DE102010043851A1 - High-temperature heat transport apparatus for transferring heat from heat source to heat sink, has transport fluid introduction device connected with pipe section of ring line, such that constant diameter over entire length is set suitably - Google Patents

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Abstract

The apparatus (10) has a ring line (12) in which the heat source and heat sink are arranged. The ring line has feed line and return line for encompassing the heat sink. The sink has reaction chamber to convert heat from heat-transfer fluid. A bubble pump has device for introducing fluid into heat transport fluid, and separation device for separating gaseous transport fluid from heat-transfer fluid comprises. A device for introducing transport fluid is connected with pipe section of ring line, such that a constant diameter over entire length of device is set suitable for forming slug flow.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a high-temperature heat transport device according to the preamble of claim 1.

Zahlreiche physikalisch-chemische Verfahren benötigen die Zuführung von Wärme auf einem hohen Temperaturniveau, um Betriebstemperaturen von 800°C und mehr zu erzeugen und während eines vorbestimmten Betriebsablaufs zu halten. Hierzu ist es zum Beispiel bekannt, (a) die Reaktoren, in denen diese Verfahren stattfinden, direkt zu befeuern, (b) den Reaktor durch umlaufendes Wärmeträgermaterial zu heizen, oder (c) den Reaktor indirekt, z. B. über Wärmerohre – so genannte Heatpipes –, auf die gewünschte Temperatur zu erwärmen, wobei von (a) nach (c) der Abstand zwischen der Wärmequelle und der Wärmesenke (der Ort, an dem das Verfahren durchgeführt wird) zu- und somit die Direktheit der Wärmeübertragung abnimmt. Diese Tatsache spiegelt sich in den Möglichkeiten der Wärmeübertragung und den Problemen ihrer technischen Realisierung wider, z. B. in ausgedehnteren Leitungssystemen, die entsprechend isoliert sein müssen.Many physico-chemical processes require the supply of heat at a high temperature level to produce and maintain operating temperatures of 800 ° C and above during a predetermined operation. For this purpose, it is known, for example, (a) to directly fire the reactors in which these processes take place, (b) to heat the reactor by circulating heat transfer material, or (c) to charge the reactor indirectly, e.g. Heat pipes, for example, heat to the desired temperature, from (a) to (c) the distance between the heat source and the heat sink (the place where the process is performed) and thus the Directness of heat transfer decreases. This fact is reflected in the possibilities of heat transfer and the problems of their technical realization, for. B. in more extensive piping systems, which must be isolated accordingly.

Aus der DE 39 07 767 A1 ist zum Beispiel ein „Wärmetauscher für Hochtemperatur-Anwendungen”, insbesondere für Heißgasmotoren, Stirling-Motoren, Dampferzeuger oder dergleichen bekannt, der einen Behälter umfasst, der Flüssigmetall als Wärmeträger enthält, das den Wärmestrom einer externen Heizquelle, durch den es aufgeheizt wird, zu einer Wärmesenke überträgt. Hierbei wird die Wärmesenke weitgehend von dem Flüssigmetall umgeben. Ein vergleichbares Prinzip ist auch in der DE-AS 16 01 462 beschrieben.From the DE 39 07 767 A1 For example, there is known a "heat exchanger for high temperature applications", particularly for hot gas engines, stirling engines, steam generators or the like, which comprises a vessel containing liquid metal as a heat carrier which increases the heat flow of an external heating source through which it is heated a heat sink transmits. Here, the heat sink is largely surrounded by the liquid metal. A similar principle is also in the DE-AS 16 01 462 described.

In der DE 39 07 767 A1 wird der zum Wärmetransport notwendige Umwälzvorgang des Flüssigmetalls durch kontinuierliches oder intermittierendes „Einbringen” von Inertgas in das Flüssigmetall bewirkt, wobei die sich in dem Flüssigmetall ausbildenden Inertgasblasen für die genannte Umwälzwirkung verantwortlich gemacht werden. Der Wärmetransport kann beschleunigt werden, indem das Inertgas im Kreislauf „umgepumpt” wird. Diese Wortwahl in der DE 39 07 767 A1 deutet schon darauf hin, dass die Wärmeübertragung ohne „Umpumpung” unter Umständen unzureichend ist.In the DE 39 07 767 A1 the circulation process of the liquid metal necessary for heat transport is effected by continuous or intermittent "introduction" of inert gas into the liquid metal, whereby the inert gas bubbles forming in the liquid metal are made responsible for the said circulating effect. The heat transfer can be accelerated by "pumping" the inert gas in the circuit. This choice of words in the DE 39 07 767 A1 suggests that the heat transfer without "pumped" may be insufficient.

Eine Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der vorliegenden Erfindung ist aus der WO 2010/057919 A1 derselben Anmelderin bekannt.A high-temperature heat transport device according to the preamble of claim 1 of the present invention is known from WO 2010/057919 A1 the same applicant.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hochtemperatur-Wärmetransportkreislauf vorzuschlagen, der – ausgehend von der WO 2010/057919 A1 – einen effizienteren und damit ökonomischeren Wärmetransport auf Hochtemperaturniveau ermöglicht.It is an object of the present invention to propose a high-temperature heat transport cycle, which - starting from the WO 2010/057919 A1 - allows more efficient and thus more economical heat transport at high temperature level.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen definiert.This object is solved by the features of claim 1. Advantageous embodiments are defined in the subclaims.

