一种具有长度补偿功能的换热管装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种具有长度补偿功能的换热管装置。所述具有长度补偿功能的换热管装置，用于催化剂床层中，包括换热管和弹簧，所述弹簧安装于所述换热管底端。因换热管安装在催化剂床层中，其周围和底部都填满了催化剂颗粒，当催化剂床层温度发生剧烈变化时，换热管长度较长，在长度方向发生的热胀冷缩较为明显，其长度变化较大，这种长度的变化可能造成换热管的破坏。本实用新型专利技术可实现换热管热胀冷缩时在长度方向自由伸缩，从而保护换热管不被破坏。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种具有长度补偿功能的换热管装置，具体为能补偿换热管因热胀冷缩而在长度方向发生的变化的换热管装置，主要应用于石油化工、煤化工、合成工业等领域的硫回收等温反应设备中。
技术介绍
煤、石油、天然气以及矿石的大量开采、加工及使用，燃煤过程产生的SO2和炼油炼钢过程产生的酸性水、酸性气和含硫烟气等会产生大量的硫化物，这些硫化物直接排放会造成严重的环境污染。随着国家对环保的要求越来越严格，工业气体、化工废气脱硫并进行硫回收的技术得到了广泛运用。根据酸性气体中H2S浓度不同，硫回收技术主要有Claus工艺、直接氧化工艺和脱硫液喷射再生工艺。在这些工艺中，都要用到硫回收反应器，该反应器负责将含硫气体在催化剂作用下反应生成单质硫。比如采用直接氧化工艺，其主反应方程式如下：反应是在装有催化剂的反应器中进行的，反应压力为0.01-5.5MPa，反应温度为150℃-350℃。直接氧化是一个强放热反应，体积分数1％的H2S转化为硫的反应热导致的温升为70℃，因此，反应温度必须加以控制，既可防止超温而使催化剂失活，还可防止由于温度过高而增加SO2的生成量，造成硫转化率降低，使尾气中硫含量超标。为了控制反应温度，防止超温而使催化剂失活，必须快速把反应热移走。目前的反应器采取内置盘管结构或者螺旋绕管结构，管外为催化剂反应床层，管内有冷却水流动，利用盘管或者绕管进行换热，快速把反应热移走。但盘管或绕管都是用多根直管拼接后再弯制而成，拼接处的焊缝很容易被H2S腐蚀，拼接焊缝越多，发生H2S腐蚀的风险越大。此外，盘管或者螺旋绕管是埋入催化剂床层中，在催化剂的压紧下，盘管或者螺旋绕管发生热胀冷缩时是不能轴向自由伸缩的，这样极有可能导致盘管或者螺旋绕管在拼接焊缝处拉裂或者破坏。为了解决这些难题，可以采用直管式的换热管，该直管式换热管由整根空心圆管制成而成，中间不需要拼接焊接，因此可以克服H2S对焊缝的腐蚀风险。但直管式换热管也需要埋入催化剂床层中，其周围和底部都填满了催化剂颗粒，当催化剂床层温度发生剧烈变化时，因直管式换热管长度较长，在长度方向发生的热胀冷缩较为明显，其长度变化较大，但换热管底部填满了催化剂颗粒，造成换热管在长度方向不能完全的自由伸缩，这样也可能造成换热管的破坏。
技术实现思路
针对直管式换热管热胀冷缩时在长度方面不能自由伸缩的问题，本技术旨在提供一种具有长度补偿功能的换热管装置，该换热管装置能实现换热管热胀冷缩时在长度方向自由伸缩。为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种具有长度补偿功能的换热管装置，用于催化剂床层中，包括换热管，还包括安装于所述换热管底端的弹簧，所述弹簧相邻两圈弹簧之间形成密封区。弹簧的弹性可以补偿换热管热胀冷缩时在长度方向上发生的长度变化。进一步的，所述弹簧为倒锥形弹簧。弹簧为倒锥形弹簧，下头较尖，插入或抽出催化剂床层阻力小，因此，当弹簧的弹性不足以补偿换热管的长度变化时，锥形弹簧也可以插入或抽出催化剂床层，使换热管能自由伸缩。