DE202010015889U1

DE202010015889U1 - Zwischenboden zur Trennung zweier Reaktionsräume, insbesondere bei Vergasungsreaktoren

Info

Publication number: DE202010015889U1
Application number: DE202010015889U
Authority: DE
Original assignee: IAG MAGNUM GmbH
Current assignee: Furkert Hans-Joachim Dipl-Ing De; Spreckelmeyer Rainer Dipl-Ing De
Priority date: 2010-11-10
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2011-04-07
Anticipated expiration: 2020-11-26

Abstract

Zwischenboden zur Trennung von Reaktions- und Druckräumen in einem geschlossenen Druckmantel, insbesondere bei Druckgasreaktoren mit innerer separater Kühlung, insbesondere Wasserkühlung, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenboden durch eine gewölbte Scheibe (1) und einen gewölbten Boden (2) gebildet ist, wobei lediglich die gewölbte Scheibe (1) an einen Innenvorsprung (9) des Druckmantels (4) über eine Anschlussnaht (8) druckdicht angeschweißt ist und der gewölbte Boden (2) so ausgeführt ist, dass der Kugelradius der gewölbten Scheibe (1) dem Aussendurchmesser des gewölbten Bodens (2) und der Aussendurchmesser des gewölbten Bodens (2) vorzugsweise 0,9x Innendurchmesser des Druckmantels (4) entspricht und der Zu -und Ablauf des Kühlmittels in den Zwischenboden über Verbindungsschächte (10) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft einen wassergekühlten Zwischenboden zur Trennung zweier Reaktionsräume mit einer Anschlussrundnaht an den Druckmantel, insbesondere bei Vergasungsreaktoren.
Zwischenböden werden insbesondere bei Vergasungsreaktoren benötigt, wenn Reaktor und Quencher in einem Druckmantel angeordnet werden. Bei derartigen Reaktoren werden die Trennwände der Zwischenböden mittels einer Kühlflüssigkeit gekühlt, um die Trennwände vor unzulässig hohen Temperaturen infolge der hohen Vergasungstemperaturen von 1300°C bis 1800°C zu schützen.
Als Stand der Technik wird die Gebrauchsmusteranmeldung 20 2008 009 249.3 angesehen. Bei der in diesem Gebrauchsmuster offenbarten konstruktiven Lösung eines Zwischenbodens, wie er in den 3 und 3a dieser Druckschrift dargestellt ist, ist ein Nachteil darin zu sehen, dass das Ziel – Einschweißen der gewölbten Scheiben ohne Glühbehandlung – für die Differenzdrücke Δp >= 8 bar und MD-Temperaturen T <= 350°C bei größeren Reaktoren mit einem Durchmesser >= 4000 mm nicht zu realisieren ist.
Ein weiterer Nachteil der vorbekannten Lösung besteht darin, dass nachdem die vorgefertigte Baugruppe, die in den Figuren aus Position 1 und 5 besteht, mit dem Teil 1 an den Innenvorsprung 9 des Tragrings 4 angeschweißt ist, durch die anschließende Montage und das Verschweißen der gewölbten Scheibe 2 an Position 5 und an den Innenvorsprung 10 des Tragrings 4 erhebliche Schweißspannungen durch Schweißnahtschrumpfung entstehen, die zu einer Formabweichung der Position 5 führen.
Da, wie in 3 dargestellt, Position 5 zur Aufnahme eines Kühlschirms vorgesehen ist und die Verbindung Kühlschirm-Position 5 gegenüber einem Differenzdruck dicht sein muss bzw. der Kühlschirm keine unzulässige Achsabweichung aufweisen darf, ist eine Abweichung von der Ebenheit und Winkeligkeit der Auflagefläche nur mit erheblichem kostspieligem Aufwand zu beseitigen. Alle genannten Bezugszeichen beziehen sich auf die 3 und 3a des Gebrauchsmusters.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gekühlten Zwischenboden vorzugsweise für Druckgasreaktoren in Kompaktbauweise so zu gestalten, dass die Anschlusswanddicke des Zwischenbodens an die Druckbehälterwand auch für größere Reaktordurchmesser (> 4,0 m) in der Dicke so klein ausgeführt werden kann, dass auf eine nachträgliche Glühbehandlung nach dem Einschweißen verzichtet werden kann und der komplette Zwischenboden ausserhalb des Reaktors gefertigt und druckgeprüft werden kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass der Zwischenboden durch eine gewölbte Scheibe und einen gewölbten Boden gebildet ist, wobei nur die gewölbte Scheibe an einen Innenvorsprung des Druckmantels über eine Anschlussnaht druckdicht angeschweißt ist und der gewölbte Boden so ausgeführt ist, dass der Kugelradius der gewölbten Scheibe dem Aussendurchmesser des gewölbten Bodens und der Aussdurchmesser des gewölbten Bodens vorzugsweise 0,9x Innendurchmesser des Druckmantels entspricht.
