DE102010014643A1 - Tube bundle reactor, useful for catalytic gas phase reactions, comprises bundle of vertically arranged reaction tubes, a reactor shell, deflecting plate, reverse opening, bypass openings arranged in deflecting plate and adjusting device - Google Patents

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Abstract

Tube bundle reactor comprises: a bundle of vertically arranged reaction tubes, an upper and a lower tube sheet tightly connected to the upper and lower ends of the reaction tubes and lead through the reaction tubes in gas supply- and gas discharge devices; and a reactor shell enclosing tube bundle; at least one deflecting plate; a reverse opening (5) for releasing heat transfer medium, so that transfer medium flows in meander-form through tube bundle in the longitudinal direction, and bypass openings arranged in at least one deflecting plate in its piping region; and an adjusting device. Tube bundle reactor comprises: a bundle of vertically arranged reaction tubes, an upper and a lower tube sheet tightly connected to the upper and lower ends of the reaction tubes and lead through the reaction tubes in gas supply- and gas discharge devices; and a reactor shell enclosing the tube bundle, which is connected pressure tightly to the tube sheets, and together with the tube sheets, the reactor shell forms a pressure chamber (18), in which the reaction tubes are washed in the operation of a heat transfer medium (8); at least one deflecting plate, which extends across through the tube bundle and imposes a cross-flow to the heat transfer medium; a reverse opening (5) for releasing the heat transfer medium, so that the transfer medium flows in meander-form through the tube bundle in the longitudinal direction, and bypass openings arranged in at least one deflecting plate in its piping region; and an adjusting device (4) for adjusting the flow resistance in the reverse opening or at least one part of the bypass openings, where the adjusting device of a first position, in which the flow resistance allows a meander-form reverse of the flow direction of a partial flow quantity of heat transfer medium and is movable in at least one second position, where the flow resistance is increased, such that the partial flow quantity is reduced, or at least one tube-free region is formed in the pressure chamber, and at least one steam outlet opening is formed in a first deflecting plate in the tube-free region outside the reverse opening. The second deflecting plate in the tube-free region outside the reversal opening is substantially closed, and the adjusting device is formed for each steam outlet opening. The adjusting device is movable between a closed position in which it closes the steam outlet opening, and an open position in which it releases the steam outlet opening. An independent claim is also included for tempering the tube bundle reactor by the tempering gases, comprising (a) providing a tempering device, (b) shifting the tempering device into the heat transfer circuit, (c) filling the heat transfer circuit with the tempering gas (132) with a predetermined pressure, and (d) circulating the tempering gas.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rohrbündelreaktor für katalytische Gasphasenreaktionen, mit einem Bündel vertikal angeordneter Reaktionsrohre, einem oberen und einem unteren Rohrboden, die mit den oberen bzw. unteren Enden der Reaktionsrohre dicht verbunden sind und durch die hindurch die Reaktionsrohre in Gaszuführungs- und Gasableitungseinrichtungen münden, einem Reaktormantel, der das Rohrbündel umschließt und mit den Rohrböden dicht verbunden ist, um mit diesen einen Druckraum auszubilden, in dem die Reaktionsrohre im Betrieb von einem Wärmeträger umspült werden, und mit mindestens einem Umlenkblech, das sich quer durch das Rohrbündel erstreckt und dem Wärmeträger eine Querströmung aufzwingt und eine Umkehröffnung für den Wärmeträger freilässt, sodass der Wärmeträger das Rohrbündel in dessen Längsrichtung mäanderförmig durchströmt.The invention relates to a tube reactor for catalytic gas phase reactions, comprising a bundle of vertically arranged reaction tubes, an upper and a lower tube plate, which are sealed to the upper and lower ends of the reaction tubes and through which open the reaction tubes in gas supply and Gasableitungseinrichtungen , A reactor shell, which encloses the tube bundle and is tightly connected to the tube sheets to form a pressure space with them, in which the reaction tubes are lapped in operation by a heat transfer medium, and with at least one baffle, which extends across the tube bundle and the Heat transfer forces a transverse flow and leaves a reversal opening for the heat carrier so that the heat transfer medium flows through the tube bundle in its longitudinal direction.

Bei solchen Rohrbündelreaktoren wird der Wärmeträger, beispielsweise Salzschmelze, von den Umlenkblechen im Zwangsumlauf mäanderförmig durch das Rohrbündel geführt, um eine Queranströmung der Reaktionsrohre zu bewirken. Die Queranströmung bewirkt einen hohen Wärmeübergang, der eine ausreichende Wärmeableitung bei hohen Reaktionstemperaturen gewährleistet. Entscheidend für die Produktionsqualität und -ausbeute ist dabei eine über den Reaktorquerschnitt möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung, d. h. ein über den Reaktorquerschnitt möglichst gleichmäßiger Wärmeübergang. Ein maßgeblicher Einflussfaktor für den Wärmeübergang ist die Strömungsgeschwindigkeit des Wärmeträgers. Diese variiert bei üblichen, zylindrischen Rohrbündelreaktoren jedoch in radialer Richtung, da der Strömungsquerschnitt radial einwärts abnimmt und deswegen die Strömungsgeschwindigkeit zunimmt.In such tube bundle reactors, the heat transfer medium, for example molten salt, is guided meander-shaped by the deflection plates in the forced circulation through the tube bundle in order to effect a transverse flow of the reaction tubes. The cross-flow causes a high heat transfer, which ensures sufficient heat dissipation at high reaction temperatures. Crucial for the production quality and yield is a uniform over the reactor cross-section temperature distribution, d. H. a as uniform as possible over the reactor cross section heat transfer. A significant influencing factor for the heat transfer is the flow velocity of the heat carrier. However, this varies in the case of conventional, cylindrical tube bundle reactors in the radial direction, since the flow cross-section decreases radially inwardly and therefore the flow velocity increases.

