专利名称：卧式组合型二重套管废热锅炉蒸汽过热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于化工设备技术领域，涉及组合型废热锅炉和蒸汽过热 装置，是一种化学反应器的余热回收装置，具体地说是一种材料要求不高、制造成本较低的 卧式组合型双重套管废热锅炉蒸汽过热装置。
背景技术：
目前，化学反应后的余热回收，一般是采用两个单独的装置，通常是将 高温气体通过引出管连接余热回收装置(废热锅炉、水加热器或蒸汽过热器)完成的。这 种方法是在高压力、高温度和有腐蚀性介质的条件下进行的，使用管道连接的废热回收装 置的设计和制造的难度很大(例如，氨合成反应器的气体温度为450°C，压力为8-31Mpa，且 又有高腐蚀性的H2、NH3等气体)，这样不仅连接管道要选用非常昂贵的高级合金钢管，而且 装置的锻件、管材，也要选用同样昂贵的高级的材料，因此在选材、采购、设计、制造、安全运 行等各方面都存在很大难度，不得不长期依赖于进口，难以国产化，而且价格也非常高昂。 如果降低对材料、制造难度方面的要求，又使回收蒸汽的等级和产量下降，影响系统的最佳 化，使装置运行的经济性明显下降。发明内容本实用新型的目的是针对现有余热回收装置的连接管道和回收装置用 的材料要求高、占地面积大、制造成本高和难度大的问题，而设计的一种可大部分采用普通 材料进行制造、成本低、方便制造且可产生中高压蒸汽的卧式组合型二重套管废热锅炉蒸 汽过热装置。本实用新型是这样来实现的卧式组合型二重套管废热锅炉蒸汽过热装置主要由 废热锅炉与蒸汽过热器组合而成；废热锅炉与蒸汽过热器组合采用膨胀节连接；装置的筒 体内设有由二重套管组成的余热锅炉管束；二重套管的进气端与装置一端高温内联箱上对 应的出口气相通，二重套管的出气端与装置一端高压外联箱相通；高温内联箱安装在高压 外联箱内；高温内联箱的进气端与高温联接管的出气端相通；高温联接管的进气端从高压 外联箱的内部穿过与反应器连接；高压外联箱上设有气体出口。一般地本实用新型所述的二重套管主要包括内套管和外套管，高温气体经高温内 联箱进入内套管，然后经内外套管的环隙出来进入高压外联箱出去。本实用新型的废热锅炉蒸汽过热装置，代替了传统的废热锅炉和蒸汽过热器两台 设备，从而节省设备投资，降低成本，而且能产生中高压蒸汽。经过本实用新型的二重套管结构，可以使反应器中的高温高压工艺气体降至某一 温度下，从而可以采用能够承受该温度的较低等级的钢材，解决降低成本、增加安全和易于 制造等问题。本实用新型所述的高温反应气的温度范围为200°C -960°C，压力为1. 0_32Mpa ；副 产蒸汽(或水)的温度范围为204°C -500°C，压力为1.2-llMpa。本实用新型具有以下优点1、采用将废热锅炉I与蒸汽过热器II组合在一起，形成一种卧式组合型二重套管 废热锅炉蒸汽过热装置，从而节省设备投资，降低成本。2、采用卧式结构，将组合装置的一端与反应器底部直接连接，从而省去传统实用 的高温高压引出管，避免高级合金钢管的实用。易于国内解决，节省投资。
3[0012]3、采用高压联箱内设置内部高温联箱的分隔结构，是高压和高温两个苛刻条件由 外联箱和内联箱分开承担，降低了外联箱的材质难度和制造难度，既节省投资，又更加安全。4、采用二重套管式锅炉管结构，是高温气体流过不受压的内套管，将温度降低到 合适的温度后，再进入受高压的外套管，即与水传热的高压锅炉管，从而使锅炉的材质易于 解决，既节省投资，取材容易，又运行安全。
附图1是本实用新型实施例装置的结构示意图；图2是本实用新型实 施例装置中二重套管放大的结构及传热过程示意图。附图中，I为废热锅炉；II为蒸汽过热器；1-反应器；2-氨合成塔内件；3-高温联 接管；4-连接法兰；5-装置一端的高压外联箱；6-气体出口 ；7-装置一端的高温内联箱； 8_装置筒体；9-膨胀节；10-二重套管的内套管；11-二重套管外套管；12-由二重套管组成 的余热锅炉管束A表示反应后的高温气体的高温联接管3内的温度；t2是表示二重套管 的内套管10的末端温度；t3表示出废热锅炉时的温度；L1表示二重套管的内套管10的长 度；L2表示二重套管的内套管10顶端至外套管11顶端的长度。