进一步的，所述弹簧底部由密封件密封。弹簧底部的密封可使催化剂颗粒无法进入弹簧内部，避免催化剂颗粒填满弹簧内部，使弹簧不能伸缩。进一步的，所述具有长度补偿功能的换热管装置还包括管帽，所述管帽套装于所述换热管底部，该管帽底部与所述弹簧顶部焊接固定。有了管帽就可以使弹簧很方便的与换热管进行安装，而且管帽还可保护换热管底部不被弹簧所破坏。进一步的，所述弹簧上端的直径小于所述管帽的直径。弹簧上端的直径小于管帽的直径，可使弹簧更好的焊接固定在管帽底部。更进一步的，所述弹簧的节距在0.5-10mm之间。0.5-10mm的节距可以更好的使相邻两圈弹簧之间形成密封区。作为一种具体的优选方式，所述弹簧为螺旋弹簧片，从上至下呈螺旋形收紧。由以上可知，本技术为一种具有长度补偿功能的换热管装置，与现有技术相比，有益效果是：能实现换热管热胀冷缩时在长度方向自由伸缩，从而保护换热管不因热胀冷缩而破坏。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术一种实施例的使用安装示意图；图2是本技术中所述的倒锥形弹簧的俯视图；图3是本技术应用于硫回收等温反应器中的结构示意图。具体实施方式如图1所示，所述具有长度补偿功能的换热管装置，置于催化剂床层3中，包括换热管1、还包括安装于所述换热管1底端的弹簧2，该弹簧2相邻两圈弹簧之间形成密封区。该弹簧2为倒锥形弹簧，其底部由密封件5密封。该换热管装置还包括管帽4，所述管帽4套装于所述换热管1底部，该管帽4底部与所述弹簧2顶部焊接固定。所述弹簧2上端的直径小于所述管帽4的直径，该弹簧2的节距在0.5-10mm之间。如图2所示，弹簧2为螺旋弹簧片，从上至下呈螺旋形收紧。弹簧2的弹性可以补偿换热管1热胀冷缩时在长度方向上发生的长度变化，且弹簧2为倒锥形，下头较尖，插入或抽出催化剂床层3阻力小，因此，当弹簧的弹性不足以补偿换热管1的长度变化时，弹簧2也可以插入或抽出催化剂床层3，使换热管1能自由伸缩。弹簧2底部由密封件5密封，且相邻两圈弹簧之间形成密封区，可以避免催化剂颗粒从弹簧2底部进入弹簧2内部，阻碍弹簧2的伸缩。管帽4使弹簧2很方便的与换热管1进行安装，还可保护换热管1底部不被弹簧2所破坏。如图3所示，一种硫回收等温反应器，包括催化剂床层3，还包括如图1所示的具有长度补偿功能的换热管装置，该换热管装置置于催化剂床层3中。这种硫回收等温反应器因为安装了具有长度补偿功能的换热管装置，从而可以保护换热管1不因热胀冷缩而破坏。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有长度补偿功能的换热管装置，用于催化剂床层中，包括换热管(1)，其特征在于：还包括安装于所述换热管(1)底端的弹簧(2)，所述弹簧(2)相邻两圈弹簧之间形成密封区。

【技术特征摘要】
1.一种具有长度补偿功能的换热管装置，用于催化剂床层中，包括换热管(1)，其特征在于：还包括安装于所述换热管(1)底端的弹簧(2)，所述弹簧(2)相邻两圈弹簧之间形成密封区。2.根据权利要求1所述的具有长度补偿功能的换热管装置，其特征在于：所述弹簧(2)为倒锥形弹簧。3.根据权利要求2所述的具有长度补偿功能的换热管装置，其特征在于：所述弹簧(2)底部由密封件(5)密封。4.根据权利要求1所述的具有长度补偿功能的换热管装置，其特征在于：还包括管帽(4)，所述管帽(4)套装于所述换热管(1)底部，该管帽(4)底部与所述弹簧(2)顶部焊接固定。...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢定中，
申请(专利权)人：湖南安淳高新技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43