[发明专利]高温高压或常温高压临氢设备的整体包扎多层筒体

说明书

技术领域

本发明涉及一种整体包扎多层高压容器筒体，尤其是高温高压或常温高压临氢设备设备的多层筒体，属于压力容器领域。

背景技术

加氢技术是化工、石油化工和煤化工的关键技术。实现加氢技术的设备，如加氢反应器、加氢换热器和加氢分离器是典型的高温高压临氢设备。如石油加氢裂化反应温度450℃，压力10～20MPa；煤直接液化的加氢反应温度480℃，压力20MPa。目前制造这类高温高压临氢设备均为整体锻焊式或厚板卷焊式单层结构，筒体上存在深厚环焊缝或纵焊缝，焊接接头容易发生裂纹，是该类设备的主要薄弱环节之一，并且对锻件或厚板的制造要求高，存在制造周期长、制造成本高等缺点。另外，对于氢的扩散、泄漏，该类单层式结构检测困难，很难实现在线检测。氢在材料内部的扩散，会对材料造成损伤，形成安全隐患。

此外，氢能作为一种发展前景非常光明的绿色能源受到了全世界的关注。氢气的储存是氢能利用的一个重要环节。氢气储存技术有多种，其中高压储氢技术是较成熟、较广泛应用的技术。但安全可靠、经济合理和经久耐用的高压储氢设备是其关键。目前储氢压力已达到70MPa，将来可能要求更高的储氢压力。中国发明专利CN1715730A(《多功能全多层高压氢气储罐》)和中国实用新型专利ZL200520012779.5(《多功能全多层高压氢气储罐》)公开了一种多功能全多层高压氢气储罐，它包括双层半球形封头、接管、加强箍、绕带筒体和健康诊断系统。其典型特征之一是筒体为钢带缠绕薄内筒形成的多层筒体，其泄漏检测是检测内筒造成的泄漏。氢气通过内筒的泄漏通过绕带间的间隙，由外保护壳体收集后由接管排出，接入泄漏检测系统。该检测系统很难准确判断氢气的泄漏位置。

中国专利CN201046393Y(《整体多层夹紧式不锈钢衬里尿素合成塔》)和中国专利CN201161988Y(《整体多层夹紧式尿素合成塔》)公开了整体包扎多层尿素合成塔结构，不适合温度超过350℃的高温高压临氢设备或压力超过35MPa的常温高压储氢设备。中国专利CN201168592Y(《整体多层夹紧式容器》)，其主要内容为上世纪90年代初申请的实用新型专利《整体多层夹紧式容器》(申请号：90212818.3)，已成为公知技术，且未涉及衬里和泄漏检测装置结构，不适合温度超过350℃的高温高压临氢设备或压力超过35MPa的常温高压储氢设备。

发明内容

本发明的目的是针对现有高温高压临氢设备技术或常温高压储氢设备技术的不足，提供一种建造高温高压临氢设备或常温高压储氢设备的多层筒体，它具有承压、抗氢、抑爆抗爆、能够在线检测等特点。

实现本发明上述目的所采用的技术方案是：

在整个衬里的外壁环套内筒，衬里和内筒采用抗氢钢，在内筒外又环套着同轴心的层板，且各层层板上的环焊缝及纵焊缝相互错开，在每个内筒筒节上设置有泄漏检测装置。

所述的泄漏检测装置为径向固定于内筒和层板中的钢管，该钢管内侧对应衬里的位置焊接有抗氢钢的堵板。

所述的衬里和内筒的总层数应小于10层，层板层数为1～100层，每个内筒筒节设置泄漏检测装置1～10个。

本发明所述的衬里和内筒采用抗氢钢，层板的厚度为4mm～32mm。

本发明的有益效果是：

提供了一种设计温度大于350℃的高温高压临氢设备或设计压力大于35MPa的常温高压储氢设备的多层筒体结构，筒体具有承压、抗氢、抑爆抗爆、能够在线检测等特点，可以提高该类高温高压临氢设备或常温高压储氢设备的安全可靠性，并极大地降低其制造成本。

附图说明

图1为所发明的结构示意图。

图2为所发明的左视示意图。

图中：衬里1、内筒2、层板3、环焊缝4、泄漏检测装置5、纵焊缝6。

具体实施方式：

如图1所示，筒体内筒的内壁堆焊或热套309L和347L两层不锈钢作为衬里1，以抵抗氢损伤和硫化氢腐蚀。内筒2采用2.25Cr-1Mo钢板卷焊制造，环套在衬里1之外。多层圆弧形的层板采用厚度为4mm～32mm的钢板整体包扎在内筒2，且各层层板3上的环焊缝4及纵焊缝5相互错开，避免了重叠成为深厚焊缝。由于层板3很少有机会接触氢介质，其抗氢特性可以不考虑，主要考虑其耐热特性。泄漏检测装置5为径向固定于内筒2和层板3中的钢管，该钢管内侧对应衬里的位置焊接有抗氢钢的堵板。