ESTABLECIMIENTO DE UNA CONEXIÓN ENTRE SUPERFICIES DE CALENTAMIENTO DE UN GENERADOR DE VAPOR Y UN COLECTOR Y/O DISTRIBUIDOR.

Procedimiento para el establecimiento de una conexión entre superficies de calentamiento austeníticas de un generador de vapor y un recipiente (5) utilizado como colector (5,

17) o como distribuidor, estando montados racores tubulares (1) entre los conductos de conexión (15) que conducen a la superficie de calentamiento del generador de vapor y una pared de colector o recipiente (2) de un cuerpo base del recipiente (5) y soldándose respectivamente en un extremo directamente con la pared del recipiente (2) y en el otro extremo con el conducto de conexión (15) formando una hendidura axial (4) entre la pared del recipiente (2) y el racor tubular (1), caracterizado porque los racores tubulares (1) se insertan respectivamente en la sección exterior (7) de un orificio de conexión (6) escalonado de la pared del recipiente (2) y un racor tubular (1) de una aleación a base de níquel está soldado respectivamente con la pared del recipiente (2) de un cuerpo base (5) de un material martensítico o ferrítico o una aleación a base de níquel y con un conducto de conexión (15) de material austenítico

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DE2005/001174.

Solicitante: HITACHI POWER EUROPE GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: SCHIFFERSTRASSE 80 47059 DUISBURG ALEMANIA.

Inventor/es: BECKER, MARTIN, HUSEMANN,RALF-UDO, HETTKAMP,DIETMAR.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 4 de Julio de 2005.

Fecha Concesión Europea: 22 de Septiembre de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F22B37/04 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F22 PRODUCCION DE VAPOR.F22B METODOS DE PRODUCCION DE VAPOR; CALDERAS DE VAPOR (conjuntos funcionales de las máquinas de vapor en las que predominan los aspectos motores F01K; retirada de los productos o residuos de combustión, p. ej. limpieza de las superficies contaminadas por combustión de tubos y quemadores, F23J 3/00; sistemas de calefacción central doméstica que emplea vapor F24D; intercambio de calor o transferencia de calor en general F28; producción de vapor en los núcleos de los reactores nucleares G21). › F22B 37/00 Partes constitutivas o detalles de las calderas de vapor (dispositivos para la ventilación F16K 24/00; purgadores del agua de condensación o aparatos similares F16T). › y caracterizados por el material, p. ej. empleo de aleaciones de acero especiales.
  • F22B37/10C
  • F22B37/22C
  • F22G3/00R

Clasificación PCT:

  • F22B37/04 F22B 37/00 […] › y caracterizados por el material, p. ej. empleo de aleaciones de acero especiales.
  • F22B37/10 F22B 37/00 […] › Tubos de agua; Accesorios para éstos (trabajo de los tubos metálicos B21D; tubos en general F16L; reparación de las fugas en los tubos de agua F16L 55/16, F28F 11/00; limpieza de los tubos de agua de las calderas F23J, F28G; desviadores, pantallas o reflectores en forma de tubos de agua F23M 9/10).
  • F22B37/22 F22B 37/00 […] › Cuerpos; Cabeceras; Accesorios para ellos (fabricación de calderas a partir de chapa B21D 51/24; recipientes de presión en general F16J 12/00; tapas u órganos de cierre similares para recipientes a presión en general F16J 13/00).
  • F22G3/00 F22 […] › F22G SOBRECALENTAMIENTO DEL VAPOR (disposiciones para la separación del vapor en las calderas F22B 37/26;  retirada de los productos o residuos de combustión, p. ej. limpieza de las superficies contaminadas por combustión de tubos y quemadores, F23J 3/00). › Sobrecalentadores de vapor caracterizados por particularidades estructurales; Detalles o partes constitutivas de estos aparatos (características generales de los cambiadores de calor encerrados F28D).

