件，其中該鑄件包括選自由以下各項(xiàng)組成的組的組件:雙相不銹鋼(duplex stainless steel)、超級(jí)雙相不銹鋼(superduplex stainless steel)及基于镲的高溫低婦變超合金。
[0056]可包含用以提供良好耐腐蝕性的鉻或鎳。
[0057]借助另一方面，反應(yīng)器壁由具有高導(dǎo)熱率的材料構(gòu)造。以此方式，可將來自反應(yīng)器室15的熱自反應(yīng)器室快速移除。這可以限制反應(yīng)器殼11的內(nèi)部表面的表皮溫度被加熱至處于或接近反應(yīng)器溫度的溫度，反應(yīng)器溫度可導(dǎo)致反應(yīng)器殼11壁的熔化、化學(xué)燃燒(chemical fire)或其它劣化。在一個(gè)實(shí)例中，反應(yīng)器的一個(gè)或多個(gè)部分由具有介于200W/m-K與500W/m-K之間的導(dǎo)熱率的材料形成。在另一實(shí)例中，導(dǎo)熱率介于300W/m_K與450W/m-K之間。在另一實(shí)例中，導(dǎo)熱率介于200W/m_K與346W/m_K之間且在另一實(shí)例中可介于325ff/m-K 與 375W/m-K 之間。
[0058]已發(fā)現(xiàn)，根據(jù)此方法，反應(yīng)器殼可由具有相對(duì)低的熔化溫度的材料形成，只要該材料具有極高導(dǎo)熱率即可。由于在此方法中快速移除來自反應(yīng)室15的熱，因此反應(yīng)器殼11并不暴露于如此高的溫度。就此而言，借助具有高導(dǎo)熱率的材料形成反應(yīng)器殼部分，該材料可具有低于反應(yīng)器室15中的溫度的熔化溫度。在一個(gè)實(shí)例中，反應(yīng)器殼11的一部分由具有介于500°C與2000°C之間的熔化溫度的材料形成。在另一實(shí)例中，反應(yīng)器殼11部分可由具有介于800°C與1300°C之間的熔化溫度的材料形成且在另一實(shí)例中可由具有介于1000°C與1200 °C之間的熔化溫度的材料形成。
[0059]借助一種方法，具有高導(dǎo)熱率的材料包含金屬或金屬合金。在一種方法中，反應(yīng)器殼11的一個(gè)或多個(gè)部分可由銅、銀、鋁、鋯、鈮及其合金形成。就此而言，應(yīng)注意，上文所列示的材料中的一者或多者也可用以在反應(yīng)器殼基板上形成涂層或形成多層反應(yīng)器殼11的層。借助一種方法，反應(yīng)器殼11部分包含銅或銅合金。在一個(gè)實(shí)例中，反應(yīng)器殼部分包含選自由以下各項(xiàng)組成的組的材料:銅鉻、銅鉻鋅、銅鉻鈮、銅鎳及銅鎳鎢。在另一實(shí)例中，反應(yīng)器殼部分包括鈮-銀。為了增強(qiáng)自反應(yīng)器室的熱移除，可使用冷卻來將熱自反應(yīng)器室較快速地移除以使得將其溫度維持低于可允許溫度。
[0060]借助另一方法，反應(yīng)器殼11可包含多個(gè)層。圖3中所圖解說明的反應(yīng)器殼11包含界定反應(yīng)器室15的內(nèi)層210及繞內(nèi)部210形成的外層205。盡管為便于闡釋，圖3中所圖解說明的反應(yīng)器殼11具有兩個(gè)層，但如圖8中所圖解說明，應(yīng)理解，反應(yīng)器殼11可包含在內(nèi)層210與外層205之間具有一個(gè)或多個(gè)中間層211的三個(gè)或三個(gè)以上層。此外，一個(gè)或多個(gè)額外外層212可定位于外層212外側(cè)。一個(gè)或多個(gè)額外內(nèi)層可定位于內(nèi)層210內(nèi)側(cè)。
