Vorrichtung zur Herstellung von Wasserstoff und Kohlenmonoxyd enthaltenden Gasgemischen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Herstellung von Wasserstoff und Kohlenmonoxyd enthaltenden Gasgemischen durch teilweise Verbren nung eines Kohlenwasserstoffes mit Sauerstoff, gege benenfalls unter Zufuhr von Wasserdampf, in einer Reaktionskammer, in der die Verbrennung bei über atmosphärischem Druck, insbesondere zwischen 5 und 35 at, erfolgt.
Die auf diese Weise erhaltenen Gase haben im allgemeinen eine Temperatur von 1000 bis 1500 und stellen daher eine Energiequelle dar. Es ist aber bisher nicht möglich gewesen, diese Energie auszunutzen, weil die Gase eine sehr hohe Temperatur haben und auch eine gewisse Menge von freiem Kohlenstoff ent halten. Wenn z.
B. die gewöhnlichen Wärmeaus- tauscher vom Flammrohrtyp verwendet werden, erge ben sich grosse Schwierigkeiten. Flammrohre der gewöhnlichen Art können nicht oder nur mit sehr geringem Nutzeffekt angewandt werden, da es unmög lich ist, die gleiche Apparatur während eines längeren Zeitraumes zu verwenden, ohne dass häufige Repara turen erforderlich sind. Der Grund liegt darin, dass sich häufig auf der Innenwandung der Rohre ein be trächtlicher Russniederschlag bildet, wodurch der Wärmeübertragungskoeffizient stark herabgesetzt wird.
Die im vorliegenden Fall auftretenden grossen Tem peraturunterschiede machen es auch erforderlich, dass die Apparatur von besonders hoher Qualität ist und hohe Festigkeit aufweist, und es ist festgestellt wor den, dass die üblichen Wärmeaustauscher die mecha nischen Anforderungen nicht erfüllen.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Wärmeaustauscher für die aus der Reaktionskammer abziehenden zu küh lenden heissen Gase aufweist, der ein oder mehrere schraubenlinienförmig gewundene Kühlrohre und Mit- tel, welche die Umspülung durch ein Kühlmittel er möglichen, aufweist.
Der Grund, warum in der Apparatur gemäss der Erfindung die oben erwähnten Schwierigkeiten nicht auftauchen, ist vermutlich dem Auftreten hoher Ge schwindigkeiten in den Rohren zuzuschreiben, und als Folge der Biegung dieser Rohre der starken Zentri fugalkraft, welche von sekundärer Wirbelbildung be gleitet sein kann, wodurch Russniederschläge in den Rohren vermieden werden.
Dies ist ausserordentlich überraschend, da zu erwarten war, dass die nachteilige Bildung von kohlenstoffhaltigen Niederschlägen auf der Innenseite der Rohre bei Anwendung schrauben- linienförmig gewundener Rohre noch grösser sein würde als bei geraden Rohren, und dass ausserdem zusätzliche Reinigungsschwierigkeiten auftreten wür den. Ausserdem kann dieser Nachteil noch durch eine besondere Konstruktion der Kühlrohre weiter herab- gesetzt werden.
Das Kühlrohr bzw. die Kühlrohre des Wärmeaus- tauschers ist bzw. sind vorzugsweise so konstruiert und angeordnet, dass sie durch die hindurch- undloder darumherumfliessenden Medien erschüttert werden können.
In diesem Falle werden die Kühlrohre des im Betrieb stehenden Wärmeaustauschers dauernd in schwachem Vibrieren gehalten. Dieses Vibrieren wird wahrscheinlich herbeigeführt durch die Verdampfung des Kühlmittels während des Wärmeaustausches. Die rasche Aufwärtsbewegung der Dampfblasen in der Flüssigkeit führt zum Zusammenprallen und zu einer intensiven Bewegung in der Flüssigkeit, und dieser Erscheinung kann das Vibrieren der Kühlrohre zuge schrieben werden.
Das Zufuhrrohr für das Kühlmittel zum Wärme- austauscher kann in einen ringförmigen Kanal oder ringförmige Kanäle münden. Dieser Kanal wird von einem Zufuhrrohr für die zu kühlenden heissen Gase, welches mit einem Kühlrohr in Verbindung steht, sowie einem konzentrisch um das Zuführungsrohr angeordneten Rohr gebildet, das mit der Wandung des Wärmeaustauschers verbunden ist.
Der Vorteil dieser Art der Zuführung des Kühl mittels liegt darin, dass es sehr innig mit den heissen Gasen gerade an den Punkten in Berührung gebracht wird, wo diese die höchste Temperatur aufweisen, während anderseits das Kühlmittel die niedrigste Tem peratur hat. Diese Anordnung vermeidet auch, dass das Material übermässigen Hitzebeanspruchungen unterworfen wird.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsge mässen Apparatur besteht der Wärmeaustauscher aus einem zylindrischen Kessel, der aus einer Aussenwand, einem inneren Rohr und einer Bodenplatte besteht, mit welcher das Kühlrohr bzw. die Kühlrohre ver bunden sind bzw. ist. Die Kühlrohre sind in dem von der äusseren Wandung und dem inneren Rohr gebil deten Ringrohr angeordnet. Das Eintrittsende des Kühlrohrs bzw. der Kühlrohre ist verbunden mit einer Austrittsöffnung der Reaktionskammer und der Ein trittsöffnung für das Kühlmittel.
Die hohe Hitzebelastung, der die mit den heissen Gasen in Berührung stehenden Teile ausgesetzt sind, und im Falle des vorerwähnten Wärmeaustauschers besonders jenes Teils des Kühlrohres bzw. der Kühl rohre, welcher direkt zu der Bodenplatte benachbart liegt, führt auch dazu, dass die mechanische Festigkeit ungünstig beeinflusst wird. Es ist bekannt, dass die mechanische Festigkeit abnimmt, wenn die Tempe ratur ansteigt.
Um zu gewährleisten, dass dieser Wärmeaustau- scher den mechanischen Anforderungen genügt, kann der Teil des Kühlrohres bzw. der Kühlrohre, welcher zur Bodenplatte benachbart liegt, verstärkt werden. Der übrige Teil des Rohres muss aber dünnwandig ausgeführt werden, so dass eine möglichst grosse Bieg samkeit gesichert ist.
Es ist gefunden worden, dass die Verwendung eines verdickten Rohrstückes, welches sich über etwa eine halbe Windung des Kühlrohres erstreckt, ausreicht, um den auftretenden. Kräften standzuhalten.
