DE20219278U1 - Ringkanal für die Zu- bzw. Abführung des Wärmeträgers an einem Mantelrohrreaktor - Google Patents

Ringkanal für die Zu- bzw. Abführung des Wärmeträgers an einem Mantelrohrreaktor

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Claims (62)

1. Ringkanal (18, 20; 30; 72; 80; 102; 108; 130; 142; 150; 160; 176) für die außenseitige Zu- bzw. Abfuhr des Wärmeträ­ gers an einem Mantelrohrreaktor (2) mit einem von dem Wärme­ träger umspülten Reaktionsrohrbündel (6) innerhalb eines Reak­ tormantels (4; 138), wobei der Ringkanal radial innenseitig entlang dem Mantelumfang mindestens ein Fenster (34) für den Übertritt des Wärmeträgers aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Fenster (34) mit strömungsbeeinflussenden Mitteln (50-56; 64; 66; 68; 78; 90; 92) ausgestattet ist bzw. sind.
2. Ringkanal (18, 20; 30; 72; 80; 102; 108; 130; 142; 150; 160; 176) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fensterhöhe das 0,05- bis 1,0-fache der verfügbaren Höhe - Ringkanalhöhe oder Abstand zwischen Rohrboden (10, 12) und be­ nachbartem Umlenkblech (22) - beträgt.
3. Ringkanal (18, 20; 30; 72; 80; 102; 108; 130; 142; 150; 160; 176) nach Anspruch 1 oder 2 mit individuellen Fenstern (34) entlang dem Reaktorumfang, dadurch gekennzeichnet, daß die Fensterbreite das 0,1- bis 0,9-fache, vorzugsweise das 0,3 bis 0,7-fache und am zweckmäßigsten das 0,5 bis 0,65-fache der Fensterteilung in Reaktorumfangsrichtung beträgt.
4. Ringkanal (18, 20; 30; 72; 80; 102; 130; 142; 150; 160; 176) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Geometrie des Fensters bzw. der Fenster (32) und/oder der strömungsbeeinflussenden Mittel (50-56; 64; 66; 68; 78; 90; 92) über den Reaktorumfang variiert.
5. Wärmeträgereintrittsseitiger Ringkanal (20; 30; 72; 80; 102; 108; 130; 142; 150; 160; 176) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste bzw. zwei erste Fenster (32) im Bereich des Wärmeträgereintritts in den Ringkanal verhältnis­ mäßig klein ist, worauf eine Reihe zunächst jedenfalls größe­ rer und von der Wärmeträgereintrittsstelle hinweg kleiner wer­ dender Fenster folgt.
6. Ringkanal (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die strömungsbeeinflussenden Mit­ tel zumindest teilweise aus die Strömung durch das bzw. die Fenster (34) führenden Leitflächen bestehen.
7. Ringkanal (30) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflächen zumindest teilweise von an oder in dem Fenster (34) angeordneten Schaufeln (50-56; 64; 66) gebildet werden.
8. Ringkanal (30) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (56) zumindest teilweise strömungsgünstig profiliert sind.
9. Ringkanal (30) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaufeln (50; 54; 56; 64) zumindest teil­ weise außenseitig an das bzw. die Fenster (34) anschließen.
10. Ringkanal (30) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (52) zumindest teilweise in­ nenseitig an das bzw. die Fenster (34) anschließen.
11. Ringkanal (30) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (66) zumindest teilweise das bzw. die Fenster (34) durchsetzen.
12. Ringkanal (30) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (50; 54; 56; 64) ober- und/oder unterseitig durch ein Deckblech (74) oder eine Kanal­ wand (72) abgedeckt sind.
13. Ringkanal (30) nach einem der Ansprüche 6 bis 11 mit meh­ reren Fenstern (34), dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflä­ chen zumindest teilweise von entsprechend profilierten Seiten­ wänden (58, 60) der Fenster (34) gebildet werden.
14. Ringkanal (30) nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (62) zwischen den Leitflächen über den Reaktorumfang variieren.
15. Ringkanal (30) nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (62) zwischen den Leitflächen düsenartig profiliert sind.
16. Ringkanal (30) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (62) sich abströmseitig erweitern.
17. Ringkanal (30; 80; 150) nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die strömungsbeeinflus­ senden Mittel zumindest teilweise aus einem Gitter (68; 90; 152) bestehen.
18. Ringkanal (30; 80; 150) nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gitter (68; 90; 152) zumindest teilweise aus einer perforierten Wand besteht.
19. Ringkanal (30; 80; 150) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (68; 90; 152) als Turbulenzgit­ ter turbulenzbildend ausgebildet ist.
20. Ringkanal (30; 80; 150) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (68; 90; 152) zu­ mindest teilweise nach Strömungsverteilungsgesichtspunkten ausgebildet ist.
21. Ringkanal (30; 80; 150) nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Durchlässigkeit des Gitters (68; 90; 152) über den Reaktorumfang variiert.