Gemäß der vorliegenden Erfindung (Anspruch 1) ist eine Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung zum Transportieren von Wärme von einer Wärmequelle zu einer Wärmesenke mit Hilfe einer in einer Ringleitung, in der die Wärmequelle und die Wärmesenke angeordnet sind, zirkulierenden Wärmetransportflüssigkeit, wobei (a) die Ringleitung eine Vorlaufleitung und eine Rücklaufleitung umfasst und (b) die Wärmesenke eine Reaktionskammer umfasst, in der durch die über die Wärmetransportflüssigkeit zugeführte Wärme wenigstens ein Edukt in wenigstens ein Produkt umgewandelt wird, gekennzeichnet (c) durch eine Blasenpumpe zur Aufrechterhaltung der Zirkulation der Wärmetransportflüssigkeit, die eine Vorrichtung zum Einleiten eines Transportfluids in die Wärmetransportflüssigkeit und eine Abscheidevorrichtung zum Abscheiden des Transportfluids aus der Wärmetransportflüssigkeit umfasst, und dadurch, dass (d) die Vorrichtung zum Einleiten eines Transportfluids (nachfolgend kurz „Einleitungsvorrichtung” genannt) mit einem Rohrabschnitt der Ringleitung verbunden ist, der auf seiner gesamten Länge einen konstanten Durchmesser besitzt und so ausgelegt ist, dass er sich zur Ausbildung einer Schwallströmung (englisch: „slug flow”) eignet. Die Pumpwirkung einer Blasenpumpe basiert auf einem Dichteunterschied zwischen einer Flüssigkeit, hier der Wärmetransportflüssigkeit, und einem darin eingeschlossenen und Blasen bildenden Fluid, hier dem Transportfluid, wobei die Blasen aufgrund des Dichteunterschieds einen Auftrieb erfahren und dabei die sie umgebende Wärmetransportflüssigkeit „mitreißen”. Oder, auf die Gesamtheit bezogen: Eine Flüssigkeit mit Blasen hat eine geringere Dichte als eine Flüssigkeit ohne Blasen. Das heißt, die Pumpwirkung der sich in der Flüssigkeit ausgebildeten Blasen ist schwerkraft-induziert und kommt daher ohne mechanische Teile aus. Insbesondere wird lediglich zum Einleiten des Transportfluids und nicht zum Bewegen der Wärmetransportflüssigkeit Energie benötigt. Erfindungsgemäß werden die Blasen durch die Einleitungsvorrichtung in die Wärmetransportflüssigkeit eingeleitet und nach Zurücklegen einer vorbestimmten Strecke innerhalb der Ringleitung durch die Abscheidevorrichtung aus dieser ab- oder ausgeschieden. Will man erläuternd einen Mechanismus aus der Chemie bemühen, so könnte man sagen, dass die Blasen als Katalysator wirken, der eine Reaktion, hier den Transport der Wärmetransportflüssigkeit, bewirkt und dabei selbst unverändert bleibt. Gemäß dem oben genannten Merkmal (d) besitzt der Rohrabschnitt einen Durchmesser, „der so ausgelegt ist, dass er sich zur Ausbildung einer Schwallströmung eignet”. Wie es zum Beispiel in „A Review of Bubble Pump Technologies”, Benhmidene et al., Journal of Applied Sciences 10 (16): 1806–1813, 2010 , und der darin zitierten Literatur aufgezeigt ist, können in einer in einem Rohr induzierten Zweiphasenströmung vier Strömungsmodi unterschieden werden, die sich u. a. hinsichtlich ihrer Transporteffizienz unterscheiden, wobei diese bei Vorliegen einer Schwallströmung am höchsten ist. Die Schwallströmung unterscheidet sich zum Beispiel von der so genannten Pfropfenströmung (englisch: „plug flow”) als einem weiteren Strömungsmodus dadurch, dass der Blasendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Rohrs ist, so dass zwischen jeder Blase und der inneren Oberfläche des Rohrs ein Flüssigkeitsfilm erhalten bleibt. Die einzelnen Strömungsmodi stellen sich jedoch nur ein, wenn der Innendurchmesser des Rohrs „in der Größenordnung” des Blasendurchmessers liegt, beide Durchmesser also „in etwa” gleich sind. Sie stellen sich insbesondere nicht ein, wenn das der Innendurchmesser des Rohrs wesentlich größer als der Blasendurchmesser ist. Der Anspruchswortlaut wonach „ein Durchmesser so ausgelegt ist, dass er sich zur Ausbildung einer Schwallströmung eignet” bedeutet erfindungsgemäß keine Einschränkung auf den Strömungsmodus Schwallströmung. Vielmehr ist darunter eine implizite Definition der räumlichen Beziehung zwischen dem Innendurchmesser des Rohrs und dem Blasendurchmesser zu verstehen, wobei der Ausdruck „Schwallströmung” auch durch die anderen vier Strömungsmodi, z. B. die „Pfropfenströmung” ersetzt werden könnte. Die Eignung zur Ausbildung einer solchen Strömung liegt zum Beispiel nicht vor, wenn das Rohr durch ein Gefäß mit einem im Vergleich zum Blasendurchmesser sehr großen Innendurchmesser ersetzt wird. Es sei erwähnt, dass die erfindungsgemäße Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung nach dem Wortlaut des Anspruchs 1 nicht nur zur Heizung, sondern auch zur Kühlung geeignet ist. Ferner ist der Vorlauf erfindungsgemäß als von der Wärmequelle zur Wärmesenke, der Rücklauf in umgekehrter Richtung verlaufend definiert.According to the present invention (claim 1) is a high-temperature heat transport device for transporting heat from a heat source to a heat sink by means of in a loop, in which the heat source and the heat sink are arranged, circulating heat transfer fluid, wherein (a) the loop one And (b) the heat sink comprises a reaction chamber in which at least one educt is converted into at least one product by the heat supplied via the heat transfer fluid, characterized by a bubble pump for maintaining the circulation of the heat transfer fluid, the one Device for introducing a transport fluid into the heat transfer fluid and a separation device for separating the transport fluid from the heat transfer fluid, and in that (d) the device for introducing a transport fluid (hereinafter "E called "inleitungsvorrichtung") is connected to a pipe section of the loop, which has a constant diameter over its entire length and is designed so that it is suitable for the formation of a slug flow (English: "slug flow"). The pumping action of a bubble pump is based on a density difference between a liquid, here the heat transport liquid, and a fluid forming therein and bubbles, here the transport fluid, the bubbles undergo a buoyancy due to the density difference, thereby "entrain" the surrounding heat transfer fluid. Or, to sum up, a liquid with bubbles has a lower density than a liquid without bubbles. That is, the pumping action of the bubbles formed in the liquid is gravitationally induced and therefore does not involve any mechanical parts. In particular, energy is needed only to introduce the transport fluid and not to move the heat transfer fluid. According to the invention, the bubbles are introduced into the heat transfer fluid through the introduction device and, after covering a predetermined distance within the loop, are removed from or removed from it by the separation device. If one tries to explain a chemical mechanism, one could say that the bubbles act as a catalyst, causing a reaction, in this case the transport of the heat transfer fluid, while remaining unchanged. According to the above feature (d), the pipe section has a diameter "designed to be suitable for forming a surge flow". Like it for example in "A Review of Bubble Pump Technologies", Benhmidene et al., Journal of Applied Sciences 10 (16): 1806-1813, 2010 and the literature cited therein, four flow modes can be distinguished in a two-phase flow induced in a tube, which differ among other things with respect to their transport efficiency, which is highest in the presence of a surge flow. The surge flow differs, for example, from the so-called plug flow as another flow mode in that the bubble diameter is smaller than the inner diameter of the tube so that a liquid film is obtained between each bubble and the inner surface of the tube remains. However, the individual flow modes only occur when the inner diameter of the tube is "of the order of magnitude" of the bubble diameter, ie both diameters are "approximately" the same. In particular, they do not adjust if the inner diameter of the tube is significantly larger than the bubble diameter. The claim wording according to which "a diameter is designed so that it is suitable for the formation of a surge flow" means according to the invention no restriction to the flow mode surge flow. Rather, this is to be understood as an implicit definition of the spatial relationship between the inner diameter of the tube and the bubble diameter, wherein the term "wave flow" also by the other four flow modes, for. B. the "plug flow" could be replaced. The suitability for the formation of such a flow is not present, for example, when the tube is replaced by a vessel with a very large compared to the bubble diameter inner diameter. It should be noted that the high-temperature heat transport device according to the invention according to the wording of claim 1 is not only suitable for heating, but also for cooling. Further, the flow is defined according to the invention as running from the heat source to the heat sink, the return in the reverse direction.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung (Anspruch 2) ist der Rohrabschnitt entweder in der Vorlaufleitung oder in der Rücklaufleitung angeordnet. Ferner ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung (Anspruch 3) die Abscheidevorrichtung ebenfalls entweder in der Vorlaufleitung. oder der Rücklaufleitung angeordnet. Die zwei Komponenten der Blasenpumpe, die Einleitungsvorrichtung und die Abscheidevorrichtung, können somit dank der Ringleitung grundsätzlich in beliebig kombinierbarer Weise entweder nur in der Vorlaufleitung, nur in der Rücklaufleitung, oder auf beide Leitungen verteilt angeordnet sein. Es ist jedoch vorteilhaft, insbesondere wenn als Transportfluid ein Gas verwendet wird, dieses in Strömungsrichtung hinter der Wärmequelle einzuleiten, da sich dort aufgrund der höheren Temperatur der Wärmetransportflüssigkeit bei sonst gleichen Bedingungen größere Blasen ausbilden als in der von der Wärmesenke abführenden Leitung (Rückleitung). Wie die Bedingungen im Einzelfall einzustellen sind und welche Parameter dabei berücksichtigt werden müssen, ist in der Vergangenheit theoretisch und experimentell bestimmt worden (vgl. z. B. „A Review of Bubble Pump Technologies”, Benhmidene et al., Journal of Applied Sciences 10 (16): 1806–1813, 2010 , und die darin zitierte Literatur). Im Gegensatz zu dem z. B. aus der DE 39 07 767 A1 bekannten Vorgehen, wo durch lokale Erwärmung z. B. mit Sonnenenergie eine Gasphase aus der flüssigen Wärmetransportflüssigkeit erzeugt wird („solar driven bubble pump”), bleibt gemäß der vorliegenden Erfindung die Phase der Wärmetransportflüssigkeit in der Ringleitung unverändert und mit der Phase des eingeleiteten Transportfluids koexistent. Die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Wärmetransportflüssigkeit und Transportfluid können unter Berücksichtigung konstruktiver Größen wie etwa der Durchmesser der Vorlauf- bzw. Rücklaufleitung aufeinander abgestimmt werden, um so einen optimalen Transport der Wärmetransportflüssigkeit zu erhalten (vgl. z. B. Absatz [0029] der US 2007/0084207 A1 ).According to an advantageous embodiment of the present invention (claim 2), the pipe section is arranged either in the flow line or in the return line. Furthermore, according to a further advantageous embodiment of the present invention (claim 3), the separation device also either in the flow line. or the return line arranged. The two components of the bladder pump, the introduction device and the separation device, can thus be arranged distributed in any combinable manner either only in the flow line, only in the return line, or on both lines thanks to the ring line. However, it is advantageous, in particular if a gas is used as the transport fluid, to introduce it in the flow direction behind the heat source, because there form larger bubbles due to the higher temperature of the heat transfer fluid under otherwise identical conditions than in the laxative of the heat sink line (return line). How the conditions are to be set in individual cases and which parameters must be taken into account has been determined theoretically and experimentally in the past (cf. "A Review of Bubble Pump Technologies", Benhmidene et al., Journal of Applied Sciences 10 (16): 1806-1813, 2010 , and the literature cited therein). In contrast to the z. B. from the DE 39 07 767 A1 known approach, where by local heating z. B. solar energy, a gas phase from the liquid heat transfer fluid is generated ("solar driven bubble pump") remains according to the present invention, the phase of the heat transfer fluid in the loop unchanged and coexistent with the phase of the introduced transport fluid. The physico-chemical properties of heat transfer fluid and transport fluid can be matched to one another, taking into account constructive variables such as the diameter of the flow line or return line, in order to obtain optimum transport of the heat transfer fluid (cf., for example, paragraph [0029] of US Pat US 2007/0084207 A1 ).

