合成氣體的氣體冷卻塔的制作方法

專利名稱:合成氣體的氣體冷卻塔的制作方法
本發明涉及一種用于合成氣體的氣體冷卻塔，它含有兩個同心的管屏，在一個壓力塔內垂直地安置，管屏是由按氣密方法焊接在一起的壁管形成，并有介質流過，一個第一氣體流通接頭提供在冷卻塔的頂端用于內管屏，并且與管屏同心地安置，至少一個用于外管屏的第二氣體流通接頭配置在接近頂端處，在接近冷卻塔的底端，內管屏連接外管屏的內部，每個管屏至少有一個自己的流入總管道和一個流出總管道，上述壁管延伸至總管道內。
美國專利4，377，132號中，公開了這種類型的氣體冷卻塔，其內管屏固定在外管屏上，這種設置雖然有熱力學的優點，但對于流動和弄臟方面，有缺點，即其壁管不易接近。包括固體雜質的合成氣體，以例如是1500℃的溫度和大約是40巴的壓力，由頂部進入冷卻塔，而以例如大約是700℃的溫度離開冷卻塔，結果使管屏遭受相當大的浸蝕。由于臟污，局部溫度的差別及其后果的熱應力經常發生，使管屏的負荷增加。因此，很清楚地，周期性地維修和除污是需要的。同時，這類型的氣體冷卻塔，看來需要不時地修理。因為內管屏經受高溫，并且合成氣體作用在它的兩側，所以它是特別危險。
因此，前面提到那一類氣體冷卻塔產生的問題在本發明已得到解決，為了清潔和修復工作而接近管屏，是簡單和便宜的，并不增加首次成本費用，也不使操作過程受到削弱。
因此，根據本發明，內管屏對外管屏是可單獨拆卸的，第一氣體流通接頭和配有連接的主管道的外管屏的尺寸正好接近熱交換塔的頂端，即內管屏和它的主管道一起，可被推動垂直地通過它們，并且至少有一個載氣管延伸至安置在第一氣體流通接頭內的內管屏的內部。根據本發明，將冷卻塔的內管屏，通過第一氣體流通孔從獨立于外管屏的壓力罐拉出，對內管屏和外管屏的內側，以及遭受熱氣體的內側面提供了最合適的接近。本發明提供了外管屏的完全的可接近，措施是將各部件通過第一氣體流通孔提出。已經發現到，根據本發明的冷卻塔是常規尺寸的，內管屏和形成外管屏的各部件，可以被設計成每個重量例如大約是25噸，每個重量可由這種類型任何一間工廠經常配置的吊車輕易地處理。
本發明的突出優點是，管屏被作成可拆卸，以符合實際需求;受力最重的內管屏，它是需要最頻繁地清潔和大檢修的管屏，是最易接近的，外管屏的內表面，是次易接近的，而剩下的外管屏的受壓外側和壓力罐的內側是最末易接近的。
本發明進一步的優點是當內管屏從壓力罐提起時，它的主管道和它一起移動，致使任何需要的壓力和密封試驗，可在壓力罐外取得。在下面實例中已表明，每個組成外管屏的部件的每個都帶有相伴的流入主管道和流出主管道。
根據本發明的氣體冷卻塔，其滿意的熱力學和流動特性，并不受影響。
本發明的實例，將在下面介紹。
圖1是根據本發明的氣體冷卻塔的縱向剖面圖;
圖2是沿圖1剖線Ⅱ-Ⅱ的剖面圖;
圖3是從冷卻塔的左上角，以比圖1更大的比例更詳細的剖面圖;
圖4是比圖2更大比例所得的局部A的剖面圖。
用于合成氣體的氣體冷卻塔，有一個棱柱形垂直的內管屏1和一個棱柱形垂直的外管屏2，它們被同心地安置在一個圓柱形垂直的壓力罐3內。管屏1、2由直的壁管5、5′分別地形成，壁管5、5′沿著管屏的長度方向延伸，管屏1、2采用翼板4焊接在一起成氣密狀態，并且水或蒸汽可流過。一個第一氣體流通接頭6被安置在壓力罐3的頂端，同時和管屏1、2同心。一個第二的水平的氣體流通接頭7，設在壓力罐3的上部分，在那里穿過延伸，并且連接外管屏2的內側。在它的底端，內管屏1延伸至外管屏2的內側。內管屏1和外管屏2各有等邊的八角形剖面，由八個壁連接，并彼此相互以22.5°錯開，而在兩個管屏1和2之間的狹縫，留下一個最大的橫截面面積供使用。內管屏1的任何屏壁的側壁5，在底部的側壁5，在底部延伸進入一個內分配器(入口主管)11，通過一個延伸穿過壓力罐3和外管屏的水平的第一水管供水。在內管屏1的各個管子5的頂端，有一個徑向地往里延伸的C型彎頭被用來吸收變形，并且延伸進入在各側壁有一個的八個內收集器(入口主管)。經由一個延伸穿過壓力罐的第一蒸汽管路14，各個主管和蒸汽負載(未圖示)連接。接近它們的底部，外管屏2的壁管5′形成一個通道，它們在底部徑向地沿一個水平的平面延伸進入在每個側壁提供有一個的八個外分配器(入口主管)21。
