一种烃类一段蒸汽转化炉出口管系的柔性支撑结构的制作方法

文档序号:5676402阅读:335来源:国知局
一种烃类一段蒸汽转化炉出口管系的柔性支撑结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种烃类一段蒸汽转化炉出口管系的柔性支撑结构,通过在冷壁集合管和输气总管下的不同位置设置几个弹性支撑,可以解决热壁集合管和冷壁集合管的竖向热膨胀量不一致导致热壁集合管与冷壁集合管相连的三通接头的下部产生裂纹或断裂的问题,从而减少装置发生事故停车,实现这类烃类一段蒸汽转化炉的长期安全稳定运行。
【专利说明】一种烃类一段蒸汽转化炉出口管系的柔性支撑结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及烃类一段蒸汽转化炉出口管系【技术领域】,具体为烃类一段蒸汽转化炉冷热结合出口集合管系的支撑结构。
【背景技术】
[0002]以烃类为原料,用蒸汽转化法生产合成原料气和氢气,在合成氨、石油化工等行业具有特定的地位。合成氨厂甲醇厂的一段蒸汽转化炉、炼油厂的制氢转化炉等都属于烃类蒸汽转化炉。其工作原理、操作参数和结构设计等都大致相同。
[0003]转化气是指原料气在高温高压和催化剂作用下,在转化炉炉管内发生转化反应后所形成的富氢混合气。烃类一段蒸汽转化炉转化气出口管系是指转化气出转化炉管到废热锅炉所包含的管路系统。
[0004]转化气出口管系的结构形式多种多样,以出口集合管的形式大致可以分三类,即热壁出口集合管系统、冷壁出口集合管系统和冷热壁结合的出口集合管系统。本实用新型所涉及的就是一种冷热壁结合的出口集合管系的柔性支撑。
[0005]热壁集合管是指:集合管内部不衬耐火材料,外部保温或置于包温箱内,由于外壁温度接近转化气温度,因此称热壁集合管。
[0006]冷壁集合管是指:集合管内部衬有耐火材料,集合管外壁温度较低,因此称为冷壁
集合管。
[0007]目前国内有不少一段蒸汽转化炉的转化气出口管系是冷热壁结合的出口集合管系统,其结构如下:每根转化管用小直径的下猪尾管与各自的热壁集合管连接。下猪尾管和热壁集合管设置在转化炉膛外的下部炉底保温箱内。通常根据转化管数量的多少,把转化管分成4排或8排,每两排转化管根据管排长短共用一组或两组热壁集合管,每两组热壁集合管共用一组冷壁集合管,冷壁集合管直接与废热锅炉相连;当冷壁集合管多于一组的时候,每两组冷壁集合管通过输气总管汇总后直接与废热锅炉相连。转化气从各个转化管出来后,通过下猪尾管进入各组热壁集合管,汇总后通过冷热壁连接管进入各组冷壁集合管进入废热锅炉,或汇总后通过输气总管进入废热锅炉,通过一定的热量交换后去下游设备。这类一段蒸汽转化炉的热壁集合管(不带内衬)、冷热壁连接管、冷壁集合管输气总管、废热锅炉的中心线位于同一高度的水平面内,他们各自带有支撑,工作时下猪尾管、热壁集合管、冷壁集合管、输气总管、废热锅炉都会产生热膨胀,整个管系所受热应力非常复杂,特别是当热壁集合管和冷壁集合管的竖向热膨胀量不一致时,将导至热壁集合管与冷壁集合管相连的三通接头处会受到一个非常大的外力和弯矩,他常常造成三通接头的下部拉裂而发生事故,导致转化炉停炉,生产装置停车。
实用新型内容
[0008]本实用新型目的是提供一种烃类一段蒸汽转化炉出口管系的柔性支撑结构,以解决现有这类一段蒸汽转化炉出口管系中热壁集合管与冷壁集合管相连的三通接头在运转中易产生裂纹发生事故的问题。
[0009]为了达到上述目的,本实用新型所采用的技术方案为:
[0010]一种烃类一段蒸汽转化炉出口管系的柔性支撑结构,包括安装在保温箱内的下猪尾管、热壁集合管、热壁集合管支撑、穿过保温箱侧壁的冷热壁连接管,安装在保温箱外的冷壁集合管、冷壁集合管支撑、输气总管、输气总管支撑、废热锅炉,其特征在于:所述热壁集合管、冷热壁连接管、冷壁集合管输气总管、废热锅炉的中心线位于同一高度的水平面内,热壁集合管通过冷热壁连接管与冷壁集合管刚性连接,冷壁集合管通过输气总管与废热锅炉刚性连接;所述热壁集合管下设有支撑、冷壁集合管下设有限位支撑和弹性支撑、输气总管下设有限位支撑和弹性支撑、废热锅炉下设有弹性导向支撑。
[0011]通过在在冷壁集合管和输气总管下不同的位置设置几个弹性支撑,包括设置在热壁集合管下的支撑、冷壁集合管下的限位支撑和弹性支撑、输气总管下的限位支撑和弹性支撑、废热锅炉下的弹性导向支撑,以解决热壁集合管和冷壁集合管的竖向热膨胀量不一致导致热壁集合管与冷壁集合管相连的三通接头的下部产生裂纹或断裂的问题,从而减少装置发生事故停车,实现这类烃类一段蒸汽转化炉的长期安全稳定运行。
[0012]根据权利要求1所述的弹性支撑是指可变弹簧支吊架,工作时它既可以承受一定的垂直载荷,也可以弥补热壁集合管和冷壁集合管的竖向热膨胀量差。
