluidificado 10 de uma caldeira de leito fluidificado circulante, com o reator 10 compreendendo paredes de água 12 formadas por painéis de tubos de água 14 e um revestimento refratário 16 nas porções inferiores inclinadas para dentro 18 das paredes de água 12. Os painéis de tubos de água 14 compreendem um primeiro encurvamento 20 para fora e um segundo encurvamento 22 para dentro, sendo o ângulo do segundo encurvamento 22 maior do que aquele do primeiro encurvamento 20. A borda superior 24 do revestimento refratário 16 fica disposta na área dos encurvamentos 20, 22 de forma tal que a borda superior 24 fica rebaixada em relação à superfície do lado de fogo do painel vertical de tubos de água 14 acima da parte inferior revestida de refratário da parede de água 12.

[0036] O reator de leito fluidificado 10 compreende uma caixa de vento convencional 26 e bicos de fluidificação 28 para introdução de gás de fluidificação, usualmente ar, para fluidificar combustível e outras partículas de leito no reator 10. As partículas de gás de fluidificação e leito fluem principalmente para cima no reator 10, mas especialmente perto das paredes de água 12 existe também um fluxo das partículas de leito 30 direcionado para baixo. A disposição de ter a borda superior do revestimento refratário 16 na área dos

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16/21 encurvamentos 20, 22 reduz ao mínimo a erosão dos painéis de tubos de água 14 na região 32 acima da borda superior 24 do revestimento refratário 16. Não obstante, quando se usam combustíveis especialmente corrosivos ou outros materiais de leito existe ainda um risco de erosão dos painéis de tubos de água 14 nesta região devido aos turbulentos turbilhonamento 34 das partículas de leito que fluem para baixo causadas pela descontinuidade da parede de água 12. Por essa razão, a presente invenção expõe um método especialmente eficiente de se fazer um revestimento de metal 36 nos tubos de água do painel de tubos de água 14.

[0037] A Figura 2 mostra de forma esquemática um tubo de metal 4 0 de um comprimento Ll, que tem na sua parte, entre uma primeira extremidade 42 e uma segunda extremidade 44 do tubo de metal 40, um rebaixamento que se estende circunferencialmente 46 de profundidade D e comprimento L2 formado na superfície exterior do tubo de metal 40. O tubo de metal 40 tem originalmente um diâmetro externo OD1 e uma espessura de parede WT1. Quando o rebaixamento 46 é formado, o diâmetro externo OD1 é diminuído na porção central do tubo 40 para um valor OD2 e a espessura da parede para um valor WT2. A razão das dimensões do tubo 40 exposta na Figura 2 difere claramente do que costumam ser na prática. Na realidade, o tubo 40 é geralmente muito mais longo, e a espessura da parede do tubo 40 e a profundidade do rebaixamento 4 6 são muito menores do que aquelas ilustradas na Figura 2, quando comparado com o diâmetro externo OD1 do tubo 40.

[0038] De acordo com a presente invenção, é proporcionando um revestimento de metal que se estende

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17/21 circunferencialmente!8 no rebaixamento 46. 0 rebaixamento 46 é dotado de uma superfície externa relativamente e uma espessura constante, sendo a espessura do revestimento de metal 48 da mesma profundidade D de o rebaixamento que se estende circunferencialmente 46. 0 comprimento do revestimento de metal 48 é correspondentemente o mesmo do comprimento L2 do rebaixamento que se estende circunferencialmente 46. Desse modo, o revestimento de metal 48 cobre ou preenche o rebaixamento 46 e o diâmetro exterior assim formado da parte de tubo revestido de metal é o mesmo que o diâmetro exterior original 0D1 do tubo de metal 40.

[0039] Uma vez que o propósito do revestimento de metal 48 é proteger o tubo de metal 40 contra a erosão sem causar quaisquer turbilhões nocivos de turbulência quando instalado em um reator de leito fluidificado 10, a superfície do revestimento de metal 48 é de preferência pelo menos em uma extremidade do recesso 46 nivelada suavemente com a superfície externa da porção de extremidade adjacente do tubo de metal 40. Para se remover a totalidade da textura da superfície, vantajosamente a superfície pode ser levemente retificada ou polida nivelada com a superfície do tubo mencionada anteriormente. De modo a se conseguir a suavidade desejada, o revestimento de metal 48 é vantajosamente proporcionado por meio de um método adequado de sobreposição de solda em espiral.

