CS205060B2 - Method of and apparatus for cooling splitting gases - Google Patents
Method of and apparatus for cooling splitting gases Download PDFInfo
- Publication number
- CS205060B2 CS205060B2 CS365878A CS365878A CS205060B2 CS 205060 B2 CS205060 B2 CS 205060B2 CS 365878 A CS365878 A CS 365878A CS 365878 A CS365878 A CS 365878A CS 205060 B2 CS205060 B2 CS 205060B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- heat transfer
- auxiliary
- medium
- heat
- tubes
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims description 26
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims description 19
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 claims 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 8
- 238000005235 decoking Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 description 2
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910003251 Na K Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005025 nuclear technology Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu výměny tepla, zvláště ke chlazení štěpných plynů, přičemž proudící médium k výměně tepla přenáší své teplo na jiné ' proudící médium k výměně tepla prostřednictvím pomocného média.The invention relates to a method of heat exchange, in particular for the cooling of fission gases, wherein the flowing heat exchange medium transfers its heat to another flowing heat exchange medium by means of an auxiliary medium.
Takový proces výměny tepla se . již delší dobu používá u tepelných výměníků pro jaderné . elektrárny (viz Liquid-Metals Handbook, Sodium Na-K Supplement, Atomic Energy Commission-Department of the Navy, Washington, D. C. z 1. 7. 1955). Výměna tepla se zde děje mezi kapalným Na a NaK, popřípadě mezi NaK a ' vodou prostřednictvím pomocného média kapalného kovu, přičemž jako pomocné médium je používána rtuť. Rtuť má vedle své funkce jako médium pro přenos tepla úkol chránit personál' obsluhy před nebezpečím, které může vzniknout při průniku média v trubkách tepelného výměníku, pokud by zde přišla obě média k výměně tepla do. přímého . styku. Aby byl tento úkol splněn, je u známých tepelných výměníků nutné udržovat pracovní náplň pomocného média trvale na maximálním plnicím stavu, aby nikdy nemohlo dojít k přímému styku mezi médii pro tepelnou výměnu.Such a heat exchange process takes place. has long been used in nuclear heat exchangers. power plants (see Liquid-Metals Handbook, Sodium Na-K Supplement, Atomic Energy Commission, Department of the Navy, Washington, D. C. of July 1, 1955). The heat exchange takes place here between liquid Na and NaK or between NaK and water by means of a liquid metal auxiliary medium, mercury being used as the auxiliary medium. In addition to its function as a heat transfer medium, mercury has the task of protecting the operator from the dangers that may arise from the passage of the medium in the heat exchanger tubes if both heat exchange media arrive in the heat exchanger. direct. contact. In order to accomplish this task, in known heat exchangers, it is necessary to maintain the working medium of the auxiliary medium constantly at the maximum filling level, so that there can never be direct contact between the heat exchange media.
Tento proces známý z jaderné techniky však neposkytuje možnost regulovat teplosměnný výkon aparátu. Proto je pro ostat2 ní pročosy tepelné výměny, 'zvláště k chlazení horkých štěpných plynů nevhodný.However, this process known from nuclear technology does not provide the ability to regulate the heat exchange capacity of the apparatus. It is therefore unsuitable for other thermal exchange processes, especially for the cooling of hot fission gases.
Štěpné plyny se vyrábějí známým způsobem termickým . štěpením. uhlovodíků v přítomnosti inertního plynu (vodní páry, kysličníku . uhličitého ' atd.), hydropyrolýzou s výhodou těžších uhlovodíků' v přítomnosti vodíku, který se na reakci podílí nebo ' také katalytickým štěpením a je potřeba je' po. provedené reakci ochladit. Přitom dochází na' horkých plochách tepelného výměníku k více nebo méně intenzívní tvorbě ropného koksu, což způsobuje nutnost aparát čas od času dekarbonizovat.The fission gases are produced in a known thermal manner. cleavage. hydrocarbons in the presence of an inert gas (water vapor, carbon dioxide, etc.), by hydropyrolysis of preferably heavier hydrocarbons in the presence of hydrogen which is involved in the reaction or also by catalytic cleavage and is required after the reaction. cool the reaction. This results in more or less intense formation of petroleum coke on the hot surfaces of the heat exchanger, which makes it necessary to decarbonise the apparatus from time to time.