Um eine gute Kühlung zu sichern, insbesondere an den heissesten Stellen, nämlich dort, wo die heissen Gase eintreten, wird zweckmässig in der Nähe .der Bodenplatte das innere Rohr mit einer Sprühdüse in solcher Weise ausgerüstet, dass das durch dieses Rohr zugeführte Kühlmittel auf die heisse Bodenplatte mit grosser Geschwindigkeit aufgesprüht werden kann, bevor es in den oben erwähnten Ringraum eingeführt wird.
Es ist festgestellt worden, dass die Bodenplatte und der Anfang der Kühlrohre einer sehr hohen Hitze einwirkung ausgesetzt sind, und dass es notwendig ist, diese Teile mit dem Kühlmittel so innig wie möglich in Berührung zu bringen. Wenn man nicht hierfür sorgt, besteht die Gefahr, dass das Kühlmittel, z. B. Wasser, infolge der hohen Temperatur verdampft, wennn es nicht rechtzeitig durch neues Kühlmittel ersetzt wird, so dass die Bildung von Dampf- oder Gasblasen den Wärmeübergang stark beeinträchtigen würde.
Nach einer anderen Ausführungsform der Ein richtung gemäss der Erfindung besteht der Wärmeaus- tauscher aus einem geschlossenen zylindrischen Kes sel, der mit mindestens einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung für das Kühlmittel versehen ist, sowie ferner mit mindestens einem Kühlrohr, welches mit Eintrittsöffnungen und Austrittsöffnungen für das zu kühlende Medium ausgerüstet ist und sich in einem Ringraum befind; t, der durch die äussere Wandung des Kessels und ein konzentrisch angeordnetes inneres Rohr gebildet wird.
Das erwähnte innere Rohr ist am Ende in der Nähe des Kesselbodens geschlossen und an dem entgegengesetzten Ende offen. Es ist an seinem geschlossenen Ende mit einem Auslass für flüssiges Kühlmittel versehen.
Der Vorteil dieser Ausführung des Wärmeaus- tauschers besteht darin, dass ein Teil des Kühlmittels, welches infolge der hohen Temperaturen in dem zu kühlenden Gas bis zum Siedepunkt erhitzt wird, und zwar jener Teil des Kühlmittels, der noch flüssig ist, in das innere Rohr durch dessen offenes Ende gelangt,
während der verdampfte Teil am Kopf des Wärme- austauschers abgeführt werden kann. Auf diese Weise wird eine Trennung zwischen flüssigem und dampf- förmigem Kühlmittel bereits innerhalb des Wärmeaus tauschers herbeigeführt. Der zusätzliche Vorteil dieser Ausführungsform der Einrichtung gemäss der Erfin dung besteht darin, dass statt des blasenförmig auf steigenden und siedenden Dampf-Flüssigkeits-Gemi- sches in dem Ringraum, in welchem der Wärmeüber gang vor sich geht,
eine im wesentlichen ruhende Flüssigkeitssäule in dem inneren Rohr vorliegt, deren Stand auf einer gewissen Höhe gehalten werden kann, wodurch also die Menge der im Kreislauf umzu führenden Flüssigkeit auf einem bestimmten Wert gehalten wird, je nach dem Grad der Dampfbildung.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung besteht bzw. bestehen das Kühlrohr bzw. die Kühlrohre dieses Wärmeaustauschers vorzugsweise aus zwei Teilen, welche konzentrisch sind in bezug auf die Achse oder Mittellinie des schraubenlinienförmig gewundenen Kühlrohres und miteinander durch ein Verbindungs rohr an ihrem vom Boden des Kessels abgewandten Seite verbunden sind. Es ist klar, dass auf diese Weise das Kühlrohr bzw. die Kühlrohre in einem verhältnis mässig kleinen Raum untergebracht werden können, und dass ausserdem die Zufuhrleitung und die Abfüh- rungsleitung der Gase in etwa der gleichen Höhe liegen.
In dem Kessel ist an der dem Boden abgewandten Seite (oder dem Kopf) vorzugsweise ein Zyklon ange ordnet, und die Eintrittsseite dieses Zyklons steht mit dem Kesselraum in Verbindung. Der Zyklon hat einen Dampfauslass, der mit der Abführungsleitung in Ver bindung steht, und ist auch mit einer Ausflussleitung für flüssiges Kühlmittel versehen, welche sich durch das offene Ende des inneren Rohres in dieses Rohr hinein erstreckt. Das Kühlmittel, als welches z. B.
Wasser verwendet werden kann, wird dann infolge der kompakten Konstruktion des schraubenlinienförmig gewundenen Kühlrohres selbst ziemlich rasch erhitzt, erreicht den Siedepunkt und geht teilweise in Wasser dampf bzw. anderen Dampf über. Wenn mit hohen Geschwindigkeiten gearbeitet wird, besteht die Mög lichkeit, dass die Flüssigkeit mit dem Wasserdampf oder sonstigem Dampf mitgeführt wird. Diese Flüssig keit wird in dem Zyklon entfernt.
Der untere Teil des Kessels und das innere Rohr stehen zweckmässig mit Hilfe enger Öffnungen in Verbindung, so dass die durch die beiden Rohre gebildeten Räume offen miteinander verbunden sind. Diese Öffnungen können dazu dienen, die Flüssigkeit vollständig aus dem Wärmeaustauscher zu entfernen, wenn dieser ausser Betrieb ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Ein richtung gemäss der Erfindung ist jedes der Kühlrohre oder die Gesamtheit der Kühlrohre in einem weiteren schraubenlinienförmig gewundenen Rohr der gleichen Art angeordnet, wobei der ringförmige Raum zwi schen den beiden Rohren mit einer Zuführungsleitung und einer Abflussleitung für das Kühlmittel versehen ist.
Der besondere Vorteil dieser Ausführung besteht darin, dass im Falle einer Beschädigung der Rohre die Gefahr eines Unfalles, selbst bei den hohen Drücken, die auftreten können, verhältnismässig gering ist, da das verwendete Rohr in seiner Funktion vergleichbar ist mit den Rohren des sogenannten monotube once- through Boiler (Benson-Typ oder dergleichen).
Ausserdem sind die Verluste an Wasser oder Wasserdampf im Falle von Rohrschäden verhältnis-. mässig gering. Ferner ist es leicht möglich, eine be schädigte Serie von schraubenlinienförmig gewun denen Rohren während des Betriebes zu ersetzen, indem man zeitweilig den' in Betracht kommenden Rohrsatz abschaltet, wobei natürlich vorausgesetzt ist, dass der Wärmeaustauscher mehr als eine Serie von schraubenlinienförmig gewundenen Rohren enthält.