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung (Anspruch 4) ist die Einleitungsvorrichtung mit einem in Zirkulationsrichtung der Wärmetransportflüssigkeit vorderen Endabschnitt des Rohrabschnitts verbunden. Die Einleitung des Transportfluids an dieser Position – egal ob die Einleitung in die Vorlaufleitung oder die Rücklaufleitung erfolgt – vergrößert die Pumpwirkung, die im Übrigen auch mit zunehmender Länge des vorzugsweise möglichst vertikal angeordneten Rohres erhöht wird.According to a further advantageous embodiment of the present invention (claim 4), the introduction device is connected to a front in the direction of circulation of the heat transfer fluid end portion of the pipe section. The introduction of the transport fluid at this position - regardless of whether the introduction takes place in the flow line or the return line - increases the pumping action, which is also increased with increasing length of the preferably vertically disposed tube, moreover.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung (Anspruch 5) umfasst der Hochtemperatur-Wärmetransportkreislauf einen Regelkreis, in dem eine Ausgangsgröße der Wärmesenke eine Regelgröße und eine Dosierung der Transportfluidmenge und/oder eine Strömungsgeschwindigkeit der Wärmetransportflüssigkeit eine Steuergröße ist. Die Wärmesenke ist der Ort, an dem die Umwandlung des wenigstens einen Edukts in das wenigstens eine Produkt stattfindet. Die Umwandlung ist eine oder eine Mehrzahl von chemische/biologische Reaktionen, die durch Reaktionsgleichungen beschrieben werden können. Ausgangsgrößen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind die bei diesen Reaktionen gebildeten Produkte, die einzeln oder in ihrer Zusammensetzung erfasst werden können (Anspruch 11). Da das Gleichgewicht der Reaktionen temperaturabhängig ist, die Temperatur in der Wärmesenke wiederum von der Konfiguration der Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung abhängt, kann die Messung von einem oder von mehreren an den Reaktionen beteiligten Substanzen dazu verwendet werden, die Parameter der Einleitung (Menge, Einleitungsgeschwindigkeit, Druck etc.) des Transportfluids zu regulieren und somit das chemische Gleichgewicht zu verschieben und die Produktgasmenge und -qualität zu regeln.According to a further advantageous embodiment of the present invention (claim 5), the high-temperature heat transfer circuit comprises a control loop in which an output of the heat sink is a controlled variable and a dosage of the transport fluid amount and / or a flow rate of the heat transfer fluid is a control variable. The heat sink is the place where the conversion of the at least one reactant into the at least one product takes place. The transformation is one or a plurality of chemical / biological reactions that can be described by reaction equations. Starting materials for the purposes of the present invention are the products formed in these reactions, which can be detected individually or in their composition (claim 11). Since the equilibrium of the reactions is temperature dependent, the temperature in the heat sink, in turn, depends on the configuration of the high temperature heat transfer device The measurement of one or more substances involved in the reactions may be used to regulate the parameters of initiation (amount, rate of introduction, pressure, etc.) of the transport fluid, thus shifting the chemical balance and increasing the product gas quantity and quality regulate.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung (Anspruch 6) ist die Wärmetransportflüssigkeit Zinn, Galistan oder Lithium-Beryllium-Fluorid (FLiBe). Der große Vorteil dieser Materialien besteht darin, dass sie im Gegensatz zu Alkalimetallen ungiftig, nicht explosiv und nicht brennbar sind. Letzteres, ein aus einer Mischung aus Lithiumfluorid (LiF) und Berylliumfluorid (BeF2) bestehendes Salz, wird insbesondere in dem hochsensiblen Umfeld von Atomforschungsreaktoren als Umlaufmedium in Hochtemperatur-Heizkreisen genutzt (vgl. z. B. das „holten-Salt Reactor Experiment” (MSRE) am Oak Ridge National Labaratory).According to a further advantageous embodiment of the present invention (claim 6), the heat transfer fluid is tin, galstan or lithium beryllium fluoride (FLiBe). The great advantage of these materials is that unlike alkali metals they are non-toxic, non-explosive and non-combustible. The latter, a salt consisting of a mixture of lithium fluoride (LiF) and beryllium fluoride (BeF 2), is used in particular in the highly sensitive environment of nuclear research reactors as circulating medium in high-temperature heating circuits (cf., for example, the "holten-Salt Reactor Experiment" (cf. MSRE) at Oak Ridge National Labaratory).

