CN208390025U - 一种弓形管式水床反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种弓形管式水床反应器，其包括壳体，在壳体的上封头上安装有进气口和冷媒出口，在下封头上安装有排气口和冷媒进口；在壳体内安装有气管，气管向上延伸连通进气口，向下延伸连通排气口；在气管内设置隔板，将气管沿上下方向分割为布气管和集气管；环绕气管设置有4‑6组包括若干根换热管的换热管束；每根换热管具有：一中间管；一对弯管，一体地连接在中间管的两端，并朝中间管的同一侧延伸；和一对端管，该一对端管由上述一对弯管的远离中间管的一端朝远离弯管的方向延伸所形成；中间管和端管均为直管，且均沿筒体的轴向延伸。该反应器，可以减少反应器工作时，因温度升高而导致的壳体压力增大以及反应器内部温度不均匀的问题。

Description

一种弓形管式水床反应器

技术领域

本实用新型具体涉及一种弓形管式水床反应器。

背景技术

水床反应器主要放热类反应的反应器，在反应过程中及时地将反应热移走，以使反应平稳进行。

在水床反应器内安装有用于换热的螺旋盘管或列管，其中列管分为直管式和弧形管式。采用螺旋盘管作为换热管时，在盘管外为反应空间，由于盘管在加工时需要将相应的管道连接起来后再进行盘绕，制作难度较大，在加工过程中管道易于损坏，并且在盘管在发生泄露后，检修困难，由于无法将盘管整体进行拆除，只能进行修补，由于内部空间有限，其检修较为困难。

采用列管作为换热管时，由于反应过程中，反应器内的温度升幅较大，使列管的变形也较大，采用直管式的列管时，对列管两端的管板造成较大的压力，这些压力会传递到反应器的壳体上，使壳体所承受的压力增大。采用弧形管式的列管时，虽然在高温状态下，由于列管的弧度会加大，从而消除一部分管道由于受热边长所产生的压力，但是由于其变形是沿反应器的径向进行，相邻的列管之间的距离会产生不同的变化，影响反应器内温度的均匀性，而导致反应器内温度的不均匀性加大，进而影响反应的顺利进行。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出了一种弓形管式水床反应器，以减少反应器工作时，因温度升高而导致的壳体压力增大以及反应器内部温度不均匀的问题，具体的技术方案如下：

一种弓形管式水床反应器，其包括壳体，所述壳体包括呈圆筒状的筒体、安装在筒体的上端的上封头和安装在筒体的下端的下封头，在上封头上安装有进气口和冷媒出口，在下封头上安装有排气口和冷媒进口；在壳体内安装有气管，气管沿壳体的轴向延伸，且气管与筒体同轴布置，气管向上延伸连通进气口，气管向下延伸连通排气口；在气管内设置隔板，该隔板将气管沿上下方向分割为布气管和集气管；

环绕气管设置有3-10组换热管束，每组换热管束包括若干根沿筒体的轴向延伸的换热管；

每根换热管具有：一中间管；一对弯管，一体地连接在中间管的两端，并朝中间管的同一侧延伸；和一对端管，该一对端管由上述一对弯管的远离中间管的一端朝远离弯管的方向延伸所形成；中间管和端管均为直管，且均沿筒体的轴向延伸；

对应于每组换热管束均设置有一上端管板和一下端管板，换热管的一个端管焊接在上端管板上，换热管的另一个端管焊接在下端管板上；在每个上端管板上焊接有一上端封头，在每个下端管板上焊接有一下端封头；在上端封头上连接有冷媒排出管，该冷媒排出管向上连通冷媒出口；在下端封头上连接有冷媒进入管，该冷媒进入管向下连通冷媒进口。优选地，同一换热管的一对端管同轴设置。

在本申请中，换热管整体呈弓形，故称之为弓形管。本申请中的换热管包括连接在中间管两端的弯管，在反应器的工作过程中，当温度升高时，换热管由于受热而产生的伸长量会集中在两个弯管上，使两个弯管的弯曲度变大，从而减少对管板的压力，以此减少对壳体的压力。另一方面，由于中间管和端管均为直管，在变形过程中只会沿筒体的轴向延伸，在径向方向上的变形仅由弯管提供，由此可大幅度地降低换热管在径向方向的变形量，减少相邻换热管在径向上的间距变化，为反应器工作过程中，内部温度的均匀性提供了保证。

