[实用新型]热压成型反应器封头

说明书

技术领域

本实用新型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大型高等级反应器技术领域，具体涉及一种热压成型反应器封头。

背景技术

化工反应器的基本结构如图1所示，包括有圆筒体1、设置于圆筒体1的下开口5、设置于筒体1内壁的内支承结构7、设置于圆筒体1的两端的上封头2和下封头3，以及设置于封头的各种上开口4，设置于圆筒体1或封头外壁的下支承结构6，圆筒体1由钢板或锻件制成，还包括压力容器内表面堆焊耐腐蚀衬里。

由于反应器一般是在高温高压下操作，圆筒体与其端部的封头结构会因受力而变形不均匀，在连接接点会形成附加应力，其中压力容器封头会在与圆筒体的连接接点附近产生应力突变，从封头区的拉应力断崖式地转变为压应力，容器内的压力越高，该突变就越悬殊，使该区域封头壁存在失稳变形的危险。因此，封头的壁厚应符合设计中的校核基本强度要求。

另一方面，由钢板按传统的热冲压成形的封头普遍会产生壁厚减薄，椭圆封头的减薄量较球形封头的减薄量要大。如图2所示，包括直边段9和小半径r过渡段10。其中最大减薄区位于直边段9下来的过渡段10区域，该过渡段10的区域正是前面所提到的应力突变区，一般减薄达8%至13%。因此，内压作用下传统的压力容器封头强度在不同的部位是不相等的，应力突变区的封头强度最低。

传统的解决方案是，制造中为保证设计校核所需要的基本封头壁厚t，采购毛坯钢板时就要考虑增加毛坯的厚度，以弥补成形时的减薄量，具体的增厚大小由各封头厂商提出，一般根据可能的减薄量来确定，毛坯钢板的厚度一般选择1.08t至1.13t。一百多年来，该工艺没有改变。

然而采用此方法造成了新的问题，毛坯钢板的增厚，材料成本增加了8%至13%，而且重量增加，使得钢板运输重量和封头运输重量的增加。厚钢板的质量更难保证，而影响后续封头质量。此外，厚钢材还加大了加热能耗、封头开口接管焊接工作量和封头与圆筒体焊接工作量，间接造成资源浪费和环境污染。

随着环保意识增强，工业和民用油品质量越来越高，油品加氢技术向高参数工艺发展，煤化工中的煤气化及煤制天然气技术也已开始工程应用，大型高等级厚壁反应器应用越来越多，上述矛盾越来越尖锐。因此，开发应用新的封头成形工艺技术，应用于各种石油化工或煤化工反应器，对安全生产、经济效益和社会效益都具有重要的工程意义。

实用新型内容

针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型提供一种能够降低反应器封头的冲压易减薄区域的减薄程度的热压成型反应器封头。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

提供一种热压成型封头方法，包括以下步骤：预估毛坯的冲压易减薄区域，在加热期间减少冲压易减薄区域的热量吸收，以使冲压易减薄区域的强度较其它区域的强度高。

其中，冲压前，增加所述毛坯的冲压易减薄区域的厚度。

其中：加热前于所述毛坯的冲压易减薄区域铺设或涂敷耐高温隔热遮蔽层，以在加热期间减少冲压易减薄区域的热量吸收。

其中，预估易减薄区域的易减薄程度，且耐高温隔热遮蔽层的厚度与毛坯各处的易减薄程度相对应。

其中，加热步骤中通过热电偶分别对毛坯的遮蔽区域和非遮蔽区域进行测温。

其中，加热步骤中所述加热炉内的温度匀速上升。

其中，冲压中，在所述毛坯与所述冲压机的接触处设置有耐高温涂料以减少所述毛坯的热量往所述冲压机传递。

成型反应器封头毛坯，实施于上述的热压成型反应器封头方法，包括毛坯本体和敷设或涂敷于所述毛坯的冲压易减薄区域的耐高温隔热遮蔽层。

热压成型封头加热炉，用于实施上述的热压成型反应器封头方法，包括密闭的炉膛和设置于所述炉膛的炉台和支垫，所述支垫设在所述炉台的上方并用于对所述毛坯进行支撑，还包括对所述毛坯的冲压易减薄区域铺设或涂敷耐高温隔热遮蔽层的涂敷机构。

热压成型反应器封头，该封头为实施上述的热压成型封头方法和/或使用上述的热压成型封头加热炉制造的，在同一压力作用下，所述封头的应力水平处处相等。

其中，所述封头包括椭圆形封头和球形封头。

其中，所述椭圆形封头包括形成封头端口的直边段、形成封头顶部的球面底部段和连接所述直边段和所述底部段的过渡段，所述直边段、过渡段和顶部段的厚度相等。

其中，所述封头包括基本厚度区域和局部增厚区域。