Schliesslich ermöglicht die Anwendung eines Wärmeaustauschers mit mehr als einer Serie von schraubenlinienförmig gewundenen Rohren die Rege lung der Kapazität des Wärmeaustauschers, indem man eine oder mehrere Reihen von Rohren ein- oder ausschaltet.
Jede Rohrserie, die durch ein Kühlrohr und ein weiteres Rohr der gleichen Art gebildet wird, ist vor zugsweise mit dem gemeinsamen Verteilungselement in solcher Weise verbundeng dass der Eimass der Kühl rohre verbunden ist mit einem Verteiler, der seiner seits mit der Auslassöffnung der Reaktionskammer in Verbindung steht, und dass die Räume zwischen den Kühlrohren und den weiteren Rohren mit einer Ver teilungseinrichtung für das Kühlmittel verbunden sind.
Jede Austrittsöffnung für die gekühlten Gase und jeder Auslass für das Kühlmittel ist auch mit einer Sammelleitung für die gekühlten Gase bzw. für das Kühlmittel verbunden.
Die Zweckmässigkeit dieser Konstruktion tritt in Erscheinung, wenn es erwünscht ist, mehr als eine Serie von Kühlrohren zu verwenden, da es hierbei möglich ist, jede Serie von schrauben- linienförmig gewundenen Rohren in einfacher Weise auszuschalten durch Anordnung von Hähnen zwi schen den Verteilerelementen für die Zuführung der Medien und jedem Kühlrohr sowie auch zwischen den Sammelleitungen und jedem Kühlrohr, ohne dass der kontinuierliche Strom jedes Mediums von dem Ver teilerelement bis zur Sammelleitung gestört wird.
Es ist auch zweckmässig, jeden Auslass, der die Verbindung zwischen dem Verteilelement für die zu kühlenden Gase und dem Eintrittsende des schrauben- linienförmig gewundenen Rohres bildet, zu kühlen, da sonst die sehr hohen Gastemperaturen eine über mässige Beanspruchung des Materials herbeiführen würden. Nach der Erfindung kann diese Kühlung bewirkt werden, indem man jedes Verbindungsstück einschliesslich des betreffenden Flansches mit einem besonderen Kühlkanal ausrüstet.
Jede Serie von ge wundenen Rohren kann schliesslich in einem ge schlossenen zylindrischen Raum untergebracht wer den, um die Gefahr im Falle eines Rohrbruches noch weiter zu verringern.
In der beiliegenden schematischen Zeichnung werden verschiedene Ausführungsformen der erfin dungsgemässen Vorrichtung näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der ge samten Apparatur.
Die Fig. 2 bis 5 zeigen eine Ausführungsform des zur Apparatur gehörenden Wärmeaustauschers. Dabei ist Fig.2 ein Längsschnitt durch den Wärmeaus- tauscher <B>D</B> (Fig. 1). Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch den oberen Teil des Wärmeaustauschers nach der Linie 111-III in Fig. 2.
Fig. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2. Fig. 5 zeigt die Sprüh düse.
Die Fig. 6 und 7 sind Längs- bzw. Querschnitte einer anderen Ausführungsform des Wärmeaustau- schers.
Die Fig. 8 bis 10 zeigen weitere Ausführungs formen der erfindungsgemässen Apparatur. Fig. 8 ist eine schematische Ansicht. Fig. 9 ist ein Längsschnitt nach der Linie IX-IX und Fig. 10 zeigt eine Einzel heit zu Fig. 9.
In Fig. 1 stellt A das eigentliche Reaktionsgefäss dar, welches mit einer Zuführungsleitung a für das Heizöl zu einem Brennerteil A' des Reaktionsgefässes sowie mit einer Zuführungsleitung b für den Sauer stoff und etwa verwendeten Wasserdampf ausgerüstet ist, während der Teil B eine Verbindung zwischen dem Reaktionsgefäss und einem Verbindungsstutzen C darstellt. Die heissen Gase werden durch die Verbin dung B und durch den Verbindungsstutzen C in den Wärmeaustauscher D geführt.
Dieser Austauscher ist mit einem schraubenlinienförmig gewundenen Kühl rohr ausgerüstet und besitzt eine Austrittsöffnung c für die gekühlten Gase, sowie auch eine Einführungs- leitung d für das Kühlmittel, z. B. Wasser, sowie ferner einen Auslass für das Gemisch aus Wasser und Dampf. Die bei c austretenden Gase können gewünsch- tenfalls nachher einer Reinigungsbehandlung in an sich bekannter Weise unterworfen werden.
Fig. 2 ist ein Längsschnitt einer Ausführungsform des in Fig. 1 gezeichneten Wärmeaustauschers D. Dieser Wärmeaustauscher hat eine Bodenplatte 1, die mit einem Flansch 2 versehen ist. Eine Sprühdüse 3 bildet das Ende eines inneren Rohres 7, das auch mit Führungsleisten 5 für die Kühlrohre 4 versehen ist. Die äussere Wandung des Wärmeaustauschers ist mit der Bodenplatte 1 z. B. verschweisst.
Das innere Rohr 7 geht am oberen Ende über einen konischen Teil 8 in einen Endteil 10 über, der einen Teil eines Gasab- führungsrohres 13 darstellt (entsprechend Austritts öffnung c in Fig. 1).
Eine Wand 12 bildet die Tren nung zwischen dem Teil des Abführungsrohres, mit welchem das Ende des schraubenlinienförmig gewun denen Rohres über ein Rohrstück 9 verbunden ist, das zwecks Verstärkung verdickt ist, und dem Teil 10, über welchen das Kühlmittel dem Wärmeaustauscher mittels einer Leitung 15 zugeführt wird, die der Ein führungsleitung d gemäss Fig. 1 entspricht.
Bei dieser Ausführungsform ist das innere Rohr 7 des Wärmeaustauschers frei aufgehängt, das heisst durch einseitige Befestigung an dem zentralen Gas abführungsrohr 13. Der Vorteil einer solchen Kon struktion besteht darin, dass das innere Rohr 7 keinen Wärmespannungen unterworfen ist und dass das Rohr - infolgedessen auch andere Teile des Wärmeaus- tauschers - sich bei Temperatursteigerung frei aus dehnen kann und umgekehrt.
