一种具有中间支承的气相反应器的制作方法

1.本实用新型涉及石化装备技术领域，具体涉及一种具有中间支承的气相反应器。
2.主要用于石油炼制与化工、煤化工、化肥工业、及其它各种化工、空调、空冷、电力设施设备等中的各种反应器或换热器，特别涉及存在载荷循环或操作参数经常波动的压力容器，例如聚丙烯气相反应器。


背景技术：

3.压力容器壳体上都有开口接管，按容器工艺参数的大小及接管功能的区别、接管结构有所不同。由于压力容器经常在高温高压下操作，或者有循环反复操作，所以开口接管必须具有持久的高强度和优良的密封性。
4.聚丙烯气相反应器的主要结构主视图见图1，俯视图见图2，其运行工艺是连续的循环过程，循环路径之一循环气用于使反应床产生层流和反滚，反应均匀；循环路径之二是物料从反应器侧向进入，反应物离开反应器时移除反应热，具体是催化剂和反应物一起连续从g口送入反应器，粒状反应物间断地从c1、c2口移出反应器，大部分反应物作为产成品移出，c3、c4口为少量反应物回流口，这四个开口在正常工况和卸载时承受交变的附加管道力，在结构上具有三个特点：
5.第一是传统的法兰接管开口连接结构直接承受来自管线的循环推力作用，具体分析图1和图2存在严重的结构问题，出料口c1的管线作用力t1和出料口c2的管线作用力t2离裙座底具有力臂h12，两者产生一个力矩m12＝h12(t1+t2)cosφ。反应物回流口c3的管线作用力t4和回流口c4的管线作用力t4离裙座底具有力臂h34，两者产生一个力矩m34＝h34(t3+t4)cosφ。这样的受力结果，不但反应器整体受到两个管线力矩m12及m34的循环作用。反应器下段在耐疲劳分析设计中往往无法通过强度校核，因此需要以加强结构来抵抗外来管线的作用。
6.第二是传统的法兰接管开口连接结构直接承受来自管线的循环推力作用，回流口c3和c4和出料口c1和c2之间的高度间距相当于具有力臂h13或h24，两者各自产生一个力矩m13＝t1*h13或者m24＝t2*h24。对于通过裙座立式安装的气相反应器，下端固定，上端悬浮，回流口c3和c4除了对裙座底部及其人孔削弱处的危险横截面附加作用力矩，还把这两个力矩附加作用到出料口c1和c2之处，使出料口c1和c2的开口连接结构在耐疲劳分析设计中往往无法通过强度校核，因此需要以材料生级来抵抗外来管线的作用。
7.第三是传统的法兰接管开口连接结构直接承受来自管线的循环推力作用，出料口c1的管线作用力t1和出料口c2的管线作用力t2离下封头与裙座顶部的组对焊缝具有一个力臂，反应物回流口c3的管线作用力t4和回流口c4的管线作用力t4离下封头与裙座顶部的组对焊缝具有一个更大的力臂，两者同样产生作用于下封头与裙座顶部组对焊缝的力矩，这样的受力结果，该焊缝本来是难以焊透的，所在横截面属于危险横截面，附加力矩使该截面在耐疲劳分析设计中更难通过强度校核，因此需要以优化结构和优质焊缝来抵抗外来管线的作用。
8.由此可见，这样的整体结构布置和开口局部结构都是很不合理的受力结构，循环载荷潜在使壳体出料口和裙座相关危险截面潜在疲劳开裂的危险，而聚丙烯是易燃易爆介质，一旦泄漏到壳体外还会引起整个聚丙烯装置的重大安全事故。


