一种管板外置螺旋式独立冷管束水管型反应装置的制作方法

本发明涉及利用水的相变及时移走反应热的水管型反应装置。

背景技术：

化工反应器技术的发展，使水管式反应器在化工行业大量应用，随着化工装置的大型化发展，反应器逐步向大型化发展，其结构也越来越复杂，同时大型化工装置对化工设备的长周期稳定运行和检修方便提出了更高要求，对设有大量冷管束的大型水管型反应器，焊缝数量相应增加，泄漏的几率也相应增加。反应器中管束如果出现问题，整个系统将被迫停车，不但严重影响正常生产，且检修难度大、检修时间长。

zl200920102700.6公开的一种水管型反应器和zl201320560944.5公开的一种多汽包水管型反应器，在其壳体内均设置了多组冷管束单元和上、下联箱管等组件，每个冷管束单元上、下端与设备内置的联箱管连通，上联箱管再通过多个总管与汽包联通，下联箱管通过多个总管与进水总管联通，这种结构的水管型反应器制造方便、安全系数高；但冷管束单元中的冷管束一旦出现泄漏，须对冷管束进行查漏和隔离损坏的冷管束单元，系统不得不停车后置换和卸出触媒，维修时间较长，对生产的影响较大。

技术实现要素：

本发明提供一种具有管板外置螺旋式独立冷管束单元的水管型反应装置结构，以克服现有技术存在的缺陷。

本发明目的通过以下技术方案实现：

这种管板外置螺旋式独立冷管束水管型反应装置，它包括上联箱组件、下联箱组件以及装设在反应器筒体内的冷管束，其特征在于所述冷管束的各冷管为同心圆均匀排布的螺旋式结构，所述顶部封头和底部封头上分别设置有效数量的汽、水混合物出口和水进口，所述冷管束上部穿出顶部封头后与汽、水混合物出口端的上管板固连，上管板与上联箱组件中的上联箱管封头进口固连，上联箱管封头出口与汽包进口相连；冷管束下部穿出底部封头后与底部封头上水进口端的下管板固连，下管板与下联箱组件中的下联箱管封头出口相连，下联箱管封头进口与动力泵出口相连，动力泵进口与汽包出水口相连。

所述反应器筒体内装设有内筒，所述内筒上下端分别与反应器筒体外壳固连，所述内筒轴心处设置有中心管，所述内筒筒壁和中心管管壁分别开设有气孔，所述冷管束在内筒与中心管间均匀分布。

所述上管板与上联箱组件中的封头间法兰连接或焊接；下管板与下联箱组件中的封头间法兰连接或焊接。

本发明取得的技术进步：

由于每组冷管束单元上管板和下管板分别引至反应器筒体外与外置的上、下联箱组件直接连接，一旦反应器内有损坏的冷管时，由于每组冷管束单元的上管板和下管板分别设置在反应器筒体外，因而可通过上、下管板检修或隔离泄漏和损坏的换热管，避免了以往不得不将触媒卸出后进行检修和设备置换的弊端，大大缩短了检修或维修时间，将检修对生产的影响降低到最小，且由于换热管为一定弯曲半径的螺旋式结构，这种螺旋式结构的冷管束有效减小了反应器筒体与换热管之间的温差应力，避免了采用膨胀节或金属软管，本发明结构简单合理，安全系数高。