Ein oberer Teil 11 des Wärmeaustauschers ist mit einer Abführungsleitung 14, entsprechend Auslass e in Fig. 1, für das Kühlmittel versehen. Die Zufuhr von heissem Gas erfolgt schliesslich durch die Einlass- öffnung eines verdickten Einlassteils 16 der Kühlrohre 4.
Es kann auch erwünscht sein, die dünnwandigen Kühlrohre, welche doch eine gewisse Länge aufweisen, zu unterstützen. Um ein vollständiges oder teilweises freies Vibrieren des Rohres bzw. der Rohre zu ermög lichen, ist der Wärmeaustauscher an verschiedenen Stellen mit Elementen 17 versehen, welche eine freie (gleitende) und/oder feste Unterstützung des Kühl rohres bzw. der Kühlrohre zwischen den Enden er möglichen.
Fig. 3 ist ein Schnitt durch den oberen Teil des Wärmeaustauschers nach III-III in Fig. 2. Die Figur zeigt, wie die Kühlrohre 4 an das Gasabführungsrohr 13 angeschlossen sind. Fig. 4 zeigt die Anordnung der Sprühdüse 3 für das Kühlmittel gegenüber dem An fangsteil 16 der Kühlrohre für die heissen Gase. Ausserdem zeigt die Figur, dass das verdickte Rohr stück 16 der Kühlrohre 4 sich etwa über eine halbe Windung erstreckt.
Das Kühlmittel muss genügend rasch und an der richtigen Stelle durch frisches Kühlmittel ersetzt wer den, und es ist gefunden worden, dass sowohl die Form der Sprühdüse 3 als auch die Stelle, an welcher diese mündet, besonders wichtig sind. Die Sprühdüse 3 hat daher die Form eines Schlitzes und mündet in der Nähe der Verbindung zwischen Kühlrohr bzw. Kühlrohren 4 und Bodenplatte.
Dies sind tatsächlich die heissesten Stellen im Wärmeaustauscher, und mittels dieser speziellen Form der Sprühdüse kann das Kühlmittel an diese Stellen herangeführt werden, während diese Form anderseits eine genügende Verteilung des Kühlmittels über die Bodenplatte sichert. Die Form der Sprühdüse in der Nähe des Bodens des inneren Rohres ist in einer besonderen Einzelzeichnung (Fig. 5) dargestellt in einer Ansicht in Richtung des Pfeiles P in Fig. 4.
Der enge Schlitz gibt die Gewähr, dass ein in geeig neter Weise gerichteter Kühlmittelstrom mit grosser Geschwindigkeit und Wucht gegen die Bodenplatte des Wärmeaustauschers gesprüht wird.
Es ist auch zu beachten, dass die Schraubenlinien- form der Kühlrohre 4 für die heissen Gase es ermög licht, dass die erforderliche Kühlfläche in einem senk rechten Wärmeaustauscher von mässiger Höhe unter gebracht werden kann.
In einem Wärmeaustauscher gemäss dieser Ausführungsform der Erfindung wurde Wasser als Kühlmittel verwendet, das zwecks geeigneter Wärme übertragung im Kreislauf (das Zehnfache der Dampf produktion) hindurchgeführt wurde. Die Temperatur des umlaufenden Wassers war in dem im Betrieb befindlichen Wärmeaustauscher etwa 215 . Die Tem peratur, mit der die heissen Gase eingeführt wurden, betrug etwa 1300 , und die Temperatur, bei welcher die gekühlten Gase abgeführt wurden, betrug etwa 250 .
Fig. 6 ist ein Längsschnitt durch eine andere Aus führungsform des Wärmeaustauschers (D in Fig. 1) und Fig. 7. ist ein Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 6.
Bei dieser Ausführungsform ist das Rohr 101 das Zuführungsrohr für die aus dem Reaktor stammenden, zu kühlenden, heissen Gase.
Am Wärmeaustauscher ist ein Rohr 102 kon zentrisch um das Zuführungsrohr 101 in der Weise angeordnet, dass die beiden Rohre einen ringförmigen Raum 112 bilden, durch den Kühlmittel, gewöhnlich Wasser, hindurchgeführt wird, (vergleiche Einfüh rungsleitung d in Fig. 1). Der entstehende Dampf ver lässt den Wärmeaustauscher bei 103, während das Wasser bei 104 abgelassen wird. Die Abführungs- leitung 105 (Auslass c in Fig. 1) ist der Abflussweg für die gekühlten Gase.
Der Wärmeaustauscher enthält auch einen zylin drischen Kessel 106, der mit einem inneren, an einem Ende offenen Rohr 107 ausgerüstet ist, dessen anderes Ende geschlossen ist und sich über den Kessel 106 hinaus erstreckt.
Der Ringraum 108 enthält die schraubenlinienförmig gewundenen Rohre 109 und 110, deren obere Enden durch ein Rohr 111 mitein ander verbunden sind. Diese beiden Rohre haben eine gemeinsame zentrale Achse, die mit der Mittellinie des Kessels 106 und des Rohres 107 zusammenfällt; sie haben aber in bezug auf diese Achse oder Mittel linie einen verschiedenen Krümmungsradius. Auf diese Weise werden zwei konzentrische schrauben- linienförmig gewundene Rohre gebildet. Man kann in dem Ringraum mehr als eine Serie solcher gewun dener Rohre unterbringen.
Eine oder mehrere Platten können im oberen Teile des Kessels vorgesehen sein, um zu verhindern, dass zu viel Flüssigkeit durch den gebildeten Dampf mit geführt wird, wenn das Kühlmittel übermässig auf kocht.
Der Zyklon 114 im oberen Teil des Kessels 106 dient zur Abtrennung der Flüssigkeit, die dann über das Rohr 115 in den Flüssigkeitskreislauf zurückge führt wird, während der trockene Wasserdampf den Wärmeaustauscher durch den Auslass 103 verlässt. Ein in der üblichen Weise ausgeführter Wasserstands anzeiger 116 ist ausserhalb des Kessels 106 ange ordnet. Durch den ,Auslass 104 wird heisses Kühl mittel abgeführt.
Am Boden des inneren Rohres 107 ist eine Abzugsleitung<B>117</B> vorgesehen; eine Reihe kleiner Öffnungen 118 ermöglicht es, den Ringraum gewünschtenfalls zu entleeren.
Es ist erwünscht, dass das flüssige Kühlmittel im inneren Rohr an der Austrittsstelle nicht länger einer besonderen Erhitzung unterworfen wird, und das ge schlossene Ende des inneren Rohres erstreckt sich daher über den Boden des Kessels 106 hinaus, und der Teil des inneren Rohres 107, der sich über dem Kessel hinaus erstreckt, ist in diesem Fall mit dem Abfluss 104 für das flüssige Kühlmittel versehen.
