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(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及余熱回收裝置，尤其是一種化學(xué)反應(yīng)器的余熱回收裝置，具體地說(shuō)是 一種對(duì)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(shù)：
目前，反應(yīng)器后的余熱回收，通常是將高溫氣體通過(guò)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(tǒng)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1、圖2，在較高壓力、較高溫度和有腐蝕性 介質(zhì)的條件下，這種用管道連接的廢熱回收裝置的設(shè)計(jì)和制造的難度都很大(例如，氨合 成反應(yīng)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(shí)不 僅連接管道要選用非常昂貴的高級(jí)合金鋼管，而且回收器的鍛件、管材，也要選用同樣高級(jí) 的材料，因此在選材、采購(gòu)、設(shè)計(jì)、制造、安全運(yùn)行等各方面都存在很大難度，不得不長(zhǎng)期依 賴進(jìn)口，難以國(guó)產(chǎn)化，而且價(jià)格也非常高昂。目前，我國(guó)許多裝置為了立足國(guó)內(nèi)，降低投資， 采用的辦法是降低反應(yīng)器出口溫度，以降低對(duì)材料、制造難度方面的要求，但這樣又使回收 蒸汽的等級(jí)和產(chǎn)量下降(只能產(chǎn)生中低壓蒸汽)，這就影響系統(tǒng)的最佳化，使裝置運(yùn)行的經(jīng) 濟(jì)性明顯下降。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)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(wèn)題，設(shè)計(jì)一種可大部分采用普通材料進(jìn)行制造、成本低，制造 方便且可產(chǎn)生中高壓蒸汽的臥式雙重套管高溫余熱回收裝置。本發(fā)明的技術(shù)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(nèi)聯(lián)箱7及高壓外聯(lián)箱5相 通，高溫內(nèi)聯(lián)箱7安裝在高壓外聯(lián)箱5中；所述的高溫內(nèi)聯(lián)箱7與高溫聯(lián)接管3直接相連， 高溫聯(lián)接管3伸入反應(yīng)器1中。所述的雙重套管由內(nèi)套管9和鍋爐外套管10組成，內(nèi)套管9 一端焊接在內(nèi)聯(lián)箱7 的管板上，并安裝在外套管10中，內(nèi)套管9的進(jìn)氣端與高溫內(nèi)聯(lián)箱7相通，它的出氣端通過(guò) 與外套管10之間的間隙與高壓外聯(lián)箱5相通。所述的高壓外聯(lián)箱5通過(guò)法蘭4與反應(yīng)器1相連。所述的鍋爐外筒體8上設(shè)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(jīng)過(guò)雙重套管結(jié)構(gòu)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(nèi)，解決降低成本、增加安全和易于制造等問(wèn)題。所述的高溫反應(yīng)氣的溫度范圍為300°C -950°c，壓力為1. 0_32MPa。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明采用臥式結(jié)構(gòu)，將廢熱鍋爐與反應(yīng)器底部直接連接，從而省去傳統(tǒng)使用的高溫高壓引出管，避免高級(jí)合金鋼管的使用，易于國(guó)內(nèi)解決，節(jié)省投資。2.本發(fā)明采用高壓聯(lián)箱內(nèi)設(shè)置內(nèi)部高溫聯(lián)箱的分隔結(jié)構(gòu)，使高壓和高溫兩個(gè)克刻 條件由外聯(lián)箱和內(nèi)聯(lián)箱分開(kāi)承擔(dān)，降低了外聯(lián)箱的材質(zhì)難度和制造難度，既節(jié)省投資，又更 加安全。3.本發(fā)明采用雙重套管式鍋爐管結(jié)構(gòu)，使高溫氣體先流過(guò)不受壓的內(nèi)套管，將溫 度降低到合適的溫度后，再進(jìn)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(zhì)易于解決，既節(jié)省投資，取材容易，又運(yùn)行安全。4.本發(fā)明的雙重套管式鍋爐管的傳熱原理見(jiàn)圖4，包括外套管10與水側(cè)的傳熱和 內(nèi)套管9與外套管10環(huán)隙間的傳熱，后者的傳熱要點(diǎn)是高溫氣體、在內(nèi)套管9遠(yuǎn)端折入 外套管10時(shí)的溫度t2應(yīng)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(guò) 內(nèi)套管9與外套管10環(huán)隙間的傳熱，將溫度從、降至安全溫度t2，而此氣體經(jīng)外管與水傳 熱(溫度為tw)，付產(chǎn)蒸汽后溫度從t2降至t3出廢鍋，從而使整個(gè)鍋爐處于安全的最優(yōu)的條 件下運(yùn)行。5.