DE2247229A1

DE2247229A1 - Desublimator, insbesondere fuer uf tief 6

Info

Publication number: DE2247229A1
Application number: DE19722247229
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dipl-Ing Baenfer; Hans Dipl-Ing Bendig; Gerhard Rosewicz
Original assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Current assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Priority date: 1972-09-27
Filing date: 1972-09-27
Publication date: 1974-03-28
Also published as: GB1446784A; NL7308808A

Description

Desublimator, insbesondere für UF_g

Die vorliegende Erfindung betrifft einen diskontinuierlichen Desublimator, insbesondere für UF_g mit geringen Inertgasanteilen (bis ca. 10% vol). Desublimatoren werden verwendet, um einen im Normalbetrieb gasförmigen Stoff in fester oder flüssiger Form aus einer Anlage zu entfernen und gleichzeitig diesen Stoff von anderen Gasen zu trennen. Das gasförmige Gemisch wird in einen Behälter geleitet, dort abgekühlt bis sich der eine Stoff verfestigt, und dabei die leichteren noch gasförmigen Bestandteile nach oben abgezogen. Wenn der Behälter genügend von dem verfestigten Stoff enthält, werden die Gaszu- und -ableitungen abgesperrt, der Behälter wird erwärmt und der durch die Erwärmung verflüssigte Stoff nach unten abgezogen. Desublimatoren sollen eine möglichst große Menge des verfestigten Stoffes aufnehmen und zwar so gleichmäßig über den gegebenen Raum verteilt, daß dieser Raum gut ausgenutzt wird, ohne daß die Zuleitung des Gasgemisches und die Ableitung der leichteren Gase gestört wird. Insbesondere UF_fi hat in fester Form ein sehr geringes Wärmeleitvermögen, daher muß bei Wärmeübertragern die Wärmeübertragungsflache auf der UF_fi - Seite wesentlich größer sein, als auf der Heiz- bzw. Kühlmittelseite. Desublimatoren für UF_ beste-

hen daher oft aus leeren Behältern,.die von außen gekühlt bzw. beheizt werden, weil man bei im Inneren des Behälters angeordneten Wärmeübertragungsflächen ein Verstopfen des freien Querschnittes durch festes UF_g befürchtet. Dieses Verstopfen kann einerseits beim Beginn der Kühlung im Bereich des Gaseintrittes auftreten, oder andererseits beim Beginn

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der Beheizung durch größere Brocken des festen 'Stoffes ,. die den Abfluß des flüssigen Stoffes behindern, ⁽

In dem Bericht: "Quantitative Recovery of Uranium Hexafluoride from a Process Gas Stream" (INDUSTRIAL AND ENGINEERING CHEMISTRY, Vol. 51, No. 2 - February 1959) wird ein liegender zylindrischer Behälter als Desublimator für UFj. beschrieben. Die für Heizung und Kühlung getrennten Warnieübertragungsflachen bestehen aus liegenden U-Rohren mit daran befestigten senkrechten Rippen. Solche liegenden Behälter benötigen eine erhebliche Grundfläche.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Desublimator von geringer Grundfläche, der seinen gegebenen Rauminhalt gut ausnutzt ohne zu verstopfen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Desublimator vorgeschlagen, der in einem länglichen aufrechtstehenden Behälter zahlreiche an Heiz- bzw. Kühlrohren befestigte annähernd waagerechte Wärmeleitbleche enthält, die etwa in der Mitte eine öffnung aufweisen und von den Wänden des Behälters Abstand haben.

In spezieller Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Öffnung in der Mitte der Wärmeleitbleche eine Fläche von ca. 5% des Behälterquerschnittes hat und der freie Raum zwischen den Wärmeleitblechen und der Innenwand des Behälters eine Querschnittsfläche von ca. 35% des Behälterquerschnittes aufweist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Behälter außen nicht gekühlt ist.

Bei dieser vorgeschlagenen Anordnung tritt das Gasgemisch am unteren Ende in den Behälter ein. Der zu verfestigende Stoff setzt sich auf den annähernd waagerechten Wärmeleitblecheη ab. Da die Behälteraußenwand nicht gekühlt, wohl aber isoliert ist,

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wird sich auf der Innenwand kein fester Stoff absetzen,· so daß der vorgeschlagene Zwischenraum zwischen der Innenwand des Behälters und den WärmelextbIeeheη immer für den Durchtritt des Gasgemisches frei bleibt. Die Öffnung in der Mitte der WärmelextbIeehe dient wahrend des Kühlbetriebes dem Abzug der leichteren Gase nach oben und während des Heizbetriebes dem Ablauf des flüssigen Mediums nach unten.

In spezieller Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß ein Wärmeleitblech am oberen Ende des Behälters bis dicht an die Innenwand des Behälters geführt ist. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß alle Gasanteile auf dem Wege vom Eintritt in den Behälter am unteren Ende bis zum Austritt am oberen Ende des Behälters an gekühlten Flächen vorbeigeleitet werden. Eine an sich wünschenswerte Abdichtung zwischen diesem Wärmeleitblech und der Innenwand läßt sich mit Rücksicht auf wechselnde Ausdehnungen der Heiz- und Kühlrohre nur schwer verwirklichen.