Clasificación antigua:

  • F22B37/04 F22B 37/00 […] › y caracterizados por el material, p. ej. empleo de aleaciones de acero especiales.
  • F22B37/10 F22B 37/00 […] › Tubos de agua; Accesorios para éstos (trabajo de los tubos metálicos B21D; tubos en general F16L; reparación de las fugas en los tubos de agua F16L 55/16, F28F 11/00; limpieza de los tubos de agua de las calderas F23J, F28G; desviadores, pantallas o reflectores en forma de tubos de agua F23M 9/10).
  • F22B37/22 F22B 37/00 […] › Cuerpos; Cabeceras; Accesorios para ellos (fabricación de calderas a partir de chapa B21D 51/24; recipientes de presión en general F16J 12/00; tapas u órganos de cierre similares para recipientes a presión en general F16J 13/00).
  • F22G3/00 F22G […] › Sobrecalentadores de vapor caracterizados por particularidades estructurales; Detalles o partes constitutivas de estos aparatos (características generales de los cambiadores de calor encerrados F28D).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia.

ESTABLECIMIENTO DE UNA CONEXIÓN ENTRE SUPERFICIES DE CALENTAMIENTO DE UN GENERADOR DE VAPOR Y UN COLECTOR Y/O DISTRIBUIDOR.

Fragmento de la descripción:

La invención se refiere a un procedimiento para el establecimiento de una conexión entre superficies de calentamiento austeníticas de un generador de vapor y un recipiente utilizado como colector o como distribuidor, estando montados racores tubulares entre los conductos de conexión que conducen a la superficie de calentamiento del generador de vapor y una pared de colector o recipiente de un cuerpo base del recipiente y soldándose respectivamente en un extremo directamente con la pared del recipiente y en el otro extremo con el conducto de conexión, formando una hendidura axial entre la pared del recipiente y el racor tubular. La invención se refiere también a un recipiente que configura un colector o distribuidor, con racores tubulares insertados en una pared del recipiente de un cuerpo base de recipiente formando una hendidura axial entre la pared del recipiente y el racor tubular correspondiente, racores tubulares que están soldados en un extremo directamente con la pared del recipiente formando un cordón de soldadura y pueden soldarse en el otro extremo respectivamente con un conducto de conexión austenítico que conduce a una superficie de calentamiento del generador de vapor.

En el caso de generadores de vapor modernos, que funcionan con presiones elevadas y temperaturas elevadas, algunas superficies de calentamiento de los recalentadores y recalentadores intermedios están hechas de materiales austeníticos. Los materiales austeníticos, con estas presiones y temperaturas elevadas, presentan una dureza, resistencia a la corrosión y a la oxidación elevadas, para poder utilizarse en superficies de calentamiento semejantes. En cambio fuera del espacio calentado, es decir, fuera del espacio de combustión y radiación, se utilizan materiales martensíticos o ferríticos. Esto es válido en particular también para los colectores y distribuidores situados en la zona no calentada y con los que están conectadas las superficies de calentamiento a través de conductos de conexión fabricados igualmente de material austenítico.

No obstante, los materiales austeníticos tienen un coeficiente de dilatación mayor que los materiales martensíticos o ferríticos. Esto conduce a tensiones elevadas en los puntos de unión por soldadura entre los materiales austeníticos (así denominados “materiales blancos”) y aquellos de materiales ferríticos o martensíticos (así denominados “materiales negros”). Hasta ahora se utilizan los así denominados conector de blanco y negro, que están configurados en el ejemplo según la figura 3 como tubuladuras de unión 14 de dos tubos soldados axialmente de materiales correspondientemente diferentes, y en la zona sin calentar se sueldan en los conductos de conexión 15 (compárese figuras 1 y 2) de la superficie de calentamiento al colector 17 o directamente del colector 17 entre los conductos de conexión 15 y los racores de colector 16. También es conocido el hecho de prever conectores de soldadura semejantes en el lado del recipiente entre la salida de las superficies de calentamiento y los conductos de conexión al

colector.

