NO149819B - Fremgangsmaate til separering av platina og/eller palladium fra vandige syreopploesninger - Google Patents

Description

Varmeveksler.

Foreliggende oppfinnelse angår i sin alminnelighet varmevekslere, og mer spesielt en varmeveksler-utførelse hvor oppvarmingsfluidet blir oppvarmet og avgir sin varme til et annet fluidum inne i samme kar.

I mange anvendelser av varmeoverfør-ing er det nå blitt meget viktig å sørge for sammentrengte varmevekslere. Dette gjel-der kjernereaktor-anlegg, spesielt for bruk ombord i skip hvor muligheten for å be-grense størrelsen av det samlede anlegg medfører mange fordeler. Hvis det, i stedet for adskilte reaktor- og varmeveksler-en-heter, er mulig å kombinere dem i et enkelt kar, vil det oppnås en nedsettelse av det rom som trenges for anlegget, en besparel-se i de samlede omkostninger for utstyret, rørledningsanlegget vil bli redusert og stør-relsen av skjermingen nedsatt, for å nevne noen av hoved-fordelene.

Foreliggende oppfinnelse går derfor ut på en sammentrengt og effektiv varme-vekslings-anordning, og omfatter vegger som danner et vertikalt trykk-kar, en opp-adragende sylindrisk ledeanordning anordnet inne i og i avstand fra trykk-karet og som sammen med dette danner en ringformet kanal, hvor det indre av trykk-karet er delt opp i et damprom og et væskerom ved hjelp av en oppvarmingsfluidumover-flate som ligger over den øvre ende av den sylindriske ledeanordning, samt flere rør gjennom hvilke den væske som skal varmes opp strømmer og som er anordnet inne i trykkaret i flere adskilte grupper, og hvor en første vegganordning er anbragt i den øvre del av trykk-karet for dannelse av flere adskilte innløpskammere og en annen vegganordning er anbragt i den øvre del av trykk-karet for dannelse av flere adskilte utløpskammere som er adskilt fra innløpskammerene, idet rørene i hver enkelt gruppe strekker seg nedover fra et for nevnte gruppe felles innløpskammer, langs veggen i trykk-karet til den nedre ende av kanalen og oppover igjen til et for nevnte gruppe felles utløpskammer, hvor det sær-egne består i at rørene, etter at deres retning er vendt, går skruelinjeformet oppover gjennom kanalen slik at kanalen stort sett fylles, at de rør som ligger ved den ytre overflate av kanalen ved dennes nedre en-de først er bøyet radialt innover og deretter oppover i en skruelinjef ormet bunt som ligger rundt den sylindriske ledeanordning over omtrent hele høyden av kanalen, og at innløpsanordninger er anbragt for tilførsel av oppvarmingsfluidum til den nedre ende av trykk-karet slik at fluidet først strømmer oppover gjennom ledeanordningen til dennes øvre ende og deretter nedover gjennom kanalen.

På vedføyde tegning viser fig. 1 et si-deriss, delvis i snitt, av en kjernereaktor omfattende en varmeveksler i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser et grunnriss av reaktorkaret. Fig. 3 viser, noe skjematisk, et parti av reaktorkaret med anordningen av varme-vekslingsrørene.

I fig. 1 er det vist en kjernereaktor 10 som omfatter et trykk-kar 12 som er lukket ved sin øvre ende ved hjelp av et lokk 14 som er festet med bolter, og som er inne-sluttet i isolasjon 15. Inne i den nedre ende av karet er det en kjerneanordning 16 hvor fisjonskjedereaksjonen finner sted. Denne reaksjon reguleres ved hjelp av styrestaver 18, hvorav bare en er vist, som går nedover gjennom reaktorlokket og strekker seg inn i anordningen 16. Det primære kjølemiddel, som strømmer gjennom anordningen 16 og som også er oppvarmingsfluidet i varmeveksleren i henhold til oppfinnelsen, kommer inn i og forlater karet gjennom flere kombinerte innløp- og utløp-stusser 20 som er anordnet under anordningen 16.