Zur Vergleichmäßigung der Strömungsgeschwindigkeit des Wärmeträgers wurde daher in WO 2004/052524 A1 für Rohrbündelreaktoren mit ring- und scheibenförmigen Umlenkblechen vorgeschlagen, in den Umlenkblechen zwischen den Reaktionsrohren Bypassöffnungen anzuordnen, deren Gesamt-Öffnungsquerschnitt radial einwärts zunimmt und durch die Teilmengen des Wärmeträgers abströmen, sodass sich dementsprechend dessen Strömungsgeschwindigkeit verringert.To equalize the flow velocity of the heat carrier was therefore in WO 2004/052524 A1 proposed for tube bundle reactors with annular and disc-shaped baffles, to arrange in the baffles between the reaction tubes bypass openings whose total opening cross section increases radially inwardly and flow through the subsets of the heat carrier, so that accordingly reduces its flow velocity.

Die Umlenkbleche können auch alternierend gegenüberliegend angeordnet sein, wie z. B. in WO 2004/052776 A1 beschrieben und dargestellt. Dort ist auch beschrieben und dargestellt, dass eine gewisse Leckage durch die Durchtrittsbohrungen für die Reaktionsrohre in den Umlenkblechen auftritt, da aufgrund unvermeidlicher Rohrtoleranzen und Bohrungstoleranzen Spalte zwischen Rohraußenwand und Bohrungswand nicht zu vermeiden sind. Jedoch sollen diese Ringspalte ausreichend gering sein, um eine sichere Stützung der Reaktionsrohre in den Bohrungen zu gewährleisten. Zudem variieren sie in der Größe in Abhängigkeit von den Toleranzen relativ stark. Ein sicheres Abströmen vorgegebener Teilmengen des Wärmeträgers ist durch diese Ringspalte daher nicht gegeben.The baffles may also be arranged alternately opposite, such as. In WO 2004/052776 A1 described and illustrated. There is also described and illustrated that some leakage through the through holes for the reaction tubes in the baffles occurs because due to unavoidable pipe tolerances and bore tolerances gap between tube outer wall and bore wall can not be avoided. However, these annular gaps should be sufficiently low to ensure a secure support of the reaction tubes in the holes. In addition, they vary in size relative to the tolerances relatively strong. A safe outflow of predetermined subsets of the heat carrier is therefore not given by these annular gaps.

Bei Rohrbündelreaktoren mit Zwangsumlauf ist somit ein erheblicher Aufwand zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Temperaturverteilung notwendig. Zudem ist eine Umwälzeinrichtung für den Wärmeträger erforderlich, was die Fertigungskosten erhöht und zusätzlichen Aufwand für Wartung und Reparatur mit sich bringt.In shell and tube reactors with forced circulation thus a considerable effort to achieve the most uniform temperature distribution is necessary. In addition, a circulation device for the heat transfer medium is required, which increases the manufacturing costs and brings additional effort for maintenance and repair.

Zur Steuerung der Wärmeträgermenge, die ein Rohrbündel durchströmt, wird für einen Rohrbündelreaktor mit Zwangsumlauf in der US 5615738 vorgeschlagen, innerhalb des Reaktors außerhalb des Rohrbündels auf einer Seite in allen sich dort erstreckenden Umlenkblechen eine verschließbare Öffnung auszubilden, die im geöffneten Zustand einem Teil des Wärmeträgerstroms ermöglicht, parallel zu den Reaktionsrohren an diesen vorbei vom Wärmeträgereinlass zum Wärmeträgerauslass zu strömen, d. h. außerhalb des Rohrbündels einen vom Wärmeträgereinlass zum Wärmeträgerauslass durchgängigen inneren Bypass auszubilden. Ferner wird noch vorgeschlagen, eine Umkehröffnung vollständig zu verschließen (12 und 13), um den Wärmeträgerstrom durch den Rohrbündelreaktor vollständig zu stoppen und den gesamten Wärmeträgerstrom über einen externen Bypass zu leiten.For controlling the amount of heat transfer medium, which flows through a tube bundle, is for a tube bundle reactor with forced circulation in the US 5615738 proposed, within the reactor outside of the tube bundle on one side in all there extending baffles form a closable opening, which allows in the open state, a portion of the heat transfer stream to flow parallel to the reaction tubes at this past the heat transfer to the heat transfer outlet, ie outside the tube bundle to form a continuous from the heat transfer to the heat transfer outlet inner bypass. Furthermore, it is proposed to completely close a reversal opening ( 12 and 13 ) to completely stop the heat carrier flow through the tube bundle reactor and to direct the entire heat transfer stream via an external bypass.

