[发明专利]一种具有内支承结构的反应器

说明书

技术领域

本申请涉及用于石油炼制与化工、煤化工、化肥工业、及其它各种化工装备中的各种高温高压反应器技术领域，特别涉及通过催化剂进行反应的加氢反应器或脱硫反应器领域中的一种具有内支承结构的反应器。

背景技术

化工反应器的基本结构如图1所示，包括有筒体、设置于筒体两端的封头以及进出物料开口，检测开口及支承结构，筒体由钢板或锻件制成，包括支承凸缘(或称凸台)的压力容器内表面堆焊耐腐蚀衬里。一般地，炼油氢反应器、脱硫反应器和石油化工反应器或煤化工反应器都需要通过催化剂保证反应的顺利进行，为了保证反应的均匀性，反应器大多立式安装，支承催化剂的内部支承结构连接到筒体内壁上，通过伸入催化剂不同部位的热电偶测控反应温度。由于反应器经常在高温高压下操作，或者有循环反复操作，圆筒体上的内外结构会造成其与筒体间的受力变形不协调，结构厚壁处强度高，没有凸缘的筒体强度低，两者牵扯引起很大的局部应力，在流体杂质或波动工况作用下很容易在内外件与筒体的连接处引起开裂，所以反应器筒体上很少设置开孔接管结构。

随着石油化工装置的规模化发展，反应器的容积达到500m³以上，装填的催化剂总重量也达到几百吨。为了控制立式的反应器从上到下正常运行，在筒体上不同高度处开有冷氢气进口，为使氢气进入反应器后迅速发展均匀平衡分布，在相应的入口高度处必修安装分布器，这样使得反应器内的催化剂分开为好几层，每一层必须要有独立的支承。这样，支承凸缘存在以下问题：既要承受催化剂重力载荷引起的应力，又要承受变形不协调引起的局部应力，支承凸缘上表面与筒体的连接拐角处经常开裂。如果裂纹贯穿筒体壁厚，带高温高压氢气的油品泄漏到大气中会发生爆炸，硫化氢等有毒杂质泄漏到大气中会引起人体伤亡事故。

传统的解决方案是制造中保证支承凸缘及其与筒体的连接质量，反应器运行中保持平稳操作减少应力，维护中定期检测支承凸缘段筒体，发现裂纹即安排停下装置进行修复，严重影响安全生产和经济效益。

然而，传统的解决方案无法满足同时兼顾受重量载荷、内压、高温以及耐疲劳等要求。因此，研发一种能够同时兼顾受重量载荷、内压、高温以及耐疲劳的反应器的内支承结构，应用于石油化工领域反应器，对安全生产和经济效益具有重要的工程意义。

发明内容

本申请的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种能够同时兼顾受重量载荷、内压、高温以及耐疲劳的具有内支承结构的反应器。

本申请的目的通过以下技术方案实现：

提供了一种具有内支承结构的反应器，包括有筒体、设置于筒体的进出物料开口，以及设置于筒体内壁的内支承结构，其中，所述内支承结构包括有支承凸缘和支承架，所述支承凸缘的凸缘面与所述支承架贴合以用于支承所述支承架。

其中，所述支承凸缘的凸缘面设置为截面形状是流线型的环形圆滑面，所述支承凸缘通过所述截面形状是流线型的环形圆滑面与所述支承架贴合以用于支承所述支承架。

其中，所述截面形状是流线型的环形圆滑面为环形锥面或者由两个环形锥面对接形成的环形双锥面。

其中，所述截面形状是流线型的环形圆滑面为环形圆弧面或者由两个环形圆弧面对接形成的环形双圆弧面。

其中，所述支承凸缘的凸缘面设置为环形平面，所述支承凸缘通过所述环形平面支承所述支承架，所述环形平面凸出所述筒体的内壁的宽度大于等于所述环形平面沿所述筒体的轴向方向的高度。

其中，所述内支承结构还包括有中间环，所述支承凸缘通过所述中间环支承所述支承架，所述中间环与所述支承凸缘的凸缘面贴合。

其中，所述中间环为一体式结构，或者所述中间环为由分段圆弧环拼接而成的可断开环结构。

其中，所述支承凸缘与所述筒体由钢材质一体化制造成型，或者所述支承凸缘通过焊接与所述筒体的内壁连接。

其中，所述支承凸缘由所述筒体的内壁堆焊形成。

其中，所述筒体的内壁堆焊有耐介质腐蚀的衬里层。