DE6802930U

DE6802930U - Kuehlfalle

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Publication number: DE6802930U
Application number: DE6802930U
Authority: DE
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1967-10-20
Filing date: 1968-10-18
Publication date: 1969-04-03
Also published as: FR1549434A; GB1192709A; CH496460A; ES359333A1; BE721238A; LU57104A1; US3552485A

Description

■:';..: in miss ar iü ^ ä i'En^rjie At -mj^ue, Paris

Kühiial J.e

ui :■ i;j'^;.·or hi,_/ os·;is'.iw sieh ui eine- Ka:.iliall'j , die aa:.u ül-Culioiirö isü. ._ti ν m ι. a u ι endet; Flüssigkeiten ucia λ:- ;es ;ticIei-3 Iu
um i'u: ι atme η x'liioC i_;^en i4e ;:aii'3n ^e.i.Öste Ver^ni-^ini.juLK en ::;r^;i _;;c ,,;r:;-i.l ο in, '·: 'bei ai se Küali'-.'Lle iii3 0;3 ^oere in Kre ieiäaisi;
[.er ^VZ :-::-um Jinsat,.; kυmfneα s.li, wie sie .,-e.i. KernfsaÄij:-:, ::ji , 3 r 11 ne 1 L 3 η KeUvi'-tioti ve rw eau et w-rcif3n, be denen die Kün'J un_t de. Keak t '.r^erns mit Hili'e des Un iaui's e.njs flüssigen Keta_ij
er;-;ieJ.">j wird.

r,i;.r.· .:JC;;v^:-^; i t i, ^n₀ dieser 'Mi^iioe s_uu oerei^s Kiiali'allen .. ^·:;>: di^j --".u u:,e3jrr) Zv/e'"s-:e ais elneo -^eschl -ssenur; ßer/iltei· oiit 8iir_: darin i.v^; ιω;!'.·:;,;[) K'iurscv.lan^e besteusti, >;,■;.) ei das ν m seinen Veruai-e. n.L ..-n .Ji₁ ;■-; oeireiende flUrsi^e i-.etaii nacu ν rneri^ei-Αο;ν.'Γι)Ι 'li,- i/j.3 ;.uv o^:4 cti^uii^s tem pera ujt . ue^ der die 7erunrein^ _;,:.iQ, on in jj'wrm von KrisGalien auszufallen ne^innea, ^^3e~ ;;aib der ]'{-':■:.·) I¹V¹S ο η 'in;_,e in den. ü.halter einT,ri:t, e...n als ei_ce;i uii jne ]'^;Li] I iai"! c^j darstellendes und in der Kiihl2':ne liegendes α _Iter
u iroi, .j_uer t und anschli" !.iend üoer d a3 Innere der it^hrsc: lan^e
3 Ij, ;: .du WJ¹¹Cl, ο du.,-· üiese Roiir.3C.-lan, - ci;_; R.^\,- e nes

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integrierten Vorwärmetauschers übernimmt. |

Jecoh beobachtet man bei Kühlfalle dieser Art, bei dener± das I Filter aus eineai Zylinder besteht, in den das flüssige Metall ■ durch seine Grundfläche hindurch eintritt, eine schnelle Ver- ΐ stopfun,-,, da sich die Verunreinigungen sehr rasch über die gesamt« uintrlttsobe. fläche für das flüssige MeIaLl in das Filter auf der Höhe des die Kühlun_fc des Metalls bewirkenden Vrärnetauscners absetzen.

Die Neuerun,; :..;... · . .= . ::; daher auf «ine Kühlfalle, die diesen Kachteil ein-.r ra;-·· ;. .■-:·.?: pfun_b vermeidet, indem sie zu einer rationelleren Awsn . . .+ ·... j ^j \ erl'ügbaren freien Volumens führt.

Zu diesem Zwecke Ls ι getnäis der Neuerung eine Kühlfalle mit einem I) ure hf luüibehäl ier , der nacheinander eine Vorwärmerschlange, einen Wärmetauscher für die Kühlung der umlaufenden Flüssigkeit un<i ein Filter zum Entfernen ν m Verunreinigungen aufweist, dadurch _&ekenribeioime '■.■, daß das Filter aus zwei aneinander angesetzten Teilen besteht, von denen der ein Filterelement geringer Dicke darstellende ente Teil auf der Höhe des Wärmetauschers angeordnet ist, während der ein Filterlement größerer i;j.cke darstellende zweite Teil am Ausgan^ des Wärmetauschers liogt und die Form eines Zylinders aufweist, der an seiner Mantelfläche mii der umlaufenden gekühlten Flüssigkeit in Berührung steht und innen an die Vorwärmerschlange z'-m Abführen der Flüssigkeit | aus dem Umlaufbehälter angeschlossen ist.

Dabei weist das Filter mit Vorteil Filterelemente auf, die aus Zylindern aus rostfreier Stahlwolle bestehen.