Dabei nutzt die Erfindung die Tatsache, dass der Differenzdruck zwischen den beiden Reaktionsräumen im Druckgasreaktor verfahrenstechnisch bedingt wesentlich kleiner ist als der Differenzdruck zwischen Kühlmitteldruck im Zwischenboden zu den Reaktionsräumen.
Ziel der neuen Lösung ist einen Zwischenboden bevorzugt für Druckgasreaktoren in Kompaktbauweise so zu gestalten, dass nur eine gewölbte Scheibe an den Druckmantel angeschweißt werden muss, wobei die Anschlussdicke der gewölbten Scheibe an die Druckbehälterwand kleiner ausgeführt werden kann als der vom Kühlmittel beaufschlagte Teil der Scheibe. Die zur Gestaltung des Druckraumes im Zwischenboden für das Kühlmittel benötigte Abdeckung wird dadurch erzielt, dass statt des bisherigen Einbaus einer zweiten gewölbten Scheibe mit Anschluss an die Druckbehälterwand ein gewölbter Boden vorzugsweise als Klöpperboden auf die vorhandene gewölbte Scheibe aufgeschweißt wird, wobei der Wölbungsradius der gewölbten Scheibe dem Aussendurchmesser des Bodens entspricht und der Bodendurchmesser etwa 0,9x Inndurchmesser des Druckmantels sein sollte.
Durch diese Lösung wird erreicht, dass der gekühlte Trennboden vor dem Einschweißen in den Druckmantel komplett ausserhalb des Reaktors gefertigt, notfalls geglüht, mechanisch nachgearbeitet und druckgeprüft werden kann.
Damit das Kühlmittel durch die Druckbehälterwand in den Trennboden gelangen kann, ist ein Ein- und Ausgang durch Einschweißen von zwei Verbindungsschächten als Verbindung zwischen Druckbehälterwand und Trennboden herzustellen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Figuren erläutert.
Die Figuren zeigen:
1 Die Trennbodenkontur mit Druckmantel und Aufnahmeteil für einen Kühlschirm
2 Die Darstellung des Anschlusses der Trennbodenscheibe an den Druckmantel mit Verbindungsschacht für den Kühlmittelaustritt
In 1 ist die erfindungsgemäße Lösung im Halbschnitt dargestellt, wobei auf die einteilig gewölbte Scheibe 1 mit gleichem Kugelradius ein gewölbter Boden 2 aufgeschweißt ist, in deren Mitte ein Aufnahmeteil 3 mit Dichtfläche 5 zur Befestigung eines Kühlschirms 6 eingeschweißt ist und der Anschluss der gewölbten Scheibe 1 an den Druckmantel 4 konstruktiv so gestaltet ist, das er die Bedingungen für Tellerböden nach AD2000 bzw. ASME VIII, Div. 1 erfüllt.
Nach 1 ist vorgesehen, dass der Zwischenboden mit den Bauteilen 1, 2 und 3 mit Entlüftungsrohr 7 ausserhalb des Druckgasreaktors komplett gefertigt und geprüft wird.
In 2 ist die Anschlussnaht 8 der gewölbten Scheibe 1 an den Druckmantel 4 dargestellt, wobei zur Erzielung verbesserter Montage- und Schweißbedingungen an der Innenkontur des Druckmantels 1 ein Innenvorsprung 9 durch Formauftragsschweißen oder als geschmiedetes Teil vorgesehen ist. Vorzugsweise sollten temporär Stützrippen 12 zum Ausrichten des Trennbodens bei der Montage an den Druckmantel 4 angeschweißt werden. Zwischen Druckmantel und Trennboden sind nach dem Einschweißen zwei Verbindungsschächte 10, vorzugsweise aus Halbrohr gestaltet, einzuschweißen. Die Verbindung 11 ist druckdicht auszuführen und zu prüfen.

Claims

Zwischenboden zur Trennung von Reaktions- und Druckräumen in einem geschlossenen Druckmantel, insbesondere bei Druckgasreaktoren mit innerer separater Kühlung, insbesondere Wasserkühlung, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenboden durch eine gewölbte Scheibe (1) und einen gewölbten Boden (2) gebildet ist, wobei lediglich die gewölbte Scheibe (1) an einen Innenvorsprung (9) des Druckmantels (4) über eine Anschlussnaht (8) druckdicht angeschweißt ist und der gewölbte Boden (2) so ausgeführt ist, dass der Kugelradius der gewölbten Scheibe (1) dem Aussendurchmesser des gewölbten Bodens (2) und der Aussendurchmesser des gewölbten Bodens (2) vorzugsweise 0,9x Innendurchmesser des Druckmantels (4) entspricht und der Zu -und Ablauf des Kühlmittels in den Zwischenboden über Verbindungsschächte (10) erfolgt.
Zwischenboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wölbungsradius der gewölbten Scheibe (1) und der Kugelradius der Bodenkalotte einheitlich ist.