Sklon štěpných plynů k tvorbě ropného koksu ' a tím i interval nutného procesu deka-rbonizace ' přitom závisí na použitém výchozím· produktu (nafta, plynový olej). Protože známé procesy tepelné výměny neumožňují regulaci výkonu výměny tepla, nebylo' při použití těchto' procesů ke chlazení ' štěpných plynů možné optimalizovat dobu ' provozu aparátu' mezi požadovanými postupy dekarbonizace v závislosti na zpracovávaném produktu.The tendency of the fission gases to form petroleum coke and hence the interval of the decarburization process necessary depends on the starting product used (diesel, gas oil). Since the known heat exchange processes do not allow the control of the heat exchange power, it was not possible to optimize the 'operation time' of the apparatus between the required decarbonisation processes depending on the product to be processed using these 'processes' to cool the fission gases.
Z' toho vyplývá, že v tomto případě použití' není' možné provádět dekarbonizaci tepelných výměníků tzv. procesem „on-line-decoking“ bez předchozího vypuštění chladicí vody. Dekarbonizace procesem „on-li205060 ne-decorking“ se provádí známým způsobem spálením, popřípadě zplyněním koksu se směsí vzduch — vodní pára nebo také pouze vodní parou při vysoké teplotě, přičemž dochází ke zplynění, popřípadě spálení ropného koksu usazeného na vyhřívaných plochách. Procesem „on-line-decoking“ se obchází jinak velmi časově náročné mechanické čištění tepelných výměníků, které zásadně vyžaduje otevření výměníků demontáží plynových závěrů. U jednoho tepelného výměníku pracujícího známým způsobem byly vysokotlaké části aparátu a části, které jsou ve styku s vodou při použití způsobu „on-line-decoking“ v důsledku dobré tepelné vodivosti pomocného média vystaveny velmi vysokým teplotám, což vedlo к poškození aparátu v důsledku zničení ochranné vrstvy z magnetitu (FesOi) na vodní straně aparátu.It follows that, in this case of use, it is not possible to decarbonise the heat exchangers by the on-line decoking process without first discharging the cooling water. The on-if-dec50ing decarbonisation process is carried out in a known manner by incineration or gasification of coke with an air-water vapor mixture or also by steam only at high temperature, whereby gasification or combustion of petroleum coke deposited on the heated surfaces occurs. The “on-line-decoking” process avoids the otherwise very time-consuming mechanical cleaning of the heat exchangers, which in principle requires the opening of the heat exchangers by dismantling the gas closures. In one heat exchanger operating in a known manner, the high-pressure parts of the apparatus and the parts which are in contact with water using the on-line decoking method due to the good thermal conductivity of the auxiliary medium have been exposed to very high temperatures, resulting in damage to the apparatus as a result protective layer of magnetite (FesOi) on the water side of the apparatus.
Vynález sl klade za cíl úkol vytvořit způsob a zařízení výše jmenovaného druhu, které umožní regulaci teplosměnného výkonu a kromě toho je vhodné к provádění dekarbonizace teplcsměnných ploch způsobem „on-line-decoking“ při použití aparátu к chlazení horkých štěpných plynů, aniž by bylo třeba předem vypustil chladicí vodu.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a method and apparatus of the aforementioned type which allow the regulation of heat exchange power and, moreover, it is suitable for performing on-line decoking of heat exchange surfaces using an apparatus for cooling hot fission gases. previously drained the cooling water.
Tento úkol se řeší způsobem výměny tepla podle vynálezu, jehož podstata je, že pracovní náplň pomocného média pro výměnu tepla se mění připouštěním nebo odčerpáváním tohoto média.This object is achieved by the heat exchange method according to the invention, the principle being that the working charge of the heat exchange auxiliary medium is changed by admitting or withdrawing the medium.
Jako pomocné médium je možné používat každé vhodné médium pro přenos tepla, zvláště kapalné kovy. Výhodné jsou nízkotající kovy, obzvláště slitiny těžkých kovů.Any suitable heat transfer medium, especially liquid metals, may be used as an auxiliary medium. Low melting metals, especially heavy metal alloys, are preferred.
