本發(fā)明涉及化工裝備領(lǐng)域，特別涉及一種列管式固定床反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

在生產(chǎn)費(fèi)托、甲醇、環(huán)氧乙烷、合成氨等產(chǎn)品時(shí)，為保證催化劑的活性，反應(yīng)溫度一般控制在150～350℃之間，此類反應(yīng)會放出大量的反應(yīng)熱，若產(chǎn)生的熱量沒有及時(shí)移走，會造成催化劑床層過熱、催化劑燒結(jié)、床層壓降快速增大甚至床層飛溫、造成催化劑報(bào)廢并嚴(yán)重威脅生產(chǎn)安全。列管式固定床反應(yīng)器是用于解決上述問題的設(shè)備。其工作流程如下，原料氣在一定的摩爾比下進(jìn)入反應(yīng)器床層，在催化劑的作用下反應(yīng)合成產(chǎn)品，反應(yīng)原料氣走裝載催化劑的列管內(nèi)部，管外為冷卻移熱的水，通過水汽化的潛熱帶走反應(yīng)熱，同時(shí)副產(chǎn)飽和蒸汽。

最常見的列管式固定床反應(yīng)器采用固定管板管殼結(jié)構(gòu)，如圖1所示，列管1-1安裝在上管板1-2和下管板1-3之間，內(nèi)部采用支持板1-4支撐定位固定；上封頭1-5通過管箱筒體1-6與上管板1-2相連，上封頭1-5上設(shè)置原料氣入口1-51與人孔1-52；設(shè)備殼體1-7上開設(shè)冷卻水入口1-71、水蒸汽出口1-72與殼程溫度檢測口1-73；下封頭1-8通過下管箱筒體1-9與下管板1-3相連，其上設(shè)有卸催化劑口1-81、物料出口1-82，內(nèi)部可設(shè)鐘形罩1-83，在運(yùn)行過程中，下封頭1-8內(nèi)可裝填瓷球；催化劑裝在列管1-1內(nèi)，整個(gè)設(shè)備由裙座1-10支撐安裝在設(shè)備基礎(chǔ)上。

其中，支持板1-4不僅起到固定和定位換熱列管1-1的作用，同時(shí)還有改變冷卻流體流動方向、提高傳熱系數(shù)的作用。現(xiàn)有技術(shù)中的支持板1-4的 結(jié)構(gòu)參見圖2所示，設(shè)置若干缺口1-41和周邊的透汽孔1-42提供蒸汽的上升通道，導(dǎo)致中心部分大量的蒸汽必須平行移動到遠(yuǎn)處的缺口1-41處才能上升到上一層支持板1-4的空間，移動阻力大、路程長，易造成汽體在支持板1-4下部的停滯與積聚，影響反應(yīng)管的傳熱/散熱，且汽體在支持板1-4下部的橫向流動會誘導(dǎo)列管1-1的振動、產(chǎn)生噪音等；反應(yīng)管內(nèi)的熱量不能及時(shí)移走，易造成管內(nèi)局部過熱、催化劑部分燒結(jié)、床層壓降增加等；另外，缺口1-41的設(shè)置和周邊的透汽孔1-42占用了部分反應(yīng)器橫截面，導(dǎo)致反應(yīng)器體積利用率下降。

此外，反應(yīng)器催化劑裝填，如圖1所示，在下封頭1-8內(nèi)分層裝填不同大小規(guī)格的瓷球，然后再裝填列管1-1內(nèi)的催化劑，內(nèi)部設(shè)有鐘形罩1-83。在實(shí)際操作中，通常需先在底部封頭內(nèi)裝填瓷球后，才能開始裝填固體催化劑。這需要耗用大量瓷球、且裝填的平整度不易觀察和控制。卸載催化劑時(shí)，瓷球與催化劑混合卸出，對催化劑回收過程造成困擾。此外，這些填充用瓷球的也造成額外的壓降。

