DE1451129A1

DE1451129A1 - Process for the simultaneous cooling of mixtures of condensable vapors and non-condensable gases

Info

Publication number: DE1451129A1
Application number: DE19641451129
Authority: DE
Inventors: Schoening Dipl-Ing Josef
Original assignee: Brown Boveri Krupp Reaktorbau GmbH
Current assignee: Brown Boveri Krupp Reaktorbau GmbH
Priority date: 1964-09-03
Filing date: 1964-09-03
Publication date: 1969-05-14

Description

Verfahren zum gleichzeitigen Kühlen von Gemischen aus kondensierbaren Dämpfen und unkonde(%sierbaren Gasen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gleichzeitigen Kühlen von Gemischen aus kondensierbaren Dämpfen und unkondensierbaren Gasen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Das Verfahren kann hauptsächlich bei gasgekühlten Reaktoren angewendet werden. Bei derartigen Reaktoren kann durch das Auftreten von Dampferzeugerrohrreißern Wasser in das Core einfallen, das durch die heißen Bauteile und durch die Wärmenachproduktion des Reaktors nach dem Abschalten verdampft und zu unzulässiger Drucksteigerung führt. In diesem Falle treten die Sicherheitsventile des Reaktorbehälters in Tätigkeit und blasen ab. Die abgeblasenen Gase und Dämpfe müssen dann gekühlt werden. Die bisher bekannten Kühlsysteme sind jedoch so eingerichtet, daß sie entweder nur zur Gas- oder nur zur Dampfkühlung geeignet sind. Außerdem sind diese Systeme nicht vollkommen abgeschlossen und haben, um die gewünschten Kühleffekte zu erreichen, äußere Antriebe und zusätzliche Umwälzpumpen. Das ist ein großer Nachteil, da die abgeblasenen Gase radioaktiv verseucht sind und eine Gefahr für die Umgebung darstellen. Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, die genannten Schwierigkeiten zu überwinden und ein Verfahren anzugeben, durch das ein Gemisch von kondensierbaren Dämpfen und unkondensierbaren Gasen gleichzeitig gekühlt werden kann, ohne daß eine Gefahr der Verseuchung für die Umgebung besteht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gemisch in einem geschlossenen Druckbehälter mit einer Kühlwasserfüllung durch eine lange Kondensstrecke in innige Berührung mit dem Kühlwasser gebracht und in seine kondensierbaren und unkondensierbaren Bestandteile zerlegt wird und daß das Kühlwasser ohne äußeren Antrieb in Umlauf gesetzt wird. Das Verfahren läuft also in einem nach außen hermetisch abgeschlossenen Behälter ab, der keinerlei bewegliche Teile und Antriebe besitzt, so daß kein verseuchtes Gas in die Umgebung gelangen kann. Durch den Umlauf des Kühlwassers wird erreicht, daß das gesamte Kühlwasser an der Kühlung beteiligt wird. Aus Platz- und Auslegungsgründen wird die Wärme des abblasenden Gemisches an eine möglichst kleine Kühlwassermenge abgeführt, d.h. die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens stellt einen Hochleistungskühler dar, mit dem ein optimaler Kühleffekt erzielt wird. Process for the simultaneous cooling of mixtures of condensable vapors and non-condensable gases. The invention relates to a process for the simultaneous cooling of mixtures of condensable vapors and non-condensable gases and a device for carrying out the process. The process can mainly be used in gas-cooled reactors. In such reactors, water can penetrate into the core due to the occurrence of steam generator pipe ruptures, which evaporates after shutdown due to the hot components and the post-heat production of the reactor and leads to an inadmissible increase in pressure. In this case, the safety valves of the reactor vessel are activated and blow off. The vented gases and vapors then have to be cooled. However, the previously known cooling systems have been designed in such a way that they are suitable for either gas cooling or only steam cooling To achieve the desired cooling effects, external drives and additional circulation pumps. This is a major disadvantage, as the gases that are blown off are radioactively contaminated and pose a danger to the environment. The present invention has therefore set itself the task of overcoming the difficulties mentioned and specifying a method by which a mixture of condensable vapors and non-condensable gases can be cooled at the same time without the risk of contamination for the environment. This object is achieved according to the invention in that the mixture is brought into intimate contact with the cooling water through a long condensation path in a closed pressure vessel with a cooling water filling and is broken down into its condensable and non-condensable components and that the cooling water is circulated without an external drive. The process takes place in a container that is hermetically sealed from the outside and has no moving parts or drives, so that no contaminated gas can get into the environment. The circulation of the cooling water ensures that all of the cooling water is involved in the cooling. For reasons of space and design, the heat of the blowing mixture is dissipated to the smallest possible amount of cooling water, ie the device for carrying out the method is a high-performance cooler with which an optimal cooling effect is achieved.