Odčerpá-li se pomocné médium, zmenší se tak účinná topná, popřípadě chladicí plocha, jejíž velikost je určující pro výkon výměny tepla aparátu. Naproti tomu při připuštění pomocného média do aparátu se zvětší účinná topná, popřípadě chladicí plocha, což vyvolá zvýšení výkonu tepelné výměny. Tímto způsobem je možné regulovat výkon tepelné výměny v závislosti na charakteru právě zpracovávaných produktů. Použije-li se proces ke chlazení štěpných plynů, je tak možné teplotu na straně výstupu plynu upravit podle sklonu štěpných plynů ke karbonizaci s cílem dosáhnout trvale co možná dlouhé doby provozu mezi procesy dekarboniza се. К dekarbonizaci aparátu se v tomto případě pomocné médium zcela odčerpá, takže již prakticky nedochází к žádnému přenosu tepla na trubky protékané chladicí vodou. Potom se teplosměnné plochy vyhřejí pomocí páry nebo směsí vodní pára — vzduch, čímž dojde ke zplynění, popřípadě spálení usazeného ropného koksu. Části aparátu protékané vodou přitom nejsou vystaveny vysokým teplotám, takže je odstraněna možnost poškození aparátu zničením ochranné vrstvy na vodní straně. Tímto způsobem je možné provádět dekarbonizaci bez předchozího vypuštění chladicí vody, takže lze vel. . ...........If the auxiliary medium is drained, the effective heating or cooling surface, the size of which determines the heat exchange capacity of the apparatus, is reduced. On the other hand, when the auxiliary medium is admitted to the apparatus, the effective heating or cooling surface is increased, which causes an increase in the heat exchange capacity. In this way, it is possible to control the heat exchange capacity depending on the nature of the products being processed. Thus, when the process is used to cool fission gases, the temperature at the gas outlet side can be adjusted according to the tendency of the fission gases to carbonize in order to achieve a permanently long operating time between decarbonization processes се. In this case, the decarbonisation of the apparatus is completely drained off, so that there is practically no heat transfer to the pipes flowing through the cooling water. Thereafter, the heat transfer surfaces are heated by means of steam or water-air mixtures, resulting in gasification or combustion of the deposited petroleum coke. The parts of the apparatus flowing through the water are not exposed to high temperatures, so that the possibility of damage to the apparatus by destroying the protective layer on the water side is eliminated. In this way, it is possible to carry out the decarbonization without first draining the cooling water, so that it is possible to size. ...........
mi rychle provést změnu procesu z chlazení na dekarbonizaci.I can quickly change the process from cooling to decarbonisation.
Pracovní náplň pomocného média je možné podle vynálezu rychle a jednoduchým způsobem měnit. Pomocné médium se odčerpá účinkem tlaku a připouští se přirozeným spádem. Tím je zaručena rychlá regulace výkonu výměny tepla.The working medium of the auxiliary medium can be changed according to the invention in a quick and simple manner. The auxiliary medium is pumped out under the effect of pressure and allowed by a natural gradient. This ensures a quick regulation of the heat exchange capacity.
К provádění navrženého způsobu vynález dále předpokládá zařízení tvořené tepelným výměníkem, sestávající z trubek pro výměnu tepla, které jsou protékány nebo obtékány médiem pro výměnu tepla a které jsou vně, popřípadě uvnitř obklopeny pomocnými prvky pro přenos tepla, které jsou protékány nebo obtékány jiným médiem pro přenos tepla a jsou opatřeny náplní pro přenos tepla podle vynálezu, jehož podstatou je, že je možné pomocné prvky spojovat pomocí napouštěcího nebo vypouštěcího ventilu se zásobníkem pomocného média tak, aby bylo možno měnit jejich pracovní náplň.In order to carry out the proposed method, the invention further encompasses a heat exchanger device consisting of heat exchange tubes which are flowing through or bypass the heat exchange medium and which are surrounded or externally by auxiliary heat transfer elements which are flowed or bypassed by another heat transfer medium. The heat transfer means are provided with a heat transfer cartridge according to the invention, the principle being that the auxiliary elements can be connected to the auxiliary medium reservoir by means of an inlet or a discharge valve so that their working load can be changed.
