DE2534365C3 - Vorrichtung zur Kühlung einer aufheizbaren Salzschmelze für die Wärmebehandlung von stetig oder periodisch zugeführtem Gut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen einer aufheizbaren Salzschmelze für die Wärmebehandlung von stetig oder periodisch zugeführtem Gut, wobei die Salzschmelze durch Einleiten von mindestens teilweise verdampftem Wasser umgewälzt und durch den Wärmeentzug zum Verdampfen des gesamten Wassers gekühlt wird, mit einem beheizbaren llehandlungügefäß für die Salzschmelze, in welches ein Förderrohr eingetaucht ist, in das in der Nähi: seines unteren Endes das mindestens teilweise verdampfte Wasser eingespeist wird und das mit seinem oberen Ende an ein EntspannungsgefäLJ angeschlossen ist, welches über eine Rückführleitung mit dem llehandlungsgefäü und über eine Dampfleitung mit einem gekühlten Kondensator verbunden ist, dessen K ondensatlcitung unter Zwischenschaltung eines Wi metau-SL'hers an das Förderrohr angeschlossen ist, nair Patent 33 5)9.

liei der praktischen Ausbildung des Mauptpati ntes ist der Wärmetauscher einmal als Rohrschlange a ^gebildet, die im Inneren des Hehandliingsgefäßes an,> 'ordnei ist. Zum anderen kann das Förderrohr (inch ein Mantelrohr und eine im Ringraum zwischen dem Förderrohr und dem Mantelrohr angeordnete Führungswendel als Wärmetauscher ausgebildet werden. Beide Ausführungen haben sich in der Praxis bestens bewährt.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen Ausbau des Wärmetauschers zwecks Reinigung oder Reparatur innerhalb kürzester Zeit zu ermöglichen, um auch bei ungünstiger Beschaffenheit der

ίο Salzschmelze, die zu einer starken Beanspruchung des Wärmetauschers führt, die notwendigen Wartungs-, Reparatur- oder Austauscharbeiten bei nur kurzer Betriebsunterbrechung vornehmen zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wärmetauscher durch ein IZinsteckrohr gebildet ist, welches ausbaubar in das Förderrohr eingesetzt ist.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß das den Wärmetauscher bildende Einsteckrohr innerhalb kürzester Zeit zur Reinigung oder Reparatur oder zum Zwecke des Ajstausches entfernt werden kann, so daß auch bei ungünstiger Beschaffenheit der Salzschmelze längere Betriebsunterbrechungen vermieden werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Einsteckrohr konzentrisch im Forderrohr gehalten, wozu in weiterer Ausgestaltung de* Erfindung vorgeschlagen wird, das Einsteckrohr mitteis einer Flanschplatte an einem liinführstück des Forderrohres zu befestigen und das Einsteckrohr ar ;einem freien Ende mit mehreren Führungsrippen zu versehen.

Um eine gleichmäßige Beaufschlagung der gesamten inneren Oberfläche des Einsteckrohres zwecks Erzielung eines guten Wärmeaustausches zu erreichen, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Einsteckrohr mit einer Führungswendel versehen. Hierdurch strömt das Wasser bzw. der entstehende Dampf unter Einhaltung einer Rotationsbewegung im Einsteckrohr nach unten. Das Wasser und der Dtmpf werden somit an der Innenwand des Einsteckrohr·:: entlangbewegt, so daß sich ein günstiger Wärmeübei^ng und damit eine gute Verdampfung ergeben. Um die Verteilung des in das Einsteckrohr eingeleiteten Wafers zu verbessern, kann im Einsteckrohr gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Wasserverteiiereinrichtung angeordnet sein, die beispielsweise durch eine Prallplatte gebildet wird.

In der Zeichnung ist ein Ausfülirungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem schematischen Querschnitt dargestellt.

Die Zeichnung zeigt ein Behandlungsgefäß 1 für die Salzschmelze, das mit einer Induktionsheizung 2 versehen ist, mit welcher das Salz geschmolzen und die Salzschmelze auf der gewünschten Temperatur gehallen werden kann. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten

5S ist das Behandlungsgefäß I mit der Induktionsheizung 2 von einer Isolierung 3 umgeben.

Im Behandlungsgefäß 1 ist eiva senkrecht ein Förderrohr 4 angeordnet, welches itiit seiner unteren Öffnung bis nahe an den Boden des Bchandlungsgefäßes 1 reicht. Mit seinem oberen, aus der Salzschmelze herausragenden Ende ist das Förderr:>hr 4 an ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Entspannungsgefäß angeschlossen, von welchem eine Rückf J.irleitung 6 zurück zum ßehandlungsgcfäß I führt. Diese Riickführleitung 6

Λ5 mündet etwa tangential am oberen Teil des Behandlungsgefäßes 1, wie die in F i £. I eingezeichnete Mündung 6,1 erkennen läßt, so daß die aus dem Entspannungsgefäß riickfließende Silzschmel/.e etwa

tangential in das BehamJlungsgefüQ 1 eingeleitet wird.

Bei der Wärmebehandlung von stetig oder periodisch zugeführtem Gut wird die von der Induktionsheizung 2 aufgeheizte Salzschmelze im Behandlungsgefäß I zusätzlich erwärmt. Da die Salzschmelze eine bestimmte Temperatur nicht überschreiten darf und insgesamt eine möglichst gleichmäßige Temperatur aufweisen soll, wird die Salzschmelze durch Einleiten von mindestens teilweise verdampftem Wasser umgewälzt und gekühlt. Die Verdampfung des der Salzschmelze über eine Speiseleitung 12 zugeführten Wassers hat einen Wärmeentzug aus der Salzschmelze zur Folge.