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung (Anspruch 7) ist Transportfluid ein Edelgas, Luft, Wasser oder Wasserdampf. Die Vorteile dieser Stoffe liegen insbesondere darin, dass sie billig sind. Wasser hat zudem den Vorteil, dass man es bereits in flüssigem Zustand vorliegt, es also nicht wie unter Umständen bei einem Gas erforderlich ist, mit hohem energetischen und damit finanziellen Aufwand verdichten (verflüssigen) muss. Wasserdampf ist im HPR-Prozess auf einem ausreichenden Überdruck bereits vorhanden und muss nicht gekauft bzw. zusätzlich erzeugt werden.According to a further advantageous embodiment of the present invention (claim 7) transport fluid is a noble gas, air, water or water vapor. The advantages of these substances are, in particular, that they are cheap. Water also has the advantage that it is already in a liquid state, so it is not necessary as under certain circumstances for a gas, with high energy and therefore financial expense to condense (liquefy) must. Water vapor is already present in the HPR process at a sufficient overpressure and does not have to be purchased or additionally produced.

Gemäß weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung, die einzeln oder in Kombination eingesetzt werden können, umfasst die Wärmesenke einen Reformer zur Erzeugung von brennbarem Produktgas aus kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffen durch allotherme Wasserdampfvergasung (Anspruch 8), umfasst die Wärmequelle eine Brennkammer zur Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffen und/oder von Pyrolyseresten des Reformers umfasst (Anspruch 9) und dient die Abscheidevorrichtung der Abscheidung von in der Wärmesenke in die Wärmeträgerflüssigkeit diffundiertem Wasserstoff (Anspruch 13). Vorzugsweise ist in dem Reformer und/oder der Brennkammer eine Wirbelschicht ausgebildet, und die Ringleitung ist innerhalb des Reformers und/oder der Brennkammer als Rohrbündel- oder Rohrschleifenkonstruktion ausgebildet. Diese Variante ist in der WO 2010/057919 A1 derselben Anmelderin ausführlich beschrieben, und ihre Funktionsweise ist nachfolgend mit Bezug auf 3 (1 der WO 2010/057919 A1 ) zusammengefasst. 3 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung, die eine Wärmesenke in Form eines Reformers 2 und eine externe Wärmequelle in Form einer Brennkammer 4 umfasst. Der Reformer 2 umfasst eine Zuführeinrichtung 8 für Brennstoff, eine Wasser bzw. Wasserdampfzuführung 10 und eine Produktgasableitung 12. Bei einer Temperatur von 800°C bis 900°C wird durch allotherme Wasserdampfvergasung aus kohlenstoffhaltigen Brennstoffen Produktgas erzeugt. Der Reformer 2 und die Brennkammer 4 sind über ein Loop-Wärmerohr 14 zu einer Wärmetransportvorrichtung miteinander verbunden.According to further advantageous embodiments of the present invention, which can be used individually or in combination, the heat sink comprises a reformer for producing combustible product gas from carbonaceous feedstocks by allothermic steam gasification (claim 8), the heat source comprises a combustion chamber for combustion of carbonaceous feedstocks and / or pyrolysis residues of the reformer comprises (claim 9) and the deposition device is used for the deposition of diffused in the heat sink in the heat transfer fluid hydrogen (claim 13). Preferably, in the reformer and / or the combustion chamber, a fluidized bed is formed, and the loop is formed within the reformer and / or the combustion chamber as a tube bundle or pipe loop design. This variant is in the WO 2010/057919 A1 The same applicant described in detail, and their operation is described below with reference to 3 ( 1 of the WO 2010/057919 A1 ) summarized. 3 shows the basic structure of a high-temperature heat transport device, the heat sink in the form of a reformer 2 and an external heat source in the form of a combustion chamber 4 includes. The reformer 2 includes a feeder 8th for fuel, a water or steam supply 10 and a product gas discharge 12 , At a temperature of 800 ° C to 900 ° C product gas is produced by allothermic steam gasification of carbonaceous fuels. The reformer 2 and the combustion chamber 4 are over a loop heat pipe 14 connected to a heat transport device.