Während des Betriebes wird das Kühlmittel im inneren Rohr auf einer gewissen Höhe gehalten. Es ist daher notwendig, dass das Wasserstandsglas ausser halb des eigentlichen Wärmeaustauschers angeordnet wird. Es ist klar, dass die gesamte Anlage gegen hohen Druck widerstandsfähig sein muss.
Der Wärmeaustauscher gemäss der Ausführung nach Fig. 6 und 7 arbeitet wie folgt: Die heissen Gase werden durch ein oder mehrere Rohre 101 eingeführt, und die Kühlung beginnt be reits, bevor sie in den eigentlichen Wärmeaustauscher eintreten, da das Kühlwasser über den Ringraum 112, der sich rund um dieses Zuführungsrohr befindet, zugeführt wird.
Im Innern des Wärmeaustauschers geht das Rohr derart in ein schraubenlinienförmig gewundenes Rohr über, dass die heissen Gase durch das Rohr 109 einen nach oben gerichteten schrauben- linienförmigen Weg durchlaufen. Am oberen Ende des schraubenlinienförmigen Rohres wechseln die Gase in Richtung und bewegen sich wieder abwärts durch das andere schraubenlinienförmige Rohr bzw. Rohre 110 und verlassen schliesslich den Wärmeaus tauscher in gekühltem Zustand durch das Abführungs- rohr bzw. die Rohre 105.
Das durch einen oder mehrere Ringräume 112 eintretende Kühlmittel wird in dem Ringraum 108 sehr rasch erhitzt und erreicht seinen Siedepunkt. Ein Teil der siedenden Flüssigkeit wird durch das Innen- roter 107 aufgenommen. In diesem Rohr wird ein bestimmter Flüssigkeitsstand aufrechterhalten. Ein Teil der siedenden Flüssigkeit verdampft, und dieser Dampfstrom wird in dem Zyklon 114 von der zurück bleibenden Flüssigkeit abgestreift.
Die Platten 113 gewährleisten, dass nicht zu viel Flüssigkeit von diesem Wasserdampfstrom mitgeführt wird. Das Rückfluss- rohr 115 des Zyklons reicht bis unterhalb des Flüssig keitsstandes, der in dem Innenrohr in gleicher Höhe gehalten wird und durch ein Wasserstandsglas 116 geprüft werden kann, so dass automatisch eine Flüssig keitsdichtung gebildet wird.
Eine weitere Ausführungsform der Einrichtung gemäss der Erfindung ist in den Fig. 8 bis 10 darge stellt.
In Fig. 8 stellt ein Teil 201 den eigentlichen Reaktor (entsprechend A in Fig. 1) dar, der mit einer Zufuhr 202 (a in Fig. 1) für das Heizöl zu einem Brennerteil 203 (A' in Fig. 1) des Reaktors geführt wird und auch mit einer Zuführung 204 (entsprechend b in Fig. 1) für den Sauerstoff und etwa verwendeten Wasserdampf versehen ist,
wobei ferner ein Teil 205 die Verbindung zwischen dem Reaktor 201 und einer Verteilerleitung 206 herstellt. über diese Verteiler- leitung und Verbindungsleitungen 207 werden die heissen Gase zu Elementen 208 des Wärmeaus- tauschers geführt, in welchen jeweils eine Serie von schraubenlinienförmigen Rohren untergebracht ist.
Jedes Element ist mit einem Auslass 209 (entspre chend c in Fig. 1) für die gekühlten Gase sowie auch mit einem Einlass 210 (entsprechend d in Fig. 1) (ver- gleiche Fig. 9) für das Kühlmittel, z. B. Wasser, und mit einem Auslass 211 (e in. Fig. 1) für das Gemisch aus Wasser und Wasserdampf versehen.
Die Zufüh rungsleitungen 210 für das Kühlmittel sind mit einer Verteilerleitung 212 für das Kühlmittel verbunden, während die Auslassöffnungen 209 für die gekühlten Gase mit einer Sammelleitung 213 und die Dampf auslässe 211 mit einer Sammelleitung 214 verbunden sind. Jede Verteilerleitung und jede Sammelleitung ist mit einem Verschlussflansch, z.
B. dem Flansch 215 für die Verteilerleitung 206, ausgerüstet. Dies erleich tert die überwachung dieser Leitungen, während auch anderseits neue Elemente in einfacher Weise angeschlossen werden können.
Fig. 10 zeigt den Anfangsteil der Rohrserie 216 in vergrössertem Massstab und auch die Verbindung mit der Verteilerleitung 206 sowie die anderen Ver bindungen. Das innere Rohr 217, durch welches die heissen Gase geführt werden, bildet zusammen mit dem äusseren Rohr<B>218</B> einen im Querschnitt ring förmigen Kanal 220, durch den das Kühlmittel hin durchgeleitet wird und der nach einem geraden Teil in die schraubenlinienförmigen Windungen übergeht.
Dieses Kühlmittel wird über die Kanäle 221 im Flansch 219, welche mit dem rund um den Flansch angeordneten ringförmigen Kanal 222 verbunden sind, zugeführt. Die Verteilerleitung 212 für das Kühlmittel kann. mit diesem Ringkanal verbunden sein. Das Verbindungsstück 207 ist mit der Einlass- öffnung 210 für das Kühlwasser versehen.
Das Kühl wasser fliesst durch den Ringkanal 226, der zwischen dem inneren Rohr 227 und dem äusseren Rohr 228 gebildet wird, und auch durch die Kanäle 224 und einen Flansch 225 in den Ringkanal 223, der rund um diesen Flansch verläuft. Gewünschtenfalls kann der Auslass 229 (Fig. 10) direkt mit der (nicht dar gestellten) Zuführung für den Ringkanal 222 ver bunden sein, so dass die beiden Kühlsysteme<B>216</B> und <B>216'</B> in Reihe geschaltet sind.
Es können schliesslich verschiedene Bauelemente mit geeigneten Hähnen bzw. Ventilen versehen sein, die zur Vereinfachung in der Zeichnung nicht darge stellt sind. Mit Hilfe dieser kann eines oder können mehrere der Elemente 208 je nach Wunsch mit einander verbunden oder ausgeschaltet werden.
