臥式組合型二重套管廢熱鍋爐蒸汽過熱裝置的製作方法

2023-05-02 13:33:56 5

專利名稱：臥式組合型二重套管廢熱鍋爐蒸汽過熱裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於化工設備技術領域，涉及組合型廢熱鍋爐和蒸汽過熱 裝置，是一種化學反應器的餘熱回收裝置，具體地說是一種材料要求不高、製造成本較低的 臥式組合型雙重套管廢熱鍋爐蒸汽過熱裝置。
背景技術：
目前，化學反應後的餘熱回收，一般是採用兩個單獨的裝置，通常是將 高溫氣體通過引出管連接餘熱回收裝置(廢熱鍋爐、水加熱器或蒸汽過熱器)完成的。這 種方法是在高壓力、高溫度和有腐蝕性介質的條件下進行的，使用管道連接的廢熱回收裝 置的設計和製造的難度很大(例如，氨合成反應器的氣體溫度為450°C，壓力為8-31Mpa，且 又有高腐蝕性的H2、NH3等氣體)，這樣不僅連接管道要選用非常昂貴的高級合金鋼管，而且 裝置的鍛件、管材，也要選用同樣昂貴的高級的材料，因此在選材、採購、設計、製造、安全運 行等各方面都存在很大難度，不得不長期依賴於進口，難以國產化，而且價格也非常高昂。 如果降低對材料、製造難度方面的要求，又使回收蒸汽的等級和產量下降，影響系統的最佳 化，使裝置運行的經濟性明顯下降。發明內容本實用新型的目的是針對現有餘熱回收裝置的連接管道和回收裝置用 的材料要求高、佔地面積大、製造成本高和難度大的問題，而設計的一種可大部分採用普通 材料進行製造、成本低、方便製造且可產生中高壓蒸汽的臥式組合型二重套管廢熱鍋爐蒸 汽過熱裝置。本實用新型是這樣來實現的臥式組合型二重套管廢熱鍋爐蒸汽過熱裝置主要由 廢熱鍋爐與蒸汽過熱器組合而成；廢熱鍋爐與蒸汽過熱器組合採用膨脹節連接；裝置的筒 體內設有由二重套管組成的餘熱鍋爐管束；二重套管的進氣端與裝置一端高溫內聯箱上對 應的出口氣相通，二重套管的出氣端與裝置一端高壓外聯箱相通；高溫內聯箱安裝在高壓 外聯箱內；高溫內聯箱的進氣端與高溫聯接管的出氣端相通；高溫聯接管的進氣端從高壓 外聯箱的內部穿過與反應器連接；高壓外聯箱上設有氣體出口。一般地本實用新型所述的二重套管主要包括內套管和外套管，高溫氣體經高溫內 聯箱進入內套管，然後經內外套管的環隙出來進入高壓外聯箱出去。本實用新型的廢熱鍋爐蒸汽過熱裝置，代替了傳統的廢熱鍋爐和蒸汽過熱器兩臺 設備，從而節省設備投資，降低成本，而且能產生中高壓蒸汽。經過本實用新型的二重套管結構，可以使反應器中的高溫高壓工藝氣體降至某一 溫度下，從而可以採用能夠承受該溫度的較低等級的鋼材，解決降低成本、增加安全和易於 製造等問題。本實用新型所述的高溫反應氣的溫度範圍為200°C -960°C，壓力為1. 0_32Mpa ；副 產蒸汽(或水)的溫度範圍為204°C -500°C，壓力為1.2-llMpa。本實用新型具有以下優點1、採用將廢熱鍋爐I與蒸汽過熱器II組合在一起，形成一種臥式組合型二重套管 廢熱鍋爐蒸汽過熱裝置，從而節省設備投資，降低成本。2、採用臥式結構，將組合裝置的一端與反應器底部直接連接，從而省去傳統實用 的高溫高壓引出管，避免高級合金鋼管的實用。易於國內解決，節省投資。
3[0012]3、採用高壓聯箱內設置內部高溫聯箱的分隔結構，是高壓和高溫兩個苛刻條件由 外聯箱和內聯箱分開承擔，降低了外聯箱的材質難度和製造難度，既節省投資，又更加安全。4、採用二重套管式鍋爐管結構，是高溫氣體流過不受壓的內套管，將溫度降低到 合適的溫度後，再進入受高壓的外套管，即與水傳熱的高壓鍋爐管，從而使鍋爐的材質易於 解決，既節省投資，取材容易，又運行安全。