Um die Schwierigkeiten bezüglich der Vergleichmäßigung der Temperaturverteilung bei Zwangsumlauf zu vermeiden, wird daher in einem Reaktionstemperaturbereich von etwa 150°C bis etwa 280°C häufig mit Siedewasserkühlung gearbeitet, bei der der Wärmeträger verdampft und in dem Maße, wie der Wärmeträger verdampft, flüssiger Wärmeträger zugeführt wird. Eine Umwälzung des Wärmeträgers stellt sich hier aufgrund des Dichteunterschiedes beim Übergang von der Flüssigphase in die Dampfphase von selbst ein; dies wird als Naturumlauf bezeichnet. Der Wärmeträger strömt hierbei vorwiegend axial in Längsrichtung der Reaktionsrohre. Ein guter Wärmeübergang erfolgt hierbei allein durch den Siedevorgang und bedarf keiner gerichteten Anströmung.In order to avoid the difficulties with respect to the homogenization of the temperature distribution in forced circulation, is therefore working in a reaction temperature range of about 150 ° C to about 280 ° C often with boiling water cooling, in which the heat carrier evaporates and as the heat transfer evaporates, liquid heat carrier is supplied. A circulation of the heat carrier adjusts itself here due to the density difference in the transition from the liquid phase to the vapor phase; this is called natural circulation. The heat transfer medium flows predominantly axially in the longitudinal direction of the reaction tubes. A good heat transfer takes place here solely by the boiling process and requires no directional flow.

Bei Siedewasser-Rohrbündelreaktoren kommt es für eine gleichmäßige Temperaturverteilung auf die gleichmäßige Verteilung eines homogenen Wasser-Dampf-Gemisches im Druckraum an. Nicht oder nur schwach durchströmte Bereiche sollen vermieden werden, um ein lokales Austrocknen und Überhitzen der Reaktionsrohre zu verhindern. Dies wird z. B. durch spezielle Haltescheiben oder Haltegitter erreicht. Diese erfüllen zwei Aufgaben: zum einen stützen sie durch Federelemente die Reaktionsrohre ab und verhindern damit strömungsinduzierte Schwingungen. Zum anderen besitzen sie Strömungsleiteinrichtungen zur Turbulenzerzeugung, um den Wärmeübergang zu erhöhen, den Wärmeträger zu mischen und gleichmäßig über den Strömungsquerschnitt zu verteilen. Als Beispiel sei hier die US 5303276 genannt. For boiling water tube bundle reactors, the uniform distribution of a homogeneous water-vapor mixture in the pressure chamber is essential for a uniform temperature distribution. No or only slightly flowed through areas should be avoided to prevent local drying out and overheating of the reaction tubes. This is z. B. achieved by special holding disks or holding grid. These fulfill two tasks: on the one hand, they support the reaction tubes by spring elements and thus prevent flow-induced vibrations. On the other hand, they have flow guidance devices for generating turbulence in order to increase the heat transfer, to mix the heat transfer medium and to distribute it evenly over the flow cross section. As an example, here is the US 5303276 called.

Bei Haltescheiben schlägt EP 0382098 A2 vor, die Haltescheiben in unterschiedliche Kreisringe zu unterteilen und die Ringspalte zwischen den Reaktionsrohren und ihren Durchtrittsbohrungen von Kreisring zu Kreisring unterschiedlich groß auszubilden. Dabei weisen zwei miteinander fluchtende Kreisringe zweier benachbarter Haltescheiben unterschiedlich große Ringspalte auf, sodass dem an sich axial strömenden Wärmeträger zur Verbesserung des Wärmeübergangs eine gewisse Querstromkomponente aufgezwungen wird, wenn er zwischen nicht miteinander fluchtenden Kreisringen benachbarter Haltescheiben strömt.When holding slices strikes EP 0382098 A2 to subdivide the retaining washers into different circular rings and to form the annular gaps between the reaction tubes and their through holes of circular ring to circular ring of different sizes. In this case, two mutually aligned circular rings of two adjacent retaining washers have different sized annular gaps, so that a certain cross-flow component is imposed on the axially flowing heat transfer medium to improve the heat transfer when it flows between non-aligned circular rings of adjacent retaining washers.

In der US 3147743 wird ein Dampferzeuger mit integriertem Überhitzer beschrieben. Dieser besitzt im Verdampfungsbereich perforierte Haltebleche. Im Überhitzungsteil sind die Umlenkbleche ringförmig und scheibenförmig ausgeführt, um dem zu erhitzenden Fluid eine Strömungsrichtung quer zu den Rohren zu geben und dadurch den Wärmeübergang zu verbessern.In the US 3147743 a steam generator with integrated superheater is described. This has perforated holding plates in the evaporation area. In the overheating part of the baffles are annular and disc-shaped, in order to give the fluid to be heated a flow direction transverse to the tubes and thereby to improve the heat transfer.

