專利名稱：能防止熱應力造成破壞的合成塔內件新型冷管束的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于化肥合成塔內件的改進。
在氨、甲醇等合成塔內件中，當采用單管并流、單管折流型內件，用冷管束移走觸媒層中反應熱時，一般設計中冷管束結構如
圖1所示。冷管束由進氣管1、上分氣管2、下降冷管3和上升冷管5和下集氣管6組成。冷管束埋放在觸媒層4中間，由中心管7來的原料冷氣經進氣管1導入上分氣管2中，分配至下降冷管3中，經觸媒層4帶走反應熱，使原料氣升溫，進入下集氣管6后，經上升冷管5進一步吸收反應熱，最后返至觸媒層4的頂部分散進入觸媒層，進行合成反應。
由于冷管束埋藏在觸媒層中間，周圍為觸媒顆粒所充滿，當溫度升高時，上分氣管2與下集氣管6之間距離L因熱膨脹而增加了△L，此增加的距離空間內受氣流和觸媒顆粒重力的影響，仍為觸媒顆粒所充滿。當溫度下降時，觸媒顆粒阻礙了冷管束的自由收縮，一方面上分氣管2下面的觸媒顆粒被擠壓而破碎，另一方面冷管3因不能自由收縮而產生巨大的熱拉應力，足以使冷管3與上分氣管2與下集氣管6之間的焊接頭處產生裂紋甚至拉斷。
在89212109.2實用新型專利中，為了避免這種熱應力，采用圖2設計。在上分氣管2所在的″L″空間內，不裝觸媒，使冷管3能自由脹縮而不受觸媒顆粒的阻礙，但這樣做的結果使觸媒裝填量減少了2～3％，犧牲了氨或甲醇等產量。
本實用新型的目的在于可以基本上不減少觸媒裝填量的前提下，消除冷管束的熱應力，從而避免了冷管束焊接頭處產生裂紋和拉斷的危險。
本實用新型的實施方法如圖3所示，在上分氣管2的下部裝上一個用薄壁金屬做成的環形的冷管束熱膨脹補償器9，在補償器9上有孔讓所有冷管3通過，但孔與冷管3的間隙不能讓觸媒顆粒通過，這樣就形成了一個環形的觸媒空腔。當冷管束受熱膨脹時，補償器9與上分氣管2同步上升，當溫度下降冷管3收縮，由于補償器9底部剛度很小，容易變形，甚至可做成底部能自由升降，因此，冷管收縮時就基本消除了熱拉應力，從而即避免觸媒顆粒被壓碎，又防止了冷管束焊接接頭的裂紋和拉斷。
作為實施例，環形熱膨脹補償器9由焊接在上分氣管2上的外罩殼9a、內罩殼9c和裝在9a、9c內部可以自由升降的底板9b組成，在9a和9c的下部有限止9b的限位裝置。所有的冷管3在9a、9b、9c的孔中通過，孔與冷管3的間隙小于觸媒顆粒的直徑和厚度，補償器9與上分氣管2同步上升，底板9b受9a、9c限位裝置提升而同步上升。當溫度下降冷管束收縮時，底板9b下面的觸媒推動底板9b上升使冷管3能自由收縮，因而避免了觸媒顆粒被壓碎，同時又防止了冷管束焊接接頭的破裂。
權利要求1.一種合成塔內件的冷管束由上升管1、上分氣管2、下降冷管3、上升冷管5和下集氣管6組成，其特征在于上分氣管2上固定有一個環形熱膨脹補償器9，由薄壁金屬做成。
2.按權利要求1所述的合成塔內件的冷管束，其特征在于其環形熱膨脹補償器9是由焊接在上分氣管2上的外罩殼9a、內罩殼9c和裝在內、外罩殼之間可自由升降的底板9b組成。
專利摘要一種能防止熱應力造成破壞的合成塔內件新型冷管束結構，屬于化肥合成塔內件的改進。在氨和甲醇等合成塔內件中單管并流和單管折流型冷管束由于埋藏在觸媒層中不能自由熱脹冷縮，在反復受到溫度變化影響后，熱應力造成冷管焊接接頭開裂或拉斷。本發明在冷管束上增加一個薄金屬做的環形熱膨脹補償器后，可使冷管能自由脹縮，消除了溫度變化在冷管束中產生的熱應力，從而防止了冷管焊接接頭處的開裂和拉斷。
文檔編號F28D1/00GK2093358SQ9121547
公開日1992年1月15日 申請日期1991年5月18日 優先權日1991年5月18日
發明者顧宗義 申請人:顧宗義