阅读说明：本技术 一种甲醇合成塔用支撑板及其制造方法 (Supporting plate for methanol synthesis tower and manufacturing method thereof ) 是由 邱露 冯友茵 王彬 李魁 王智拓 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种甲醇合成塔用支撑板,所述支撑板包括若干行支撑孔,相邻两行支撑孔交错排列,每个支撑孔周围围绕六个类三角形通孔,相邻两个支撑孔间通过筋板连接；所述支撑板由若干梳型支撑条依次叠加形成,支撑条上两个平行的板面上交错地设置半圆形凹槽,支撑孔由相邻两个支撑条上的半圆形凹槽相互拼接而成。本发明中,通过支撑条拼接形成支撑板,解决了空间弯曲的换热管不易穿管的问题,能够大幅提高穿管的效率；而且,在支撑条的非布管区开设类三角形通孔,相邻圆管之间通过筋板连接加强,能够保证换热介质的通过性和支撑板的结构强度。(The invention discloses a supporting plate for a methanol synthesis tower, which comprises a plurality of rows of supporting holes, wherein two adjacent rows of supporting holes are staggered, six triangular through holes surround each supporting hole, and two adjacent supporting holes are connected through a rib plate; the backup pad is formed by stacking in proper order a plurality of comb type support bars, sets up semicircular groove on the face of two parallels on the support bar crisscross, and the support hole is formed by the mutual concatenation of semicircular groove on two adjacent support bars. In the invention, the support bars are spliced to form the support plates, so that the problem that the heat exchange tubes bent in space are difficult to penetrate is solved, and the tube penetrating efficiency can be greatly improved; and moreover, the triangular through holes are formed in the non-pipe distribution area of the support bar, and the adjacent circular pipes are connected and reinforced through the rib plates, so that the passing performance of the heat exchange medium and the structural strength of the support plate can be ensured.)

一种甲醇合成塔用支撑板及其制造方法

技术领域

本申请涉及一种支撑板，特别是涉及一种甲醇合成塔用支撑板及其制造方法，属于反应器/换热器领域。

背景技术

支撑板是换热器/反应器中重要的组件，其具有支撑、导流、防振等作用。现有技术中的支撑板多为整体结构，将换热管预弯后通过穿管工序将其***支撑板的孔中形成管束，然而，对于形状不规则的换热管，无法在预弯后穿入事先开孔的支撑板中。现有技术中，通过将支撑板做成拼接形式，解决了无法穿过不规则换热管的问题，然而，为保证支撑强度，这类支撑板拼接后往往成一整体平板，气液等介质的通过性能差，此外，也有做成薄片、网状的或杆状的、通透性较强的支撑板，但这类支撑板的强度较弱，无法满足大型设备的需求。

甲醇合成塔是甲醇装置中的核心大型设备，对于部分甲醇合成塔，其中部布置成圆环形管束，两端分别使用圆形管板集成四个管束，最后通过封头转换成四个进口及四个出口。其中，换热管中段为直管，两端分别向四个集合管板弯曲收缩，每根换热管弯曲角度和方向均不相同。由于换热管的中部需要设置支撑板来支撑管束，如按传统换热器/反应器一样采用整块支撑板，管束的穿管无法实施；其次，甲醇合成塔的收集器外壳内部、换热管外部需均匀装填催化剂且需通过合成气，而整块的支撑板没有预留供催化剂和合成气通过的通道；此外，前文提到的通过性较强的支撑板强度较弱，无法满足大型甲醇合成塔在制作、运输、安装过程的支撑要求。因此，需要一种强度较好的支撑板来解决甲醇合成塔等设备中不规则换热管的穿管问题及催化剂填充和合成气通过的问题。

发明内容

本发明针对上述存在的问题，提供一种甲醇合成塔用支撑板，采用分块拼接梳型结构，用于甲醇合成塔等反应/换热设备，解决了弯曲换热管/反应管的穿管问题，以及支撑板的通透性不高、支撑强度不够好的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种甲醇合成塔用支撑板，所述支撑板包括若干行支撑孔，相邻两行支撑孔交错排列，每个支撑孔周围围绕六个类三角形通孔，相邻两个支撑孔间通过筋板连接；所述支撑板由若干梳型支撑条依次叠加形成，支撑条上两个平行的板面上交错地设置半圆形凹槽，支撑孔由相邻两个支撑条上的半圆形凹槽相互拼接而成。