Das Loop-Wärmerohr 14 umfasst eine Wärme aufnehmende Seite 16 und eine Wärme abgebende Seite 18, die über eine Dampfleitung 20 für dampfförmiges Wärmeträgermedium und eine Flüssigkeitsleitung 22 für flüssiges Wärmeträgermedium miteinander verbunden sind. Über eine Schleuse 24, die den Reformer 2 mit der Brennkammer 4 verbindet, werden Pyrolysereste aus dem Reformer 2 der Brennkammer 4 als Brennstoff zugeführt. In die Flüssigkeitsleitung 22 ist zwischen Vergaser 2 und Brennkammer 4 eine Wasserstoff-Abscheidevorrichtung 30 angeordnet. Durch Verbrennung der Pyrolysereste aus dem Reformer 2 und/oder durch Verbrennung von zusätzlichem Brennstoff wird in der Brennkammer 4 Wärme erzeugt, die durch die Wärme aufnehmende Seite 16 des Loop-Wärmerohrs 14 aufgenommen wird, wobei das über die Flüssigkeitsleitung 22 zugeführte flüssige Wärmeträgermedium verdampft. Das dampfförmige Wärmeträgermedium strömt über die Dampfleitung 20 in den Reformer 2, kondensiert an der Wärme abgebenden Seite 18 des Loop-Wärmerohrs 14 und stellt dadurch die für die allotherme Wasserdampfvergasung notwendige Hochtemperaturwärme bereit. Im Betrieb zeigt sich, dass Wasserstoff durch den in der Regel aus Metall gebildeten Mantel des Loop-Wärmerohrs 14 ins Innere des Loop-Wärmerohrs 14 diffundiert und sich im Bereich der Wärme abgebenden Seite 18 sammelt. Dort bildet er ein Wasserstoffpolster aus, das die Wärmeübertragung verhindert oder zumindest stark herabsetzt, so dass sich die durch das Loop-Wärmerohr 14 übertragene Wärmeleistung verringert. Dieses Phänomen ist bekannt. Eine Möglichkeit, ihm zu begegnen, ist es, das Loop-Wärmerohr 14, oder allgemeiner das „Wärmeübertragungsrohr” zu beschichten. Ein anderer Ansatz wird in der DE 102006016005 A1 verfolgt, wobei der im Inneren des Wärmeübertragungsrohrs herrschende Druck erhöht wird (Nachteil: schwierige technische Handhabung) und Spülkappen vorgesehen werden (Nachteil: Prozess der Ausdiffusion schwach). Gemäß der WO 2010/057919 A1 wird das verflüssigte Wärmeträgermedium über die Flüssigkeitsleitung 22 zusammen mit in dem Reformer 2 gebildeten und in den Wärmeträgerkreislauf 14 diffundiertem Wasserstoff der Wasserstoff-Abscheideeinrichtung 30 zugeführt. Durch die Wasserstoff-Abscheideeinrichtung 30 werden der Wasserstoff und auch andere Fremdstoffe von dem flüssigen Wärmeträgermittel abgetrennt, und das verbleibende flüssige Wärmeträgermedium wird wieder der Brennkammer 4 zugeführt, so dass der Wärmeträgerkreislauf geschlossen ist. Der tiefgreifende Unterschied der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die erfindungsgemäße Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung eine Blasenpumpe umfasst, durch die in der Ringleitung das oben beschriebene Zweiphasensystem (Zweiphasenströmung) aus zwei unterschiedlichen Materialien erzeugt wird.The loop heat pipe 14 includes a heat receiving side 16 and a heat-emitting side 18 passing through a steam line 20 for vaporous heat transfer medium and a liquid line 22 are connected to each other for liquid heat transfer medium. About a lock 24 that the reformer 2 with the combustion chamber 4 connects, pyrolysis residues from the reformer 2 the combustion chamber 4 supplied as fuel. Into the fluid line 22 is between carburetor 2 and combustion chamber 4 a hydrogen separation device 30 arranged. By combustion of the pyrolysis residues from the reformer 2 and / or by combustion of additional fuel is in the combustion chamber 4 Heat generated by the heat-absorbing side 16 of the loop heat pipe 14 is taken, which via the liquid line 22 supplied liquid heat transfer medium evaporated. The vaporous heat transfer medium flows over the steam line 20 in the reformer 2 , condenses on the heat-emitting side 18 of the loop heat pipe 14 and thereby provides the high temperature heat necessary for allothermal steam gasification. In operation, it turns out that hydrogen is generated by the jacket of the loop heat pipe, which is usually made of metal 14 inside the loop heat pipe 14 diffuses and settles in the area of the heat-emitting side 18 collects. There he forms a hydrogen pad, which prevents heat transfer or at least greatly reduces, so that through the loop heat pipe 14 transferred heat output reduced. This phenomenon is known. One way to meet him is to loop the heat pipe 14 or, more generally, to coat the "heat transfer tube". Another approach will be in the DE 102006016005 A1 followed, whereby the pressure prevailing in the interior of the heat transfer tube pressure is increased (disadvantage: difficult technical handling) and Spülkappen be provided (disadvantage: process of Ausdiffusion weak). According to the WO 2010/057919 A1 becomes the liquefied heat transfer medium via the liquid line 22 together with in the reformer 2 formed and in the heat transfer circuit 14 diffused hydrogen of the hydrogen separation device 30 fed. Through the hydrogen separation device 30 be the hydrogen and other impurities of the separated liquid heat transfer medium, and the remaining liquid heat transfer medium is returned to the combustion chamber 4 supplied, so that the heat carrier circuit is closed. The fundamental difference of the present invention is that the high-temperature heat transport device according to the invention comprises a bubble pump, by means of which the two-phase system (two-phase flow) described above is produced in the loop from two different materials.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung (Anspruch 14) wird das abgeschiedene Transportfluid zur Blasenpumpe zurückgeführt. Das heißt, gemäß dieser vorteilhaften Ausgestaltung existieren zwei Kreisläufe, ein Wärmetransportflüssigkeitskreislauf und ein Transportfluidkreislauf, die sich überlappen oder ineinander greifen, d. h. einen Teil der Ringleitung gemeinsam haben.According to a further advantageous embodiment of the present invention (claim 14), the separated transport fluid is returned to the bladder pump. That is, according to this advantageous embodiment, there are two circuits, a heat transfer fluid circuit and a transport fluid circuit, which overlap or interlock with each other, that is, they are interlocked. H. have a part of the loop together.

