[发明专利]一种反应器废热锅炉蒸汽过热器三合一装置

说明书

技术领域

本发明涉及化学工业高温反应热回收利用装置；进一步是指反应器、废热锅炉、蒸汽过热器三合一装置，应用于石油化工、化煤化工、合成工业高温反应热回收利用。

背景技术

放热化学反应器产生温度很高的反应气，废热锅炉是利用化学反应热加热水，使之产生饱和蒸汽的一种换热装置，为提高蒸汽的应用效率，要把该饱和蒸汽再加热为过热蒸汽，另要配置蒸汽过热器，这样需要很长高温连接管道，占用地面面积和空间，三个单独装备耗用贵重金属材料多，管控难。

传统的废热锅炉传热管采用“U”形管，多根管子焊在同一块管板上，中间用隔板分成冷、热两室。管板温差大，热应力大而变形损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提出一种反应器废热锅炉蒸汽过热器三合一装置，即集成反应器、废热锅炉、蒸汽过热器为一体，可显著节省贵重材料和投资，通过特定结构避免同一块管板温度不同产生温差应力而变形，并方便检查与检修，还提高热回收率5％～8％。

本发明的技术方案是，所述反应器废热锅炉蒸汽过热器三合一装置包括反应器和废热锅炉壳体，其结构特点是，所述废热锅炉壳体的一端设有高压段，该高压段包括外端设有高压法兰盖的高压筒体，高压筒体另一端是与废热锅炉壳体邻接的厚管板；高压筒体内设有分气盒，连接管的一端经分气盒一侧的分气盒盖同分气盒内腔连通，该连接管的另一端同反应器的反应气出口连通，分气盒另一侧为薄管板；该薄管板与所述高压筒体另一端的厚管板之间的高压筒体腔体为冷气室，冷气室设有反应气出口；废热锅炉壳体内分成使水受热蒸发为饱和蒸汽的饱和段和将饱和蒸汽高温加热为过热蒸汽的过热段，所述饱和段与过热段由轴向隔板和与厚管板相对的径向隔板分隔，径向隔板与厚管板之间的空间为饱和段，饱和段与过热段经轴向隔板上设有除沫丝网的连通口相连通，过热段设有过热蒸汽出口，饱和段设有进水口；废热锅炉壳体内设有多组三套管；每组三套管由外套管、装在外套管中的双内套管组成，外套管与双内套管之间均有环隙；多组较长的三套管通过饱和段和过热段且穿过径向隔板的外套管的封闭端位于过热段中，多组较短三套管位于饱和段中，各外套管的另一端固定在厚管板的管孔中并同冷气室连通，双内套管的一端同分气盒的薄管板连接并同分气盒内腔连通，双内套管的另一端位于外套管的封闭端且与该封闭端之间有间隙。

以下对本发明做出进一步说明。

参见图1，本发明装置的工作原理是，产生放热化学反应的反应器23产生的温度很高的反应气从该反应器底部进入高压段的分气盒(热气室)6，进入双内套管13中，并如图1所示从左至右到达右端，然后折向进入外套管12与双内套管13的环隙中，由图1所示的从右至左运行到左端的冷气室27，再从反应气出口1送出；另一方面，水(例如，已预热脱盐水)从进水口3进入饱和段，同外套管12换热产生饱和蒸汽，饱和蒸汽上升通过除沫丝网15，进入过热段，被该过热段中的外套管12内高温热气加热成过热蒸汽，由上部过热蒸汽出口20引出。

本发明装置高压段的连接管(高温反应气进口)可与反应(合成)器(塔)直联，也可与热管线连接。

本装置的较短三套管水平设置在饱和段，较长三套管水平穿过饱和段和过热段，双内套管只起导向作用，没有换热作用。因此从双内套管出来的热气温度最高。

本发明装置产生饱和蒸汽的废热锅炉和加热饱和蒸汽的过热器是一个整体，该整体和反应器(放热化学反应器)下部三通直接相连。

本发明装置有两块独立的管板，薄管板5两侧由于为同一反应气体而压差小，管板较簿；厚管板11两边分别为高压的反应气与中压的饱和蒸汽，两边侧压差大，管板较厚。

本发明装置中，可将三套管总数45％～50％的三套管设置为较长三套管；较长三套管通过径向隔板16，径向隔板16的管孔与相应外套管之间加密封填料25，并用锁紧螺母24压紧密封填料25；在该三套管束受温度影响能顺利伸缩时，径向隔板16的管孔中用锁紧螺母23压紧的密封填料25可阻挡饱和段的水不能穿渗而漏至过热段。

本发明装置需要检查时，可拆开高压法兰盖8、连接管法兰10、分气盒的薄管板5与高压筒体固定圈5-1的连接螺栓，把薄管板5与双内套管平移出筒体外，直观检查焊在厚管板11上的外套管12焊缝是否渗漏。

本发明装置在反应气通气量相同时，饱和段(蒸发段)热负荷大，过热段热负荷小，故饱和段长，过热段短。