DE1508077B2

DE1508077B2 - Reduktion von eisenerzen unter anwendung von atomwaerme

Info

Publication number: DE1508077B2
Application number: DE19651508077
Authority: DE
Inventors: Hermann Prof Dr Ing Dr Ing E h Wenzel Werner Dr Ing 5100 Aachen Block Franz Rudolf Dipl Phys 5101 Rotgen C21c5 4O Schenck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-05-25
Filing date: 1965-05-25
Publication date: 1973-08-23
Also published as: ES315693A1; CH489268A; DE1508077A1; JPS5131202B1; DE1508077C3; LU49119A1; BE668136A; ES319591A1; US3469969A; NL6510347A; GB1109652A; DE1508078A1

Description

Wärmeaustauscher 2 verläuft der Kreislauf des Reaktorkühlmittels, das das Heizmittel für den Wärmeaustauscher darstellt. Zwischen dem Wärmeaustauscher! und dem Reaktionsgefäß für die Durchführung der Eisenerzreduktion 3 verläuft im oberen Temperaturniveau der Kreislauf 6 des Wärmeübertragungs-Mediums. Weiter verläuft zwischen dem Wärmeaustauscher 2 und dem Apparat für die Tieftemperatur-Wärmeausnutzung 4 der Kreislauf des Wärmeübertragungs-Mediums 7 bei dem unteren Temperaturniveau.

In an sich bekannter Weise sind die Kreisläufe der Wärmeübertragungs-Medien in den unteren Temperaturniveaus Förderorgane eingeschaltet, die in dem Schema nicht enthalten sind. Gleichfalls sind in dem Schema nicht enthalten an sich bekannte Abscheidorgane für die Reinigung der Kreislaufmedien von unerwünschten Stoffen.

Eine andere Form der Wärmeausnutzung der Reaktorkühlwärme nach der Erfindung ist in A b b. 2 dargestellt. Hier wird wiederum die Wärme des Atomreaktors 1 durch ein Reaktorkühlmittel 5 in einem Wärmeaustauscher 2 bei dem oberen Temperaturniveau an ein Wärmetransportmedium 6 übergeben, das seine Wärme in dem Reaktionsgefäß 3 an die Eisenerzreduktion abführt. In dem unteren Temperaturbereich dagegen gibt das Reaktorkühlmittel 5 seine Wärme direkt an einen wärmeverbrauchenden Prozeß, z. B. an einen Dampfkessel, ab.

Bei dem in dem Schema A b b. 3 dargestellten Verfahren nach der Erfindung besteht der Unterschied gegenüber dem Verfahren nach A b b. 1 darin, daß statt der zwei Wärmeübertragungs-Kreisläufe 6 und 7 zwischen dem Wärmeaustauscher 2, dem Reaktionsgefäß 3 und der Apparatur 4 ein einzelner Wärmetransportkreislauf (8) verwendet wird, bei dem das wärmeübertragende Medium zunächst bei dem oberen Temperaturniveau das Reaktionsgefäß 3 durchläuft und danach die Wärmeausnutzungs-Apparatur 4.

Die Lösung ist besonders vorteilhaft bei apparativ eng miteinander gekoppelten Prozessen, wie dies

ίο z. B. der Fall ist, wenn es sich bei der Wärmeausnutzungs-Apparatur 4 um die Trocken- und Vorwärmeinrichtung des Reduktionsgutes für das Reaktionsgefäß 3 handelt.

Das Verfahren nach der Erfindung hat gegenüber dem bekannten Verfahren folgende Vorteile: Im Atomreaktor werden kleinere Kühlmittelmengen benötigt, wodurch in bekannter Weise der Aufwand herabgesetzt wird. Die Bewegung der Wärmeübertragungsmedien in den verschiedenen Kühl/Heiz-Kreislaufen erfordert Förderorgane, die umso vorteilhafter arbeiten, bei um so tieferen Temperaturen die Förderung durchgeführt werden kann. Beispielsweise ist die Ausführungsform der Erfindung nach Abb.3 den Ausführungsformen nach den A b b. 1 und 2 dadurch überlegen, daß bei der erstgenannten der Kreislauf 6 in Fortfall kommt, bei dem eine Förderung des Kreislaufmediums im Bereich der unteren Temperaturgrenze der Eisenerzreduktion erforderlich ist.

