DE102014103694A1

DE102014103694A1 - Reaktorsystem und Verwendung desselben

Info

Publication number: DE102014103694A1
Application number: DE102014103694.8A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Hammon; Thomas Walter
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2015-09-24
Also published as: CN106163653A; KR20220025094A; JP6689335B2; RU2016140693A3; JP2017511250A; KR102673980B1; MY182796A; JP2019005751A; WO2015140008A1; TWI653090B; RU2016140693A; US10239033B2; US20150266000A1; RU2676073C2; KR20160135297A; EP3119513A1; TW201601829A; SG11201607173RA

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Reaktorsystem (1), umfassend – einen Reaktor (3), – mindestens einen mit dem Reaktor (3) verbundenen Kühler (5), – mindestens eine mit dem Reaktor (3) und/oder dem Kühler (5) verbundene Pumpe (7) zum Umwälzen zumindest eines Teils eines flüssigen Wärmeträgers (9) und – einen mit dem Reaktor (3) und/oder dem mindestens einen Kühler (5) verbundenen Behälter (11) zur Aufnahme des flüssigen Wärmeträgers (9), wobei der Behälter (11) im Wesentlichen unterhalb des Reaktors (3) und/oder des mindestens einen Kühlers (5) angeordnet ist. Ferner wird die Verwendung des erfindungsgemäßen Reaktorsystems (1) zur Durchführung exothermer Reaktionen beschrieben.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Reaktorsystem mit Reaktor, mindestens einem Kühler, der mit dem Reaktor verbunden ist, und mindestens einer Pumpe, die zum Umpumpen des flüssigen Wärmeträgers über den Reaktor und den mindestens einen Kühlern dient.
Gattungsgemäße Reaktorsysteme sind aus dem Stand der Technik prinzipiell bekannt.
So beschreibt DE 22 07 166 A1 ein Reaktorsystem mit einem Kühlaggregat für Reaktionsapparate mit einem im Kreislauf geführten Wärmeträger, für den eine Umwälzpumpe und ein Kühler außerhalb eines Reaktionsbehälters angeordnet sind. Hierin sind die Umwälzpumpe und der Kühler in zwei nebeneinander angeordneten Gehäusen untergebracht. Ferner ist ein Ausdehnungsgefäß für den Wärmeträger über und in Verbindung mit dem Pumpengehäuse sowie ein Dampfabscheider für das Kühlmittel unmittelbar über dem Kühlergehäuse und in Verbindung mit den Kühlerrohren angeordnet.
DE 10 2006 034 811 A1 beschreibt im Zusammenhang mit einem Verfahren zur Temperaturänderung eines Rohrbündelreaktors ein Reaktorsystem mit einem Salzbadkühler, dessen Kühlmedium nicht speziell beschränkt wird. Der Kühler verfügt über einen Ausgleichsbehälter, in dem eine Füllstandmessung angeordnet ist.
WO 2004/090066 A1 offenbart die Verwendung einer ionischen Flüssigkeit, die nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform als Wärmeträger für die indirekte Zu- oder Abführung von Wärme aus einem Rohrbündelreaktor verwendet wird. Hierin wird ein Rohrbündelreaktor beschrieben, der aus einem zylinderförmigen Behälter besteht, in dem ein Bündel von Kontaktrohren in vertikaler Anordnung untergebracht ist. Diese Kontaktrohre, die gegebenenfalls geträgerte Katalysatoren enthalten können, sind mit ihren Enden in Rohrböden abdichtend befestigt und münden in jeweils einer am oberen beziehungsweise im unteren Ende mit dem Behälter verbundenen Hauben. Über die Hauben wird das die Kontaktrohre durchströmende Reaktionsgemisch zu- beziehungsweise abgeführt. Durch den die Kontaktrohre umgebenden Raum wird ein Wärmeträgerkreislauf geleitet, um die Wärmebilanz, insbesondere bei Reaktionen mit starker Wärmetönung, auszugleichen. In den beschriebenen Rohrbündelreaktoren wird in jedem waagrechten Schnitt des Reaktors eine weitgehend homogene Temperaturverteilung des Wärmeträgers realisiert, um möglichst alle Kontaktrohre gleichmäßig am Reaktionsgeschehen zu beteiligen. Ferner können Umlenkscheiben eingebaut sein, die abwechselnd in der Reaktormitte und am Reaktorrand einen Durchtrittsquerschnitt freilassen.