Vorteilhaft werden die unkondensierbaren Bestandteile des Gemisches nach der Kühlung in einem als Speicher ausgebildeten Raum des geschlossenen Druckbehälters aufgefangen,'so daß sie nicht mit der Umwelt in Berührung kommen. Der abgeblasene Dampf schlägt sich nieder und wird entweder vom Kühlwasser aufgenommen oder sammelt sich am Boden des geschlossenen Druckbehälters.The non-condensable constituents of the mixture are advantageous after cooling in a space of the closed pressure vessel designed as a memory so that they do not come into contact with the environment. The blown off Steam precipitates and is either absorbed or collected by the cooling water at the bottom of the closed pressure vessel.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann verschieden ausgebildet sein. Dabei kommt es stets nur darauf an, daß eine möglichst lange Kondensstrecke vorgesehen ist und für einen guten Wasserumlauf sowie für eine innige Berührung des Gemisches mit dem Kühlwasser gesorgt ist.The device for carrying out the method can be designed in various ways be. It is always important that the condensation path is as long as possible is provided and for a good water circulation as well as for an intimate contact the mixture with the cooling water is taken care of.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß der geschlossene Druckbehälter einen Innenraum und zwei diesen . umgebende Ringräume aufweist, wobei der Innenraum und der an ihn grenzende.. innere Ringraum oben und unten miteinander in Verbindung stehen und mit Kühlwasser gefüllt Bind, daß am Boden des inneren. Ringraumes eine mehrere Düsen enthaltende Ringleitung für den Eintritt des Gemisches vorgesehen ist und daß der äußere Ringraum am oberen Ende des Behälters mit dem inneren Ringraum in Verbindung steht und als Gasspeicher dient. Das Gemisch strömt aus der Abblaseleitung in die Ringleitung ein und tritt verteilt durch die Düsen mit großer Geschwindigkeit in das Kühlwasser, wobei es mit diesem in innige Berührung kommt und ein guter Wärmeübergang stattfindet. Durch die Vermischung des Gases und Dampfes mit dem Kühlwasser wird das spezifische Gewicht in dem inneren Ringraum verringert, und das kältere und spezifisch schwerere Wasser im Innenraum hebt die Füllung im Ringraum und fällt ständig nach. Dadurch wird ein guter Zwangsumlauf des Kühlwassers bewirkt. Der Druckbehälter hat eine langgestreckte Form, so daß eine lange Kondensstrecke vorliegt. Der Wirkungsgrad der Vorrichtung ist von Leistungs- und Vordruckschwankungen unabhängig. Bei einer Volumenkonzentration des Gemisches < 0,5 kann auf eine künstliche Verlängerung der Kondensstrecke verzichtet werden, und der größere Teil des geschlossenen Behälters wird dann von dem Gasspeicher eingenommen. Vorteilhaft ist die Austrittsöffnung der in der Ringleitung vorhandenen Düsen nach oben gerichtet, so daß die kinetische Energie des Gemisches den Auftrieb noch verstärkt. Die Form der Düsen spielt dabei keine Rolle, nur müssen die Austrittsöffnungen einen entsprechenden Querschnitt aufweisen.A first embodiment of the device for performing the The method according to the invention is characterized in that the closed pressure vessel an interior and two these. having surrounding annular spaces, the interior and the adjoining .. inner annular space above and below in connection with one another stand and filled with cooling water bind that at the bottom of the interior. Annulus one ring line containing several nozzles for the inlet of the mixture is provided and that the outer annular space at the upper end of the container with the inner annulus communicates and serves as a gas reservoir. The mixture flows from the blow-off line enters the ring line and is distributed through the nozzles at great speed into the cooling water, whereby it comes into intimate contact with it comes and a good heat transfer takes place. By mixing the gas and Steam with the cooling water becomes the specific gravity in the inner annulus and the colder and specifically heavier water in the interior increases the Filling in the annulus and keeps falling. This creates a good forced circulation of the cooling water causes. The pressure vessel has an elongated shape so that there is a long condensation path. The efficiency of the device is of performance and admission pressure fluctuations independently. At a volume concentration of the mixture <0.5 there is no need to artificially lengthen the condensation path, and the greater part of the closed container is then taken up by the gas reservoir. The outlet opening of the nozzles in the ring line is advantageous directed upwards, so that the kinetic energy of the mixture increases the lift. The shape of the nozzles does not matter, only the outlet openings have to be have a corresponding cross-section.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht der geschlossene Druckbehälter aus drei räumlich getrennten Gefäßen, wobei das mittlere Gefäß eine Anzahl von senkrecht angeordneten Rohren für das Kühlwasser enthält, das aus dem zweiten Gefäß zuströmt, sowie einen unten mit einer Öffnung versehenen Behälter, der oben in eine Zuleitung für das Gemisch mündet und in dem mehrere Prallbleche angeordnet sind.. Das dritte Gefäß steht mit dem Außenraum des mittleren Gefäßes in Verbindung und dient als Gasspeicher. Das gesamte, die drei Gefäße umfassende System ist nach außen hermetisch abgeschlossen. Das Kühlwasser tritt von unten in die Rohre ein und oben wieder.aus.-Das heiße Gemisch strömt von oben nach unten um die Rohre, wobei sich der. Dampf am Boden des mittleren Gefäßes als Kondensat sammelt, während die unkondensierbaren Gase durch den Außenraum zu dem Gasspeicher abströmen. Der Wasserumlauf wird durch freie Konvektion erreicht.In a second embodiment of the device for implementation of the method according to the invention, the closed pressure vessel consists of three spatially separated vessels, the middle vessel having a number of perpendicular contains arranged pipes for the cooling water flowing from the second vessel, as well as a container with an opening at the bottom, which is at the top in a supply line for the mixture flows and in which several baffle plates are arranged .. The third The vessel communicates with the outside of the central vessel and serves as a Gas storage. The entire system comprising the three vessels is hermetically sealed to the outside. The cooling water enters the pipes from below in and up again. out - The hot mixture flows from top to bottom around the pipes, whereby the. Steam collects as condensate at the bottom of the middle vessel while the non-condensable gases flow off through the outer space to the gas reservoir. Of the Water circulation is achieved through free convection.

Vorteilhaft dienen die indem mittleren Gefäßangebrachten Prallbleche einem doppelten Zweck: sie sind-einmal zur Halterung der Rohre bestimmt und wirken zum anderen als Umlenkbleche für den Gemischstrgm. Auf diese Weise wird die Kondensstrecke künstlich verlängert. Ferner wird ein guter Wärmeübergang dadurch gewährleistet, daß durch die Prallbleche der Wasserfilm immer wieder abgerissen wird.The baffle plates placed in the middle vessel are advantageous a double purpose: they are intended to hold the pipes and work on the other hand as baffles for the mixture control. In this way, the condensation path becomes artificially extended. Furthermore, a good heat transfer is guaranteed by that the water film is repeatedly torn off by the baffle plates.

