CN113457612A - 一种夹套式反应容器 - Google Patents
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Abstract
一种夹套式反应容器。具体涉及一种反应容器,本发明为克服现有技术的反应容器结构存在无法兼顾高温、高压、严苛介质共同作用的场合或可兼顾但造价较高的问题。本发明内筒沿外壳的长度方向竖直设置在外壳内部,外壳和内筒之间形成腔体,腔体以内筒的轴线为中心周向均匀布置有若干个定位装置,内筒的外表面沿长度方向依次从上至下设置有螺旋状的扰流环板;外壳的外壁上设置有若干个一体式水冷夹套接管,若干个一体式水冷夹套接管均与外壳的外侧壁垂直设置,每个翻边的一端均设置在内筒内侧壁上,每个翻边的另一端均与每个一体式水冷夹套接管焊接,每个翻边均与内筒的外侧壁垂直设置。用于实现反应中严苛复杂工况的分离。
Description
技术领域
本发明涉及反应容器领域,特别涉及一种夹套式反应容器,具体为化工技术领域。
背景技术
现有的反应器如甲醇反应器、均四甲苯反应器、加氢反应器等主要适用于20MPa以下且金属壁面温度低于500℃的中高压工艺流程,对于更高压力、更高温度、存在特殊介质的工艺流程,现有的反应器结构基本上难以同时满足以上要求。比如在兼顾高压力和高温度的情况下,有的反应器会采取耐火材料,但如果反应介质中存在与耐火材料不相容的介质,则无法适用。有的反应器为了兼顾高压力、高温度、严苛介质,采用昂贵的耐热、耐腐蚀材料来作为反应器外壳,由于压力高时所需的壳体厚度较大,导致反应器造价极高。
综上所述,现有技术的反应容器结构存在无法兼顾高温、高压、严苛介质共同作用的场合或可兼顾但造价较高的问题。
发明内容
本发明为克服现有技术的反应容器结构存在无法兼顾高温、高压、严苛介质共同作用的场合或可兼顾但造价较高的问题,进而提供一种夹套式反应容器。
本发明的技术方案是:
一种夹套式反应容器,它包括外壳、内筒、支撑筒、两个L型膨胀弯,若干个定位装置、扰流环板、膨胀节、两个焊接式水冷夹套接管、若干个翻边、若干个一体式水冷夹套接管和若干个U型膨胀弯;
内筒沿外壳的长度方向竖直设置在外壳内部,外壳和内筒之间形成腔体,腔体以内筒的轴线为中心周向均匀布置有若干个定位装置,内筒的外表面沿长度方向依次从上至下设置有螺旋状的扰流环板;
外壳的外壁上设置有若干个一体式水冷夹套接管,若干个一体式水冷夹套接管均与外壳的外侧壁垂直设置,每个翻边的一端均设置在内筒内侧壁上,每个翻边的另一端均与每个一体式水冷夹套接管焊接,每个翻边均与内筒的外侧壁垂直设置;
内筒包括内筒上封头、内筒下封头和多个内筒筒体;
内筒上封头、多个内筒筒体和内筒下封头沿外壳的长度方向从上至下依次连接,
内筒上封头的顶部外侧壁通过支撑筒与外壳顶部的内侧壁固定连接,内筒上封头底部通过一个L型膨胀弯与最顶部的一个内筒筒体顶部固定连接,每两个相邻的内筒筒体之间均设置有一个U型膨胀弯,内筒下封头的顶部通过另一个L型膨胀弯与最底部的另一个内筒筒体的底部固定连接,内筒下封头的底部通过膨胀节与外壳底部内侧壁固定连接;
多个内筒筒体的外侧壁上均沿周向均匀布置若干个定位装置,且每两组相邻的定位装置之间至少设置一个U型膨胀弯。
一个焊接式水冷夹套接管插装在外壳顶部的中间,且焊接式水冷夹套接管与内筒上封头顶部连通,另一个焊接式水冷夹套接管插装在外壳1底部的中间,且焊接式水冷夹套接管与膨胀节的底部连接。
本发明与现有技术相比具有以下效果:
