[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

本發明公開了一種抗高溫、高壓、及氫腐蝕的熱交換裝置，其包括一外殼和設置在該外殼內的管板，管板將外殼的內腔分為換熱腔和冷媒腔；冷媒腔被分割分進液腔和出液腔；在換熱腔內安裝有隔熱筒和高溫內聯箱，U形換熱管的兩端經管板連通進液腔和出液腔；隔熱筒與管板之間具有連通隔熱筒內外的連通部；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。利用本申請，能夠較好的降低設備的制作費用。

技術領域

本發明屬于化工設備技術領域，具體為一種抗高溫、高壓、及氫腐蝕的熱交換裝置。

背景技術

目前，采用換熱器對合成氣反應的反應熱進行回收較為普遍地采用列管換熱器，由于合成氣的溫度較高，且含有高濃度的氫氣，為了保證換熱器的安全運行，設備需要采用耐高溫，耐強氫腐蝕腐蝕的材料制作，導致換熱器的制作成本較高，且設備的維護成本也較高，造成反應熱回收裝置的購置成本居高不下。

發明內容

針對現有反應熱回收裝置的制作成本較高的問題，本申請提出了一種抗高溫、高壓、及氫腐蝕的熱交換裝置，其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。隔熱筒與外殼之間距離為50-100mm。

該氣體進口管正對高溫內聯箱，是指氣體進口管位于高溫內聯箱在徑向方向上所對應的筒體的區域內。該氣體出口管正對連通部，是指氣體出口管位于連通部在徑向方向上所對應的筒體的區域內。

為便于制作、安裝和維護，該分割板具有一沿徑向延伸的折彎部，在該折彎部上開設有人孔，并在該人孔上安裝有盲板，通過該人孔可以方便地對位于包圍于該分割板內的部件進行安裝和維護。

本申請主要應用于氨合成工藝，用于對氨合成工藝中的合成氣的反應熱進行回收，在熱交換裝置工作時，合成氣能夠經連通部進入到隔熱筒與筒體之間的環隙中，由于該環隙朝向第一平蓋的一端為封閉端，進入到該環隙內的合成氣基本上處于不流動的靜止狀態，因此將稱為隔熱筒與筒體之間的環隙稱為死氣區，由于氣體為熱的不良導體，可以起到隔熱的作用，同時可以使隔熱筒整體位于合成氣的包圍之中，可以降低隔熱筒的抗壓強度，減少隔熱筒的壁厚，降低設備的制作成本。

在本申請中，氣體出口管正對連通部，使合成氣在流出隔熱筒后，直接經氣體出口管排出熱交換裝置，由于外殼的大部分區域不再直接接觸溫度較高的合成氣，使這部分不直接接觸高溫合成氣的區域可以采用等級較低的材料來制備，降低設備的制作費用。第一保溫層的設置，可以有效地降低合成氣在經過高溫內聯箱時向外的傳熱，避免高溫內聯箱周圍的部分外殼的溫度過度升高。

同時由于死氣區的合成氣基本上處于靜止狀態，溫度有一定程度的降低，可以有效地降低殼體的壓力。利用本申請，能夠使外殼的大部分區域均低于400℃，由此可以采用普通的材料來制作，從而降低設備的制作費用。