CN217248805U - 反应器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种反应器，包括外筒；触媒框；移热组件，包括多个换热管、第一集水结构及第二集水结构；每一换热管具有第一端及第二端；第一集水结构包括多个彼此独立设置的第一集水部，每一第一集水部具有用于收集移热介质的第一集水腔，每一第一集水部与部分换热管的第一端相连，且第一集水腔与对应的换热管的内部连通；第二集水结构具有用于收集移热介质的第二集水腔，第二集水结构与全部换热管的第二端相连，且第二集水腔与全部换热管的内部连通。当换热管发生泄漏时，可使维修人员进入第一集水腔或第二集水腔内对换热管进行检查和维修，其次，取消了传统管板结构，并由于全部换热管分散至与多个第一集水部相连，方便了移热组件的整体换件。

Description

反应器

技术领域

本申请涉及化工技术领域，特别是涉及一种反应器。

背景技术

目前，在化工领域采用水移热反应器的结构，在长时间运行过程中，换热管由于受热膨胀，热应力无法消除，一旦发生泄漏，都无法进行检修，只有停车检修或者直接更换反应器，造成巨大的经济损失。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有反应器一旦发生泄漏，只有停车检修或者直接更换反应器，造成巨大的经济损失的问题，提供一种能够方便检修而部直接更换反应器的反应器。

本申请提供一种反应器，包括：

外筒；

触媒框，设于外筒的内部；以及

移热组件，设于外筒的内部，且包括多个换热管、第一集水结构及第二集水结构；

换热管设于触媒框内，每一换热管具有第一端及与第一端相对的第二端；

第一集水结构包括多个彼此独立设置的第一集水部，每一第一集水部具有用于收集移热介质的第一集水腔，每一第一集水部与部分换热管的第一端相连，且第一集水腔与对应的换热管的内部连通；

第二集水结构具有用于收集移热介质的第二集水腔，第二集水结构与全部换热管的第二端相连，且第二集水腔与全部换热管的内部连通。

在其中一个实施例中，第一集水腔呈球型。

在其中一个实施例中，第一集水部呈球型，连接于同一呈球型的第一集水部的各换热管的第一端，沿第一集水部的周向和/或径向彼此间隔设置。

在其中一个实施例中，第一集水结构还包括多个彼此独立设置的集水管部，全部集水管部与全部第一集水部一一对应设置，集水管部用于引导移热介质；

集水管部包括第一集水管、第二集水管及伸缩节，第一集水管的一端与外筒相连，另一端与伸缩节的一端相连，第二集水管的一端与伸缩节的另一端相连，另一端与第一集水部相连。

在其中一个实施例中，第二集水结构包括第二集水部，第二集水部呈半球型，第二集水腔包括第一子集水腔，第二集水部具有第一子集水腔，第二集水部与至少部分换热管的第二端相连，且第一子集水腔与对应的换热管的内部连通；

各换热管的第二端沿第二集水部的周向和/或径向彼此间隔设置。

在其中一个实施例中，第二集水结构还包括第三集水部，第三集水部呈圆柱状，第二集水腔包括第二子集水腔，第三集水部具有第二子集水腔，第三集水部的一端与第二集水部相连，且第二子集水腔与第一子集水腔连通；

部分换热管的第二端与第三集水部相连，且第二子集水腔与对应的换热管的内部连通。

在其中一个实施例中，第二集水结构还包括第四集水部，第二集水腔还包括第三子集水腔，第四集水部具有第三子集水腔，第四集水部的一端与第三集水部背向第二集水部的一端相连，另一端与外筒相连，且第三子集水腔与第二子集水腔连通；

其中，第四集水部的外径尺寸自第三集水部向外筒逐渐减小。

在其中一个实施例中，反应器还包括奥氏体不锈钢过渡结构，奥氏体不锈钢过渡结构连接于第二集水结构与外筒之间。

在其中一个实施例中，反应器还包括进气管和进气罩，进气管的一端与外筒相连，另一端穿设触媒框与进气罩相连，进气罩罩设于第二集水结构的外部，以在进气罩与第二集水结构之间形成与进气管的内部连通的进气空间；