1、本发明的一种夹套式反应容器解决了反应容器结构存在无法兼顾高温、高压、严苛介质共同作用的场合或可兼顾但造价较高的问题。本发明采用内筒与外壳组成的夹套形式反应器,由内筒承受高温和(或)严苛介质工况,外壳承受高压,通过此结构可将高温、严苛介质与高压工况隔离开分别选材,针对高温、严苛介质选用耐高温、耐腐蚀的材料,针对高压选择高强度的材料,将内筒、外壳各自材料的作用最大化,有效节约高参数设备的成本。
2、本发明的一种夹套式反应容器通过内筒采用定位装置与L型膨胀弯和U型膨胀弯相结合的方式,并在底部设置有膨胀节,可以有效吸收内筒与外壳温度不同所引起的热膨胀差,降低热应力,降低内筒失效风险。
3、本发明的一种夹套式反应容器通过内筒外表面设置有螺旋状的扰流环板,提高夹套内冷却介质的流速,降低内筒金属壁温。
4、本发明的一种夹套式反应容器通过人孔采用抽屉式新型隔热人孔结构可以一体式抽出或插入,可有效隔热,保证外壳温度在安全范围内,同时方便对内筒内的制造、安装和检修等工作。
5、本发明的一种夹套式反应容器通过一体式水冷夹套接管和焊接式水冷夹套接管的设置,并在一体式水冷夹套接管内筒连接处设置了翻边结构,以及在一体式水冷夹套接管附近设置定位装置,多种措施保证一体式水冷夹套接管处的外壳金属壁温低于设计温度,并降低内筒受热膨胀时接管受力过大强度失效的风险。
6、本发明的一种夹套式反应容器通过在外壳上设置了有检测介质成分并带有报警功能的仪表,当内筒出现泄漏时可监测到相应成分并报警,以便于采取紧急处置措施。
附图说明
图1是本发明的示意图;
图2是本发明L型膨胀弯的示意图;
图3是本发明U型膨胀弯的示意图;
图4是本发明定位装置的示意图;
图5是本发明焊接式水冷夹套接管的示意图;
图6是本发明一体式水冷夹套接管的示意图;
图7是本发明翻边对的示意图。;
具体实施方式
具体实施方式一:结合图1至图7说明本实施方式,本实施方式的一种夹套式反应容器,它包括外壳1、内筒2、支撑筒3、两个L型膨胀弯4,若干个定位装置5、扰流环板6、膨胀节7、两个焊接式水冷夹套接管9、若干个翻边10、若干个一体式水冷夹套接管12和若干个U型膨胀弯13;
内筒2沿外壳1的长度方向竖直设置在外壳1内部,外壳1和内筒2之间形成腔体,腔体以内筒2的轴线为中心周向均匀布置有若干个定位装置5,内筒2的外表面沿长度方向依次从上至下设置有螺旋状的扰流环板6;
外壳1的外壁上设置有若干个一体式水冷夹套接管12,若干个一体式水冷夹套接管12均与外壳1的外侧壁垂直设置,每个翻边10的一端均设置在内筒2内侧壁上,每个翻边10的另一端均与每个一体式水冷夹套接管12焊接,每个翻边10均与内筒2的外侧壁垂直设置;
内筒2包括内筒上封头2-1、内筒下封头2-2和多个内筒筒体2-3;
内筒上封头2-1、多个内筒筒体2-3和内筒下封头2-2沿外壳1的长度方向从上至下依次连接,
内筒上封头2-1的顶部外侧壁通过支撑筒3与外壳1顶部的内侧壁固定连接,内筒上封头2-1底部通过一个L型膨胀弯4与最顶部的一个内筒筒体2-3顶部固定连接,每两个相邻的内筒筒体2-3之间均设置有一个U型膨胀弯13,内筒下封头2-2的顶部通过另一个L型膨胀弯4与最底部的另一个内筒筒体2-3的底部固定连接,内筒下封头2-2的底部通过膨胀节7与外壳1底部内侧壁固定连接;
多个内筒筒体2-3的外侧壁上均沿周向均匀布置若干个定位装置5,且每两组相邻的定位装置5之间至少设置一个U型膨胀弯13。
一个焊接式水冷夹套接管9插装在外壳1顶部的中间,且焊接式水冷夹套接管9与内筒上封头2-1顶部连通,另一个焊接式水冷夹套接管9插装在外壳1底部的中间,且焊接式水冷夹套接管9与膨胀节7的底部连接。
如此设置扰流环板6,最大限度地提高夹套内冷却介质的流速,降低内筒金属壁温。如此设置L型膨胀弯4、膨胀节7和U型膨胀弯13有效吸收内筒与外壳温度不同所引起的热膨胀差,降低热应力,降低内筒失效风险。