No obstante, la fabricación y supervisión de los conectores de blanco y negro semejantes resulta cara debido a los elevados requerimientos de calidad que se le plantean. Además, al montar el conector de blanco y negro se necesitan varios cordones de soldadura en los conductos de conexión al colector, por lo que por su parte todavía se aumenta más el coste de montaje y supervisión.

Así el documento GB 678 549 A da a conocer la soldadura de un racor tubular en un orificio de conexión escalonado del colector. Pero de este documento no puede extraerse una alusión a los materiales a partir de los que deben hacerse los objetos a unir.

Además, en el documento US-A-4 526 137 se da a conocer un racor tubular soldado en una pared de un colector que presenta un orificio. En este caso está prevista adicionalmente una envoltura interior que debe aumentar la resistencia al calor del lado interior del racor tubular. La envoltura interior está unida de forma mecánica, es decir, sin soldadura, con el racor tubular. De este documento sólo puede extraerse respecto al material que la envoltura interior puede estar hecha de otro material que el racor tubular, en particular está hecha de material resistente a la corrosión.

Un procedimiento genérico y un recipiente genérico se conocen por el documento NL 84 739 C. Allí se describe un procedimiento para la elaboración de una conexión entre superficies de calentamiento (austeníticas) del generador de vapor y un recipiente usado como colector o como distribuidor, estando montados racores tubulares entre los conductos de conexión que conducen a la superficie de calentamiento del generador de vapor y una pared de recipiente de un cuerpo base del recipiente y soldándose respectivamente en un extremo directamente con la pared del recipiente y en el otro extremo con el conducto de conexión, formando una hendidura axial entre la pared del recipiente y el racor tubular. El racor tubular se introduce en una pared del recipiente de un colector que todavía no presenta un orificio de conexión, antes de que se coloque un orificio que conduce al espacio interior del colector a continuación abriendo el racor tubular. De este documento tampoco puede extraerse una alusión a los respectivos materiales utilizados y que cooperan en el marco de la conexión por soldadura del colector o recipiente, racor tubular y conductos de conexión a las superficies de calentamiento del generador de vapor.

La invención tiene el objetivo de crear una conexión entre superficies de calentamiento del generador de vapor y un recipiente utilizado como colector o como distribuidor, con la que se reduzca el coste de montaje y supervisión de la conexión, se baje el estado de tensión propia o tensión de funcionamiento de la conexión y se aumente la vida útil de la conexión.

En un procedimiento del tipo señalado al inicio este objetivo se resuelve según la

invención con las características de la reivindicación 1.

Asimismo, en el caso de un recipiente del tipo señalado al inicio, el objetivo se resuelve según la invención mediante un recipiente con las características de la reivindicación 4

En el procedimiento según la invención para la elaboración de una conexión entre las superficies de calentamiento del generador de vapor de un material austenítico y un recipiente intercalado como colector o distribuidor con un cuerpo base de un material martensítico o ferrítico, entre los conductos de conexión a la superficie de calentamiento y la pared del recipiente del cuerpo base se instalan racores tubulares de una aleación a base de níquel y los racores tubulares se sueldan directamente con la pared del recipiente del cuerpo base, de forma que entre el racor tubular y la pared del recipiente queda una hendidura axial.

En un recipiente concebido como colector o distribuidor según la invención, los racores tubulares están fabricados para la conexión con los conductos de conexión hacia las superficies de calentamiento o tubos del generador de vapor de un generador de vapor de una aleación a base de níquel, y en la sección exterior de orificios de conexión escalonados se insertan en la pared del cuerpo base del recipiente y se sueldan directamente con la pared del recipiente, de tal manera que entre el racor tubular y el fondo de la sección exterior del orificio de conexión queda una hendidura axial.

