DE1057623B - Heat exchanger used to exchange heat between a liquid and another medium - Google Patents

Description

Zum Wärmeaustausch zwischen einer Flüssigkeit und einem anderen Medium dienender Wärmeaustauscher Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher, bei dem Wärme zwischen einer Flüssigkeit und einem anderen Medium ausgetauscht wird, wobei die Flüssigkeit ein verhältnismäßig gefährlicher Stoff wie flüssiges Natrium ist, während das zweite Medium durch Wasserdampf oder unaktives Wasser gebildet wird. Diese beiden Stoffe dürfen im Betrieb des Wärmeaustauschers nicht miteinander in Berührung kommen, da dies gefährliche Folgen haben kann.For heat exchange between a liquid and another medium Serving heat exchanger The invention relates to a heat exchanger in which Heat is exchanged between a liquid and another medium, whereby the liquid is a relatively hazardous substance such as liquid sodium, while the second medium is formed by water vapor or inactive water. These two substances must not interfere with each other when the heat exchanger is in operation Contact as this can have dangerous consequences.

Es ist bei Röhrenwärmeaustauschern bekannt; ein-Übertreten des einen Mediums zum anderen infolge von Leckstellen dadurch zu verhindern, däß zwei -in Abstand liegende Rohrböden vorgesehen werden und der Zwischenraum mit einem Druckmittel angefüllt "N ird, dessen Druck höher ist als der Druck der beiden Medien. Das Druckmittel wird so gewählt, daß es gegenüber den beiden Medien inert ist.It is known in tubular heat exchangers; a-trespassing of preventing a medium to the other as a result of leaks in däß two -. underlying tube sheets are provided and the space with a pressure medium filled "N ith the pressure of which is higher in pitch than the pressure of the two media The pressure medium is so chosen that it is inert to the two media.

Ferner ist es bekannt, bei Röhrenwärmeaustauschern ein Zwischenmedium zu benutzen und den Kreislauf des Zwischenmediums mit einer Vorrichtung zu verbinden, die das Durchlecken der Medien in das Zwischenmedium anzeigt.It is also known to use an intermediate medium in tubular heat exchangers to use and to connect the circuit of the intermediate medium with a device, which indicates leakage of the media into the intermediate medium.

Schließlich ist es auch nicht neu, ein gasförmiges Sperrmittel zu verwenden.After all, it's not new to use a gaseous barrier agent either use.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Schwierigkeiten zu vermeiden, die sich bei Röhrenwärmeaustauschern ergeben, wenn gefährliche Medien, wie flüssiges Natrium und Dampf von hoher Temperatur und hohem Druck, vorliegen. Lm gegen die hohen Drücke widerstandsfähig zu sein, müssen die Rohrböden ziemlich dick ausgeführt werden, und ferner müssen die Rohrböden aus einer besonderen Stahllegierung bestehen, damit die Korrosionswirkung durch das geschmolzene Metall vermieden wird.In contrast, the object of the present invention is to avoid the difficulties associated with tubular heat exchangers when hazardous media, such as liquid sodium and steam of high temperature and high pressure. Must be able to withstand the high pressures the tube sheets are made quite thick, and also the tube sheets must be made a special steel alloy, so that the corrosion effects of the molten metal is avoided.

Durch diese Bedingungen ist ein Anschweißen der Rohre am Rohrboden, wodurch eine gute Sicherheit gegen Lecken erreicht wird, ein schwieriges Problem.These conditions mean that the pipes are welded to the pipe sheet, thereby achieving good security against leakage, a difficult problem.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Druck des zwischen die Rohrböden eingeleiteten Füllmittels gleich dem Druck der zum Wärmeaustausch durchgeleiteten Flüssigkeit ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß kein Durchlecken des ,l.ietalls in den Zwischenraum stattfinden kann. Ein Durchlecken des Dampfes, der unter hohem Druck steht, ist möglich. Dies bedeutet aber keine Gefahr.According to the invention the object is achieved in that the pressure of the The filler introduced between the tube sheets is equal to the pressure for heat exchange liquid passed through. In this way it is achieved that there is no leakage des, l.ietalls can take place in the space in between. A leak of the steam who is under high pressure is possible. But this does not mean any danger.

Gemäß der Erfindung ist es mithin möglich, Röhrenwärmeaustauscher zu benutzen, durch die gefährliche Medien strömen, ohne daß ein Verschweißen oder Verlöten der Rohre in den doppelten Rohrböden erforderlich ist.According to the invention it is therefore possible to use tubular heat exchangers to use, through which dangerous media flow without welding or Soldering the tubes in the double tube sheets is required.

Die Flüssigkeit oder eine der Flüssigkeiten wird in s -olchen Wärmeaustauschsystemen gewöhnlich durch ei:i inertes Gas, etwa Stickstoff, unter Druck gehalten., das einem Ausdehnungsgefäß zugeführt wird, und das Gas wird in geeigneter Weise dem Raum zwischen den beiden Rohrböden von der gleichen Quelle aus an seiner Eintrittsstelle in das Flüssigkeitssystem zugeführt, und zwar entweder direkt oder mittels Membranübertragung.The liquid or one of the liquids is usually in s -olchen heat exchange systems by ei: kept i inert gas such as nitrogen, under pressure, is supplied to an expansion tank, and the gas is equal to the space between the two tube sheets of the appropriately. Source supplied from at its entry point into the fluid system, either directly or by means of membrane transfer.