具体实施方式二:结合图1说明本实施方式,本实施方式的它还包括人孔8,人孔8沿水平方向从左至右贯穿外壳1且穿过内筒2。
如此设置可有效隔热,保证外壳温度在安全范围内,同时方便对内筒内的制造、安装和检修等工作。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:结合图1说明本实施方式,本实施方式的它还包括仪表11,外壳1靠近焊接式水冷夹套接管9的上方设置有第一夹套管道,第一夹套管道上安装有仪表11。
如此设置是有检测介质成分并带有报警功能的仪表,当内筒出现泄漏时可监测到相应成分并报警,以便于采取紧急处置措施。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四:结合图4说明本实施方式,本实施方式的定位装置5包括上卡块5-1、下卡块5-2和中间筋板5-3;
中间筋板5-3的一侧与内筒2的外侧壁固定连接,中间筋板5-3的另一侧与外壳1的内侧壁相邻且两者之间有间隙,上卡块5-1和下卡块5-2均安装在外壳1的内侧壁上且上卡块5-1位于下卡块5-2的上方,中间筋板5-3的另一侧设置在上卡块5-1和下卡块5-2之间。
如此设置是用于固定外壳1和内筒2之间的连接。其他与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五:结合图4说明本实施方式,本实施方式的定位装置5的个数为6个、8个或10个。如此设置是用于固定外壳1和内筒2之间的连接。其他与具体实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式六:结合图7说明本实施方式,本实施方式的翻边10包括圆环10-1、外筒节10-2和连接管10-3;
圆环10-1设置在内筒2的内侧,圆环10-1与外筒节10-2一端固定连接,外筒节10-2的另一端焊接在内筒2的内侧壁上,连接管10-3的一端设置在圆环10-1的中部,连接管10-3的另一端与一体式水冷夹套接管12相连。
如此设置是保证一体式水冷夹套接管9和焊接式水冷夹套接管12处的外壳金属壁温低于设计温度,并降低内筒受热膨胀时接管受力过大强度失效的风险。
其他与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
工作原理:
本发明采用内筒2将高温、高压的严苛介质限制在内筒2中,内筒2材料可根据需要选择耐高温、耐蚀性较好的材料,内筒2外侧和外壳1内侧腔体为冷却介质,该介质温度低,但压力与内筒2内的介质压力相同,所以外壳1仅承受高压,并不承受高温,选择常见的高强钢材料。在内筒1上设置定位装置5、膨胀节7、L型膨胀弯4和U型膨胀弯13等结构,有效吸收内筒2与外壳1温度不同所引起的热膨胀差,降低热应力,降低内筒2失效风险,内筒2外表面设置螺旋状的扰流环板,提高夹套内冷却介质的流速,降低内筒2金属壁温,使内筒2的金属壁温介于内筒2内介质与外壳1之间的夹套内冷却介质的温度之间,不至于温度过高,以至于无法选材。最后,在人孔8处采用抽屉式新型隔热人孔结构一体式抽出或插入,可有效隔热,保证外壳温度在安全范围内,同时方便对内筒内的制造、安装和检修等工作。
本发明已以较佳实施案例揭示如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业技术人员,未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属本发明技术方案范围。
Claims (6)