Nachteilig an den bekannten Reaktorsystemen ist, dass Vorratsbehälter für Wärmeträger innerhalb der jeweiligen Anlage angeordnet sind und sich in der Regel auf der gleichen Höhe auf Bodenniveau befinden, da sowohl Reaktor wie auch Auffangbehälter mehrere hundert Tonnen wiegen können. Muss der Reaktor z.B. im Zuge eines Katalysatorwechsels oder zu Reparatur bzw. Wartungsarbeiten abgekühlt werden, muss der Wärmeträger aus dem Reaktor zuvor entfernt werden, da sonst durch den einfrierenden Wärmeträger Spannungen insbesondere beim Wiederaufheizen innerhalb des Reaktors entstehen und den Reaktor schädigen können. Hierbei muss der jeweilige Wärmeträger zum Bevorraten in den höher liegenden Behälter gepumpt werden oder der Salzraum des Reaktors unter Gasdruck gestellt werden, was einen hohen konstruktiven Aufwand bedeutet. Zudem gehen im Falle einer Leckage des Behälters aufgrund der relativ hohen Temperatur und der brandfördernden Wirkung des austretenden Wärmeträgers Gefahren für Mensch und Umwelt aus.
Angesichts dieser Nachteile des Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Reaktorsystem bereitzustellen, das die genannten Nachteile überwindet. Insbesondere soll ein Reaktorsystem geschaffen werden, bei dem eine sichere Handhabung eines flüssigen Wärmeträgers gewährleistet ist.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird in einem ersten Aspekt der Erfindung durch ein Reaktorsystem (1) gelöst, umfassend

– einen Reaktor (3),
– mindestens einen mit dem Reaktor (3) verbundenen Kühler (5),
– mindestens eine mit dem Reaktor (3) und/oder dem mindestens einen Kühler (5) verbundene Pumpe (7) zum Umwälzen zumindest eines Teils eines flüssigen Wärmeträgers (9) und
– einen mit dem Reaktor (3) und/oder dem mindestens einen Kühler (5) verbundenen Behälter (11) zur Aufnahme des flüssigen Wärmeträgers (9),

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Das erfindungsgemäße Reaktorsystem zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der flüssige Wärmeträger (9) leicht entleert werden kann.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Reaktorsystems (1), wie es vorstehend definiert wurde, zur Durchführung exothermer Reaktionen gelöst.
Nachfolgend wird die Erfindung detaillierter beschrieben.
Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Reaktorsystem (1), das einen Reaktor (3), mindestens einen mit dem Reaktor (3) verbundenen Kühler (5), mindestens eine mit dem Reaktor (3) und/oder dem mindestens einen Kühler (5) verbundene Pumpe (7) zum Umwälzen zumindest eines Teils eines flüssigen Wärmeträgers (9) und einen mit dem Reaktor (3) und/oder dem mindestens einen Kühler (5) verbundenen Behälter (11) zur Aufnahme des flüssigen Wärmeträgers (9) umfasst. Dabei ist der Behälter (11) im Wesentlichen unterhalb des Reaktors (3) und/oder des mindestens einen Kühlers (5) angeordnet.
Durch die Anordnung des Behälters (11) unterhalb des Reaktors (3) und/oder des Kühlers (5) wird zunächst der Vorteil erreicht, dass sich der flüssige Wärmeträger (9) leicht aus der Anlage entleeren lässt, da der flüssige Wärmeträger (9) unter seinem hydrostatischen Druck in den Behälter (11) fließt. Ferner wird der aus dem Reaktorsystem (1) entleerte flüssige Wärmeträger (9) nicht in einem höher liegenden Tank wie im Stand der Technik bevorratet, sondern in einem tiefer liegenden Behälter (11), so dass keine oder nur eine geringe Gefahr für Mensch und Umwelt von den flüssigen Wärmeträger (9) ausgehen. Hierzu wird bevorzugt der Behälter (11) in einer in die Bodenplatte integrierten Grube installiert. Die tiefer liegende Anordnung des Behälters (11) weist zudem den Vorteil auf, dass das Reaktorsystem (1) nicht in die Höhe gebaut werden muss, um den Behälter (11) unterzubringen. Die Grube hat den Vorteil, dass im Falle einer Leckage der austretende Wärmeträger (9) sicher aufgefangen werden kann.