本發(fā)明申請人還發(fā)現(xiàn)，該類固定管板管殼式反應(yīng)器，在運(yùn)行過程中管內(nèi)原料氣在催化劑的作用下發(fā)生強(qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)管內(nèi)部與外部的溫差較大，與反應(yīng)器殼體1-7的溫差更大，由溫差導(dǎo)致材料膨脹量的不同而產(chǎn)生溫差應(yīng)力，特別是在列管1-1與管板連接處，溫差應(yīng)力很大，在運(yùn)行過程中發(fā)生管板變形、列管1-1變形、列管1-1與管板的焊縫拉裂等嚴(yán)重影響反應(yīng)器安全運(yùn)行的現(xiàn)象。

為減小溫差應(yīng)力，現(xiàn)有的固定床列管1-1反應(yīng)器大都采用熱膨脹系數(shù)相近的材料來制造反應(yīng)器的殼體1-7和列管1-1。在殼體材料選擇方面，以甲醇反應(yīng)器為例，單產(chǎn)10萬噸以下的反應(yīng)器多以13mnnimonbr為殼程筒體和加強(qiáng)段材料，而20萬噸、25萬噸和30萬噸的大型甲醇反應(yīng)器多以20mnmoni55為殼體材料；而列管則多采用s31803等牌號的雙相不銹鋼。 這主要是考慮二者的線膨脹系數(shù)與列管采用的s31803雙相不銹鋼類材質(zhì)匹配性很接近，特別是20mnmoni55更接近于雙相鋼管材，減小了由于管、殼程的溫差產(chǎn)生的軸向熱應(yīng)力。但是，雙相不銹鋼管材的價(jià)格是相當(dāng)高的，其價(jià)格約為s304普通不銹鋼的3倍左右；且殼體1-7與列管1-1材質(zhì)均屬于高強(qiáng)度鋼，制造工藝復(fù)雜、制造難度較普通材質(zhì)更大，所以反應(yīng)器的造價(jià)是相當(dāng)高的。

現(xiàn)有技術(shù)中，還存在另一種結(jié)構(gòu)的列管式固定床反應(yīng)器，如圖3所示，由上封頭2-1、上管板2-2、殼體2-3、列管2-4、支持板2-5、下管板2-6、外封頭2-7、內(nèi)封頭2-8、鐘形罩2-9、卸催化劑口2-10、填料函密封2-11等組成，列管2-4固定在上管板2-2和下管板2-6之間，與現(xiàn)有技術(shù)一不同的是下管板2-6不與殼體2-3連接，并設(shè)有內(nèi)封頭2-8與下管板2-6連接，下部的外封頭2-7仍與殼體2-3連接，這種結(jié)構(gòu)旨在解決固定管板式反應(yīng)器無法補(bǔ)償溫差造成的熱應(yīng)力問題，下部內(nèi)封頭2-8與下管板2-6是懸掛在上管板2-2下面的，有溫差時(shí)可以自由伸縮補(bǔ)償。出料口從內(nèi)封頭2-8上接出穿過外封頭2-7，在外封頭2-7上設(shè)置了填料函密封2-11結(jié)構(gòu)，如圖4所示，該結(jié)構(gòu)包含密封填料2-12、壓圈2-13、壓緊螺栓2-14、填料函外套管2-15和內(nèi)套管(實(shí)為反應(yīng)器出料管)、出口2-16。