Eine dritte Möglichkeit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, den geschlossenen Druckbehälter in einen oberen Teil für die Gasspeicherung und in einen unteren Teil für das Kühlwässer zu unterteilen und beide Teile durch eine mit einer Rückschlagklappe versehene Überströmleitung zu verbinden. In die Zuleitung für das Gemisch ist eine Düse eingebaut sowie ein mit' Kühlwasser gespeister Sprühdüsenring, ferner ist zwischen der Gemischzuleitung und dem Kühlwasserteil eine Druckleitung vorgesehen. Die Kühlung des Gemisches beruht darauf, daß das Kühlwasser fein zerstäubt in die Gemischzuleitung eingespritzt wird, wobei sich eine gute Kühlwirkung erzielen läßt. Da für das Einspritzen erfindungsgemäß kein äußerer Antrieb verwendet werden soll, wird durch die Düse in der Gemischzuleitung die nötige Druckdifferenz für das Einspritzen des Kühlwassers geschaffen.A third possibility for carrying out the method according to the invention consists in the closed pressure vessel in an upper part for gas storage and to divide into a lower part for the cooling water and both parts through to connect an overflow line provided with a non-return valve. In the A nozzle is installed in the feed line for the mixture as well as a 'cooling water' Spray nozzle ring, furthermore, is between the mixture feed line and the cooling water part a pressure line is provided. The cooling of the mixture is based on the fact that the cooling water finely atomized is injected into the mixture feed line, with a good cooling effect can be achieved. Since no external drive is used for the injection according to the invention is to be, the necessary pressure difference is created through the nozzle in the mixture feed line created for the injection of the cooling water.

Voraussetzung dafür ist, daß zwischen dem Ansprechdruck des Si- , cherheitsventils und dem Enddruck eine entsprechende Spanne vorhanden ist. Diese Kühlvorrichtung eignet sich besonders für Gemischkonzentrationen 7 0,5. Sie ist zwar leistungs- und vordruckabhängig, aber die Kühlwirkung nimmt nicht mit der Zeit ab. Im Abblasefall@werden der Kühlwasser- und -der Speicherraum, die sonst durch die Überströmleitung miteinander verbunden sind, durch eine eigengewiehtsbelastete Rüeksehlagklappe voneinander getrennt, da im Kühlwasserraum ein höherer Druck als im Speicherraum. herrscht. Nach dem Abblasen gibt die Rückschlagklappe die Verbindung zwischen Speicher- und Kühlwasserraum wieder frei, und das Kühlwasser kann in seinen Behälter zurückströmen, so daß die Vor -richtung wieder funktionsfähig ist.The prerequisite for this is that there is a corresponding margin between the response pressure of the safety valve and the final pressure. This cooling device is particularly suitable for mixture concentrations 7 0.5. It is dependent on performance and admission pressure, but the cooling effect does not decrease over time. In the case of blow-off @ the cooling water and storage space, which are otherwise connected by the overflow line, are separated from each other by a self-weighted backlash flap, as the pressure in the cooling water space is higher than in the storage space. prevails. After the blow-off, the non-return valve releases the connection between the storage and cooling water space again, and the cooling water can flow back into its container so that the device is functional again.

Sind die Druckdifferenzen zwischen Ansprech- oder Abblasedruck und Enddruck nur gering, so sind die Räume für die Gasspeicherung und das Kühlwasser vorteilhaft in zwei getrennten Gefäßen untergebracht, wobei der Kühlwasserbehälter oberhalb des Speicherraums angeordnet ist und an seinem Boden ein federbelastetes Ventil aufweist. Dieses hat die Aufgabe, im Nichtabblasefall das Kohlwasser im Behälter zurückzuhalten. Die Feder des Ventils ist so ausgelegt, daß sie gerade die Wassersäule über dem Ventil kompensiert.If the pressure differences between the response or blow-off pressure and the final pressure are only small, the spaces for the gas storage and the cooling water are advantageously housed in two separate vessels, the cooling water tank being arranged above the storage space and having a spring-loaded valve at its bottom. This has the task of retaining the cabbage water in the container when it is not blown off. The spring of the valve is designed so that it just compensates for the water column above the valve.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung den erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Druckbehälter in seinem unteren Teil ein nach unten offenen Rohrsystem enthält, in das die Gemischzuleitung mündet, und daß das. Rohrsystem von Kühlwasser umgeben ist. Das zu kühlende Gemisch strömt durch die Rohre nach unten, wobei en bereite beträchtlich abgekühlt wird, und tritt im Bodenbereich des Druckbehältern .aus den Rohren aus. Die Dämpfe kondensieren und werden von dem Kühlwasser aufgenommen, während das Gas durch das Kühlwasser hindurch nach oben in den Speicherraum steigt, wo-bei es noch weiter abgekühlt wird.Another embodiment of the device for carrying out the method according to the invention is characterized in that the closed pressure vessel contains a downwardly open pipe system in its lower part, into which the mixture feed line opens, and that the pipe system is surrounded by cooling water. The mixture to be cooled flows down through the pipes, where the cooling is already considerable, and emerges from the pipes in the bottom area of the pressure vessel. The vapors condense and are absorbed by the cooling water, while the gas rises through the cooling water up into the storage space, where it is cooled even further.