Diese Anordnung entlastet die Verbindungsstelle der Flüssigkeit führenden Rohre im Betrieb von jeder wesentlichen Druckdifferenz und vermindert also die Gefahr eines Durchleckens von Flüssigkeit auf ein Minimum. Es kann daher die Anwendung von andernfalls ungeeigneten nicht geschweißten oder nicht gelöteten Verbindungen zugelassen werden.This arrangement relieves the junction of the liquid leading Pipes in operation of any significant pressure difference and thus reduces the risk leakage of liquid to a minimum. It can therefore be the application of otherwise unsuitable non-welded or non-soldered connections be allowed.

Das Ausdehnungsgefäß wird in einem solchen System vorzugsweise an der Stelle des höchsten hydrostatischen Drucks im Kreislauf vorgesehen, und die Gaszufuhr für den Raum zwischen den Rohrböden erfolgt vom Gasraum des Ausdehnungsgefäßes aus.The expansion tank is preferably on in such a system the point of highest hydrostatic pressure provided in the circuit, and the The gas supply for the space between the tube sheets comes from the gas space of the expansion vessel the end.

Der Raum zwischen den Rohrböden kann in geeigneter Weise mit Geräten zur Anzeige des Durchleckens jedes Mediums verbunden werden.The space between the tube sheets can be appropriately equipped with devices can be connected to indicate the leakage of each medium.

In der Zeichnung ist ein Wärmeaustauscher gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawing a heat exchanger according to the invention is for example shown.

Der Röhrenwärmeaustauscher hat doppelte Rohrböden 10, 12 und 10', 12', so daß die Gefahr, daß das gasförmige Medium, etwa Wasserdampf, in den Rohren mit einer Flüssigkeit, etwa geschmolzenem Natrium, in der Trommel im Fall einer Leckstelle, die an irgendeiner der Verbindungen zwischen den Rohren 14 und den Rohrböden 10 und 10' entsteht, in Berührung kommt, auf ein Minimum herabgesetzt wird. Die Rohrverbindungen in den Rohrböden können durch Einwalzen, Schweißen oder Löten oder irgendeine Kombination dieser Methode hergestellt werden.The tubular heat exchanger has double tube sheets 10, 12 and 10 ', 12 ', so that the risk of the gaseous medium, such as water vapor, in the pipes with a liquid, such as molten sodium, in the drum in the event of a leak, those at any of the connections between the tubes 14 and the tube sheets 10 and 10 'arises, comes into contact, is reduced to a minimum. The pipe connections in the tube sheets by rolling, welding or soldering or any combination this method.

Die Räume 16 und 16' zwischen den beiden Rohrböden sind je mit zwei Anschlüssen 18, 20 und 18', 20' versehen. Die Anschlüsse 18, 18' dienen zur Zuführung eines gegenüber jedem der beiden Wärmeaustauschermedien inerten Gases unter einem Druck, der im wesentlichen dem Druck der Flüssigkeit entspricht.The spaces 16 and 16 'between the two tube sheets are each with two Connections 18, 20 and 18 ', 20' provided. The connections 18, 18 'are used for supply a gas inert to each of the two heat exchange media under one Pressure which essentially corresponds to the pressure of the liquid.

Bei dem eingangs beschriebenen System, wobei Wasserdampf durch Wärmeaustausch mit geschmalzenem Natrium überhitzt wird, das durch Stickstoff unter Druck gehalten wird, der einem Sammelgefäß zugeführt wird, werden die Anschlüsse 18, 18' mit dem Gasraum des Gefäßes verbunden.In the system described at the beginning, with water vapor through heat exchange superheated with molten sodium, which is kept under pressure by nitrogen is fed to a collecting vessel, the connections 18, 18 'with the Connected to the gas space of the vessel.

Die Anschlüsse 20 und 20' stehen mit Geräten zur Anzeige des Durchleckens jedes Mediums in Verbindung.The connections 20 and 20 'are equipped with devices for indicating the leakage each medium in connection.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Zum Wärmeaustausch zwischen einer Flüssigkeit und einem anderen Medium dienender Röhrenwärmeaustauscher mit doppelten Rohrböden und einem gegenüber den beiden Wärmeaustauschmedien inerten Gas oder Dampf als Füllmittel in dem von diesen Böden eingeschlossenen Raum, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Füllmittels gleich dem Druck der zum Wärmeaustausch durchgeleiteten Flüssigkeit ist. PATENT CLAIMS: 1. For heat exchange between a liquid and tubular heat exchangers with double tube sheets serving another medium and a gas or vapor inert to the two heat exchange media as a filler in the space enclosed by these floors, characterized in that the pressure of the filler equals the pressure of the liquid passed through for heat exchange is. 2. Wärmeaustauschersystem mit einem Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, wobei eine Flüssigkeit, etwa geschmolzenes Natrium, durch ein inertes Gas, etwa Stickstoff, unter Druck gehalten wird, das einem Ausdehnungsgefäß zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (16, 16') zwischen den beiden Rohrböden (10, 10' und 12, 12') des Wärmeaustauschers mit dem Gasraum des Ausdehnungsgefäßes verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 73 138; britische Patentschrift Nr. 311245; USA.-Patentschrift Nr. 2 658 728.2. Heat exchanger system with a heat exchanger according to claim 1, wherein a liquid, such as molten sodium, is kept under pressure by an inert gas, such as nitrogen, which is supplied to an expansion vessel, characterized in that the space (16, 16 ') between the two tube sheets (10, 10 'and 12, 12') of the heat exchanger is connected to the gas space of the expansion vessel. Documents considered: Swiss Patent No. 73 138; British Patent No. 311 245; U.S. Patent No. 2,658,728.