這樣的定型，能使變形被滿意地吸收。每個外分配器或主管21，通過一個延伸穿過壓力罐3的一個水平的第二個水管23供水。在他們的上頂，外管屏的管子5′延伸進入八個集流管(出口主管)22，它在每側壁提供了一個，并且每一個，如入口主管12同樣的方法，通過一個延伸穿過壓力罐3的第二水蒸汽或蒸汽管道，連接至一個水蒸汽或蒸汽負載(未圖示)。
從圖3可推測到，內管屏1和外管屏2，借助各自的固定螺栓8、8′，相互獨立地吊掛在壓力罐上。內管屏的螺栓8，各固定在可解開的托架件15，它通過圖3中未顯示的水平的螺紋連接的作用，連結在一個焊接在壓力罐壁和第一氣體流通接頭6的支架或類似構15′上。在另一方面，各個外管屏的螺栓8′，連結在一個直接焊接在壓力罐壁上的托架件25上。調節螺母16，提供一個簡便的方法，分別調節在托架件15、25上的螺栓8、8′。
依據圖1和2，內管屏1有一個最大的水平延伸尺寸d1。在外管屏2的場合下，其上頂部分可測量的內側的最小水平寬度，是兩個平行主管22之間的距離，這樣的距離可依據圖1中的d2。在圖1中，第一氣體流通接頭6的內徑，其標記是d3.d2和d3兩者都大于d1，因此，借助圖1中符號表示的吊車18，內管屏1可以輕易地吊出氣體冷卻塔。
一個氣化反應器30，由一個法蘭可拆卸地固定而連結在第一氣體流通接頭6。采用一個輸氣管10，反應器30的內部和第一管屏1的內部永久性地連接，而上述輸氣管和接頭6同心地延伸。輸氣管10是耐高溫的和提供有絕熱層，最好是由薄鋼管鋪上厚的絕熱層所制成，上述絕熱層例如是填實材料的形式。
壓力罐3的底部被用作如一個水槽40，以排渣接頭41的方式，和處理高污染熱水的設備(未圖示)連接。清水通過一個供水管42供入水槽40。一個垂直的浸水管道43與管屏1、2是同心的，最好由外管屏2支托，從那里延伸至水槽內。
八個形成外管屏2的垂直側壁，是可拆卸的相互連結。外分配器21和外收集器22牢固地連接至外管屏的壁管5′上。因此，外管屏2可以相對低費用分解成八個單獨的側壁，每個側壁有自己的收集器和分配器，它可以從壓力罐3內部，通過接頭6吊出。由于所有側壁同時進行吊出是很特別的，側壁通常焊接在一起是采用相對薄的和可輕易除去的焊縫17(見圖4)。可以使用螺絲緊固件，來代替焊縫17。
氣體冷卻塔的操作過程如下熱的合成氣體從反應器30，通過管道10，流入內管屏1的內部。因此，熱的合成氣體向下流過，熱量從合成氣體輻射至壁管5。在煙道的底部，合成氣體轉向進入第二管屏2的內側，并在內管屏1和外管屏2之間流上，將熱量輻射至內管屏的壁管5和外管屏的壁管5′。在上述流動過程期間，合成氣體內實際存在的雜質，部分地留落水槽，還有部分地先留落在管屏1、2的表面，從那里他們可流入水槽40。
供水分別地通過第一和第二水管13、23流入各自的分配器11、21，并從那時起，最好是自然地循環，以蒸汽的形態，分別地通過垂直的壁管5、5′直至分別到達收集器12、22。蒸汽通過第一蒸汽管道14和第二蒸汽管道24通往負載。
已鄰卻的合成氣體，通過第二個氣體流出接頭7離開冷卻塔。上述位于內管屏1和外管屏2之間的空間區域和壓力罐3內，充滿了停滯的合成氣體，外管屏2的外壁因而轉移熱量。因此，在壓力罐內各管屏的內側和外側之間產生壓力平衡，這樣管屏可被設計成用于相對低的壓力差，而只有壓力罐3經受大的內壓力。
根據上述本發明的氣體冷卻塔的操作過程和管道10的絕熱層的操作過程，可明顯看到，管屏1、2的整個吊裝部位，特別是各自的螺栓8、8′，被安置在冷卻塔的相對涼的空間內。
為了打掃和修理，反應器13和管道10被移開，使內管屏1自由地吊出。然后，將管屏1掛在吊車18上，可解開的零件15被拆卸，與水管13(法蘭13′)和與蒸汽管14(法蘭14′)的連接，被斷開。然后，內管屏1可以通過第一接頭6吊出冷卻塔，并運往工作地點。管屏1的兩側和第二管屏2的內側，現在可以容易接近。由于分配器11和收集器12可以和內容屏1一齊運輸，在再裝配之前，管屏1可作試驗，測試壓力和密封性能。