填料函密封2-11其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉。但其一般適用于靜密封，而用于動密封上則難免泄漏。并且，填料函密封2-11通常用在密封要求不高、壓力較低、密封直徑較小等場合。而反應(yīng)器在運(yùn)行過程中，殼程工作壓力通常在中壓范圍；由于反應(yīng)物料通常為氣態(tài)，為減小流阻，出料口管道直徑通常不宜太?。欢泄?-4和殼體2-3材料和/或溫度差異將導(dǎo)致內(nèi)外套管之間的相對移動，取決于材料、溫差、反應(yīng)器長度等因素，這種蠕動位移可達(dá)若干厘米，相應(yīng)的密封屬于動密封而不是靜密封。因此，填料函這類的密封方式容易在反應(yīng)器運(yùn)行過程中產(chǎn)生泄漏。為避免泄漏，需要經(jīng)常緊固填料壓圈，也需要經(jīng)常補(bǔ)充或更換填料。此外，由于填料函結(jié)構(gòu)尺寸較大，所以在制造 加工時(shí)必須嚴(yán)格控制內(nèi)外套管的同心度、密封面的光潔度等等，加大了制造難度。在緊固填料壓圈時(shí)，為防止泄漏，需要壓緊填料。但這會導(dǎo)致內(nèi)外套管間的摩擦力過大，使反應(yīng)器內(nèi)筒相對于外殼的膨脹伸縮困難，從而產(chǎn)生軸向應(yīng)力，達(dá)不到自由伸縮的目的。所以壓緊填料以保證填料函不泄漏和軸向需要自由伸縮是相互矛盾的兩個(gè)方面，很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種列管式固定床反應(yīng)器，不但能允許列管自由伸縮，還具有良好的密封效果，同時(shí)本發(fā)明提供的列管式固定床反應(yīng)器的熱傳導(dǎo)效率高、填裝催化劑容易、制造成本低。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種列管式固定床反應(yīng)器，包含殼體、列管、上管板、下管板、支持板，其中，所述殼體為中空結(jié)構(gòu)，所述上管板和所述支持板分別位于在所述殼體內(nèi)部，所述上管板固定在所述殼體內(nèi)壁，所述列管穿過所述支持板并設(shè)置在所述上管板和所述下管板之間，具有這樣的特征，所述下管板通過列管與所述上管板連接，并且所述下管板不與所述殼體的內(nèi)壁接觸，所述下管板通過補(bǔ)償裝置與所述殼體連接。

本發(fā)明實(shí)施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，利用補(bǔ)償裝置，徹底解決了列管式固定床反應(yīng)器因反應(yīng)列管與殼體因材料和/或溫差等引起的形變量不同而造成的軸向應(yīng)力導(dǎo)致管板變形、列管與管板焊縫拉脫等損壞現(xiàn)象，使反應(yīng)器無法長期安全運(yùn)行的問題，也從根本上規(guī)避了現(xiàn)有技術(shù)包括密封泄漏、加工制造難度大、造價(jià)高等問題。

進(jìn)一步地，為了實(shí)現(xiàn)列管的自由伸縮，所述殼體包含上封頭、中間殼體、下封頭，所述上封頭和所述下封頭分別連接在所述中間殼體的上端和下端；

所述下管板固定連接一內(nèi)封頭，所述內(nèi)封頭通過膨脹節(jié)與所述下封頭連接。

進(jìn)一步地，為了保護(hù)中間殼體不受下管板的撞擊，所述中間殼體的內(nèi)壁在配合所述下管板的位置處設(shè)有凸出的定位塊。

進(jìn)一步地，為了實(shí)現(xiàn)可拆卸更換效果，所述膨脹節(jié)通過至少一組連接部件分別與所述內(nèi)封頭和所述下封頭連接。

進(jìn)一步地，所述各連接部件為法蘭。

進(jìn)一步地，為了提高設(shè)備的密封性能，所述各連接部件間設(shè)有密封墊片。

進(jìn)一步地，為了實(shí)現(xiàn)列管的自由伸縮，所述下管板的側(cè)壁通過彈性補(bǔ)償件與所述殼體的內(nèi)壁連接。

進(jìn)一步地，所述彈性補(bǔ)償件為u形補(bǔ)償件或s形補(bǔ)償件。

進(jìn)一步地，為了保護(hù)中間殼體不受下管板的撞擊，所述殼體的內(nèi)壁在配合所述下管板的位置處設(shè)有凸出的定位塊。

進(jìn)一步地，為了便于填裝和卸出催化劑，所述列管底部設(shè)有寶塔彈簧。

另外的，為了避免寶塔彈簧的彈力減弱，所述列管內(nèi)設(shè)有凸臺、設(shè)置在所述凸臺上的卡簧、設(shè)置在所述卡簧上的支撐孔板。

進(jìn)一步地，所述支撐孔板為穹形。

進(jìn)一步地，為了提高殼內(nèi)的熱傳導(dǎo)效果，所述支持板包含上層支持板、下層支持板、外圍板；

其中，所述上層支持板疊加在所述下層支持板上，所述外圍板的內(nèi)壁同時(shí)連接所述上層支持板和所述下層支持板的外壁，所述外圍板的外壁與所述殼體的內(nèi)壁不連接；