通过将多个梳型支撑条拼接形成支撑板，换热管可被两个相互拼接的半圆形凹槽完全包覆，能够有效解决空间弯曲的换热管的穿管问题；类三角形通孔的介质通过孔的设置可增加换热介质的通过性，相邻两个支撑孔之间的筋板构成类三角形通孔的三条边之一，类三角形结构具有结构稳定的优点，因此可在保证换热介质通过性的同时，增加支撑板的强度。

进一步地，所述支撑板的边缘的至少部分区域设有连接加强件，例如连接加强件连续或断续包围支撑板的1/2边缘，或者包围支撑板的整个边缘而整体呈环状，用于支撑条之间的连接并起加强作用；

更进一步地，所述连接加强件的横截面为L形、圆形、圆环形、工字形或长方形，如连接加强件可以是L型钢、圆钢、圆管、槽钢或工字型钢做成整体呈圆环形状的结构，并连接在支撑板的边缘。

进一步地，所述支撑孔采用三角形布管方式，类三角形通孔的形状近似为等边三角形；或者所述支撑孔采用转角正方形布管方式，类三角形通孔的形状近似为等腰直角三角形。

进一步地，所述支撑板整体呈圆形、圆环形或多边形，并可依据实际需求选择其形状。

进一步地，所述支撑孔用于换热管或反应管的固定，所述类三角形通孔用于换热介质或反应介质或催化剂等介质的通过。

进一步地，所述支撑孔的形状与换热管或反应管的外部形状相匹配，具体可为三角形、四边形等多边形，或者可能用到的其它形状。

此外，本发明还提供了一种前述支撑板的制造方法，包括如下步骤：

步骤S1：依据布管间距和布管方式选择或加工制造相应高度的支撑条；

步骤S2：在支撑条的两板面上加工半圆形凹槽和类三角形通孔，根据支撑板的整体形状和尺寸截取相应长度的支撑条，并修整支撑条两端的形状；

步骤S3：组装支撑条和换热管/反应管，将支撑条和换热管/反应管逐层依次组装，即在第一层支撑条上安装第一层换热管/反应管，然后在第一层换热管/反应管上安装第二层支撑条，连接第一层支撑条和第二层支撑条，使得相邻两个支撑条的半圆形凹槽包裹住换热管/反应管，依此类推，直至装最上层支撑条安装完成，形成贯穿整块支撑板的管束。

进一步地，所述支撑板组装完成后，在支撑板的边缘安装连接加强件，如连接加强件可以使用L型钢或扁钢制成，用于将支撑板连接优选焊接在甲醇合成塔上。

进一步地，所述支撑条由扁钢条或者钢板加工而成，相邻的支撑条之间相互焊接。

相邻的两个支撑条通过焊接等方式固定连接，能够提高支撑板的强度，并且支撑板***整体呈环状的L型钢或扁钢制成的连接加强件可进一步加强支撑板的强度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、通过支撑条拼接形成支撑板，解决了空间弯曲的换热管不易穿管的问题，能够大幅提高穿管的效率。

2、在支撑条的非布管区开设类三角形通孔，相邻支撑孔之间通过筋板连接加强，既能够保证换热介质的通过性，有效解决催化剂、合成气等无法通过传统支撑板的技术问题，而且三角形/转角正方形的布管方式与筋板连接支撑结构相结合，在保证通过性的同时还能够提高支撑板的支撑强度。