Apparatus for the production of hydrogen and carbon monoxide containing gas mixtures The invention relates to a device for the production of hydrogen and carbon monoxide containing gas mixtures by partial combustion of a hydrocarbon with oxygen, if necessary with the supply of water vapor, in a reaction chamber in which the combustion at about atmospheric pressure, in particular between 5 and 35 at.
The gases obtained in this way generally have a temperature of 1000 to 1500 and therefore represent a source of energy. However, it has not hitherto been possible to utilize this energy because the gases have a very high temperature and also a certain amount of free carbon contain. If z.
If, for example, the usual heat exchangers of the flame tube type are used, great difficulties arise. Flame tubes of the usual type cannot be used, or only with very little efficiency, since it is impossible to use the same apparatus for a long period of time without frequent repairs being necessary. The reason for this is that a considerable amount of soot deposits often form on the inner wall of the pipes, which greatly reduces the heat transfer coefficient.
The large temperature differences occurring in the present case also make it necessary for the apparatus to be of particularly high quality and high strength, and it has been found that the usual heat exchangers do not meet the mechanical requirements.
The device according to the invention is characterized in that it has a heat exchanger for the hot gases to be withdrawn from the reaction chamber to be cooled, which has one or more helically wound cooling tubes and means which enable a coolant to be flushed around.
The reason why the above-mentioned difficulties do not arise in the apparatus according to the invention is presumably to be ascribed to the occurrence of high velocities in the tubes, and as a consequence of the bending of these tubes to the strong centrifugal force which can be accompanied by secondary vortex formation, so that soot deposits in the pipes are avoided.
This is extremely surprising, since it was to be expected that the disadvantageous formation of carbon-containing precipitates on the inside of the tubes would be even greater when using helically wound tubes than with straight tubes, and that additional cleaning difficulties would also arise. In addition, this disadvantage can be further reduced by a special design of the cooling tubes.
The cooling pipe or the cooling pipes of the heat exchanger is or are preferably constructed and arranged in such a way that they can be shaken by the media flowing through and / or around them.
In this case, the cooling tubes of the heat exchanger in operation are kept vibrating weakly. This vibration is likely caused by the evaporation of the coolant during the heat exchange. The rapid upward movement of the vapor bubbles in the liquid leads to collision and intensive movement in the liquid, and this phenomenon can be attributed to the vibration of the cooling tubes.
The supply pipe for the coolant to the heat exchanger can open into an annular duct or ducts. This channel is formed by a feed pipe for the hot gases to be cooled, which is connected to a cooling pipe, and a pipe arranged concentrically around the feed pipe, which is connected to the wall of the heat exchanger.
The advantage of this type of supply of the coolant is that it is brought very intimately into contact with the hot gases precisely at the points where they have the highest temperature, while on the other hand the coolant has the lowest temperature. This arrangement also prevents the material from being subjected to excessive heat loads.
According to one embodiment of the apparatus according to the invention, the heat exchanger consists of a cylindrical vessel which consists of an outer wall, an inner tube and a base plate with which the cooling tube or tubes are or is connected. The cooling tubes are arranged in the annular tube formed by the outer wall and the inner tube. The inlet end of the cooling tube or the cooling tubes is connected to an outlet opening of the reaction chamber and the inlet opening for the coolant.
The high heat load to which the parts in contact with the hot gases are exposed, and in the case of the aforementioned heat exchanger, especially that part of the cooling tube or tubes which is directly adjacent to the base plate, also leads to the mechanical strength being reduced is adversely affected. It is known that the mechanical strength decreases as the temperature increases.
In order to ensure that this heat exchanger meets the mechanical requirements, the part of the cooling pipe or the cooling pipes which is adjacent to the base plate can be reinforced. The remaining part of the tube must be made thin-walled, so that the greatest possible flexibility is ensured.
It has been found that the use of a thickened pipe section, which extends over approximately half a turn of the cooling pipe, is sufficient to prevent the. To withstand forces.
In order to ensure good cooling, especially at the hottest places, namely where the hot gases enter, the inner tube is expediently equipped with a spray nozzle near the base plate in such a way that the coolant supplied through this tube hits the hot bottom plate can be sprayed at high speed before it is introduced into the above-mentioned annulus.
It has been found that the bottom plate and the beginning of the cooling tubes are exposed to very high heat and that it is necessary to bring these parts into contact with the coolant as closely as possible. If this is not done, there is a risk that the coolant, e.g. B. water, evaporates as a result of the high temperature if it is not replaced in time by new coolant, so that the formation of steam or gas bubbles would greatly impair the heat transfer.
According to another embodiment of the device according to the invention, the heat exchanger consists of a closed cylindrical vessel, which is provided with at least one inlet opening and one outlet opening for the coolant, and also with at least one cooling tube, which has inlet openings and outlet openings for the medium to be cooled is equipped and located in an annular space; t, which is formed by the outer wall of the boiler and a concentrically arranged inner tube.
The mentioned inner tube is closed at the end near the boiler bottom and open at the opposite end. It is provided with an outlet for liquid coolant at its closed end.
The advantage of this design of the heat exchanger is that part of the coolant, which is heated to the boiling point as a result of the high temperatures in the gas to be cooled, namely that part of the coolant that is still liquid, passes through the inner tube whose open end comes
while the vaporized part can be discharged at the head of the heat exchanger. In this way, a separation between liquid and vapor-like coolant is brought about within the heat exchanger. The additional advantage of this embodiment of the device according to the invention is that instead of the vapor-liquid mixture rising and boiling in the form of bubbles in the annular space in which the heat transfer takes place,
an essentially stationary liquid column is present in the inner tube, the level of which can be kept at a certain height, so that the amount of liquid to be circulated is kept at a certain value, depending on the degree of vapor formation.
In this embodiment of the invention, the cooling tube or tubes of this heat exchanger preferably consist of two parts which are concentric with respect to the axis or center line of the helically wound cooling tube and with each other through a connecting tube on their side facing away from the bottom of the boiler are connected. It is clear that in this way the cooling pipe or the cooling pipes can be accommodated in a relatively small space, and that the supply line and the discharge line for the gases are also at approximately the same height.
In the boiler on the side facing away from the bottom (or the head) is preferably a cyclone is arranged, and the inlet side of this cyclone is in communication with the boiler room. The cyclone has a vapor outlet which is in communication with the discharge line and is also provided with an outflow line for liquid coolant which extends into this tube through the open end of the inner tube. The coolant as which z. B.
Water can be used, then due to the compact design of the helically wound cooling tube itself is heated fairly quickly, reaches the boiling point and partially turns into water vapor or other vapor. When working at high speeds, there is the possibility that the liquid is carried along with the steam or other steam. This liquid is removed in the cyclone.
