热电偶套管组件及其加氢反应器的制作方法

[0001]
本实用新型涉及煤油共炼装置领域，具体涉及一种热电偶套管组件及其加氢反应器。


背景技术：

[0002]
现有技术中的加氢反应器为立式冷壁结构，内有隔热衬里加不锈钢内衬筒，壳体材质为抗氢高强度的铬钼钢。根据工艺要求，反应器内部需要装设柔性多点热电偶，反应器的温度测量依靠伸入其中的多点式热电偶来完成。热电偶从反应器上封头开孔接管处进入，沿反应器内壁垂直铺设，热电偶需要不锈钢套管保护固定。加氢反应器的温度测量时保证反应正常进行和装置安全的重要前提，如果反应出现飞温而得不到及时控制，就会危及装置的安全。
[0003]
传统的热电偶套管为整根钢管制作而成，套管与u型管卡不焊接，可以上下滑行，但当反应器工作一段时间后，由于结焦问题导致套管不能顺利通过u型管卡，而当套管发生膨胀伸缩使会造成套管发生弯曲变形，使得所保护的热电偶难于回复原位，甚至会被拉断，致使热电偶的测温工作失常或失效。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型提供了一种热电偶套管组件及其加氢反应器，以达到热电偶在高温易结焦的反应器内能够长期稳定工作的目的。
[0005]
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种热电偶套管组件，包括：至少两根热电偶套管，沿竖直方向依次间隔设置；连接管，每两根相邻热电偶套管均通过连接管连接，且位于上方的热电偶套管的下端与连接管的上端固定连接，位于下方的热电偶套管的上端与连接管的下端能够相对滑动；至少两个固定组件，与至少两根热电偶套管一一对应，固定组件用于将每根热电偶套管均固定于反应器内衬筒；柔性热电偶，穿设在热电偶套管内。
[0006]
进一步地，热电偶套管能够相对于连接管滑动的一端为滑动端，滑动端与连接管之间的滑动间隙内填充有陶瓷纤维纸。
[0007]
进一步地，固定组件包括u型管卡，每个u型管卡均设置在对应的热电偶套管的中部位置。
[0008]
进一步地，至少两根热电偶套管中位于底部的热电偶套管的下端设置有盲板，盲板为板状结构，盲板能够固定并封堵热电偶套管的下端。
[0009]
进一步地，柔性热电偶的下端与盲板间隔设置。
[0010]
进一步地，柔性热电偶的外壁与热电偶套管的内壁之间形成环空。
[0011]
本实用新型还提供了一种加氢反应器，包括反应器内衬筒、反应器冷壁和上述的热电偶套管组件，反应器内衬筒与反应器冷壁连接，热电偶套管组件与反应器内衬筒连接。
[0012]
进一步地，反应器内衬筒至少为两块，沿竖直方向依次间隔设置，每个反应器内衬
筒的内壁中部位置均固定设置有支撑板，支撑板沿反应器内衬筒的径向设置，且支撑板的一端与对应的反应器内衬筒的内壁固定连接，固定组件与支撑板一一对应连接。
[0013]
进一步地，反应器冷壁包括壳体和隔热衬里，隔热衬里设置在壳体的内周，反应器内衬筒设置在隔热衬里的内周，隔热衬里包括至少两块托砖板，至少两块托砖板沿竖直方向间隔设置，每块托砖板上均设置有一支持圈，支持圈包括环形部和连接部，连接部的一端与对应的托砖板连接，连接部的另一端与环形部固定连接，且环形部置于反应器内衬筒与隔热衬里之间，反应器内衬筒与对应的环形部连接。
[0014]
进一步地，在相邻的两个反应器内衬筒间，位于上方的反应器内衬筒的下端与对应的环形部的内壁固定连接，位于下方的反应器内衬筒的上端能够相对于对应的环形部的内壁滑动；或者位于上方的反应器内衬筒的下端能够相对于对应的环形部的内壁滑动，位于下方的反应器内衬筒的上端与对应的环形部的内壁固定连接。
[0015]
本实用新型的有益效果是，本实施例中将热电偶套管设置成沿竖直方向的多段结构，并通过连接管连接两相邻热电偶套管以形成滑套结构，可以避免热电偶套管由于外壁结焦而产生弯曲变形，保证了热电偶套管组件在高温易结焦的反应器内能够长期稳定的工作。