In Abhängigkeit von dem zu erwartenden Bereich der Reaktionstemperaturen wird entweder ein Rohrbündelreaktor mit Zwangsumlauf-Betrieb oder ein Rohrbündelreaktor mit Siedewasser-Betrieb vorgesehen. Liegen einige der vorgesehenen Reaktionen im Temperaturbereich für einen Zwangsumlauf-Betrieb und andere Reaktionen in einem Temperaturbereich für einen Siedewasser-Betrieb, sind zwei entsprechend ausgelegte Rohrbündelreaktoren erforderlich.Depending on the expected range of reaction temperatures either a shell-and-tube reactor with forced circulation operation or a tube bundle reactor with boiling water operation is provided. If some of the envisaged reactions in the temperature range for forced circulation operation and other reactions in a temperature range for boiling water operation, two appropriately designed tube bundle reactors are required.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rohrbündelreaktor vorzuschlagen, mit dem sowohl ein Zwangsumlauf-Betrieb als auch ein Siedewasser-Betrieb durchgeführt werden kann.The object of the invention is to propose a tube bundle reactor with which both a forced circulation operation and a boiling water operation can be carried out.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Rohrbündelreaktor mit den Merkmalen gemäß der Ansprüche 1, 3 oder 6 gelöst.According to the invention this object is achieved by a tube bundle reactor with the features according to claims 1, 3 or 6.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments are specified in the respective subclaims.

Gemäß Anspruch 1 wird die Aufgabe bei einem Rohrbündelreaktor der eingangs genannten Art, der Bypassöffnungen aufweist, die in dem mindestens einen Umlenkblech in dessen berohrten Bereich angeordnet sind, gelöst durch eine Verstellvorrichtung zum Verstellen des Strömungswiderstandes in der Umkehröffnung, wobei die Verstellvorrichtung von einer ersten Position, in der der Strömungswiderstand eine mäanderförmig Umkehrung der Strömungsrichtung einer vorgegebenen Teilstrommenge des Wärmeträgers ermöglicht, in mindestens eine zweite Position bewegbar ist, in der der Strömungswiderstand soweit erhöht ist, dass diese Teilstrommenge verringert ist.According to claim 1, the object is in a tube bundle reactor of the type mentioned, which has bypass openings, which are arranged in the at least one baffle in the burred area, solved by an adjusting device for adjusting the flow resistance in the reversal opening, wherein the adjusting device from a first position in which the flow resistance allows a meandering reversal of the flow direction of a predetermined partial flow of the heat carrier, in at least one second position is movable in which the flow resistance is increased so far that this amount of partial flow is reduced.

Unter Bypassöffnungen werden hierbei die Ringspalte zwischen den Reaktionsrohren und ihren Durchtrittsbohrungen durch das Umlenkblech sowie zusätzliche Durchgangsbohrungen zwischen den Reaktionsrohr-Durchtrittsbohrungen verstanden.Under bypass openings in this case understood the annular gaps between the reaction tubes and their passage holes through the baffle and additional through holes between the reaction tube through holes.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wird die Teilstrommenge des Wärmeträgers, die als Querstrom die Umkehröffnung erreicht und diese dann durchströmt, d. h. die nicht vorher durch die Bypassöffnungen abgeströmt ist, eingestellt. Mit anderen Worten, es wird das Verhältnis des Querstromanteils, der das Rohrbündel mäanderförmig durchströmt, zum Axialstromanteil, der das Rohrbündel durch die Bypassöffnungen hindurch axial durchströmt, eingestellt. Eine Umstellung des Betriebes zwischen Zwangsumlauf, bei dem die Querströmung überwiegt, auf Siedewasser-Betrieb mit Naturumlauf und überwiegendem Axialstromanteil ist auf diese Weise ohne weiteres möglich.By these measures according to the invention, the amount of partial flow of the heat carrier, which reaches the reversal opening as a cross-flow and then flows through them, d. H. which has not previously flowed through the bypass openings set. In other words, it is the ratio of the cross-flow component, which flows through the tube bundle meandering, adjusted to Axialstromanteil, which flows axially through the tube bundle through the bypass openings. A changeover of the operation between forced circulation, in which the cross-flow predominates on boiling water operation with natural circulation and predominantly Axialstromanteil is readily possible in this way.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Verstellvorrichtung dazu eingerichtet, in einer Position die Umkehröffnung zu schließen. Hierdurch wird eine mäanderförmige Um kehrung einer Teilstrommenge des Wärmeträgers in der Umkehröffnung vollständig unterbunden und somit der Querstromanteil auf Null reduziert. Der Rohrbündelreaktor wird dann wie übliche Siedewasserreaktoren ausschließlich mit Axialströmung des Wärmeträgers betrieben.In an advantageous embodiment of the invention, the adjusting device is adapted to close the reversal opening in one position. As a result, a meandering order to reverse a partial flow amount of the heat carrier in the reversal opening completely prevented and thus reduces the cross-flow component to zero. The tube bundle reactor is then operated as usual boiling water reactors exclusively with axial flow of the heat carrier.

