DE1667015A1 - Fliessbettvorrichtung - Google Patents

Description

Fliessbettvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Fliessbettvorrichtung für die Hochtemperaturbehandlung von Partikelmaterial„

Fliessbetten dieser Art weisen im allgemeinen einen gewöhnlich rohrförmigen, mit einer hitzebeständigen Wandung versehenen Ofen auf, der mit einer Fluidisiergas-Einführdüse in der Basis sowie mit Einrichtungen zum Erhitzen der fluidisierten Teilchen versehen ist. Selbstverständlich ist es unmöglich, ein Bett von Teilchen im fluidisierten Zustand zu halten, ohne dass
sich die Teilchen durch verschiedene Teile des Ofeninneren bewegen, und daraus folgt, dass es unvermeidbar ist, dass die Teilchen im Kreislauf durch einen Bereich unterschiedlicher Temperaturen hin und her umgewälzt werden, woraus sich eine Temperaturbeanspruchung der Teilchen ergibt, wenn nicht das Ofeninnere absolut gleichmässig erwärmende Mittel und Massnahmen gefunden werden können.

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Von. besonderer Bedeutung ist dieses Problem für Fliessbettvorrichtungen, die bei der Beschichtung von Kernbrennstoffteilchen mit einem hitzebeständigen überzug verwendet werden, wobei der periodische Temperaturwechsel der Teilchen während der Beschichtung zur Bildung von Rissen und anderen Fehlern in der Überzugsschicht der teilchen führen kann.

Versuche zur Erzielung einer im Hinblick auf die Temperaturverteilung verbesserten Ausbildung eines Fliessbetts sind bisher mit wechselndem Erfolg unternommen worden. Nach einem nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag wurde eine Verbesserung in dieser Richtung dadurch erreicht, dass ein Wandteil parallel zwischen der Einspritzdüse und dem eigentlichen Ofen eingesetzt wurde, so dass eine innige Vermischung sowohl des Fluidisiergases, als auch des Beschichtungs- oder Behandlungsgases erzielt werden konnte. Auf Grund der Notwendigkeit, das Behandlungsgas bis unmittelbar an seine Eintrittsstelle in den Ofen zu kühlen, befinden sich nämlich diese Gase auf ganz verschiedenen Temperaturen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu beseitigen, d.h., es soll insbesondere eine Fliessbettvorrichtung geschaffen werden, die es erlaubt, das Behandlungsgas bis zu seinem Eintritt in den Ofen kühl zu halten, die Gase beim Eintritt selbst zu mischen und zu beschleunigen und eine gleichmässige Temperaturverteilung über den gesamten Nutzbereich zu gewährleisten«

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Eine diese Aufgabe erfüllende Fliessbettvorriclitung kennzeichnet sich erfindungsgemäss durch einen aufgeheizten Ofenteil mit Einlassen für Fluidisier- und Behandlungsgase, durch eine Hülse aus hitzebeständigem, wärme isolierenden Material zur Unterbindung von Wärmeverlusten durch Ableitung aus dem eigentlichen Ofen in kältere Bereiche und durch von dem Fluidisiergas getrennte Einführung von Behandlungsgas mittels einer Nebenleitung durch diese Hülse.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des ErfindungsgegenstandeSo Die zusammengehörigen Fig. 1a und 1b zeigen einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäss ausgebildete Fliessbettvorrichtung, während Fig„ 2 eine vergrösserte Ansicht eines Teils der Fig. 1 im Schnitt zeigt.

Die Vorrichtung weist ein widerstandsbeheiztes, als Ofen dienendes Rohr 1 auf, das vertikal zwischen Elektroden 2 eingesetzt ist. In dem Rohr 1 ist koaxial ein zylindrischer Fliessbettbehälter 3 gelagert, dessen unterer Teil 3a innen konisch ausgebildet ist, um eine Kehle 4 zu bilden, die in einen nach unten divergierenden Teil 5 führt» Ein nach unten gerichteter Kragenteil 6 des Fliessbettbehälters 3 sitzt auf dem profilierten oberen Ende eines Wärmeschutzrohres 7, das an seiner Basis mit einem Gewindering 8 verbunden ist. Letzterer ist auf ein Tragoder Stützrohr 9 aufgeschraubt, das von einem ortsfesten Bauteil 10 getragen wird. Das Stützrohr 9 ist aus Messing hergestellt

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und wird mittels einer inneren Wasserschlange 11 gekühlt, die über ein Rohr 11a, das durch ein in einem Verschlussstopfen 12 vorgesehenes Loch in das untere Ende des Stützrohres eintritt, mit Kühlwasser versorgt wird. Das Wasser fliesst durch ein Rohr 11b wieder ab„ Der Stopfen 12 wird ferner von einer mittleren Öffnung für die Aufnahme eines Rohres 13 durchsetzt, durch welches sich eine Nebenleitung 14 als Methanzuleitungsrohr sowie Zu- und Ableitungsrohre 15 für Kühlwasser zum Kühlen "des Rohres 14 erstrecken. Auf diese Weise wird das Methangas während seines Hindurchströmens durch die Vorrichtung bis zu seinem Austritt aus der Rohrdüse 14a an der Basis des Fliessbetts unterhalb seiner Kräcktemperatur gehalten. Der Ringraum 16 zwischen dem Rohr 13 und dem Stützrohr 9 steht mit einem Rohr 17 für die Zuführung des notwendigen Fluidisiergases (Argon) in Verbindung. Das Gas strömt nach oben nach dem Fliessbettbehälter hin und wird erhitzt, weil das obere Ende des Wärmeschutzrohres fast die Beschichtungstemperatur aufweist.

Es hat sich gezeigt, dass es mit der beschriebenen und dargestellten Anordnung möglich ist, das Methan kühl zu halten, während es durch das Rohr 14 in die Düse geleitet wird, an der die Strömungsgeschwindigkeit des Gemisehs vor dem Eintritt in _v die Fliessbettvorrichtung durch eine Venturieinrichtung beschleunigt wird.

Auch wird der Mangel eines Wärme verlust es von dem Ofen Über das Stützrohr 9 durch den Wärmeschutz 7 so vermindert, dass die

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Düse gerade im Hei2zentrum der Widerstandsheizeinrichtung 1 angeordnet werden lcann, ohne ,die Temperaturbedingungen zu stören« Auf diese Weise kann eine gleichmässige Temperaturverteilung über den gesamten Nutzbereich des Ofens erreicht werden.

Patentansprüche;

JB/Hr - 17 758/9

98^.3/U42

Claims (6)

17 758/59 b Berlin, den 6. Februar 196? Europäische Atomgemeinschaft (EURATOM) Direktion VI, Sue Belliard, 51-53, Brüssel (Belgien) Patentansprüche

1. Fliessbettvorrichtung,. gekennzeichnet durch einen aufgeheizten Ofenteil mit Einlassen für FlTiidisier- und Behandlungsgase, ' durch eine Hülse (7) aus hitzebeständigem, wärmeisolierenden Material zur IMterbindung von Wärmeverlusten durch Ableitung aus dem eigentlichen Ofen (1 ■) in kältere Bereiche, und durch von dem Fluidisiergas getrennte Einführung von Behandlungsgas mittels einer Nebenleituiig (14) durch diese Hülse.

2ο Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Nebenleitung--(14) -wassergekühlt ist und Behandlungsgas
und Fluidisiergase beim Eintritt in den Ofenteil eine Venturi— einrichtung durchströmen, in welcher sie sich gründlich vermischen»

JB/Hr-■- 17 758/9

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; 018-6057

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