gine vorteilhafte Weiterentwicklung dieser Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß für das Kühlwasser zwei getrennte Räume vorgesehen sind, wobei der untere Raum durch eine Zeitung mit der Gemischzuleitung und durch eine weitere Zeitung mit einem über dem Rohrsyntea angeordneten Sprühdüeenring verbunden iet,* 'und der obere Raum dab Rohrsystem umgibt, und daß in die Gemischzuleitung-eine Dose eingebaut ist. Bei dieser Vorrichtung wird eine dreifache Kühlwirkung erzielt. Die erste Abkühlung des uemiseiies errolgt beim Durchströmen des Rohrsystems, wonach sich die kondensierbaren Bestandteile am'Boden des oberen Kühlwasserbehälters sammeln, während das Gas durch das Kühlwasser aufsteigt und abermals gekühlt wird. Die dritte Abkühlung des Gases erfolgt durch den über dem Rohrsystem angeordneten Sprühdüsenring, durch den das Kühlwasser fein zerstäubt in das aufwärts strömende Gas gespritzt wird. Der Sprühdüssenring hat gleichzeitig die Aufgabe, die durchschlagenden Dämpfe niederzuschlagen.An advantageous further development of this device is characterized by the fact that two separate rooms are provided for the cooling water , the lower room being connected to the mixture feed line by a newspaper and by a further newspaper to a spray nozzle ring arranged above the pipe syntea, * 'and the upper one Space surrounds the pipe system , and that a can is built into the mixture feed line. With this device, a triple cooling effect is achieved. The first cooling of the uemiseiies takes place when it flows through the pipe system, after which the condensable components collect on the bottom of the upper cooling water tank, while the gas rises through the cooling water and is cooled again. The third cooling of the gas takes place through the spray nozzle ring arranged above the pipe system, through which the cooling water is sprayed finely atomized into the upward flowing gas. The spray nozzle ring also has the task of knocking down the penetrating vapors.

Bei den beiden letztgenannten Vorrichtungen sind vorteilhaft Halterungen für das Rohrsystem eingebaut, die gleichzeitig zur Umlenkung des Gasstromes auf seinem Weg nach oben dienen.In the case of the two last-mentioned devices, mounts are advantageous installed for the pipe system, which simultaneously redirects the gas flow serve his way up.