Besondere Vorteile bietet die Erfindung auch dadurch, daß es möglich ist, das gleichbleibende Energieangebot des Atomreaktors je nach Bedarf mehr oder weniger für die Energieerzeugung auszunutzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 In dem Patent 1 268 637 ist die Anwendung des Patentansprüche: Verfahrens zur Ausnutzung von Atomwärme, bei dem die Wärme des Reaktorkühlmittels durch Wär-

1. Die Anwendung des Verfahrens zur Ausnut- meaustausch auf ein Hilfsmedium übertragen wird zung von Atomwärme, bei dem die Wärme des 5 für die trockene Reduktion von Eisenerzen ge-Reaktorkühlmittels durch Wärmetausch auf ein schützt, wobei ein feinkörniges Reaktionsgemisch Hilfsmedium übertragen wird, für die trockene von Eisenerz und Kohle bzw. Koks durch das Reduktion von Eisenerzen, wobei ein feinkörni- Hilfsmedium bei der Reaktionstemperatur beheizt ges Reaktionsgemisch von Eisenerz und Kohle wird.

bzw. Koks durch das Hilfsmedium bei der Reak- io Die vorliegende Erfindung ist eine weitere Ausge-

tionstemperatur beheizt wird, nach Patent staltung des Hauptpatentes.

1 268 637, dadurch gekennzeichnet, Die Reaktion zwischen dem Eisenerz und dem Re-

daß der im Reaktorkühlmedium unterhalb des duktionsmittel unter Nutzung der Reaktorkühlwärme

Temperaturniveaus der Eisenerzreduktion enthal- kann lediglich bei verhältnismäßig hohen Temperatu-

tene Wärmeanteil für Tieftemperaturprozesse mit 15 ren durchgeführt werden. Dies bedeutet, daß die

niedrigerem Temperaturniveau ausgenutzt wird. Reaktorkühlwärme nur oberhalb der unteren Grenze

2. Anwendung des Verfahrens nach An- dieses Temperaturniveaus der Eisenerzreduktion aussprach 1 in der Weise, daß die Reaktorwärme bei genutzt wird.

tiefen Temperaturen für die Energieerzeugung, Eine bessere Ausnutzung, die bei der vorliegenden

insbesondere über Wasserdampf, ausgenutzt 20 Erfindung angestrebt wird, ergibt sich dadurch, daß

wird. der Eisenerz-Reduktionsprozeß mit anderen, wär-

3. Anwendung des Verfahrens nach An- meverbrauchenden Prozessen verknüpft wird, die es sprach 1 in der Weise, daß die Reaktorwärme bei ermöglichen, die Reaktorkühlwärme unterhalb der tiefen Temperaturen für Trockenprozesse, insbe- unteren Grenze des Temperaturniveaus der Eisenerzsondere für die Kohle- und Erztrocknung, ausge- 25 reduktion auszunutzen. Solche Prozesse sind beinutzt wird, spielsweise die Energiegewinnung mit Hilfe von

4. Anwendung des Verfahrens nach An- Kraftmaschinen, die Dampfturbinen und Gasturbispruch 1 in der Weise, daß die Reaktorwärme bei nen, Trockenprozesse und Kalzinierungsprozesse, bei tiefen Temperaturen für die Gewinnung von Süß- denen Wasserdampf oder Kohlensäure oder andere wasser aus Meerwasser ausgenutzt wird. 30 gasförmige Bestandteile unter Wärmeaufwand ausge-