本發(fā)明所提供的余熱回收器的應(yīng)用范圍很廣，反應(yīng)氣體的溫度范圍為 300°C-950°C，壓力為1.0-32Mpa，付產(chǎn)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(tǒng)的立式廢熱鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是傳統(tǒng)的臥式廢熱鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是新型臥式雙重套管高溫余熱回收器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是新型臥式鍋爐雙重套管傳熱過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)構(gòu)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)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(shè)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(jìn)氣端與高溫內(nèi)聯(lián)箱7上對(duì)應(yīng)的出氣口相通，雙重套管的出氣端與高壓外聯(lián)箱5相 通，高溫內(nèi)聯(lián)箱7安裝在高壓外聯(lián)箱5中；所述的高溫內(nèi)聯(lián)箱7的進(jìn)氣端與高溫聯(lián)接管3的 出氣端相通，高溫聯(lián)接管3的進(jìn)氣端從高壓外聯(lián)箱5的內(nèi)部穿過(guò)高壓外聯(lián)箱5與反應(yīng)器1 的連接法蘭4后，直接伸入反應(yīng)器1中的高溫反應(yīng)氣中；在高壓外聯(lián)箱5上設(shè)有氣體出口 6。 高壓外聯(lián)箱5可通過(guò)法蘭或直接焊接的方式與反應(yīng)器1相連，如圖3所示。其中的雙重套管由內(nèi)套管9和外套管10組成，內(nèi)套管9安裝在外套管10中，內(nèi)套 管9的進(jìn)氣端與高溫內(nèi)聯(lián)箱7相通，它的出氣端通過(guò)與外套管10之間的間隙與高壓外聯(lián)箱 5相通。如圖4所示。圖4中的、是指反應(yīng)后的高溫氣體的高溫聯(lián)接管3內(nèi)的溫度(約450°C )，絕對(duì) 壓力為15. OMPa,但高溫聯(lián)接管3承受的壓差彡0. 2Mpa,該高溫聯(lián)接管3將氣體引入高溫內(nèi)聯(lián)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(nèi)套管9中去。圖4中的t2點(diǎn)，是內(nèi)套管9的末端溫度，高溫氣體內(nèi)套管9與外套管10環(huán)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(diǎn)。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(jīng)鍋爐外套管10與水側(cè)傳熱副產(chǎn)飽和蒸汽，氣體不斷降溫，至高壓外 聯(lián)箱5的溫度265°C，高壓外聯(lián)箱5的壓力為15. OMPa，氣體經(jīng)出口 6排出高壓外聯(lián)箱5，因 此，連接后面設(shè)備的管道就可以選用等級(jí)較低的管道，以降低投資。本實(shí)施例的高壓余熱回收鍋爐可副產(chǎn)溫度為250V的4. OMPa飽和蒸汽。
權(quán)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(nèi)聯(lián)箱(7)及高壓外聯(lián)箱 (5)相通，高溫內(nèi)聯(lián)箱(7)安裝在高壓外聯(lián)箱(5)中；所述的高溫內(nèi)聯(lián)箱(7)與高溫聯(lián)接管 (3)直接相連，高溫聯(lián)接管(3)伸入反應(yīng)器(1)中。
2.根據(jù)權(quán)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(nèi)套管(9)和鍋爐外套管(10)組成，內(nèi)套管(9) 一端焊接在內(nèi)聯(lián)箱(7)的管板上，并且 安裝在外套管(10)中，內(nèi)套管(9)的進(jìn)氣端與高溫內(nèi)聯(lián)箱(7)相通，它的出氣端通過(guò)與外 套管(10)之間的間隙與高壓外聯(lián)箱(5)相通。
3.根據(jù)權(quán)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(lián) 箱(5)通過(guò)法蘭(4)或焊接與反應(yīng)器(1)相連。
4.根據(jù)權(quán)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(shè)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(shí)用新型公開(kāi)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(jìn)氣端與高溫內(nèi)聯(lián)箱(7)上對(duì)應(yīng)的出氣口相通，雙重套管的出氣端與高壓外聯(lián)箱(5)相通，高溫內(nèi)聯(lián)箱(7)安裝在高壓外聯(lián)箱(5)中；所述的高溫內(nèi)聯(lián)箱(7)的進(jìn)氣端與高溫聯(lián)接管(3)的出氣端相通，高溫聯(lián)接管(3)的進(jìn)氣端從高壓外聯(lián)箱(5)的內(nèi)部穿過(guò)高壓外聯(lián)箱(5)與反應(yīng)器(1)的連接法蘭(4)后直接伸入反應(yīng)器(1)中；在高壓外聯(lián)箱(5)上設(shè)有氣體出口(6)。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)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(duì)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(wèn)題。
文檔編號(hào)F22B37/00GK201779637SQ201020227178
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月17日
發(fā)明者呂仲明 申請(qǐng)人:南京國(guó)昌化工科技有限公司