进一步，沿筒体的轴向观察，换热管的中间管呈正三角形布置。正三角形布置可充分利用筒体内的环状空间，提高换热管的布置均匀性。

进一步，位于上端的弯管称为第一弯管，位于下端的弯管称为第二弯管；对应于同一组换热管束的上端管板与下端管板同轴设置；沿筒体的径向观察，以所对应的上端管板的中心轴线为中心，换热管的中间管沿径向向外凸出，沿径向方向，相邻的两根换热管中，临近上端管板的中心轴线的换热管的第一弯管较远离上端管板的中心轴线的换热管的第一弯管在竖直方向上低，且临近上端管板的中心轴线的换热管的第二弯管较远离上端管板的中心轴线的换热管的第二弯管在竖直方向上高。更进一步，沿径向方向观察，同一组换热管束中的换热管的第一弯管的中心点的连线呈开口朝上的V形，同一组换热管束中的换热管的第二弯管的中心点的连线呈开口朝下的V形。

采用上述设计时，当换热管在受热变形时，弯管的变形会朝所在换热管束的外侧方向进行，使相邻换热管之间的距离变换幅度较少，同时可以避免相邻换热管的弯管之间发生触碰，导致部分区域的温度过低，影响反应的均匀性。

优选地，每个弯管包括一直管段和连接在直管段两端的圆弧管，圆弧管的弯曲角度为100-150°。在弯管中设置直管段后，在弯管受到端管与中间管的挤压而变形时，会使直管段两端的圆弧管同时产生弯曲形变，将换热管所产生的变形最大限度地消除在轴向方向上，在径向方向上的变形仅由弯管所生产。

附图说明

图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图。

图2是图1中A部分的放大图。

图3是图1中B-B向的视图。

图4是换热管的简图。

具体实施方式

请参阅图1，一种弓形管式水床反应器，其包括壳体7，壳体7包括呈圆筒状的筒体71、安装在筒体71的上端的上封头72和安装在筒体71的下端的下封头73，在上封头72上安装有进气口2和冷媒出口4，在下封头73上安装有排气口15和冷媒进口11。在壳体7内安装有气管20，气管20沿壳体7的轴向延伸，且气管20与筒体71同轴布置，气管20向上延伸连通进气口2，气管20向下延伸连通排气口15。在气管20内设置隔板8，该隔板8将气管20沿上下方向分割为布气管21和集气管22。原料气经布气管进入到反应器内，在完成反应后进入到集气管内，然后经排气口排出反应器，进入到下道工序。

环绕气管20设置有4组换热管束3，每组换热管束3包括若干根沿筒体71的轴向延伸的换热管100。

每根换热管100具有：一中间管103；一对弯管，一体地连接在中间管的两端，并朝中间管的同一侧延伸；和一对端管，该一对端管由上述一对弯管的远离中间管的一端朝远离弯管的方向延伸所形成；中间管和端管均为直管，且均沿筒体的轴向延伸。在本实施例中，同一换热管100的一对端管同轴设置。

请参阅图4，在本实施例中，为描述方便，将位于上端的端管称为第一端管101，位于下端的端管称为第二端管105。位于上端的弯管称为第一弯管102，位于下端的弯管称为第二弯管104。每个弯管包括一直管段和连接在直管段两端的圆弧管，具体在本实施例中，第一弯管102包括直管段112和连接在直管段112两端的圆弧管111、113，第二弯管104包括直管段117和连接在直管段117两端的圆弧管116、118。各圆弧管的弯曲角度均为120°。可以理解，在其它实施例中，圆弧管的弧度可以不同，具体的角度可以为100°、110°、130°、140°或150°，当然还可以为100-150°之间的其它任意角度。

对应于每组换热管束均设置有一上端管板6和一下端管板16，换热管100的第一端管101焊接在上端管板6上，换热管的第二端管105焊接在下端管板16上；在每个上端管板6上焊接有一上端封头17，在每个下端管板16上焊接有一下端封头18；在上端封头17上连接有冷媒排出管14，该冷媒排出管14向上连通冷媒出口4；在下端封头18上连接有冷媒进入管12，该冷媒进入管12向下连通冷媒进口11。