Die obigen und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gemacht wurde, deutlicher ersichtlich. In den Zeichnungen sind:The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description made with reference to the accompanying drawings. In the drawings are:

1A und 1B schematische Darstellungen von zwei Varianten eines Hochtemperatur-Wärmetransportkreislaufs gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1A and 1B schematic representations of two variants of a high-temperature heat transfer circuit according to a first preferred embodiment of the present invention;

2A und 2B schematische Darstellungen von zwei Varianten eines Hochtemperatur-Wärmetransportkreislaufs gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2A and 2 B schematic representations of two variants of a high-temperature heat transfer circuit according to a second preferred embodiment of the present invention;

3 eine schematische Darstellung eines Hochtemperatur-Wärmetransportkreislaufs gemäß dem Stand der Technik. 3 a schematic representation of a high-temperature heat transport circuit according to the prior art.

Der in den 1A und 1B schematisch dargestellten Varianten einer Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung 10 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheiden sich von der in 3 gezeigten Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung des nächstliegenden Standes der Technik insbesondere durch den physikalischen Mechanismus, durch den ein Fluid – bestehend aus einer Wärmetransportflüssigkeit und dem darin in Blasenform vorliegenden Transportfluid, oder anders gesagt: aus dem in Blasenform vorliegenden Transportfluid und der von diesem beförderten Wärmetransportflüssigkeit – in einer Ringleitung 12 in Umlauf versetzt und in ihrer umlaufenden Bewegung gehalten wird. Dieser Mechanismus besteht in dem Auftrieb, den das Transportfluid aufgrund seiner gegenüber der Wärmetransportflüssigkeit geringeren Dichte in der Wärmetransportflüssigkeit erfährt, und in der durch entsprechende Abmessungen und Betriebsbedingungen möglichst optimalen Übertragung dieser Bewegung auf die Wärmetransportflüssigkeit.The in the 1A and 1B schematically illustrated variants of a high-temperature heat transfer device 10 according to a first preferred embodiment of the present invention differ from the in 3 in particular, by the physical mechanism by which a fluid - consisting of a heat transfer fluid and the transport fluid therein in bubble form, or in other words: the transport fluid in bubble form and the heat transfer fluid conveyed by the same - is shown in FIG a ring line 12 circulated and held in its orbiting motion. This mechanism consists in the buoyancy that the transport fluid undergoes due to its lower density in the heat transfer fluid compared to the heat transfer fluid, and in the best possible transmission of this movement to the heat transfer fluid by appropriate dimensions and operating conditions.

Insbesondere umfasst die Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung 10 der 1A eine Wärmequelle 2 in Form einer Brennkammer 14, eine Wärmesenke 16 in Form eines Reformers 16 und eine Blasenpumpe 18, die in der Ringleitung 12 angeordnet und über die sie strömungs- und wärmetechnisch miteinander verbunden sind. Darüber hinaus ist der Reformer 16 über eine Schleuse 20 mit der Brennkammer 14 verbunden. Die Ringleitung 12 umfasst eine Vorlaufleitung 12-1 von der Bennkammer 14 zu dem Reformer 16 und eine Rücklaufleitung 12-2 von dem Reformer 16 zu der Brennkammer 14. Ferner umfasst die Blasenpumpe 18 eine Abscheidevorrichtung 22, die in der Vorlaufleitung 12-1 angeordnet ist, und eine Einleitungsvorrichtung 24, die in der Rücklaufleitung 12-2 angeordnet ist.In particular, the high-temperature heat transport device comprises 10 of the 1A a heat source 2 in the form of a combustion chamber 14 , a heat sink 16 in the form of a reformer 16 and a bubble pump 18 in the loop 12 arranged and through which they are fluidly and thermally connected to each other. In addition, the reformer 16 over a lock 20 with the combustion chamber 14 connected. The ring line 12 includes a flow line 12-1 from the Bennkammer 14 to the reformer 16 and a return line 12-2 from the reformer 16 to the combustion chamber 14 , Furthermore, the bubble pump includes 18 a separator 22 in the supply line 12-1 is arranged, and an introduction device 24 that are in the return line 12-2 is arranged.