Die Formulierung „im Wesentlichen unterhalb“ ist im Sinne der vorliegenden Erfindung so auszulegen, dass der Behälter (11) im Verhältnis zum Reaktor (3) und/oder zum Kühler (5) so angeordnet ist, dass der flüssige Wärmeträger (9) aufgrund seines hydrostatischen Drucks ohne die Notwendigkeit einer zusätzlichen Förderung in den Behälter (11) fließen kann.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Reaktorsystems (1) weist der Behälter (11) eine Heizvorrichtung (13) zum Heizen des flüssigen Wärmeträgers (9) auf. Bei dem flüssigen Wärmeträger (9) handelt es sich in der Regel um Medien, die bei Umgebungstemperatur fest oder sehr hochviskos sind. Den flüssigen Zustand erreichen die Wärmeträger (9) erst ab einer gewissen Temperatur, in der Regel oberhalb von 140 °C. Um nun ein Erhöhen der Viskosität beziehungsweise ein Erstarren des flüssigen Wärmeträgers (9) in dem Behälter (11) zu verhindern, ist eine Heizvorrichtung (13) vorteilhaft.
Die Heizvorrichtung (13) kann so ausgeführt sein, dass Heizelemente auf der Außenseite des Behälters (11) angeordnet sind, um über die Behälterwand den Wärmeträger (9) zu beheizen. Zusätzlich oder alternativ können im Behälter (11) selbst eines oder mehrere Heizelemente vorhanden sein. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Dimension des Behälters (11) eine gewisse Größe erreicht und dadurch eine über die Außenwände des Behälters (11) eingebrachte Heizleistung für den flüssigen Wärmeträger (9) nicht mehr ausreichend ist. Die Heizvorrichtung (13) kann mit flüssigen und/oder gasförmigen Medien, insbesondere durch Wasserdampf, betrieben werden oder mit elektrischen Heizelementen ausgestattet sein.
Vorzugsweise ist der Behälter (11) zumindest teilweise unterhalb des Bodenniveaus angeordnet. Wie vorstehend schon angesprochen, kann durch die tieferliegende Anordnung des Behälters (11) die gesamte Bauhöhe des Reaktorsystems (1) verringert werden. Die Formulierung „zumindest teilweise unterhalb des Bodenniveaus“ bedeutet in der vorliegenden Erfindung, dass der Behälter (11) in einer Vertiefung des Geländes, insbesondere in einer Grube, angeordnet ist. Eine solche Vertiefung kann zum einen für die Wärmedämmung des Behälters (11) vorteilhaft sein, da ein überirdisch angeordneter Tank den Witterungseinflüssen in größerem Umfang ausgesetzt wäre. Andererseits kann die Vertiefung so ausgelegt werden, dass sie im Falle einer Leckage des Behälters (11) den austretenden flüssigen Wärmeträger (9) auffängt und auf diese Weise Mensch und Umwelt vor Gefahren schützt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Behälter (11) ferner eine Pumpe (15) auf, mittels derer der im Behälter (11) vorhandene flüssige Wärmeträger (9) in die Anlage, das heißt in den Reaktor (3) und/oder den mindestens einen Kühler (5), zurückgeführt werden kann. Auf diese Weise kann der Behälter (11) nicht nur als Auffangvorrichtung für den flüssigen Wärmeträger (9) dienen, sondern auch als Vorratsgefäß und Einrichtung zur Zwischenlagerung des flüssigen Wärmeträgers (9).
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Volumen des Behälters (11) um 10 % größer ist als das theoretisch in dem Reaktor (3) und/oder dem Kühler (5) enthaltene Volumen des flüssigen Wärmeträgers (9). Der Behälter (11) sollte mindestens 20 % des im Reaktorsystem (1) befindlichen flüssigen Wärmeträgers (9) aus dem Reaktor (3) und dem mindestens einen Kühler (5) aufnehmen können. Da jedoch die Dichte des flüssigen Wärmeträgers sich mit der Temperatur in der Regel ändert, ist es vorteilhaft, einen Sicherheitsbereich von mindestens 10 % vorzusehen, um den Behälter (11) keinen übermäßigen Belastungen auszusetzen.
In einer Weiterbildung kann ferner der Behälter (11) über Ablassleitungen (17a, 17b) jeweils mit dem niedrigsten Punkt des Reaktors (3) und/oder des Kühlers (5) verbunden sein. Die Ablassleitungen werden vorzugsweise mit Gefälle zum Behälter (11) installiert und mit einer Begleitheizung versehen. Diese Anordnung ermöglicht eine nahezu vollständige Entleerung des flüssigen Wärmeträgers (9) aus dem Reaktor (3) und/oder dem mindestens einen Kühler (5), da der flüssige Wärmeträger (9) aufgrund seines hydrostatischen Drucks am tiefsten Punkt (nahezu) vollständig herausfließen kann.
