DE2550264A1 - Vorrichtung zum kuehlen eines rohres, das eine wand durchdringt - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum zahlen eines Rohres, das eine Wand durchdringt Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen eines Rohres, das von einem heissen Medium durchströmt wird und das durch eine Wand hindurchgefUhrt ist. Auch wenn das die Wand durchdringende Rohr gegen Wärmeabgabe isoliert ist, können in der Wand Temperaturen entstehen, die das Material dieser Wand schädigen oder auch zerstören. Die Gefahr solcher Schädigungen nimmt mit höheren Mediumtemperaturen und grösserer Dicke der Wand zu.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung für Rohrdurchfu~hrungen der eingangs genannten#Art zü schaffen, so dass unzulässig hohe Temperaturen in der Wand vermieden werden.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen dem Rohr und der fUr das Rohr vorgesehenen Aussparung in der Wand ein ein Wärmeübertragungsmittel enthaltender Kühler vorgesehen ist, der mit einem Wärmeübertrager zur RUckkUhlung bzw.
• Rückverflüssigung des im Kühler erwärmten und/oder verdampften Wärmeübertragungsmittels verbunden ist.
• Zwei AusfUhrungsbeispiele der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Rohr mit einer dieses umgebenden Kühlvorrichtung nach der Erfindung,, Fig. 2 teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht eine andere Ausführungform einer Kühlvorrichtung nach der Erfindung Fig. 3 einen Axialschnitt durch ein Wärmerohr und Fig. 4 eine Draufsicht auf die Kühlvorrichtung nach Fig. 2.
• Gemäss Fig. 1 ist ein Rohr 1, das von einem heissen Medium durchströmt wird, durch eine Betonwand 3, z. B. des Druckgefässes oder des Sicherheitsbehälters einer Kernrekatoranlage, hindurchgeführt.
• Das Rohr 1 ist von einer Isolationsschicht 2 umgeben. Die Oeffnung 4 in der Betonwand 3 ist in ihrem Durchmesser wesentlich grösser als der Durchmesser des hindurchgeführten Rohres 1. Die Betonwand 3 ist aussen und innen mit Je einem Blech 6 bzw. 7 verkleidet.
• Ebenso ist die. Oeffnung 4 der Betonwand 3 mit einem Futterrohr 5 verkleidet, das mit den Blechen 6 und 7 dicht verschweisst ist.
• Das in Fig. 1 untere Ende des Futterrohres 5 ist gegen das Rohr 1 verlängert und bildet mit dem verlängerten Teil eine Kappe 9, die mit dem Rohr 1 verschweisst ist.
• In dem Zwischenraum.zwischen dem Futterrohr 5 uni der Isolationsschicht 2 ist ein Kühler 10 angeordnet, der aus einer Rohrwendel besteht, die ein Wårmeübertragungsmittel enthält. Das obere En-' de der Rohrwendel ist über eine Rohrleitung 11 mit dem oberen Anschluss eines Radiators 13 verbunden, wogegen das untere Ende der Rohrwendel über eine Rohrleitung 12 mit dem unteren Anschluss des Radiators 13 verbunden ist. Die Rohrleitung 12 ist, soweit sie sich im Bereich zwischen der Rohrwendel 10 und dem Rohr 1 erstreckt, mit einer Isolation 12' versehen. Am Radiator 13 ist ferner über eine Leitung 14 ein Expansionsgefäss 15 angeschlossen, das eine Membran 16 enthält, oberhalb der sich ein Gasraum 17 befindet.
• Ausser der Rohrwendel 10 sind auch die Leitungen 11, 12, der Radiator 13, die Leitung 14 und der unterhalb der Membrane 16 befindliche Raum des Expansionsgefässes mit dem flüssigen Wärmeübertragudgsmittel gefüllt. Dieses Mittel kann im einfachsten Fall Wasser sein. Es kann aber auch mit einem flüssigen organischen Stoff gefüllt sein. Der Radiator 13 und der Kühler 10 bilden ein Naturumlaufsystem, so dass die im Kühler 10 befindliche Flüssigkeit infolge der Erwärmung vom Rohr 1 her in der Rohrwendel aufsteigt und über die Leitung 11 in den Radiator 13 gelangt.