具体实施方式
下面的结合附图和实施例对本实用新型进一步的说明。实施例本实施例如附图所示，主要是将废热锅炉I与蒸汽过热器II组合在一起 形成一种卧式组合型二重套管废热锅炉蒸汽过热装置；废热锅炉I与蒸汽过热器II之间用 膨胀节9连接，从而减小筒体的局部应力。由二重套管组成的余热锅炉管束12安装在装置筒体8中；二重套管由内套管10 和外套管11组成；二重套管内套管10的进气端与高温内联箱7上对应的出气口相通，二重 套管的出气端通过与外套管11之间的间隙与高压外联箱5相通；高温内联箱7安装在高压 外联箱5中，高温内联箱7的进气端与高温联接管3的出气端相通，高温联接管3的进气端 从高压外联箱5的内部穿过与反应器1的连接法兰4后，直接伸入反应器1中的高温反应 气中；在高压外联箱5上设有气体出口 6。图2中的、是指反应后的高温气体的高温联接管3内的温度(本实施例约 420°C )，绝对压力为32. OMpa,高温联接管3承受的压差彡0. 2Mpa。该高温联接管3将气体 引入高温内联箱7，然后分布到装置筒体8中安装的一系列二重套管中的内套管10中去。 t2是内套管10的末端温度，高温气体经过非隔热管段后，温度从420°C降至390°C，由此折 入外套管11，也是温度最高点，因此锅炉外套管11就可以选择温度< 400°C，容易采购价格 低廉的锅炉材料。390°C气体经外套管11与水侧传热副产蒸汽，气体不断降温，至高压外联 箱5的温度300°C，高压外联箱5的压力为31. OMpa,气体经出口 6排出高压外联箱5，因此， 连接后面设备的管道就可以选用等级较低的管道，以降低投资。本实施例的高压余热回收锅炉可副产温度为240°C的4. 0M蒸汽。本实用新型的二重套管式锅炉的传热原理如图2，包括外管套11与水侧的传热和 内套管10之间的传热，后者的传热要点是高温气体、在内套管10远端折入外套管11时 的温度t2应该稍低于外套管11材料的安全使用温度，而这一温度是内套管10的长度Li和 内套管10顶端至外套管11顶端的长度L2决定的，温度为、的高温气体通过L2的传热，将 温度从、降至安全温度t2，而此气体经外管与水传热，副产蒸汽后温度从t2降至t3出废锅， 从而使整个锅炉处于安全的最优的条件下运行。
权利要求卧式组合型二重套管废热锅炉蒸汽过热装置，其特征在于它主要由废热锅炉与蒸汽过热器组合而成；废热锅炉与蒸汽过热器组合采用膨胀节连接；装置的筒体内设有由二重套管组成的余热锅炉管束；二重套管的进气端与装置一端高温内联箱上对应的出口气相通，二重套管的出气端与装置一端高压外联箱相通；高温内联箱安装在高压外联箱内；高温内联箱的进气端与高温联接管的出气端相通；高温联接管的进气端从高压外联箱的内部穿过与反应器连接；高压外联箱上设有气体出口。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述的二重套管包括内套管和外套管。
专利摘要卧式组合型二重套管废热锅炉蒸汽过热装置，属化工设备技术领域，涉及一种化学反应器的余热回收装置，由废热锅炉与蒸汽过热器组合而成；装置的筒体内设有由二重套管组成的余热锅炉管束；二重套管的进气端与高温内联箱相通，出气端与高压外联箱相通；高温内联箱安装在高压外联箱内；高温内联箱的进气端与高温联接管的出气端相通；高温联接管的进气端从高压外联箱的内部穿过与反应器连接。本实用新型代替了传统的废热锅炉和蒸汽过热器两台设备，从而节省设备投资，降低成本，而且能产生中高压蒸汽。
文档编号F22G3/00GK201606857SQ20102012568
公开日2010年10月13日 申请日期2010年3月9日 优先权日2010年3月9日
发明者卢健 申请人:南京聚拓化工科技有限公司