附圖1是本實用新型實施例裝置的結構示意圖；圖2是本實用新型實 施例裝置中二重套管放大的結構及傳熱過程示意圖。附圖中，I為廢熱鍋爐；II為蒸汽過熱器；1-反應器；2-氨合成塔內件；3-高溫聯 接管；4-連接法蘭；5-裝置一端的高壓外聯箱；6-氣體出口 ；7-裝置一端的高溫內聯箱； 8_裝置筒體；9-膨脹節；10-二重套管的內套管；11-二重套管外套管；12-由二重套管組成 的餘熱鍋爐管束A表示反應後的高溫氣體的高溫聯接管3內的溫度；t2是表示二重套管 的內套管10的末端溫度；t3表示出廢熱鍋爐時的溫度；L1表示二重套管的內套管10的長 度；L2表示二重套管的內套管10頂端至外套管11頂端的長度。
具體實施方式
下面的結合附圖和實施例對本實用新型進一步的說明。實施例本實施例如附圖所示，主要是將廢熱鍋爐I與蒸汽過熱器II組合在一起 形成一種臥式組合型二重套管廢熱鍋爐蒸汽過熱裝置；廢熱鍋爐I與蒸汽過熱器II之間用 膨脹節9連接，從而減小筒體的局部應力。由二重套管組成的餘熱鍋爐管束12安裝在裝置筒體8中；二重套管由內套管10 和外套管11組成；二重套管內套管10的進氣端與高溫內聯箱7上對應的出氣口相通，二重 套管的出氣端通過與外套管11之間的間隙與高壓外聯箱5相通；高溫內聯箱7安裝在高壓 外聯箱5中，高溫內聯箱7的進氣端與高溫聯接管3的出氣端相通，高溫聯接管3的進氣端 從高壓外聯箱5的內部穿過與反應器1的連接法蘭4後，直接伸入反應器1中的高溫反應 氣中；在高壓外聯箱5上設有氣體出口 6。圖2中的、是指反應後的高溫氣體的高溫聯接管3內的溫度(本實施例約 420°C )，絕對壓力為32. OMpa,高溫聯接管3承受的壓差彡0. 2Mpa。該高溫聯接管3將氣體 引入高溫內聯箱7，然後分布到裝置筒體8中安裝的一系列二重套管中的內套管10中去。 t2是內套管10的末端溫度，高溫氣體經過非隔熱管段後，溫度從420°C降至390°C，由此折 入外套管11，也是溫度最高點，因此鍋爐外套管11就可以選擇溫度< 400°C，容易採購價格 低廉的鍋爐材料。390°C氣體經外套管11與水側傳熱副產蒸汽，氣體不斷降溫，至高壓外聯 箱5的溫度300°C，高壓外聯箱5的壓力為31. OMpa,氣體經出口 6排出高壓外聯箱5，因此， 連接後面設備的管道就可以選用等級較低的管道，以降低投資。本實施例的高壓餘熱回收鍋爐可副產溫度為240°C的4. 0M蒸汽。本實用新型的二重套管式鍋爐的傳熱原理如圖2，包括外管套11與水側的傳熱和 內套管10之間的傳熱，後者的傳熱要點是高溫氣體、在內套管10遠端折入外套管11時 的溫度t2應該稍低於外套管11材料的安全使用溫度，而這一溫度是內套管10的長度Li和 內套管10頂端至外套管11頂端的長度L2決定的，溫度為、的高溫氣體通過L2的傳熱，將 溫度從、降至安全溫度t2，而此氣體經外管與水傳熱，副產蒸汽後溫度從t2降至t3出廢鍋， 從而使整個鍋爐處於安全的最優的條件下運行。
權利要求臥式組合型二重套管廢熱鍋爐蒸汽過熱裝置，其特徵在於它主要由廢熱鍋爐與蒸汽過熱器組合而成；廢熱鍋爐與蒸汽過熱器組合採用膨脹節連接；裝置的筒體內設有由二重套管組成的餘熱鍋爐管束；二重套管的進氣端與裝置一端高溫內聯箱上對應的出口氣相通，二重套管的出氣端與裝置一端高壓外聯箱相通；高溫內聯箱安裝在高壓外聯箱內；高溫內聯箱的進氣端與高溫聯接管的出氣端相通；高溫聯接管的進氣端從高壓外聯箱的內部穿過與反應器連接；高壓外聯箱上設有氣體出口。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述的二重套管包括內套管和外套管。
專利摘要臥式組合型二重套管廢熱鍋爐蒸汽過熱裝置，屬化工設備技術領域，涉及一種化學反應器的餘熱回收裝置，由廢熱鍋爐與蒸汽過熱器組合而成；裝置的筒體內設有由二重套管組成的餘熱鍋爐管束；二重套管的進氣端與高溫內聯箱相通，出氣端與高壓外聯箱相通；高溫內聯箱安裝在高壓外聯箱內；高溫內聯箱的進氣端與高溫聯接管的出氣端相通；高溫聯接管的進氣端從高壓外聯箱的內部穿過與反應器連接。本實用新型代替了傳統的廢熱鍋爐和蒸汽過熱器兩臺設備，從而節省設備投資，降低成本，而且能產生中高壓蒸汽。
文檔編號F22G3/00GK201606857SQ20102012568
公開日2010年10月13日 申請日期2010年3月9日 優先權日2010年3月9日
發明者盧健 申請人:南京聚拓化工科技有限公司