CN1012590B - 合成气体的气体冷却塔 - Google Patents

Abstract

一种气体冷却塔，由在压力罐内垂直安置的两个同心管屏所构成。管屏是由壁管按气密方法焊接在一起，并由冷却介质从中流过。两管屏的底部是相连的，以便气体通过。在冷却塔的顶端，提供有同心的第一气体流通接头，用作通往内管屏的气体入口。在接近外管屏的顶端，提供有第二气体流通接头，用作气体出口。壁管在其端部连接主管。内管屏可解开地独立于外管屏。第一气体流通接头和外管屏，在接近冷却塔的顶部是这样形成所需尺寸，即内管屏和其主管一起，可通过它们垂直地拉出。

Description

本发明涉及一种用于合成气体的气体冷却塔，包括一个压力罐，一对同心的管屏垂直地并相互间隔地安置在压力罐内，管屏由多个管按气密方法焊接在一起而形成，使冷却介质从中流过，每管屏包括至少一个流入主管和至少一个流出主管，该流入主管连接到壁管上，用于运送冷却介质，流出主管连接到壁管上，用于排放被加热的冷却介质;一个套管连接在所述压力罐的顶部;一个第一气体流通接头同心设置在所述套管内的压力罐内并与所述一对管屏的内管屏连通，从而运送热气流进入所述内管屏;一个第二气体流通接头靠近所述压力罐的顶部并连通所述一对管屏之间的一个环形空间，并从此排放冷却气体。

美国专利4，377，132号中，公开了这种类型的气体冷却塔，其内管屏固定在外管屏上，外管屏的顶部的直径小于内管屏顶部的直径。另外第一气体流通接头与套管固定连接。套管的内径以及第一气体流通接头的内径小于内管屏的尺寸。这种设置虽然有热力学的优点，但对于流动和弄脏方面，有缺点，即其壁管不易接近。包括固体杂质的合成气体，以例如是1500℃的温度和大约是40巴的压力，由顶部进入冷却塔，而以例如大约是700℃的温度离开冷却塔，结果使管屏遭受相当大的浸蚀。由于脏污，局部温度的差别及其后果的热应力经常发生，使管屏的负荷增加。因此，很清楚地，周期性地维修和除污是需要的。同时，这类型的气体冷却塔，看来需要不时地修理。因为内管屏经受高温，并且合成气体作用在它的两侧，所以它是特别危险。

因此，前面提到那一类气体冷却塔产生的问题在本发明已得到解决，为了清洁和修复工作而接近管屏，是简单和便宜的，并不增加首次成本费用，也不使操作过程受到削弱。

根据本发明的一种用于合成气体的气体冷却塔，包括一个压力罐，一对同心的管屏垂直地并相互间隔地安置在压力罐内，管屏由多个管按气密方法焊接在一起而形成，使冷却介质从中流过，每管屏包括至少一个流入主管和至少一个流出主管，该流入主管连接到壁管上，用于运送冷却介质，流出主管连接到壁管上，用于排放被加热的冷却介质;一个套管连接在所述压力罐的顶部;一个第一气体流通接头同心设置在所述套管内的压力罐内并与所述一对管屏的内管屏连通，从而运送热气流进入所述内管屏;一个第二气体流通接头靠近所述压力罐的顶部并连通所述一对管屏之间的一个环形空间，并从此排放冷却气体，其特征在于：所述第一气体流通接头是可拆卸地装在所述压力罐的顶部并且可从所述套管向上移去，所述管屏是可拆卸地相互独立地设置在所述压力罐内;所述套管以及所述管屏的外管屏的顶部形成一个在所述第一气体流通接头移动后使所述管屏的内管屏垂直通过的孔。