附图说明
[0016]
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
[0017]
图1为本实用新型实施例中热电偶套管组件与反应器内衬筒的布置示意图；
[0018]
图2为本实用新型实施例中热电偶套管组件与反应器内衬筒的结构示意图；
[0019]
图3为图2中a部放大图；
[0020]
图4为图2中b部放大图；
[0021]
图5为图2中c部放大图；
[0022]
图6为图5的俯视结构示意图；
[0023]
图7为图2中d部放大图。
[0024]
图中附图标记：11、盲板；12、柔性热电偶；13、热电偶套管；14、支撑板；15、螺母；16、u型管卡；17、陶瓷纤维纸；18、连接管；19、反应器内衬筒；20、隔热衬里；21、壳体；22、托砖板；23、支持圈。
具体实施方式
[0025]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0026]
如图1至图6所示，本实用新型实施例提供了一种热电偶套管组件，包括至少两根热电偶套管13、连接管18、至少两个固定组件和柔性热电偶12。至少两根热电偶套管13沿竖直方向依次间隔设置。每两根相邻热电偶套管13均通过连接管18连接，且位于上方的热电偶套管13的下端与连接管18的上端固定连接，位于下方的热电偶套管13的上端与连接管18的下端能够相对滑动。至少两个固定组件与至少两根热电偶套管13一一对应，固定组件用
于将每根热电偶套管13均固定于反应器内衬筒19。柔性热电偶12穿设在热电偶套管13内。
[0027]
本实施例中将热电偶套管13设置成沿竖直方向的多段结构，并通过连接管18连接两相邻热电偶套管13以形成滑套结构，可以避免热电偶套管13由于外壁结焦而产生弯曲变形，保证了热电偶套管组件在高温易结焦的反应器内能够长期稳定的工作。
[0028]
上述滑套结构是指当热电偶套管13受热发生膨胀变形时，由于相邻两热电偶套管13沿竖直方向间隔设置，二者之间存在膨胀间隙，可以使热电偶套管13的两端均能够自由伸缩(热电偶套管13能够滑动的一端相对于连接管18滑动伸缩，固定的一端带动连接管18一起伸缩)，避免现有技术中因结焦而发生热电偶套管变形的问题。
[0029]
优选地，热电偶套管13能够相对于连接管18滑动的一端为滑动端，滑动端与连接管18之间的滑动间隙内填充有陶瓷纤维纸17。陶瓷纤维纸17可以封堵滑动端与连接管18之间的滑动间隙，以避免热电偶套管13内部结焦。
[0030]
本实施例中，固定组件包括u型管卡16和螺母15，每个u型管卡16均设置在对应的热电偶套管13的中部位置。上述u型管卡16和螺母15能够将热电偶套管13固定在反应器内衬筒19，当热电偶套管13调整完毕后，需要与u型管卡16焊接固定。
[0031]
如图3所示，至少两根热电偶套管13中位于底部的热电偶套管13的下端设置有盲板11，盲板11为板状结构，盲板11能够固定并封堵热电偶套管13的下端。本实施例中盲板11的形状与热电偶套管13的下端形状适配，盲板11的尺寸大于热电偶套管13的下端外径，盲板11的上表面与热电偶套管13的下端外壁焊接固定，以封堵热电偶套管13的下端。
[0032]
进一步地，当柔性热电偶12穿设在热电偶套管13中时，柔性热电偶12的下端与盲板11间隔设置。将柔性热电偶12的下端与盲板11间隔设置，目的是使柔性热电偶12的下端与盲板11之间留有一定的热膨胀距离，防止反应物料进入热电偶套管13造成结焦影响柔性热电偶12的正常工作。
[0033]
更优选地，当柔性热电偶12穿设在热电偶套管13中时，柔性热电偶12的外壁与热电偶套管13的内壁之间形成环空。
[0034]
热电偶套管13的规格为φ25mm
×
