CN219518778U - 一种扇形多管束水管型控温反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种扇形多管束水管型控温反应器，属于化工设备技术领域，包括上封头、反应器筒体和下封头，反应器筒体内装有内筒，内筒轴线上设有中心管，内筒和中心管的壁上开设有气孔，中心管下端为盲端、上端中心管出口与上封头固连，内筒和中心管间径向均布有多组换热管束组，其换热管上下端分别固连上管板和下管板且与上联箱分管和下联箱分管连通，上联箱分管和下联箱分管均与汽包连接，上联箱分管与汽包连接的汽水出口管上设有热应力补偿器。本实用新型催化剂装卸方便，空间利用率高，气体采用径向流动，催化剂床层阻力小，催化剂床层高度不受到限制；相互独立并联的换热管束组适合于制作大型水管型反应器，符合反应器大型化发展趋势。

Description

一种扇形多管束水管型控温反应器

技术领域

本实用新型涉及一种扇形多管束水管型控温反应器，属于化工设备技术领域。

背景技术

现有的水管型反应器大多采用整体固定管板式结构，催化剂装填于换热管内，换热管外充满冷却介质水。通过反应管外的冷却介质移走反应热，以维持反应管内的反应温度。

随着越来越多的大型化设备的投入使用，发现这种反应器存在以下缺陷：随着生产能力的增加，由于催化剂装填于反应管内，反应管长度受催化剂阻力的限制，只能增加反应器直径，管板的直径也随之加大、厚度增加，管板上往往要密集接数千根的换热管，在反应器运行中换热管、管板或换热管与管板的焊接接头一旦出现泄露，很难进行维修或更换。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种扇形多管束水管型控温反应器，用来解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种扇形多管束水管型控温反应器，包括一体设置的上封头、反应器筒体和下封头；所述上封头上设有进气口、人孔、检修孔和汽水出口，所述下封头上设有催化剂卸出孔和进水口；所述反应器筒体内固定装配有筒壁开设有多个气孔的内筒，所述内筒的轴线上设有管壁开设有多个气孔的中心管，所述中心管的下端为盲端，其上端的中心管出口穿出检修孔且与上封头固定连接，所述内筒和中心管间径向均布有多组换热管束组，所述换热管束组的换热管间装填有催化剂，且换热管的上下端分别固定连接有上管板和下管板且与上联箱分管和下联箱分管连通，所述上管板固定连接有上联箱分管，所述上联箱分管依次经汽水连通管、上联箱总管和汽水出口管后连接上封头上的汽水出口，所述汽水出口通过连接管路与汽包汽水入口连接，所述汽水出口管上设有热应力补偿器；所述下管板固定连接有下联箱分管，所述下联箱分管依次经水连接管和下联箱总管连接下封头的进水口，所述进水口通过连接管路与汽包的循环水出口连接，所述汽包上还设有汽包水蒸汽出口。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述气孔均布于内筒的筒壁和中心管的管壁上。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述热应力补偿器采用膨胀节、金属软管或填料函。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述上管板和下管板均为大小相同的扇形。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述检修孔设置于上封头的顶端，所述催化剂卸出孔设置于下封头的底端。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述换热管束组的长度一致。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术效果有：

本实用新型将固定管板式水管反应器的管板按生产和工艺要求分成多块，并在内筒与中心管之间的环形区域环绕中心管径向均匀分布，同时设计成多个相互独立且并联的固定管板式换热管束换热单元体即换热管束组，每一个换热管束换热单元体都有其独立的联箱管。在换热管束换热单元体的换热管间填装催化剂，与现有反应管内装填催化剂结构的反应器比较，本实用新型催化剂装卸方便，且空间利用率高，更重要的是换热管束换热单元体的换热管间装填催化剂，反应气体采用径向流动，催化剂床层阻力小，催化剂床层高度不会因为床层阻力受到限制。

本实用新型在上封头设置了检修孔和人孔，避免了设置与筒体相同直径的大型设备法兰，便于对换热管束组进行组装、更换或检修，避免了反应器的整体报废。

本实用新型在汽水出口管上设置热应力补偿器，从而大大改善了反应器运行中的受力状态，降低了换热管束组内件由于温差应力造成破坏的可能性，提高了设备运行的可靠性，同时避免了为降低温差应力使用特种材料，降低了设备的制造成本。

本实用新型通过调节汽包水蒸汽出口的流量进一步控制蒸汽压力，使换热管束组上管板和下管板的水、水蒸汽侧压力微大于合成气侧压力；通过设置水、蒸汽侧压差自动控制，实现微压差操作，减少换热管泄露失效的几率；同时管板承受压差小，因而可降低管板厚度，减少用材，降低设备造价。

本实用新型相互独立且相互并联的换热管束组结构尤其适合于制作大型水管型反应器，符合反应器大型化的发展趋势，具有较好的推广价值和潜在的经济效益。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型上管板在反应器内分布的结构示意图；

图3是本实用新型换热管束组连接的结构示意图；

其中，1、反应器筒体，2、换热管，3、内筒，4、气孔，5、中心管，6、上封头，7、进气口，8、人孔，9、检修孔，10、中心管出口，11、汽包水蒸汽出口，12、汽包， 13、汽水出口，14、汽水出口管，15、热应力补偿器，16、上联箱总管，17、汽水连通管，18、上联箱分管，19、上管板，20、下管板，21、下联箱分管，22、水连接管，23、下联箱总管，24、进水口，25、催化剂卸出孔，26、下封头。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：