请参阅图3，沿筒体的轴向观察，换热管100的中间管103呈正三角形布置，在图3中，仅示例性地显示了换热管的布置。

对应于同一组换热管束的上端管板与下端管板同轴设置，沿筒体的径向观察，以所对应的上端管板的中心轴线为中心，换热管的中间管沿径向向外凸出，沿径向方向，相邻的两根换热管中，临近上端管板的中心轴线的换热管的第一弯管较远离上端管板的中心轴线的换热管的第一弯管在竖直方向上低。请参阅图2，图2中示例性的显示了一组换热管束30的部分布置情况，中心轴线300为换热管束30的上端管板与下端管板的中心轴线，各换热管的中间管沿径向向外凸出。沿径向方向，换热管A31、换热管B32、换热管C33、换热管D34、换热管E35、换热管F36距离中心轴线300越来越远，所对应的第一弯管A41、第一弯管B42、第一弯管C43、第一弯管D44、第一弯管E45、第一弯管F46的位置在竖直方向上越来越高。

同一组换热管束中，沿径向方向，相邻的两根换热管中，临近上端管板的中心轴线的换热管的第二弯管较远离上端管板的中心轴线的换热管的第二弯管在竖直方向上高。

在本实施例中，在轴向方向上，第一弯管的高度相等，第二弯管的高度相等，沿径向方向观察,同一组换热管束中的换热管的第一弯管的中心点位于一大端朝上的锥形面上。请继续参阅图2，对其进行详细说明，在图2中，标记200表示一大端朝上的锥形面，第一弯管A41的中心点、第一弯管B42的中心点、第一弯管C43的中心点、第一弯管D44的中心点、第一弯管E45的中心点、第一弯管F46的中心点均位于该锥形面200上。与此相类似，同一组换热管束中的换热管的第二弯管的中心点位于一大端朝下的锥形面上，具体可参照图2，不再赘述。

Claims (6)

1.一种弓形管式水床反应器，其包括壳体，所述壳体包括呈圆筒状的筒体、安装在筒体的上端的上封头和安装在筒体的下端的下封头，在上封头上安装有进气口和冷媒出口，在下封头上安装有排气口和冷媒进口；特征在于，在壳体内安装有气管，气管沿壳体的轴向延伸，且气管与筒体同轴布置，气管向上延伸连通进气口，气管向下延伸连通排气口；在气管内设置隔板，该隔板将气管沿上下方向分割为布气管和集气管；

环绕气管设置有3-10组换热管束，每组换热管束包括若干根沿筒体的轴向延伸的换热管；

每根换热管具有：一中间管；一对弯管，一体地连接在中间管的两端，并朝中间管的同一侧延伸；和一对端管，该一对端管由上述一对弯管的远离中间管的一端朝远离弯管的方向延伸所形成；中间管和端管均为直管，且均沿筒体的轴向延伸；

对应于每组换热管束均设置有一上端管板和一下端管板，换热管的一个端管焊接在上端管板上，换热管的另一个端管焊接在下端管板上；在每个上端管板上焊接有一上端封头，在每个下端管板上焊接有一下端封头；在上端封头上连接有冷媒排出管，该冷媒排出管向上连通冷媒出口；在下端封头上连接有冷媒进入管，该冷媒进入管向下连通冷媒进口。

2.根据权利要求1所述的弓形管式水床反应器，其特征在于，沿筒体的轴向观察，换热管的中间管呈正三角形布置。

3.根据权利要求1所述的弓形管式水床反应器，其特征在于，位于上端的弯管称为第一弯管，位于下端的弯管称为第二弯管；对应于同一组换热管束的上端管板与下端管板同轴设置；沿筒体的径向观察，以所对应的上端管板的中心轴线为中心，换热管的中间管沿径向向外凸出，沿径向方向，相邻的两根换热管中，临近上端管板的中心轴线的换热管的第一弯管较远离上端管板的中心轴线的换热管的第一弯管在竖直方向上低，且临近上端管板的中心轴线的换热管的第二弯管较远离上端管板的中心轴线的换热管的第二弯管在竖直方向上高。

4.根据权利要求3所述的弓形管式水床反应器，其特征在于，在轴向方向上，第一弯管的高度相等，第二弯管的高度相等，沿径向方向观察，同一组换热管束中的换热管的第一弯管的中心点的连线呈开口朝上的V形，同一组换热管束中的换热管的第二弯管的中心点的连线呈开口朝下的V形。

5.根据权利要求1所述的弓形管式水床反应器，其特征在于，同一换热管的一对端管同轴设置。

6.根据权利要求1所述的弓形管式水床反应器，其特征在于，每个弯管包括一直管段和连接在直管段两端的圆弧管，圆弧管的弯曲角度为100-150°。