所述上層支持板和所述下層支持板均設(shè)有條狀柵格，且所述上層支持板的條狀柵格與所述下層支持板的條狀柵格徑向交錯(cuò)形成菱形空隙，所述列管穿過所述菱形空隙。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的列管式固定床反應(yīng)器的固定管板管殼結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的支持板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的列管式固定床反應(yīng)器的懸掛結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖4為現(xiàn)有技術(shù)中的列管式固定床反應(yīng)器的懸掛結(jié)構(gòu)中的密封連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的列管式固定床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的連接部件的連接方式的示意圖；

圖7為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的定位塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的支持板的徑向剖面圖；

圖9為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的支持板的俯視圖；

圖10為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的催化劑支撐方式示意圖；

圖11為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的寶塔彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的列管式固定床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的彈性補(bǔ)償件的連接示意圖；

圖14為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的催化劑支撐方式示意圖；

圖15為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的卡簧的主視圖；

圖16為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的卡簧的仰視圖；

圖17為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的支撐孔板的徑向剖面圖；

圖18為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的支撐孔板的俯視圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實(shí)施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。

本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及一種列管式固定床反應(yīng)器，如圖5所示，包含殼體1、列管2、上管板3、下管板4、支持板5、裙座，其中，殼體1為中空結(jié)構(gòu)并由上封頭11、中間殼體12、下封頭13組成，上封頭11和下封頭13分別連接在中間殼體12的上端和下端，該上封頭11設(shè)有上封頭人孔、測溫接管、反應(yīng)器進(jìn)料口，該下封頭13設(shè)有冷卻水入口、反應(yīng)器出料口、下封頭人孔，上管板3和支持板5分別位于在殼體12內(nèi)部，上管板3固定在殼體12的內(nèi)壁，列管2穿過支持板5上的通孔，其上端設(shè)置在上管板3上，并且其下端設(shè)置在下管板4上，使得下管板4通過列管2與上管板3連接，但下管板4不與中間殼體12或下封頭13的內(nèi)壁接觸，即為懸掛浮動式，下管板4固定連接一內(nèi)封頭7，內(nèi)封頭7和下封頭13之間用內(nèi)置膨脹節(jié)61連接,本領(lǐng)域人員應(yīng)當(dāng)知曉，膨脹節(jié)61是補(bǔ)償裝置6中的一種。具體的，本實(shí)施方式中選用的膨脹節(jié)61的公稱直徑可以為dn100～3000mm，補(bǔ)償波數(shù)量為1～20波，材質(zhì)可以為普通碳鋼、低合金鋼、不銹鋼或其它材料等；較大直徑的膨脹節(jié)61本身可以用作為服務(wù)通道以進(jìn)入內(nèi)封頭7內(nèi)部空間；小直徑膨脹節(jié)61則需在內(nèi)封頭7上另設(shè)與下封頭13相對應(yīng)的人孔，以便于通行。這種內(nèi)置膨脹節(jié)61可直接與內(nèi)封頭7和下封頭13的出口(出料口、催化劑卸載口等)連接，每個(gè)出口配置一個(gè)膨脹節(jié)61，從而完全避免了密封以及由此引起的一系列問題。由于采用內(nèi)置結(jié)構(gòu)，各個(gè)膨脹節(jié)61的公稱直徑可以做得比較小，使膨脹節(jié)61的設(shè)計(jì)、制造和安裝都容易實(shí)現(xiàn)，造價(jià)也低。由于膨脹節(jié) 61對徑向偏移有適當(dāng)?shù)娜萑潭?，因此對?nèi)封頭7和下封頭13相應(yīng)孔口的同心度要求不高，進(jìn)一步降低了加工制造難度。

