專利名稱：一種用于甲醇合成反應(yīng)器的換熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種甲醇合成反應(yīng)器的換熱裝置。
背景技術(shù)：
甲醇用途廣泛，是基礎(chǔ)的有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料。甲醇合成反應(yīng)器的核心設(shè)備 是設(shè)置在反應(yīng)器殼體內(nèi)的換熱裝置。甲醇合成是放熱反應(yīng)，反應(yīng)釋放的熱量需及時(shí)移走以 保證反應(yīng)器內(nèi)的溫度控制在一定的范圍之內(nèi)。甲醇合成反應(yīng)器內(nèi)的換熱裝置是甲醇合成反 應(yīng)器的核心技術(shù)之一。如圖5和圖6所示，現(xiàn)有的立式甲醇合成反應(yīng)器所使用的換熱裝置 包括相互平行的多根換熱管，這些換熱管的上下兩端彎折后焊接在上、下環(huán)形總管上，上、 下環(huán)形總管連接反應(yīng)器外部的循環(huán)冷卻系統(tǒng)。換熱管的管間填充有催化劑，換熱管的中央 位置設(shè)置有氣體分布筒。工藝原料氣從底部中心管進(jìn)入設(shè)備內(nèi)的氣體分布筒，經(jīng)分布后沿徑向流入催化劑 床層中反應(yīng)生成甲醇并釋放出大量熱量，甲醇由氣體收集器收集后進(jìn)入下道工序。水從下 部進(jìn)入下環(huán)形總管再經(jīng)換熱管吸收甲醇反應(yīng)釋放的熱量后從上部環(huán)形總管流出設(shè)備外后 進(jìn)入汽包?，F(xiàn)有的甲醇合成反應(yīng)器中的換熱裝置存在下述缺點(diǎn)1、換熱管的端部需要彎制后與環(huán)形總管相連，工序繁多；并且由于環(huán)形總管是曲 面結(jié)構(gòu)，所以每根換熱管彎曲的長(zhǎng)度和角度都不相同，致使兩環(huán)形總管間的換熱管長(zhǎng)短不 一，造成熱膨脹不一致，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起整個(gè)換熱裝置的扭曲變形，導(dǎo)致無(wú)法將換熱裝置從反 應(yīng)器內(nèi)取出維修。2、在曲面的環(huán)形總管上換熱管管孔加工難度大、精度不易保證；不能自動(dòng)化操作， 必須人工逐個(gè)開(kāi)孔、逐根焊接，焊接難度大、勞動(dòng)強(qiáng)度高、焊接質(zhì)量不易保證。3、由于換熱管管束多、加工偏差較大，兩環(huán)形總管之間水平度相差較大，導(dǎo)致?lián)Q熱 不均勻，從而造成生產(chǎn)狀況異常，甲醇中雜質(zhì)較多。4、如果某根換熱管與環(huán)形總管連接處發(fā)生了泄漏，很難檢修。5、現(xiàn)有的換熱裝置多用于20萬(wàn)噸/年以下規(guī)模的甲醇合成反應(yīng)器中；上述缺點(diǎn)決 定了且不適合應(yīng)用在大型的甲醇反應(yīng)器中，尤其是百萬(wàn)噸級(jí)的大型甲醇合成反應(yīng)器中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)相同的現(xiàn)狀提供一種加工難度低、適 合用于百萬(wàn)噸及以上規(guī)模的甲醇合成反應(yīng)器的換熱裝置。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為該用于甲醇合成反應(yīng)器的換熱裝 置，包括沿反應(yīng)器長(zhǎng)度方向設(shè)置的多根換熱管，換熱管的兩端分別連接進(jìn)、出水裝置；其特 征在于所述換熱管呈直線型；所述的進(jìn)水裝置呈箱體結(jié)構(gòu)，包括由環(huán)形管板構(gòu)成的第一表 面和拱形的第二表面，所述的第一表面上設(shè)有供所述換熱管的端部插設(shè)其中的出水孔，所 述第二表面上設(shè)有用于連接外部循環(huán)冷卻系統(tǒng)的進(jìn)水口 ；所述出水裝置的結(jié)構(gòu)與進(jìn)水裝置相同。
所述管板的兩端均具有向所述的第二表面凸出的一體結(jié)構(gòu)的凸臺(tái)，所述第二表面 的端緣焊接在該二個(gè)凸臺(tái)上。為了檢修方便，還可以在所述出水裝置的第二表面上設(shè)有供檢修使用的人孔。所述的換熱管通過(guò)支撐件限位在所述的反應(yīng)器內(nèi)。本發(fā)明將進(jìn)、出水裝置設(shè)計(jì)為箱體結(jié)構(gòu)，具有足夠的空間，便于人員進(jìn)出進(jìn)行檢維 修工作；并且其與換熱管相連接的第一表面采用環(huán)形管板制備，換熱管的端部不需要彎曲 即可方便地焊接到環(huán)形管板上，且有效保證了換熱管的垂直度，從而大大降低了各換熱管 管間間距偏差，避免了死區(qū)，熱效率高，催化劑床層各點(diǎn)處溫度的均勻性好，出口甲醇的雜 質(zhì)含量大幅度降低。因此本發(fā)明更適合于大型甲醇反應(yīng)器，解決了甲醇合成反應(yīng)器大型化 后，在催化劑床層中換熱管分布不均勻的問(wèn)題。環(huán)形管板上換熱管管孔的開(kāi)孔和換熱管的焊接均可使用自動(dòng)化設(shè)備操作，加工難 度低，精度好，換熱管管間間距偏差小，每根換熱管所受的軸向力較均勻，熱膨脹變形均勻， 不會(huì)產(chǎn)生扭曲變形。凸臺(tái)與第二表面之間圓滑的倒角設(shè)計(jì)使得該換熱裝置的耐壓性能更好，而人孔的 設(shè)計(jì)則更加方便了換熱裝置的檢修。