Karet 12 er innvendig delt opp ved hjelp av en væskeoverflate 22 i et damprom 24 og et væskerom 26 som inneholder oppvarmingsfluidet. Under væskeoverfla-ten strekker en loddrett, sylinderformet ledeplate 28 seg nedover til et sted over anordningen 16. Platen 28 ligger innenfor og danner sammen med veggen i trykk-karet 12 en ringformet kanal 30.

I lokket 14 er det anordnet flere inn-løpskammere 32 og utløpskammere 34 som ligger i avstand fra hverandre. Innløpsrør 36 og utløpsrør 38 er forbundet med hver sine kammere. I bunnen i innløpskamme-ret 32 er det anordnet en rør-plate 40 hvor det er festet flere rør 42. Disse rør 42 strekker seg nedover fra rørplaten og er rettet utover slik at de ligger langs den indre vegg i karet 12 ned til den nedre ende av kanalen 30. Ved den nedre ende av kanalen snur rørene først radialt innover og så oppover. På sin vei gjennom kanalen 30 er rør-ene formet til en skrueformet bunt 44 som omtrent fyller kanalen.

Rørene i bunten 44 er anordnet slik at de alle er omtrent like lange i varmeveks-lings-partiet i karet. Bunten 44 består av flere skrueviklede loddrette rekker 46 med hvert rør anordnet i en enkelt rekke. Ek-sempelvis kan bunten inneholde tyve rekker 46, men for å gjøre tegningen klarere er det i fig. 3 bare vist tre rekker 46A, 46B og 46C. Da hver rekke 46 har sin egen diameter, vil hver vinning av et rør 42 i rek-ken 46B være lengre enn et rør i den radialt indre rekke 46A og kortere sammen-lignet med et rør i den radialt ytre rekke 46C. Det er klart at stigningen for skrue-viklingen stiger med diameteren for rek-kene 46A, 46B og 46C. Ved å velge antallet av rør pr. rekke og deres stigning, er det mulig å anordne dem slik at de alle vil væ-re omtrent like lange inne i kanalen 30 og det fluidum som strømmer gjennom hvert rør vil derfor motta omtrent samme var-memengde. I fig. 3 er denne rør-anordning vist temmelig skjematisk for å vise forhol-det mellom stigning og diameter for for-skjellige skrueviklede rekker av rør.

Ved den øvre ende av bunten 44, er rørene 42 bøyet oppover fra skrueformen og strekker seg inn i rør-platen 48 i ut-løpskammeret 34.

Det vil ses i fig. 1 at tverrsnittet for bunten 44 har form av et loddrett lang-strakt parallellogram. Rørbunten ligger i 30° i forhold til et vannrett plan. Hoved-hensikten med denne skrå anordning er at rørbunten alltid skal holde seg neddykket selv ombord i skip som kan rulle og sette seg.

Under drift kommer oppvarmnings-fluidet inn i karet 12 gjennom den kombinerte inngangs- og utløps-stuss 20 og strømmer oppover gjennom kjerneanord-ningen 16 og opptar varme som er utviklet i fisjons-kjedereaksjonen. Fra kjernen fortsetter fluidet oppover til toppen av le-deplaten 28 og snur så og flyter nedover gjennom den ringformede kanal 30 og flyter over den skrueviklede rørbunt 44 og nedløpsrørene 42 som dekker den ytre overflate av kanalen. Etter å ha passert kanalen, flyter fluidet nedover og ut av karet gjennom stussen 20. Oppvarmings-måten for oppvarmingsfluidet utgjør ingen del av foreliggende oppfinnelse, og opp-varmingen kan foregå på mange forskjel-lige måter.

