DE2921055C2 - Reaktor - Google Patents

Description

Die mehrgängigen Schraubengänge können außer-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 25 dem in mehrere Abschnitte unterteilt sein, die entweder zeichnet, daß die Halbrohre (9, 10) aller Rohrwen- mit einer eigenen Zu- und Abfuhr des He;*- oder Kühldeln den gleichen Durchflußquerschnitt aufweisen. mediums versehen sind oder parallel bzw. hintereinan-

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder der oder auch teilweise parallel und teilweise hinterein-2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine ander an eine Versorgungsleitung für ein oder mehrere Rohrwendel in wenigstens zwei Abschnitte mit Zu- 30 Heiz-oder Kühlmedien angeschlossen sein.

und Abfuhr des Kühl- bzw. Heizmediums unterteilt Auf diese Weise sind zahlreiche konstruktive Varian-

^ist· ten möglich, mit denen die Möglichkeit besteht, sehr

genau bestimmte Wärmedurchgangsverhältnisse durch

die Reaktorwand je nach lokalem Bedarf zu erzielen

35 und damit optimale Reaktions- und Prozeßbedingungen und eine gleichmäßige Temperaturverteilung in axialer

Die Erfindung betrifft einen Reaktor, insbesondere Richtung längs der Reaktorwand zu sichern, zur Durchführung von exothermen Reaktionen bei Durch das erfindungsgemäße Konzept besteht ferner

Großraumreaktoren mit einem Doppelmantel, einer die Möglichkeit, eine intensivere Abfuhr von Reaktions-Mischeinrichtung und einem Rückflußkühler, wobei der 40 wärme in solchen Bereichen zu realisieren, wo dies er-Doppelmantel aus einem Halbrohr aufgebaut ist, das am forderlich ist, beispielsweise in dem Bereich, wo die flüs-Außenmantel des Reaktors wendelförmig aufgewickelt sige und die gasförmige Phase an der Oberfläche des sowie teilweise mit diesem und teilweise untereinander Reaktionsgemischs miteinander in Kontakt kommen, verschweißt ist. Durch eine ausgiebige Kühlung kann in diesem Bereich

Eine derartige Vorrichtung ist dem Aufsatz von 45 z. B. die Schaumentstehung verringert und ein Eindrin-H. Honold »Gestaltung und Festigkeitsberechnung von gen in den Rückflußkühler verhindert werden. Wärmetauschern« in der Zeitschrift »Verfahrenstech- Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Aus-

nik« 1942, S. 77, 78 zu entnehmen. Durch die in Fig. 28 führungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt dieser Literaturstelle dargestellte Ausführung wird eine Detailansicht eines Teils der Reaktorwand mit eizwar eine Verbesserung des Wärmeübergangs durch 50 nem aus einer Doppelgangschraube bestehenden Kühldie Reaktorwandung unter gleichzeitiger Verstärkung mantel im Querschnitt.

der Spannungsaufnahmefähigkeit des Mantels erzielt. Die Zeichnung zeigt den Reaktormantel 7 und den

Es kann aber keine variable Heiz- oder Kühlmöglichkeit darauf aufgeschweißten Kühlmantel 2. Der dargestellte bei chemischen Reaktionen erreicht werden. Kühlmantel 2 wird durch eine Doppelgangschraube ge-

Für das Aufschweißen von Rohrschlangen auf Reak- 55 bildet, die durch Aufbringen von Halbrohren 9 und 10 tionsgefäße gibt es eine Reihe von Vorschlägen, wobei von gleichem Durchflußquerschnitt entsteht. Das HaIb-Halbrohre oder auch Winkelprofile verwendet werden rohr 9 des ersten Gangs ist dabei mit seinen Längskan-(Buch »Chemische Betriebstechnik« von Wittenberger, ten an den Reaktormantel 7 angeschweißt, während das Springer-Verlag Wien, 1962, S. 193, 194; DE-AS Halbrohr 10 des zweiten Gangs an die Seitenflächen des 10 63 355; DE-OS 19 33 493; DE-PS 7 09 968). Diese 60 Halbrohrs 9 so angeschweißt ist, daß das Halbrohr tO Ausführungen haben aber alle den Nachteil, daß zwi- den Zwischenraum zwischen den Windungen des HaIbschen den Halbrohren Abstände zur Anbringung der rohrs 9 überbrückt. Der Reaktorköprer 1 ist ferner auf Schweißnähte erforderlich sind, die zu Wärmeunter- seiner Innenseite mit einer rostfreien Plattierung 8 verschieden und damit zu Spannungen führen. Außerdem sehen.

handelt es sich meist um schwierig anzubringende (,5 Die Anwendung von Halbrohren, die zur Ausbildung Schweißnähte. eines Kühlmantels bzw. Doppelmantels zu einer einfa-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor- chen oder mehrgängigen Schraube auf den Außenumriehumg der eingangs erwähnten Art dahingehend zu fang des Reaktors aufgewickeü werden, bringt zahlrei-

ehe Vorteile:

