專利名稱：臥式雙重套管高溫余熱回收裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及余熱回收裝置，尤其是一種化學反應器的余熱回收裝置，具體地說是 一種對材料要求不高、制造成本較低的臥式雙重套管高溫余熱回收裝置。
背景技術：
目前，反應器后的余熱回收，通常是將高溫氣體通過引出管連接余熱回收裝置 (廢熱鍋爐或水加熱器)完成的，傳統的結構見圖1、圖2，在較高壓力、較高溫度和有腐蝕性 介質的條件下，這種用管道連接的廢熱回收裝置的設計和制造的難度都很大(例如，氨合 成反應器的氣體溫度為450°C，壓力為15-30Mpa，且有高腐蝕性的H2、NH3等氣體)，這時不 僅連接管道要選用非常昂貴的高級合金鋼管，而且回收器的鍛件、管材，也要選用同樣高級 的材料，因此在選材、采購、設計、制造、安全運行等各方面都存在很大難度，不得不長期依 賴進口，難以國產化，而且價格也非常高昂。目前，我國許多裝置為了立足國內，降低投資， 采用的辦法是降低反應器出口溫度，以降低對材料、制造難度方面的要求，但這樣又使回收 蒸汽的等級和產量下降(只能產生中低壓蒸汽)，這就影響系統的最佳化，使裝置運行的經 濟性明顯下降。
發明內容本發明的目的是針對現有的余熱回收裝置存在的連接管道和回收裝置用材料要 求高，制造成本和難度大的問題，設計一種可大部分采用普通材料進行制造、成本低，制造 方便且可產生中高壓蒸汽的臥式雙重套管高溫余熱回收裝置。本發明的技術方案是一種臥式雙重套管高溫余熱回收裝置，包括安裝在鍋爐外筒體8中的由雙重套管 組成的余熱鍋爐管束11，其特征是所述的雙重套管分別與高溫內聯箱7及高壓外聯箱5相 通，高溫內聯箱7安裝在高壓外聯箱5中；所述的高溫內聯箱7與高溫聯接管3直接相連， 高溫聯接管3伸入反應器1中。所述的雙重套管由內套管9和鍋爐外套管10組成，內套管9 一端焊接在內聯箱7 的管板上，并安裝在外套管10中，內套管9的進氣端與高溫內聯箱7相通，它的出氣端通過 與外套管10之間的間隙與高壓外聯箱5相通。所述的高壓外聯箱5通過法蘭4與反應器1相連。所述的鍋爐外筒體8上設有軟水注入口 12和蒸汽出口 13，軟水注入口 12位于鍋 爐外筒體8的下部，蒸汽出口 13位于鍋爐外筒體8的上部。經過雙重套管結構可以使高溫高壓工藝氣體溫度下降到鍋爐鋼材能夠承受的范 圍內，解決降低成本、增加安全和易于制造等問題。所述的高溫反應氣的溫度范圍為300°C -950°c，壓力為1. 0_32MPa。本發明具有以下優點1.本發明采用臥式結構，將廢熱鍋爐與反應器底部直接連接，從而省去傳統使用的高溫高壓引出管，避免高級合金鋼管的使用，易于國內解決，節省投資。2.本發明采用高壓聯箱內設置內部高溫聯箱的分隔結構，使高壓和高溫兩個克刻 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制造難度，既節省投資，又更 加安全。3.本發明采用雙重套管式鍋爐管結構，使高溫氣體先流過不受壓的內套管，將溫 度降低到合適的溫度后，再進入受高壓的外套管，即與水傳熱的高壓鍋爐管，從而使鍋爐管 的材質易于解決，既節省投資，取材容易，又運行安全。4.本發明的雙重套管式鍋爐管的傳熱原理見圖4，包括外套管10與水側的傳熱和 內套管9與外套管10環隙間的傳熱，后者的傳熱要點是高溫氣體、在內套管9遠端折入 外套管10時的溫度t2應該低于外套管10材料的安全使用溫度，溫度為、的高溫氣體通過 內套管9與外套管10環隙間的傳熱，將溫度從、降至安全溫度t2，而此氣體經外管與水傳 熱(溫度為tw)，付產蒸汽后溫度從t2降至t3出廢鍋，從而使整個鍋爐處于安全的最優的條 件下運行。5.本發明所提供的余熱回收器的應用范圍很廣，反應氣體的溫度范圍為 300°C-950°C，壓力為1.0-32Mpa，付產蒸汽(或水)的溫度范圍為204°C _375°C，壓力為 1.6Mpa-22Mpa。
圖1是傳統的立式廢熱鍋爐的結構示意圖。圖2是傳統的臥式廢熱鍋爐的結構示意圖。圖3是新型臥式雙重套管高溫余熱回收器的結構示意圖。圖4是新型臥式鍋爐雙重套管傳熱過程示意圖。
具體實施方式
