CN210138659U - 一种带开孔接管结构的反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种带开孔接管结构的反应器，包括筒体、上封头、下封头和裙式支座，上封头和下封头分别设置在筒体的两端部，下封头设有连通筒体的下开孔接管，上封头设置有上开孔接管组件，上开孔接管组件包括大接管、孔盖和小接管，大接管的一端口固定于上封头的顶部并与所述筒体连通，孔盖可拆卸固定地盖在所述大接管的另一端口，孔盖与大接管之间设有密封垫；孔盖开设有安装孔，小接管插在所述安装孔内并连通封头内部。与现有技术相比，本申请结构科学合理，可实现轻量化、一孔多用、缓和流态、可靠性密封等设计功能，特别是在高温下预防各零件之间的热变形不协调，有利于反应器的密封和运行安全。

Description

一种带开孔接管结构的反应器

技术领域

本实用新型涉及用于石油炼制，或用于化工、煤化工、化肥工业等装备中的高温高压反应器技术领域，具体涉及一种带开孔接管结构的反应器。

背景技术

炼油化工反应器是化工装置中的核心设备，基本结构壳体包括筒体、设置于筒体两端的封头、进出物料孔、供人员进入检测的人孔及支承结构，壳体由钢板或锻件制成。一般地，炼油氢反应器、脱硫反应器、石油化工反应器或煤化工反应器都需要在较高的工艺温度和压力下才能保证反应的顺利进行，鉴于炼油及化工反应器装载易燃易爆的气液介质，以及高温高压的运行工况，其壳体设计时尽量减少焊缝和开孔，封头都要求整块钢板成形制造。

为了保证反应的强度和安全性，壳体应尽量少开孔，壳体上的过多开孔存在以下问题：

开孔对壳体强度削弱大，需要通过后期补强措施来保证反应器的完整性，常见补强措施的包括加厚壳体、加厚接管、孔边贴焊补强圈等，这些措施一定程度上解决内压应力问题，反而却增大结构特别是壁厚温差及其热应力。

壳体上的开孔使壳壁不连续，也会导致应力集中，壳体的开口连接有开孔接管，开孔接管与外联管之间的法兰连接处是密封和受力变化的节点，装置开车时温差变化及附加载荷对这些法兰连接处是严峻考验。壳体的开孔接管一般通过法兰盘以及螺栓连接外联管，法兰盘和紧固螺栓暴露于空气中温度低，法兰颈和垫片与介质接触温度高，导致这一套装配系统内的零部件存在明显的温差及热胀冷缩变形不协调。后来把长期在高温高压工况下运行的法兰也包裹起来保温，然而依然存在螺栓热伸长导致密封系统松弛的问题。长期以来，该结构的节能设计是一大难题，成为业内的技术顽症。再后来，反应器的开孔接管与外联管之间的连接退避到取消法兰，而是直接相互焊接连通，然而这样壳体被割开孔再焊接会导致接管材料的恶化，焊接过程中、焊后热处理及无损检测导致检修一次的施工周期非常长，对业主的经济效益影响很大，给反应器的检测维护带来极大的麻烦。

综上所述，反应器上过多的开孔带来诸多问题，然而为了满足使用要求，进出物料孔以及人孔的功能又不可缺少，现有反应器开孔接管大多设置在封头上，而且人孔和物料进出孔分开设置。随着石油化工深加工的发展，高温工况越来越多，节能环保形势越来越迫切，上述矛盾加剧，迫切需要根据具体反应器的情况，开发创新性技术，精心布置和设计开口接管，以便取得最佳的效果。

实用新型内容

针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型提供一种带开孔接管结构的反应器，能够减少反应器壳壁上的开孔。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

