DE3049409A1 - Vorrichtung zur dampferzeugung in ammoniak-synthese-anlagen - Google Patents

Vorrichtung zur dampferzeugung in ammoniak-synthese-anlagen

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Description

B<g»RSIG
3RUPPtDEUTSCHEBABCOCK
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dampferzeugung in Aminoniak-Synthese-Anlagen durch Wärmeaustausch zwischen heißen Ammoniakgasen hohen Druckes in U-Rohren und Wasser hohen Druckes um die U-Rohre, wobei der Wasser-Dampf-Raum der Vorrichtung mittels eines Rohrbodens von den. auf der anderen Seite des Rohrbodens befindlichen Kammern für den Gasein- und Gasaustritt abgeteilt ist.
Bei solchen Vorrichtungen, in denen Ammoniakgase von etwa 450 bis 500 Grad Celsius bei etwa 200 bis 300 bar mit Wasser von etwa 100 bis 120 bar auf etwa 300 bis 350 Grad Celsius abgekühlt werden sollen, ist es erforderlich, die schädliche Wirkung der Ammoniakgase bei Temperaturen über 370 bis 380 Grad Celsius auf die Vorrichtung abzuwehren.
Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse die heißen Ammoniakgase über ein zentrales Zuleitungsrohr in eine angeschlossene Glocke zu leiten, die gasdicht mit einer nitrierbeständigen Plattierung des Rohrbodens verbunden ist, wobei die U-Rohre des Wärmetauschers aus nitrierbeständigem Werkstoff bestehen (DE-PS 20 07 528). Nitrierbeständige Rohre sind empfindlich gegen Spannungsrißkorrosion auf der Wasserseite.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der ferritisches Material für den Rohrboden und die Rohre Verwendung finden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für den Eintritt der heißen Ammoniakgase in die U-Rohre eine in Bezug auf den Rohrboden vorgezogene Gaseintrittskammer vorgesehen ist, die in etwa zentral innerhalb der Gasaustrittskammer liegt und in Bohrungen eingeschweißte Einsteck-
B<Ä>RSIG
GRUPPE DEUTSCHE BABCOCK
rohre für die Hälfte der Enden der im Rohrboden eingeschweißten U-Rohre zeigt, wobei die Enden der ü-Rohre im Rohrboden so nebeneinander liegen, daß in den sich bildenden Reihen stets jeweils nur ein Gaseintrittsende neben einem Gasaustrittsende angeordnet ist.
Um sicherzustellen/ daß die Enden der U-Rohre im Rohrboden für die Zuführung der heißen Ammoniakgase höchsten Temperaturen von etwa 300 bis 350 Grad Celsius annehmen, die den Temperaturen der abgekühlten Ammoniakgase entsprechen und eine Aufnitrierung des Rohrbodens und der U-Rohre verhindern, besitzen nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung die. Einsteckrohre mit sonst kleinerem Außendurchmesser als der Innendurchmesser der U-Rohre an ihren freien Enden Erweiterungen, die - in Strömungsrichtung des Gaseintritts gesehen - hinter dem Rohrboden im Innern des Wasser-Dampf-Raums gasdicht mit den Innenwandungen der U-Rohre verbunden sind und von den Erweiterungen bis zur Gasseite des Rohrbodens die U-Rohre mit den Einsteckrohren Ringspalte bilden.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Anordnung der U-Rohre mit den Einsteckrohre eine gleichmäßigere Temperatur des gesamten Rohrbodens in Höhe der Austrittstemperatur der abgekühlten Ammoniakgase erzielt und eine Aufnitrierung des Rohrbodens und der U-Rohre vermieden wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und
B<Ä>RSIG
GRUPPE DEUTSCHE BABCOCK — 5 "~
Fig. 3 als eine Einzelheit den umrahmten Bereich X in der Fig. 1.
Die heißen Ammoniakgase treten durch den Stutzen 1 in Richtung des Pfeils 2 in die nitrierbeständige vorgezogene Gaseintrittskammer 3 ein und gelangen in Richtung der Pfeile 4 in die nitrierbeständigen Einsteckrohre 5, die an den einen Enden mit der vorgezogenen Gaseintrittskammer 3 verschweißt und mit den anderen Enden mit den Erweiterungen in den eintrittsseitigen Enden der U-Rohre 7 aus ferritischem Werkstoff gasdicht verbunden sind. Die im ferritischen Rohrboden 8 verschweißten U-Rohre, die im Wasser-Dampf-Raum von Wasser umspült werden, bilden in den Eintrittsenden mit den Einsteckrohren 5 die Ringspalte 10, die zufolge der Lage der Erweiterungen 6 im Wasser-Dampf-Raum 9 gleichfalls
.15 bis in den Wasser-Dampf-Raum reichen. Die abgekühlten Ammoniakgase strömen in Richtung der Pfeile 11 aus den Ü-Rohren 7 in die Gasaustrittskammer 12 und verlassen die Gasaustrittskammer in Richtung des Pfeils 13 durch den Stutzen 14. Das Kühlwasser wird in Richtung des Pfeils durch den Stutzen 16 in den Wasser-Dampf-Raum 9 eingeleitet und verläßt ihn als Dampf in Richtung des Pfeils 17 durch den Stutzen 18.

Claims (2)

3049hCJ B<$>RSIG 23. Dez. 1980 3SLPPEOEUTSCHCeABCOCK 34"ί "5/1 0 Borsig GmbH 1000 Berlin 27 Vorrichtung zur Dampferzeugung in Ammoniak-Synthese-Anlagen Patentansprüche: Vorrichtung zur Dampferzeugung in Ammoniak-Synthese- '. Anlagen durch Wärmeaustausch zwischen heißen Ammoniakgasen hohen Druckes in Ü-Rohren und Wasser hohen Druckes um die U-Rohre, wobei der Wasser-Dampf-Raum der Vorrichtung mittels eines Rohrbodens von den auf der anderen Seite des Rohrbodens befindlichen Kammern für den Gasein- und Gasaustritt abgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß 1 für den Eintritt der heißen Ammoniakgase in die U-Rohre (7) eine in Bezug auf den Rohrboden (8) vorgezogene Gaseintrittskammer (3) vorgesehen ist, die
1.1 in etwa zentral innerhalb der Gasaustrittskammer (12) liegt und
1.2 in Bohrungen eingeschweißte Einsteckrohre (5) für
die Hälfte der Enden der im Rohrboden (8) eingeschweißten ü-Rohre (7) zeigt, wobei
ORIGINAL INSPECTED
GRUPPE DEUTSCHE BABCOCK _ 2 —
die Enden der U-Rohre (7) im Rohrboden (8) so nebeneinander liegen, daß in den sich bildenden Reihen stets jeweils nur ein Gaseintrittsende neben einem Gasaustrittsende angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
1.2.1 die Einsteckrohre (5) mit sonst kleinerem Außendurchmesser als der Innendurchmesser der U-Rohre (7) an ihren freien Enden Erweiterungen (6) besitzen, die - in Strömungsrichtung des Gaseintritts gesehen hinter dem Rohrboden (8) im Innern des Wasser-Dampf-Raums (9) gasdicht mit den Innenwandungen der U-Rohre (7) verbunden sind und
1.2.2 von den Erweiterungen (6) bis zur Gasseite des Rohrbodens (8) die U-Rohre (7) mit den Einsteckrohren
(5) Ringspalte (10) bilden.
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