一種具有內支承結構的反應器的制造方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及用于石油煉制與化工、煤化工、化肥工業(yè)、及其它各種化工裝備中的各種高溫高壓反應器技術領域，特別涉及通過催化劑進行反應的加氫反應器或脫硫反應器領域中的一種具有內支承結構的反應器。
【背景技術】
[0002]化工反應器的基本結構如圖1所示，包括有筒體、設置于筒體兩端的封頭以及進出物料開口，檢測開口及支承結構，筒體由鋼板或鍛件制成，包括支承凸緣(或稱凸臺)的壓力容器內表面堆焊耐腐蝕襯里。一般地，煉油氫反應器、脫硫反應器和石油化工反應器或煤化工反應器都需要通過催化劑保證反應的順利進行，為了保證反應的均勻性，反應器大多立式安裝，支承催化劑的內部支承結構連接到筒體內壁上，通過伸入催化劑不同部位的熱電偶測控反應溫度。由于反應器經常在高溫高壓下操作，或者有循環(huán)反復操作，圓筒體上的內外結構會造成其與筒體間的受力變形不協(xié)調，結構厚壁處強度高，沒有凸緣的筒體強度低，兩者牽扯引起很大的局部應力，在流體雜質或波動工況作用下很容易在內外件與筒體的連接處引起開裂，所以反應器筒體上很少設置開孔接管結構。
[0003]隨著石油化工裝置的規(guī)?；l(fā)展，反應器的容積達到500m3以上，裝填的催化劑總重量也達到幾百噸。為了控制立式的反應器從上到下正常運行，在筒體上不同高度處開有冷氫氣進口，為使氫氣進入反應器后迅速發(fā)展均勻平衡分布，在相應的入口高度處必修安裝分布器，這樣使得反應器內的催化劑分開為好幾層，每一層必須要有獨立的支承。這樣，支承凸緣存在以下問題:既要承受催化劑重力載荷引起的應力，又要承受變形不協(xié)調引起的局部應力，支承凸緣上表面與筒體的連接拐角處經常開裂。如果裂紋貫穿筒體壁厚，帶高溫高壓氫氣的油品泄漏到大氣中會發(fā)生爆炸，硫化氫等有毒雜質泄漏到大氣中會引起人體傷亡事故。
[0004]傳統(tǒng)的解決方案是制造中保證支承凸緣及其與筒體的連接質量，反應器運行中保持平穩(wěn)操作減少應力，維護中定期檢測支承凸緣段筒體，發(fā)現(xiàn)裂紋即安排停下裝置進行修復，嚴重影響安全生產和經濟效益。
[0005]然而，傳統(tǒng)的解決方案無法滿足同時兼顧受重量載荷、內壓、高溫以及耐疲勞等要求。因此，研發(fā)一種能夠同時兼顧受重量載荷、內壓、高溫以及耐疲勞的反應器的內支承結構，應用于石油化工領域反應器，對安全生產和經濟效益具有重要的工程意義。

【發(fā)明內容】

[0006]本申請的目的在于避免現(xiàn)有技術中的不足之處而提供一種能夠同時兼顧受重量載荷、內壓、高溫以及耐疲勞的具有內支承結構的反應器。
[0007]本申請的目的通過以下技術方案實現(xiàn):
[0008]提供了一種具有內支承結構的反應器，包括有筒體、設置于筒體的進出物料開口，以及設置于筒體內壁的內支承結構，其中，所述內支承結構包括有支承凸緣和支承架，所述支承凸緣的凸緣面與所述支承架貼合以用于支承所述支承架。
[0009]其中，所述支承凸緣的凸緣面設置為截面形狀是流線型的環(huán)形圓滑面，所述支承凸緣通過所述截面形狀是流線型的環(huán)形圓滑面與所述支承架貼合以用于支承所述支承架。
[0010]其中，所述截面形狀是流線型的環(huán)形圓滑面為環(huán)形錐面或者由兩個環(huán)形錐面對接形成的環(huán)形雙錐面。
[0011]其中，所述截面形狀是流線型的環(huán)形圓滑面為環(huán)形圓弧面或者由兩個環(huán)形圓弧面對接形成的環(huán)形雙圓弧面。
[0012]其中，所述支承凸緣的凸緣面設置為環(huán)形平面，所述支承凸緣通過所述環(huán)形平面支承所述支承架，所述環(huán)形平面凸出所述筒體的內壁的寬度大于等于所述環(huán)形平面沿所述筒體的軸向方向的高度。
[0013]其中，所述內支承結構還包括有中間環(huán)，所述支承凸緣通過所述中間環(huán)支承所述支承架，所述中間環(huán)與所述支承凸緣的凸緣面貼合。
[0014]其中，所述中間環(huán)為一體式結構，或者所述中間環(huán)為由分段圓弧環(huán)拼接而成的可斷開環(huán)結構。
[0015]其中，所述支承凸緣與所述筒體由鋼材質一體化制造成型，或者所述支承凸緣通過焊接與所述筒體的內壁連接。
[0016]其中，所述支承凸緣由所述筒體的內壁堆焊形成。
[0017]其中，所述筒體的內壁堆焊有耐介質腐蝕的襯里層。