Gemäß Anspruch 3 wird die Aufgabe bei einem Rohrbündelreaktor der eingangs genannten Art, der mindestens zwei Umlenkbleche aufweist, die sich quer durch das Rohrbündel erstrecken, in Längsrichtung der Reaktionsrohre übereinander angeordnet sind, dem Wärmeträger eine Querströmung aufzwingen und jeweils eine Umkehröffnung für den Wärmeträger freilassen, sodass der Wärmeträger das Rohrbündel in dessen Längsrichtung mäanderförmig durchströmt, dadurch gelöst, dass im Druckraum mindestens ein rohrfreier Bereich ausgebildet ist, in mindestens einem ersten der Umlenkbleche im rohrfreien Bereich außerhalb der Umkehröffnung mindestens eine Dampfablassöffnung ausgebildet ist und das zweite Umlenkblech im rohrfreien Bereich außerhalb der Umkehröffnung im Wesentlichen geschlossen ist, und dass eine Verstellvorrichtung für jede Dampfablassöffnung ausgebildet ist, wobei die Verstellvorrichtung zwischen einer Schließstellung, in der sie die Dampfablassöffnung verschließt, und einer Offenstellung, in der sie die Dampfablassöffnung freigibt, bewegbar ist. According to claim 3, the object is in a tube bundle reactor of the type mentioned, which has at least two baffles which extend transversely through the tube bundle, are arranged one above the other in the longitudinal direction of the reaction tubes, impose a cross flow on the heat carrier and each release a reversal opening for the heat carrier, so that the heat transfer medium flows through the tube bundle in the longitudinal direction, achieved by forming at least one tube-free region in the pressure chamber, at least one vapor discharge opening is formed in at least one first of the baffles in the tube-free region outside the reversal opening and the second guide plate in the tube-free region outside Reverse opening is substantially closed, and that an adjusting device is formed for each steam outlet opening, wherein the adjusting device between a closed position in which it closes the steam outlet opening , and an open position in which it releases the steam outlet, is movable.

Der Ausdruck „im Wesentlichen geschlossen” soll besagen, dass Leckagen auftreten können, z. B. durch Verschlusseinrichtungen aufgrund von Toleranzen, Montageunterstützungen, Halterungen, Verdrehsicherungen, Abstützungen oder durch Inspektionsöffnungen oder Ähnliches.The term "substantially closed" is intended to indicate that leaks may occur, e.g. B. by closing devices due to tolerances, mounting supports, brackets, anti-rotation, supports or through inspection openings or the like.

Unter dem Begriff „rohrfreier Bereich” wird zum einen jeder Bereich außerhalb des Rohrbündels im Druckraum verstanden, wie beispielsweise ein rohrfreier Außenring zwischen Rohrbündel und Reaktormantel und ein rohrfreies Zentrum, zum anderen aber auch jede Unterbrechung der regulären Rohranordnung innerhalb des Rohrbündels, d. h. freigelassene Rasterpunkte.The term "tube-free area" is understood, on the one hand, to mean any area outside the tube bundle in the pressure space, such as a tube-free outer ring between tube bundle and reactor jacket and a tube-free center, but also any interruption of the regular tube arrangement within the tube bundle, d. H. released halftone dots.

Diese erfindungsgemäßen Maßnahmen ermöglichen einen Siedewasserbetrieb mit Naturumlauf bei einer mäanderförmigen Führung des Wärmeträgers durch das Rohrbündel. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei Siedewasserbetrieb mit Querstromführung im Querstrom eine verstärkte Trennung von Wasser und Dampf stattfindet und sich unter dem Umlenkblech ein Dampfpolster sammelt. Der Wärmeübergang von den Reaktionsrohren zum Dampf ist deutlich schlechter als derjenige zum Wasser, sodass die Reaktionsrohre im Bereich des Dampfpolsters schlechter gekühlt werden. Dies hat in jedem Fall eine ungleichmäßige Temperaturverteilung zur Folge, gegebenenfalls sogar eine nicht ausreichende Kühlung. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung einer Dampfablassöffnung in diesem Bereich wird eine Ableitung des Dampfes und damit eine weitestgehende Reduzierung des Dampfpolsters erreicht. Wird der Betrieb von Siedewasserkühlung – d. h. Verdampfungskühlung – auf eine nicht verdampfende Kühlung umgestellt, so kann mit der Verstellvorrichtung die Dampfablassöffnung verschlossen werden und die Axialströmung dort hindurch unterbunden werden, wodurch dann dort die gleichen Strömungsverhältnisse wie in einem herkömmlichen Rohrbündelreaktor für Zwangsumlauf vorliegen. Wichtig ist dabei, dass mindestens ein Umlenkblech in den rohrfreien Bereichen geschlossen ist, in denen andere Umlenkbleche Dampfablassöffnungen aufweisen, um bei offenen Dampfablassöffnungen die Entstehung eines Bypasses über die gesamte Höhe des Druckraums zu vermeiden. Durch einen solchen Bypass würde der Wärmeträger am Rohrbündel vorbei in der Art eines Kurzschlusses durchschießen. Dies wäre nachteilig für den kühlenden Wassergehalt im Rohrbündel.These measures according to the invention enable a boiling water operation with natural circulation in a meandering guide of the heat carrier through the tube bundle. This is based on the finding that in boiling water operation with cross-flow guidance in the cross-flow increased separation of water and steam takes place and collects a vapor cushion under the baffle. The heat transfer from the reaction tubes to the steam is significantly worse than that to the water, so that the reaction tubes in the region of the steam cushion are cooled worse. In any case, this results in an uneven temperature distribution, possibly even inadequate cooling. The inventive design of a steam discharge opening in this area, a derivative of the steam and thus a reduction of the steam cushion is achieved as far as possible. If the operation of boiling water cooling - d. H. Evaporative cooling - switched to a non-evaporating cooling, so can be closed with the adjustment the steam outlet and the axial flow are prevented therethrough, which then there are the same flow conditions as in a conventional shell-and-tube reactor for forced circulation. It is important that at least one baffle is closed in the tube-free areas in which other baffles have steam discharge openings to avoid the emergence of a bypass over the entire height of the pressure chamber with open steam discharge openings. By such a bypass, the heat transfer medium would shoot past the tube bundle in the manner of a short circuit. This would be detrimental to the cooling water content in the tube bundle.