附图说明

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明反应器筒体俯视结构示意图。

图3为本发明冷管束结构示意图。

图4为本发明开设有集气流道和分气流道的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。

实施例1：如图1所示，这种管板外置螺旋式独立冷管束水管型反应装置它包括上联箱组件、下联箱组件以及装设在反应器筒体8内的冷管束7，冷管束7的各冷管为同心圆排布的螺旋式结构，顶部封头9和底部封头6上分别设置有效数量的汽、水混合物出口16和水进口17，本实施例汽水混合物出口16和水进口17分别设置4个，冷管束7上部穿出顶部封头9后与顶部封头9上汽水混合物出口16上兼有法兰作用的上管板10固连，汽水混合物出口16与上管板10之间固连，上管板10通过法兰11（或通过焊接）与上联箱组件中的上联箱管封头12进口固连，该封头12出口经接管13后通过阀门14与汽包15的汽、水进口相连；冷管束7下部穿出底部封头6后与底部封头6上水进口17上兼有法兰作用的下管板5固连，下管板5通过法兰4与下联箱组件中的下联箱管封头3出口相连，下联箱管封头6进口经过接管后通过阀门2与动力泵1出口相连，动力泵1进口通过管路与汽包15出水口相连。根据设计规模，本发明顶部封头9上汽水混合物出口16外置的上联箱管封头12和底部封头6上汽水混合物进口17外置的下联箱管封头3可设置一个或多个，如图2所示，本实施例上联箱管封头12和下联箱管封头3各设置了四个。如图4所示，冷管束7的横截面为多个同心圆排布的螺旋式结构，冷管束7在反应器筒体8内平行分布，本实施例冷管束7在反应器筒体8内形成四个同心圆形排布。当发现冷管束7损坏时，可通过伸出反应器筒体8外置的上管板10和下管板5查泄漏换热管并且维修或隔离损坏的换热管，以避免设备置换和触媒卸出。

实施例2：如图4所示，本实施例与实施例1不同之处是在反应器筒体8内装设有内筒18，内筒18的上下端分别与反应器筒体8外壳固连，内筒18的轴心处设置有中心管19，内筒18筒壁和中心管19管壁分别开设有气孔20、21，冷管束7在内筒18与中心管19之间均匀分布，这种集气流道和分气流道形成了反应介质在催化剂内横向流动的径向反应器。

技术特征：

1.一种管板外置螺旋式独立冷管束水管型反应装置，它包括上联箱组件、下联箱组件、顶部封头、底部封头以及装设在反应器筒体内的冷管束，其特征在于所述冷管束的各冷管为同心圆均匀排布的螺旋式结构，所述顶部封头和底部封头上分别设置有效数量的汽、水混合物出口和水进口，所述冷管束上部穿出顶部封头后与汽、水混合物出口端的上管板固连，上管板与上联箱组件中的上联箱管封头进口固连，上联箱管封头出口与汽包进口相连；冷管束下部穿出底部封头后与底部封头上水进口端的下管板固连，下管板与下联箱组件中的下联箱管封头出口相连，下联箱管封头进口与动力泵出口相连，动力泵进口与汽包出水口相连。

2.根据权利要求1所述的管板外置螺旋式独立冷管束水管型反应装置，其特征在于所述反应器筒体内装设有内筒，所述内筒上下端分别与反应器筒体外壳固连，所述内筒轴心处设置有中心管，所述内筒筒壁和中心管管壁分别开设有气孔，所述冷管束在内筒与中心管间均匀分布。

3.根据权利要求1或2所述的管板外置螺旋式独立冷管束水管型反应装置，其特征在于所述上管板与上联箱组件中的封头间法兰连接或焊接；下管板与下联箱组件中的封头间法兰连接或焊接。

技术总结
本实用新型公开了一种管板外置螺旋式独立冷管束水管型反应装置，冷管束的各冷管为同心圆排布的螺旋式结构，顶部封头和底部封头上分别设置汽、水混合物出口和水进口，冷管束上部穿出顶部封头后与上管板固连，上管板与上联箱管封头进口相连，上联箱管封头出口与汽包相连；冷管束下部穿出底部封头后与下管板固连，下管板与下联箱管封头出口相连，下联箱管封头进口与动力泵出口相连，动力泵进口与汽包出水口相连。反应器内有损坏的冷管时，可通过上、下管板检修或隔离泄漏和损坏的换热管，避免了触媒卸出后检修和设备置换的弊端，缩短了检修时间，螺旋式冷管束减小了反应器筒体与换热管间温差应力，避免了采用膨胀节或金属软管，结构合理，安全系数高。

技术研发人员：刘金成;赵素峰
受保护的技术使用者：刘金成
技术研发日：2019.05.24
技术公布日：2020.06.23