[0040] A Figura 3 é uma vista plana esquemática de uma parte plana do painel de tubos de água 50 formado de vários tubos de metal 40, 40' do tipo ilustrado na Figura 2. Entre cada par de tubos de metal

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18/21 adjacentes 40, 40' encontra-se soldada uma aleta convencional 52 para formar a parte de painel de tubos de água 50. Os números de referência usados para as características na Figura 2 também são usados para as mesmas ou características correspondentes nas Figuras 3 5.

[0041] Entre a primeira parte extrema 42 e a segunda parte extrema 44 de cada um dos tubos de metal 40, 40' fica disposto um revestimento de metal que se estende circunferencialmente48. Tal como se descreveu anteriormente, os revestimentos de metal 48 são realizados no rebaixamento que se estende circunferencialmente (não ilustrado na Figura 3), de forma tal a preencher ou revestir os rebaixamentos. Na eventualidade de se desejar, um revestimento de metal unilateral 48 também poderá ser proporcionado na parte central das aletas 52.

[0042] Se a parte de painel de tubos de água da Figura 3 se destina a se instalada em uma parede de água 12 de um reator de leito fluidificado 10 para reduzir ao mínimo a erosão na área acima da borda superior 24 de uma seção inferior revestida de refratário da parede de água 12, em que a borda superior 24 do revestimento refratário 16 se destina a ficar disposta em uma parte encurvada para fora da parede de água 12, encurvamentos adequados têm de ser formados na parte de painel de tubos de água 50.

[0043] A Figura 4 mostra de forma esquemática uma vista lateral de uma parte de painel de tubos de água 50 exemplificativa correspondente à vista plana ilustrada na Figura 3. Em uma parte central de um tubo de metal 4 0 pode ser observado um revestimento de metal 48 que é

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19/21 proporcionado circunferencialmente em torno do tubo 40. Vantajosamente, o revestimento de metal 48 é feito na forma de uma cobertura de solda em espiral. A superfície do revestimento de metal 48 está nivelada com a superfície exterior das partes de extremidade superior e inferior 42, 44 do tubo de metal 40. No lado da primeira e segunda partes de extremidade 42, 44 do tubo 40 está ilustrada esquematicamente um aleta 52, que é soldada entre um par de tubos adjacentes 40, 40.

[0044] Na seção inferior da parte revestida de tubo de metal 48, há uma primeira inclinação 54 para o lado da parte de painel de tubos de água 50, que será um lado externo da parte de painel quando é instalado em um reator de água de leito fluidificado 10. Além do primeiro encurvamento 54, está formado um segundo encurvamento 56, que será um encurvamento menor quando a parte de painel 50 é instalada em um reator de leito fluidificado 10. Como pode ser observado na Figura 4, o segundo encurvamento 56 faz um ângulo maior do que o primeiro encurvamento 54, de modo a formar uma parede de água 12 afunilada para dentro do reator 10.

[0045] Adjacente a uma segunda parte extrema 44, que será a parte de extremidade inferior quando a parte de painel 50 é instalada em um reator de leito fluidificado 10, pode ser observada a existência de um revestimento refratário 58. Como é bem conhecido das pessoas versadas na técnica, o revestimento refratário 58 é convencionalmente aplicado à superfície do lado de fogo da parte de painel 50 apenas quando a parte de painel 50 é instalada em um reator de leito fluidificado 10. O revestimento refratário 58 tem

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20/21 convencionalmente uma orla superior fornada 60 na região do segundo encurvamento 56.

[0046] A descontinuidade da direção da parede de água 12 tende a dar origem a vórtices de turbulência acima da aresta superior 60 do revestimento refratário 58, mas o revestimento de metal 48 dos tubos de metal 40 proporciona proteção eficiente contra a erosão aos tubos 40 na região B mostrada na Figura 4. De uma maneira vantajosa, o revestimento metálico 48 se estende claramente para cima, quando instalado em um reator de leito fluidificado 10, a partir do primeiro encurvamento, de preferência, por uma distância de pelo menos um metro, ainda com maior preferência, por uma distância de pelo menos dois metros. O revestimento de metal 48 também se estende vantajosamente de forma correspondente a uma determinada distância para baixo a partir do segundo encurvamento 56, pelo menos para uma região que será coberta pelo revestimento refratário 58 .