In einer günstigen Weiterbildung der Erfindung ist die mindestens eine Dampfablassöffnung des ersten Umlenkblechs nahe der Umkehröffnung des zweiten Umlenkbleches angeordnet und die Verstellvorrichtung dazu eingerichtet, in einer Offenstellung die Umkehröffnung zu schließen. Auf diese Weise kann die Anzahl der Verstellvorrichtungen in dem Druckraum erheblich reduziert werden.In a favorable development of the invention, the at least one steam outlet opening of the first deflecting plate is arranged close to the reversing opening of the second deflecting plate, and the adjusting device is arranged to close the reversing opening in an open position. In this way, the number of adjusting devices in the pressure chamber can be significantly reduced.

Bevorzugt sind Dampfablassöffnungen in Form einer Reihe oder eines Rings oder auf einer kompakten Fläche angeordnet. Eine ausreichende Ableitung von gegebenenfalls erheblichen bei Querströmungen entstehenden Dampfmengen ist dadurch gewährleistet.Preferably, vapor discharge openings are arranged in the form of a row or a ring or on a compact surface. A sufficient derivation of possibly significant resulting in cross-flow amounts of steam is ensured.

Gemäß Anspruch 6 ist die Aufgabe bei einem Rohrbündelreaktor der eingangs genannten Art, der Bypassöffnungen aufweist, die in dem mindestens einen Umlenkblech in dessen berohrten Bereich angeordnet sind, gelöst durch eine Verstellvorrichtung zum Verstellen des Strömungswiderstands in mindestens einem Teil der Bypassöffnungen.According to claim 6, the object is in a tube bundle reactor of the type mentioned, which has bypass openings, which are arranged in the at least one baffle in the burred area, solved by an adjusting device for adjusting the flow resistance in at least part of the bypass openings.

Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme können die Querschnitte der Bypassöffnungen so groß gewählt werden, dass sie den Anforderungen an einen Siedewasserbetrieb entsprechen, wenn der Strömungswiderstand der Bypassöffnungen nicht verstellt ist. Soll der Rohrbündelreaktor mit Zwangsumlauf betrieben werden, kann der Strömungswiderstand der Bypassöffnungen mit Hilfe der Verstellvorrichtung auf die Größe verstellt bzw. reduziert werden, die für einen Zwangsumlauf-Betrieb geeignet ist.By this measure, the cross sections of the bypass openings can be chosen so large that they meet the requirements of a boiling water operation when the flow resistance of the bypass openings is not adjusted. If the tube bundle reactor is to be operated with forced circulation, the flow resistance of the bypass openings can be adjusted or reduced by means of the adjustment device to the size which is suitable for forced circulation operation.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Verstellvorrichtung dazu eingerichtet, in einer Position die Bypassöffnungen zu verschließen, um einen maximalen Strömungswiderstand zu erzeugen. In a preferred embodiment of the invention, the adjusting device is adapted to close in one position the bypass openings in order to produce a maximum flow resistance.

Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Rohrbündelreaktoren eine Betätigungsvorrichtung auf, mit der die jeweilige Verstellvorrichtung von einer Position in eine andere Position bewegbar ist. Eine Betätigungsvorrichtung ermöglicht einen einfachen Zugriff auf die Verstellvorrichtung.Preferably, the tube bundle reactors according to the invention have an actuating device with which the respective adjusting device can be moved from one position to another position. An actuator allows easy access to the adjustment.

Dabei ist die Betätigungsvorrichtung vorteilhafterweise mit mehreren Verstellvorrichtungen verbunden und betätigt diese gleichzeitig. Hierdurch wird zum einen der Zeitaufwand für das Verstellen mehrerer Verstellvorrichtungen erheblich verkürzt, und zum anderen wird der Platzbedarf für die Betätigungsvorrichtungen deutlich reduziert.In this case, the actuating device is advantageously connected to a plurality of adjusting devices and actuates these simultaneously. As a result, on the one hand the time required for adjusting a plurality of adjusting devices is considerably shortened, and on the other hand, the space requirement for the actuating devices is significantly reduced.

Bevorzugt ist die Betätigungsvorrichtung innerhalb des Druckraums angeordnet. Hierdurch entfallen Hindurchführungen für die Betätigungsvorrichtungen, einschließlich der entsprechenden Dichtungen und der Gefahr von Leckagen.Preferably, the actuator is disposed within the pressure chamber. This eliminates passages for the actuators, including the corresponding seals and the risk of leaks.

Dabei weist der Druckraum bevorzugt einen verschließbaren Stutzen auf, durch den hindurch die Betätigungsvorrichtung von außerhalb des Druckraums betätigbar ist. Ein einfacher Zugang zur Betätigungsvorrichtung ist damit gewährleistet.In this case, the pressure chamber preferably has a closable connecting piece, through which the actuating device can be actuated from outside the pressure chamber. Easy access to the actuator is guaranteed.