技术实现要素：

9.针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型提供一种具有中间支承的气相反应器。
10.为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
11.提供一种具有中间支承的气相反应器，包括筒体、位于筒体两端部的上封头和下封头、位于筒体底部的裙座，筒体的下端部设有出料口，筒体的上端部设有反应物回流口，其特征是：筒体的位于出料口和反应物回流口之间位置设有中间支承，中间支承包括衬环和支耳，衬环环箍焊接于筒体的外侧壁，支耳组焊于衬环并绕筒体周向布置。
12.具体的，支耳的数量为多个，多个支耳绕环板分隔布置。
13.具体的，每个支耳包括顶板、底板和筋板，顶板和底板相平行并分别垂直地焊接于衬环，筋板组焊于顶板和底板之间。
14.具体的，顶板、底板和筋板的端面呈弧形，从而紧密贴合地焊接于衬环的侧壁。
15.具体的，支耳包括顶环板、底环板和衔接板，顶环板和底环板相平行并分别垂直地环箍焊接于衬环，衔接板焊接于顶环板和底环板之间。
16.具体的，顶环板、底环板和衔接板的端面呈弧形，从而紧密贴合地焊接于衬环的侧壁。
17.具体的，顶环板、底环板和衔接板为钢板。
18.具体的，支耳的位于筒体与出料口轴对称的一侧设置有地脚螺栓紧固点。
19.具体的，支耳设有支撑加强结构。
20.具体的，上封头和筒体之间设有锥体，锥体由下至上直径逐渐增大。
21.本实用新型的有益效果：
22.本实用新型的具有中间支承的气相反应器，与现有技术相比，由于在筒体设置了中间支承，使中间支承成为结构力矩原点，能够相互抵消进出口管线间歇循环施加给反应器的作用力所产生的力矩，同时加强筒体承受内压作用，使反应器既易焊接，制造和成本低，又不振动、耐疲劳和减少噪音，使用寿命延长。
附图说明
23.图1是现有传统技术中反应器的结构主视图，其中包括出料口c1、c2和反应物回流口c3、c4的方位示意图。
24.图2是现有传统技术中反应器的开口方位俯视图，其中包括出料口c1、c2和反应物回流口c3、c4的方位示意图。
25.图3为实施例中的具有中间支承的气相反应器的结构示意图。
26.图4为实施例中的台式支耳的结构示意图。
27.图5为本实用新型的具有中间支承的气相反应器的另一实施例的结构示意图。
28.图6是图5的a-a处俯视图。
29.图7为示意出支耳加强结构的示意图。
具体实施方式
30.以下结合具体实施例及附图对本实用新型进行详细说明。
31.本实施例的具有中间支承的气相反应器，如图3和图4所示，包括筒体1、位于筒体两端部的上封头2和下封头、位于筒体1底部的裙座3，上封头2和筒体1之间由下至上直径逐渐增大的锥体6。筒体1的下端部设有出料口c1/c2，其自带出料口凸缘接管法兰4；筒体1的上端部设有反应物回流口c3/c4，其自带反应物回流口凸缘接管法兰5。筒体1的位于出料口和反应物回流口之间位置设有中间支承，中间支承包括两种，第一种台式支耳7如图4所示，包括衬环7-1和多个支耳，衬环7-1环箍焊接于筒体1的外侧壁，多个支耳绕环板分隔布置，每个支耳包括钢质的顶板7-2、底板7-3和筋板7-4，顶板7-2和底板7-3相平行并分别垂直地焊接于衬环7-1，筋板7-4组焊于顶板7-2和底板7-3之间。具体的，顶板7-2、底板7-3和筋板7-4的端面呈弧形，从而紧密贴合地焊接于衬环7-1的侧壁。
32.第二种圈环支耳8如图5和如图6所示，包括衬环8-1、顶环板8-2、底环板8-3和衔接板8-4，顶环板8-2和底环板8-3相平行并分别垂直地环箍焊接于衬环8-1，衔接板8-4焊接于顶环板8-2和底环板8-3之间。顶环板8-2、底环板8-3和衔接板8-4的端面呈弧形，从而紧密贴合地焊接于衬环8-1的侧壁。顶环板8-2、底环板8-3和衔接板8-4为钢板。
33.本实施例中，无论是衬环7-1还是8-1，与筒体1均为预紧配合连接，衬环是内径等于其组焊所在位置筒体1外径的低矮圆筒，基于筒体1的实际外径尺寸下料制造后，暂时留下纵缝不焊而套在反应器筒体1外，使衬环内壁紧贴在筒体1外壁，固定两者后再焊接衬环纵缝，利用纵焊缝的冷却收缩箍紧筒体，筒体产生压缩应力，承受内压和温差热应力的能力更强。衬环的纵焊缝如图4中7-1-1所示。
34.具体的，支耳的位于筒体1与出料口轴对称的一侧设置有地脚螺栓紧固点。这样能缩短作用力臂，最有效地降低力矩及其对反应器的损伤。
35.具体的，支耳设有支撑加强结构，包括扩大宽度的顶环、底环和加厚加密的筋板，这样能扩大力的承受面，更有效地抵抗力矩的作用。例如图7所示的不等宽圈环支耳9。
36.与现有技术相比，本技术的一种具有中间支承的气相反应器，分别从中间支承在反应器上的布置方位、中间支承的结构形状优化、中间支承与筒体的组焊形式等几方面技术创新，使得改善后的新结构能够同时兼顾受内压和耐疲劳，不振动和易设计，便于制造和焊接，简化维护和检测等技术要求，而且经济合理。
37.中间支承通过力学优化设计确定其在筒体上的组对高度h1和h2，使中间支承成为结构力矩原点，能够相互抵消进出口管线间歇循环施加给反应器的作用力所产生的力矩，同时加强筒体承受内压作用，使反应器既易焊接制造和低成本，又不振动、耐疲劳和减少噪音，使用寿命延长。
38.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
40.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
41.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。