提供一种带开孔接管结构的反应器，包括筒体、上封头、下封头和裙式支座，上封头和下封头分别设置在筒体的两端部，筒体内设置有内支撑结构，所述筒体、上封头和下封头均包覆有保温层，下封头设有连通筒体的下开孔接管，其特征是：上封头设置有上开孔接管组件，上开孔接管组件包括大接管、孔盖和小接管，大接管的一端口固定于上封头的顶部并与所述筒体连通，孔盖可拆卸固定地盖在所述大接管的另一端口，孔盖与大接管之间设有密封垫；孔盖开设有安装孔，小接管插在所述安装孔内并连通上封头内部。

优选的，包括紧固螺母和螺杆，大接管的端部设有凸台，凸台和孔盖均开有连接孔，螺杆穿过所述连接孔，大接管与孔盖之间通过锁紧螺母锁在螺杆上来固定。

优选的，小接管的下端部设有内插式延伸管，内插式延伸管插入所述大接管内，内插式延伸管与孔盖相互焊接固定，或内插式延伸管与小接管为一体化结构。

优选的，内插式延伸管的管壁包括金属内层和隔热外层，隔热外层包覆住金属内层。

优选的，内插式延伸管设有锥式扩口，锥式扩口的直径朝下逐渐增大，锥式扩口的上端口与内插式延伸管的下端口相互固定并连通，锥式扩口的下端口与大接管相互固定连接。

优选的，所述锥形扩口的侧壁朝内拱起。

优选的，大接管、孔盖、内插式延伸管和锥式扩口共同围成的空间内设有非等厚的隔热体。

优选的，大接管与孔盖之间设有加强支撑件，且加强支撑件顶住内插式延伸管和锥式扩口。

优选的，加强支撑件有多个，多个加强支撑件绕所述内插式延伸管分布。

优选的，所述加强支撑件开有中间孔，中间孔被所述隔热体填充。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的一种带开孔接管结构的反应器，与现有技术相比，上封头的上开孔接管组件包括大接管、孔盖和小接管，大接管的一端口固定于上封头的顶部并与所述筒体连通，孔盖可拆卸固定地盖在所述大接管的另一端口，孔盖与大接管之间设有密封垫；孔盖开设有安装孔，小接管插在所述安装孔内并连通封头内部。实际使用中，拆开孔盖后大接管的上端口可以作为人孔供人员进入筒体内进行检测，方便反应器的检修维护；小接管作为流介的进出通道，小接管安装在孔盖处，因为无需在反应器的壳壁上专门开孔用于进出流介，这样减少了在反应器壳壁开孔，进而减少了壳壁开孔带来的诸多问题。

附图说明

图1为实施例1中一种带开孔接管结构的反应器的示意图。

图2为实施例1中上封头结合上开孔接管组件的示意图。

图3为实施例2中上封头结合上开孔接管组件的示意图。

图4为实施例3中上封头结合上开孔接管组件的示意图。

图5为实施例4中上封头结合上开孔接管组件的示意图。

图6为实施例5中上封头结合上开孔接管组件的示意图。

图7为实施例6中上封头结合上开孔接管组件的示意图。

图8为实施例6中上封头结合上开孔接管组件的另一视觉的示意图。

附图标记：

筒体1，大开孔11；

上封头2，支承结构13；

下封头3，下开孔接管31；

裙式支座4；

保温层12/32/23；

大接管21，孔盖24，小接管25；

紧固螺母26，螺杆27，密封垫28；

内插式延伸管29，锥式扩口5，隔热体7，加强支撑件8，中间孔81。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型进行详细说明。