• In diesem kühlt sich die Flüssigkeit durch Wärmeabgabe in die. umgebende Luft wieder ab und gelangt dann über die Rohrleitung 12 zur Rohrwendel zurück. Auf diese Weise wird eine unzulässige Erwärmung der Betonwand 3 vermieden.
• Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird wiederum ein Rohr 1, das von einem heissen Medium durchströmt wird, durch eine Betonwand 3 hindurchgeführt. Die Bekleidung der Betonwand 3 besteht wiederum aus Blechen 6 und 7 sowie einem Futterrohr 5, das an seinem unteren Ende mit dem Rohr 1 verschweisst ist. Die Kühlvorrichtung 10' ist hier jedoch mit dem Wärmeübertrager zu einer baulichen Einheit verbunden, die aus sechs zehn Wärme rohren 21 besteht. Wärmerohre 21 umgeben das Rohr 1 und dessen Isolierung 2 mit Abstand und sind über den Umfang des Zwischenraumes zwischen Futterrohr 5 und Isolierung 2 ungefähr gleichmässig verteilt. Die Wärmerohre 21 ragen nur mit der unteren Hälfte in den Raum zwischen Futterrohr 5 und Isolierung 2 und sind auf einer Ringscheibe 20 abgestützt, die mit ihrem äusseren Umfang am unteren Ende des Futterrohres 5 angeschweisst ist. Die Wärmerohre 21 sind im oberen Bereich über Stege 22 miteinander verbunden. Ebenso sind im unteren Bereich der Wärmerohre 21 Stege 22' angeschweisst.
• Der so gebildete Kühler 10' mit Wärmeübertrager ist in zwei Hälften teilbar, indem je acht Wärmerohre eine Hälfte bilden. An der Trennungsstelle der beiden Hälften überlappen sich die Stege 22 und 22' und sind durch Schrauben 28 miteinander lösbar verbunden.
• Gemäss Fig. 3 sind die Wärmerohre 21 ungefähr zur Hälfte mit einer organischen Flüssigkeit gefüllt, die unter dem Einfluss von Wärmezufuhr vom Rohr 1 her verdampft. Der Dampf steigt im Wärmerohr 21 auf und kondensiert im oberen Teil des Wärme rohres durch Wärmeabgabe an die umgebende Luft. Das Kondensat fliesst an der kälteren Fläche des Wärmerohres 21 wieder in dessen unteren Teil zurück.
• Im Betrieb der Vorrichtung streicht entsprechend den Pfeilen 29 in Fig. 2 Luft durch die zwischen den Wärmerohren 21 und den Stegen 22 und 22' freibleibenden Oeffnungen. Die Luft strömt dann aufwärts durch den Raum zwischen der Isolierung 2 und dem oberen Teil der Wärmerohre 21 nach oben. Der obere Teil der Wärmerohre 21 bildet also den Wärmeübertrager, in dem die Rückverflüssigung des im Kühler 10' erwärmten Wärmeübertragungsmittel stattfindet. Anstatt bei horizontalen Wänden kann die Kühlvorrichtung 10 bzw.
• 10' auch bei vertikalen Wänden angewendet werden.

Claims (4)

P a t e n't a n s p r ü c h e

1. Vorrichtung zum Kühlen eines Rohres, das von einem heissen Medium durchströmt wird und das durch eine Wand hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rohr und der für das Rohr vorgesehenen Aussparung in der Wand ein ein Wärmeübeftragungsmittel enthaltender Kühler vorgesehen ist, der mit einem Wärmeübertrager zur Rückkühlung bzw. Rückverflüssigung des im Kühler erwärmten und/oder verdampften Wärmeübertragungsmittels verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler aus einer das Rohr umgebenden Rohrwendel besteht, die an einem den Wärmeübertrager bildenden Radiator angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler und der Wärmeübertrager aus mehreren, um das Rohr herum angeordneten Wärme rohren bestehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler und der Wärmeübertrager zusammen eine bauliche Einheit bilden, indem zwischen benachbarten Wärme rohren Verbindungsstege angeschweisst sind.

L e e r s e i t e