[0061]在一種方法中，內(nèi)層210包含形成于外層205或任何介入中間層211的內(nèi)表面上的涂層。就此而言，外層205形成其上施加內(nèi)層210涂層的基板。另一選擇是，內(nèi)層210可提供其上施加外層205涂層的基板。內(nèi)層210及外層205中的一者或兩者可形成為如先前所闡述的鑄件或以根據(jù)此方法的其它已知方式形成。
[0062]在一種方法中，內(nèi)層210的至少一部分包含如上文所闡述的高熔化溫度材料。根據(jù)另一方法，內(nèi)層210包含選自由以下各項(xiàng)組成的組的材料:碳化物、氮化物、二硼化鈦、塞隆陶瓷、氧化鋯、氧化釷、碳-碳復(fù)合物、鎢、鉭、鉬、鉻、鎳及其合金。借助另一方法，內(nèi)層210包含超合金，且借助另一方法包含選自由以下各項(xiàng)組成的組的材料:雙相不銹鋼、超級(jí)雙相不銹鋼及基于鎳的高溫低蠕變超合金。就此而言，內(nèi)層210可經(jīng)選擇以提供有益操作特性，尤其當(dāng)其暴露于反應(yīng)器室15內(nèi)的惡劣操作條件(包含其高溫)時(shí)。
[0063]在另一方法中，內(nèi)層210的至少一部分包含如上文所闡述的高導(dǎo)熱率材料。根據(jù)另一方法，內(nèi)層210包含選自由以下各項(xiàng)組成的組的材料:銅、銀、鋁、鋯、鈮及其合金。借助另一方法，內(nèi)層210包含選自由以下各項(xiàng)組成的組的材料:銅鉻、銅鉻鋅、銅鉻鈮、銅鎳及銅鎳鎢。在另一實(shí)例中，反應(yīng)器殼部分包括鈮-銀。就此而言，內(nèi)層210可經(jīng)選擇以提供有益操作特性，尤其當(dāng)其暴露于反應(yīng)器室15內(nèi)的惡劣操作條件(包含其高溫)時(shí)。
[0064]在一種方法中，外層205可由不同于內(nèi)層210的材料形成。外層205材料可經(jīng)選擇以為反應(yīng)器殼11提供結(jié)構(gòu)支撐及其它期望性質(zhì)。在一個(gè)實(shí)例中，外層205或中間層包含耐腐蝕鋼。用于形成反應(yīng)器殼11的外層205的其它適合材料包含(但不限于)雙相不銹鋼，超級(jí)雙相不銹鋼及基于鎳的高溫低蠕變超合金，Nimonic?基于鎳的高溫低蠕變超合金，Inco? 718，Haynes?, 230 或諸如 Mar-M-247 等其它鎳合金。
[0065]在一種方法中，內(nèi)層210包含熱障壁涂層。熱障壁涂層可由展現(xiàn)供用于反應(yīng)器室15中的期望性質(zhì)(諸如例如，高熔化溫度以耐受反應(yīng)器室15中的高溫)的材料形成。舉例而言，熱障壁涂層可包含氧化紀(jì)穩(wěn)定的氧化錯(cuò)、鑭及稀土摻雜的六鋁酸鑭、碳化給或鶴，這是因?yàn)閮煞N材料皆具有高熔化溫度、在高操作溫度下的良好機(jī)械性質(zhì)及(任選)低導(dǎo)熱率。
[0066]在一種方法中，將接合涂層提供于內(nèi)層210與外層205的表面之間，包含借助一種方法達(dá)成的熱障壁涂層。接合涂層可包含借助等離子噴涂、電子束PVD或本領(lǐng)域中已知的其它方法施加于金屬表面上的NiCrAlY、NiCoCrAH合金。用于銅合金的其它接合涂層可包含借助低壓、真空等離子噴涂或本領(lǐng)域中已知的其它方法施加的NiAl。
[0067]層式反應(yīng)器殼11可由以本領(lǐng)域中已知的任何已知方式形成。在一種方法中，可使用形成于心軸上的內(nèi)徑涂層來借助在基板材料上提供涂層而提供層式反應(yīng)器殼。借助另一方法，涂層可借助熱均壓形成于基板上以提供層式反應(yīng)器殼11。借助另一方法，可使用包覆來在基板上提供涂層。在另一方法中，內(nèi)層及外層可單獨(dú)地形成并連結(jié)在一起。此方法的實(shí)例包含單獨(dú)地澆鑄內(nèi)層210及外層205并將其銅焊在一起以形成層式反應(yīng)器殼11。也可借助在第一合金附近澆鑄第二合金來使用雙澆鑄。