下面結構附圖和實施例對本發明作進一步的說明。如圖3、4所示。一種臥式雙重套管高溫余熱回收裝置，包括安裝在鍋爐外筒體8中的由雙重套管 組成的余熱鍋爐管束11，鍋爐外筒體8上設有軟水注入口 12和飽和蒸汽出口 13，且軟水注 入口位于鍋爐外筒體8的下部，而飽和蒸汽出口中3位于鍋爐外筒體8的上部，所述的雙重 套管的進氣端與高溫內聯箱7上對應的出氣口相通，雙重套管的出氣端與高壓外聯箱5相 通，高溫內聯箱7安裝在高壓外聯箱5中；所述的高溫內聯箱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的內部穿過高壓外聯箱5與反應器1 的連接法蘭4后，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。 高壓外聯箱5可通過法蘭或直接焊接的方式與反應器1相連，如圖3所示。其中的雙重套管由內套管9和外套管10組成，內套管9安裝在外套管10中，內套 管9的進氣端與高溫內聯箱7相通，它的出氣端通過與外套管10之間的間隙與高壓外聯箱 5相通。如圖4所示。圖4中的、是指反應后的高溫氣體的高溫聯接管3內的溫度(約450°C )，絕對 壓力為15. OMPa,但高溫聯接管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，然后分布到鍋爐外筒體8中安裝的一系列雙重套管中的內套管9中去。圖4中的t2點，是內套管9的末端溫度，高溫氣體內套管9與外套管10環隙間的 傳熱，溫度從450°C降至360°C，由此折入外套管10，也是溫度最高點。因此鍋爐外套管10 可以選擇溫度< 4000C的鍋爐材料。360°C氣體經鍋爐外套管10與水側傳熱副產飽和蒸汽，氣體不斷降溫，至高壓外 聯箱5的溫度265°C，高壓外聯箱5的壓力為15. OMPa，氣體經出口 6排出高壓外聯箱5，因 此，連接后面設備的管道就可以選用等級較低的管道，以降低投資。本實施例的高壓余熱回收鍋爐可副產溫度為250V的4. OMPa飽和蒸汽。
權利要求1.一種臥式雙重套管高溫余熱回收裝置，包括安裝在鍋爐外筒體(8)中的由雙重套管 組成的余熱鍋爐管束(11)，其特征是所述的雙重套管分別與高溫內聯箱(7)及高壓外聯箱 (5)相通，高溫內聯箱(7)安裝在高壓外聯箱(5)中；所述的高溫內聯箱(7)與高溫聯接管 (3)直接相連，高溫聯接管(3)伸入反應器(1)中。
2.根據權利要求1所述的臥式雙重套管高溫余熱回收裝置，其特征是所述的雙重套管 由內套管(9)和鍋爐外套管(10)組成，內套管(9) 一端焊接在內聯箱(7)的管板上，并且 安裝在外套管(10)中，內套管(9)的進氣端與高溫內聯箱(7)相通，它的出氣端通過與外 套管(10)之間的間隙與高壓外聯箱(5)相通。
3.根據權利要求1所述的臥式雙重套管高溫余熱回收裝置，其特征是所述的高壓外聯 箱(5)通過法蘭(4)或焊接與反應器(1)相連。
4.根據權利要求1所述的臥式雙重套管高溫余熱回收裝置，其特征是所述的鍋爐外筒 體(8)上設有軟水注入口(12)和蒸汽出口(13)，軟水注入口(12)位于鍋爐外筒體(8)的 下部，蒸汽出口(13)位于鍋爐外筒體(8)的上部。
專利摘要本實用新型公開了一種臥式雙重套管高溫余熱回收裝置，屬于余熱回收裝置，它包括安裝在鍋爐外筒體(8)中的由雙重套管組成的余熱鍋爐管束(11)，其特征是所述的雙重套管的進氣端與高溫內聯箱(7)上對應的出氣口相通，雙重套管的出氣端與高壓外聯箱(5)相通，高溫內聯箱(7)安裝在高壓外聯箱(5)中；所述的高溫內聯箱(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)的內部穿過高壓外聯箱(5)與反應器(1)的連接法蘭(4)后直接伸入反應器(1)中；在高壓外聯箱(5)上設有氣體出口(6)。本實用新型解決了現有的余熱回收裝置存在的連接管道和回收裝置用材料要求高的難題，具有可大大降低對制造材料要求，從而解決降低成本，增加安全和易于制造等問題。
文檔編號F22B37/00GK201779637SQ201020227178
公開日2011年3月30日 申請日期2010年6月17日 優先權日2010年6月17日
發明者呂仲明 申請人:南京國昌化工科技有限公司