一种扇形多管束水管型控温反应器，如图1-3所示，包括一体设置的上封头6、反应器筒体1和下封头26；所述上封头6上设有进气口7、人孔8、检修孔9和汽水出口13，所述下封头26上设有催化剂卸出孔25和进水口24。所述反应器筒体1内固定装配有筒壁上均匀开设有多个气孔4的内筒3，内筒3的上、下端分别与反应器筒体1焊接固连；所述内筒3的轴线上设有管壁均匀开设有多个气孔4的中心管5，所述中心管5的下端为盲端、上端的中心管出口10穿出检修孔9且与上封头6固定连接，所述内筒3和中心管5间径向均布有多组换热管束组，所述换热管束组的换热管2间装填有催化剂，且换热管2的上下端分别固定连接有上管板19和下管板20且与上联箱分管18和下联箱分管21连通，所述上管板19和下管板20均为大小相同的扇形。所述上管板19固定连接有上联箱分管18，所述上联箱分管18依次经汽水连通管17、上联箱总管16和汽水出口管14后连接上封头6上的汽水出口13，所述汽水出口13通过连接管路与汽包12汽水入口连接，所述汽水出口管14上设有热应力补偿器15，所述热应力补偿器15采用膨胀节、金属软管或填料函；所述下管板20固定连接有下联箱分管21，所述下联箱分管21依次经水连接管22和下联箱总管23连接下封头26的进水口24，所述进水口24通过连接管路与汽包12的循环水出口连接，所述汽包12上还设有汽包水蒸汽出口11。

所述检修孔9设置于上封头6的顶端，通过检修孔9可在反应器筒体1内部进行换热管束的组装、更换或检修；所述催化剂卸出孔25设置于下封头26的底端，通过催化剂卸出孔25将催化剂卸出或进行换热管束的组装、更换及检修。

各换热管2之间的空隙用于填装催化剂形成催化剂床层，夹带有反应原料的气体介质由进气口7进入后，经由反应器筒体1与内筒3间的环隙从内筒3筒壁上的气孔4径向通过催化剂床层，即催化剂床层反应气体的流动方向为朝向反应器轴心的径向流动方向，同时换热管2内的水将产生的反应热带出，反应并换热后的产物经中心管5上的气孔4进入中心管5后经中心管5上端的中心管出口10流出反应器；出汽包12的循环水经管路流入下封头26的进水口24，经换热管2时吸收反应热部分变为水蒸汽，水和水蒸汽进入汽包12进行汽水分离。

通过调节汽包水蒸汽出口11处的流量进一步控制蒸汽压力，来控制上管板19和下管板20的水和水蒸汽侧（换热管2内侧）压力微大于合成气侧（换热管2外侧）压力，通过设置水、蒸汽侧压差自动控制，实现微压差操作，减少换热管泄露失效的几率，同时管板承受压差小，因而可降低管板厚度，减少用材，降低设备造价。

Claims (6)

1.一种扇形多管束水管型控温反应器，其特征在于：包括一体设置的上封头（6）、反应器筒体（1）和下封头（26）；所述上封头（6）上设有进气口（7）、人孔（8）、检修孔（9）和汽水出口（13），所述下封头（26）上设有催化剂卸出孔（25）和进水口（24）；所述反应器筒体（1）内固定装配有筒壁开设有多个气孔（4）的内筒（3），所述内筒（3）的轴线上设有管壁开设有多个气孔（4）的中心管（5），所述中心管（5）的下端为盲端、上端的中心管出口（10）穿出检修孔（9）且与上封头（6）固定连接，所述内筒（3）和中心管（5）间径向均布有多组换热管束组，所述换热管束组的换热管（2）间装填有催化剂，且换热管（2）的上下端分别固定连接有上管板（19）和下管板（20）且与上联箱分管（18）和下联箱分管（21）连通，所述上管板（19）固定连接有上联箱分管（18），所述上联箱分管（18）依次经汽水连通管（17）、上联箱总管（16）和汽水出口管（14）后连接上封头（6）上的汽水出口（13），所述汽水出口（13）通过连接管路与汽包（12）汽水入口连接，所述汽水出口管（14）上设有热应力补偿器（15）；所述下管板（20）固定连接有下联箱分管（21），所述下联箱分管（21）依次经水连接管（22）和下联箱总管（23）连接下封头（26）的进水口（24），所述进水口（24）通过连接管路与汽包（12）的循环水出口连接，所述汽包（12）上还设有汽包水蒸汽出口（11）。

2.根据权利要求1所述的一种扇形多管束水管型控温反应器，其特征在于：所述气孔（4）均布于内筒（3）的筒壁和中心管（5）的管壁上。

3.根据权利要求1所述的一种扇形多管束水管型控温反应器，其特征在于：所述热应力补偿器（15）采用膨胀节、金属软管或填料函。

4.根据权利要求1所述的一种扇形多管束水管型控温反应器，其特征在于：所述上管板（19）和下管板（20）均为大小相同的扇形。

5.根据权利要求1所述的一种扇形多管束水管型控温反应器，其特征在于：所述检修孔（9）设置于上封头（6）的顶端，所述催化剂卸出孔（25）设置于下封头（26）的底端。

6.根据权利要求1所述的一种扇形多管束水管型控温反应器，其特征在于：所述换热管束组的长度一致。