CN113083203B - 列管式容器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种列管式容器(100)，所述列管式容器包括：上箱体(111)，所述上箱体具有若干上箱体管口(130)；下箱体(112)，所述下箱体具有若干下箱体管口(170)；壳体(113)，所述壳体与所述上箱体和所述下箱体为一体式或分体式结构，且具有若干换热介质管口(120)，在所述壳体内间隔地布置有若干列管(150)，所述列管的上、下两端分别通过水平布置的管板(140)固定在所述壳体上，使得在所述壳体内在所述列管的周围区域形成壳程；所述列管式容器还包括为每个所述列管分别配设的分布装置(160)。

Description

列管式容器

技术领域

本发明涉及一种用于化工领域的列管式容器。

背景技术

化工领域常用的列管式容器包括列管式反应器和列管式换热器。

列管式反应器是一种常用的化工反应器，通常情况下，反应器内设置有多个列管，在列管内各种介质之间发生化学反应，理想的情况下，原料进入到反应器的箱体后能够均匀地分布到各个列管内，这样原料才能高效的进行反应，因此，无论是气相原料还是液相原料，进入反应器后能否均匀地布置到各个列管内，是实际生产中需要解决的工程难题。

类似的结构亦用于列管式换热器。列管式换热器内设置有多个列管，在列管内形成的管程中流动的介质与列管周围的壳程中流动的介质进行热交换。

无论是列管式反应器还是列管式换热器，都需要液体均匀分布到各个列管中，以提高反应或换热效率。

中国发明专利申请CN111013497A中披露了一种列管式容器，其中采用气液分腔进料并提出采用切线进料加挡板调节进料的方式，可以将气液均匀分布到每根管中，能够消除液腔中的死区和滞留层，避免了进料自聚爆炸隐患。

但是，很多情况下，液相原料从容器的上方进入，在自身重力的作用下流向各个列管内。容器内部的各个列管通常固定在管板上，由于容器的尺寸相对较大，容器内的管板、列管等其他的零部件的结构设计与布置安装尤为重要，零部件加工和安装过程中的累计误差，严重时会影响到容器的工作效率，因此，如何优化容器内部的结构设计是更需亟待解决的现实问题。

发明内容

针对以上技术问题，本发明的目的是提供一种列管式容器，气相与液相原料均能够从容器的上部进入，利用本发明提供的列管独特的结构形式，原料能够均匀地布置到不同列管内，从而可以提高容器内的原料的反应效率。

本发明提供的列管式容器包括：上箱体，所述上箱体具有若干上箱体管口；下箱体，所述下箱体具有若干下箱体管口；壳体，所述壳体与所述上箱体和所述下箱体为一体式或分体式结构，且具有若干换热介质管口，在所述壳体内间隔地布置有若干列管，所述列管的上、下两端分别通过水平布置的管板固定在所述壳体上，使得在所述壳体内在所述列管的周围区域形成壳程；所述列管式容器还包括为所述列管分别配设的分布装置，所述分布装置包括：螺母，所述螺母安放在所述列管的顶端；膨胀锥筒，所述膨胀锥筒具有向下逐渐扩大的外径且最大外径小于所述列管的内径，并且所述螺母的内螺纹旋拧配合在所述膨胀锥筒的上部的外螺纹上；膨胀节，所述膨胀节的外径小于所述列管的内径且所述膨胀节的内径大于所述膨胀锥筒的最小外径，并且所述膨胀节的下端开有长条豁口，其中，所述膨胀节套装在所述膨胀锥筒的上部上并在所述膨胀锥筒随着所述螺母的旋拧而伸入所述膨胀节的过程中向外扩张而固定在所述列管的内壁上；分布管，所述分布管的下端具有适于在所述膨胀锥筒的上部突伸出所述螺母时与所述膨胀锥筒的上部的外螺纹相配合的内螺纹，所述分布管的侧面开有若干进液孔，适于使所述上箱体内的液体流入所述分布管并进而流入所述列管。