為了能夠接近外管屏2或其一部分，或接近壓力罐3內側的而進行的改進是必要的。外管屏2在它的側壁之間的焊縫17被除去之后，可以全部地或部分地分開。成獨立的側壁，然后吊車18可將之吊出壓力罐3，以便運輸到工作場地。分配器21和收集器22與側壁一齊取出，然后在再裝配前，可以被用來進行壓力和密封試驗。
由于其運送氣體的特性，已介紹的氣體冷卻塔實施例，在使用中是受歡迎的，因為上述氣體冷卻塔提供優越的條件，當雜質出現的場合時，將之分離開。
可解開的托架件45，可以省略，而和它們的縱向軸線橫向地安置的內管屏1的螺栓8，可被固定在牢固地固定在壓力罐3的托架件上。然而，內管屏1的螺栓8，不只是相當大地減小了冷卻塔內的機械應力，而且便利內管1的對中，使其裝配和拆卸大大地地簡化。水管道13、23和蒸汽管道14、24，被采用以減小或阻止管屏1、2進行擺動的趨勢。
壁管5、5′，徑向地往管屏的內部彎曲，以便吸收變形，由此滿足重要的功能，例如因為熱膨脹和/或地震、相對的變形會發生，它將引起一系列到損壞，如果管屏、是不夠彈性。尤其是，在大修和安裝期間，上述彈性會更好地吸收敲擊和沖擊。
如果氣體冷卻塔，被設計成在第二氣體流通接頭，有相對高的排氣溫度，這會是優越的，如果內管屏和外管屏2之間的窄縫的頂端，被一個可解開的蓋子關閉，壓力罐3的內部的壓力平衡，按某些方法達到，例如采取將壓力罐3的內部連接至順序的第二個氣體冷卻塔的冷的部分，還有沿著一個冷卻通道，至合成氣體入口，有一個限制器或節流元件，在正常操作時，中止至第二冷卻塔的連接。
在相同的實例中，可拆卸的托架件15，可以可拆卸地固定在內管屏1，而不同的是吊掛螺栓8，可直接地固定在牢固地固定在壓力罐3的支架15′上。
權利要求
1.一種用于合成氣體的氣體冷卻塔，含有兩個同心的管屏，垂直地安置在壓力罐內，管屏是由壁管按氣密方法焊接在一起而形成，并由介質從中流過，提供有第一氣體流通接頭位于冷卻塔的頂端，而且與管屏同心地安置，用于內管屏，提供有至少一個第二氣體流道通接頭接近頂部，用于外管屏，在接近冷卻塔的底部內管屏連接外管的內部，每個管屏至少含有自身的一個流入主管和一個流出主管，上述壁管延伸進入主管內，其特征是上述內管屏是可拆卸地獨立于上述外管屏，第一氣體流通接頭和外管屏以及配置的主管，在接近熱交換塔的頂部是這樣形成所需尺寸，即內管屏和其主管一起，可通過它們垂直地推出，并且有至少一個延伸進入內管屏的內部的輸氣管，被安置在第一氣體流通接頭內。
2.根據權利要求
1的冷卻塔，其特征是上述外管屏包括至少三個可拆卸的互相連接部分，被用來通過上述第一氣體流通接頭單獨地移走。
3.根據權利要求
2的冷卻塔，其特征是形成外管屏的各部分，有相伴的流入主管和流出主管。
4.根據權利要求
1至3的冷卻塔，其特征是上述內管屏至少是由固定在可拆卸托架件的至少一個拉件所吊掛。
5.根據權利要求
1至4的冷卻塔，其特征是上述壓力罐是圓柱形，并且它的縱向軸線和管屏的軸線重合。
6.根據權利要求
1至5的冷卻塔，壁管是直的并且沿管屏的長度方向安置，其特征是為了吸收變形。上述壁管在接近至少一個主管處向著管屏的內部徑向地彎曲。
專利摘要
一種氣體冷卻塔，由在壓力罐內垂直安置的兩個同心管屏所構成。管屏是由壁管按氣密方法焊接在一起，并由冷卻介質從中流過。兩管屏的底部是相連的，以便氣體通過。在冷卻塔的頂端，提供有同心的第一氣體流通接頭，用作通往內管屏的氣體入口。在接近外管屏的頂端，提供有第二氣體流通接頭，用作氣體出口。壁管在其端部連接主管。內管屏可解開地獨立于外管屏。第一氣體流通接頭和外管屏，在接近冷卻塔的頂部是這樣形成所需尺寸，即內管屏和其主管一起，可通過它們垂直地拉出。
文檔編號F28F9/00GK87104200SQ87104200
公開日1988年1月13日 申請日期1987年6月10日
發明者格奧爾格·齊格勒 申請人:勞舍兄弟有限公司