列管反应器支撑板的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种列管反应器支撑板。
【背景技术】
[0002]随着现代工业的发展，反应器负荷的要求越来越大，各种反应器也越来越大。大型的反应列管数量会达到万根左右，其长度也达到了 5米以上，导致反应器直径达到5米以上。为了支撑和固定这些列管，一台反应器中要加装支撑板。
[0003]目前较主流的需要通过壳层蒸发水来带走管内反应热的列管式反应器有两种支撑及气液相通过形式。一种如文献CN1853766A是交错排布的多孔板，板上开口固定列管，气液相通过折流板的缺口排出反应器，多孔板交错排布起到支撑管束的作用。另一种支撑形式为格栅板形式，靠格栅的四边固定列管，格栅板起到支撑管束的作用，格栅边缘与列管之间的间歇作为壳层的流通面积可以通过气液相撤热介质。但其结构复杂，每层板由数百根支撑条相互嵌接，每根支撑条上都需要开设近百个嵌槽，然后由工人逐一焊接安装，可以想象，这种形式的生产成本和生产周期非常巨大。
[0004]列管式反应器管内装填催化剂，管间走加压热水移出反应所放出的热量。因为反应器采用热虹吸式循环，所以对壳侧的压力降具有要求，一般需要控制在总水压头的I?3%左右(以1m反应器水头计算，约为I?3kPa)。以7层反应器支撑板为例，除去沿程压力压损，一般要求每块支撑板的局部压损在10Pa以内。所以，能否在各种工况下都能满足这个压降要求，成为了评判一种支撑板的设计是否合格的重要指标。如何在保证通过这些支撑板的流体压降的前提下，尽可能的降低设备和系统投资和简化设备结构缩短生产周期，即为本发明的目的。
【发明内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是现有技术存在压降大，或者制造和安装周期长，工程投资高，大型化困难的问题，提供一种新的列管反应器支撑板。该反应器支撑板在保证流体压降的前提下，能降低设备和系统投资，简化设备结构，缩短生产周期。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案如下:一种列管反应器支撑板，所述支撑板为与反应器截面积基本相同的整板，所述支撑板上按照列管数开设有与列管直径相适应的圆孔以固定列管，在所述圆孔的边缘再开设有流速比为1.5?30倍的附加孔；其中，所述流速比是指壳侧流体通过支撑板附加孔时流速增加的倍数。
[0007]上述技术方案中，优选地，所述流速比为2?20倍。更优选地，所述流速比为2.5?15倍。
[0008]上述技术方案中，优选地，在所述圆孔边缘开设的附加孔数量为2?6个，沿圆孔边缘对称或均匀排列。
[0009]上述技术方案中，优选地，在所述圆孔边缘开设的附加孔形状为弧形或多边形。
[0010]上述技术方案中，优选地，所述附加孔的总面积为支撑板面积的4?16%。
[0011]上述技术方案中，优选地，所述支撑板的圆孔之间还开设有小孔。
[0012]上述技术方案中，优选地，所述小孔的形状为多边形。更优选地，所述小孔的形状为圆形。
[0013]上述技术方案中，优选地，所述圆孔、附加孔和小孔之间的距离至少为I毫米。更优选地，所述圆孔、附加孔和小孔之间的距离至少为2毫米。
[0014]本实用新型在固定列管的圆孔边缘开设了附加孔，特别优选在圆孔之间还开设了小孔。较采用折流板的反应器降低了壳层压降，较采用格栅板的反应器减少了反应器直径。本实用新型可应用于壳层以水蒸汽撤热的大型列管式反应器。应用此发明在满足工艺要求的情况下，能显著减少工程投资，取得了较好的技术效果。
【附图说明】
[0015]图1为格栅板式支撑板。
[0016]图2为本实用新型的双叶孔形式的开孔式支撑板。
[0017]图3为本实用新型的支撑板立体示意图。
[0018]图1?3中，I为支撑板，2为反应管，3为支撑板上的圆孔，4为圆孔边缘的附加孔，5为格栅条。
[0019]图1中，支撑板为格栅板形式，靠格栅的四边固定列管，整板起到支撑管束的作用，格栅边缘与列管之间的间歇作为壳层的流通面积可以通过气液相撤热介质。但其结构复杂，每层板由数百根支撑条相互嵌接，每根支撑条上都需要开设近百个嵌槽，然后由工人逐一焊接安装，可以想象，这种形式的生产成本和生产周期非常巨大。
[0020]图2和图3为本实用新型的开孔式支撑板，采用与反应器截面积基本相同的整板作为支撑板，支撑板上按照列管数开圆孔，在这些大孔的边缘开附加孔，在圆孔之间还可以开设有小孔。