Podle dalšího návrhu vynálezu je možno pomocné prvky pro přenos tepla připojit na zdroj tlaku. Zásobník pomocného média je umístěn výše než pomocné prvky pro přenos tepla. Pomocné médium pro přenos tepla je možno vytlačit z pomocných prvků prostřednictvím tlakového zdroje, například dusíkové baterie. Přítok pomocného média se děje na základě přirozeného spádu, který je vytvořen mezi nádobou zásobníku a mezi pomocnými prvky.According to another design of the invention, the heat transfer auxiliary elements can be connected to a pressure source. The auxiliary medium reservoir is located higher than the heat transfer auxiliary elements. The heat transfer auxiliary medium can be extruded from the auxiliary elements by a pressure source, such as a nitrogen battery. The inflow of the auxiliary medium takes place on the basis of a natural gradient which is formed between the container vessel and between the auxiliary elements.
Navržená konstrukce umožňuje rozličné provedení pomocných prvků, které podle potřeby mohou obklopovat jednotlivé trubky tepelného výměníku nebo také více trubek. V jedné účelné sestavě provedení se předpokládá, že trubky tepelného výměníku jsou uspořádány v řadách obklopených pomocnými prvky pro přenos tepla ve tvaru desek. V jiném provedení procesu podle vynálezu je každá trubka tepelného výměníku obklopena koaxiálním, pomocným prvkem pro přenos tepla tvaru trubky. V rámci vynálezu je také možné používat jako trubky pro přenos tepla tzv. vetknutých trubek.The proposed design allows various designs of auxiliary elements, which can surround individual heat exchanger tubes or even multiple tubes as required. In an expedient embodiment, it is provided that the heat exchanger tubes are arranged in rows surrounded by plate-shaped auxiliary heat transfer elements. In another embodiment of the process according to the invention, each heat exchanger tube is surrounded by a coaxial, heat transfer tube auxiliary element. It is also possible within the scope of the invention to use so-called fixed tubes as heat transfer tubes.
Dále bude vynález blíže objasněn na několika příkladech provedení. Na výkresech značí:Hereinafter, the invention will be explained in more detail by means of several exemplary embodiments. In the drawings:
obr. 1 trubkový tepelný výměník ke chlazení štěpných plynů s výše umístěným zásobníkem pomocného média a s dusíkovou baterií pro připouštění a odčerpávání pomocného média ve schematickém znázornění;FIG. 1 is a schematic illustration of a fission gas tube heat exchanger with an auxiliary medium reservoir located above and a nitrogen battery for admitting and evacuating the auxiliary medium.
obr. 2 podélný řez tepelným výměníkem podél čáry II—II na obr. 1;FIG. 2 is a longitudinal section through the heat exchanger along line II-II in FIG. 1;
obr. 3 příčný řez tepelným výměníkem podél čáry III—III na obr. 2;FIG. 3 is a cross-sectional view of the heat exchanger along line III-III in FIG. 2;
obr. 4 pomocný prvek pro přenos tepla tepelného výměníku podle obr. 1 až 3, znázorněný v podélném řezu;FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the heat transfer auxiliary element of the heat exchanger of FIGS. 1 to 3;
obr. 5 řez pomocným prvkem pro přenos tepla podél čáry V—V na obr. 4, obr. 6 jiná forma provedení pomocného prvku pro přenos tepla konstrukce trubka v trubce, znázorněná v podélném řezu;FIG. 5 is a cross-sectional view of the heat transfer auxiliary element along line V-V in FIG. 4, FIG. 6 of another embodiment of the heat transfer auxiliary element of the tube-in-pipe structure shown in longitudinal section;
obr. 7 řez pomocným prvkem podél čáry VII—VII na obr. 6;FIG. 7 is a cross-sectional view of the auxiliary element taken along line VII-VII in FIG.
obr. 8 další forma provedení pomocného prvku pro tepelný výměník konstrukce vetknuté trubky, znázorněná rovněž v podélném řezu;FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a further embodiment of an auxiliary element for a heat exchanger of a fixed tube structure;
obr. 9 řez pomocným prvkem pro přenos tepla podél čáry IX—IX na obr. 8;FIG. 9 is a cross-sectional view of the heat transfer auxiliary element along line IX-IX in FIG. 8;
obr. 10 pomocný prvek pro přenos tepla, pro- žárni.cový kotel znázorněný v podélném řezu.FIG. 10 is a longitudinal sectional view of an auxiliary heat transfer element, an incandescent boiler.