The lower part of the boiler and the inner tube are expediently connected with the aid of narrow openings, so that the spaces formed by the two tubes are openly connected to one another. These openings can serve to completely remove the liquid from the heat exchanger when it is out of operation.
According to a further embodiment of the device according to the invention, each of the cooling tubes or the entirety of the cooling tubes is arranged in a further helically wound tube of the same type, the annular space between tween the two tubes being provided with a supply line and a discharge line for the coolant .
The particular advantage of this design is that if the pipes are damaged, the risk of an accident, even at the high pressures that can occur, is relatively low, since the function of the pipe used is comparable to the so-called monotube once - through boiler (Benson type or similar).
In addition, the loss of water or water vapor in the event of pipe damage is proportional. moderately low. Furthermore, it is easily possible to replace a damaged series of helically wound tubes during operation by temporarily disconnecting the tube set in question, provided of course that the heat exchanger contains more than one series of helically wound tubes.
Finally, the use of a heat exchanger with more than one series of helically wound tubes enables the capacity of the heat exchanger to be controlled by turning one or more rows of tubes on or off.
Each tube series, which is formed by a cooling tube and another tube of the same type, is preferably connected to the common distribution element in such a way that the dimension of the cooling tubes is connected to a distributor, which in turn is connected to the outlet opening of the reaction chamber stands, and that the spaces between the cooling tubes and the other tubes are connected to a distribution device for the coolant Ver.
Each outlet opening for the cooled gases and each outlet for the coolant is also connected to a collecting line for the cooled gases or for the coolant.
The usefulness of this construction appears when it is desired to use more than one series of cooling tubes, since it is possible here to switch off any series of helically wound tubes in a simple manner by arranging taps between the distribution elements for the Feeding of the media and each cooling pipe as well as between the manifolds and each cooling pipe without the continuous flow of each medium from the distributor element to the manifold being disturbed.
It is also advisable to cool every outlet that forms the connection between the distribution element for the gases to be cooled and the inlet end of the helically wound pipe, as otherwise the very high gas temperatures would cause excessive stress on the material. According to the invention, this cooling can be effected by equipping each connection piece, including the relevant flange, with a special cooling channel.
Each series of twisted pipes can finally be housed in a closed cylindrical space in order to further reduce the risk of a pipe break.
In the accompanying schematic drawing, various embodiments of the device according to the invention are explained in more detail.
Fig. 1 is a schematic representation of the entire apparatus GE.
Figs. 2 to 5 show an embodiment of the heat exchanger belonging to the apparatus. FIG. 2 is a longitudinal section through the heat exchanger <B> D </B> (FIG. 1). FIG. 3 is a longitudinal section through the upper part of the heat exchanger along the line III-III in FIG. 2.
Fig. 4 is a cross section along the line IV-IV in Fig. 2. Fig. 5 shows the spray nozzle.
FIGS. 6 and 7 are longitudinal and cross sections, respectively, of another embodiment of the heat exchanger.
8 to 10 show further embodiments of the apparatus according to the invention. Fig. 8 is a schematic view. FIG. 9 is a longitudinal section along the line IX-IX and FIG. 10 shows a detail of FIG. 9.
In Fig. 1, A represents the actual reaction vessel, which is equipped with a supply line a for the heating oil to a burner part A 'of the reaction vessel and with a supply line b for the oxygen and any water vapor used, while part B is a connection between the Reaction vessel and a connection piece C represents. The hot gases are fed into the heat exchanger D through connec tion B and through connection piece C.
This exchanger is equipped with a helically wound cooling pipe and has an outlet opening c for the cooled gases, as well as an inlet line d for the coolant, e.g. B. water, and also an outlet for the mixture of water and steam. The gases emerging at c can, if desired, subsequently be subjected to a cleaning treatment in a manner known per se.
FIG. 2 is a longitudinal section of an embodiment of the heat exchanger D shown in FIG. 1. This heat exchanger has a base plate 1 which is provided with a flange 2. A spray nozzle 3 forms the end of an inner tube 7, which is also provided with guide strips 5 for the cooling tubes 4. The outer wall of the heat exchanger is connected to the base plate 1 z. B. welded.
The inner tube 7 merges at the upper end via a conical part 8 into an end part 10, which is part of a gas discharge tube 13 (corresponding to the outlet opening c in FIG. 1).
A wall 12 forms the separation between the part of the discharge pipe, with which the end of the helically wound which pipe is connected via a pipe section 9, which is thickened for the purpose of reinforcement, and the part 10 via which the coolant is passed to the heat exchanger by means of a line 15 is supplied, which corresponds to the A guide line d according to FIG.
In this embodiment, the inner tube 7 of the heat exchanger is freely suspended, that is, by one-sided fastening to the central gas discharge tube 13. The advantage of such a construction is that the inner tube 7 is not subjected to thermal stresses and that the tube - consequently also other parts of the heat exchanger - can expand freely when the temperature rises and vice versa.
An upper part 11 of the heat exchanger is provided with a discharge line 14, corresponding to outlet e in FIG. 1, for the coolant. The hot gas is finally supplied through the inlet opening of a thickened inlet part 16 of the cooling tubes 4.
It may also be desirable to support the thin-walled cooling tubes, which do have a certain length. In order to allow complete or partial free vibration of the tube or tubes, the heat exchanger is provided at various points with elements 17 which provide free (sliding) and / or fixed support of the cooling tube or the cooling tubes between the ends possible.
FIG. 3 is a section through the upper part of the heat exchanger according to III-III in FIG. 2. The figure shows how the cooling tubes 4 are connected to the gas discharge tube 13. Fig. 4 shows the arrangement of the spray nozzle 3 for the coolant compared to the starting part 16 of the cooling tubes for the hot gases. In addition, the figure shows that the thickened tube piece 16 of the cooling tubes 4 extends over approximately half a turn.
The coolant must be replaced with fresh coolant sufficiently quickly and in the right place, and it has been found that both the shape of the spray nozzle 3 and the point at which it opens are particularly important. The spray nozzle 3 therefore has the shape of a slot and opens in the vicinity of the connection between the cooling tube or cooling tubes 4 and the base plate.
These are actually the hottest spots in the heat exchanger, and by means of this special shape of the spray nozzle, the coolant can be brought to these spots, while this shape on the other hand ensures that the coolant is adequately distributed over the base plate. The shape of the spray nozzle in the vicinity of the bottom of the inner tube is shown in a special individual drawing (FIG. 5) in a view in the direction of arrow P in FIG. 4.