现有技术下，上箱体和列管所在的壳体之间仅通过管板分隔，上管箱内的液位没法维持和控制，流动在管板上的液体在管板上的管孔之间的分布决定了液体在各列管之间分布的均匀程度。而在本发明提供的列管式容器中，通过所述分布管的侧面的进液孔，可以维持和控制上管箱内的液位高度，并且通过所述分布装置可以调节分布管和水平布置的管板之间的相对位置，从而可以使设置于所述分布管侧面的若干进液孔处于同一水平位置，当液体进入上箱体后，在水平设置的管板上方液体会同时进入各个列管，使液体均匀地分布在各个列管内。

由于所述分布管与水平设置的管板之间相对位置可以通过所述分布装置调节，因此，在壳体内，即使尺寸较大管板在安装时存在安装误差或者有设计误差，也不会影响列管式容器的正常使用。

根据需要，螺母和列管的顶端之间可以设有水平垫片。分布管的下端和螺母之间可以设有水平垫片。水平设置的垫片，可以提高每组分布管、列管和分布装置的密封性，同时也可以进一步调节所述分布管侧面的进液孔的高度。

根据本发明提供的列管式容器的一种优选实施形式，每个所述分布管的进液孔具有相同的或不同的周向位置以及相同或不同的高度。

更优选的是，所述列管式容器的所述分布管内还包括连通至所述进液孔的导液管，所述导液管引导液体流向所述列管。但替代的是，亦可以不在分布管内布置导液管。此时，液体在通过进液孔进入分布管内部后不再由导液管导流而是直接分布在导液管内。

根据本发明提供的列管式容器的一种优选实施形式，所述分布管的上端头是封闭的。但根据一种替代实施形式，列管式容器亦可在液体之外被另外供入气体。此时，列管式容器的部分所述上箱体管口或部分下箱体管口用于向所述列管式容器内提供气体。气体或者从上箱体管口供入或者从下箱体管口供入，而后视通过列管后的反应产物而定在必要时从下箱体管口或者上箱体管口排出列管式容器。

在这种实施形式下，所述分布管的上端头优选是开放的，适于使气体从上方进入或离开所述分布管。进一步优选地，所述分布管的上端头具有气帽，所述气帽适于使气体从侧面绕行进入或离开所述分布管。

根据本发明提供的列管式容器的一种优选实施形式，每个所述列管的上端与相邻的管板齐平或以不超过50mm的高度突伸出相邻的管板。

优选地，每个分布管超出相应的管板的高度能够被通过所述螺母与所述膨胀锥筒之间的螺纹连接调节为，使得连接于所述膨胀锥筒之上的各个分布管分别具有相同的进液孔高度。当每个分布管具有若干不同高度的进液孔时，此处所指的“相同的进液孔高度”指的是各个分布管能够达到使液体近似均匀分布的进液孔高度，例如使它们各自的最低进液孔具有相同的高度。

附图说明

图1A示意地示出了本发明的列管式容器的结构图，其中上、下管箱和壳体为分体式结构；

图1B示意地示出了本发明的列管式容器的结构图，其中上、下管箱和壳体为一体式结构；

图1C示意地示出了本发明的列管式容器的结构图，其中的分布装置不包含连通至进液孔的导液管；

图2示意了本发明的列管式容器的分布装置的装配图；

图3示意了本发明的列管式容器的分布装置的分解透视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明，附图仅用于解释本发明，不能理解为对本发明的限制。

图1A示意了本发明的列管式容器的结构图，如图1A所示，本发明提供的列管式容器100包括：上箱体111，上箱体具有若干上箱体管口130；下箱体112，下箱体具有若干下箱体管口170；壳体113，壳体与上箱体111 和下箱体112为分体式结构；若干换热介质管口120布置在所述壳体113上；若干列管150，列管的上、下两端分别通过水平布置的管板140固定在壳体 113上，使得在所述壳体113内在所述列管的周围区域形成壳程；列管式容器100还包括为每个列管150分别配设的分布装置160。

