DE1078147B - Verfharen zum Betrieb von industriellen Anlagen, bei denen ein Waermetraeger in geschlossenem Kreislauf zwischen einem Erhitzer und einem Waermeverbraucher umlaeuft - Google Patents

Verfharen zum Betrieb von industriellen Anlagen, bei denen ein Waermetraeger in geschlossenem Kreislauf zwischen einem Erhitzer und einem Waermeverbraucher umlaeuft

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DE1078147B
DE1078147B DES60217A DES0060217A DE1078147B DE 1078147 B DE1078147 B DE 1078147B DE S60217 A DES60217 A DE S60217A DE S0060217 A DES0060217 A DE S0060217A DE 1078147 B DE1078147 B DE 1078147B
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heat
heater
closed circuit
industrial systems
heat carrier
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Pending
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DES60217A
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Inventor
Marcel Veron
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Societe Francaise des Constructions Babcock and Wilcox FR
Original Assignee
Societe Francaise des Constructions Babcock and Wilcox FR
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Publication date
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/16—Materials undergoing chemical reactions when used
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/28—Selection of specific coolants ; Additions to the reactor coolants, e.g. against moderator corrosion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb von industriellen Anlagen, bei denen ein Wärmeträger in geschlossenem Kreislauf zwischen einem Erhitzer und einem Wärmeverbraucher umläuft.
Ein derartiges Arbeitsverfahren wird insbesondere auch bei Atomkraftwerken verwendet, bei welchen für die Speisung der Turbine ein Medium zur Anwendung kommt, daß die ursprünglich nuklear erzeugte Wärmeenergie über den Wärmeträger erhält, welcher beispielsweise ein kohlendioxydhaltiges Gas oder eine Flüssigkeit oder ein flüssiges Metall sein kann.
Bei Anlagen der genannten Art wird durch den Wärmeträger dem Atomreaktor (erster Wärmeaustauscher oder Wandler), welcher hierbei Wärme abgibt, eine bestimmte Wärmemenge entzogen, die durch diesen Gasstrom dann auf ein Rohrsystem übertragen wird (zweiter Wärmeaustauscher), in welchem Wasser erhitzt und verdampft wird, so daß mittels dieses Dampfes die Turbine für die Erzeugung der gewünschten Energie betrieben werden kann. Anschließend wird der Wärmeträger wieder dem Atomreaktor zugeleitet, so daß hierdurch der gesamte Stromkreis geschlossen ist, um aufs neue seinen obengenannten Verlauf beginnen zu können.
Zweck der Erfindung ist es nun, die Wirkungsweise solcher Anlagen zu verbessern, um dadurch die Wärmeaustauschflächen erheblich zu verringern.
Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung wird als Wärmeträger ein solcher verwendet, welcher eine chemisch umkehrbare Reaktion in homogener Phase ermöglicht, so daß während der Erwärmung an den heißen Austauschflächen eine endotherme und während der Abkühlung an den kalten Austauschflächen eine exotherme Reaktion eintritt. Der derart zur Anwendung kommende Wärmeträger nimmt demnach an jedem Punkt des Kreislaufes stets wieder den gleichen thermischen und chemischen Zustand ein.
Da die Reaktionen lebhaft erfolgen, treten Bewegungen innerhalb des Wärmeträgers auf, so daß demzufolge bei beiden Austauschern an deren Austauschflächen mit einem wesentlich verbesserten Wärmeübertragungskoeffizienten gearbeitet wird.
Gleichzeitig werden die Temperaturunterschiede zwischen, den warmen oder heißen Austauschflächen und dem Wärmeträger sowie zwischen dem Wärmeträger und den kalten Austauschflächen erhöht.
Aus den genannten beiden Möglichkeiten können bei gegebenen Oberflächenabmessungen die übertragenen Wärmemengen wesentlich erhöht werden. Umgekehrt besteht die Möglichkeit, bei der Durchführung eines Wärmeaustausches für eine bestimmte gegebene Wärmemenge die hierfür erforderlichen Austauschflächen zu verkleinern.