In günstiger Weiterbildung der Erfindung ist die Betätigungsvorrichtung und ist/sind die zugehörigen) Verstellvorrichtung(en) durch den Stutzen hindurch montierbar und demontierbar. Wartungs- und Reparaturarbeiten können auf diese Weise ohne großen Aufwand durchgeführt werden.In a favorable embodiment of the invention, the actuating device and is / are the associated) adjusting device (s) through the neck through mounted and disassembled. Maintenance and repair work can be carried out in this way without much effort.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Betätigungsvorrichtung mittels eines Antriebselements betreibbar, das ein Gehäuse aufweist, das mit dem Druckraum dicht verbunden ist und eine Durchtrittsöffnung aufweist, die mit einer Zugangsöffnung zum Druckraum fluchtet und aus der ein bewegbares Element aus dem Gehäuse vorragt, das mit der Betätigungsvorrichtung verbunden ist. Durch diese Maßnahmen ist ein maschinelles Bewegen der Verstellvorrichtungen möglich. Auf diese Weise können auch Vorrichtungen bewegt werden, die ein hohes Gewicht aufweisen, wie z. B. eine Betätigungsvorrichtung, die mit mehreren Verstellvorrichtungen verbunden ist.In a preferred embodiment of the invention, the actuating device is operable by means of a drive element having a housing which is tightly connected to the pressure chamber and has a passage opening which is aligned with an access opening to the pressure chamber and from which protrudes a movable member from the housing is connected to the actuating device. By these measures, a machine movement of the adjustment is possible. In this way, devices can be moved, which have a high weight, such as. B. an actuator, which is connected to a plurality of adjusting devices.

Dabei ist das Antriebsmedium des Antriebselements vorzugsweise das gleiche Medium, das als Wärmeträger eingesetzt wird. In diesem Fall muss die Durchtrittsöffnung des Gehäuses nicht vollständig gegen die Zugangsöffnung zum Druckraum abgedichtet werden, da aus dem Gehäuse austretendes Antriebsmedium ohne weiteres in den Druckraum eintreten kann, da es sich um das gleiche Medium wie der Wärmeträger handelt.The drive medium of the drive element is preferably the same medium, which is used as a heat carrier. In this case, the passage opening of the housing need not be completely sealed against the access opening to the pressure chamber, as emerging from the housing drive medium can easily enter the pressure chamber, since it is the same medium as the heat carrier.

Bevorzugt ist als Antriebselement ein Hubzylinder. Dies ist eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, das Antriebselement konstruktiv auszubilden.Preferred as a drive element is a lifting cylinder. This is a simple and inexpensive way to design the drive element constructive.

In günstiger Weiterbildung der Erfindung können auch die Merkmale mindestens zweier der Rohrbündelreaktoren gemäß der Ansprüche 1, 3 oder 6 miteinander kombiniert werden. Die Merkmale ergänzen einander und verbessern durch ihr Zusammenwirken je nach Position der Verstellvorrichtungen den Zwangsumlauf-Betrieb bzw. den Siedewasser-Betrieb.In a favorable embodiment of the invention, the features of at least two of the tube bundle reactors according to claims 1, 3 or 6 can be combined. The features complement each other and improve by their interaction depending on the position of the adjusting the forced circulation operation or the boiling water operation.

Vorzugsweise weist ein erfindungsgemäßer Rohrbündelreaktor eine Dampftrommel auf, die oberhalb des Druckraums angeordnet ist und über mindestens eine Steigleitung und nur eine Fallleitung mit dem Druckraum in Strömungsverbindung steht, wobei die Fallleitung eine Absperreinrichtung und vor und nach der Absperreinrichtung jeweils mindestens einen verschließbaren Abzweig aufweist. Mit diesen Maßnahmen kann für den Zwangsumlauf-Betrieb eine externe Umwälzeinrichtung für den Wärmeträger auf einfache Weise in den Wärmeträgerkreislauf geschaltet werden, indem die Abzweige mit dem Einlass bzw. Auslass der Umwälzeinrichtung verbunden werden.Preferably, a tube bundle reactor according to the invention has a steam drum which is arranged above the pressure chamber and is in flow connection via at least one riser and only one downpipe to the pressure space, the downcomer having a shut-off device and at least one closable branch before and after the shut-off device. With these measures, an external circulation device for the heat transfer medium can be switched into the heat transfer medium circulation in a simple manner for the forced circulation operation by connecting the branches to the inlet or outlet of the circulation device.