通過上述內(nèi)容不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)列管2和殼體1因溫差產(chǎn)生不同膨脹量時(shí)，會自動通過膨脹節(jié)61來補(bǔ)償，允許列管2可以自由伸縮，不會因溫差產(chǎn)生軸向熱應(yīng)力。同時(shí)，由于解決了熱膨脹的問題，反應(yīng)器殼體1的材質(zhì)選擇就無需考慮其熱膨脹系數(shù)以及與列管2匹配的問題。對于以水為移熱介質(zhì)的反應(yīng)器，一般可選用q345r或15crmor等常規(guī)材質(zhì)。這些材料比之現(xiàn)有技術(shù)因需要考慮熱膨脹系數(shù)和匹配問題而選用13mnnimonbr或20mnmoni55等來作為殼體材質(zhì)的成本要低得多。同理，反應(yīng)列管2的選材也無需考慮熱膨脹系數(shù)和匹配問題，只需考慮反應(yīng)特性、耐腐蝕性、溫度、壓力以及機(jī)械強(qiáng)度等其它問題即可?？傮w設(shè)備制造成本可大幅度降低。

另外，值得說明的是，如圖6所示，膨脹節(jié)61的上端和下端均設(shè)有連接法蘭，本領(lǐng)域人員應(yīng)當(dāng)知曉，法蘭是連接部件8中的一種，上端法蘭與內(nèi)封頭7的底部法蘭用螺栓緊固連接，法蘭之間設(shè)有密封墊片81；膨脹節(jié)61的下端法蘭與下封頭13上的反應(yīng)器出料口的反向法蘭相連，法蘭之間同樣設(shè)有密封墊片81，該密封墊片81可以采用不銹鋼金屬纏繞式墊片、金屬墊、橡膠墊片、o-型圈等，具體視工作壓力、溫度、反應(yīng)介質(zhì)等情形而定。通過上述內(nèi)容不難發(fā)現(xiàn)，該種連接方式使膨脹節(jié)61可自由拆卸更換，使實(shí)際操作時(shí)的檢測維修更加方便，這對于涉及腐蝕性物料的反應(yīng)器尤為有益。此外，由于管、殼間的相對運(yùn)動由膨脹節(jié)61補(bǔ)償，因此在內(nèi)置可拆卸式膨脹節(jié)61結(jié)構(gòu)中，其與內(nèi)封頭7和下封頭13之間的連接均為靜密封，因此安全可靠。值得指出的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，若只利用焊接的方式，而不通過類似法蘭等連接件連接，也可以實(shí)現(xiàn)相同的連接效果。

另外，值得一提的是，由于下管板4為活動結(jié)構(gòu)，其外壁與殼體1內(nèi)壁之間存有間隙，當(dāng)下管板4上的列管2受熱變形時(shí)，下管板4開始在徑向移 動，如不對其進(jìn)行限制，則中間殼體12會受到下管板4的撞擊，所以本發(fā)明在中間殼體12的內(nèi)壁在配合下管板4的位置處設(shè)有多個(gè)凸出的定位塊121，并且均勻分布，如圖7所示，該定位塊121用于限制下管板4的徑向位移，其間隙根據(jù)設(shè)計(jì)需要確定，建議定位塊121的數(shù)量為3～36塊，以提高定位效果。