22. Ringkanal (30; 80) nach einem der Ansprüche 17 bis 21, da­ durch gekennzeichnet, daß das Giter (68; 90) zumindest teil­ weise im Reaktormantel (4) ausgebildet ist.
23. Ringkanal (30; 80; 150) nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (68; 90; 152) mehr­ schichtig ist.
24. Ringkanal (142) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er zwischen innerer und äußerer Wand (4, 140) eines doppelwandigen Reaktormantels (138) ausge­ bildet ist.
25. Ringkanal (150) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß er innenseitig am Reaktormantel (4) ange­ ordnet ist.
26. Ringkanal (150) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß seine innenliegende Wand (152) selbst zumindest teilweise als Gitter ausgebildet ist.
27. Ringkanal (150) nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er über eine Mehrzahl ringsherum verteilter Ver­ bindungsrohrstutzen (154) mit einer ringförmig um den Reaktor­ mantel (4) herumlaufenden Rohrleitung (152) kommuniziert.
28. Ringkanal (150) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß sich in den Verbindungsrohrstutzen (154) -ggf. unter­ schiedliche - Drucköffnungen befinden.
29. Ringkanal (150) nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er durch den Reaktormantel (4) hindurch mit ei­ nem außenseitigen Ringkanal kommuniziert.
30. Ringkanal (150) nach einem der Ansprüche 25 bis 29, da­ durch gekennzeichnet, daß ihm ein gleichfalls im Inneren des Reaktormantels (4) liegender Verteilungskanal (156) vor- bzw. nachgeschaltet ist, der mit ihm über eine Mehrzahl ringsherum verteilter - ggf. unterschiedlicher oder unterschiedlich dicht beeinander angeordneter - Drosselöffnungen (158) kommuniziert.
31. Ringkanal (130) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er asymmetrisch angeordnete An­ schlüsse für Umwälzpumpe (44) und Wärmetauscher (48) aufweist.
32. Ringkanal (130) nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß er durch ein Trennblech (132) abgeteilt ist, welches, vom Anschluß der Umwälzpumpe (44) aus gesehen, einen längeren an­ schlußfreien Abschnitt (136) von einem den Anschluß für den Wärmetauscher (48) aufweisenden kürzeren Abschnitt (134) trennt.
33. Ringkanal (18, 20) nach einem der Ansprüche 1 bis 30 mit zwei voneinander im wesentlichen getrennten, jeweils mit einer eigenen Umwälzpumpe (44) verbundenen Ringkanalabschnitten (84, 86), dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ringkanalabschnit­ te einander überlappen.
34. Ringkanal (18, 20) nach Anspruch 33, dadurch gekennzeich­ net, daß die Überlappung in einem Bereich zwischen 1% und 100%, vorzugsweise zwischen 30% und 100% und am zweckmäßig­ sten zwischen 50% und 100% des Reaktorumfangs auftritt.
35. Ringkanal (18, 20) nach Anspruch 34, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Ringkanalabschnitte (84, 86) im übrigen Bereich den vollen Ringkanalquerschnitt einnehmen.
36. Ringkanal (18, 20) nach einem der Ansprüche 33 bis 35, da­ durch gekennzeichnet, daß die Überlappung innerhalb eines Ringkanals im wesentlichen gleichbleibenden rechteckigen Quer­ schnitts durch eine in bezug auf die Reaktormittelachse wen­ delförmig geneigte Trennwand (82) hergestellt ist.
37. Ringkanal (18, 20) nach einem der Ansprüche 33 bis 35, da­ durch gekennzeichnet, daß die Überlappung innerhalb eines Ringkanals im wesentlichen gleichbleibenden rechteckigen Quer­ schnitts durch eine auf dessen halber Höhe angeordnete hori­ zontale Trennwand (82) in Verbindung mit zwei Z-förmig daran anschließenden vertikalen Trennwänden (94, 96) hergestellt ist.
38. Ringkanal (18, 20) nach einem der Ansprüche 33 bis 37, da­ durch gekennzeichnet, daß innerhalb der Überlappung aus einem die dortigen Fenster (34) überdeckenden Ringkanalabschnitt mit durchlässigen oberen und unteren Wänden ein Mischer (78) ge­ bildet ist.
39. Ringkanal (20) nach einem der Ansprüche 33 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß sich die betreffenden Merkmale auf den wärmeträgereintrittsseitigen Ringkanal (20) beschränken.
40. Ringkanal (18, 20) nach einem der Ansprüche 1 bis 39 mit zwei voneinander im wesentlichen getrennten, jeweils mit einer eigenen Umwälzpumpe (44) verbundenen Ringkanalabschnitten (38, 40; 84, 86), dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ringkanal­ abschnitte mit einem gemeinsamen Wärmetauscher (48) verbunden sind.
41. Ringkanal (18, 20) nach Anspruch 40 in Verbindung mit An­ spruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der bei­ den Ringkanalabschnitte (84, 86) mit dem Wärmetauscher (48) innerhalb der Überlappung besteht.
