[发明专利]用于处理腐蚀性流体的管束设备

权利要求书

1.适于在高压高温条件下进行在两种流体之间的热交换的管束设备，两种流体之一具有在工艺条件下对碳钢的高腐蚀特性，该管束设备包括：被外壳限定的中空体，或抗压体，适于承受操作压力并且由如果与所述高腐蚀性流体相接触则受到腐蚀的材料组成，其中设有高腐蚀性流体的收集腔和分配腔，收集腔和分配腔通过一系列形成管束的、包括至少一层金属锆或其合金的管而相互流体流通；以及包括所述管束的中间腔，中间腔通过气密管板与上述两腔分隔开，其特征在于：所述收集腔或分配腔中的至少一个腔的内壁包括钛或其合金的衬层、并被包括至少下列三个金属层的管板所限定：

A)适于承受压力推力的第一层，主要由具有高机械性能的金属材料组成，如果与所述高腐蚀性工艺流体相接触则受到腐蚀；

B)由钛或其合金组成的材料制成的中间层，直接或间接地位于所述层(A)的表面上并焊接到腔的具有所述钛衬层的边缘上；

C)由锆或其合金组成的层，具有与在关于层(A)的相反侧上的所述中间层(B)的表面冶金接合的表面，并且在使用中另一表面将与所述高腐蚀性流体相接触，所述层与所述管的锆层密封焊接。

2.根据上述权利要求1所述的设备，被竖向定位，其中被三个层限定的所述腔形成高腐蚀性流体的下收集室。

3.根据上述任何一项权利要求所述的设备，其中所述层A的厚度范围是从40到700mm，优选是从100到650mm。

4.根据上述权利要求3所述的设备，其中所述层A由从包含高屈服强度钢在内的碳钢中选出的金属材料组成。

5.根据上述任何一项权利要求所述的设备，其中所述层B的厚度范围是从1到20mm，优选是从1到15mm。

6.根据上述任何一项权利要求所述的设备，其中所述层C的厚度范围是从0.5到20mm，优选是从3到15mm。

7.根据上述任何一项权利要求所述的设备，其中腔的内壁的所述衬层的厚度范围是从1到20mm，优选是从2到10mm。

8.根据上述任何一项权利要求所述的设备，其中所述管束的每个管中的锆层的厚度范围是从0.3到20mm。

9.根据上述任何一项权利要求所述的设备，其中所述管束的每个管都是双金属管，包括由不锈钢或钛组成的至少一个外层，和与腐蚀性流体相接触的、由锆或其合金组成的、厚度为0.3到5mm的内部衬层。

10.根据上述权利要求9所述的设备，其中所述不锈钢或钛层的厚度与所述衬层的厚度之比的范围是从1到20，优选是从2到8。

11.根据上述权利要求10所述的设备，其中，在双金属管中，所述外层的厚度是2到15mm，并且所述内层的厚度是0.4到3mm。

12.根据上述权利要求9至11中的任何一项所述的设备，其中所述双金属管由密封焊接到管板的具有所述层C的边缘上的内部锆层和力焊接和/或密封焊接到管板的具有所述层B的边缘上的外部钛层组成。

13.根据上述权利要求1至8中的任何一项所述的设备，其中所述管束的每个管都完全由锆或其合金组成。

14.根据上述权利要求13所述的设备，其中所述管的厚度范围是从1到20mm，优选是从2到5mm。

15.根据上述权利要求13或14之一所述的设备，其中，在管板中，所述层C的厚度范围是从3到15mm并且与每个所述锆管力焊接并密封焊接。

16.根据上述任何一项权利要求所述的设备，其中厚度为2到10mm的由碳钢制成的另一个层D被插入在所述层B与所述层C之间。

17.根据上述任何一项权利要求所述的设备，其中所述层C在管板上从与管板力焊接的壁延伸出至少30mm的距离，优选伸出至少50mm。

18.根据上述任何一项权利要求所述的设备，其中所述层C的外边界位于与管束的最靠近外围的管的外壁相距至少10mm处，优选相距至少30mm。

19.根据权利要求1至18所述的设备在用于合成尿素的工厂中的用途。

20.根据上述权利要求19所述的用途，作为尿素的高压合成循环中的汽提器。