实施例1

本申请的一种带开孔接管结构的反应器的具体实施方式之一，如图1和图2所示，包括筒体1、上封头2、下封头3和裙式支座4，裙式支座4固定在下封头3的下方用于支撑反应器的下部，上封头2设有用于支撑反应器上部的支承结构22。上封头2和下封头3分别设置在筒体1的两端，筒体1内设置有内支撑结构13，所述筒体1包覆保温层12，上封头2包覆有保温层23，下封头3包覆有保温层32，下封头3设有连通筒体1的下开孔接管31，筒体1设有大开孔11。本申请的创新点在于，上封头2设置有上开孔接管组件，上开孔接管组件包括大接管21、孔盖24和小接管25，大接管21的下端口焊接于上封头2的顶部并与筒体1连通。包括紧固螺母26和螺杆27，大接管21的端部设有凸台，凸台和孔盖24均开有连接孔，螺杆27穿过所述连接孔，大接管21与孔盖24之间通过螺母26锁在螺杆27上来可拆卸地固定，孔盖24与大接管21之间设有密封垫28。孔盖24开设有安装孔，小接管25插在安装孔内并连通上封头2内部，小接管25从孔盖24的上方穿出与外围机构连接。使用时，拆开孔盖24后大接管21的上端口可以作为人孔供人员和工具器械进入筒体1内，装卸壳体内的催化剂，检测维护反应器内件，方便反应器的检修维护。小接管24作为流介的进出通道，本申请的在大接管21的孔盖24上设置小接管25是一孔两用的双功能结构，小接管25安装在孔盖24处，无需在反应器的壳壁上专门开孔用于进出流介，减少了在反应器壳壁开孔，进而减少了壳壁开孔带来的诸多问题。另外，小接管25的挠性大，变形协调能力强，使用安全，还具有结构简单、减少加工过程中的控制元素、提高精度和操作效率、延长反应器寿命的效果，能够满足各种更高要求的在筒体内部的高温反应等化工工艺要求。实际中，安装孔可小接管可以根据实际需要开设多个。实际中安装孔和小接管25可设置在孔盖24的中部或周边等位置，灵活布置。

实施例2

本申请的一种带开孔接管结构的反应器的具体实施方式之二，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，参考图3所示，小接管25的下端部设有内插式延伸管29，内插式延伸管29插入所述大接管21内，内插式延伸管29与孔盖24相互焊接固定，或内插式延伸管29与小接管25为一体化结构。内插式延伸管29不占用筒体1内宝贵的有效反应空间，可对孔盖24开的安装孔起补强作用。一般思维中，孔盖24因开了安装孔而需要增加孔盖24的厚度，或者在孔盖24增加补强板。而本申请的内插式延伸管29能够对安装孔起到补强的作用，避免了介质冲刷孔盖24的安装孔的端口处，无需因为开了安装孔而增加孔盖24的厚度，而且可以避免补强板式补强结构突变引起的附加热应力和应力集中。内插式延伸管29的管壁包括金属内层和隔热外层，隔热外层包覆住金属内层，多层结构除了进一步增大热阻外，还可以减少耐腐蚀贵重金属材料的使用，降低成本。实际中，内插式延伸管可以改为倾斜或者弯曲的，适用于不同开孔方位及反应器工况的需要。

实施例3

本申请的一种带开孔接管结构的反应器的具体实施方式之三，本实施例的主要技术方案与实施例2相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例2中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例2的区别在于，参考图4所示，内插式延伸管29设有锥式扩口5，锥式扩口5的直径朝下逐渐增大，锥式扩口5的上端口与内插式延伸管29的下端口相互固定并连通，锥式扩口5的下端口与大接管21相互固定连接。锥式扩口5起导流作用，使流体介质从大开孔到小开孔的流程流态缓和变化，流程变化顺畅，减少对大接管和孔盖的冲击、冲刷。

实施例4

本申请的一种带开孔接管结构的反应器的具体实施方式之四，本实施例的主要技术方案与实施例3相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例3中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例3的区别在于，参考图5所示，锥形扩口5的侧壁朝内拱起，起到减少噪音，预防颗粒杂质积聚的作用。

实施例5

本申请的一种带开孔接管结构的反应器的具体实施方式之五，本实施例的主要技术方案与实施例4相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例4中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例4的区别在于，参考图6所示，大接管21、孔盖24、内插式延伸管29和锥式扩口5共同围成的空间内设有变厚度的隔热体7，一定程度上阻止热量从大接管21和孔盖24向螺母26、螺杆27传递，一定程度降低孔盖24的温度，保证材料强度性能，可减小结构壁厚等尺寸。隔热体缩小了大接管21、孔盖24与螺杆27的温差，避免各个零件之间温差引起热胀冷缩不一致导致的泄漏。隔热体7设置成C形或V形结构，在内压作用下紧贴大接管21内壁和孔盖24内表面，防止大接管21内壁和孔盖24受到介质颗粒冲刷，也起到预密封作用。