[0047] De acordo com a presente invenção, o revestimento refratário 58 é formado circunferencialmente em torno dos tubos 40, mesmo que a proteção contra a erosão seja realmente necessária apenas na parte da frente da parte 50. Em muitos casos, é suficiente ter proteção contra erosão somente nos tubos de metal 40. Se necessária, a proteção contra erosão pode também ser proporcionada nas aletas 52 soldadas entre tubos metálicos adjacentes 40. A proteção contra erosão das aletas 52 é então feita de modo vantajoso ao proporcionar-se um revestimento de metal unilateral convencional a uma reentrância unilateral formada em uma parte desejada, das aletas 52. A proteção

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21/21 das aletas 52 contra erosão não está ilustrada na Figura 4.

[0048] A Figura 5 mostra de forma esquemática uma vista lateral de outra parte de painel de tubos de água 50 exemplificativa correspondente à vista plana ilustrada na Figura 3. A parte de painel de tubos de água 50 da Figura 5 difere daquela ilustrada na Figura 4 apenas pelo fato de que o ângulo formado pelo segundo encurvamento 56 é tão grande quanto o ângulo formado pelo primeiro encurvamento 54. Desse modo, a segunda parte extrema 44 fica disposta paralela com a primeira parte extrema 42, mas em certa extensão desviada para fora a partir do reator de leito fluidificado 10, quando a parte de painel é instalada no reator de leito fluidificado 10. De acordo com alguns casos, existe um terceiro encurvamento (não ilustrado na Figura 5) , sob um nivel que ficará abaixo do segundo encurvamento 56, para formar uma parede de água inclinada para dentro 12 para a seção inferior do reator 10.

[0049] Muito embora a invenção fosse descrita no presente caso através de exemplos em relação com o que se considera presentemente serem as concretizações de maior preferência, deve ser compreendido que a invenção não está limitada às concretizações expostas no presente caso, mas pretende abranger várias combinações ou modificações das suas características e várias outras aplicações incluídas no âmbito da invenção, tal como se encontra definido nas reivindicações em anexo.

Claims (15)

1. Método para manufaturar uma parte de painel de tubos de água para um reator de leito fluidificado que compreende as etapas de:

(a) proporcionar vários tubos de metal que compreendem uma primeira parte extrema, uma segunda parte extrema, e uma parte central entre a primeira parte extrema e a segunda parte extrema, em que cada uma das primeira parte extrema e a segunda parte extrema é dotada de uma superfície externa e um diâmetro externo 0D1 substancialmente constante, e a parte central é dotada de uma superfície externa e um diâmetro externo 0D2 substancialmente constante, o qual é menor do que o diâmetro externo 0D1;

(b) proporcionar um revestimento de metal que se estende circunferencialmente o qual é dotado de uma espessura substancialmente constante de no máximo D, em que D é compreendido por (ODl-OD2)/2, na superfície externa da parte central para revestir a superfície externa da parte central;

(c) dispor os vários tubos de metal em um plano em paralelo uns com os outros, e (d) formar a parte de painel de tubos de água por meio da soldagem contínua de uma aleta entre cada par de tubos de metal adjacentes dispostos em paralelo.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, em que cada um dos vários tubos de metal é formado ao proporcionar-se a parte central do tubo de metal com a formação de um rebaixamento que se estende circunferencialmente o qual é dotado de uma profundidade

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2/5 constante igual a D entre a primeira parte extrema e a segunda parte extrema do tubo de metal, em que o rebaixamento circunda a superfície externa da parte central do tubo de metal de maneira a ser dotado de um diâmetro externo 0D2.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, em que cada um dos vários tubos de metal é formado pela conexão de duas extremidades de uma primeira parte de tubo que tem o diâmetro externo 0D2 de modo a confinar coaxialmente com uma extremidade de uma segunda parte de tubo e uma extremidade de uma terceira parte de tubo, respectivamente, segunda e terceira partes de tubo essas que são dotadas do diâmetro externo 0D1, pelo que a primeira parte de tubo forma a parte central do tubo de metal e a segunda e terceira partes de tubo formam a primeira e segunda partes extremas do tubo de metal, respectivamente.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, em que o revestimento de metal que se estende circunferencialmente é proporcionado na forma de uma sobreposição de solda em espiral.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, em que a etapa de se proporcionar um revestimento de metal que se estende circunferencialmente é realizada de forma tal que pelo menos em uma extremidade do revestimento está nivelado com a superfície externa da parte extrema adjacente do respectivo tubo de metal.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, que compreende ainda as etapas de formar um primeiro encurvamento sob um primeiro ângulo em uma região central