In weiterer spezieller Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß je ein U-förmig gebogenes, senkrechtes Heizbzw. Kühlrohr vorhanden ist und diese beiden U-förmigen Rohre unter einem Winkel von etwa 90 zueinander angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird der in einem senkrechten länglichen Behälter vorhandene Raum gut ausgenutzt, und die unterschiedlichen Ausdehnungen der Heiz- bzw. Kühlrohre ergeben in den an sich sehr dünnen Wärmeleitblechen keine unzulässigen Spannungen.

In spezieller Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Wärmeleitbleche die Form eines schwachgeneigten Trichters aufweisen. Diese Form ist einerseits günstig für den erwünschten Ablauf des flüssigen Stoffes zur Mitte hin, andererseits lassen sich diese Bleche mit geringem Aufwand herstellen und überexnandergestapelt gemeinsam bohren, wodurch die spätere Montage auf den senkrechten Heiz- und Kühlrohren vereinfacht wird.

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Die Figuren 1 und 2 zeigen ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Figur 1 zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Behälter.

Figur 2 zeigt einen waagerechten Schnitt A-A durch Figur 1.

In den Figuren 1 und 2 ist Teil (1) ein längliche^ senkrechtstehender zylindrischer Behälter, der an seinem oberen und unteren Ende geschlossen ist. In diesem Behälter ist ein U-förmig gebogenes Kühlrohr (2), sowie unter etwa 90° dazu ein ebenfalls U-förmig gebogenes Heizrohr (3) angeordnet. Die U-förmigen Heiz- bzw. Kühlrohre sind, um Wärmespannungen im Behälter zu vermeiden, durch Mantelstutzen (4) im unteren Boden des Behälters (1) nach außen geführt. Auf den senkrechten U-förmigen Kühlrohren (2) und den Heizrohren (3) sind zahlreiche Wärmeleitbleche (5) in Form eines schwachgeneigten Trichters angebracht. Diese Wärmeleitbleche (5) sind beispielsweise aus Kupfer hergestellt und mit den Heiz- bzw. Kühlrohren (2 und 3) verlötet. Die Abstände der Wärmeleitbleche (5) nehmen von unten nach oben ab, weil der Anteil der sublimierbaren Gase nach oben hin abnimmt. Im oberen Bereich des Behälters (1) ist ein ebenfalls schwachgeneigtes trichterförmiges Wärmeleitblech (6) angeordnet, das bis dicht an die Innenwand des Behälters (1) geführt ist. Darüber ist ein weiteres Wärmeleitblech (7) angeordnet. Alle· Wärmeleitbleche (5) und (6) mit Ausnahme des obersten Wärmeleitbleches (7) haben etwa in der Mitte eine kreisrunde Öffnung, durch die das flüssige Medium abfließen kann. Im übrigen trägt der Behälter (1) an seinem unteren Ende einen Einlaßstutzen (8) für das eintretende Gasgemisch, sowie ebenfalls an seinem unteren Ende einen Auslaßstutzen (9) für das flüssige Medium, sowie an seinem oberen Ende einen Auslaßstutzen ClO) für die nicht sublimierenden Gasanteile, sowie verschiedene Temperaturmeßstutzen (11) und Druckmeßstutzen (12). Der untere Bereich des Behälters. (1) ist bewußt von Wärmeleitblechen freigehalten, um Verstopfungen zu vermeiden.

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Claims

-5- 25.0. 2 «fr.203*6. SCHUTZANSPRÜCHE

1., Diskontinuierlicher Desublimator dadurch gekennzeichnet, daß in einem länglichen aufrechtstehenden Behälter (1) an Kühlrohren C2) bzw. Heizrohren (3) zahlreiche annähernd waagerechte Wärmeleitbleche (5) befestigt sind, die etwa in der Mitte eine öffnung aufweisen und von den Wänden des Behälters (1) Abstand haben. ·

2« Desublimator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung in der Mitte der Wärmeleitbleche (5) eine Fläche von ca. 5% des Behälterquerschnittes hat*

3, Desublimator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Raum zwischen den Wärmeleitblechen.(5) und der Innenwand des Behälters (1) eine Querschnittsfläche von ca. 35% des Behälterquerschnittes aufweist.

H. Desublimator nach Anspruch 1, '

dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) außen nicht gekühlt ist.

5. Desublimator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmeleitblech (6) am oberen Ende des Behälters (1) bis dicht an die Innenwand des Behälters (1) geführt ist.

6. Desublimator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Unförmig gebogenes senkrechtes Kühlrohr (2) bzw. Heizrohr (3) vorhanden ist und diese beiden U-förmigen Rohre

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unter einem Winkel von etwa 90 zueinander angeordnet sind.

7. Desublimator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Wärmeleitbleche (5) und (6) die Form eines schwachgeneigten Trichters aufweisen.

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