Zařízení podle obr. 1 sestává z chladiče 1 štěpných plynů, který je potrubím 2 a 3 spojen s parním bubnem 4 a potrubím 5 a 6 se zásobníkem 7 kapalného kovu. Tento- zásobník 7 je -opatřen zařízením 8 pro ohřev, vyhřívaným parou nebo elektricky, které udržuje kov v zásobníku v kapalném -stavu.The device according to FIG. 1 consists of a fission gas cooler 1 which is connected via lines 2 and 3 to a steam drum 4 and via lines 5 and 6 to a liquid metal container 7. This container 7 is provided with a heating device 8, heated by steam or electrically, which keeps the metal in the container in a liquid state.
V potrubí 5 a 6 se nacházejí vpouštěcí ventil 9 a vypouštěcí ventil 10. Mezi chladičem 1 štěpného plynu a vpouštěcím ventilem 9 je odbočka 11 potrubí, v níž je zabudován uzavírací ventil 12. Odbočka 11 potrubí vede k dusíkové baterii 13, která slouží jako zdroj tlaku a je naplněna stlačeným plynným . dusíkem.There are inlet valves 9 and a discharge valve 10 in the lines 5 and 6. Between the fission gas cooler 1 and the inlet valve 9 there is a pipe branch 11 in which a shut-off valve 12 is installed. The pipe branch 11 leads to a nitrogen battery 13 pressure and is filled with compressed gas. nitrogen.
Chladič 1 štěpných plynů -sestává z pláště 14, vstupní plynové komory 15 a výstupní plynové komory 16 (viz obr. 2 a 3). Ve vnitřním prostoru pláště 14 je uspořádáno několik řad trubek pro výměnu tepla a každá řada trubek je -obklopena pomocným· prvkem 18 pro přenos tepla, deskového tvaru.The fission gas cooler 1 consists of a housing 14, an inlet gas chamber 15 and an outlet gas chamber 16 (see FIGS. 2 and 3). Several rows of heat exchange tubes are arranged in the interior of the housing 14 and each row of tubes is surrounded by a plate-shaped heat transfer aid 18.
Jak vyplývá z obr. 4 a 5, jsou trubky 17 pro výměnu tepla svými konci zavařeny do rozváděče 20a a 20b. Sběrač a rozváděč jsou bočně vyvedeny z pomocných prvků 18 a mají zde navařeny příruby 21, spojené přes kompenzátor 22 's panelovým dílem pomocných - prvků 18. Tyto jsou dále opatřeny vstupním hrdlem 23 a vypouštěcím- hrdlem 24, přičemž vstupní hrdla 23 jsou přes rozváděč 25 spojena -s potrubím 5 a vypouštěcí hrdla 24 jsou přes sběrač 26 'spojena s potrubím 6.As can be seen from FIGS. 4 and 5, the heat exchange tubes 17 are welded at their ends into the distributor 20a and 20b. The header and the distributor are laterally led out of the auxiliary elements 18 and have flanges 21 connected thereto via a compensator 22 'to the panel of the auxiliary elements 18. These are further provided with an inlet orifice 23 and a discharge orifice 24, 25 connected to line 5 and the discharge ports 24 are connected to line 6 via a header 26 '.
Sběrače 19a a 19b a rozváděče 20a a 20b jsou ve spojení s potrubím 2, popřípadě 3, přes hlavní -sběrač 27a a 27b, popřípadě hlavní rozváděč 28a a 28b.The collectors 19a and 19b and the distributors 20a and 20b are in communication with the pipes 2 and 3, respectively, via the main collector 27a and 27b or the main distributor 28a and 28b.
Štěpný plyn určený ke chlazení vstupuje do - vnitřního- prostoru tepelného výměníku vstupním hrdlem 15 plynu, obtéká - zde pomocné prvky 18 pro přenos tepla deskového tvaru -a opět vystupuje výstupním hrdlem 16 plynu. Zároveň protéká chladicí voda z parního bubnu 4 potrubím 2, hlavním rozváděčem 28a a 28b a rozváděči 20a a 20b do chladicích trubek 17, protéká jimi a potom ve formě -směsi vody a páry pokračuje -sběrači 19a a 19b, hlavním -sběračem 27a a 27b a potrubím 3 opět zpět do parního bubnuThe fission gas to be cooled enters the interior of the heat exchanger through the gas inlet throat 15, bypasses - the plate-shaped heat transfer auxiliary elements 18 here and again exits the gas outlet throat 16. At the same time, the cooling water from the steam drum 4 flows through line 2, main distributor 28a and 28b and distributor 20a and 20b to cooling tubes 17, then flows in the form of a mixture of water and steam and continues to collectors 19a and 19b through main collector 27a and 27b. and via line 3 again to the steam drum
4.4.