Die in 1A gestrichelt gezeichneten Pfeile repräsentieren die der Brennkammer 14 bzw. dem Reformer 16 zugeführten bzw. von diesen abgeführten Stoffe, die die in ihnen stattfindenden Prozesse beschreiben. Das heißt: „B1” bezeichnet einen der Brennkammer 14 von außen zugeführten Brennstoff (plus einem Oxidationsmittel wie etwa Luft), und „B2” bezeichnet einen der Brennkammer 14 von dem Reformer 16 zugeführten Brennstoff (Pyrolysereste), „R” bezeichnet ein bei der Verbrennung von B1, B2 in der Brennkammer 14 erzeugtes Rauchgas, „B” bezeichnet einen dem Reformer 16 zugeführten Brennstoff (plus H2O), und „P” bezeichnet ein in dem Reformer 16 durch allotherme Wasserdampfvergasung aus „B” erzeugtes Produktgas. B, B1 und B2 bestehen im Wesentlichen aus kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffen.In the 1A Dashed arrows represent those of the combustion chamber 14 or the reformer 16 supplied or discharged by these substances that describe the processes taking place in them. That is, "B1" indicates one of the combustion chamber 14 externally supplied fuel (plus an oxidant such as air), and "B2" designates one of the combustion chambers 14 from the reformer 16 supplied fuel (pyrolysis residues), "R" indicates a combustion of B1, B2 in the combustion chamber 14 generated flue gas, "B" designates one the reformer 16 supplied fuel (plus H 2 O), and "P" denotes one in the reformer 16 product gas produced by allothermal steam gasification of "B". B, B1 and B2 consist essentially of carbonaceous feedstocks.

Die in 1A durchgezogen gezeichneten Pfeile repräsentieren die Fluidströme der erfindungsgemäßen Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung 10. Insbesondere enthält der von dem Reformer 16 abführende Fluidstrom gekühlte Wärmetransportflüssigkeit + Transportfluid + Wasserstoff (H2), wobei der Wasserstoff, wie es oben beschrieben ist, in dem Reformer 16 durch die Wandung der Ringleitung 12 in den Fluidstrom diffundiert ist. Das Transportfluid und der Wasserstoff werden in der Abscheidevorrichtung 22 abgeschieden, so dass der Fluidstrom nach der Abscheidevorrichtung 22 nur noch aus der Wärmetransportflüssigkeit besteht, deren Temperatur in der anschließenden Brennkammer 14 wieder erhöht wird. Die in der Brennkammer 14 erwärmte Wärmetransportflüssigkeit gelangt in die Einleitungsvorrichtung 24 der Blasenkammer 18, wo das Transportfluid eingeleitet wird, das den Kreislauf vorantreibt. In Strömungsrichtung unmittelbar nach der Einleitungsvorrichtung 24 enthält der Fluidstrom die Wärmeträgerflüssigkeit und die sich mit diesem blasenförmig bewegende Transportfluid. Damit schließt sich der Kreislauf.In the 1A solid arrows represent the fluid flows of the high-temperature heat transfer device according to the invention 10 , In particular, that of the reformer 16 laxative fluid flow cooled heat transfer fluid + transport fluid + hydrogen (H 2 ), wherein the hydrogen as described above, in the reformer 16 through the wall of the loop 12 is diffused into the fluid stream. The transport fluid and the hydrogen are in the separator 22 deposited, so that the fluid flow to the separator 22 only consists of the heat transfer fluid whose temperature in the subsequent combustion chamber 14 is increased again. The ones in the combustion chamber 14 heated heat transfer fluid enters the introduction device 24 the bubble chamber 18 where the transport fluid is introduced, which drives the cycle. In the flow direction immediately after the introduction device 24 the fluid flow contains the Heat transfer fluid and with this bubble-shaped moving transport fluid. This completes the cycle.

Äquivalente Verhältnisse liegen in der in 1B gezeigten Variante vor. Der Unterschied zu der in 1 gezeigten Variante besteht darin, dass sowohl die Abscheidevorrichtung 22 als auch die in Strömungsrichtung nachgeschaltete Einleitungsvorrichtung 18 in der Rücklaufleitung 12-2 der Ringleitung 12 angeordnet sind. Auch hier gilt jedoch, dass die Abscheidevorrichtung 22 den in dem Reformer 16 in den Fluidstrom diffundierten Wasserstoff sowie das durch die Einleitungsvorrichtung 18 – in dieser Variante in dem vorherigen Durchlauf – in den Fluidstrom eingeleitete Transportfluid aus dem Fluidstrom entfernt.Equivalent ratios are in the 1B shown variant. The difference to the in 1 variant shown is that both the separation device 22 as well as downstream in the flow direction introduction device 18 in the return line 12-2 the ring line 12 are arranged. Again, however, that the separation device 22 the one in the reformer 16 Hydrogen diffused into the fluid stream as well as through the introduction device 18 - Removed in this variant in the previous run - introduced into the fluid flow transport fluid from the fluid stream.

Die in den 2A und 2B schematisch dargestellten Varianten einer Hochtemperatur-Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung 10 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von den in den 1A bzw. 1B dargestellten Varianten dahingehend, dass eine Transportfluidrückführung TFR von der Abscheidevorrichtung 22 zu der Einleitungsvorrichtung 18 zurückführt, so dass das abgeschiedene Transportfluid wiederverwendet wird.The in the 2A and 2 B schematically illustrated variants of a high-temperature high-temperature heat transport device 10 According to a second preferred embodiment of the present invention differs from the in the 1A respectively. 1B illustrated variants in that a transport fluid return TFR of the separator 22 to the introduction device 18 returns, so that the separated transport fluid is reused.

Obgleich die vorliegende Erfindung bezüglich der bevorzugten Ausführungsformen offenbart worden ist, um ein besseres Verständnis von diesen zu ermöglichen, sollte wahrgenommen werden, dass die Erfindung auf verschiedene Weisen verwirklicht werden kann, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Deshalb sollte die Erfindung derart verstanden werden, dass sie alle möglichen Ausführungsformen und Ausgestaltungen zu den gezeigten Ausführungsformen beinhaltet, die realisiert werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.Although the present invention has been disclosed in terms of the preferred embodiments in order to facilitate a better understanding thereof, it should be understood that the invention can be embodied in various ways without departing from the scope of the invention. Therefore, the invention should be understood to include all possible embodiments and embodiments to the illustrated embodiments which can be practiced without departing from the scope of the invention as set forth in the appended claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Hochtemperatur-WärmetransportvorrichtungHigh-temperature heat transfer device
1212
Ringleitungloop
12-112-1
Vorlaufleitung von 12 Supply line from 12
12-212-2
Rücklaufleitung von 12 Return line from 12
1414
Brennkammercombustion chamber
1616
Reformerreformer
1818
Blasenpumpebubble pump
2020
Schleuselock
2222
Abscheidevorrichtungseparating
2424
EinleitungsvorrichtungIntroduction device
B, B1, B2B, B1, B2
Brennstoffefuels
PP
Produktgasproduct gas
RR
Rauchgasefumes
TFRTFR
TransportfluidrückführungTransport fluid return