3、该支撑板结构简单、易于安装、制造难度低。

上述技术效果具体体现为：支撑板中间非布管区的类三角形通孔，使支撑板上下(设备实际工作时，换热管的方向为竖直方向，即垂直于图1的纸面方向为工作时空间上的上下方向)形成联通的通道，催化剂能顺利通过支撑板，均匀装填，顺利沉降，合成气也可经相互联通的反应区流动。相邻半圆形凹槽之间采用筋板结构，能够有效支撑换热管，保证支撑板的强度；并且，组装后的支撑板中，每根换热管都由两个半圆形凹槽包裹，能有效地定位换热管。整个支撑板呈类蜂巢结构，每根换热管沿圆周方向均匀分布六个筋板，能够从各个方向支撑换热管；且六个筋板对向两两串联形成三条直线，经应力分析计算可知，该支撑板结构可使每根换热管的支撑强度更大，当换热管较多、较长时，支撑板结构仍然能够有效地支撑管束。并且，由于筋板均匀、规则分布，不仅在使用过程中给换热管良好的支撑，而且在制造、运输、安装过程中，甚至是将管束或甲醇合成塔旋转一定角度，也能够提供良好的支撑。正是由于该支撑板结构的上述优点，使得在满足支撑强度的前提下，可适量减小筋板的宽度和厚度，进一步增加通孔的流通面积，从而保证合成反应的稳定进行。

附图说明

图1为支撑条组合后的支撑板连接结构示意图；

图2为单条支撑条的结构示意图。

1-支撑板，2-支撑孔，3-筋板，4-类三角形通孔，5-换热管，6-L型环。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

参见图1～2，本发明涉及一种甲醇合成塔用支撑板1，包括若干行支撑孔2，用于换热管5的固定，相邻两列支撑孔2呈交错式排列，相邻两个支撑孔2间通过筋板3连接，每个支撑孔2周围围绕六个类三角形通孔4，供换热介质的通过。支撑板1由若干梳型支撑条依次叠加形成，支撑条的两个板面上交错地设置半圆形凹槽，支撑板上的支撑孔2由相邻两个支撑条上的半圆形凹槽相互拼接而成。

支撑板整体可以是圆形、圆环形或多边形结构，如长方形、三角形或正六边形，也可为换热器/反应器中所用到其它形状。本实施例中，支撑条间相互焊接组成呈圆形的支撑板1，支撑板1通过整体呈圆环状的连接加强件连接于甲醇合成塔的内部。圆环状的连接加强件的作用在于在支撑条之间起连接和加强作用，且在支撑板与甲醇合成塔之间起连接作用，连接加强件还可由扁钢、圆钢、圆管、槽钢或工字型钢等钢材制造而成，也可实现其连接加强的作用。

换热器内支撑板上的布管方式可以是正三角形、转角正三角形、排正方形或转角正方形排列，不同的布管方式对应不同设计规则。例如，对于本发明，当支撑板中的支撑孔采用三角形布管方式时，类三角形通孔的截面形状近似为等边三角形；当支撑板中的支撑孔采用转角正方形布管方式，类三角形通孔的截面形状近似为等腰直角三角形。具体地，在附图的实施例中，支撑板1中的支撑孔采用三角形布管方式时，类三角形通孔的形状近似为等边三角形。

支撑孔的形状可以是圆形结构，也可以是多边形结构，如三角形、正方形、长方形、正六边形结构等，还可以是其他类型的结构，与换热管的外部形状相匹配即可。本实施例中换热管为圆管，因而支撑孔也为圆形支撑孔。

前述支撑板1的制造方法，包括如下步骤：

步骤S1：依据布管间距和布管方式，将钢板加工制成支撑条，并截取实际所需高度的支撑条；当然，本步骤中，支撑条可以采用非现场加工的方式，而是直接选择相应高度的支撑条产品，而且支撑条也可以是由扁钢条加工制得；需注意的是，所述“高度”在一个实施例中可以理解为图2中三个支撑孔圆心构成的等边三角形的高；

步骤S2：在支撑条的两板面上加工半圆形凹槽和类三角形通孔4，根据支撑板的整体形状和尺寸截取相应长度的支撑条，并修整支撑条两端的形状；

步骤S3：组装支撑条和换热管5，将支撑条和换热管5逐层依次组装，即在第一层支撑条上安装第一层换热管5，然后在第一层换热管5上安装第二层支撑条，连接优选是焊接第一层支撑条和第二层支撑条，使得两个支撑条的半圆形凹槽形成支撑孔2并包裹住换热管5，依此类推，直至装最上层支撑条安装完成，形成贯穿整块支撑板1的管束。

步骤S4：支撑板1组装完成后，在支撑板1边缘连接由L型钢制成的整体呈圆环状的连接加强件，再整体嵌入在甲醇合成塔的内部并连接，甲醇合成塔内部与支撑板之间通过连接加强件和/或支撑板边缘实现连接。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。