其中，进气管及进气罩均开设有与触媒框的内部连通的第一出气孔。

在其中一个实施例中，进气罩的内廓形状与第二集水结构的外廓形状相适配。

上述反应器，通过设置与换热管相连的多个第一集水部和第二集水结构，使换热管与第一集水腔及第二集水腔连通，当换热管发生泄漏时，可使维修人员进入第一集水腔或第二集水腔内对换热管进行检查和维修，其次，取消了传统管板结构，同时也由于全部换热管分散至与多个第一集水部相连，方便了移热组件的整体换件。

另外，被多个第一集水部分散的全部换热管与第二集水结构相连，能够简化结构，避免暂用较多触媒框的空间，以降低催化剂填充量。

附图说明

图1为本申请一实施例中的反应器的剖面结构示意图；

图2为图1所示的反应器的局部A处的放大结构示意图；

图3为图1所示的反应器的局部B处的放大结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

附图并不是1：1的比例绘制，并且各元件的相对尺寸在附图中仅以示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。

图1示出了本申请一实施例中的反应器的剖面结构示意图。为便于描述，附图仅示出了与本申请实施例相关的结构。

参阅附图，本申请一实施例提供一种反应器100，包括外筒10、触媒框20以及移热组件30。

具体地，外筒10包括筒体11及连接于筒体11的两端的上封头12和下封头13。

触媒框20设于外筒10的内部，具体可位于筒体11和下封头13内。需要指出的是，触媒框20内填充有催化剂。

移热组件30包括多个换热管31、第一集水结构32及第二集水结构33。换热管31设于触媒框20内，每一换热管31具有第一端311及与第一端311相对的第二端312。

可以理解，第一端311及第二端312其中之一用于接收移热介质至换热管31的内部，其中之另一用于从换热管31的内部排出移热介质。移热介质可以为水，也可以为气体等，在此不作限制。在本申请的实施方式中，第一端311用于接收移热介质至换热管31的内部，第二端312用于从换热管31的内部排出移热介质。

第一集水结构32包括多个彼此独立设置的第一集水部321，每一第一集水部321具有用于收集移热介质的第一集水腔3211，每一第一集水部321与部分换热管31的第一端311相连，且第一集水腔3211与对应的换热管31的内部连通。

第二集水结构33具有用于收集移热介质的第二集水腔331，第二集水结构33与全部换热管31的第二端312相连，且第二集水腔331与全部换热管31的内部连通。

需要指出的是，本申请的第二集水腔331仅具有一个，全部换热管31的内部与该第二集水腔331连通。

本申请通过设置与换热管31相连的多个第一集水部321和第二集水结构33，使换热管31与第一集水腔3211及第二集水腔331连通，当换热管31发生泄漏时，可使维修人员进入第一集水腔3211或第二集水腔331内对换热管31进行检查和维修，其次，取消了传统管板结构，同时也由于全部换热管31分散至与多个第一集水部321相连，方便了移热组件30的整体换件。

另外，被多个第一集水部321分散的全部换热管31与第二集水结构33相连，能够简化结构，避免暂用较多触媒框20的空间，以降低催化剂填充量。

在一些实施例中，第一集水腔3211呈球型。呈球型的第一集水腔3211能够具有较大的内径，以增大维修人员的活动空间，方便维修。当然，在其他一些实施例中，第一集水腔3211也可以呈其他形状，例如方形、椭圆形、半球形等，在此不作限制。