Det fluidum som skal oppvarmes avgis gjennom innløpsrøret 36 til innløpskam-meret 32 ved hjelp av en pumpe som ikke er vist. Inne i innløpskammeret blir fluidet fordelt til flere rør 42 som først passerer gjennom damprommet 24 og deretter gjennom vaskerommet 26 og som går nedover og dekker den ytre overflate på kanalen 30. Ved den nedre ende av kanalen, snur fluidet og strømmer oppover gjennom den skrueviklede rørbunt 44 i motstrøm til oppvarmingsfluidet og mottar her en overvei-ende del av varmen. Etter å ha fullført sin strøm gjennom bunten 44, passerer fluidet gjennom rørene i damprommet og kommer, inn i utløpskammeret 34. Fra utløpskamme-ret flyter det fluidum som oppvarmes, og som nå er fordampet og overhetet, ut gjennom utløpsrøret 38 til det sted hvor det skal brukes. Selv om den varmeveksler som er beskrevet prinsipielt er en dampgene-rator med engangs-gjennomløp, kunne samme alminnelige anordning brukes for å frembringe en mettet damp-blanding i ut-løpskammeret idet utskilt væske føres til-bake til innløps-kammeret for tilbakefør-ing gjennom rørene.

Inne i varmeveksleren foregår praktisk

talt all varmeoverføring under væskeover-flaten 22, mens bare en ubetydelig varme-mengde overføres til det fluidum som skal

oppvarmes mens det passerer gjennom rør-ene i damprommet 24.

Selv om det ikke er vist på tegningene,

kan de skrueviklede rør understøttes uav-hengig av lokket 14. Selv om den sammentrengte anordning av varmeveksleren med

sin varmekilde og skrå rørbunt, betyr spe-sielle fordeler ved bruk ombord i skip, er

det klart at en slik anordning også kan an-vendes på land. Som allerede nevnt, tren-ger ikke varmekilden å være en kjernereaktor, men kan være hvilken som helst

av andre vel kjente typer i varme-veksler-teknikken.

En annen fordel ved denne varmeveksler ligger i utførelsen av understøttelsen av

rørbunten, som gjør det mulig å fjerne

rørene fra karet sammen med lokket. Da

rørene er delt opp i adskilte grupper som

ligger mellom tilsvarende innløps- og ut-løpskammere, kan strømmen gjennom en

gruppe avbrytes mens de andre fortsetter

å være i drift. På denne måten vil et rør-brudd ikke kreve at hele rørbunten tas ut

av drift.

Claims (1)

1. Varmeveksler innrettet for føring av

   et oppvarmingsfluidum i indirekte varme-vekslingsforhold med et fluidum som skal varmes opp, og omfattende vegger som danner et vertikalt trykk-kar, en oppad-ragende sylindrisk ledeanordning anordnet inne i og i avstand fra trykk-karet og som sammen med dette danner en ringformet kanal, hvor det indre av trykk-karet er delt i et damprom og et væskerom ved hjelp av en oppvarmingsfluidums-overflate som ligger over den øvre ende av den sylindriske ledeanordning, samt flere rør gjennom hvilke den væske som skal varmes opp strømmer og som er anordnet inne i trykk-karet i flere adskilte grupper, og hvor en første vegganordning er anbragt i den øvre del av trykk-karet for dannelse av flere adskilte innløpskammere og en annen vegganordning er anbragt i den øvre del av trykk-karet for dannelse av flere adskilte utløpskammere som er adskilt fra innløps-kammerene, idet rørene i hver enkelt gruppe strekker seg nedover fra et for nevnte gruppe felles innløpskammer, langs veggen i trykk-karet til den nedre ende av kanalen og oppover igjen til et for nevnte gruppe felles utløpskammer, karakterisert ved at rørene (42), etter at deres retning er vendt, går skruelinjef ormet oppover gjennom kanalen (30) slik at kanalen stort sett fylles, at de rør som ligger ved den ytre overflate av kanalen ved dennes nedre ende først er bøyet radialt innover og deretter oppover i en skruelinjef ormet bunt (44) som ligger rundt den sylindriske ledeanordning (28) over omtrent hele høy-den av kanalen, og at innløpsanordninger (20) er anbragt for tilførsel av oppvarmingsfluidum til den nedre ende av trykk-karet (12) slik at fluidet først strømmer oppover gjennom ledeanordningen (28) til dennes øvre ende og deretter nedover gjennom kanalen (30).