Das zu verdampfende Wasser wird aus der Speiseleitung 12 einem Einsteckrohr 22 zugeführt, welches von oben her in das Förderrohr 4 eingesetzt ist. Das Förderrohr 4 ist zu diesem Zweck mit einem Einführstück 46 versehen, an dessen Flansch eine Flanschplatte 22a des Einsteckrohres 22 leicht lösbar befestigt wird, insbesondere durch Schrauben. Am unteren Ende des Einsteckrohres 22 sind mehrere Führungsrippen 22b angebracht, um eine konzentrische Lage des Einsteckrohres 22 im Forderrohr 4 sicherzustellen. Schließlich ist im oberen Teil des Einsteckrohres 22 eine als Wasserverteileinrichtung wirkende Prallplatte 22c- angebracht, die das durch die Speiseleitung 12 zugeführte Wasser gleichmäßig über den Querschnitt des Einsteckrohres 22 verteilt. Mindestens in demjenigen Bereich des Einsteckrohres 22, der sich innerhalb der Salzschmelze befindet, ist eine Führungswendel 22c/ im Einsteckrohr 22 angeordnet, um eine Drailströmung des Wassers bzw. Wasser-Dampf-Gemisches im Einsteckrohr 22 sicherzustellen.

Durch die beschriebene Ausführung wird das durch die Speiseleitung 12 zugeführte Wasser im Einsteckrohr 22 mindestens teilweise verdampft, wodurch eine gewisse Abkühlung der Salzschmelze durch Wärmeentzug erreicht wird. Das mindestens teilweise verdampfte Wasser wird anschließend in die im Förderrohr 4 befindliche Salzschmelze geleitet, wodurch das restliche Wasser verdampft und der Salzschmelze weitere Wärme entzieht. Die bei der restlichen Verdampfung auftretende Volumenvergrößerung des eingespeisten Wasser-Dampf-Gemisches verringert das mittlere spezifische Gewicht im Förderrohr 4, so daß der im Förderrohr 4 befindliche Teil der Salzschmelze durch das Gewicht der außerhalb des Förderrohres 4 befindlichen Salzschmelze durch das Förderrohr 4 nach oben gefördert wird. Die Salzschmelze gelangt in das in der Zeichnung nicht dargestellte Entspannungsgefüß, aus dem es über die Rückführleitung 6 wieder in das Behandlungsgefäß 1 zurückgeführt wird. Durch die etwa tangential angeordnete Mündung 6a der Rückführleitung 6 erzeugt die rückströmende Salzschmelze eine Drallströmung im Behandlungsgefäß I₁ die zu einer Durchmischung der rückgeführten, abgekühlten Salzschmelze mit der im Behandlungsgefäß 1 befindlichen wärmeren Salzschmelze und damit zu einer gleichmaßigen Temperaturverteilung im Behandlungsgefäß 1 führt. Da auf der Mantelfläche des Einsteckrohres 22 ein Wärmeaustausch zwischen Salzsci-inelze und Wasser bzw. Wasser-Dampf-Gemisch stattfindet, besteht insbesondere bei aggressiven Salzschmelzen die Gefahr von Verkrustungen oder von Beschädigungen des Materials. Da das Einsteckrohr 22 lediglich über seine Flanschplatte 22■■/ am Einführstück 46 des Förderrohres 4 leicht lösbar befestigt ist, kann das Einsteckrohr 22 für Wartungs-, Reparatur- und Austauscharbeiten leicht ein- und ausgebaut werden, so daß sich längere Stillstandszeiten der Vorrichtung vermeiden lassen. Das als Wärmetauscher wirkende Einsteckrohr 22 besitzt darüber hinaus einen einfachen Aufbau, so daß es IEeicht zu reinigen und zu reparieren ist. Die Prallplatte 22eund die Führungswendel 22d bewirken eine gute Verteilung des Wassers im Einsteckrohr 22 bzw. einen guten Kontakt des Wasser-Dampf-Gemisches mit der Innenfläche des Einsteckrohres, so daß ein günstiger Wärmeübergang erzielt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Kühlen einer aufheizbaren Salzschmelze für die Wärmebehandlung von stetig oder periodisch zugeführtem Gut, wobei die Salzschmelze durch Einleiten von rnndestens teilweise verdampftem Wasser umgewilzt und durch den Wärmeentzug zum Verdampfen des gesamten Wassers gekühlt wird, mit einem beheizbaren Behandlungsgerät) für die Salzschmelze, in welches ein Förderrohr eingetaucht ist, in cas in der Nähe seines unteren Endes das mindestens teilweise verdampfte Wasser eingespeist wird und das mit seinem oberen Ende an ein Enlspannu igsgefäß angeschlossen ist, welches über eine Rückfü'.irleitung mit dem Behandlungsgerät! und über eine Dampfleitung mit einem gekühlten Kondensator verbunden ist, dessen Kondensatleilung unter Zwischenschaltung eines Wärmetauschers an das Förderrohr angeschlcä-.en ist, nach Patent 24 J3 539, dadurch gekennzeichnet. da!) der Wärmetauscher durch ein Einsteckrohr (22) gebildet ist, welches ausbaubar in das Förderrohr (4) eingesetzt im.

2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckrohr (22) konzen risch im Förderrohr (4) gehalten ist.

J. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckt ohr (22) mittels einer Flanschplatte {22a) an einem Einführstück (4b)dcs Förderrohres (4) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach mindestens cin:m der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ei ns tuck rohr (22) an seinem freien finde mit mehreren Führungsrippen (226^versehen ist

5. Vorrichtung nach mindestens ein-:m der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Finsicckrohr (22) mit einer Führungswencel (22d) versehen ist.

6. Vorrichtung nach mindestens eiirmi der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet daß im Einsteckrohr (22) eine Wasserverteilein ichtung (Prallplatte 22c)angc(>rdnct ist.