[发明专利]一种抗高温、高压、及氢腐蚀的热交换装置

权利要求书

1.一种抗高温、高压、及氢腐蚀的热交换装置，其特征在于，包括一外壳和设置在该外壳内的管板，该外壳包括筒体、设置在筒体两端的第一密封平盖和第二密封平盖，该管板将外壳的内腔分为换热腔和冷媒腔，其中换热腔位于管板与第一平盖之间，冷媒腔位于管板与第二平盖之间；

在冷媒腔内安装有分割板，该分割板将冷媒腔分为互不相通的进液腔和出液腔；在外壳上安装有连通进液腔的传热介质进口和连通出液腔的传热介质出口；

在换热腔内安装有隔热筒和高温内联箱，隔热筒内安装有U形换热管，该U形换热管的两端分别经该管板连通进液腔和出液腔；隔热筒朝向管板的一端为敞口端，该敞口端与管板之间具有连通隔热筒内外的连通部；

该高温内联箱位于隔热筒背离该管板的一侧，且该高温内联箱与隔热筒相连通；在外壳上设置有气体进口管和气体出口管，该气体进口管正对高温内联箱、且连通该高温内联箱，该气体出口管正对连通部；

在高温内联箱与外壳之间填充有第一保温材料，该隔热筒与筒体之间的环隙形成为死气区，该死气区经连通部连通该隔热筒的内腔。

2.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，在高温内联箱与隔热筒之间设置有气体均布器。

3.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，

在第一平盖与筒体之间垫设有第一密封隔膜垫，该第一密封隔膜垫将第一平盖与换热腔完全隔离，在筒体的朝向第一平盖的端面上设置有由Inconel600材料堆焊所形成的第一密封面；

在第二平盖与筒体之间垫设有第二密封隔膜垫，该第二密封隔膜垫将第二平盖与冷媒腔完全隔离，在筒体的朝向第二平盖的端面上设置有由Inconel600材料堆焊所形成的第二密封面。

4.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，

在隔热筒的外周面上包裹有保温层，该保温层与筒体之间的环隙形成为所述死气区。

5.根据权利要求4所述的热交换装置，其特征在于，

在管板朝向第一平盖的第一端面上设置有堆焊封闭层，该堆焊封闭层满布管板的第一端面位于换热腔内的区域，且该堆焊封闭层由该第一端面沿筒体的内表面朝第一平盖方向延伸，直到超过保温层朝向第二平盖的端面。

6.根据权利要求5所述的热交换装置，其特征在于，

堆焊封闭层至少超过保温层朝向第二平盖的端面的100mm。

7.根据权利要求5所述的热交换装置，其特征在于，

在径向方向观察，堆焊封闭层覆盖该连通部，且该堆焊封闭层延伸到气体出口管的内壁、并满布该气体出口管的内壁。

8.根据权利要求5所述的热交换装置，其特征在于，该隔热筒朝向管板的一端为自由端，在该自由端上安装有支腿，该支腿滑动地支撑在堆焊封闭层上。

9.根据权利要求1任一项所述的热交换装置，其特征在于，

该筒体沿由第一平盖到第二平盖的方向依次包括高温腔体、主腔体和管程腔体，其中高温腔体和主腔体焊接在一起，管板的两端分别焊接在主腔体和管程腔体上；

气体进口管设置在高温腔体上，气体出口管设置在主腔体朝向管板的一端，传热介质进口和传热介质出口设置在管程腔体上；

高温腔体、主腔体和管板的材料均为12Cr2Mo1合金钢，管程腔体的材料为，的材料为15CrMo合金钢。

10.根据权利要求1-9任一项所述的热交换装置，其特征在于，当该热交换装置工作时，合成气由气体进口管进入到高温内联箱中，然后在进入到隔热筒内，与U形换热管内的传热介质进行换热，完成换热后的合成气由气体出口管排出；传热介质依次经传热介质进口和进液腔进入到U形换热管内，与合成气进行换热，然后再依次经出液腔和传热介质出口排出；

合成气的进口温度为435-450℃，合成气的出口温度为405-420℃；筒体在径向方向上与死气区相对的区域的温度低于400℃。