DE1242189B - Verfahren und Vorrichtung zur Trennung von Gasgemischen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

BOld

DeutscheKl.: 12 e-6

Nummer: 1242189

Aktenzeichen: D 43514IV c/12 e

Anmeldetag: 1. Februar 1964

Auslegetag: 15. Juni 1967

Die heute übliche Form der Gastrennschleuse (s. deutsche Patente 1058 024 und 1092448) besteht darin, daß eine zentrale, feststehende Gaszufuhr von zwei koaxialen, starr verbundenen Trennzylindern umgeben ist, die das an- bzw. abgereicherte Gasgemisch abführen. Bei der in der Zeitschrift »Kerntechnik«, Dezember 1964, S. 577 ff., beschriebenen Form wird die Gasführung dabei so vorgenommen, daß das angereicherte Gasgemisch in Richtung der Rotorachse durch eine Turbine erfaßt, fortgeschafft und verdichtet wird, während das abgereicherte Gas durch eine zweite Turbine in die genau entgegengesetzte Richtung geleitet und dabei ebenso komprimiert wird.

Das Verfahren besitzt in dieser Form noch den Nachteil, daß die Aufteilung des zu trennenden Gasgemisches an einem aus dem zentral gelegenen Raumbereich um die Zylinderachse kommenden Gasstrom vorgenommen wird. Das noch unbearbeitete Gas strömt dabei zunächst in radialer Richtung nach außen, bis es von den Trennzylindern erfaßt und aufgeteilt wird.

Es bedeutet einen wichtigen technischen Fortschritt, wenn man sich von dieser einseitigen Konzeption frei macht und erfindungsgemäß das Gas in einem ringförmigen Raumbereich um die Zylinderachse zur Verfügung stellt. Das zu trennende Gasgemisch wird dann sowohl auf der der Zylinderachse näheren Innenseite des Ringbereiches als auch auf der ihr abgewandten Außenseite von je einem koaxial-rotierenden und starr verbundenen Zylindersystem mit Schlitzblenden, d.h. also von je einem rotierenden Trennsystem erfaßt, das nunmehr sowohl den auf die Zylinderachse gerichteten Gasstrom als auch den von ihr fortgerichteten Gasstrom dem bekannten Trennvorgang unterwirft. Man gewinnt damit bei nur einem Rotorsystem eine Verdoppelung der Ausbeute. Es ist in diesem Fall dann zweckmäßig, wiederum die getrennten Gasströme durch die mit dem Rotorsystem verbundenen Turbinen nach beiden Seiten in zueinander entgegengesetzten Richtungen abzusaugen. Dabei sind sinngemäß für jeden Trennteil je zwei getrennte Turbinen notwendig.

Bei einer Anwendung dieses Verfahrens ist es zweckmäßig, die Radien und die Dimensionen der Schlitze in den rotierenden Trennzylindern so aufeinander abzustimmen, daß für das jeweils vorgesehene Gasgemisch eine bequem realisierbare Tourenzahl erforderlich ist, für die es handelsübliche Drehstrommotore gibt. Man wird diese Dimensionen so wählen, daß entweder eine Tourenzahl von 1500 Umdrehungen pro Minute oder von 3000 Umdrehungen pro Verfahren und Vorrichtung zur Trennung von
Gasgemischen

Anmelder:

Rolf Schlottau, Kiel-Wik, Tonderner Str. 33

Als Erfinder benannt:
Dr. Erich Bagge, Kiel;
Dr. Kurt Diebner f, Flensburg

Minute für die Erzeugung der günstigsten Trennverhältnisse zustande kommt.

Als neue Anwendungsmöglichkeit des Verfahrens ist unter anderem neben der gewöhnlichen Isotopentrennung auch die Entmischung von zusammengesetzten Gasen vorgesehen, bei denen Moleküle sehr verschiedenartigen Atomgewichts und unterschiedlicher chemischer Natur vermischt sind.

In diesem Zusammenhang sei auf die Möglichkeit hingewiesen, daß mit dieser Einrichtung gasförmige Spaltprodukte bei der Kernenergieerzeugung z. B. in gasgekühlten Reaktoren aus dem primären Kühlgas entnommen werden können, ohne daß das Gas dabei abgekühlt werden muß. Die mit Turbinen ausgestattete Trennanlage kann bei Verwendung geeigneter Werkstoffe dann bei Temperaturen betrieben werden, wie sie in den Primärkreisläufen gasgekühlter Reaktoren auftreten. Es ist dabei möglich, mit der Trennschleuse praktisch in einem einstufigen Verfahren eine hochgradige Anreicherung des abzutrennenden Spaltgases zu erreichen.

Die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind zur Erläuterung an einem Ausführungsbeispiel in der Abbildung dargestellt. In ein vakuumfestes Gehäuse (durch Schraffierung gekennzeichnet) sind (ebenfalls schraffiiert) mit ihm verbundene Geräteteile eingebaut. Außerdem befindet sich innerhalb dieses Gehäuses ein kombiniertes Rotorsystem mit den Trennkammern 6 und 7 und den Turbinen 2, 4, 9 und 11. Das Rotorsystem dreht sich um die hier vertikal eingezeichnete Achse, was durch einen Drehpfeil in der Mitte der Abbildung kenntlich gemacht ist.

Der Trennvorgang läuft nun so ab, daß bei den Einführungsflanschen 10 das zu trennende Gasgemisch in den ringförmigen Raumbereich 3 eingelassen wird. Wie durch Pfeile bereits dargestellt, wird dieses Gas sowohl in radialer Richtung auf die Dreh. 709 590/255

Claims (2)

achse zu als auch von ihr weg durch die rotierenden Trennkammern 6 und 7 mit den zur Rotorachse parallelen Schlitzblenden dem Trennvorgang unterworfen. Dabei tritt in beiden ringförmigen Trennkammern wiederum eine Aufteilung des Gasstromes auf. Das an schweren Molekülen angereicherte Gas strömt in axialer Richtung nach oben und wird dort von den Turbinen 2 und 4 erfaßt. Das an leichten Molekülen angereicherte Gas strömt in radialer Richtung nach innen und außen und wird dann von den Turbinen 9 und 11 erfaßt. Während der erstere dem Trennvorgang unterworfene Gasanteil mit einer Anreicherung der schweren Moleküle durch die öffnung 1 das Gerät verläßt, tritt der an leichten Molekülen angereicherte Gasanteil durch die Flansche 8 aus dem Gerät aus. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Trennung von Gasgemischen nach dem Prinzip der Isotopenschleuse, da- ao durch gekennzeichnet, daß die Zuführung des zu trennenden Gasgemisches in einem

ringförmigen Raumbereich um die Zylinderachse eines rotierenden Systems erfolgt, wobei die Entmischung bzw. die Trennung der Gase durch zwei an sich bekannte Trennsysteme und die dazugehörigen Turbinen in radialer Richtung sowohl nach innen als auch nach außen vorgenommen wird.

2. Vorrichtung zur Trennung von Gasgemischen nach Anspruch 1, bestehend aus einem vakuumfesten Gehäuse mit einem kombinierten Rotorsystem, Trennkammern und Turbinen, dadurch gekennzeichnet, daß sie sowohl auf der der Zylinderachse im ringförmigen Raumbereich näheren Innenseite als auch an der ihr abgewandten Außenseite je ein koaxial-rotierendes und starres Zylindersystem mit zur Rotorachse parallelen Schlitzblenden enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 1092 448,1058 024; Zeitschrift »Kerntechnik«, Dezember 1964,
1.577 ff.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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