Um den flüssigen Wärmeträger (9) zu rezyklieren, beziehungsweise den Behälter (11) auch als Vorratsbehälter nutzen zu können, ist es zweckmäßig, den Behälter (11) über mindestens eine Rückführleitung (19) jeweils mit dem Reaktor (3) und/oder dem mindestens einen Kühler (5) zu verbinden. Hierdurch und mit Hilfe der Pumpe (15) kann der in dem Behälter (11) vorhandene flüssige Wärmeträger (9) in den Reaktor (3) und/oder den Kühler (5) zurückgepumpt werden. Die Pumpe (15) ist dabei vorzugsweise als Eintauchpumpe ausgeführt, bei der der Antriebsmotor sich in Trockenaufstellung befindet und das eigentliche Pumpengehäuse von dem Wärmeträger (9) überflutet ist.
Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn die Ablassleitungen (17a, 17b) und/oder die Rückführleitung (19) jeweils eine Heizvorrichtung aufweisen. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise verhindert, dass sich die Viskosität des flüssigen Wärmeträgers (9) in den Leitungen erniedrigt oder der Wärmeträger (9) erstarrt und somit das System blockiert.
Vorzugsweise sind alle Leitungen des Reaktorsystems (1) zumindest teilweise begleitbeheizt.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Reaktorsystems (1) ist, dass der flüssige Wärmeträger (9) nicht wesentlich abkühlt und anschließend nicht wieder aufgeheizt werden muss. Hierdurch wird einerseits Energie eingespart. Zum anderen werden Schäden im oder am Reaktorsystems (1) vermieden, die entstehen können, wenn der flüssige Wärmeträger (9) hochviskos oder fest wird und dabei seine Dichte ändert. Dies gilt insbesondere für die Pumpe (7) und die Leitungen (17a, 17b. 19).
In einer bevorzugten Ausführungsform des Reaktorsystems (1) ist der Reaktor (3) ein Rohrbündelreaktor zur Durchführung exothermer Reaktionen. Alternativ oder zusätzlich können in dieser Ausführungsform der Kühler (5) ein Salzbadkühler und der flüssige Wärmeträger (9) eine Salzschmelze sein.
Als Salzschmelze ist eine Mischung von Alkalinitraten und Alkalinitriten bevorzugt. Eine besonders bevorzugte Salzmischung besteht aus 53 Gew.-% Kaliumnitrat, 40 Gew.-% Natriumnitrit und 7 Gew.-% Natriumnitrat. Diese Mischung bildet ein Eutektikum, das bei ca. 142 °C schmilzt. Die Arbeitstemperatur dieses Salzbades liegt zwischen 200 °C und 500 °C.
Neben einem flüssigen Wärmeträger (7) in Form einer Salzschmelze, ist die vorliegende Erfindung auch auf Wärmeträgeröle übertagbar. Diese Wärmeträgeröle sind in ihrer maximalen Betriebstemperatur jedoch in der Regel auf 250 °C bis 280 °C beschränkt, was für das Temperieren vieler Reaktionen, beispielsweise in Rohrbündelreaktoren, nicht ausreichend ist.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung des Reaktorsystems (1), wie vorstehend beschrieben wurde, zur Durchführung exothermer Reaktionen verwendet.
Bei exothermen Reaktionen stellt die Abführung der Reaktionswärme eine große Herausforderung dar. Hierzu werden gattungsgemäße Reaktorsysteme verwendet, in denen die Reaktionswärme aus einem Reaktor über einen flüssigen Wärmeträger abgeführt wird. Der durch die Reaktionswärme aufgeheizte flüssige Wärmeträger wird in einem angeschlossenen Kühler heruntergekühlt, wobei die dort frei werdende Energie beispielsweise für die Erzeugung von Wasserdampf genutzt wird. Um Schwankungen in der Abführung der Reaktionswärme auszugleichen, hat sich die Verwendung des erfindungsgemäßen Reaktorsystems (1) als vorteilhaft erwiesen.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Reaktorsystems 1 in einer Ausführungsform der Erfindung.