具体到本申请的实施方式中，每一第一集水腔3211呈球型。

在一些实施例中，第一集水部321呈球型，连接于同一呈球型的第一集水部321的各换热管31的第一端311，沿第一集水部321的周向和/或径向彼此间隔设置。

沿第一集水部321的周向是指环绕第一集水部321的方向。

通过使各换热管31的第一端311与呈球型的第一集水部321相连，且设置各换热管31的第一端311，沿第一集水部321的周向和/或径向彼此间隔设置，能够使各换热管31的第一端311在第一集水部321上分布均匀，以消除各换热管31的热应力。

具体到本申请的实施方式中，每一第一集水部321呈球型。

优选地，第一集水部321呈球型，对应的第一集水腔3211也呈球型。

在一些实施例中，第一集水结构32还包括多个彼此独立设置的集水管部322，每一集水管部322的一端与对应一第一集水部321相连，另一端与外筒10相连，集水管部322用于引导移热介质。

通过设置集水管部322，能够使得移热介质快速地被引导至第一集水腔3211或者从第一集水腔3211内引出。

具体地，外筒10上开设有第一开口，每一集水管部322背向第一集水部321的一端穿设外筒10的第一开口与外部连通。更具体地，第一开口开设于上封头12上。

进一步地，集水管部322包括第一集水管3221、第二集水管3222及伸缩节3223，第一集水管3221的一端与外筒10相连，另一端与伸缩节3223的一端相连，第二集水管3222的一端与伸缩节3223的另一端相连，另一端与第一集水部321相连。

通过设置伸缩节3223，能够在换热管21受热膨胀或者冷却收缩而相对外筒10移动时对应的收缩和伸张，进而避免集水管部322与外筒10的连接处受损而产生泄漏。

在一些实施例中，为了使维修人员能够顺利地进入第一集水腔3211，设置第一集水腔3211的内径尺寸大于500毫米，集水管部322的内径尺寸也同样大于500毫米。

在一些实施例中，第二集水结构33包括第二集水部332，第二集水部332呈半球型，第二集水腔331包括第一子集水腔3311，第二集水部332具有第一子集水腔3311，第二集水部332与至少部分换热管31的第二端312相连，且第一子集水腔3311与对应的换热管31的内部连通。各换热管31的第二端312沿第二集水部332的周向和/或径向彼此间隔设置。

通过使各换热管31的第二端312与呈半球型的第二集水部332相连，且设置各换热管31的第二端312，沿第二集水部332的周向和/或径向彼此间隔设置，能够使各换热管31的第二端312在第二集水部332上分布均匀，以消除各换热管31的热应力。

具体地，第一子集水腔3311呈半球型。如此，呈球型的第一子集水腔3311能够具有较大的内径，以增大维修人员的活动空间，方便维修。

进一步地，第二集水结构33还包括第三集水部333，第三集水部333呈圆柱状，第二集水腔331包括第二子集水腔3312，第三集水部333具有第二子集水腔3312，第三集水部333的一端与第二集水部332相连，第二子集水腔3312与第一子集水腔3311连通。部分换热管31的第二端312与第三集水部333相连，且第二子集水腔3312与对应的换热管31的内部连通。

圆柱状的第三集水部333能够使其与换热管31的第二端312连接更加稳靠，且简化了换热管31的径向布设方式。

更进一步地，第二集水结构33还包括第四集水部334，第二集水腔331还包括第三子集水腔3313，第四集水部334具有第三子集水腔3313，第四集水部334的一端与第三集水部333背向第二集水部332的一端相连，另一端与外筒10相连，且第三子集水腔3313与第二子集水腔3312连通。其中，第四集水部334的外径尺寸自第三集水部333向外筒10逐渐减小。