Bei einem letzten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind mehrere aus den bereits beschriebenen Vorrichtungen bekannte Bauelemente kombiniert. So besteht der Druckbehälter aus drei getrennten Gefäßen,, `vobei das mittlere ein Rohrsystem für das Kühlwasser enthält, das von dem von oben eingeleiteten Gemisch umströmt wirdƒ Die beiden anderen Gefäße sind als Kühlwasserbehälter und Gasspeicherraum ausgebildet. In dem oberen Teil des mittleren Gefäßes ist über der sich zu einem Behälter ausweitenden Gemischzuleitung ein Sprühdüsenring vorgesehen, und in die Gemischzuleitung ist eine DX,se eingebaut. Der Kühlwasserbehälter weist einen abgetrennten unteren Teil auf, der ebenfalls Kühlwasser enthält und durch eine Leitung mit der Gemischzuleitung sowie durch eire weitere Leitung mit dem Sprühdüsenring verbunden isst. Je nach der Art und Zusmensetzimg des abblasen den Gemisches und Je nach den Abblasebedingucagen,. z.B. konstanter Vordruck, konstan- te Abblaseleistung, Abblase- und Enddruck usvi. , und der Abblasd® menge können die beschriebenen@.@firunbispi@le zur Durch- führung des erfindungssgemäßsri$ 3-a@»r,@s vor@yendet werden. In der Zeichnung sind m3h2ere A@ Grugig`@e:sp.ele der Vorrichtung zur Dixrchfühimu..ag das efimiun.gs:#o2.gen Verfahrens s"#hematiech und zwar z21gen . Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, Fig. 2 eine Einzelheit der Fig. 1, Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, Fig. 5 eine Einzelheit der Fig. 4t Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI - VI der Fig. 59 Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII - VII der Fig. 59 Fig. 8 eine geänderte Ausführung der Fig. 4, Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung Fig.10 eine geänderte Ausführung der Fig. 9 und Fig.11 eine geänderte Ausführung der Fig. 3. In der Fig. 1 ist ein geschlossener Druckbehälter 1 von langgestreckter Form dargestellt, der in mehrere Räume unterteilt ist. Ein Innenraum 2 ist von einem Ringraum 3 umgeben, der wiederum von einem Ringraum 4 umschlossen ist. Der Innenraum 2 und der Ringraum 3 sind mit Kühlwasser gefüllt und stehen oben und unten miteinander in Verbindung. Am Boden des Behälters 1 ist eine Ringleitung 5 angeordnet, in die eine Zuleitung 6 für das zu kühlende Gemisch mündet, das in der angegebenen Richtung strömt. Die Ringleitung 5 weist eine Anzahl Düsen 7 auf, die in den Ringraum 3 ragen und mit ihrer Öffnung nach oben gerichtet sind. In der Fig. 2 ist eine der möglichen Formen dargestellt, die die Düsen 7 haben können. Außer einer zentralen Öffnung 8 weist die Düse auf ihrem Umfang noch eine Reihe von schräg nach oben gerichteten Bohrungen auf. Zwischen dem Ringraum 3 und dem Ringraum 4 besteht im oberen Teil des Behälters 1 eine. Verbindung 10. Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Das Gemisch strömt durch die Leitung 6 in die Ringleitung 5 und tritt durch die Düsen 7 in das in dem Ringraum 3 befindliche Kühlwasser ein. Durch die nach oben gerichteten Öffnungen der Düsen wird der Auftrieb noch durch die kinetische Energie des Gemisches verstärkt, so daß das Gemisch mit großer Geschwindigkeit austritt und eine innige Berührung mit dem Kühlwasser und dadurch ein guter Wärmeübergang erreicht wird.-Das mit Gas und Dampf vermischte Kühlwasser in dem Ringraum. 3 ist spezifisch leichter als das im Innenraum 2 befindliche Wasser und steigt daher nach oben, während das kältere Wasser des Innenräumes ständig nach unten fällt. Dadurch wird ein guter Zwangsumlauf des Kühlwassers bewirkt und das gesamte Kühlwasser an der Kühlung beteiligt. Der kondensierte Dampf wird von dem Kühlwasser aufgenommen, während das Gas durch die Verbindung 10 in den Raum 4 tritt und hier gespeichert wird. In der Fg., *3 besteht die Kühlvorrichtung aus drei Gefäßen 1112 und 139 die zusammen ein abgeschlosse'nes System bilden.. In das mittlere Gefäß 12 ist ein Rohr-System 1'4 eingebaut, das von Kühlwasser durchströmt wird. Dieses tritt durch eine Zeitung 15- aus dem Gefäß 1.1., das als Kühlwasserbehälterdient, in das Rohrsystem ein und wird durch eine Zeitung: 16 wieder in das Gefäß 11 zurückgeführt.. Das zu kühlende Gemisch gelangt durch eine-Zeitung 17 in einen Behälter 18, der das Rohrsystem 14 umschießt. Um dein Wegdes Gemisches in diesem Raum zu verlängern, sind Prallbleche-19 eingebaut, die den Gemischstrom in der angegebenen Weise umleriken und dabei gleichzeitig zur Rohrhalterung dienen: Am Boden de"s Behälters 1-8 ist eine Öffnung'20 ' 'vorgesehen. Der den Behälter 18 umgebende Außenraum 22 des Gefäßes 12 steht durch eine Zeitung 21 mit dem Gefäß 13 in Verbindung, das den,Gasspeicherraum darstellt: Das heiße Gemisch tritt durch die Zeitung 17 in das Gefäß 18 ein und umströmt die mit Kühlwasser gefüllten Rohre 14, wobei es durch die angebrachten Prallbleche 19 einen sehr weiten Weg zurücklegen muß-Dabei kühlt es sich ab, wäh-`rend sich das Wasser erwärmt und nach'oben.strömt. Auf diese Weise' wird durch freie Konvektion der Wasserumlauf erreicht. Das Gemisch tritt schließlich durch die Öffnung 20 in. den- Außenraum 22 des Ge-"fäßes 12, wo sich der kondensierte Dampf am Boden sammelt, während das Gas durch die Zeitung 21.in den Speicherraum 13 gelangt.In a last exemplary embodiment of the device according to the invention, several components known from the devices already described are combined. The pressure vessel consists of three separate vessels, the middle one containing a pipe system for the cooling water around which the mixture introduced from above flows. The other two vessels are designed as a cooling water vessel and a gas storage space. In the upper part of the middle vessel, a spray nozzle ring is provided above the mixture feed line, which expands to a container, and a DX, se is built into the mixture feed line. The cooling water tank has a separate lower part, which also contains cooling water and is connected to the mixture feed line by a line and connected to the spray nozzle ring by a further line. Depending on the type and composition of the blow-off mixture and Depending on the blow-off conditions. e.g. constant admission pressure, constant te blow-off capacity, blow-off and final pressure, etc. , and the Abblasd® the described @. @ firunbispi @ le can be used for Execution of the inventive ri $ 3-a @ »r, @ s before @ yend. In the drawing are m3h2ere A @ Grugig` @ e: sp.ele of the device zur Dixrchfühimu..ag the efimiun.gs:#o2.gen procedure s "#hematiech namely z21gen. 1 shows a first embodiment of the device, FIG. 2 shows a detail of FIG. 1, FIG. 3 shows a second embodiment of the device, FIG. 4 shows a third embodiment of the device, FIG. 5 shows a detail of FIGS Section along the line VI-VI in FIG. 59, FIG. 7 a section along the line VII-VII in FIG. 59, FIG. 8 a modified embodiment of FIG. 4, FIG. 9 a further embodiment of the device FIG. 10 a modified one Embodiment of FIG. 9 and FIG. 11 a modified embodiment of FIG. 3. In FIG. 1, a closed pressure vessel 1 of elongated shape is shown, which is divided into several rooms. An interior 2 is surrounded by an annular space 3, which in turn is enclosed by an annular space 4. The inner space 2 and the annular space 3 are filled with cooling water and are connected to one another at the top and bottom. At the bottom of the container 1, a ring line 5 is arranged, into which a feed line 6 opens for the mixture to be cooled, which flows in the direction indicated. The ring line 5 has a number of nozzles 7 which protrude into the annular space 3 and are directed with their opening upwards. FIG. 2 shows one of the possible shapes that the nozzles 7 can have. In addition to a central opening 8, the nozzle also has a number of bores directed obliquely upwards on its circumference. Between the annular space 3 and the annular space 4 there is one in the upper part of the container 1. Connection 10. The device works as follows: The mixture flows through the line 6 into the ring line 5 and enters the cooling water located in the ring space 3 through the nozzles 7. Due to the upwardly directed openings of the nozzles, the buoyancy is increased by the kinetic energy of the mixture, so that the mixture exits at high speed and an intimate contact with the cooling water and thus a good heat transfer is achieved.-That mixed with gas and steam Cooling water in the annulus. 3 is specifically lighter than the water in the interior space 2 and therefore rises upwards, while the colder water in the interior space constantly falls downwards. This causes a good forced circulation of the cooling water and the entire cooling water is involved in the cooling. The condensed steam is absorbed by the cooling water, while the gas passes through the connection 10 into the space 4 and is stored here. In FIG. 3, the cooling device consists of three vessels 1112 and 139 which together form a closed system. A pipe system 1'4 is built into the middle vessel 12 through which cooling water flows. This enters the pipe system through a newspaper 15 from the vessel 1.1, which serves as a cooling water container, and is returned to the vessel 11 through a newspaper 16. The mixture to be cooled passes through a newspaper 17 into a container 18 shooting around the pipe system 14. In order to lengthen the path of the mixture in this space, baffle plates -19 are installed, which umleriken the mixture flow in the specified manner and at the same time serve to hold the pipe: An opening '20''is provided at the bottom of the container 1-8 The outer space 22 of the vessel 12 surrounding the container 18 communicates through a newspaper 21 with the vessel 13, which represents the gas storage space: the hot mixture enters the vessel 18 through the newspaper 17 and flows around the pipes 14 filled with cooling water, whereby it has to travel a very long way through the attached baffle plates 19. It cools down while the water heats up and flows upwards. In this way, the water circulation is achieved through free convection. The mixture finally occurs through the opening 20 into the outer space 22 of the vessel 12, where the condensed vapor collects at the bottom while the gas passes through the newspaper 21 into the storage space 13.