Zur weiteren Erläuterung der Neuerung soll nunmehr ein mögliches Aueführungsbeispiel für eine Kühlfalle gemäß der Neuerung näher beschrieben werden, das in der Zeichnung veranschaulicht ist. Dabei ζ^igt dip einzige Fi^ur dieser Zeichnung einen sohematisehen Vertikalschnitt durch eine solone Kühlfalle.

V/ie man aus der (einzigen) Figur der Zeichnung sieht, we_st die dargestellte Kühlfalle als Hauptbestandteil einen gesohlt, ssenei Behälter 1 auf, der aus einem Zylindermantel 2 mit vertikaler /chse besteht, der an seinem ooeren finde: d.u'ch einen Deckel Y und an seinem unteren Ende durch einen Boden 4 abgeschlossen wirä, Mit dem Sehälter 1 verbunden, und von dessen . oeror.o Teil bi~ zu dessen unterem Teil verlaufend angeordnet ist, als weiterer Bestandteil der· dargestellter. Kühlfall ο eine Rohrschlange 5, die aus mehreren voneinander unaohän^it en und parallel zueinander angeordneten Spiralen ο ~^:ent, der^cn 7-näe.. auf der einen Seite in einer. Oarame ibehäi ter c und auf d?r anderen Se ie in einen zylindrischer. Kamin Y münden, der in der Ach.se der Rohrschlan_&e 5 ange rdnet ist. An se.nem oberen Teil weist der Kamin 7 eme Abschii.'Splatte - auf, d^e zusammtu mit dem Deckel 3 des Benäiters 1 ein Gehäuse 9 bildet, in rl as e.ne Leitung 10 einmündet, üoer die flüPbiges retail, eel dem dargestellten Beispiel flüssiges .Katri.jB, das v:.n seinen

Verunre ^ni_e 'Uireri bei'reit werden s'il, in aas In tic re der Ku.nl e^n; »soeisi wi.rd. Im "oersi^n Teil α^ρ kauln· ',· , η'.ν;-1 i ■: ·: u~'._; Genäuse 9, sind Dux'cn cri'i, csorin^n^ en Ί ι ν r:_t ^p-enen, ü ;or ü e oas Gehäuse j t;iit. dem TeLi aes -.on»i _u>?rs 1 in Veroinu .n. 3.V; der aaiserhaib aes Kam ins / ii--., .

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rostfi'eier Stahlwolle aufgebaut sind. Der Teil 19 des Filters 18, dessen Dickt, erheblich geringer ist als die des Teiles 20, liegt innerhalb des von den Wärmetauscher 17, umschlossenen Raumes während der Teil 20 anschließend an den Ausgan_u des Wärmetauschers 17 und unterhalb davon angeordnet ist. In seinem unteren Teil ist das Filter 16 mit einem Schirm 21 gekoppelt, der eine Schikane bildet und insbesondere verbindert, daß in dem zwischen dem Filter 1ri und dem Zylindermantel 2 gelegenen Raum umlaufendes flüssiges Natrium in den zentralen Bereich des Filters 18 eindringen kann, ohne zuvor-Filterelemente, d.h. Stahlwolle, von entsprechender Dicke durchsetzt zu haben.

Der Aufbau der dargestellten Kühlfalls findet seine Vervollständigung durch zusätzliche Organe von üblicher Bauart, zu denen insbesondere eine Wärmedämmung 22 für den unteren Teil des Zylindermantels 2 und den Boden 4 aus einer Stahlwollschicht passender Stärke, dicht durch die Wad d<js Behälters 1 hin= dv 'eingeführte Leitungen 23 und 24 zur ~vtl. Entleerung des B lälters 1, Thermoelemente 25 und 26 zur Messung der Temperatur an verschiedenen Stellen im Inneren der Kühlfalle md ein Heizstab Z gehören, der in Zusammenwirken mit dem Durchsatz an Kühlmittel in dem <Värmetauscher 17 eine Regelung der Temperatur im Inneren des Behälters 1 ermöglicht. Schließlich ist noch ein Fingerling 2? vorgesehen, der eine üinfUhrun_o irgendwelche.,· Meßanordnungen oder Steuergeräte iti die Kühlfalle ermöglicht.

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Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Kühlfalle ist nun die folgende:

Das flüssige Natrium, das man von seinen Verunreinigungen befreien will, wird über die Leitung 10 in den Behälter 1 eingeführt. Dabei strömt es aus dem Gehäuse 9 durch die Öffnungen aus und fließt außerhalb der Rohrschlange 5 nach abwärts, bis es den Bereich des Wärmetauschers 17 erreicht. An dieser Stelle wird das flüssige Natrium in passender Weise bis zu seiner Sättigungotemperatur abgekühlt, bei der Natriumkristall« aufzutreten beginnen, welche die verschiedenen Verunreinigungen m: nehmen. Di^se Kristalle werden durch das Filter 18 in dessen aus Stahlwolle verschiedener Stärke "bestehenden zylindrischen Teilen 19 und 20 festgelegt, während das flüssig verbliebene Natrium nach dem Durchsetzen des Filters 18 in dessen zentralem Teil nach oben steigt, bis es den Kamin 7 erreicht und anschließend durch die Rohrschlange 5 hindurch in den Sammelbehälter 6 und von dort nach außen gelangt.