[0018]本申請的有益效果:本申請的一種具有內支承結構的反應器，包括有筒體、設置于筒體的進出物料開口，以及設置于筒體內壁的內支承結構，其中，所述內支承結構包括有支承凸緣和支承架，所述支承凸緣的凸緣面與所述支承架貼合以用于支承所述支承架。本申請的支承凸緣通過其凸緣面與支承架貼合的方式以實現(xiàn)支承，使得該支承凸緣較傳統(tǒng)結構的支承板與筒體內壁直接焊接相比，可減少與筒體的強度差異，降低支承凸緣和反應器內壁之間的局部應力集中，能夠同時兼顧受內壓、高溫和重力載荷作用，易焊接且低成本，本申請的反應器由于采用這種改進的內支承結構，使得其操作運行中耐腐蝕、耐疲勞、不開裂，使用壽命延長。
【附圖說明】
[0019]利用附圖對本申請作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本申請的任何限制，對于本領域的普通技術人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖獲得其它的附圖。
[0020]圖1是現(xiàn)有技術化工反應器的基本結構示意圖。
[0021]圖2是本申請的一種具有內支承結構的反應器的第一種支承凸緣的結構示意圖。
[0022]圖3是本申請的一種具有內支承結構的反應器的第二種支承凸緣的結構示意圖。
[0023]圖4是本申請的一種具有內支承結構的反應器的第三種支承凸緣的結構示意圖。
[0024]圖5是本申請的一種具有內支承結構的反應器的第四種支承凸緣的結構示意圖。
[0025]圖6是本申請的一種具有內支承結構的反應器的第五種支承凸緣的結構示意圖。
[0026]圖7是本申請的一種具有內支承結構的反應器的第六種支承凸緣的結構示意圖。
[0027]圖8是本申請的一種具有內支承結構的反應器的分段圓弧環(huán)凸緣的拼接結構示意圖。
[0028]圖9是本申請的一種具有內支承結構的反應器的第七種支承凸緣的結構示意圖。
[0029]在圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8和圖9中包括有:
[0030]筒體I，上封頭2，下封頭3，上開口 4，下開口 5，支座6，下支承結構7，中支承結構8，上支承結構9，
[0031]平面支承凸緣10，平面支承架11，
[0032]錐面支承凸緣12，錐面支承架13，
[0033]雙錐面支承凸緣14。
[0034]堆焊支承凸緣15，
[0035]組焊支承凸緣16，焊縫17，
[0036]中間環(huán)I8，
[0037]中間環(huán)分段圓弧環(huán)19，中間環(huán)分段圓弧環(huán)20，中間環(huán)分段圓弧環(huán)21，
[0038]“牛腿形”支承凸緣22。
[0039]支承平面A，支承錐面B。
【具體實施方式】
[0040]結合以下實施例對本申請作進一步詳細描述。
[0041]實施例1。
[0042]本申請的一種具有內支承結構的反應器的【具體實施方式】之一，參見圖1所示，其結構包括有筒體1、設置于筒體I的用于進出物料的上開口 4和下開口 5，以及設置于筒體I內壁的內支承結構，除此之外，還包括圖1中的現(xiàn)有技術特征上封頭2，下封頭3，支座6，內支承結構具體包括下支承結構7，中支承結構8和上支承結構9，上述技術特征與現(xiàn)有技術中的反應器的結構基本相同，且本申請的具有內支承結構的反應器也具備現(xiàn)有技術中的反應器的其它基本結構。
[0043]本申請的改進之處在于:參見圖2至圖7，以及圖9所示，所述內支承結構包括有支承凸緣和支承架，所述支承凸緣的凸緣面與所述支承架貼合以用于支承所述支承架。支承凸緣直接支承著支承架，支承架與支承凸緣的凸緣面平直貼合，相應配合的支承架13的被支承貼合面也是平直的。如凸緣面為平面，則相配合的支承架的配合貼合面也是平面，如凸緣面為斜面，則相配合的支承架的配合貼合面也是斜面。本申請的支承凸緣通過其凸緣面與支承架貼合的方式以實現(xiàn)支承，使得該支承凸緣較傳統(tǒng)結構的支承板與筒體內壁直接焊接相比，可減少與筒體的強度差異，降低支承凸緣和反應器內壁之間的局部應力集中，能夠同時兼顧受內壓、高溫和重力載荷作用，易焊接且低成本，本申請的反應器由于采用這種改進的內支承結構，使得其操作運行中耐腐蝕、耐疲勞、不開裂，使用壽命延長。
[0044]上述支承凸緣的制造過程包括:(I)按本申請的具體技術方案初步設計支承凸緣結構尺寸，根據反應器工藝參數(shù)對初步設計的凸緣結構進行應力分析，調整細部尺寸使應力分布均勻，且疲勞校核通過；(2)選擇鍛件，制造鍛件毛坯，對毛坯進行熱處理，粗加工后經無損檢測合格；(3)精加工支承凸緣，通過模板檢測支承凸緣的凸緣面；(4)確保支承凸緣的凸緣面與支承架的配合面貼合一致。
[0045]具體的，所述筒體的內壁堆焊有耐介質腐蝕的襯里層。其中，筒體可以由鋼板或鍛件制成。如筒體的內壁堆焊有耐介質腐蝕的襯里層，則內支承結構可以與該耐介質腐蝕的襯里層連接。
[0046]本申請的內支承結構特別適用于反應器，同時也適用于其它需要支承內件的壓力容器。
[0047]實施例2
[0048]本申請的一種具有內