— die gewickelten Halbrohr-Schrauben ermöglichen es, die Stärke der Reaktorwand zu -.erringern, da die Materialfestigkeit und Tragfähigkeil des gewikketten Halbrohrs die Festigkeit des zylindrischen Teils des Reaktors gegenüber Umfangsbeanspruchungen entsprechend erhöht;

— als Folge davon ist eine erhebliche Einsparung an Matenal und eine Verringerung der Gesamtmasse des Reaktors einschließlich Rückflußkühler erzielbar;

— infolge der Verringerung der Stärke der Reaktorwand wird auch der Widerstand der Wand gegenüber dem Wärmeübergang entsprechend erniedrigt und die Wärmeübergangszahl um bis zu 10% erhöht, was wiederum eine kleinere Bauhöhe des Rückflußkühlers und eine wesentliche Erhöhung der Wärmebelastung pro Flächeneinheit ermöglicht;

— die aus dem Halbrohr bestehende, an den Reaktormantel angeschweißte Schraube wirkt gleichzeitig als Rippung des z. B. zylindrischen Teils des Reaktors, was ebenfalls zur Verbesserung des Wärmeübergangs beiträgt;

— allgemein wird es durch die Verwendung eines an den Reaktormantel angeschweißten Doppelmantels aus Halbrohren möglich, die Wärmeübergangszahl im Kühlkreis außerordentlich zu erhöhen;

— einen weiteren wesentlichen Vorteil stellt auch die Tatsache dar, daß zur Erzielung der optimalen Lineargeschwindigkeit des Kühlwassers im halbrohrförmigen Doppelmantel keine so große Wassermenge wie bei herkömmlichen Doppelmänteln erforderlich ist;

— durch die maximale Ausnutzung der Kühlwirkung des aus Halbrohren aufgebauten Doppelmantels wird außerdem auch das Risiko einer Überflutung und Verstopfung des Rückflußkühlers unter gleichzeitiger Vermeidung der damit verbundenen Schwierigkeiten verringert.

Der erfindungsgemäße Reaktor ist nicht auf den Einsatz für die Durchführung exothermer Reaktionen beschränkt, da er sich umgekehrt auch zur Durchführung endothermer Reaktionen in analoger Weise eignet, wobei dann der aus Halbrohren aufgebaute Doppelmantel entsprechend Heizfunktion übernimmt.

50

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

¹ 2

verbessern, daß neben einem guten und gleichmäßigen

Patentansprüche: Wärmeübergang, einer Verstärkung der Festigkeit und

Verbesserung der Spannungsaufnahme der Wandung

l. Reaktor, insbesondere zur Durchführung von des Reaktionsgefäßes und einer problemlosen Schweißexothermen Reaktionen bei Großraumreaktoren 5 nsht auch noch eine variable Heiz- oder Kühlmöglichmit einem Doppelmantel, einer Mischeinrichtung keil durch Regulierung der Wärmemenge und eine Be- und einem Rücknußkühler, wobei der Doppelmantel aufschlagung einzelner Sektionen des Mantels mit veraus einem Halbrohr aufgebaut ist, das am Außen- schiedenen Temperaturen erreicht werden kann, mantel des Reaktors wendelförmig aufgewickelt so- Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Hauptan-

wie teilweise mit diesem und teilweise untereinander 10 Spruch angeführten Maßnahmen. Die Unteransprüche verschweißt ist,dadurchgekennzeichnet, kennzeichnen zweckmäßige weitere Ausbildungen.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung des Dop-

- daß der Doppelmantel (2) als mehrgängige pelmantels eines Reaktionsgefäßes wird eine erhebliche Schraube ausgebildet ist. Verstärkung der Spannungsaufnahmefähigkeit des

- daß bei Zahlung der Schraubengänge in einer 15 Mantels erreichL Die Schweißnähte lassen sich in einfa-Richtung quer zur Wendelrichtung die Halb- eher Weise anbringen, es wird ein guter Wärmeüberrohre (9) der ungeraden Gänge an der Reaktor- gang erzielt und durch die mehrgängigen Schrauben-Außenwandung (7) selbst aufgeschweißt sind, windungen läßt sich eine große Variationsmöglichkeit während die Halbrohre (10) der geraden Gänge für Beheizung und Kühlung erreichen.

im Zwischenraum zwischen den Halbrohren (9) 20 Die einzelnen Halbrohrwendefn können entweder der ungeraden Gänge an den Seitenwandungen parallel oder hintereinander an eine oder mehrere Verder Halbrohre (9) der ungeraden Gänge ange- sorgungsleitungen für Heiz- oder insbesondere Kühlschweißt sind. medien angeschlossen werden.