Pomocné prvky 18 pro přenos tepla mají náplň z kapalného kovu, která vyplňuje -meziprostor mezi pomocnými prvky 18 a vod- ními chladicími trubkami 17 a představují velmi dobré tepelně vodivostní spojení mezi chladicími trubkami 17 a deskovými tělesy pomocných prvků 18, kolem kterých proudí plyn.The heat transfer auxiliary elements 18 have a liquid metal charge which fills the space between the auxiliary elements 18 and the water cooling tubes 17 and represent a very good thermal conductivity connection between the cooling tubes 17 and the plate bodies of the auxiliary elements 18 around which gas flows.
Výměna tepla mezi horkými štěpnými plyny a chladicí vodou se tedy děje prostřednictvím náplně kapalného kovu. Jako kapalný kov -se zde používá nízkotající kov, výhodně slitiny těžkých kovů.The heat exchange between the hot fission gases and the cooling water is thus effected by means of a liquid metal charge. As the liquid metal, low melting metal, preferably heavy metal alloys, is used herein.
Teplosměnný výkon zařízení - je m-ožno^ regulovat změnou stavu pracovní náplně pomocných prvků 18 pro přenos tepla. Má-li se například teplosměnný výkon snížit, odčerpá se část náplně - vypouštěcím hrdlem 24, kdy při uzavřeném' vpouštěcím ventilu 9 se otevře vypouštěcí ventil 10 a náplň se vytlačí tlakem z dusíkové baterie 13 přepojením uzavíracího ventilu 12. Tímto způsobem -se zmenší aktivní vyhřívaná, popřípadě chladicí plocha pomocných prvků 18 pro přenos tepla, popřípadě chladicích trubek 17, a to má za následek snížení teplosměnného výkonu zařízení. Jestliže se má naopak teplosměnný výkon zvýšit, potom se do pomocných prvků 18 pro přenos tepla přivede kapalný kov ze zásobníku 7. To se provede otevřením ventilů 9 -a ID při uzavřeném ventilu 12, takže v důsledku přirozeného spádu přitéká kapalný kov ze zásobníku 7 do níže položených pomocných prvků 18 pro přenos tepla. Doplňování kapalného kovu je možno- také provádět -tlakem s pomocí vhodného zdroje tlaku.The heat transfer capacity of the device can be controlled by changing the working load of the heat transfer auxiliary elements 18. For example, if the heat transfer power is to be reduced, a portion of the charge is drained through the discharge port 24, when the discharge valve 10 is closed when the inlet valve 9 is closed and the charge is pushed out of the nitrogen battery 13 by switching the shut-off valve 12. the heated or cooling surface of the heat transfer auxiliary elements 18 and / or cooling tubes 17, respectively, results in a reduction in the heat exchange capacity of the device. If, on the other hand, the heat transfer power is to be increased, then liquid metal from the reservoir 7 is supplied to the heat transfer auxiliary elements 18. This is done by opening the valves 9a and 1D with the valve 12 closed so that the heat transfer auxiliary elements 18 located below. Liquid metal refilling can also be accomplished by pressure using a suitable pressure source.
K dekarbonizaci zařízení způsobem „on-line-decoking“ -se kapalný - kov z pomocných prvků 18 pro přenos tepla úplně odčerpá, takže nadále prakticky nedochází k žádnému transportu tepla od deskových těles pomocných prvků 18 pro přenos tepla ke chladicím trubkám. Nato -se pomocné prvky 18 pro přenos tepla vyhřejí parou nebo směsí vodní páry a vzduchu, takže dojde ke zplynění, popřípadě spálení ropného koksu uloženého na vyhřívaných plochách pomocných prvků 18 pro přenos tepla. Přitom zůstává chladicí voda v chladicích -trubkách, které se tak udržují -na nízké teplotě. Desková tělesa pomocných prvků 18 pro přenos tepla, která jsou vystavena vysokým teplotám, se -s výhodou vyrábějí z tepelně -odolných slitin.The on-line decoking process of the liquid-metal liquid is completely drained from the heat transfer auxiliary elements 18 so that there is practically no heat transfer from the heat transfer auxiliary element plate bodies 18 to the cooling tubes. Thereafter, the heat transfer auxiliary elements 18 are heated by steam or a mixture of water vapor and air, such that gasification or combustion of the petroleum coke deposited on the heated surfaces of the heat transfer auxiliary elements 18 occurs. The cooling water remains in the cooling tubes, which are thus kept at a low temperature. The plate bodies of the heat transfer auxiliary elements 18 that are exposed to high temperatures are preferably made of heat-resistant alloys.