Bei der-.n der Fig. 4 dargestellten Vorrichtung besteht der geschlossene Behälter ;aus einem' oberen Teil 23 und einem unteren Teil 24, der mit Kühlwasser gefüllt ist, Beide Teile sind durch eine Überströmleitung 25 verbunden, in die eine eigengewichtsbelastete Rückschlagklappe 26 (siehe Fig. 5) eingebaut ist. Der das Kühlwasser enthaltende Teil 24 weist an seinem Boden eine Zeitung-27 auf, die zu einem Sprühdüsenring 28 führt, der in der Gemischzuleitung 29 vor ihrem Eintritt in den Behälterteil 23 angeordnet ist. Die Gemischzuleitung 29 enthält außerdem eine Düse 30 und i-st über eine Druckleitung 3'1 mit dein oberen Teil des Kühlwasserbehälters 24 verbunden. Die Kühlung des durch die Zeitung 29 eintretenden Gemisches beruht darauf, daß mittels des Sprühdüsenringes 28 fein zerstäubtes Kühlwasser in das Gemisch eingespritzt wird, wodurch eine innige Berührung von Kühlwasser und Gemisch erreicht wird. Die Düse 30 hat den Zweck, die nötige Druckdifferenz für das Einspritzen des Kühlwassers zu liefern, da dieser Vorgang ohne äußeren Antrieb vor sich gehen muß. Das abgekühlte Gas wird in dem Raum 23 gespeichert, während sich der Dampf am Boden dieses Raumes niederschlägt und bei geöffneter Rückschlagklappe 26 zusammen mit- dem aus dem Sprühdüsenring ausgetretenen Kühlwasser in den unteren Raum 24 abströmt. Im Abblasefall wird die Überströmleitung 25 durch die Rückschlagklappe geschlossen, da im Kühlwasserraum, der über die Druckleitung 31 mit der Abblaseleitung in direkter Verbindung steht, ein höherer Druck herrscht als im Speicherraum: 23. Die Rückschlagklappe 26 befindet sich dann in dem in der-Fig. 5 gezeigten Zustand,dh. die Öffnung 32 wird durch das Bauteil 33 versperrt. Diese Vorrichtung ist besonders geeignet für große Druckdifferenzen zwischen Abblasedruck und Enddruck. Ziegen nur kleine Druckdifferenzen vor, so kann die Vorrichtung in der in der Fig. 8 gezeigten, abgewandelten Form benutzt werden. Hier ist der Kühlwasserbehälter 24 getrennt von dem Gasspeicher 23 angeordnet, und zwar oberhalb von ihm. Die gleichen Bauteile sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet wie in der Fig. 4. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist ebenfalls die gleiche: die Kühlwirkung wird durch das mittels des Sprühdüsenringes 28 in das Gemisch eingespritzte Kühlwasser erzielt. Däs abgekühlte Gas wird im Raum 23 gespeichert, während sich das Kondensat des niedergeschlagenen Dampfes am Boden dieses Gefäßes sammelt. Zwischen. dem gühlwassergefäß 24 und der Zeitung 27 ist ein federbelastetes Ventil 34 vorgesehen, das das Kühlwasser im Nichtabblasefall im Gefäß 24 zurückhält: Die Stärke der Feder ist so gewählt, daß sie gerade das Gewicht der über dem Ventil 34 stehenden Viassersäule ausgleicht.The device shown in FIG. 4 is closed Container; from an 'upper part 23 and a lower part 24, which is filled with cooling water is filled, both parts are through one Overflow line 25 connected, in which a non-return flap 26 (see FIG. 5) loaded by its own weight is installed is. The part 24 containing the cooling water has a newspaper 27 at its bottom on, which leads to a spray nozzle ring 28 in the mixture feed line 29 in front of her Entrance into the container part 23 is arranged. The mixture feed line 29 contains in addition, a nozzle 30 and is connected to the upper part of the via a pressure line 3'1 Cooling water tank 24 connected. The cooling of the entering through the newspaper 29 Mixture is based on the fact that by means of the spray nozzle ring 28 finely atomized cooling water is injected into the mixture, creating an intimate contact of cooling water and Mixture is achieved. The nozzle 30 has the purpose, the necessary pressure difference for to deliver the injection of the cooling water, since this process has no external drive must go on. The cooled gas is stored in the space 23 while the steam is deposited on the floor of this room and when the non-return valve is open 26 together with the cooling water that has escaped from the spray nozzle ring into the lower Room 24 flows off. In the case of blow-off, the overflow line 25 is passed through the non-return valve closed, because in the cooling water space, which is connected to the blow-off line via the pressure line 31 is in direct connection, there is a higher pressure than in the storage space: 23. The non-return valve 26 is then located in the one shown in FIG. 5 state shown, ie. the opening 32 is blocked by the component 33. This device is special suitable for large pressure differences between blow-off pressure and final pressure. Goats only small pressure differences, so the device in the Fig. 8 shown, modified form can be used. Here, the cooling water tank 24 is separate from the gas storage 23 arranged, and above it. The same components are denoted by the same reference numerals as in FIG. 4. The mode of operation of the device is also the same: the cooling effect is achieved by the means of the spray nozzle ring 28 achieved cooling water injected into the mixture. The cooled down Gas is stored in room 23, while the condensate of the precipitated vapor collects at the bottom of this vessel. Between. the cooling water tank 24 and the newspaper 27, a spring-loaded valve 34 is provided that the cooling water retains in the vessel 24 when it is not blown off: The strength of the spring is selected so that that it just balances the weight of the Viass column standing above the valve 34.

