[發明專利]一種抗高溫、高壓、及氫腐蝕的熱交換裝置

在審

• 申請號: 202110029189.7
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112683088A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 盧健;陳兆;董超;張海艷;錢麗
• 申請（專利權）人: 南京聚拓化工科技有限公司
• 主分類號: F28D7/06
• 分類號: F28D7/06;F28F9/00;F28F9/22;F28F11/02;F28F21/08
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 崔立青

1.一種抗高溫、高壓、及氫腐蝕的熱交換裝置，其特征在于，包括一外殼和設置在該外殼內的管板，該外殼包括筒體、設置在筒體兩端的第一密封平蓋和第二密封平蓋，該管板將外殼的內腔分為換熱腔和冷媒腔，其中換熱腔位于管板與第一平蓋之間，冷媒腔位于管板與第二平蓋之間；

在冷媒腔內安裝有分割板，該分割板將冷媒腔分為互不相通的進液腔和出液腔；在外殼上安裝有連通進液腔的傳熱介質進口和連通出液腔的傳熱介質出口；

在換熱腔內安裝有隔熱筒和高溫內聯箱，隔熱筒內安裝有U形換熱管，該U形換熱管的兩端分別經該管板連通進液腔和出液腔；隔熱筒朝向管板的一端為敞口端，該敞口端與管板之間具有連通隔熱筒內外的連通部；

該高溫內聯箱位于隔熱筒背離該管板的一側，且該高溫內聯箱與隔熱筒相連通；在外殼上設置有氣體進口管和氣體出口管，該氣體進口管正對高溫內聯箱、且連通該高溫內聯箱，該氣體出口管正對連通部；

在高溫內聯箱與外殼之間填充有第一保溫材料，該隔熱筒與筒體之間的環隙形成為死氣區，該死氣區經連通部連通該隔熱筒的內腔。

2.根據權利要求1所述的熱交換裝置，其特征在于，在高溫內聯箱與隔熱筒之間設置有氣體均布器。

3.根據權利要求1所述的熱交換裝置，其特征在于，

在第一平蓋與筒體之間墊設有第一密封隔膜墊，該第一密封隔膜墊將第一平蓋與換熱腔完全隔離，在筒體的朝向第一平蓋的端面上設置有由Inconel600材料堆焊所形成的第一密封面；

在第二平蓋與筒體之間墊設有第二密封隔膜墊，該第二密封隔膜墊將第二平蓋與冷媒腔完全隔離，在筒體的朝向第二平蓋的端面上設置有由Inconel600材料堆焊所形成的第二密封面。

4.根據權利要求1所述的熱交換裝置，其特征在于，

在隔熱筒的外周面上包裹有保溫層，該保溫層與筒體之間的環隙形成為所述死氣區。

5.根據權利要求4所述的熱交換裝置，其特征在于，

在管板朝向第一平蓋的第一端面上設置有堆焊封閉層，該堆焊封閉層滿布管板的第一端面位于換熱腔內的區域，且該堆焊封閉層由該第一端面沿筒體的內表面朝第一平蓋方向延伸，直到超過保溫層朝向第二平蓋的端面。

6.根據權利要求5所述的熱交換裝置，其特征在于，

堆焊封閉層至少超過保溫層朝向第二平蓋的端面的100mm。

7.根據權利要求5所述的熱交換裝置，其特征在于，

在徑向方向觀察，堆焊封閉層覆蓋該連通部，且該堆焊封閉層延伸到氣體出口管的內壁、并滿布該氣體出口管的內壁。

8.根據權利要求5所述的熱交換裝置，其特征在于，該隔熱筒朝向管板的一端為自由端，在該自由端上安裝有支腿，該支腿滑動地支撐在堆焊封閉層上。

9.根據權利要求1任一項所述的熱交換裝置，其特征在于，

該筒體沿由第一平蓋到第二平蓋的方向依次包括高溫腔體、主腔體和管程腔體，其中高溫腔體和主腔體焊接在一起，管板的兩端分別焊接在主腔體和管程腔體上；

氣體進口管設置在高溫腔體上，氣體出口管設置在主腔體朝向管板的一端，傳熱介質進口和傳熱介質出口設置在管程腔體上；

高溫腔體、主腔體和管板的材料均為12Cr2Mo1合金鋼，管程腔體的材料為，的材料為15CrMo合金鋼。

10.根據權利要求1-9任一項所述的熱交換裝置，其特征在于，當該熱交換裝置工作時，合成氣由氣體進口管進入到高溫內聯箱中，然后在進入到隔熱筒內，與U形換熱管內的傳熱介質進行換熱，完成換熱后的合成氣由氣體出口管排出；傳熱介質依次經傳熱介質進口和進液腔進入到U形換熱管內，與合成氣進行換熱，然后再依次經出液腔和傳熱介質出口排出；

合成氣的進口溫度為435-450℃，合成氣的出口溫度為405-420℃；筒體在徑向方向上與死氣區相對的區域的溫度低于400℃。