[发明专利]管束设备及其使用

说明书

技术领域

本发明涉及一种管束设备，该设备包括壳体，该壳体具有容纳在其中的带有管道的管束，这些管道在一端与第一管底板连接，并且在与第一管底板相对的另一端与第二管底板连接，其中第一和第二管底板以可拆卸的方式固定在壳体中。

本发明还涉及管束设备的使用。

背景技术

管束设备通常应用在必须从第一介质向第二介质进行导热的地方。这种设备例如是换热器或反应器。在管束设备中，第一介质通流管道，第二介质通流管道周围的空间。流体输送可以以直流、对流、交叉直流或交叉对流的方式进行。对于交叉直流或交叉对流方式的流动引导，管束设备的各个管道由导流板引导，利用导流板使绕管道流动的第二介质转向。通过沿导流板进行的所述转向形成环流管道的介质的蜿蜒曲折的流动分布。

为避免第一介质与第二介质混合，管道通常在其端部以流体密封的方式容纳在管底板中。管底板本身同样流体密封地与管束设备的外壳连接。

在当前使用的管束设备中，第一管底板和第二管底板分别固定地紧固在管束设备的壳体中，其中为此通常使用法兰连接。常用的管底板及其安装的设计方案例如在Perry(佩里)的《Chemical Engineering’s Handbook(化工手册)》第八版第11至34页中有所描述。

所公开的管束设备的缺点是，尤其在通流管道的介质与环流管道的介质之间温差较大时，管道和外壳的纵向膨胀不同，使得管道会在管束设备中变形。此外，在需要时或者在对管束或外壳进行清理时，通常不容易从管束更换管道。

为避免该变形，通常在设备的外壳侧使用补偿器，但补偿器只能用于低压力范围内的壁厚有限的设备中。补偿器是这种结构的公知的薄弱点，一旦发生故障就会导致外壳空间中的介质溢出到环境中。这种泄漏在对制程化学品进行操作的情况下是不允许的。

发明内容

因此本发明的一个目的是提供一种不具有现有技术所公开的缺点的管束设备。

该目的通过如下的管束设备实现，该管束设备包括壳体以及该壳体中所容纳的带有管道的管束，这些管道在一端与第一管底板连接，并且在与第一管底板相对的另一端与第二管底板连接，其中第一和第二管底板以可拆卸的方式固定在壳体中，其中第一管底板以该第一管底板的与管道相反的一侧支承并固定在壳体上的止挡上，第二管底板通过密封元件(带有密封元件地)在壳体中被引导(安装)。

通过将第一管底板固定在止挡上，避免了管束在管束反应器运行中会在壳体内部移位。第二管底板通过密封元件在壳体中被引导使得例如在管道和壳体伸长不同的情况下，尤其是在管道中所输送的介质与环流管道的介质温度非常不同的情况下，管底板能够在壳体内部移位，并以这种方式补偿由于温差所造成的不同的伸长。利用填料盒(填料盖，压盖)式密封件对第二管底板进行密封一方面使得管底板可以在壳体内移位，另一方面又使由管底板所分离的壳体内部的空间相互密封。由此确保流体从管底板与壳体顶盖所界定的空间流入到管道中，还确保输送到壳体中的环流管道的介质不能到达管道的供给流中/不能流入管道中。

同样，在管底板固定在止挡上的侧上，为了避免流体从管底板与壳体顶盖之间的空间流入到壳体外壳与两个管底板所限定的、管道周围的空间中，并且还避免流体从管道周围的空间中流入到管底板与壳体顶盖之间的空间中，第一管底板也优选相对于该壳体密封，其中在此也同样使用填料盒式密封件。

使用实施为填料密封箱(压盖填料密封件)的密封元件的优势是，即使在使用处于高压下的介质时，例如大于100bar的高压下时，尤其是在通流管道的介质与环流管道的介质之间压差较大的情况下，确保了被相应管底板所分离的空间之间能够足够密封。

使用实施为填料密封箱的密封元件尤其具有的优势是，能够在外壳与管道侧之间将压差较大的介质分开，而不会造成流体混合。同时，如果尺寸足够，填料密封箱能够通过压缩来容纳管束在受到热应力时相对于外壳所产生的长度伸长。尤其在例如目前在中高压范围中所使用的具有较大壁厚的设备中，上述内容在外壳侧是必须的，因为在此在变化的加热或冷却过程中，管道侧明显比外壳更快被加热。

在一种优选的实施方式中，支承第一管底板的止挡具有被分开的环，该环容纳在壳体中的槽中。在此，该环可以被划分为两个或更多个区段。将环分成两个或多个区段使得各单独区段能够从壳体中被取出，从而使管底板并进而使管束能够在去除止挡后在壳体中自由移动。这一点的优势是，能够从两端从壳体中取出管束。因此一方面使得能够从壳体中拉出管束，另一方面还能够从壳体中将管束推出来。