5. Anwendung des Verfahrens nach einem der trieben werden, die in die Gewinnung von Süßwasser Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus Meerwasser durch Verdampfung unter anderem, das Reaktorkühlmedium nacheinander von einem Gegenstand der Erfindung ist daher die Anwen-Heizmedium für die Eisenerzreduktion und von dung des Verfahrens zur Ausnutzung von Atomeinem Heizmedium für den nachgeschalteten 35 wärme, bei dem die Wärme des Reaktorkühlmittels Prozeß, wie Dampferzeugung usw., gekühlt wird. durch Wärmetausch auf ein Hilfsmedium übertragen

6. Anwendung des Verfahrens nach einem der wird, für die trockene Reduktion von Eisenerzen, Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wobei ein feinkörniges Reaktionsgemisch von Eisendas Reaktorkühlmedium zunächst von dem Heiz- erz und Kohle bzw. Koks durch das Hilfsmedium medium für die Eisenerzreduktion gekühlt wird 40 bei der Reaktionstemperatur beheizt wird, nach Pa- und danach seine Wärme direkt an den nachge- tent 1 268 637, dadurch gekennzeichnet, daß der im schalteten, wärmeverbrauchenden Prozeß abgibt, Reaktorkühlmedium unterhalb des Temperaturnivebeispielsweise direkt in einem Dampfkessel aus der Eisenerzreduktion enthaltene Wärmeanteil weitergekühlt wird. für Tieftemperaturprozesse mit niedrigerem Tempe-

7. Anwendung des Verfahrens nach einem der 45 raturniveau ausgenutzt wird.

Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Es gibt verschiedene Ausführungsformen für die

das Reaktorkühlmedium in einem Wärmeaustau- vorliegende Erfindung: So kann das Reaktorkühlmescher seine gesamte nutzbare Wärme an ein Heiz- dium nacheinander seine Wärme zunächst bei hohem medium abgibt, das seinerseits seine Wärme zu- Temperaturniveau an ein Heizmedium für die nächst an den Eisenerzreduktionsprozeß über- 50 Eisenerzreduktion und danach an ein weiteres Heizträgt und danach an den nachgeschalteten Pro- medium für den nachgeschalteten Prozeß, wie z.B. zeß, z. B. an einem Dampfkessel. die Dampferzeugung, abgeben. Für den Wärmeaus-

8. Vorrichtung für die Durchführung des Ver- tausch stehen verschiedene Austauschverfahren und fahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekenn- Konstruktionen zur Verfügung. Es kann sich hierbei zeichnet durch einen Atomreaktor, einen — oder 55 um einen Wärmeaustauscher handeln, der auf der mehrere parallelgeschaltete — Wärmeaustau- Heizseite von dem Reaktorkühlmittel durchströmt scher ein — oder mehrere parallelgeschaltete — ist, während er auf der Kühlseite verschiedene Rohr-Reaktionsgefäß bzw. Gefäße, für die Reduktion systeme für das Wärmeübertragungs-Medium der von Eisenerzen, eine — oder mehrere parallelge- Eisenerzreduktion und für das Wärmeübertraschaltete — Apparaturen für die Wärmeausnut- 60 gungs-Medium für den nachgeschalteten Prozeß aufzung unterhalb des Temperaturniveaus der weist.

Eisenerzreduktion, wie beispielsweise Dampfkes- Diese Ausführungsform ist in A b b. 1 schematisch

sei, des weiteren gekennzeichnet durch Kreis- dargestellt.

lauf-Rohrsysteme für den Umlauf von Kühl- und In der A b b. 1 ist 1 der Atomreaktor, 2 der Wär-

Heizmittel zwischen den oben angegebenen AnIa- 65 meaustauscher, 3 das Reaktionsgefäß für die Durchgeteilen. führung der Eisenerzreduktion und 4 der Apparat

für die Tieftemperatur-Wärmeausnutzung, z.B. ein Dampfkessel. Zwischen dem Atomreaktor 1 und dem