42. Ringkanal (18, 20) nach Anspruch 40 oder 41, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbindung der beiden Ringkanalabschnit­ te (38, 40; 84, 86) mit dem Wärmetauscher (48) zumindest für den vom Wärmetauscher rückgeführten Wärmeträger über kontinu­ ierlich steuerbare Steuermittel (98) hergestellt ist, die in der Lage sind, den Wärmeträgerstrom in gewünschtem Maße aufzu­ teilen.
43. Ringkanal (18, 20) nach Anspruch 42, dadurch gekennzeich­ net, daß die betreffenden Steuermittel (98) aus einem Mehrwe­ geventil, vorzugsweise in Gestalt einer Klappe, bestehen.
44. Ringkanal (18, 20) nach Anspruch 42 oder 43, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die betreffenden Steuermittel (98) durch an geeigneter Stelle angebrachte Temperaturfühler automatisch ge­ steuert sind.
45. Ringkanal (164; 176) nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens eine periphere Dehnfuge (168) des Reaktormantels (4) überdeckt.
46. Ringkanal (164) nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnfuge (168) bei ca. 20°C eine Höhe zwischen 1 und 10 mm, vorzugsweise zwischen 3 und 7 mm und am zweckmäßigsten von etwa 5 mm besitzt.
47. Ringkanal (164) nach Anspruch 45 oder 46, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dehnfuge (168) mit einem nur einseitig ver­ ankerten Deckblech (170) abgedeckt ist.
48. Ringkanal (164; 176) nach einem der Ansprüche 45 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnfuge (168) außerhalb der von dem Ringkanal überdeckten Fenster (34) des Reaktormantels (4) liegt.
49. Ringkanal (164) nach einem der Ansprüche 45 bis 47, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dehnfuge (168) durch zumindest einen Teil der Fenster (34) des Reaktormantels (4) hindurch verläuft.
50. Ringkanal (164) nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnfuge (168) selbst ein einziges, durchlaufendes Fenster (34) für den Durchtritt des Wärmeträgers bildet.
51. Ringkanal (164) nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnfuge (168) im Sinne eines in gewünschter Weise über den Reaktorumfang verteilten Wärmeträgerdurchtritts in ihrer Höhe variiert.
52. Ringkanal (164; 176) nach einem der Ansprüche 45 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnfuge (168) an einer Stelle angeordnet ist, wo sie die beabsichtigte Wärmeträgerströmung möglichst wenig beeinflußt.
53. Ringkanal (164; 176) nach einem der Ansprüche 45 bis 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnfuge (168) aus einem Spalt zwischen dem Reaktormantel (4) und einem diesen nach außen zu übergreifenden Rohrboden (10, 12) oder Trennblech (178) be­ steht.
54. Ringkanal (176) nach Anspruch 53 mit einer Dehnfuge (168) als Spalt zwischen Reaktormantel (4) und Trennblech (178), da­ durch gekennzeichnet, daß das Trennblech mit Spiel durch den Spalt hindurchtritt und in der Außenwand (180) des Ringkanals verankert ist.
55. Ringkanal (176) nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß er durch das Trennblech (178) in zwei getrennte, auf gan­ zer Länge aneinandergrenzende Abschnitte (172, 174) mit eige­ nen Fenstern (34) unterteilt ist, je einen für einen jeden der beiden durch das Trennblech voneinander getrennten Reaktorab­ schnitte.
56. Ringkanal (176) nach Anspruch 54 oder 55, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Trennblech (178) im Bereich des Ringkanals eine reduzierte Wandstärke besitzt.
57. Ringkanal (76) nach einem der Ansprüche 53 bis 56, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrboden (10, 12) bzw. das Trennblech (178) bis in den Ringkanal hinein wärmeisoliert ist.
58. Ringkanal (176) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens ein Gasentnahmeorgan (184) zur Entgasung des Wärmeträgers aufweist.
59. Ringkanal (176) nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gasentnahmeorgane (184) des Ringkanals, ggf. zu­ sammen mit solchen im Reaktorinneren und, soweit erforderlich, über Drosselorgane, mit einer gemeinsamen Gasabführungsleitung (186) verbunden sind.
60. Ringkanal (18, 20; 30; 72; 80; 102; 108; 130; 142; 150; 160; 176) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit Ausnahme der Ansprüche 27, 28 und 30, dadurch gekennzeichnet, daß er zur Abstützung des Reaktors (2) auf im Grundriß radial außer­ halb des Reaktormantels (4) liegenden Auflagen (194) durch ihn hindurchlaufende Streben (190) enthält.
61. Ringkanal (18, 20; 30; 72; 80; 102; 108; 130; 142; 150; 160; 176) nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (190) im wesentlichen aus der Krümmung des Ringkanals folgenden Blechen bestehen.
62. Ringkanal (18, 20; 30; 72; 80; 102; 108; 130; 142; 150; 160; 176) nach Anspruch 60 oder 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (190) in bezug auf die durch den Ringkanal hindurchtretende Wärmeträgerströmung strömungsgünstig profi­ liert sind.
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