因此，根据本发明，所述第一气体流通接头是可拆卸地装在所述压力罐的顶部并且可从所述套管向上移去，所述管屏是可拆卸地相互独立地设置在所述压力罐内;所述插口以及所述管屏的外管屏的顶部形成一个在所述第一气体流通接头移动后使所述管屏的内管屏垂直通过的孔。根据本发明，将冷却塔的内管屏，通过（在第一气体流通孔移去后）套管从独立于外管屏的压力罐拉出，对内管屏和外管屏的内侧，以及遭受热气体的内侧面提供了最合适的接近。本发明提供了外管屏的完全的可接近，措施是将各部件通过套管提出。已经发现到，根据本发明的冷却塔是常规尺寸的，内管屏和形成外管屏的各部件，可以被设计成每个重量例如大约是25吨，每个重量可由这种类型任何一间工厂经常配置的吊 车轻易地处理。

本发明的突出优点是，管屏被作成可拆卸，以符合实际需求;受力最重的内管屏，它是需要最频繁地清洁和大检修的管屏，是最易接近的，外管屏的内表面，是次易接近的，而剩下的外管屏的受压外侧和压力罐的内侧是最末易接近的。

本发明进一步的优点是当内管屏从压力罐提起时，它的主管道和它一起移动，致使任何需要的压力和密封试验，可在压力罐外取得。在下面实例中已表明，每个组成外管屏的部件的每个都带有相伴的流入主管道和流出主管道。

根据本发明的气体冷却塔，其满意的热力学和流动特性，并不受影响。

本发明的实例，将在下面介绍。

图1是根据本发明的气体冷却塔的纵向剖面图;

图2是沿图1剖线Ⅱ-Ⅱ的剖面图;

图3是从冷却塔的左上角，以比图1更大的比例更详细的剖面图;

图4是比图2更大比例所得的局部A的剖面图。

用于合成气体的气体冷却塔，有一个棱柱形垂直的内管屏1和一个棱柱形垂直的外管屏2，它们被同心地安置在一个圆柱形垂直的压力罐3内。管屏1、2由直的壁管5、5′分别地形成，壁管5、5′沿着管屏的长度方向延伸，管屏1、2采用翼板4焊接在一起成气密状态，并且水或蒸汽可流过。一个套管6被安置在压力罐3的顶端，同时和管屏1、2同心。一个第一气体流通接头10，10′同心安置在套管6内并与内管屏1连通。一个第二的水平的气体流通接头7，设在压力罐3的上部分，在那里穿过延伸，并且连接外管屏2的内侧。在它的底端，内管屏1延伸至外管屏2的内侧。内管屏1和外管屏2各有等边的八角形剖面，由八个壁连接，并彼此相互以22.5°错开，而在两个管屏1和2之间的狭 缝，留下一个最大的横截面面积供使用。内管屏1的任何屏壁的侧壁5，在底部的侧壁5，在底部延伸进入一个内分配器（入口主管）11，通过一个延伸穿过压力罐3和外管屏的水平的第一水管供水。在内管屏1的各个管子5的顶端，有一个径向地往里延伸的C型弯头被用来吸收变形，并且延伸进入在各侧壁有一个的八个内收集器（入口主管）。经由一个延伸穿过压力罐的第一蒸汽管路14，各个主管和蒸汽负载（未图示）连接。接近它们的底部，外管屏2的壁管5′形成一个通道，它们在底部径向地沿一个水平的平面延伸进入在每个侧壁提供有一个的八个外分配器（入口主管）21。

这样的定型，能使变形被满意地吸收。每个外分配器或主管21，通过一个延伸穿过压力罐3的一个水平的第二个水管23供水。在他们的上顶，外管屏的管子5′延伸进入八个集流管（出口主管）22，它在每侧壁提供了一个，并且每一个，如入口主管12同样的方法，通过一个延伸穿过压力罐3的第二水蒸汽或蒸汽管道，连接至一个水蒸汽或蒸汽负载（未图示）。