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例裝配結(jié)構(gòu)的平面示意圖；圖2為圖1的仰視圖；圖3為沿圖1中A-A線的剖視圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例中出水裝置的立體示意圖；圖5為沿圖4中B-B線的立體剖視圖；圖6為本發(fā)明背景技術(shù)中的換熱裝置裝配結(jié)構(gòu)的平面示意圖；圖7為圖6中C部分的局部放大圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1至圖4所示，該用于甲醇合成反應(yīng)器的換熱裝置包括進(jìn)水裝置，呈箱體結(jié)構(gòu)，包括由環(huán)形管板構(gòu)成的第一表面11和拱形的第二表面 13;其中環(huán)形管板11的內(nèi)周緣和外周緣上均具有一體成型的凸臺(tái)12，凸臺(tái)12與環(huán)形管板 11的內(nèi)表面呈圓滑倒角設(shè)計(jì)，以增加其承壓能力；環(huán)形管板上二個(gè)凸臺(tái)12以內(nèi)的位置對(duì)應(yīng) 設(shè)有多個(gè)管孔14。第二表面13呈拱形，第二表面13的二個(gè)周緣焊接在對(duì)應(yīng)的二個(gè)凸臺(tái)12 上；第二表面13上設(shè)有與外部循環(huán)冷卻系統(tǒng)相連接的進(jìn)水口 15，為了檢修方便，第二表面 13上還設(shè)有人孔16。多根換熱管3，呈直線型垂直設(shè)置，換熱管3的下端插入環(huán)形管板11上的管孔14 內(nèi)，兩者通過(guò)焊接固定在一起。出水裝置，與進(jìn)水裝置的結(jié)構(gòu)基本相同，亦呈箱體結(jié)構(gòu)，包括由環(huán)形管板構(gòu)成的第 一表面21和拱形的第二表面23 ；其中環(huán)形管板21的內(nèi)周緣和外周緣上均具有一體成型的凸臺(tái)22，凸臺(tái)22與環(huán)形管板21的內(nèi)表面呈圓滑倒角設(shè)計(jì)，以增加其承壓能力；環(huán)形管板上 二個(gè)凸臺(tái)22以內(nèi)的位置對(duì)應(yīng)設(shè)有多個(gè)管孔24。第二表面23呈拱形，第二表面23的二個(gè)周 緣焊接在對(duì)應(yīng)的二個(gè)凸臺(tái)22上；第二表面23上設(shè)有與外部循環(huán)冷卻系統(tǒng)相連接的出水口 25，為了檢修方便，第二表面23上還設(shè)有人孔26。
支撐件4，有多個(gè)，垂直于換熱管3設(shè)置，用于支撐固定換熱管3。支撐件4的結(jié)構(gòu) 與現(xiàn)有技術(shù)相同。
權(quán)利要求
一種用于甲醇合成反應(yīng)器的換熱裝置，包括沿反應(yīng)器長(zhǎng)度方向設(shè)置的多根換熱管，換熱管的兩端分別連接進(jìn)、出水裝置；其特征在于所述換熱管呈直線型；所述的進(jìn)水裝置呈箱體結(jié)構(gòu)，包括由環(huán)形管板構(gòu)成的第一表面和拱形的第二表面，所述的第一表面上設(shè)有供所述換熱管的端部插設(shè)其中的出水孔，所述第二表面上設(shè)有用于連接外部循環(huán)冷卻系統(tǒng)的進(jìn)水口；所述出水裝置的結(jié)構(gòu)與進(jìn)水裝置相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于甲醇合成反應(yīng)器的換熱裝置，其特征在于所述管板的兩 端均具有向所述的第二表面凸出的一體結(jié)構(gòu)的凸臺(tái)，所述第二表面的端緣焊接在該二個(gè)凸 臺(tái)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于甲醇合成反應(yīng)器的換熱裝置，其特征在于所述凸臺(tái)與所 述第二表面的內(nèi)表面呈圓滑倒角連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的用于甲醇合成反應(yīng)器的換熱裝置，其特征在于所述出 水裝置的第二表面上設(shè)有供檢修使用的人孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于甲醇合成反應(yīng)器的換熱裝置，其特征在于所述的換熱管 通過(guò)支撐件限位在所述的反應(yīng)器內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于甲醇合成反應(yīng)器的換熱裝置，包括沿反應(yīng)器長(zhǎng)度方向設(shè)置的多根換熱管，換熱管的兩端分別連接進(jìn)、出水裝置；其特征在于所述換熱管呈直線型；所述的進(jìn)水裝置呈箱體結(jié)構(gòu)，包括由環(huán)形管板構(gòu)成的第一表面和拱形的第二表面，所述的第一表面上設(shè)有供所述換熱管的端部插設(shè)其中的出水孔，所述第二表面上設(shè)有用于連接外部循環(huán)冷卻系統(tǒng)的進(jìn)水口；所述出水裝置的結(jié)構(gòu)與進(jìn)水裝置相同。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明所提供的換熱裝置加工難度低、換熱效率高，適合用于百萬(wàn)噸及以上規(guī)模的甲醇合成反應(yīng)器的換熱裝置。
文檔編號(hào)F28D1/053GK101844965SQ20101016457
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者段新群, 肖珍平, 趙斌義 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工集團(tuán)公司;中國(guó)石化集團(tuán)寧波工程有限公司;中國(guó)石化集團(tuán)寧波技術(shù)研究院