多个元件支撑梁的制作方法

催化剂支撑梁在工业过程中普遍使用，从反应器到蒸馏塔和吸收塔。通常，例如在加氢处理反应器中，它们是厚度为20cm的大块结构。长度和高度随着支撑梁的容器的直径和功能而变化。实践中看到长度高达至少6米的重型梁，这导致难以处理和安装。

大块金属梁借助切割金属板来制造。但是，所需厚度的金属板不易得到，因为几乎没有制造者供应它们，这导致了高价格以及高交付时间和制造时间。

结果表明，梁的价格和交付时间与厚度不是线性相关，而是指数相关的。

另外，对于大块容器来说，梁的尺寸使得位阻给出了对于设计和安装方法的限制。

因此，需要一种新设计的容器支撑梁，该容器支撑梁减少了这些缺陷，同时提供与已知方案至少相同的结构稳定性以及长期可靠性。

技术实现要素：

在本发明的第一方案中提供了安装期间更容易处理的支撑梁。

在本发明的第二方案中提供了对生产过程设备要求更少，并因此可以具有更快交付时间和更低价格的支撑梁。

这些以及其它优势由容器支撑梁实现，该容器支撑梁包括两个或更多梁元件，其中每个梁元件包括由顶侧、下侧以及两个相对端侧连接的相对的第一长侧和第二长侧，所述梁元件平行设置即一个梁元件的至少一个长侧面向另一个梁元件的长侧，从而形成具有相对的第一长侧表面和第二长侧表面、顶表面以及下表面的反应器支撑梁。因此，每个支撑梁由至少两个梁元件构建，每个梁元件可以具有比传统支撑梁更小的尺寸。相较于已知梁来说，由于梁元件的尺寸更小，所以生产能够通过更简单的装置和更快的工艺进行，使得支撑梁的生产更快且潜地成本更低。

每个支撑梁可以包括两个、三个或者更多梁元件。这些梁元件可以具有相等的宽度，或者它们可以具有不同的宽度。例如，支撑梁可以包括两个大体上对称且具有相同宽度的梁元件。另一个示例是包括一种中心梁元件被两个第二种梁元件夹住的支撑梁。因此，该支撑梁进一步实现设计高度专业化的支撑梁的简单但有效的可能性，这些高度专业化的支撑梁包括被设计为以现有支撑梁不可能的方式来优化稳定性、尺寸、重量等的梁元件。申请人已经展示根据本申请的支撑梁完全满足容器内部领域的关键参数——使用寿命、稳定性、安全性以及可靠性的要求，同理，容器内部领域传统上依靠众所周知设置，其被证实长时间可靠。

梁元件邻近彼此放置，且两个元件之间的表面优选彼此压靠，使得力能够从一个梁元件传递到另一个梁元件。

优选地，支撑梁包括用于将至少两个梁元件锁定在一起的装置，以便使它们在被安装在反应器中时保持稳定并固定。

例如，用于将梁锁定在一起的装置包括梁元件中的通孔以及用于穿过所述通孔的连接装置。这样带有孔/通孔装置的设置提供了将梁元件锁定在一起的简单但高效的方式，因为锁定装置可以用于固定几个尺寸的元件，以及如果有必要用于将元件拉到一起。

在许多实施例中，在反应器支撑梁的最初构造中，每个(或一些)连接装置的有效长度比第一和第二长侧表面之间的距离长。这意味着锁定装置可被设置为允许宽度、长度和/或梁元件之间的距离微小变化。这样形状的变化可能是由容器/反应器启动和操作期间的温度变化所引起。两个梁元件之间的偏移的微小不同也可能是由两个梁元件之间的不均匀载荷分布所引起。

取决于整体容器的设置，锁定装置可以横跨梁元件均匀分布，或者设置在梁的特定区域中。锁定装置(如以通孔的形式)可以至少被设置在梁元件长侧的中心段，这是因为这里是梁元件的偏移发生最为显著的位置。

例如，锁定装置可以是螺栓和螺母设置、铆钉或例如夹紧装置。锁定装置可以是单一类型或者结合使用的不同类型。

一个或多个梁元件可以包括紧固到容器和/或在容器中支撑的装置，以便在容器中设置支撑梁。例如，梁元件可以包括将支撑梁支撑在容器支撑环上的装置。支撑梁可以机械地固定和/或可选地简单安放在一个或多个结构上，例如容器支撑环。