从图3可推测到，内管屏1和外管屏2，借助各自的固定螺栓8、8′，相互独立地吊挂在压力罐上。内管屏的螺栓8，各固定在可解开的托架件15，它通过图3中未显示的水平的螺纹连接的作用，连结在一个焊接在压力罐壁和套管6的支架或类似构15′上。在另一方面，各个外管屏的螺栓8′，连结在一个直接焊接在压力罐壁上的托架件25上。调节螺母16，提供一个简便的方法，分别调节在托架件15、25上的螺栓8、8′。

依据图1和2，内管屏1有一个最大的水平延伸尺寸d。在外管屏2的场合下，其上顶部分可测量的内侧的最小水平宽度，是两个平行主管22之间的距离，这样的距离可依据图1中的d。在图1中，套管6的内径，其标记是d.d和d两者都大于d，因此，借助图1中符号表示的 吊车18，内管屏1可以轻易地吊出气体冷却塔。

一个气化反应器30，由一个法兰可拆卸地固定而连结在套管Ⅰ上。采用第一气体流通接头10，反应器30的内部和第一管屏1的内部永久性地连接，输气管10是耐高温的和提供有绝热层，最好是由薄钢管铺上厚的绝热层所制成，上述绝热层例如是填实材料的形式。

压力罐3的底部被用作如一个水槽40，以排渣接头41的方式，和处理高污染热水的设备（未图示）连接。清水通过一个供水管42供入水槽40。一个垂直的浸水管道43与管屏1、2是同心的，最好由外管屏2支托，从那里延伸至水槽内。

八个形成外管屏2的垂直侧壁，是可拆卸的相互连结。外分配器21和外收集器22牢固地连接至外管屏的壁管5′上。因此，外管屏2可以相对低费用分解成八个单独的侧壁，每个侧壁有自己的收集器和分配器，它可以从压力罐3内部，通过套管6吊出。由于所有侧壁同时进行吊出是很特别的，侧壁通常焊接在一起是采用相对薄的和可轻易除去的焊缝17（见图4）。可以使用螺丝紧固件，来代替焊缝17。

气体冷却塔的操作过程如下：

热的合成气体从反应器30，通过第一气体流通接头10，流入内管屏1的内部。因此，热的合成气体向下流过，热量从合成气体辐射至壁管5。在烟道的底部，合成气体转向进入第二管屏2的内侧，并在内管屏1和外管屏2之间流上，将热量辐射至内管屏的壁管5和外管屏的壁管5′。在上述流动过程期间，合成气体内实际存在的杂质，部分地留落水槽，还有部分地先留落在管屏1、2的表面，从那里他们可流入水槽40。

供水分别地通过第一和第二水管13、23流入各自的分配器11、21，并从那时起，最好是自然地循环，以蒸汽的形态，分别地通过垂直的壁管5、5′直至分别到达收集器12、22。蒸汽通过第一蒸汽管道14和第二 蒸汽管道24通往负载。

已邻却的合成气体，通过第二个气体流通接头7离开冷却塔。上述位于内管屏1和外管屏2之间的空间区域和压力罐3内，充满了停滞的合成气体，外管屏2的外壁因而转移热量。因此，在压力罐内各管屏的内侧和外侧之间产生压力平衡，这样管屏可被设计成用于相对低的压力差，而只有压力罐3经受大的内压力。

根据上述本发明的气体冷却塔的操作过程和管道10的绝热层的操作过程，可明显看到，管屏1、2的整个吊装部位，特别是各自的螺栓8、8′，被安置在冷却塔的相对凉的空间内。

为了打扫和修理，反应器13和第一气体流通接头10被移开，使内管屏1自由地吊出。然后，将管屏1挂在吊车18上，可解开的零件15被拆卸，与水管13（法兰13′）和与蒸汽管14（法兰14′）的连接，被断开。然后，内管屏1可以通过套管6吊出冷却塔，并运往工作地点。管屏1的两侧和第二管屏2的内侧，现在可以容易接近。由于分配器11和收集器12可以和内容屏1一齐运输，在再装配之前，管屏1可作试验，测试压力和密封性能。