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 3907767 A1 [0003, 0004, 0004, 0009] DE 3907767 A1 [0003, 0004, 0004, 0009]
  • DE 1601462 [0003] DE 1601462 [0003]
  • WO 2010/057919 A1 [0005, 0006, 0014, 0014, 0015] WO 2010/057919 A1 [0005, 0006, 0014, 0014, 0015]
  • US 2007/0084207 A1 [0009] US 2007/0084207 A1 [0009]
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • „A Review of Bubble Pump Technologies”, Benhmidene et al., Journal of Applied Sciences 10 (16): 1806–1813, 2010 [0008] "A Review of Bubble Pump Technologies", Benhmidene et al., Journal of Applied Sciences 10 (16): 1806-1813, 2010 [0008]
  • „A Review of Bubble Pump Technologies”, Benhmidene et al., Journal of Applied Sciences 10 (16): 1806–1813, 2010 [0009] "A Review of Bubble Pump Technologies", Benhmidene et al., Journal of Applied Sciences 10 (16): 1806-1813, 2010 [0009]

Claims (14)

Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung zum Transportieren von Wärme von einer Wärmequelle zu einer Wärmesenke mit Hilfe einer in einer Ringleitung, in der die Wärmequelle und die Wärmesenke angeordnet sind, zirkulierenden Wärmetransportflüssigkeit, wobei (a) die Ringleitung eine Vorlaufleitung und eine Rücklaufleitung umfasst; und (b) die Wärmesenke eine Reaktionskammer umfasst, in der durch die über die Wärmetransportflüssigkeit zugeführte Wärme wenigstens ein Edukt in wenigstens ein Produkt umgewandelt wird. gekennzeichnet durch: (c) eine Blasenpumpe zur Aufrechterhaltung der Zirkulation der Wärmetransportflüssigkeit, die eine Vorrichtung zum Einleiten eines Transportfluids in die Wärmetransportflüssigkeit und eine Abscheidevorrichtung zum Abscheiden des gasförmigen Transportfluids aus der Wärmetransportflüssigkeit umfasst, und dadurch, dass (d) die Vorrichtung zum Einleiten eines Transportfluids mit einem Rohrabschnitt der Ringleitung verbunden ist, der auf seiner gesamten Länge einen konstanten Durchmesser besitzt und so ausgelegt ist, dass er sich zur Ausbildung einer Schwallströmung eignet.A high-temperature heat transport device for transporting heat from a heat source to a heat sink by means of a circulating in a loop, in which the heat source and the heat sink are arranged heat transport fluid, wherein (a) the loop comprises a flow line and a return line; and (b) the heat sink comprises a reaction chamber in which at least one reactant is converted into at least one product by the heat supplied via the heat transfer fluid. marked by: (C) a bubble pump for maintaining the circulation of the heat transport liquid, comprising a device for introducing a transport fluid into the heat transfer fluid and a separation device for separating the gaseous transport fluid from the heat transfer fluid, and in that (D) the device for introducing a transport fluid is connected to a pipe section of the loop, which has a constant diameter over its entire length and is designed so that it is suitable for the formation of a surge flow. Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrabschnitt in der Vorlaufleitung oder der Rücklaufleitung angeordnet ist.High-temperature heat transport device according to claim 1, characterized in that the pipe section is arranged in the flow line or the return line. Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidevorrichtung in der Vorlaufleitung oder der Rücklaufleitung angeordnet ist.High-temperature heat transport device according to claim 1 or 2, characterized in that the separation device is arranged in the flow line or the return line. Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Einleiten des Transportfluids in die Wärmetransportflüssigkeit mit einem in Zirkulationsrichtung der Wärmetransportflüssigkeit vorderen Endabschnitt des Rohrabschnitts verbunden ist.High-temperature heat transport device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the device for introducing the transport fluid into the heat transfer fluid is connected to a front in the direction of circulation of the heat transfer fluid end portion of the pipe section. Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Regelkreis umfasst, in dem eine Ausgangsgröße der Wärmesenke eine Regelgröße und eine Dosierung der Transportfluidmenge und/oder eine Strömungsgeschwindigkeit der Wärmetransportflüssigkeit eine Steuergröße ist.High-temperature heat transport device according to one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a control loop in which an output of the heat sink is a controlled variable and a dosage of the transport fluid amount and / or a flow rate of the heat transfer fluid is a control variable. Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetransportflüssigkeit Zinn, Galistan oder Lithium-Berillium-Fluorid ist.High-temperature heat transport device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the heat transfer fluid is tin, galstan or lithium beryllium fluoride. Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportfluid ein Edelgas, Luft, Wasser oder Wasserdampf ist.High-temperature heat transport device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the transport fluid is a noble gas, air, water or water vapor. Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionskammer einen Reformer zur Erzeugung von brennbarem Produktgas aus kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffen durch allotherme Wasserdampfvergasung umfasst.High-temperature heat transport device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the reaction chamber comprises a reformer for producing combustible product gas from carbonaceous feedstocks by allothermic steam gasification. Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle eine Brennkammer zur Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffen und/oder von Pyrolyseresten des Reformers umfasst.High-temperature heat transport device according to claim 7, characterized in that the heat source comprises a combustion chamber for combustion of carbonaceous feedstocks and / or pyrolysis residues of the reformer. Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer eine Wirbelschicht-Brennkammer ist.High-temperature heat transport device according to claim 9, characterized in that the combustion chamber is a fluidized bed combustion chamber. Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelgröße eine Zusammensetzung des brennbaren Produktgases ist.High-temperature heat transport device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the controlled variable is a composition of the combustible product gas. Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionskammer einen Kalzinator umfasst.High-temperature heat transport device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the reaction chamber comprises a calciner. Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidevorrichtung der Abscheidung von in der Wärmesenke in die Wärmeträgerflüssigkeit diffundiertem Wasserstoff dient.High-temperature heat transport device according to one of claims 8 to 12, characterized in that the deposition device is used for the separation of hydrogen diffused in the heat sink in the heat transfer fluid. Hochtemperatur-Wärmetransportvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das abgeschiedene Transportfluid zur Blasenpumpe zurückgeführt wird.High-temperature heat transport device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the separated transport fluid is returned to the bladder pump.
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