在分布管161中设置有具有相同或不同高度的若干进液孔167，液体通过若干进液孔167汇集到在图中示例为单个的导液管181。应当理解，亦可以根据设计需要在若干分布管161内分别布置多个导液管181。

此外，尽管并未示出，但应当理解，上述实施例中的导液管还可以由连通至所述进液孔的导液槽替代。此时，尽管导液槽并未在周长上完全封闭，但也能起到引导液体流向所述列管的作用。

图1B示意地示出了本发明的列管式容器的结构图，与图1A的不同之处在于，在图1B中示出的列管式容器100中，上箱体111、下箱体112和壳体为一体式结构110。

在分布管161中同样设置有具有相同或不同高度的若干进液孔167，液体通过若干进液孔167汇集到在图中示例为单个的导液管181。应当理解，亦可以根据设计需要在若干分布管161内分别布置多个导液管181。

此外，尽管并未示出，但应当理解，上述实施例中的导液管还可以由连通至所述进液孔的导液槽替代。此时，尽管导液槽并未在周长上完全封闭，但也能起到引导液体流向所述列管的作用。

图1C示意地示出了本发明的列管式容器的结构图，其中的分布管不具有连通至进液孔的导液管，液体经由进液孔167进入分布管161内后直接沿分布管161流向相应的列管150。

在图1A、图1B和图1C中，本发明的列管式容器100都设置有折流板 183，交错设置的折流板183可以使换热介质在壳体内更加均匀地与列管接触，从而换热介质与列管之间可以充分地进行热传递。

图2示意了本发明的列管式容器的分布装置160的装配图，如图2所示，分布装置160包括：螺母164，螺母164安放在列管150的顶端；膨胀锥筒 166，膨胀锥筒166具有向下逐渐扩大的外径且最大外径小于列管150的内径，并且螺母164的内螺纹旋拧配合在膨胀锥筒166的上部的外螺纹上；膨胀节165，膨胀节165的外径小于所述列管150的内径且膨胀节165的内径大于膨胀锥筒166的最小外径，并且膨胀节165的下端开有长条豁口，其中，膨胀节165套装在膨胀锥筒166的上部上并在膨胀锥筒166随着螺母164的旋拧而伸入膨胀节165的过程中向外扩张而固定在列管150的内壁上；分布管161，分布管161的下端具有适于在膨胀锥筒166的上部突伸出螺母164 时与膨胀锥筒166的上部的外螺纹相配合的内螺纹，分布管161的侧面开有若干进液孔167，适于使所述上箱体内的液体流入分布管161。其中，列管150的上端突伸出相邻的管板140的高度为10-50mm。

工作过程中，液体自上箱体111的上箱体管口130流入上箱体111并使液位积聚到与分布管161的进液孔167相同或更高的高度。此时，液体通过各个进液孔167均匀地流入各个分布管161。在分布管161的纵向上分布有多个进液孔167且这些进液孔中有多个进液孔都位于液位之下的情况下，液体从多个进液孔167流入分布管161，这改善了液体在各个分布管之间的分布均匀性。上述实施例能够克服管板由于安装工艺原因或者由于本身尺寸原因而导致的各列管中液体分布不均匀。通过个别调节分布管高度并从而调节进液孔高度，使各个列管中尽可能均匀的液体分布得以实现。

其中，在分布管161与螺母164之间设置有垫片162，在螺母164与列管150之间设置有垫片163，水平设置的垫片，可以提高每组分布管、列管和分布装置的密封性，同时也可以进一步调节所述分布管侧面的进液孔的水平高度。

图3示意了本发明的列管式容器的分布装置的分解透视图，如图3所示，分布装置160包括分布管161、螺母164、垫片162、垫片163、膨胀节165、膨胀锥筒166，其中，分布管161的侧面设置有不同高度的进液口167，在分布管161与螺母164之间设置有垫片162，在螺母164与列管之间设置有垫片163，膨胀节165的下端开有长条豁口168，膨胀节165向外扩张后可以固定在列管的内壁上。