通过设置第四集水部334的外径尺寸自第三集水部333向外筒10逐渐减小，能够对其上的部件进行可靠支撑，另外，也能够使维修人员方便进入第二集水腔331内。

可选地，第四集水部334呈锥型。

具体地，外筒10上开设有第二开口，第三子集水腔3313与第二开口连通。更具体地，第二开口开设于下封头13上。

在一些实施例中，为了使维修人员能够顺利地进入第二集水腔331，设置第二开口的尺寸大于500毫米，且第二集水腔331的内径尺寸大于500毫米。

在一些实施例中，反应器100还包括奥氏体不锈钢过渡结构40，奥氏体不锈钢过渡结构40连接于第二集水结构33与外筒10之间。

通过设置奥氏体不锈钢过渡结构40，使得第二集水结构33与奥氏体不锈钢过渡结构40现场安装组焊时，不需要作焊前预热和焊后热处理，简化了连接工序。

具体地，第四集水部334远离第三集水部333的一端与奥氏体不锈钢过渡结构40相连。

在一些实施方式中，奥氏体不锈钢过渡结构40呈环状，且背向外筒10的一端具有环形台阶槽，第二集水结构33至少部分伸入环形台阶槽内与奥氏体不锈钢过渡结构40相连。如此，能够提高定位精度和焊接可靠性。

实际应用中，外部移热介质自第二开口进入第四集水部334的第三子集水腔3313内，经第三集水部333的第二子集水腔3312及第二集水部332的第一子集水腔3311进入各换热管31的内部，在触媒框20内换热后，进入第一集水部321的第一集水腔3211内，再通过集水管部322排出，以完成换热。

在一些实施例中，反应器100还包括进气管50及进气罩60，进气管50的一端与外筒10相连，另一端穿设触媒框20与进气罩60相连，进气罩60罩设于第二集水结构33的外部，以在进气罩60与第二集水结构33之间形成与进气管50的内部连通的进气空间70。进气管50及进气罩60均开设有与触媒框20的内部连通的多个第一出气孔。

可以理解，进气管50和进气罩60内流通有反应气。

通过设置进气管50和进气罩60，能够使得反应气均匀地进入触媒框20内，进而确保反应充分地进行。另外，由于进气管50穿设触媒框20，使得反应气能够自触媒框20的内部向外部布气，该传送方式也呈离心式布气，催化剂床层线速度从内往外逐渐降低，换热管31传热系数也逐渐降低；同时反应速率也是从内往外逐渐降低，即反应热逐渐减少，所以离心布气方式使反应放热和换热管31的移热速率两者间更为匹配合理。

具体地，多个第一出气孔沿进气管50和进气罩的周向和轴向间隔设置。

具体地，外筒10开设有第三开口，进气管50背向进气罩60的一端穿设第三开口与外部连通。

在一些实施方式中，进气管50的中心轴线与触媒框20的中心轴线重合。

在一些实施例中，进气罩60的内廓形状与第二集水结构33的外廓形状相适配。

如此，可在进气罩60与第二集水结构33之间形成均匀地间隙，进而确保反应气的均匀传送。

具体地，进气罩60罩设于第二集水部332和第三集水部333上。

在一些实施例中，外筒10与触媒框20之间具有环隙80，触媒框20沿径向开设有多个第二出气孔，每一第二出气孔连通环隙80和触媒框20的内部，外筒10上还开设有第四开口14，第四开口14与环隙80连通。

实际应用中，反应气进入进气管50后，再进入进气罩60内，进而经第一出气孔径向排出至触媒框20内，经过反应后，再通过第二出气孔排出至环隙80中，最后集中至第四开口14排出，已完成反应。

如图2所示，在一些实施例中，触媒框20的一端沿径向与外筒10之间通过第一密封填料85密封。如此，可消除外筒10与触媒框20之间的热膨胀差。

如图3所示，在一些实施例中，进气管50沿径向与外筒10之间也通过第二密封填料90密封。如此，可消除外筒10与进气管50之间的热膨胀差。

本申请实施例提供的反应器100，具有以下有益效果：

本申请通过设置与换热管31相连的多个第一集水部321和第二集水结构33，使换热管31与第一集水腔3211及第二集水腔331连通，当换热管31发生泄漏时，可使维修人员进入第一集水腔3211或第二集水腔331内对换热管31进行检查和维修，其次，取消了传统管板结构，同时也由于全部换热管31分散至与多个第一集水部321相连，方便了移热组件30的整体换件。

