Сосуд высокого давления
PRESSURE VESSEL

Изобретение относится к аппаратам, используемым в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности для работы с агрессивными средами под давлением.
Известен сосуд высокого давления, содержащий несущий корпус со сквозными контрольными отверстиями и внутреннюю футеровку, выполненную из листов коррозионно-стойкого материала, соединенных сварными швами, под которыми размещены подкладные пластины, расположенные в пазах корпуса с зазорами между кромками пластины и стенками паза (Румянцев О.В. Оборудование цехов синтеза высокого давления в азотной промышленности, М.: Химия, 1970, с.235).
Известный сосуд характеризуется ослаблением несущей способности корпуса сосуда пазами, являющимися концентраторами напряжений, и вероятностью образования гофр на футеровке в случае недостаточной величины осевого зазора между подкладной полосой и стенкой паза корпуса для компенсации разности линейного расширения материалов корпуса и футеровки. Также при сдвиге футеровки относительно корпуса подкладные пластины могут перекрывать контрольные отверстия в корпусе сосуда, что может затруднить доступ к ним продукта в случае возникновения протечек в швах футеровки и не позволит предпринять своевременные меры по ремонту футеровки, что, в свою очередь, может привести к повреждению корпуса сосуда.
В качестве прототипа выбран сосуд высокого давления (Патент RU 2436009 C1), содержащий несущий корпус со сквозными контрольными отверстиями и внутреннюю футеровку, выполненную из листов коррозионно-стойкого материала, соединенных сварными швами, под которыми размещены подкладные пластины, расположенные в пазах с зазорами между кромками пластины и стенками паза, при этом пазы расположены в соединяемых листах футеровки со стороны, обращенной к корпусу сосуда.
К недостаткам данной конструкции относятся:
- ослабление несущей способности футеровки пазами, являющимися концентраторами напряжений, по кромке которых возможно образование трещин;
- в области выполнения пазов конструктивно обусловлено снижение коррозионностойкой толщины металла футеровки (обычно 8 мм) на глубину паза (обычно 2 мм), что уменьшает срок службы футеровки (в рассмотренном примере - на 25%);
- фрезеровка пазов является затратной по времени и стоимости механической операцией металлообработки.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, заключается в устранении недостатков прототипа.
Техническим результатом, полученным при осуществлении изобретения, является повышение надежности (безотказности работы) внутренней футеровки сосуда высокого давления и, как следствие, увеличение её срока службы.
Указанная задача решается сосудом высокого давления, содержащим несущий корпус со сквозными контрольными отверстиями и внутреннюю футеровку, выполненную из листов коррозионно-стойкого материала, соединенных сварными швами, под которыми размещены подкладные пластины, в котором, согласно предложению, вместе с подкладными пластинами использованы подкладные листы, совместно с подкладными пластинами образующие отдельный слой между футеровкой и несущим корпусом, при этом подкладные пластины и подкладные листы размещены между собой с зазором.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен продольный разрез сосуда высокого давления, на фиг. 2 - узел А фиг. 1, на которой представлено место соединения листов футеровки в зоне расположения контрольного отверстия, на фиг. 3, 4 - узел Б фиг. 1 - место соединения листов футеровки в зоне без контрольного отверстия. На фиг. 3 представлена полость, сформированная подкладными листами (подкладная пластина не установлена; на фиг. 4 - в полость, сформированную подкладными листами, установлена подкладная пластина, на которой выполнен сварной шов футеровки.
В соответствии с фиг. 1-4 предлагаемый сосуд высокого давления содержит несущий корпус 1 со сквозными контрольными отверстиями 2 и внутреннюю футеровку 3, выполненную из листов коррозионностойкого материала, соединенных сварными швами 4, под которыми размещены подкладные пластины 5, расположенные в полостях 6, сформированных подкладными листами 7 меньшего на величину L по длине и ширине размера, чем футеровка. Совместно подкладные пластины 5 и подкладные листы 7 представляют собой отдельный слой, с образованием зазора 8 шириной W между кромками пластин 5 и торцами подкладных листов 7.
Величина L выбирается из условия удобства установки подкладной пластины 5 в полость 6, а также зависит от толщины устанавливаемой футеровки 3. Величина W должна обеспечивать свободный проход контрольной среды (аммиака) и в тоже время исключить прогиб футеровки 3 в зазор 8 от воздействия внутреннего давления.
За счет использования подкладных листов 7 удается избавится от ослабления механической прочности листа футеровки 3 пазами, являющимися концентраторами напряжений (по сравнению с решением по патенту RU 2436009 C1), исключить при изготовлении футеровки затратную по времени и стоимости механическую операцию фрезеровки пазов, увеличить срок службы футеровки за счет увеличения минимальной толщины футеровки на глубину паза.
Во время работы сосуда высокого давления при разогреве или охлаждении внутренняя футеровка 3 с подкладными листами 7 свободно перемещаются вдоль корпуса сосуда 1. В случае протечки через сварной шов 4 футеровки 3, продукт попадает в зазоры 8, выполняющие функцию каналов системы контроля герметичности футеровки, и выводится через контрольные отверстия 2 в корпусе сосуда в систему регистрации утечек (на фиг. 1-4 не показана).