1 stellt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reaktorsystems 1 dar. Das Reaktorsystem 1 umfasst einen Reaktor 3, der mit einem Kühler 5 verbunden ist. Eine Pumpe 7 wälzt zumindest einen Teil des flüssigen Wärmeträgers 9 durch den Reaktor 3 und den Kühler 5 um. Die Pumpe 7 ist insbesondere eine Umwälzpumpe. Der Kühler 5 weist einen Notentlastungsstutzen 21 und eine Sicherheitseinrichtung 23 auf, um bei steigendem Druck des flüssigen Wärmeträgers 9 diesen über eine Leitung 27 in den Behälter 11 abführen zu können und so auf diese Art und Weise eine Druckentlastung des Reaktorgehäuses herbeizuführen.
Das erfindungsgemäße Reaktorsystem 1 ist im Wesentlichen drucklos ausgelegt. Drucklos bedeutet in diesem Fall, dass keine Vorkehrungen gegen Drücke von mehr als 5 bar getroffen werden müssen. Natürlich sind der Reaktor 3 und der Kühler 5 für diesen Druck ausgelegt, den beispielsweise die Pumpe 7 und der hydrostatische Druck des Wärmeträgers 9 aufbringt. Höhere Drücke werden erfindungsgemäß jedoch nicht erzeugt, bzw. insbesondere durch die Sicherheitseinrichtung 23 verhindert.
Der Kühler 5 ist zweckmäßigerweise an dem Reaktor 3 angeflanscht oder angeschweißt. Die Regelarmatur 29 dient der Temperatureinstellung des Reaktors, indem der Fluss der Wärmeträgers über den Kühler reguliert wird. In dieser Ausführungsform wird insbesondere auf Rohrbündelreaktoren Bezug genommen, in denen ein Bündel vertikal ausgerichteter Kontaktrohre zwischen zwei Rohrböden angeordnet ist. Die Kontaktrohre können dabei je nach Anwendungsfall mit einer Schüttung aus Katalysatormaterial (Festbettkatalysator) gefüllt sein. Die Kontaktrohre werden von dem flüssigen Wärmeträger 9 umspült, der die bei der exothermen Reaktion entstehende Wärme aufnimmt und ableitet. Die konstanten Reaktionsbedingungen werden dadurch geschaffen, dass bei einer vorgegebenen Temperatur der Wärmeträger 9 mit einer Pumpe 7 zur Kühlung umgewälzt wird.
Beispielsweise kann es notwendig sein, dass nach einer gewissen Betriebszeit der in den Reaktorrohren befindliche Katalysator ausgetauscht werden muss. Um den Austausch vornehmen zu können, muss der Reaktor abgekühlt werden. Um den Reaktor 3 beim Wiederaufheizen nicht zu schädigen, müssen mindestens 20 % des Wärmeträgerinhalts entfernt werden. Bevorzugt wird allerdings das komplette Entfernen des Wärmeträgers 9, um die Zeit für das Abkühlen und des Wiederaufheizens des im Reaktor 3 verbleibenden Wärmeträgers 9 zu minimieren.
Zum Ablassen ist am niedrigsten Punkt des Reaktors 3, ebenso wie am niedrigsten Punkt des Kühlers 5, eine Ablassleitung 17a, 17b vorgesehen, die in den erfindungsgemäßen Behälter 11 führt. Zweckmäßigerweise sind die Ablassleitungen 17a, 17b am niedrigsten Punkt des Reaktors 3, beziehungsweise des Kühlers 5, ebenfalls mit Absperrventilen 29c, 29d versehen. Dabei sind die Absperrarmaturen 29c bzw. 29d möglichst nahe am Reaktor- bzw. Kühlergehäuse angebracht. Beim Ablassen des flüssigen Wärmeträgers fließt dieser in den Behälter 11, der in der 1 dargestellten Ausführungsform teilweise unterhalb des Bodenniveaus in einer Grube angeordnet ist. Die Ausführungsform zeigt einen Behälter 11 mit einer in seinem Inneren angeordneten Heizvorrichtung 13, die beispielsweise mittels Wasserdampf betrieben wird. In dieser Ausführungsform ist in dem Behälter 11 eine Pumpe 15 angeordnet, die über eine Rückführleitung 19 den flüssigen Wärmeträger 9 zurückführen kann. Die Pumpe 15 ist insbesondere eine Förderpumpe. Auch hier ist es zweckmäßig, ein Absperrventil 29e vorzusehen. Wird der Wärmeträger 9 in das Reaktorsystem 1 gefördert, ist die Absperrarmatur 29f geschlossen. Soll der Wärmeträger 9 im Behälter 11 zwecks Wärmeausgleich zirkulieren, ist die Armatur 29f geöffnet.