Chladicí trubky 17 se oproti tomu mohou vyrábět - z uhlíkové oceli nebo nízkolegovaného materiálu.On the other hand, the cooling tubes 17 can be made of carbon steel or low-alloy material.
V případě provedení podle obr. 6 a 7 sestávají pomocné prvky 18 pro přenos tepla z trubek 39 z tepelně odolného -materiálu, které jsou -obklopeny vodními chladicími trubkami a na obou koncích jsou svařeny s polokulovitými komorami 31 a 32. Kapalný kov zde vyplňuje - mezikruží mezi trubkami 17 a 30 a duté prostory v komorách na obou koncích.In the embodiment of Figures 6 and 7, the heat transfer auxiliary elements 18 consist of tubes 39 of heat-resistant material which are surrounded by water cooling tubes and are welded at both ends with hemispherical chambers 31 and 32. The liquid metal here fills - an annulus between the tubes 17 and 30 and hollow spaces in the chambers at both ends.
V případě provedení podle obr. 8 a 9 jsou chladicí trubky 17 provedeny jako vetknuté trubky -sestávající z plášťové trubky 34 a vnitrní trubky 35. Pomocné prvky 18 pro přenos tepla jsou stejně jako v případě provedení podle obr. 6 a 7 vytvořeny z trubek 30, které obklopují vetknuté trubky 17 a na jednom konci jsou svařeny s komorou 31. Na opačném konci jsou pomocí spojovacího potrubí 39 a 'sběrného potrubí 40 spojeny se sběračem 36 a odvodním potrubím 6 kapalného kovu. Chladicí voda proudí do vniknutých trubek 17 přes rozdělovači trubku 37, která je spojena s vnitřní trubkou 35. Tvořící se směs vodní páry a vody potom proudí prstencovou spárou mezi 'trubkami 34 a 35 do sběrače 36 a odtéká výstupním hrdlem 38. Tímto provedením je možno eliminovat problémy vznikající . s tepelnou roztažností bez použití kompenzátorů nebo podobných pomocných zařízení.8 and 9, the cooling tubes 17 are formed as fixed tubes consisting of a jacket tube 34 and an inner tube 35. The heat transfer auxiliary elements 18, as in the embodiment of FIGS. 6 and 7, are formed of tubes 30. At the other end, they are connected to the collector 36 and the liquid metal outlet pipe 6 by means of a connecting pipe 39 and a collecting pipe 40. The cooling water flows into the inlet pipes 17 via a manifold 37 which is connected to the inner pipe 35. The water vapor / water mixture then flows through the annular gap between the pipes 34 and 35 into the collector 36 and flows through the outlet throat 38. By this embodiment eliminate problems arising. with thermal expansion without the use of compensators or similar auxiliary devices.