[0013]限位支撑是指垂直方向不固定,水平方向固定的一种支撑,工作时它使得冷壁集合管以限位支撑为中心既可以向两端膨胀,也可以向上膨胀。使得与其相连的热壁集合管向两端膨胀,改善热壁集合管与下猪尾管的受力状况,也改善热了热壁集合管与冷壁集合管相连的三通接头的受力状况。
[0014]所述的弹性导向支撑是指垂直方向和水平方向均不固定的一种复合支撑,它由弹簧支吊架和钢结构组成。工作时它既可以承受一定的垂直载荷,也可以弥补集合管系和废热锅炉的竖向热膨胀量差,同时也可以使废热锅炉在沿着输气总管和废热锅炉的中心轴线的连线的水平方向自由膨胀。
[0015]本实用新型通过在冷壁集合管和输气总管下不同的位置设置几个弹性支撑,解决了这类烃类一段蒸汽转化炉出口管系在开停车和工作状态下,因热应力过大易造成热壁集合管与冷壁集合管相连的三通接头的下部产生裂纹而断裂造成装置发生事故停车,从而实现这类烃类一段蒸汽转化炉的长期安全稳定运行。
【专利附图】

【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的结构示意图。
[0017]图2为图1的A-A剖视图。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示。其由废热锅炉1、废热锅炉弹性导向支撑2、输气总管限位支撑3、输气总管弹性支撑4、输气总管5、转化管6、下猪尾管7、热壁集合管8、三通接头9、冷热壁连接管10、冷壁集合管限位支撑11、冷壁集合管12、冷壁集合管弹性支撑13。
[0019]一种烃类一段蒸汽转化炉出口管2系的柔性支撑结构,包括安装在保温箱内的下猪尾管7、热壁集合管8、热壁集合管支撑、穿过保温箱侧壁的冷热壁连接管10,安装在保温箱外的冷壁集合管12、冷壁集合管支撑、输气总管5、转化管6、输气总管支撑、废热锅炉1,所述热壁集合管8、冷热壁连接管10、冷壁集合管输气总管、废热锅炉的中心线位于同一高度的水平面内,热壁集合管通过冷热壁连接管10与冷壁集合管12刚性连接,冷壁集合管12通过输气总管5与废热锅炉I刚性连接;所述热壁集合管8下设有支撑、冷壁集合管下设有限位支撑11和弹性支撑13、输气总管5下设有限位支撑和弹性支撑、废热锅炉I下设有弹性导向支撑2。
[0020]本实用新型烃类一段蒸汽转化炉出口管系的柔性支撑结构原理是:
[0021]通过在输气总管和冷壁集合管下设置几个弹性支撑,来吸收废热锅炉、输气总管、冷壁集合管、热壁集合管在开停车及操作运行过程中的竖向热膨胀量差值,改善冷热壁连接管、冷壁集合管、热壁集合管的受力状况,特别是改善了热壁集合管与冷壁集合管相连的三通的受力状况。由于热壁集合管、冷壁集合管、输气总管的中心线位于同一平面内,在开停车和生产运行过程中,热壁集合管和冷壁集合管由于操作温度的不同,必然造成两者在竖向上的位移存在差值,从而给热壁集合管与冷壁集合管相连接的三通外加一个数值很大的竖向力和弯矩,他们与内压在高温下所形成的应力相叠加,造成三通接头9的下部发生开裂破坏,使装置不得不停产,由于高温转化气遇空气即产生明火,因此每次发生事故都非常危险。
[0022]本实用新型在输气总管和冷壁集合管下设置几个弹性支撑,来吸收废热锅炉、输气总管、冷壁集合管、热壁集合管在开停车及操作运行过程中的竖向热膨胀量差值,使得无论是在开停车状态下,还是在操作运行下,热壁集合管、冷壁集合管、输气总管的中心线始终位于同一平面内,也就是说他们之间不会产生竖向热膨胀量差值,不会给出口管系添加额外的力和弯矩。出口管系在限位支撑、导向支撑、弹性支撑的共同支撑下,可以保证这类一段蒸汽转化炉出口集合管系的长期安全稳定运行。
【权利要求】
1.一种烃类一段蒸汽转化炉出口管系的柔性支撑结构,包括安装在保温箱内的下猪尾管、热壁集合管、热壁集合管支撑、穿过保温箱侧壁的冷热壁连接管,安装在保温箱外的冷壁集合管、冷壁集合管支撑、输气总管、输气总管支撑、废热锅炉,其特征在于:所述热壁集合管、冷热壁连接管、冷壁集合管输气总管、废热锅炉的中心线位于同一高度的水平面内,热壁集合管通过冷热壁连接管与冷壁集合管刚性连接,冷壁集合管通过输气总管与废热锅炉刚性连接;所述热壁集合管下设有支撑、冷壁集合管下设有限位支撑和弹性支撑、输气总管下设有限位支撑和弹性支撑、废热锅炉下设有弹性导向支撑。
【文档编号】F16L3/205GK203641691SQ201320618077
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】毛先胜, 吴礼学, 吴越峰, 刘吉祥, 刘晓林 申请人:东华工程科技股份有限公司
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