1.一种夹套式反应容器,其特征在于:它包括外壳(1)、内筒(2)、支撑筒(3)、两个L型膨胀弯(4),若干个定位装置(5)、扰流环板(6)、膨胀节(7)、两个焊接式水冷夹套接管(9)、若干个翻边(10)、若干个一体式水冷夹套接管(12)和若干个U型膨胀弯(13);
内筒(2)沿外壳(1)的长度方向竖直设置在外壳(1)内部,外壳(1)和内筒(2)之间形成腔体,腔体以内筒(2)的轴线为中心周向均匀布置有若干个定位装置(5),内筒(2)的外表面沿长度方向依次从上至下设置有螺旋状的扰流环板(6);
外壳(1)的外壁上设置有若干个一体式水冷夹套接管(12),若干个一体式水冷夹套接管(12)均与外壳(1)的外侧壁垂直设置,每个翻边(10)的一端均设置在内筒(2)内侧壁上,每个翻边(10)的另一端均与每个一体式水冷夹套接管(12)焊接,每个翻边(10)均与内筒(2)的外侧壁垂直设置;
内筒(2)包括内筒上封头(2-1)、内筒下封头(2-2)和多个内筒筒体(2-3);
内筒上封头(2-1)、多个内筒筒体(2-3)和内筒下封头(2-2)沿外壳(1)的长度方向从上至下依次连接,
内筒上封头(2-1)的顶部外侧壁通过支撑筒(3)与外壳(1)顶部的内侧壁固定连接,内筒上封头(2-1)底部通过一个L型膨胀弯(4)与最顶部的一个内筒筒体(2-3)顶部固定连接,每两个相邻的内筒筒体(2-3)之间均设置有一个U型膨胀弯(13),内筒下封头(2-2)的顶部通过另一个L型膨胀弯(4)与最底部的另一个内筒筒体(2-3)的底部固定连接,内筒下封头(2-2)的底部通过膨胀节(7)与外壳(1)底部内侧壁固定连接;
多个内筒筒体(2-3)的外侧壁上均沿周向均匀布置若干个定位装置(5),且每两组相邻的定位装置(5)之间至少设置一个U型膨胀弯(13)。
一个焊接式水冷夹套接管(9)插装在外壳(1)顶部的中间,且焊接式水冷夹套接管(9)与内筒上封头(2-1)顶部连通,另一个焊接式水冷夹套接管(9)插装在外壳(1)底部的中间,且焊接式水冷夹套接管(9)与膨胀节(7)的底部连接。
2.根据权利要求1所述的一种夹套式反应容器,其特征在于:它还包括人孔(8),人孔(8)沿水平方向从左至右贯穿外壳(1)且穿过内筒(2)。
3.根据权利要求1所述的一种夹套式反应容器,其特征在于:它还包括仪表(11),外壳(1)靠近焊接式水冷夹套接管(9)的上方设置有第一夹套管道,第一夹套管道上安装有仪表(11)。
4.根据权利要求1所述的一种夹套式反应容器,其特征在于:定位装置(5)包括上卡块(5-1)、下卡块(5-2)和中间筋板(5-3);
中间筋板(5-3)的一侧与内筒(2)的外侧壁固定连接,中间筋板(5-3)的另一侧与外壳(1)的内侧壁相邻且两者之间有间隙,上卡块(5-1)和下卡块(5-2)均安装在外壳(1)的内侧壁上且上卡块(5-1)位于下卡块(5-2)的上方,中间筋板(5-3)的另一侧设置在上卡块(5-1)和下卡块(5-2)之间。
5.根据权利要求1或4所述的一种夹套式反应容器,其特征在于:定位装置(5)的个数为6个、8个或10个。
6.根据权利要求1所述的一种夹套式反应容器,其特征在于:翻边(10)包括圆环(10-1)、外筒节(10-2)和连接管(10-3);
圆环(10-1)设置在内筒(2)的内侧,圆环(10-1)与外筒节(10-2)一端固定连接,外筒节(10-2)的另一端焊接在内筒(2)的内侧壁上,连接管(10-3)的一端设置在圆环(10-1)的中部,连接管(10-3)的另一端与一体式水冷夹套接管(12)相连。
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