Die Fig. 9 zeigt einen geschlossenen Druckbehälter 35, in den eine Zuleitung 36 für das zu kühlende Gemisch hineinführt. Diese `erweitert sich im unteren Teil des Behälters 35 u einem Gefäß 37 und-geht dann in ein Rohrsystem 38 über, dessen Rohrenden 39 nach unten geöffnet sind. Der Behälter 35 ist so weit mit Kühlwasser gefüllt, daß das Rohrsystem völlig in. dass Wasser eintaucht. Zur Halterung des Rohrsystems dienen Prallbleche 409 die'gleichzeit-ig als U-mlenkbleche fungieren. Das Gemisch tritt durch die Zeitung 36' in das Gefäß 37 ein' und strömt durch das Rohrsystem 38 nach unten, wobei es durch das es umgebende Wasser gekühlt wird. Durch die offenen Rohrenden 39 gelangtes in den Belter 35 und wird in seine Bestandteile zerlegt, 4.1e der Dampf kondensiert und sammelt sich am Boden des Behälters 35, während das Gas durch den Auftrieb nach oben steigt, wobei es in innige Berührung mit dem Kühlwasser kommt und nochmals abgekühlt wird. Der Weg des nach oben-strömenden Gases wird noch durch die frallbleche 4-Q verlängert, die den Gasstrom dauernd in eine andere Richtung zwingen:. Schließlich wird das Gas im oberen Teil des Behälters 3 5 gespeichert.9 shows a closed pressure vessel 35 into which a feed line 36 for the mixture to be cooled leads. This `` expands in the lower part of the container 35 u a vessel 37 and then merges into a pipe system 38, the pipe ends 39 of which are open downwards. The container 35 is filled with cooling water to such an extent that the pipe system is completely immersed in the water. Baffle plates 409, which at the same time act as U-bend plates, serve to hold the pipe system. The mixture enters the vessel 37 through the newspaper 36 'and flows down through the pipe system 38, being cooled by the water surrounding it. Through the open pipe ends 39, the gas enters the belter 35 and is broken down into its components, 4.1e the vapor condenses and collects at the bottom of the container 35, while the gas rises due to the buoyancy, whereby it comes into intimate contact with the cooling water and is cooled again. The path of the gas flowing upwards is lengthened by the 4-Q baffles, which constantly force the gas flow in a different direction. Finally, the gas is stored in the upper part of the container 35.

In der Fig. 1'0 ist eine geänderte Ausführung der in der Fg. 9 beschriebenen Vorrichtung dargestellt. Der Druckbehälter 35 enthält wieder ein Gefäß 379 in das von oben die Gemischzuleitung 36 @@-mündet und das nach unten in das Rohrsystem 38 ausläuft.-Die Rohrenden 39 des Systems sind wieder nach unten geöffnet, und das gesamte Rohrsystem ist von Kühlwasser umgeben. Die Prallbleche 40 sind der Ubersichtlichkeit wegen in dieser Figur weggelassen.1'0 shows a modified version of that described in FIG Device shown. The pressure vessel 35 again contains a vessel 379 in the the mixture feed line 36 @@ - opens from above and that down into the pipe system 38 runs out.-The pipe ends 39 of the system are opened downwards again, and that the entire pipe system is surrounded by cooling water. The baffle plates 40 are for clarity because of omitted in this figure.

2m unteren Teil des Behälters 35 ist ein weiterer, von dem -übrigen Behälterteil abgetrennter Kühlwasserraum 41 vorgesehen, der durch eine Druckleitung mit der Gemischzuleitung 36 in Verbindung steht. Eine zweite Zeitung 43 führt vom Boden des Raumes-41 zu einem Sprühdüsenring 44, der oberhalb des Gefäßes 37 in dem Behälter 35 angebracht ist. In die Gemischzuleitung 36 ist-eine Düse 45 eingebaut. Der durch die Zeitung 36 eintretende Gemischstrom wird in dem Rohrsystem 38 ein erstes Mal gekühlt, wandert dann nach Austritt aus den Rohrenden 39 in dem Kühlwasser nach oben, wobei er sich nochmals abkühlt, und wird schließlich durch das aus dem Sprühdüsenring 44 austretende Wasser ein drittes Mal abgekühlt. Die Düse 45 sorgt für die nötige Druckdifferenz zum Einspritzen des Kühlwassers, wie bereits bei Fig. 4 beschrieben: Das Gas sammelt sich in dem oberen Teil des Behälters 35, während das Kondensat des Dampfes von dem Kühlwasser aufgenommen wird. Durchschlagende Dämpfe werden durch das aus dem Sprühdüsenring austretende Wasser zum Niederschlag gebracht.In the lower part of the container 35 is another one of the rest Container part separated cooling water space 41 provided by one Pressure line is connected to the mixture feed line 36. Another newspaper 43 leads from the floor of the room-41 to a spray nozzle ring 44, which is above the vessel 37 is mounted in the container 35. A nozzle 45 is located in the mixture feed line 36 built-in. The mixed flow entering through newspaper 36 is in the pipe system 38 cooled a first time, then migrates after exiting the pipe ends 39 in the Cooling water upwards, where it cools down again, and is finally through the water emerging from the spray nozzle ring 44 is cooled a third time. the Nozzle 45 provides the necessary pressure difference for injecting the cooling water, such as already described for Fig. 4: The gas collects in the upper part of the container 35, while the condensate of the steam is absorbed by the cooling water. Resounding Vapors are precipitated by the water emerging from the spray nozzle ring brought.