[0068]在另一方法中，如圖4中所圖解說明，反應(yīng)器殼11的至少一部分可包含單獨(dú)內(nèi)殼215及外殼220。類似于先前所闡述的層式反應(yīng)器殼11，具有單獨(dú)內(nèi)殼215及外殼220的反應(yīng)器殼可允許內(nèi)殼215耐受反應(yīng)器室15的操作條件，同時(shí)外殼220為反應(yīng)器殼11提供結(jié)構(gòu)支撐和/或其它期望性質(zhì)。
[0069]在一種方法中，內(nèi)殼215的至少一部分包含如上文所闡述的高熔化溫度材料。根據(jù)另一方法，內(nèi)殼215的至少一部分包含選自由以下各項(xiàng)組成的組的材料:碳化物、氮化物、二硼化鈦、塞隆陶瓷、氧化鋯、氧化釷、碳-碳復(fù)合物、鎢、鉭、鉬、鉻、鎳及其合金。借助另一方法，內(nèi)殼210的至少一部分包含超合金，且借助另一方法，包含選自由以下各項(xiàng)組成的組的材料:雙相不銹鋼、超級(jí)雙相不銹鋼及基于鎳的高溫低蠕變超合金。就此而言，內(nèi)殼215可經(jīng)選擇以提供有益操作特性，尤其當(dāng)其暴露于反應(yīng)器室15內(nèi)的惡劣操作條件時(shí)。
[0070]在另一方法中，內(nèi)殼215的至少一部分包含如上文所闡述的高導(dǎo)熱率材料。根據(jù)另一方法，內(nèi)殼215包含選自由以下各項(xiàng)組成的組的材料:銅、銀、鋁、鋯、鈮及其合金。借助另一方法，內(nèi)殼215包含選自由以下各項(xiàng)組成的組的材料:銅鉻、銅鉻鋅、銅鉻鈮、銅鎳及銅鎳鎢。在另一實(shí)例中，內(nèi)殼215包括鈮-銀。在另一方法中，內(nèi)殼可包含包括銅合金的材料，該銅合金已借助允許保持高導(dǎo)熱率的第二相化合物而沈淀硬化。就此而言，內(nèi)殼215可經(jīng)選擇以提供有益操作特性，尤其當(dāng)其暴露于反應(yīng)器室15內(nèi)的惡劣操作條件(包含其高溫)時(shí)。
[0071]在一種方法中，外殼220可由不同于內(nèi)殼215的材料形成。外殼220可經(jīng)選擇以為反應(yīng)器殼11提供結(jié)構(gòu)支撐或其它期望性質(zhì)。在一個(gè)實(shí)例中，外殼220包含耐腐蝕鋼。用于形成反應(yīng)器殼11的外層205的其它適合材料包含(但不限于)雙相不銹鋼，超級(jí)雙相不銹鋼及基于鎳的高溫低蠕變超合金，Nimonic?基于鎳的高溫低蠕變超合金，Inco ?718，Haynes?, 230或諸如Mar_M_247等其它鎳合金。
[0072]借助一種方法，內(nèi)殼215及外殼220中的一者或兩者者形成為如先前所闡述的鑄件。
[0073]在一種方法中，外殼220包含如圖5中所圖解說明的管板230。根據(jù)此方法，至少一個(gè)額外內(nèi)殼235定位于界定第二反應(yīng)器室240的外殼230內(nèi)側(cè)。以此方式，多個(gè)熱解反應(yīng)可發(fā)生于多個(gè)反應(yīng)器室240內(nèi)。借助此方法，內(nèi)殼235中的每一者可包含上文關(guān)于圖1中所圖解說明的超音速反應(yīng)器5所闡述的組件中的某些或所有組件，或單獨(dú)內(nèi)殼235中的某些組件可經(jīng)整合。在一種方法中，某些內(nèi)反應(yīng)器殼235可沿相反方向定向。就此而言，將借助面對(duì)的內(nèi)反應(yīng)器殼235而抵消可由流過內(nèi)殼的高速料流產(chǎn)生的任何推力。