以上记载了本发明的优选实施例，但是本发明的精神和范围不限于这里所公开的具体内容。本领域技术人员能够根据本发明的教导任意组合和扩展上述各实施例而在本发明的精神和范围内做出更多的实施方式和应用。本发明的精神和范围不由具体实施例来限定，而由权利要求来限定。

附图标记列表

100 列管式换热器

110 一体式结构

111 上箱体

112 下箱体

113 壳体

120 换热介质管口

130 上箱体管口

170 下箱体管口

140 管板

150 列管

160 分布装置

161 分布管

162 垫片

163 垫片

164 螺母

165 膨胀节

166 膨胀锥筒

167 进液孔

168 长条豁口

181 导液管

182 导液槽

183 折流板。

Claims (9)

1.一种列管式容器（100），其特征在于，所述列管式容器（100）包括：

上箱体（111），所述上箱体具有若干上箱体管口（130）；

下箱体（112），所述下箱体具有若干下箱体管口（170）；

壳体（113），所述壳体（113）与所述上箱体（111）和所述下箱体（112）为一体式或分体式结构，且具有若干换热介质管口（120），在所述壳体内间隔地布置有若干列管（150），所述列管的上、下两端分别通过水平布置的管板（140）固定在所述壳体（113）上，使得在所述壳体（113）内在所述列管（150）的周围区域形成壳程；

其特征在于，所述列管式容器（100）还包括为每个所述列管（150）分别配设的分布装置（160），所述分布装置（160）包括：

螺母（164），所述螺母（164）安放在所述列管（150）的顶端；

膨胀锥筒（166），所述膨胀锥筒（166）具有向下逐渐扩大的外径且最大外径小于所述列管的内径，并且所述螺母的内螺纹旋拧配合在所述膨胀锥筒（166）的上部的外螺纹上；

膨胀节（165），所述膨胀节的外径小于所述列管的内径且所述膨胀节的内径大于所述膨胀锥筒的最小外径，并且所述膨胀节的下端开有长条豁口，其中，所述膨胀节套装在所述膨胀锥筒的上部上并在所述膨胀锥筒随着所述螺母的旋拧而伸入所述膨胀节的过程中向外扩张而固定在所述列管的内壁上；

分布管（161），所述分布管的下端具有适于在所述膨胀锥筒的上部突伸出所述螺母时与所述膨胀锥筒的上部的外螺纹相配合的内螺纹，所述分布管的侧面开有若干进液孔，适于使所述上箱体内的液体流入所述分布管并进而流入所述列管，其中，每个所述分布管（161）超出相应的管板（140）的高度能够被通过所述螺母与所述膨胀锥筒之间的螺纹连接调节为，使得连接于所述膨胀锥筒之上的各个分布管分别具有相同的进液孔高度。

2.根据权利要求1所述的列管式容器，其特征在于，每个所述分布管（161）的各个进液孔（167）具有相同的或不同的周向位置以及相同或不同的高度。

3.根据权利要求2所述的列管式容器，其特征在于，所述列管式容器的所述分布管（161）内还包括连通至所述进液孔的导液管（181），所述导液管引导液体流向所述列管。

4.根据权利要求2所述的列管式容器，其特征在于，所述分布管（161）的上端头是封闭的。

5.根据权利要求2所述的列管式容器，其特征在于，所述列管式容器的部分所述上箱体管口或部分下箱体管口用于向所述列管式容器内提供气体。

6.根据权利要求5所述的列管式容器，其特征在于，所述分布管（161）的上端头是开放的，适于使气体从上方进入或离开所述分布管。

7.根据权利要求6所述的列管式容器，其特征在于，所述分布管（161）的上端头具有气帽，所述气帽适于使气体从侧面绕行进入或离开所述分布管。

8.根据权利要求1或2所述的列管式容器，其特征在于，每个所述列管（150）的上端与相邻的所述管板相齐平或以不超过50mm的高度突伸出相邻的所述管板。

9.根据权利要求1或2所述的列管式容器，其特征在于，所述列管（150）内布置有用于化学反应的催化剂。

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