构成支撑梁的梁元件可以是相同或不同类型。至少一个梁元件可以是大型的。大块梁元件可以提供对支撑梁的高度稳定性，并且它们可以简单制造。与大块梁元件组合或代替大块梁元件，梁元件可以具有材料密度或厚度减小的一段或更多段。这些密度和/或厚度变化的梁元件可以提供高度的稳定性，同时使支撑梁质量的增加较小。

在一些设置中，梁元件的顶侧一起构成容器支撑梁顶表面。类似地，梁元件的下侧一起构成容器支撑梁下表面。梁元件的顶侧可以是平齐的，或者它们可以在不同高度或形成至少部分倾斜的支撑梁顶表面。类似地，下支撑梁表面可以形成平坦的支撑梁下表面，或者阶梯的或至少部分倾斜的下表面。

支撑梁可以包括用于覆盖至少部分的容器支撑梁顶表面和/或至少部分的其它表面的盖装置。盖装置具有防止催化剂颗粒和碎片卡在两个邻近梁元件之间并因此在两个邻近梁元件之间运用分离力的功能。

支撑梁的材料可以基于温度和环境来选择。对于无腐蚀性环境，可以选择低合金或甚至CS。对于腐蚀性环境，通常使用不锈钢钢种，而且还可以使用惰性材料。

对于一些情况，使用CS/低合金基材料作为应力支承件，以及使用保护基材不受有害环境侵害的经由堆焊的包层(cladding)或金属片盖是有益的。在金属片盖的情况下，其可与最终的盖一起制成，最终的盖在安装到梁组件的顶部和底部期间密封焊接。

支撑梁可以形成设置为保持各种催化剂支撑件的催化剂支撑系统的部分。即支撑梁可以与其它装置的支撑网格或覆盖面板一起形成用于一个或多个催化剂床的支撑结构。

在容器(比如反应器)的工作条件期间，典型温度范围可以从200℃直到500℃，比如460℃以下。在一些应用中，标准工作范围可以是250-454℃。在一些实施例中，例如在吸收的一些情况中，温度可以低于上述温度区间，比如大约在室温、降至0℃，或者甚至降至包括液氮的过程相关的温度，即在降低范围中的温度可以从0至-200℃。

支撑梁的尺寸的长度范围能够从1m至10m，比如长度为2-6m，厚度范围从2cm至40cm，比如厚度为10-30cm，和/或高度在10cm至100cm之间，比如高度20-70cm，但不限于此。

催化剂支撑系统的设计载荷的范围可以从2巴至15巴，但不限于此。

支撑梁可以被设置为承载重载荷。例如，支撑梁可以承载一个或多个催化剂支撑模块或类似结构的重量，例如每个模块重100-500kg。每个梁可以承载1、2、3、4、5、高达10、12或更多这样的模块的重量。即该支撑梁例如可以被设置成每个支撑从一百或几百千克至几吨的重量，比如300-4000kg。因此该支撑梁是经常必须承载大重量载荷且在一些设置中承载不均匀的重量载荷的类型。另外，梁可以被安装在侵蚀环境的容器中(取决于容器中反应物和/或大气的成分和/或压力)。此外，该梁可以经常被用于温度可变化和/或温度随时间的延长可升高至高温的容器中。

在本发明的一些实施例中，支撑梁或支撑梁元件的部分的安装或拆卸可以在没有任何工具的情况下执行。如果用于固定的固定装置是快速释放件，则这可以完成。快速释放件应理解为，在不使用工具或至少只使用简单工具且不使用很多时间的情况下，能够将板元件固定到基元件或固定到其它板元件、或者固定到板元件和基元件两者的固定装置。快速释放元件可以为所讨论的应用而特别设计。例如，快速释放可以是肘接元件(knee joint element)、偏心件、楔形元件、螺钉和螺母元件、螺钉和碟型螺母元件、或者与键孔和螺栓元件结合的任何所提及的元件的形式。快速释放元件可以装备有杠杆。

例如支撑梁和/或梁元件的端部区的部分可以是截断的或圆形的，以便获得可以在有限空间(比如在反应器或其它类型容器的内部)处理的梁/元件。

该支撑梁可以在安装到容器中之前被完整地或部分地组装。可选地，支撑梁的各部分可以在容器内被组装，从而使本发明允许在容器中组装和安装支撑梁，这对于传统梁来说是几乎不能和/或不容易达到的。

例如，一个或多个支撑梁可以被设置在反应器、蒸馏塔或吸收塔、或者其它类型的设备中。例如，反应器可以是加氢处理反应器、甲醇或氨反应器。支撑梁普遍存在于工业过程中。例如，它们被用于蒸馏塔或吸收塔中的各种过程，比如精炼、CO₂吸收、甲醇吸收等。

