[发明专利]加热器、装置和相关方法

权利要求书

1.一种在高压高温装置中使用的加热器，该加热器包括：

限定了轴线的第一管，该管具有第一端和第二端，且第二端与第一端轴向隔开，该管具有外表面和内表面，内表面能够容纳容器；

填充材料，设置为靠近或紧邻该管的外表面；

一个或多个加热元件，其与该管热连通且至少部分地设置在填充材料内；

其中，响应于该装置内大于150MPa的操作压力和大于200℃的温度，填充材料的体积减少小于5个体积百分比，允许在操作后使容器从第一管中滑动地移出。

2.如权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述加热器还包括设置在第一管之外的第二管，并且该填充材料设置在第一管和第二管之间。

3.如权利要求2所述的加热器，其特征在于，所述第一管与第二管或外壳处于同轴关系，且第一管具有内侧表面和外侧表面，所述内侧表面与轴线之间径向隔开，从而限定出足够容纳反应容器的容积，所述外侧表面与第二管的内侧表面径向隔开，使得足以限定出一个缝隙；和

填充材料设置在该缝隙内。

4.如权利要求2-3中任一项所述的加热器，其特征在于，在运行中填充材料可操作成将第一管的内部压力径向向外地传递并传递给第二管。

5.如权利要求2-4中任一项所述的加热器，其特征在于，通过至少一层电绝缘层来使加热元件与第一管、与第二管或者同时与第一管和第二管电绝缘。

6.如权利要求5所述的加热器，其特征在于，电绝缘层包括电绝缘陶瓷材料，该材料选自氧化钇-稳定氧化锆(YSZ)、氧化铝或其组合物。

7.如权利要求5-6中任一项所述的加热器，其特征在于，电绝缘层为多层，该多层的涂层具有每层不同的成分，从而沿电绝缘层的厚度限定了一个成分梯度。

8.如权利要求2-7中任一项所述的加热器，其特征在于，所述加热器还包括设置在填充材料中的一个或多个电绝缘材料，该电绝缘材料能够使加热元件中的至少一个与第一管、与第二管、同时与第一管和第二管或者与其他加热元件绝缘。

9.如权利要求2-8中任一项所述的加热器，其特征在于，所述加热器还包括第一端环，该第一端环固定在第一管的第一端、第二管的第一端或者同时固定在第一管和第二管的第一端上。

10.如权利要求1-9中任一项所述的加热器，其特征在于，第一管的外表面限定了通道或凹槽，且该一个或多个加热元件中的至少一个包含在至少部分地设置在该通道或凹槽内的组件中。

11.如权利要求1-10中任一项所述的加热器，其特征在于，反应容器能够容纳并保存介质，该介质以变成超临界的方式而响应于热量和压力，且在操作中反应容器被安置在第一管中，第一管的内部容积被设定成限定了不变的容积，以允许响应于温度而在反应容器内建立压力，以便在操作中使反应容器内的温度和压力都足够高而使介质为超临界的，超临界状态所需的压力由对容积的限制提供，所述限制通过被动地限定反应容器外表面的第一管的内表面来提供。

12.用于高压高温装置的加热器装置，包括：

具有内表面和外表面的第一管，内表面限定了构造成可容纳容器的室，且外表面限定了至少一个凹槽或通道；

设置在凹槽或通道中的填充材料，至少一个加热元件设置在填充材料中，加热元件通过填充材料与第一管热连接通，并与第一管电绝缘；

其中，响应于该装置内大于150MPa的操作压力和大于200℃的温度，填充材料的体积减少小于5个体积百分比，允许在操作后使容器从第一管中滑动地移出。

13.如权利要求12所述的加热器装置，其特征在于，所述加热器装置还包括非导电的陶瓷涂层，该涂层与加热元件的外表面和凹槽或通道的内表面相接触。

14.如权利要求12-13中任一项所述的加热器装置，其特征在于，所述加热器装置还包括至少一个设置在通道或凹槽内的第二管，填充材料设置在第二管内，加热元件设置在第二管内，并通过填充材料与第二管电绝缘。

15.如权利要求14所述的加热器装置，其特征在于，所述加热器装置还包括导电的或电绝缘的接合剂，其设置在凹槽或通道内且在第二管之外，将第二管与凹槽或通道分隔开。