另外，被多个第一集水部321分散的全部换热管31与第二集水结构33相连，能够简化结构，避免暂用较多触媒框20的空间，以降低催化剂填充量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种反应器，其特征在于，包括：

外筒；

触媒框，设于所述外筒的内部；以及

移热组件，设于所述外筒的内部，且包括多个换热管、第一集水结构及第二集水结构；

所述换热管设于所述触媒框内，每一所述换热管具有第一端及与所述第一端相对的第二端；

所述第一集水结构包括多个彼此独立设置的第一集水部，每一所述第一集水部具有用于收集移热介质的第一集水腔，每一所述第一集水部与部分所述换热管的所述第一端相连，且所述第一集水腔与对应的所述换热管的内部连通；

所述第二集水结构具有用于收集所述移热介质的第二集水腔，所述第二集水结构与全部所述换热管的所述第二端相连，且所述第二集水腔与全部所述换热管的内部连通。

2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述第一集水腔呈球型。

3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述第一集水部呈球型，连接于同一呈球型的所述第一集水部的各所述换热管的所述第一端，沿所述第一集水部的周向和/或径向彼此间隔设置。

4.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述第一集水结构还包括多个彼此独立设置的集水管部，全部所述集水管部与全部所述第一集水部一一对应设置，所述集水管部用于引导所述移热介质；

所述集水管部包括第一集水管、第二集水管及伸缩节，所述第一集水管的一端与所述外筒相连，另一端与所述伸缩节的一端相连，所述第二集水管的一端与所述伸缩节的另一端相连，另一端与所述第一集水部相连。

5.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述第二集水结构包括第二集水部，第二集水部呈半球型，所述第二集水腔包括第一子集水腔，所述第二集水部具有所述第一子集水腔，所述第二集水部与至少部分所述换热管的所述第二端相连，且所述第一子集水腔与对应的所述换热管的内部连通；

各所述换热管的所述第二端沿所述第二集水部的周向和/或径向彼此间隔设置。

6.根据权利要求5所述的反应器，其特征在于，所述第二集水结构还包括第三集水部，所述第三集水部呈圆柱状，所述第二集水腔包括第二子集水腔，所述第三集水部具有所述第二子集水腔，所述第三集水部的一端与所述第二集水部相连，且第二子集水腔与所述第一子集水腔连通；

部分所述换热管的所述第二端与所述第三集水部相连，且所述第二子集水腔与对应的所述换热管的内部连通。

7.根据权利要求6所述的反应器，其特征在于，所述第二集水结构还包括第四集水部，所述第二集水腔还包括第三子集水腔，所述第四集水部具有所述第三子集水腔，所述第四集水部的一端与所述第三集水部背向所述第二集水部的一端相连，另一端与所述外筒相连，且第三子集水腔与所述第二子集水腔连通；

其中，所述第四集水部的外径尺寸自所述第三集水部向所述外筒逐渐减小。

8.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述反应器还包括奥氏体不锈钢过渡结构，所述奥氏体不锈钢过渡结构连接于所述第二集水结构与所述外筒之间。

9.根据权利要求1～8任一项所述的反应器，其特征在于，所述反应器还包括进气管和进气罩，所述进气管的一端与所述外筒相连，另一端穿设所述触媒框与所述进气罩相连，所述进气罩罩设于所述第二集水结构的外部，以在所述进气罩与所述第二集水结构之间形成与所述进气管的内部连通的进气空间；

其中，所述进气管及所述进气罩均开设有与所述触媒框的内部连通的第一出气孔。

10.根据权利要求9所述的反应器，其特征在于，所述进气罩的内廓形状与所述第二集水结构的外廓形状相适配。

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