[0074]在一種方法中，內(nèi)殼215與外殼220間隔開以在其間提供通道245，如圖4中所圖解說明。在此方法中，通道245可包含壓力區(qū)。壓力區(qū)經(jīng)加壓以將其中的壓力維持為與反應(yīng)器室15壓力大致相同的壓力。就此而言，內(nèi)殼215可經(jīng)配置以使得其并不必須耐受其內(nèi)表面250與外表面255之間的高壓差。然后，內(nèi)殼215可由具有相對(duì)較低壓力評(píng)級(jí)和/或具有相對(duì)薄的壁厚度的材料形成。然后，外殼220可提供結(jié)構(gòu)支撐以及充當(dāng)壓力容器以耐受壓力區(qū)245與外殼220的外側(cè)之間的壓力差。在另一方法(未展不)中，內(nèi)殼215可鄰接外殼220。
[0075]在一種方法中，通道245進(jìn)一步容納一個(gè)或多個(gè)傳感器216。這些傳感器可檢測(cè)或測(cè)量諸如一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的變量或通道245內(nèi)的材料。傳感器的實(shí)例包含壓力傳感器、溫度傳感器、諸如氣體傳感器、氫氣傳感器、烴傳感器、甲烷傳感器等化學(xué)傳感器及其它傳感器。這些傳感器可電連接至一個(gè)或多個(gè)顯示、監(jiān)視和/或控制系統(tǒng)。在一種方法中，通道245進(jìn)一步容納一個(gè)或多個(gè)支撐結(jié)構(gòu)217以相對(duì)于外殼220支撐內(nèi)殼215。
[0076]根據(jù)另一方法，如圖6中所圖解說明，襯里260可提供于反應(yīng)器殼11的至少一部分內(nèi)側(cè)以抵抗由于反應(yīng)器室15內(nèi)的操作條件所致的反應(yīng)器殼11部分的劣化。襯里260可沿著反應(yīng)器殼11的內(nèi)部表面延伸且可鄰接反應(yīng)器殼11或與其間隔開。
[0077]在一種方法中，襯里260包含一次性襯里。該一次性襯里可包括呈碳/碳復(fù)合物、熱解碳、玻璃碳或其它形式的碳的碳或高溫合金且可在已發(fā)生襯里260的劣化之后被移除及替換。就此而言，一次性襯里可保護(hù)反應(yīng)器殼免受反應(yīng)器室15內(nèi)的惡劣操作條件影響。
[0078]根據(jù)另一方法，襯里260包含自我再生襯里，且能夠在超音速反應(yīng)器5的操作期間和/或在超音速反應(yīng)器5離線時(shí)再生。在一種方法中，自我再生襯里包含經(jīng)催化以促進(jìn)沿著反應(yīng)器殼11的內(nèi)部表面的碳或焦炭形成以再生碳襯里的碳。在另一方法中，自我再生襯里包含具有焦炭的石墨層的自我再生襯層。在另一方法中，自我再生襯里包含具有焦炭的納米結(jié)構(gòu)化層的襯層。在另一方法中，自我再生襯里包含具有石墨(graphene)的納米結(jié)構(gòu)化層的襯層。在一種方法中，自我再生襯里包含用以在操作期間自反應(yīng)室15快速移除熱的定向?qū)崧?direct1nal thermal conductivity) ο
[0079]在一種方法中，襯里260包含操作以為所使用的金屬合金提供保護(hù)并減慢熱轉(zhuǎn)移的低導(dǎo)熱率涂層。在另一方法中，襯里可為由耐高溫、低導(dǎo)熱率材料制成的浮動(dòng)捕獲的襯里。此襯里將減小熱轉(zhuǎn)移及侵蝕。可借助將HfC或錸的真空等離子噴涂至經(jīng)機(jī)械加工成所需襯里外徑的凈形尺寸(net shape dimens1n)的適當(dāng)心軸上來形成浮動(dòng)捕獲的襯里。HfC或錸的噴涂涂層之后接著是能夠在必要溫度下支撐結(jié)構(gòu)的鎢結(jié)構(gòu)層。鎢層然后接著是鉬及可能