为了能够接近外管屏2或其一部分，或接近压力罐3内侧的而进行的改进是必要的。外管屏2在它的侧壁之间的焊缝17被除去之后，可以全部地或部分地分开，成独立的侧壁，然后吊车18可将之吊出压力罐3，以便运输到工作场地。分配器21和收集器22与侧壁一齐取出，然后在再装配前，可以被用来进行压力和密封试验。

由于其运送气体的特性，已介绍的气体冷却塔实施例，在使用中是受欢迎的，因为上述气体冷却塔提供优越的条件，当杂质出现的场合时，将之分离开。

可解开的托架件45，可以省略，而和它们的纵向轴线横向地安置的内管屏1的螺栓8，可被固定在牢固地固定在压力罐3的托架件上。然 而，内管屏1的螺栓8，不只是相当大地减小了冷却塔内的机械应力，而且便利内管1的对中，使其装配和拆卸大大地地简化。水管道13、23和蒸汽管道14、24，被采用以减小或阻止管屏1、2进行摆动的趋势。

壁管5、5′，径向地往管屏的内部弯曲，以便吸收变形，由此满足重要的功能，例如因为热膨胀和/或地震、相对的变形会发生，它将引起一系列到损坏，如果管屏、是不够弹性。尤其是，在大修和安装期间，上述弹性会更好地吸收敲击和冲击。

如果气体冷却塔，被设计成在第二气体流通接头，有相对高的排气温度，这会是优越的，如果内管屏和外管屏2之间的窄缝的顶端，被一个可解开的盖子关闭，压力罐3的内部的压力平衡，按某些方法达到，例如采取将压力罐3的内部连接至顺序的第二个气体冷却塔的冷的部分，还有沿着一个冷却通道，至合成气体入口，有一个限制器或节流元件，在正常操作时，中止至第二冷却塔的连接。

在相同的实例中，可拆卸的托架件15，可以可拆卸地固定在内管屏1，而不同的是吊挂螺栓8，可直接地固定在牢固地固定在压力罐3的支架15′上。

Claims (6)

1、一种用于合成气体的气体冷却塔，包括一个压力罐，一对同心的管屏垂直地并相互间隔地安置在压力罐内，管屏由多个管按气密方法焊接在一起而形成，使冷却介质从中流过，每管屏包括至少一个流入主管和至少一个流出主管，该流入主管连接到壁管上，用于运送冷却介质，流出主管连接到壁管上，用于排放被加热的冷却介质；一个套管连接在所述压力罐的顶部；一个第一气体流通接头同心设置在所述套管内的压力罐内并与所述一对管屏的内管屏连通，从而运送热气流进入所述内管屏；一个第二气体流通接头靠近所述压力罐的顶部并连通所述一对管屏之间的一个环形空间，并从此排放冷却气体，其特征在于：所述第一气体流通接头是可拆卸地装在所述压力罐的顶部并且可从所述套管向上移去，所述管屏是可拆卸地相互独立地设置在所述压力罐内；所述套管以及所述管屏的外管屏的顶部形成一个在所述第一气体流通接头移动后使所述管屏的内管屏垂直通过的孔。

2、根据权利要求1的冷却塔，其特征是上述处管屏有一个规则八角截面，该截面由八个垂直壁限定，所述壁之间在它们的垂直边缘上可松开地连接。

3、根据权利要求2的冷却塔，其特征是每个壁包括多个所述的管，一个共同流入主管连接所述的相邻的管，一个共同流出主管连接所述的相邻的管。

4、根据权利要求1的冷却塔，其特征是至少一个托架件可拆卸地固定到所述压力罐上并且至少一个拉伸件固定到并在所述内管屏和所述托架件之间。

5、根据权利要求1的冷却塔，其特征是所述压力罐是圆柱形，并且和所述管屏同轴。

6、根据权利要求1的冷却塔，其特征是至少一个管屏的管是直的并且为了吸收变形在接近至少一个主管处具有径向内内的弯曲部分。

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