2.5mm，柔性热电偶12为铠装柔性热电偶，铠装柔性热电偶的规格为φ10mm
×
1.8mm，沿竖直方向垂直铺设，长度大约18000mm，柔性热电偶12和热电偶套管13的材质均为347ss。柔性热电偶12与热电偶套管13之间留有一定的环空，确保柔性热电偶12在热电偶套管13内自由伸缩而不会被磨损。
[0035]
需要说明的是，本实施例中柔性热电偶12沿竖直方向间隔设置有四个测温点，热电偶套管13分段连接位置(连接管18的连接位置)避开了柔性热电偶12的所有测温点位置，不影响内部温度的准确测量。
[0036]
本实施例还提供了一种加氢反应器，包括反应器内衬筒19、反应器冷壁和上述的热电偶套管组件，反应器内衬筒19与反应器冷壁连接，热电偶套管组件与反应器内衬筒19连接。
[0037]
具体地，反应器内衬筒19至少为两块，沿竖直方向依次间隔设置，每个反应器内衬筒19的内壁中部位置均固定设置有支撑板14，支撑板14沿反应器内衬筒19的径向设置，且支撑板14的一端与对应的反应器内衬筒19的内壁固定连接，u型管卡16和螺母15与支撑板14一一对应连接。
[0038]
热电偶所工作的加氢反应器操作条件苛刻：高温、高压、临氢，介质含有煤粉，操作
介质温度为480℃，反应时易结焦。加氢反应器为冷壁结构，反应器内衬筒19在高度上分成若干段，相邻段连接处留有热膨胀缝，消除了反应器内衬筒19和反应器冷壁间由于温差和材料热膨胀系数不同而引起的附加应力。
[0039]
如图7所示，反应器冷壁包括壳体21和隔热衬里20，隔热衬里20设置在壳体21的内周，反应器内衬筒19设置在隔热衬里20的内周，隔热衬里20包括至少两块托砖板22，至少两块托砖板22沿竖直方向间隔设置，每块托砖板22上均设置有一支持圈23，支持圈23包括环形部和连接部，连接部的一端与对应的托砖板22连接，连接部的另一端与环形部固定连接，且环形部置于反应器内衬筒19与隔热衬里20之间，反应器内衬筒19与对应的环形部连接。
[0040]
在相邻的两个反应器内衬筒19间，位于上方的反应器内衬筒19的下端与对应的环形部的内壁固定连接，位于下方的反应器内衬筒19的上端能够相对于对应的环形部的内壁滑动；或者位于上方的反应器内衬筒19的下端能够相对于对应的环形部的内壁滑动，位于下方的反应器内衬筒19的上端与对应的环形部的内壁固定连接。
[0041]
本实施例中壳体21材质为铬钼钢，设计温度为300℃，反应器内衬筒19为不锈钢材质，不锈钢热膨胀系数远远大于铬钼钢，所以二者存在很大的热膨胀差，每段反应器内衬筒19只一端与置于托砖板22上的支持圈23相焊接，反应器内衬筒19的另一端不焊，消除了反应器内衬筒19和壳体21间由于温差和材料热膨胀系数不同而引起的附加应力。
[0042]
从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：
[0043]
针对反应器的特殊工作环境和结构特点，将热电偶套管设计成分段式的，热电偶套管不需要在u型管卡内滑行，每段热电偶套管在中间与对应的每段反应器内衬筒固定，两端可自由伸缩，套管与反应器内衬筒在长度上的伸缩互不影响。
[0044]
相邻段热电偶套管连接滑动处采用耐高温的陶瓷纤维纸进行保护，即使套管外壁结焦也不妨碍其在长度上的自由位移，不会出现被拉断或发生弯曲变形现象，而热电偶本身也不会粘上焦炭，使其能够很好地为反应器进行温度测量工作，也避免了热电偶套管与反应器内衬筒之间由于协调不一致而出现的卡滞现象。
[0045]
本实施例结构设计合理、注重细节、优化改进，保证了反应器热电偶的正常测温工作，延长其使用寿命，使反应器的安全运行得到保障，同时对其他类同设备中的热电偶套管的设计具有重大参考意义。
[0046]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。