The narrow slot ensures that an appropriately directed coolant flow is sprayed against the base plate of the heat exchanger at high speed and force.
It should also be noted that the helical shape of the cooling tubes 4 for the hot gases enables the required cooling surface to be accommodated in a vertical heat exchanger of moderate height.
In a heat exchanger according to this embodiment of the invention, water was used as the coolant, which was passed through for the purpose of suitable heat transfer in the circuit (ten times the steam production). The temperature of the circulating water was about 215 in the heat exchanger in operation. The temperature at which the hot gases were introduced was about 1300, and the temperature at which the cooled gases were discharged was about 250.
FIG. 6 is a longitudinal section through another embodiment of the heat exchanger (D in FIG. 1) and FIG. 7 is a section along the line VII-VII in FIG. 6.
In this embodiment, the pipe 101 is the feed pipe for the hot gases originating from the reactor and to be cooled.
On the heat exchanger, a pipe 102 is arranged concentrically around the supply pipe 101 in such a way that the two pipes form an annular space 112 through which coolant, usually water, is passed (cf. introduction line d in FIG. 1). The resulting steam leaves the heat exchanger at 103, while the water is drained at 104. The discharge line 105 (outlet c in FIG. 1) is the discharge path for the cooled gases.
The heat exchanger also includes a cylin drical boiler 106 which is equipped with an inner tube 107 open at one end, the other end of which is closed and extends beyond the boiler 106.
The annulus 108 contains the helically wound tubes 109 and 110, the upper ends of which are connected by a tube 111 mitein other. These two tubes have a common central axis which coincides with the center line of the boiler 106 and tube 107; But they have a different radius of curvature with respect to this axis or center line. In this way, two concentric, helically wound tubes are formed. You can accommodate more than one series of such Gewun dener tubes in the annulus.
One or more plates can be provided in the upper part of the boiler to prevent too much liquid from being carried along by the vapor that is formed if the coolant boils excessively.
The cyclone 114 in the upper part of the boiler 106 serves to separate the liquid, which is then returned to the liquid circuit via the pipe 115, while the dry water vapor leaves the heat exchanger through the outlet 103. A water level indicator 116 executed in the usual way is outside the boiler 106 is arranged. Hot coolant is discharged through the outlet 104.
At the bottom of the inner tube 107, a drainage line 117 is provided; a series of small openings 118 allow the annulus to be drained if desired.
It is desirable that the liquid coolant in the inner tube no longer be subjected to special heating at the exit point, and the closed end of the inner tube therefore extends beyond the bottom of the vessel 106, and the part of the inner tube 107 which extends beyond the boiler, is in this case provided with the drain 104 for the liquid coolant.
During operation, the coolant in the inner tube is kept at a certain level. It is therefore necessary that the water level glass is arranged outside of the actual heat exchanger. It is clear that the entire system must be able to withstand high pressure.
The heat exchanger according to the embodiment according to FIGS. 6 and 7 works as follows: The hot gases are introduced through one or more tubes 101, and the cooling begins before they enter the actual heat exchanger, since the cooling water passes through the annular space 112, which is located around this feed pipe is fed.
In the interior of the heat exchanger, the pipe merges into a helically wound pipe in such a way that the hot gases pass through the pipe 109 in an upwardly directed helical path. At the upper end of the helical tube, the gases change direction and move down again through the other helical tube or tubes 110 and finally leave the heat exchanger in a cooled state through the discharge tube or tubes 105.
The coolant entering through one or more annular spaces 112 is heated very quickly in the annular space 108 and reaches its boiling point. Part of the boiling liquid is absorbed by the interior red 107. A certain liquid level is maintained in this pipe. Part of the boiling liquid evaporates and this vapor stream is stripped in cyclone 114 from the remaining liquid.
The plates 113 ensure that not too much liquid is carried along by this water vapor stream. The backflow tube 115 of the cyclone extends below the liquid level, which is kept at the same height in the inner tube and can be checked through a water level glass 116 so that a liquid seal is automatically formed.
Another embodiment of the device according to the invention is shown in FIGS. 8 to 10 Darge provides.
In FIG. 8, a part 201 represents the actual reactor (corresponding to A in FIG. 1), which has a feed 202 (a in FIG. 1) for the heating oil to a burner part 203 (A 'in FIG. 1) of the reactor and is also provided with a feed 204 (corresponding to b in Fig. 1) for the oxygen and any water vapor used,
a part 205 also establishing the connection between the reactor 201 and a distribution line 206. Via this distribution line and connecting lines 207 the hot gases are conducted to elements 208 of the heat exchanger, in each of which a series of helical tubes is accommodated.
Each element is provided with an outlet 209 (corresponding to c in FIG. 1) for the cooled gases and also with an inlet 210 (corresponding to d in FIG. 1) (compare FIG. 9) for the coolant, e.g. B. water, and provided with an outlet 211 (e in. Fig. 1) for the mixture of water and water vapor.
The supply lines 210 for the coolant are connected to a distributor line 212 for the coolant, while the outlet openings 209 for the cooled gases are connected to a manifold 213 and the steam outlets 211 to a manifold 214. Each distribution line and each manifold is provided with a closure flange, e.g.
B. the flange 215 for the manifold 206 equipped. This makes it easier to monitor these lines, while new elements can also be connected in a simple manner.
Fig. 10 shows the initial part of the pipe series 216 on an enlarged scale and also the connection with the distribution line 206 and the other connections Ver. The inner tube 217, through which the hot gases are passed, forms together with the outer tube <B> 218 </B> a cross-sectionally ring-shaped channel 220 through which the coolant is passed and which, after a straight part, into the helical turns merges.
This coolant is supplied via the channels 221 in the flange 219, which are connected to the annular channel 222 arranged around the flange. The distribution line 212 for the coolant can. be connected to this ring channel. The connecting piece 207 is provided with the inlet opening 210 for the cooling water.
The cooling water flows through the annular channel 226, which is formed between the inner tube 227 and the outer tube 228, and also through the channels 224 and a flange 225 into the annular channel 223, which runs around this flange. If desired, the outlet 229 (FIG. 10) can be connected directly to the feed (not shown) for the annular channel 222, so that the two cooling systems 216 and 216 ' are connected in series.
Finally, various components can be provided with suitable taps or valves that are not shown in the drawing for the sake of simplicity. With the aid of this, one or more of the elements 208 can be connected to one another or switched off as desired.