Die Fig. 11 zeigt eine Vorrichtung, die - wie Fig. 3 - aus drei getrennten Gefäßen 11, 12 und 13 aufgebaut ist und in dem mittleren. Gefäß 12 ein von Kühlwasser durchströmtes Rohrsystem 14 enthält. Für die gleichen Bauteile sind die gleichen Bezugszahlen verwendet, wie in der Fig. 3die Prallbleche 19 sind jedoch der besseren Übersichtlichkeit wegen in der Fig. 11 weggelassen: Zusätzlich zur Kühlung des durch die Zeitung 17 eintretenden Gemisches`durch das Rohrsystem 14 ist eine Kühlung durch einen Sprühdü.senring 46 vorgesehen, der oberhalb des das Rohrsystem 14 umgebenden Raumes 18 in der Gemischzuleitung 17 angebracht ist. Eine Zeitung 47 verbindet den Sprühdüsenring mit einem Kühlwasserbehälter 48, der den unteren Teil des Gefäßes 11 einnimmt und gegen den oberen Kühlwasserbehälter 51. abgeschlossen ist. Durch eine weitere Zeitung 49 ist der Kühlwasserbehälter 48 mit der Gemischzuleitung 17 verbunden, in die eine Däse 50 eingebaut ist. Diese dient wieder dazu, die nötigen Druckverhältnisse zum Einspritzen des Kühlwassers zu schaffen. Wie bereits erwähnt, wird das Gemisch einer zweifachen Kühlung -ausgesetzt, einmal beim Durchströmen des Raumes 18 durch die vom Kühlwasser durchflossenen Rohre 14 und zum anderen beim Aufsteigen in den Raum 22 durch das feinzerstäubte Kühlwasser, das aus dem Spxühdüsenring 46 austritt. Das abgekühlte Gas wird schließlich im oberen Teil des Behälters 12 gespeichert, während sich der kondensierte Dampf am Boden des Raümes 22 sammelt.FIG. 11 shows a device which - like FIG. 3 - consists of three separate Vessels 11, 12 and 13 is constructed and in the middle. Vessel 12 a of cooling water contains pipe system 14 through which the flow passes. For the same components are the same Reference numbers are used, as in FIG. 3, but the baffle plates 19 are the better ones For the sake of clarity, omitted in FIG. 11: In addition to cooling the through The mixture entering the newspaper 17 through the pipe system 14 is through cooling a Sprühdü.senring 46 is provided, the above the pipe system 14 surrounding Space 18 in the mixture feed line 17 is attached. A newspaper 47 connects the Spray nozzle ring with a cooling water tank 48 covering the lower part of the vessel 11 occupies and is completed against the upper cooling water tank 51. By Another newspaper 49 is the cooling water tank 48 with the mixture feed line 17 connected, in which a nozzle 50 is built. This again serves to provide the necessary To create pressure conditions for injecting the cooling water. As already mentioned, the mixture is subjected to double cooling, once as it flows through of the space 18 through the pipes 14 through which the cooling water flows and on the other hand at Ascent into space 22 through the finely atomized cooling water that comes out of the spray nozzle ring 46 exits. The cooled gas is finally in the upper part of the container 12 saved while yourself the condensed steam at the bottom of the room 22 collects.

Claims

P at en t a n_ s p r ti c h e 1) Method for: simultaneous cooling of mixtures of condensable vapors and non-condensable gases, d a u r c h e k e k e n n n e i n e t that the mixture is stored in a closed pressure vessel with a cooling water filling through a long condensation path in intimate contact brought with the cooling water and into its condensable and inconcondensable components is disassembled and that the cooling water is put into circulation without an external drive.

2) Method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i n e t that the uncondensable components of the mixture after cooling in a storage tank formed space of the closed pressure vessel are collected.

3) device for performing the method according to claim 1 and 2, d a d u r c h g e k e n It is noted that the closed pressure vessel has an interior space and two these has surrounding annular spaces, the interior and the interior adjacent to it Annular space above and below are in communication and filled with cooling water are that at the bottom of the inner annular space a ring line containing several nozzles is provided for the entry of the mixture and that the outer annulus at the top The end of the container communicates with the inner annulus and acts as a gas storage tank serves.

4) Device according to claim 3, characterized -zeiehne t that the nozzles have upwardly directed openings'. 5) Device for performing the method according to claim 1 and 2, dadu -rc hg e. mark -net that the closed pressure vessel consists of three spatially separated vessels, the middle vessel containing a number of vertically arranged pipes for the cooling water. which flows in from the second vessel, - and -a container provided with an opening at the bottom, which opens into a feed line for the mixture at the top and in which several baffle plates are arranged, further characterized in that the third vessel with the outer space of the middle vessel is connected and serves as a gas reservoir. -6) Device according to claim 5: d. ad uz rchgekenn z ichnet that.die baffle plates are provided at the same time for the pipe holder and as deflection plates for the mixture flow. 7) Device for performing the method according to claim 1 and 2, dadurchgeken -nzeich that the closed pressure vessel from an upper part for the. Gas storage and a lower part for the cooling water; consists. that both parts are connected by a 'overflow line provided with a non-return valve, ds, ß in the supply line for the mixture a nozzle and a spray nozzle ring fed with cooling water is installed and that between the mixture line and the cooling water part a Pressure line is provided. 8) Device according to claim 7, dadurehgeken n., -Zeichne t that the rooms for the gas storage and for the cooling water in two: housed separate vessels. ' _ -are, the gühlwassergefäß is arranged above the storage space and has a spring-loaded valve on its bath. _ '9) Device for performing the method according to claim. 1 and 2, characterized by the fact that the closed pressure vessel contains a downwardly open pipe system in its lower part, into which the mixture feed line opens, and that the pipe system is surrounded by cooling water. 10) Device according to claim 9, characterized in that two separate rooms are provided for the cooling water, the lower room being connected to the mixture feed line by a newspaper and by a further line to a spray nozzle ring arranged above the pipe system and the upper room being the Surrounding pipe system, and that a nozzle is built into the mixture feed line. 11) Device according to claim 9 and 10, dadurchg eke nnz eichnet that a holder destRoÜrsystems is provided, which serves at the same time to deflect the gas flow. 12) Device according to claim 5, dad -urchgekenn -ze I net that in the upper part of the outer space of the middle vessel a spray nozzle ring is provided that the second vessel for the cooling water has a separate lower part, which also contains cooling water and through a Newspaper is connected to the mixture feed line and through another line to the spray nozzle ring, and that a nozzle is provided in the mixture feed line.