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3/5 da parte de painel de tubos de água por meio do encurvamento de cada um dos vários tubos de metal e das aletas entre os tubos de metal a partir da direção das primeiras partes extremas dos tubos de metal em torno de um eixo perpendicular às duas primeiras partes extremas dos tubos de metal e a normal do plano a uma direção de encurvamento, e um segundo encurvamento em um segundo ângulo a partir da direção de encurvamento para uma segunda direção, em que o segundo ângulo fica oposto ao primeiro ângulo e é igual ou maior do que o primeiro ângulo.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, em que o revestimento de metal de cada um dos tubos de metal se estende sobre o primeiro e segundo encurvamentos.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, em que o revestimento de metal de cada um dos tubos de metal se estende uma distância mais longa a partir do primeiro encurvamento no sentido da primeira parte extremado tubo de metal do que a partir do segundo encurvamento no sentido da segunda parte extremado tubo de metal.

9. Parte de painel de tubos de água para um reator de leito fluidificado, sem do que a parte de painel de tubos de água compreende:

Vários tubos de metal que compreendem uma primeira parte extrema, uma segunda parte extrema, e uma parte central situada entre a primeira parte extrema e a segunda parte extrema, em que cada uma das primeira parte extrema e da segunda parte extrema é dotada de uma superfície externa e um diâmetro externo 0D1 substancialmente constante;

um rebaixamento que se estende

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4/5 circunferencialmente formado na parte central dos vários tubos de metal de modo a circundar a superfície externa da parte central, pelo que a parte central é dotada de uma superfície externa e um diâmetro externo 0D2 substancialmente constante, o qual é menor do que o diâmetro externo 0D1;

um revestimento de metal que se estende circunferencialmente o qual é dotado de uma espessura constante de no máximo D, em que D é compreendido por (0D1OD2)/2, para cobrir o rebaixamento de cada um dos vários tubos de metal, em que os vários tubos de metal ficam dispostos em um plano em paralelo uns com os outros; e uma aleta soldada continuamente entre cada par de tubos de metal adjacentes, dispostos em paralelo, de modo a formar a parte de painel de tubos de água.

10. Parte de painel de tubos de água de acordo com a reivindicação 9, em que o revestimento de metal que se estende circunferencialmente é proporcionado na forma de uma sobreposição de solda em espiral.

11. Parte de painel de tubos de água de acordo com a reivindicação 9, em que o revestimento de metal que se estende circunferencialmente é pelo menos em uma extremidade do rebaixamento nivelado de forma lisa com a superfície externa da parte extrema adjacente do respectivo tubo de metal.

12. Parte de painel de tubos de água de acordo com a reivindicação 9, em que a parte de painel de tubos de água compreende um primeiro encurvamento segundo um primeiro ângulo em uma região central da parte de painel de tubos de água, em que cada um dos vários tubos de água e

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5/5 as aletas dispostas entre os tubos de metal são encurvados a partir da direção das primeiras partes extremas dos tubos de metal em torno de um eixo perpendicular às duas primeiras partes extremas dos tubos de metal ande a normal ao plano a uma direção de encurvamento, e um segundo encurvamento disposto sob um segundo ângulo a partir da direção de encurvamento para uma segunda direção, em que ο segundo ângulo é oposto ao primeiro ângulo e igual ou maior do que o primeiro ângulo.

13. Parte de painel de tubos de água de acordo com a reivindicação 12, em que o metal que reveste cada um dos tubos de metal estende-se sobre o primeiro e o segundo encurvamentos.

14. Parte de painel de tubos de água de acordo com a reivindicação 13, em que o revestimento de metal de cada um dos tubos de metal se estende ao longo de uma distância maior que vai da primeira dobra no sentido da primeira parte extrema do tubo de metal do que a partir da segunda dobra no sentido da segunda parte extrema do tubo de metal.

15. Parte de painel de tubos de água de acordo com a reivindicação 12, em que o revestimento de metal de cada um dos tubos de metal se estende uma distância de pelo menos um metro a partir da primeira dobra no sentido da primeira parte extrema do tubo de metal.