V provedení podle bodu 10 se jedná o kotel žárnicového typu, sestávající z kotlových trubek 41, které jsou na obou koncích svařeny se základní deskou 42 a 43. V kotlových trubkách 41 · jsou umístěny zasunuté trubky 44 z tepelně odolného materiálu, kterými prochází kouřové plyny a zároveň slouží 'jako pomocné prvky pro přenos tepla.In the embodiment according to item 10, it is a boiler-type boiler consisting of boiler tubes 41 which are welded at both ends to the base plate 42 and 43. In the boiler tubes 41 there are inserted tubes 44 of heat-resistant material through which flue gases pass. while serving as auxiliary elements for heat transfer.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772725347 DE2725347C3 (en) | 1977-06-04 | 1977-06-04 | Heat exchange processes, in particular for cooling fission gases, and heat exchangers for carrying out the process |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS205060B2 true CS205060B2 (en) | 1981-04-30 |
Family
ID=6010768
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS365878A CS205060B2 (en) | 1977-06-04 | 1978-06-05 | Method of and apparatus for cooling splitting gases |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS542565A (en) |
CS (1) | CS205060B2 (en) |
DD (1) | DD135535A5 (en) |
DE (1) | DE2725347C3 (en) |
FR (1) | FR2393256A1 (en) |
GB (1) | GB1602995A (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4484077A (en) * | 1979-06-08 | 1984-11-20 | Fujitsu Limited | Exposure system and method using an electron beam |
DE3208665A1 (en) * | 1982-03-10 | 1983-09-22 | Mitsui Mining & Smelting Co.Ltd., Tokyo | HEAT EXCHANGER FOR THE RECOVERY OF THERMAL ENERGY FROM A FLUID WITH HIGH CORRODING SUBSTANCES |
US4550775A (en) * | 1983-10-21 | 1985-11-05 | American Standard Inc. | Compressor intercooler |
DE3637872A1 (en) * | 1986-11-06 | 1988-05-19 | Kernforschungsz Karlsruhe | Device for tapping heat, e.g. in the gas turbine/steam turbine combined cycle |
DE9316729U1 (en) * | 1993-11-02 | 1995-03-02 | Liebherr-Hausgeräte GmbH, 88416 Ochsenhausen | Refrigerator or freezer |
CN102759290A (en) * | 2012-07-27 | 2012-10-31 | 中北大学 | Industrial waste heat recovery device and heat conduction media |
-
1977
- 1977-06-04 DE DE19772725347 patent/DE2725347C3/en not_active Expired
-
1978
- 1978-05-23 GB GB2131578A patent/GB1602995A/en not_active Expired
- 1978-05-29 JP JP6343078A patent/JPS542565A/en active Granted
- 1978-05-31 FR FR7816285A patent/FR2393256A1/en active Granted
- 1978-06-02 DD DD20576278A patent/DD135535A5/en not_active IP Right Cessation
- 1978-06-05 CS CS365878A patent/CS205060B2/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1602995A (en) | 1981-11-18 |
JPS5710998B2 (en) | 1982-03-02 |
DE2725347C3 (en) | 1980-03-20 |
JPS542565A (en) | 1979-01-10 |
FR2393256A1 (en) | 1978-12-29 |
DE2725347A1 (en) | 1978-12-07 |
DE2725347B2 (en) | 1979-06-21 |
DD135535A5 (en) | 1979-05-09 |
FR2393256B1 (en) | 1983-09-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2011942C1 (en) | Tubular heat exchanger | |
US3802497A (en) | Heat exchanger for cooling gases | |
DE102010009955A1 (en) | Method and device for recovering energy in a plant for producing a metallic material | |
SU1613481A1 (en) | Oven for thermal decomposition of gaseous of liquid hydrocarbons | |
US4098324A (en) | Water-cooled, high-temperature gasifier and method for its operation | |
US4493291A (en) | Gas cooler arrangement | |
EP0205205A1 (en) | Transfer-line cooler | |
AU2005202782B2 (en) | Heat exchanger and heat exchange process | |
RU2610634C2 (en) | Gasification reactor | |
GB1528215A (en) | Heat exchanger and method for cooling hot gases | |
CS205060B2 (en) | Method of and apparatus for cooling splitting gases | |
JPS5841440B2 (en) | Tube group heat exchanger | |
EP0257719B1 (en) | Apparatus for heating steam formed from cooling water | |
US9540518B2 (en) | Apparatus and process for airheater without quench in carbon black production | |
AU681978B2 (en) | Apparatus for cooling hot gas | |
US4867234A (en) | Heat exchanger | |
KR100976436B1 (en) | Waste Heat Boiler for Klaus Plant | |
RU2067273C1 (en) | Method of cooling melting furnace and melting furnace, being cooled | |
CA1133462A (en) | Heat exchanger for cooling a high pressure gas | |
Nicholson | Recuperative and regenerative techniques at high temperature | |
RU2011930C1 (en) | Hot-water boiler | |
GB2100408A (en) | Method of and apparatus for regulating the temperature of heat exchanger supply gas | |
SU909434A1 (en) | Apparatus for burning fuel at producing control atmosphere | |
FI61354B (en) | VAERMEPANNA | |
GB1224854A (en) | Heat exchanger construction |