专利名称：能防止热应力造成破坏的合成塔内件新型冷管束的制作方法
技术领域：
本实用新型属于化肥合成塔内件的改进。
在氨、甲醇等合成塔内件中，当采用单管并流、单管折流型内件，用冷管束移走触媒层中反应热时，一般设计中冷管束结构如
图1所示。冷管束由进气管1、上分气管2、下降冷管3和上升冷管5和下集气管6组成。冷管束埋放在触媒层4中间，由中心管7来的原料冷气经进气管1导入上分气管2中，分配至下降冷管3中，经触媒层4带走反应热，使原料气升温，进入下集气管6后，经上升冷管5进一步吸收反应热，最后返至触媒层4的顶部分散进入触媒层，进行合成反应。
由于冷管束埋藏在触媒层中间，周围为触媒颗粒所充满，当温度升高时，上分气管2与下集气管6之间距离L因热膨胀而增加了△L，此增加的距离空间内受气流和触媒颗粒重力的影响，仍为触媒颗粒所充满。当温度下降时，触媒颗粒阻碍了冷管束的自由收缩，一方面上分气管2下面的触媒颗粒被挤压而破碎，另一方面冷管3因不能自由收缩而产生巨大的热拉应力，足以使冷管3与上分气管2与下集气管6之间的焊接头处产生裂纹甚至拉断。
在89212109.2实用新型专利中，为了避免这种热应力，采用图2设计。在上分气管2所在的″L″空间内，不装触媒，使冷管3能自由胀缩而不受触媒颗粒的阻碍，但这样做的结果使触媒装填量减少了2～3％，牺牲了氨或甲醇等产量。
本实用新型的目的在于可以基本上不减少触媒装填量的前提下，消除冷管束的热应力，从而避免了冷管束焊接头处产生裂纹和拉断的危险。
本实用新型的实施方法如图3所示，在上分气管2的下部装上一个用薄壁金属做成的环形的冷管束热膨胀补偿器9，在补偿器9上有孔让所有冷管3通过，但孔与冷管3的间隙不能让触媒颗粒通过，这样就形成了一个环形的触媒空腔。当冷管束受热膨胀时，补偿器9与上分气管2同步上升，当温度下降冷管3收缩，由于补偿器9底部刚度很小，容易变形，甚至可做成底部能自由升降，因此，冷管收缩时就基本消除了热拉应力，从而即避免触媒颗粒被压碎，又防止了冷管束焊接接头的裂纹和拉断。
作为实施例，环形热膨胀补偿器9由焊接在上分气管2上的外罩壳9a、内罩壳9c和装在9a、9c内部可以自由升降的底板9b组成，在9a和9c的下部有限止9b的限位装置。所有的冷管3在9a、9b、9c的孔中通过，孔与冷管3的间隙小于触媒颗粒的直径和厚度，补偿器9与上分气管2同步上升，底板9b受9a、9c限位装置提升而同步上升。当温度下降冷管束收缩时，底板9b下面的触媒推动底板9b上升使冷管3能自由收缩，因而避免了触媒颗粒被压碎，同时又防止了冷管束焊接接头的破裂。
权利要求1.一种合成塔内件的冷管束由上升管1、上分气管2、下降冷管3、上升冷管5和下集气管6组成，其特征在于上分气管2上固定有一个环形热膨胀补偿器9，由薄壁金属做成。
2.按权利要求1所述的合成塔内件的冷管束，其特征在于其环形热膨胀补偿器9是由焊接在上分气管2上的外罩壳9a、内罩壳9c和装在内、外罩壳之间可自由升降的底板9b组成。
专利摘要一种能防止热应力造成破坏的合成塔内件新型冷管束结构，属于化肥合成塔内件的改进。在氨和甲醇等合成塔内件中单管并流和单管折流型冷管束由于埋藏在触媒层中不能自由热胀冷缩，在反复受到温度变化影响后，热应力造成冷管焊接接头开裂或拉断。本发明在冷管束上增加一个薄金属做的环形热膨胀补偿器后，可使冷管能自由胀缩，消除了温度变化在冷管束中产生的热应力，从而防止了冷管焊接接头处的开裂和拉断。
文档编号F28D1/00GK2093358SQ9121547
公开日1992年1月15日 申请日期1991年5月18日 优先权日1991年5月18日
发明者顾宗义 申请人:顾宗义