另外，值得指出的是，本實(shí)施方式中采用的支持板5如圖8、圖9所示，由上層支持板51、下層支持板52、外圍板53組成；其中，上層支持板51疊加在下層支持板52上，并由點(diǎn)焊的方式連接固定，外圍板53的內(nèi)壁同時(shí)連接上層支持板51和下層支持板52的外壁，外圍板53的外壁與殼體1的內(nèi)壁是不連接的，該外圍板53和殼體1之間存有間隙。上層支持板51和下層支持板52均設(shè)有條狀柵格，有點(diǎn)類似填料塔的填料支撐柵板狀，上層支持板51的條狀柵格與下層支持板52的條狀柵格徑向交錯(cuò)60°至90°形成菱形空隙，列管2穿過菱形空隙，由于菱形的四個(gè)角與列管2外壁之間的空隙是比較大的，空隙率達(dá)到25％以上，可作為冷卻水和蒸汽的上升通道。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，該種結(jié)構(gòu)的支持板5可以設(shè)置成多層結(jié)構(gòu)，每組支持板5之間采用定距桿固定其間距，支持板5的單層高度可以為10～200mm。由此可見，本實(shí)施方式中采用的支持板5，解決了現(xiàn)有技術(shù)的支持板5占用反應(yīng)器可用橫截面的問題，從而提高了反應(yīng)器體積的利用率；同時(shí)也解決了殼體中蒸汽/汽泡上升過程中的橫向運(yùn)動并誘導(dǎo)列管振動、產(chǎn)生噪音、增加殼體壓降等問題。

另外，值得說明的是，本實(shí)施方式中的固體催化劑的支撐方式，如圖10、圖11所示，在列管2底部安裝寶塔彈簧21，即支托彈簧，安裝位置根據(jù)工藝要求確定；然后裝填瓷球到工藝要求的高度，最后裝填固體催化劑，依靠寶塔彈簧21的彈力，以方便催化劑的裝填與卸出，并控制裝填質(zhì)量。這種催化劑支撐方式使得裝填與卸載催化劑更為方便并且易于控制裝填質(zhì)量、不需要在下封頭13填充瓷球，也無需鐘形罩和專設(shè)的催化劑卸載口等。寶塔彈簧 21具有耐溫性能高、耐腐蝕、支托承載能力大、抗彈性形變能力強(qiáng)、安裝拆卸方便、床層壓降小、不易脫落和可重復(fù)多次利用等優(yōu)點(diǎn)。寶塔彈簧21直徑d可以為10～100mm，與列管2內(nèi)徑適配；彈簧絲直徑為0.5～5mm；彈簧材質(zhì)可以為s304、s304l、s316、s316l、s631、x750等或其它金屬材料，視工作溫度、承載壓力(包括催化劑重量、管程壓降等)、反應(yīng)介質(zhì)性質(zhì)等情形而定。

本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及一種列管式固定床反應(yīng)器，如圖12所示，與第一實(shí)施方式的主要區(qū)別在于，下管板4的側(cè)壁通過彈性補(bǔ)償件62與殼體1的內(nèi)壁連接。具體的，本實(shí)施方式中選用的彈性補(bǔ)償件62為u形補(bǔ)償件，本領(lǐng)域人員應(yīng)當(dāng)知曉，彈性補(bǔ)償件62也是補(bǔ)償裝置6中的一種，詳細(xì)結(jié)構(gòu)參見圖13所示，u形補(bǔ)償件的一側(cè)與下管板4的外緣側(cè)面焊接相連，另一側(cè)面與殼體1的內(nèi)壁焊接相連。當(dāng)列管2和殼體1因材質(zhì)和/或溫差產(chǎn)生不同變形量時(shí)，通過補(bǔ)償件的相對運(yùn)動(履帶式運(yùn)動)來補(bǔ)償兩者沿軸向的相對位移，即下管板4是浮動的，可以自由伸縮，不會因材質(zhì)和/或溫差而產(chǎn)生軸向熱應(yīng)力。由此可知，本實(shí)施方式中的列管式固定床反應(yīng)器，徹底解決了列管式固定床反應(yīng)器因反應(yīng)列管2與殼程筒體因材料和/或溫差等引起的形變量不同而造成的軸向應(yīng)力導(dǎo)致管板變形、列管2與管板焊縫拉脫等損壞現(xiàn)象，使反應(yīng)器無法長期安全運(yùn)行的問題，并且無需內(nèi)封頭7等，使得反應(yīng)器結(jié)構(gòu)更為簡化、造價(jià)也進(jìn)一步降低。由于u形補(bǔ)償件的寬度小，因此可用薄板材加工成型，其彈性好、位移力小、抗疲勞能力強(qiáng)，并能承受較高的雙向壓差。此外，u形結(jié)構(gòu)的開口端有適當(dāng)?shù)膹椥裕虼藢馨搴蜌んw1的機(jī)械加工誤差有較高的容忍度，降低了制造難度。具體的，本實(shí)施方式采用的u形補(bǔ)償件厚度可以為1～10mm，補(bǔ)償件寬度可以為10～100mm，高度可以為30～500mm；u形補(bǔ)償件可以為單層結(jié)構(gòu)，也可以為多層復(fù)合型即為s形補(bǔ)償件，由u形縱向疊加，梯級承壓，進(jìn)一步提高可靠性、抗腐蝕性、使用壽命等。