zum Betrieb von industriellen Anlagen,
bei denen ein Wärmeträger
in geschlossenem Kreislauf
zwischen einem Erhitzer
und einem Wärmeverbraucher umläuft
Anmelder:
Societe Frangaise des Constructions
Babcock & Wilcox, Paris,
und Marcel Veron,
Neuilly-sur-Seine, Seine (Frankreich)
Vertreter: Dr.-Ing. H. Fincke, Berlm-Lichterfelde,
Dipl.-Ing. A. Bohr, Dipl.-Ing. H. Bohr
und Dipl.-Ing. S. Staeger, München 5, Müllerstr. 31,
Patentanwälte
Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 17. Oktober 1957
Marcel Veron, Neuilly-sur-Seine, Seine (Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die unterschiedlichsten Verbindungen oder Mischungen solcher Verbindungen zur Anwendung kommen, wenn dieselben chemisch umkehrbare Reaktionen, welche im einen und im anderen Sinne nahezu vollständig sind, für Temperaturen T1 und T2 zulassen, die von dem strömenden Wärmeträger erzeugt werden, wenn derselbe von dem einen zum anderen Austauscher oder Umwandler geleitet wird.
4-5 Als ein besonders charakteristisches, jedoch keinesfalls ausschließliches Beispiel kann angegeben werden, daß für den Fall, wenn der Wärmeträger die wärmeaufnehmende Stelle bei etwa 310° C und die wärmeabgebende Stelle bei etwa 130° C verlassen soll, d. h.
bei Temperaturen, die für bestimmte Reaktoren vorgesehen sind, als ein Medium, welches thermisch für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignet ist, Phosphorpentachlorid zur Anwendung kommen kann.
909 767/270
Diese Verbindung ergibt die endotherme Reaktion P Cl5 -*- P Cl3+Cl2 - 30 kcal,
weiche nahezu vollständig bei. einer Temperatur T1=SOO0 C ist, und die umgekehrte, exotherme Reaktion
P Cl3+Cl2
P CL+30 kcal,
die besonders günstig bei T2=130° C ist.
Die vorteilhaftesten Reaktionen sind diejenigen, die eine hohe Reaktionswärme bringen. Dieselben dürfen jedoch keinen Bestandteil aufweisen, welcher die Austauschflächen der Wärmetauscher angreift. Bei einem Atomreaktor ist es darüber hinaus wesentlich, kein »Element« einzuführen, welches Neutronen »abfangen« kann. Im übrigen können auch sonstige äquivalente Reaktoren zur Anwendung kommen.
Mit geeigneten Katalysatoren ist es möglich, schnell die günstigsten Verhältnisse zu erreichen, welche das Gleichgewicht der Reaktionen bei den Temperaturen T1 und T2 kennzeichnen.
Es ist an dieser Stelle zu bemerken, daß der im geschlossenen Kreislauf strömende Wärmeträger nicht erneuert zu werden braucht, abgesehen natürlich von möglichen Leckverlusten, so daß sich hieraus die Folge ergibt, daß der Anschaffungspreis für den jeweils verwendeten Wärmeträger unwesentlich ist.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Betrieb von industriellen Anlagen, bei welchen ein Wärmeträger in geschlossenem Kreislauf zwischen einem Erhitzer und einem Wärmetauscher umläuft, gekennzeichnet durch die Verwendung eines solchen Wärmeträgers, welcher eine chemisch umkehrbare Reaktion in homogener Phase ermöglicht, so daß während der Erwärmung eine endotherme und während der Abkühlung eine exotherme Reaktion erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeträger Phosphorpentachlorid (P Cl5) zur Anwendung kommt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch seine Anwendung bei Atomkraftwerken für die Übertragung der Wärme vom Reaktor zum Dampferzeuger.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 857 384, 815 868,
751741;
Dr.-Ing. Friedrich Münzinger, Atomkraft, Springer-Verlag, 1955, S. 15, 21, 25;
Wärme-, Lüftungis- und. Gesundheitstechnik, 8. Jahrgang, H. 9, September 1956, S. 237.
© 909 767/270 3.60
DES60217A 1957-10-17 1958-10-10 Verfharen zum Betrieb von industriellen Anlagen, bei denen ein Waermetraeger in geschlossenem Kreislauf zwischen einem Erhitzer und einem Waermeverbraucher umlaeuft Pending DE1078147B (de)

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GB847984A (en) 1960-09-14

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