Obwohl in 1 nicht dargestellt, kann es zweckmäßig sein, den Behälter 11 zusätzlich mit einem Rührwerk zu versehen, um den flüssigen Wärmeträger 9 zu bewegen und damit für eine gleichmäßige Temperaturverteilung zu sorgen.
In 1 ist eine Konfiguration des Reaktorsystems 1 dargestellt, in der die Rückführleitung 19 in die Ablassleitungen 17a, 17b mündet, so dass die Ablassleitungen 17a, 17b auch teilweise zum Rückführen des flüssigen Wärmeträgers 9 dienen. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Ebenso ist es möglich, dass die Rückführleitung 19 direkt als eigene Leitung in den Reaktor 3 und/oder den Kühler 5 führt.
Die in 1 dargestellte Ausführungsform weist ferner einen der Sicherheitseinrichtung 23 nachgelagerten Abscheider 25 und eine Rohrleitung 27 auf. auf. Der Abscheider soll im Falle einer Kühlerleckage, wenn Dampf in den Wärmeträger 9 eintritt und dieser über die Sicherheitseinrichtung 23 in den Behälter entspannt wird, den Flüssigkeitsinhalt der Sicherheitseinrichtung 23 aufnehmen. Auf diese Art und Weise wird der sich im Rohrleitungssystem (Sicherheitseinrichtung 23 + Rohrleitung 27) aufbauende Druck reduziert und eine schnelle Entspannung des Reaktorgehäuses erreicht. Ferner wird durch die Rohrleitung 27 der austretende Wärmeträger im Behälter 11 gesammelt und von dem durch die Leckagestelle in den Wärmeträger 9 hinein eingedrungenen Dampf durch Schwerkraftabscheidung getrennt. In diesem Fall kann bei einer Leckage der austretende Wärmeträger 9 sicher aufgefangen, vom Dampf getrennt und nach Reparatur des Kühlers 5 wieder in den Reaktor 3 zurückgeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2207166 A1 [0003]
DE 102006034811 A1 [0004]
WO 2004/090066 A1 [0005]

Claims

Reaktorsystem (1), umfassend – einen Reaktor (3), – mindestens einen mit dem Reaktor (3) verbundenen Kühler (5), – mindestens eine mit dem Reaktor (3) und/oder dem mindestens einen Kühler (5) verbundene Pumpe (7) zum Umwälzen zumindest eines Teils eines flüssigen Wärmeträgers (9) und – einen mit dem Reaktor (3) und/oder dem mindestens einen Kühler (5) verbundenen Behälter (11) zur Aufnahme des flüssigen Wärmeträgers (9), wobei der Behälter (11) im Wesentlichen unterhalb des Reaktors (3) und/oder des mindestens einen Kühlers (5) angeordnet ist.
Reaktorsystem (1) nach Anspruch 1, wobei der Behälter (11) eine Heizvorrichtung (13) zum Heizen des flüssigen Wärmeträgers (9) aufweist.
Reaktorsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Behälter (11) zumindest teilweise unterhalb des Bodenniveaus angeordnet ist.
Reaktorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Behälter (11) ferner eine Pumpe (15) aufweist.
Reaktorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Volumen des Behälters (11) um 10 % größer ist als das theoretisch in dem Reaktor (3) und/oder dem mindestens einen Kühler (5) enthaltene Volumen des flüssigen Wärmeträgers (9).
Reaktorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Behälter (11) über Ablassleitungen (17a, 17b) jeweils mit dem niedrigsten Punkt des Reaktors (3) und/oder des mindestens einen Kühlers (5) verbunden ist.
Reaktorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Behälter (11) über mindestens eine Rückführleitung (19) jeweils mit dem Reaktor (3) und/oder dem mindestens einen Kühler (5) verbunden ist.
Reaktorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Ablassleitungen (17a, 17b) und/oder die Rückführleitung (19) jeweils eine Heizvorrichtung aufweisen.
Reaktorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Reaktor (3) ein Rohrbündelreaktor zur Durchführung exothermer Reaktionen ist und/oder der mindestens eine Kühler (5) ein Salzbadkühler und der flüssige Wärmeträger (9) eine Salzschmelze ist.
Verwendung des Reaktorsystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Durchführung exothermer Reaktionen.