Dank di-ser Anordnung, die vor allem auf eine Aufteilung des Fileers 18 in zwei übereinander angeordnete Teile 19 und 20 hinausläuft, vermeidet man _oegliche vorzeitige Verstopfung der Kühlfalle, und -war insbesondere in deren ooerem, im Innern des u'ärmetauschers 17 gelegenem Teil. Au3rdem ist zu beachten, daß das flüssige Natrium in das Filter 1b auf der gesamten Mantelfläche der aus Stahlwolle bestehenden zylindrischen Teile 19 und 20 eindringt, während bei den bisher bekannten Auführungs-

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formen von Kühlfallen ein Eindringen des Natriums in deren zylindrische Filter nur auf deren BasisfläcLe möglich ist.

Durch die Anordnung gemäß der Neuerung wird also die für den Durchtritt des Natriums durch das Filter zur Verfügung stcheixde Oberfläche erheblich vergrößert, und dadurch ist es nicht möglich, daß Verunreinigungen, die sich anfangs im oberen Teil des Filters absetzen, ein weiteres Einfangen verbleibender Verunreinigungen durch eine Verstopfung des filters verhindern. Die gewählte Anordnung vergrößert nämlich die Länge der Stromfäden für das Natrium im unteren Teil der Kühlfalle beträchtlich, ohne deshalb den Durchsatz zum Stillstand zu bringen. Schließlich ist auch der Vorteil beachtlich, der sich aus dem Einsatz der oberen Rohrschlange ergibt, die die Rolle eines eingebauten Vorwärmers spielt, so daß das kalte, aus der Kühlfalle ü-er das Innere der Rohrschlange 5 austre^J ide Natrium als Kühlmittel für das eintretende Natrium wirken kann, noch bevor dieses den Hauptwärmetauscher 17 ärreicht.

Selbstverständlicn ist die Neuerung in keiner V/eise auf die Einzelheiten des oben beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeisp^els beschränkt, sondern erstreckt sich vielmehr auch auf alle möglichen Varianten davon.

Claims

- 8 Schutzansprüche

1. Kühlfalle für Flüssigkeitskrcisläuf e, insbesondere für Kreisläufe von flüssigen Metallen, mit einem DurchfluBbehälter, der nacheinander e,.ne Vorv/ärmeschlange, einen Wärmetauscher füi 'ie Kühlung der umlaufenden Flüssigkeit und ein filter zum Entfernen von Verunreinigungen aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß dab Filter (1S) aus zwei aneinander angesetzten Teilen (19 und 20) besteht, von denen der ein Filterelement geringer Dicke darstellende erste Teil (19) auf der Höhe des Wärmetauschers (17) angeordnet it, wäl rend der ein Filterelement größerer Dicke darstellende zweite Teil (20) am Ausgang des Wärmetauschers (17) liegt und die Form eines Zylinders aufweist, der an seiner Mantelfläche mit der umlaufenden gekühlten Flüssigkeit in Berührung steht und innen an die Vorwärmerschlange (5) zum Abführen der Flüssigkeit aus em Umlaufbehälter (1) angeschlossen ist.

2. Kühlfalle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (16) Filterelemente aufweist, die aus Zylindern (1.9 und 20) aus rostfreier Stahlwolle bestehen.

3. Kühlfalle nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ',ärmetauscher (17) außerhalb des Umlaufbehälters (i) angeordnet ist und eine ringförmige Hülle (12) aufweist, die ein

s oa^uiorenclen Π üss i., os Med .Luc und ■; i.no el J. ο i^oi , oav/t'.r.C de:· hehä.1 ^:;evB (1) umr;b u;üe JjG tun_L, (14) i'iir ΰ·.οη Urn Ir.υ χ' ο '.η ■?: Küh im i 11 e ι - -i al hai t.

4· Kühlfalle nanh e'.nem der J.ns .jrüohe 1 bio ^, ciaäux-ca _L:ekc;iinzeichtiGt, dais das filter (14) einon Schirm (21) aui'wasö, üer eine Schikane bildet, die einen unmittelbaren übertritt ν ni flüssigkeit von ''".ußeretn zum Inneren des iriitern (1 :■) an äesseu linden verhindert.

5. Kühlfalle nach einem der ^nsurüehe 1 bis 4, ic.6-r.h , ·?■:·;-nnseinhnex, daC sie &jf die ;^ini_c;un; v:n ilüasL; ;:: i;^ .riunj ■„•.r^. richtet ist.