另外，值得一提的是，如圖13所示，因下管板4為懸掛浮動結(jié)構(gòu)，u 形補(bǔ)償件為易彈性變形部件，故設(shè)置了下管板4定位塊121，均勻分布在殼體1的內(nèi)壁上，定位塊1214用于限制下管板4的徑向移動，定位塊121焊接在筒體內(nèi)壁上，與管板外緣的間隙根據(jù)設(shè)計(jì)需要確定，定位塊121可以為3～36塊，其材質(zhì)與殼體1材質(zhì)相同即可。

需要指出的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，彈性補(bǔ)償件62不僅可以設(shè)置在下管板4上，也可以設(shè)置在上管板3上，實(shí)現(xiàn)相同的技術(shù)效果。

值得說明的是，在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，催化劑在列管2中的支撐結(jié)構(gòu)如圖14至圖18所示，在列管2底部設(shè)置凸臺22，卡簧23安裝在該凸臺22上，在卡簧23上放置支撐孔板24。在實(shí)際操作時(shí)，由于列管2與下管板4的連接必須可靠，通常要求采用脹焊并用工藝，如強(qiáng)度焊加貼脹或強(qiáng)度脹加密封焊，因此卡簧23可以利用脹接的凸臺22來定位和固定，而無需另外設(shè)計(jì)和考慮其固定結(jié)構(gòu)。同時(shí)，卡簧23的外徑應(yīng)略大于列管2內(nèi)徑，通過壓力以減小卡簧23的外徑，當(dāng)放置到凸臺22后，施放壓力，以恢復(fù)卡簧23外徑，使其固定。具體的，本實(shí)施方式中選用的卡簧23的厚度h可以為0.2～10mm；卡簧23材質(zhì)可以為各種金屬材料，例如s304、s304l、s316、s316l、s631、x750等，視工作溫度、承載壓力(包括催化劑重量、管程壓降等)、反應(yīng)介質(zhì)性質(zhì)等情形而定。

此外，支撐孔板24可為平板形、半球形、鐘形罩形等，在本實(shí)施方式中選用的支撐孔板24為穹形，如圖16、17所示，其外徑略小于列管2內(nèi)徑，支撐孔板24上設(shè)有多個(gè)小孔，開孔率一般宜大于50％。如果開孔率不高，可裝填瓷球以減小物料阻力；開孔率高時(shí)，可直接裝填固體催化劑。具體的，本實(shí)施方式中選用的支撐孔板24的開孔直徑可以為0.5～10mm，開孔率可以為10～90％；孔分布可以是規(guī)則的隨機(jī)的；孔板厚度h可以為0.5～20mm。這種支撐結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是選材范圍寬，適用溫度范圍寬，避免了寶塔彈簧21在高溫環(huán)境下由于彈性變差導(dǎo)致彈簧塌縮和/或管壁附著力下降而造成管道堵塞 或彈簧脫落等問題，承載能力更強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、使用更可靠。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實(shí)施方式是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。