实施例6

本申请的一种带开孔接管结构的反应器的具体实施方式之六，本实施例的主要技术方案与实施例5相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例5中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例5的区别在于，参考图7和图8所示，大接管21与孔盖24之间设有多个加强支撑件8，多个加强支撑件8绕所述内插式延伸管29分布，且加强支撑件8顶住内插式延伸管29和锥式扩口5，加强支撑件8对高压作用下的弯矩具有强列的抵抗效果，可以显著减薄孔盖24的厚度，通过结构增强实现轻量化设计。

加强支撑件8可以改为只与孔盖24组焊，也可以在此基础上再与内插式延伸管29相焊接，起到共同加强的作用。但是，加强支撑件8与内插式延伸管29相焊也会起到负面作用，就是把高温热量向孔盖24特别是孔盖24的周边传递，降低孔盖24的周边的材料强度，扩大了大接管21、孔盖24与紧固螺母26的温差。因此，加强支撑件8中间开有中间孔81，带中间孔81的结构并不会削弱其加强作用，加强支撑件8之间以及中间孔81同样要填塞隔热体7，都是为了减缓热的传递。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种带开孔接管结构的反应器，包括筒体、上封头、下封头和裙式支座，上封头和下封头分别设置在筒体的两端部，筒体内设置有内支撑结构，所述筒体、上封头和下封头均包覆有保温层，下封头设有连通筒体的下开孔接管，其特征是：上封头设置有上开孔接管组件，上开孔接管组件包括大接管、孔盖和小接管，大接管的一端口固定于上封头的顶部并与所述筒体连通，孔盖可拆卸固定地盖在所述大接管的另一端口，孔盖与大接管之间设有密封垫；孔盖开设有安装孔，小接管插在所述安装孔内并连通上封头内部。

2.根据权利要求1所述的一种带开孔接管结构的反应器，其特征是：包括紧固螺母和螺杆，大接管的端部设有凸台，凸台和孔盖均开有连接孔，螺杆穿过所述连接孔，大接管与孔盖之间通过紧固螺母锁在螺杆上以固定。

3.根据权利要求1所述的一种带开孔接管结构的反应器，其特征是：小接管的下端部设有内插式延伸管，内插式延伸管插入所述大接管内，内插式延伸管与孔盖相互焊接固定，或内插式延伸管与小接管为一体化结构。

4.根据权利要求3所述的一种带开孔接管结构的反应器，其特征是：内插式延伸管的管壁包括金属内层和隔热外层，隔热外层包覆住金属内层。

5.根据权利要求3所述的一种带开孔接管结构的反应器，其特征是：内插式延伸管设有锥式扩口，朝下方向锥式扩口的直径逐渐增大，锥式扩口的上端口与内插式延伸管的下端口相互固定并连通，锥式扩口的下端口与大接管相互固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种带开孔接管结构的反应器，其特征是：所述锥式扩口的侧壁朝内拱起。

7.根据权利要求5所述的一种带开孔接管结构的反应器，其特征是：大接管、孔盖、内插式延伸管和锥式扩口共同围成的空间内设有非等厚的隔热体。

8.根据权利要求7所述的一种带开孔接管结构的反应器，其特征是：大接管与孔盖之间设有加强支撑件，且加强支撑件顶住内插式延伸管和锥式扩口。

9.根据权利要求8所述的一种带开孔接管结构的反应器，其特征是：加强支撑件有多个，多个加强支撑件绕所述内插式延伸管分布。

10.根据权利要求9所述的一种带开孔接管结构的反应器，其特征是：所述加强支撑件开有中间孔，中间孔被所述隔热体填充。

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