Patentanspruch:
Verbindung eines eine Flüssigkeit enthaltenden Behälters mit einer in ihn mündenden Rohrleitung,
wobei die Flüssigkeit im Behälter und in der Rohrleitung unterschiedliche Temperaturen haben
können, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (3) durch einen sie auf einen Teil ihrer
Länge konzentrisch umgebenden Stutzen (2) mit der Behälterwand (1) verbunden ist und im Bereich des
Stutzens (2) öffnungen (4) und an ihrem in den Behälter ragenden Ende einen Diffusor (5) oder
einen Ejektor aufweist.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbindung eines eine Flüssigkeit enthaltenden Behälters mit einer
in ihn mündenden Rohrleitung, wobei die Flüssigkeit im Behälter und in der Rohrleitung unterschiedliche
Temperaturen haben können. Die Verbindung kann beispielsweise in der Kerntechnik Verwendung finden,
und zwar für Behälter, die eine Flüssigkeit, wie flüssiges Natrium enthalten, und die mit Rohrleitungen verbunden
sind, durch die diese Flüssigkeit zu- oder abfließt, ist jedoch nicht auf dieses Anwendungsgebiet beschränkt
Die bekannte, unmittelbare Verbindung der Rohrleitung mit dem Behälter ist sehr empfindlich gegen
Temperaturschocks, die dann auftreten, wenn sich die Flüssigkeit im Behälter und die in der Rohrleitung auf
wesentlich verschiedener Temperatur befindet. Die Schwierigkeiten erhöhen sich noch, wenn es sich bei der
Flüssigkeit um ein flüssiges Metall handelt, da Metalle besonders hohe Wärmeübergangszahlen aufweisen. Es
ist bereits versucht worden, den hohen Wärmespannungen durch den Einbau von Schockblechen zu begegnen.
Ähnliche Probleme treten bei Vorrichtungen auf, in denen zwei verschiedene Medien mit unterschiedlicher
Temperatur gemischt werden sollen. Hier sind Lösungsvorschläge bekannt, beispielsweise aus der US-PS
34 09 274. Diese Lösung weist ein Rohrstück auf, in dem das eine Medium fließt, und ein zweites, rechtwinklig
dazu angeordnetes und in dieses mündendes Rohrstück, in dem das zweite Medium fließt. Das zweite Medium
fließt zunächst in einen Ringraum, der durch das erste Rohr und eine innerhalb desselben angeordnete
zylindrische Vorrichtung gebildet wird, wobei dieser Ringraum durch zahlreiche öffnungen mit dem Inneren
des ersten Rohres in Verbindung steht, durch die das zweite Medium in feinverteilter Form hindurchtreten
kann. Zur Erleichterung des Mischvorganges wird dort vorgeschlagen, die zylindrische Vorrichtung an ihrem
stromabwärts gelegenen Ende derart aufzuweiten, daß im Bereich der Öffnungen ein den Mischvorgang
begünstigender Unterdruck entsteht. Auch in der DE-OS 19 37 735 wird eine Mischvorrichtung beschrieben.
Die beschriebenen Vorrichtungen eignen sich jedoch nicht zur Lösung des Problems, die Mündung
einer Rohrleitung in einen Behälter temperaturunempfindlich zu gestalten, da es sich hier darum handelt, einen
Strom mittels einer einzigen Rohrleitung in eine größere Menge stagnierender Flüssigkeit einzuleiten
und nicht darum, zwei in ebensuvielen getrennten Rohrleitungen fließende Ströme in einer dritten
Rohrleitung zu vereinigen, wie es in den vorgenannten Druckschriften der Fall ist Gleiches gilt für die in der
CH-PS 4 82 973 beschriebene Konstruktion, in der die Diffusorwirkung einer in einer durchgehenden Rohrleitung
vorgesehenen Einschnürung dazu benutzt wird, neben einer innigen Vermischung der beiden Teilströme
den Druck in der Hauptleitung so weit abzusenken, daß ein Rückfluß in die Nebenleitung verhindert wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine temperaturunempfindliche
Ausbildung der Verbindung eines Behälters mit einer in ihm mündenden Rohrleitung,
wobei sich die Flüssigkeit in dem Behälter und in der Rohrleitung auf unterschiedlicher Temperatur befinden
kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Rohrleitung durch einen sie auf einem Teil ihrer
Länge konzentrisch umgebenden Stutzen mit der Behälterwand verbunden ist und im Bereich des
Stutzens öffnungen und an ihrem in den Behälter ragendem Ende einen Diffusor oder einen Ejektor
aufweist. Durch diese entsteht eine Druckdifferenz, die die zwischen der Rohrleitung und dem Stutzen
befindliche Flüssigkeit durch die öffnungen in die erstere ansaugt Der dadurch entstehende Strom aus
dem Behälter in den Zwischenraum führt immer wieder Flüssigkeit an die durch die Temperaturdifferenz
gefährdeten Stellen, die sich auf der gleichen Temperatur befindet wie die Masse der in dem Behälter
enthaltenen Flüssigkeit. Durch entsprechende Bemes-
sung des Stutzens und der öffnungen in der Rohrleitung
kann im Bereich der Verbindung der letzteren mit dem Behälter jedes gewünschte Temperaturprofil hergestellt
werden.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den F i g. 1 und 2 der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen
diese einen Teil einer Behälterwand 1, die mit einem Stutzen 2 verbunden ist. Das andere Ende des Stutzens 2
ist mit einer Rohrleitung 3 verbunden, die in den Behälter mündet. Die Rohrleitung 3 weist im Bereich
des Stutzens 2 zahlreiche, gleichmäßig über ihren Umfang verteilte öffnungen (Fig. 1) bzw. einen
Ringspalt (F i g. 2) 4 auf, und ist an ihrem in den Behälter ragenden Ende 5 kegelig aufgeweitet. Bei der
angenommenen, durch Pfeile angedeuteten Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Rohrleitung 3 entsteht
durch die Aufweitung in dem davorliegenden, von dem Stutzen 2 umgebenen Teil der Rohrleitung 3 ein
Unterdruck. Dieser Unterdruck bewirkt, daß Flüssigkeit aus dem Zwischenraum zwischen dem Stutzen 2 und der
Rohrleitung 3 durch die öffnungen 4 in das Innere der
Rohrleitung gesaugt wird. Dadurch entsteht über den Bereich der Verbindung des Stutzens 2 mit der
Behälterwand 1 und mit der Rohrleitung 3 ein gleichmäßiges Temperaturprofil, so daß keine Wärmespannungen
auftreten können, die diese Verbindungen gefährden.