DE2252437A1 - Wirbelkammer zum umhuellen von materialteilchen - Google Patents

Description

Europäische Atomgemeinschaft
(EURATOM)

Wirbelkammer zum Umhüllen von Materialteilchen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wirbelkammer zum Umhüllen von Materialteilchen, insbesondere von Kernbrennstoff teilchen.

Wirbelkammern dieser Art bestehen im allgemeinen aus einem zylindrischen Oberteil und einem konischen Unterteil. Der Nachteil einer zylindrischen und konischen Form muß in dem relativ ungünstigen Verhältnis von Kapazität und Wärmeübergangsfläche gesehen werden. Die Kapazität einer Wirbelkammer, in der sich die Teilchen befinden, ist proportional dem Quadrat ihres Durchmessers, während die mit den Teilchen in Berührung stehende Wärmeübergangsfläche mit diesem Durchmesser nur linear verläuft. Es ist klar, daß das genannte Verhältnis günstiger wird, wenn die Kammer die Form eines Parallelepipeds und Prismas mit gemeinsamer Basis hat.

Eine solche Ausführung ist aus der US-PS 3 ^51 784 bekannt. Die darin beschriebene Wirbelkammer hat jedoch den Nachteil, daß sich die Kapazität nicht verändern läßt mit der Folge, daß

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sie nur geeignet bleibt, um in derselben Ofeneinheit verwendet zu werden.

Dieser Nachteil wird mit der nach der vorliegenden Erfindung ausgeführten Wirbelkammer vermieden. Diese Erfindung besteht bei einer Wirbelkammer der eingangs erwähnten Art darin, daß die Kammer als ein aus losen Wandteilen zusammengesetzter Trog ausgebildet ist, bei welchem die Querwände mit den beheüen Seitenwänden klemmend verbunden sind» Die vier Wände ruhen an ihrer Unterseite in einer Nut des mit Gasdurchtrittsöffnungen versehenen Bodens der Kammer, während die Wände oben und unten durch Umfangsbandagen zusammengehalten werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Querwände durch Halbierung von Umdrehungskörpern (Zylinder und Kegel) ent— standen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer solchen Wirbelkammer näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. i einen Längsschnitt durch einen Wirbelofen mit in ihm vorhandener Wirbelkammer nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Ofen nach Fig. 1.

In den Figuren bedeutet 1 eine Wirbelkammer, die aus Graphit hergestellt ist. Sie enthält zwei Seitenwände 2, die dadurch in ihrer richtigen Lage gehalten werden, daß sie in klemmender Verbindung mit angepaßten Querwänden 3 stehen, die aus zylindrischen und konischen Hohlteilen hergestellt sind. Die Wände ruhen an ihrer Unterseite in einer Nut eines Bodenteiles k, das aus einem Graphitblock besteht, in welchem Öffnungen vorgesehen sind, um die Zufuhr von Wirbelgas möglich zu machen.

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Diese Einheit ist an ihrer Unterseite in einem Graphitversehlußbloek 5 eingeschlossen. In gleicher Weise ist die Einheit an ihrer Oberseite in einem passenden Verschlußbloek 6 eingefaßt. Ein ebenfalls aus Graphit hergestelltes Widerstandsheizelement 7» das hauptsächlich aus Festigkeitsgründen die Form der Seitenwände hat, besteht aus zwei zur Längsachse des Fließbettes parallel verlaufenden Platten. Diese Platten sind am Instandhaltungsende 8 des Ofens an wassergekühlte elektrische Anschlußklemmen 9 angeschlossen und am gegenüberliegenden Ende zum Ergänzen des Stromkreises in einen Graphitblock iO eingeklemmt. Das Ganze ist mit Hilfe von aus geeignetem Material bestehenden Isolierelementen 11 wärmeisoliert.

Im Gegensatz zu üblichen Systemen ist der Ofen zu Instandhaltung sarbeiten über eine Instandhaltungstür 8 horizontal zugänglich. Die übrigen Teile des Ofens sind von üblicher Art wie beispielsweise der wassergekühlte Mantel mit Einrichtungen zur Temperaturmessung mittels sinee Pyrometers 13 und einer Beschickungstür 14 an seiner Oberseite zum Beschicken und Entladen des Ofens, Der Raum über der Kammer ist über eine Afcführöffnung 15 an eine Filtereinrichtung angeschlossen. Das Wirbelgas wird über eine Gasverteilungseinriehtung l6 durch die Gaszuführöffnungen 17 zugeführt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich bestehen die Querwände 3 in der dargestellten Ausführungsform aus halbierten Hohlzylindern und Kegeln, Die Seitenwände 2 von veränderbarer Länge bestehen aus einer senkrechten Platte, die an ihrem oberen und ihrem unteren Ende im gleichen Winkel schräg nach innen umgebogen ist wie die konischen Querwände 3. '

Das vorliegende System ermöglicht eine bequeme Anpassung des Kammervolumens, indem die losen Seitenwände 2 und die dazugehörigen Teile h, 5 und 6 einfach gegen andere ausgetauscht werden. Die Querwände 3 bleiben dabei unverändert. Auch sind keine Änderungen des Heizungssystems erforderlich, und somit können mit derselben Ofeneinheit stark voneinander abweichende Materialteilchenmengen behandelt werden,

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Die Heizelemente können über eine Phase, jedoch auch über drei Phasen gespeist werden. Obwohl in der Zeichnung keine Einzelheiten dargestellt sind, läßt sich der Graphitblock 10 vorteilhaft als Nullpunkt (Nullphase) verwenden, und die Heizplatten können so gespeist werden, daß jede Seite der Wirbelkammer eine volle Phase trägt, während die dritte Phase auf beide Seiten gleichmäßig aufgeteilt ist.

Patentansprüche:

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   1, Wirbelkammer zum Umhüllen von Materialteilchen_vin einem Gasstrom, dadurch gekennzeichnet, daß sie al» ein aus losen Wandteilen (2, 3) zusammengesetzter offener Trog ausgebildet ist, bei welchem die Querwände (3) klemmend mit den beheizten Seitenwänden (2) verbunden sind, daß die vier Wände an ihrer Unterseite in einer Nut des mit Gaszuführöffnungen (17) versehenen Bodens (^li) ruhen und daß die Wände oben und unten durch miteinander übereinstimmende Umfangsbandagen (5, 6) in Trogforin zusammengehalten sind,
2. 2. Wirbelkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwände (3) durch Halbieren von Umdrehungskörpern (Zylinder und Kegel) hergestellt sind,
3. 3. Wirbelkammer nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsbandagen als Graphitblöcke ausgebildet sind,

   4, Wirbelkammer nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß als Heizung durch elektrischen Widerstand beheizte der Form der Kammer angepaßte Graphitplatten (7) verwendet werden, die als Schleife um die Kammer herumgeführt sind.

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