附图说明

以下参考附图进一步描述本发明。附图是说明该支撑梁的一些但不是全部特征和实施例的示例，并且不构成对本发明的限制。

具体实施方式

图1示出设置有四个支撑梁2的反应器段1。反应器段具有在安放支撑梁的内表面上的圆形(roundgoing)反应器支撑环1a(请注意，其也可以安放在支撑托架上而非重型支撑环)。两个支撑梁2a被设置为远离反应器的中心固定，而两个支撑梁2b被设置为在反应器的中心区域固定。每个支撑梁包括两个梁元件3和以螺栓和螺母系统的形式的锁定装置4。每个支撑梁/元件还包括用于提升组装的梁和/或单个梁元件的装置5。在本示例中，这些提升装置只是通孔，但还可以是例如圈。在每个梁元件的每端设置有用于关于反应器支撑的、以突出段6的形式的装置。支撑梁2被设置为通过在支撑梁下表面附近设置的长形低台肩7来支撑多个催化剂网格(未示出)。

图2示出设置为构成远离反应器的中心设置的支撑梁的部分的梁元件3。梁元件3被设置成与至少一个、两个或更多其它相似或不同类型的梁元件一起形成支撑梁。在该设置中，反应器中预期的位置导致突出折板6相对于具有台肩7的长侧8a具有大于90°的角。类似地，端侧9成角度，以便使突出折板和端侧最大可能遵循反应器内壁(未示出)的曲率，并且安放在反应器支撑环上。在本示例中，梁元件的端部区15的部分被截断，因为这使得梁元件和/或组装的支撑梁更容易操纵，例如更容易在有限空间(比如反应器)内回转。

图3示出设置为构成固定在反应器的中心区域的支撑梁的部分的梁元件3。在该设置中，反应器中预期的位置导致突出折板6相对于具有下台肩7的长侧8a具有大约90°的角。类似地，端侧9仅仅稍微成角度，以便使突出折板和端面9最大可能遵循反应器内壁(未示出)的曲率。

图4a示出支撑梁2的横截面，该支撑梁2具有两个梁元件3以及以简单的螺栓10a和螺母10b形式的穿透锁定装置10。第一长侧表面8和第二长侧表面8之间的距离由D来指示。图4b示出如何限定锁定装置的有效长度L。

两个梁元件被设置成平行，即一个梁元件的一个长侧面向另一个梁元件的长侧，从而限定接触平面P。

当设置在例如反应器的容器中时，根据本申请的一个、两个或多个接触平面P在支撑梁的的表面法线N优选垂直于或至少基本垂直于由箭头g指示的重力。

图5示出具有两个梁元件3的支撑梁2，每个梁元件3具有一起形成支撑梁顶表面11的顶侧11a。顶表面11被弯曲金属片形式的简单的盖12覆盖。

图6示出支撑梁的实施例，该支撑梁包括第一类型3a和第二类型3b的三个梁元件。这里的第二类型比第一类型厚。

图7a-7c示出支撑梁的三个示例性设置。图7a示出有部分空心梁元件3a的实施例的稍微分解的视图。图7b示出梁元件的顶侧不在相同的高度而形成阶梯的支撑梁顶表面11的支撑梁。图7c示出具有不相同的第一梁元件3a和第二梁元件3b的实施例，其中盖12是第一梁元件3a的一体部分。

图8示出一种梁元件如何被用作基材/应力支承件，而将会保护基材不受有害环境侵害的堆焊或金属片盖形式的包层13被添加到该梁元件上。在金属片盖的情况下，其可与最终的盖12一起制成，最终的盖12在安装到梁组件的顶部和底部上期间密封焊接。在所有四个表面上的包层可以是相同的，包层可以只覆盖一个或多个表面，或者可选地，一个或多个表面可被金属片盖覆盖，同时一个或多个表面通过堆焊覆盖。

图9示出两个梁元件如何被设置在U形夹中。一个或多个U形夹可以被设置在沿着支撑梁长度的一个或多个点处，例如U形夹可以设置在反应器壁或反应器壁附近以支撑支撑梁。U形夹可以附加地或可选地被用作将梁元件保持在一起的锁定装置。假如U形夹形成支撑多个梁元件的支撑装置的部分，例如在梁壁附近，则U形夹可以用于帮助组装支撑梁，因为梁元件可以依次滑入U形夹，从而将梁元件保持在一起并且从下方支撑它们。U形夹可以是可释放地或永久地附接到支撑梁、反应器壁和/或反应器支撑环等。