[0021]采用本实用新型的开孔式支撑板的列管反应器较采用折流板的反应器降低了壳层压降。由于壳层撤热的汽液循环量较大，一般采用虹吸式，避免长期的循环泵高能耗的费用。但是，即使采用虹吸式，如果板压降大必然需要增加汽包的高度，以提供足够的静压头，会增加工程成本。
[0022]采用本实用新型的开孔式支撑板的列管反应器较采用格栅板的反应器减少了反应器直径。如图2、3，格栅采用四边与反应管相切支撑，必然会比圆形孔要求更高的管间距，(支撑板开孔相当于格栅的内切圆。)因此不仅是避免了格栅板加工制造本身的费用和周期，降低反应器直径所带来的制造费用和加工周期的节省效果更为明显。
[0023]本实用新型的支撑板，增加了汽液相穿流孔，具有结构简单，制造和安装周期快，制作成本低等优势。列管反应器在使用了新的开孔方案后，在保证反应器负荷的前提下，缩小了反应器的外形尺寸，并能满足压降要求。
[0024]下面通过实施例对本实用新型作进一步的阐述。
【具体实施方式】
[0025]【对比例I】
[0026]采用图1所示的传统的格栅板式支撑板。支撑板由一根根钢条交错嵌接而成，中间空间用于固定反应管，其它空间用于壳侧汽水通过。这种形式的支撑板制造与安装都十分繁琐，制造周期长，生产成本高。
[0027]【对比例2】
[0028]采用折流板式支撑板，采用相同的设备外径，在相同流量下，壳程阻力降将比穿流孔式的多70%左右，在全气相及一些特殊工况下不能满足工艺需求。
[0029]【实施例1】
[0030]采用图2所示的双叶孔形式的开孔式支撑板。支撑板由一整块钢板构成，上冲出大小孔洞，大圆孔用于固定反应管，在大圆孔两侧开设两个半圆型附加孔，大圆孔之间开设有小孔。附加孔和小孔可以使壳侧汽水通过。
[0031]所述支撑板的流速比为4.5倍。壳侧流体通过附加孔的流速为之前的4.5倍。圆孔与附加孔之间的距离为5毫米，附加孔与小孔之间的距离为5毫米，小孔与圆孔之间的距离为5毫米。
[0032]这种支撑板结构紧凑，制造简单。且新的双叶孔形式可以有效的控制孔间距，弥补了开孔易打穿的缺点。而且这种开孔布局方式可以使壳侧流通面积更大，能满足各种工况下的工艺压降要求。
【主权项】
1.一种列管反应器支撑板，其特征在于所述支撑板为与反应器截面积基本相同的整板，所述支撑板上按照列管数开设有与列管直径相适应的圆孔以固定列管，在所述圆孔的边缘再开设有流速比为1.5?30的附加孔；其中，所述流速比是指壳侧流体通过支撑板附加孔时流速增加的倍数。
2.根据权利要求1所述的列管反应器支撑板，其特征在于所述流速比为1.5?20。
3.根据权利要求2所述的列管反应器支撑板，其特征在于所述流速比为2?15。
4.根据权利要求1所述的列管反应器支撑板，其特征在于在所述圆孔边缘开设的附加孔数量为2?6个，沿圆孔边缘对称或均匀排列；所述附加孔的总面积为支撑板面积的4?16%。
5.根据权利要求1所述的列管反应器支撑板，其特征在于在所述圆孔边缘开设的附加孔形状为弧形或多边形。
6.根据权利要求1所述的列管反应器支撑板，其特征在于所述支撑板的圆孔之间还开设有小孔，每1/3?5个大孔共享I个小孔。
7.根据权利要求6所述的列管反应器支撑板，其特征在于所述小孔的形状为弧形或多边形。
8.根据权利要求7所述的列管反应器支撑板，其特征在于所述小孔的形状为圆形。
9.根据权利要求1所述的列管反应器支撑板，其特征在于所述圆孔、附加孔和小孔之间的距离至少为I毫米。
10.根据权利要求9所述的列管反应器支撑板，其特征在于所述圆孔、附加孔和小孔之间的距离至少为2毫米。
【专利摘要】本实用新型涉及一种列管反应器支撑板，主要解决现有技术存在压降大，或者制造和安装周期长，工程投资高，大型化困难的问题。本实用新型通过采用所述支撑板为与反应器截面积基本相同的整板，所述支撑板上按照列管数开设有与列管直径相适应的圆孔以固定列管，在所述圆孔的边缘再开设有流速比为1.5～30倍的附加孔；其中，所述流速比是指壳侧流体通过支撑板附加孔时流速增加的倍数的技术方案较好地解决了该问题，可用于列管反应器支撑板的工业生产中。
【IPC分类】B01J8-06
【公开号】CN204522942
【申请号】CN201520194242
【发明人】张艺, 臧霞静, 江继峰, 薛宏庆, 陈迎, 堵祖荫, 张霁菁
【申请人】中石化上海工程有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月1日