Mediante la invención los conductos de conexión a las superficies de calentamiento del generador de vapor de material austenítico y por ello “blanco” pueden soldarse directamente con los racores tubulares en cuestión del recipiente de una aleación a base de níquel, que presenta un coeficiente de dilatación entre el coeficiente de dilatación del material austenítico, es decir, blanco y el coeficiente de dilatación de material ferrítico o martensítico, es decir, negro. Además, los racores tubulares de una aleación a base de níquel están soldados directamente con la pared del recipiente, de forma que el cordón de soldadura de la transición de la aleación a base de níquel de los racores tubulares al material de la pared del recipiente se sitúa directamente en la transición del cuerpo base del recipiente al racor tubular del recipiente. Ya que el racor tubular de una aleación a base de níquel se introduce en la pared del recipiente, dejando libre una hendidura axial o espacio libre entre el racor tubular y la pared del recipiente, se produce una distribución de tensiones esencialmente...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para el establecimiento de una conexión entre superficies de calentamiento austeníticas de un generador de vapor y un recipiente (5) utilizado como colector (5, 17) o como distribuidor, estando montados racores tubulares (1) entre los conductos de conexión (15) que conducen a la superficie de calentamiento del generador de vapor y una pared de colector o recipiente (2) de un cuerpo base del recipiente (5) y soldándose respectivamente en un extremo directamente con la pared del recipiente (2) y en el otro extremo con el conducto de conexión (15) formando una hendidura axial (4) entre la pared del recipiente (2) y el racor tubular (1), caracterizado porque los racores tubulares (1) se insertan respectivamente en la sección exterior (7) de un orificio de conexión (6) escalonado de la pared del recipiente (2) y un racor tubular (1) de una aleación a base de níquel está soldado respectivamente con la pared del recipiente (2) de un cuerpo base (5) de un material martensítico o ferrítico o una aleación a base de níquel y con un conducto de conexión (15) de material austenítico.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como material de soldadura para soldar el racor tubular (1) y la pared del recipiente (2) se utiliza un material de soldadura cuyo coeficiente de dilatación es igual al coeficiente de dilatación del material del racor

o se sitúa en el rango de valores entre el coeficiente de dilatación del material del racor y el coeficiente de dilatación del material del recipiente.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque como material de soldadura para soldar el racor tubular (1) y el conducto de conexión (15) se utiliza un material de soldadura cuyo coeficiente de dilatación es igual al coeficiente de dilatación del material del racor

o se sitúa en el rango de valores entre el coeficiente de dilatación del material del racor y el coeficiente de dilatación del conducto de conexión.

4. Recipiente (5) que configura un colector (5, 17) o distribuidor, con racores tubulares (1) insertados en una pared del recipiente (2) de un cuerpo base del recipiente (5) formando una hendidura axial (4) entre la pared del recipiente (2) y el racor tubular (1) correspondiente, racores tubulares que están soldados en un extremo directamente con la pared del recipiente (2) formando un cordón de soldadura (3) y pueden soldarse en el otro extremo respectivamente con un conducto de conexión (15) austenítico que conduce a una superficie de calentamiento del generador de vapor, caracterizado porque los racores tubulares (1) están insertados respectivamente en la sección exterior (7) de un orificio de conexión escalonado configurado en la pared del recipiente (2) y el cuerpo base del recipiente (5) está hecho de un material martensítico o ferrítico o una aleación a base de níquel y los racores tubulares (1) están hechos de una aleación a base de níquel.

5. Recipiente según la reivindicación 4, caracterizado porque el cordón de soldadura

(3) está fabricado de un material de soldadura con un coeficiente de dilatación que es igual al coeficiente de dilatación de la aleación a base de níquel de los racores tubulares (1) o se sitúa en el rango de valores entre el coeficiente de dilatación de la aleación a base de níquel de los racores tubulares (1) y el coeficiente de dilatación del material de la pared del recipiente (2).


 

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