Dabei verläuft die Fallleitung bevorzugt außerhalb und längs des Druckraums. Hierdurch wird die Zugänglichkeit der Abzweige weiter verbessert.In this case, the downpipe preferably extends outside and along the pressure space. As a result, the accessibility of the branches is further improved.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Dampftrommel auf der Fallleitung gelagert. Gesonderte Stützvorrichtungen für die Dampftrommel sind in diesem Fall nicht mehr erforderlich.In a further preferred embodiment of the invention, the steam drum is mounted on the downpipe. Separate support devices for the steam drum are no longer necessary in this case.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn ein solcher Rohrbündelreaktor, bei dem die Dampftrommel über nur eine Fallleitung mit dem Druckraum in Verbindung steht, mit Zuleitungs- und mit Ableitungsrohren für den Wärmeträger versehen ist, die sich in axialer Richtung durch die Rohrböden erstrecken, wie dies in DE 10 2007 024 934 A1 , z. B. 8, dargestellt ist. Durch den Wegfall der Ringleitung ist eine besonders nahe Anordnung der Fallleitung am Reaktormantel und damit eine direkte Abstützung der Fallleitung an der Außenseite des Reaktormantels oder an der Standzarge möglich. It is particularly advantageous if such a tube bundle reactor, in which the steam drum communicates with the pressure space via only one downpipe, is provided with supply pipes and discharge pipes for the heat transfer medium, which extend in the axial direction through the tube sheets, as this in DE 10 2007 024 934 A1 , z. B. 8th , is shown. By eliminating the loop, a particularly close arrangement of the downpipe on the reactor jacket and thus a direct support of the downpipe on the outside of the reactor shell or on the frame is possible.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Rohrbündelreaktor eine Temperiervorrichtung zu seinem Temperieren mittels eines Temperiergases auf, wobei die Temperiervorrichtung mit einem Wärmeträgereinlass und einem Wärmeträgerauslass des Druckraums in Strömungsverbindung bringbar ist und das Temperiergas die Temperiervorrichtung und den Druckraum im Kreislauf durchströmt, mit einer Gasversorgung, einer Heizeinrichtung für das Temperiergas, einer Fördereinrichtung für das Temperiergas, wobei die Gasversorgung eine Druckgasversorgung ist.In a preferred embodiment of the invention, the tube bundle reactor has a tempering device for its tempering by means of a tempering gas, wherein the temperature control device can be brought into fluid communication with a heat carrier inlet and a heat carrier outlet of the pressure chamber and the temperature gas flows through the temperature control device and the pressure chamber, with a gas supply, a heating device for the tempering gas, a conveyor for the temperature control, wherein the gas supply is a compressed gas supply.

Mit Hilfe einer solchen Temperiervorrichtung werden erfindungsgemäß die oben beschriebenen Rohrbündelreaktoren, deren Druckraum Teil eines Wärmeträgerkreislaufes ist, mittels eines Temperiergases temperiert, indem die Temperiervorrichtung in den Wärmeträgerkreislauf geschaltet wird, der Wärmeträgerkreislauf mit dem Temperiergas mit einem vorgegebenen Druck befüllt wird und das Temperiergas umgewälzt wird.With the help of such a tempering according to the invention, the tube bundle reactors described above, the pressure chamber is part of a heat carrier, tempered by a Temperiergases by the temperature control is switched into the heat carrier circuit, the heat transfer medium is filled with the tempering gas with a predetermined pressure and the temperature control is circulated.

Im Temperaturbereich von etwa 250 bis 650°C werden oft Salzschmelzen zur Wärmeabfuhr benutzt. Diese Wärmeträger haben einen sehr niedrigen Dampfdruck und werden im Betrieb drucklos betrieben. Für darunter liegende Temperaturen bis etwa 400°C kommen organische Wärmeträger wie z. B. Wärmeträgeröle zum Einsatz. Rohrbündelreaktoren für diesen Wärmeträgertyp sind z. B. aus der DE 2 207 166 A1 oder der EP 1 569 745 A1 bekannt.In the temperature range of about 250 to 650 ° C salt melts are often used for heat dissipation. These heat carriers have a very low vapor pressure and are operated without pressure during operation. For underlying temperatures up to about 400 ° C come organic heat transfer such. B. heat transfer oils used. Tube bundle reactors for this type of heat transfer are z. B. from the DE 2 207 166 A1 or the EP 1 569 745 A1 known.

Ein besonderes Problem kann dann auftreten, wenn es bei der Inbetriebnahme oder bei der Außerbetriebnahme eines Rohrbündelreaktors und auch während des Betriebes erforderlich ist, den Katalysator zu konditionieren. Unter „konditionieren” wird verstanden, den Katalysator mit bestimmten Eigenschaften zu versehen.A particular problem may arise when it is necessary during commissioning or when decommissioning a tube bundle reactor and also during operation to condition the catalyst. By "conditioning" is meant to provide the catalyst with certain properties.

So kann es notwendig sein, den Katalysator vor bzw. bei Inbetriebnahme des Rohrbündelreaktors von einem inaktiven Zustand, der sich z. B. durch Kontakt mit Luftsauerstoff beim Transport und Füllen in den Katalysatorraum ergeben hat, in einen aktiven Zustand für die Produktion zu bringen. Umgekehrt kann es notwendig sein, bei bzw. nach der Außerbetriebnahme eines Rohrbündelreaktors den noch aktiven Katalysator für den sicheren Austausch und Abtransport zu deaktivieren.Thus, it may be necessary, the catalyst before or at startup of the tube bundle reactor of an inactive state, the z. B. has resulted in contact with atmospheric oxygen during transport and filling in the catalyst space to bring into an active state for production. Conversely, it may be necessary during or after the decommissioning of a tube bundle reactor to deactivate the still active catalyst for safe replacement and removal.

Ferner lässt bei verschiedenen chemischen Reaktionen die Aktivität des Katalysators im Betrieb allmählich nach, der Katalysator wird hier ebenfalls, allerdings unerwünscht deaktiviert. Dies kann verschiedene Ursachen haben. Der Katalysator kann z. B. im Laufe der Zeit oxidiert werden oder die Katalysatoroberfläche wird mit Ruß oder anderen Verunreinigungen überzogen. Zur Sicherstellung einer wirtschaftlichen Produktion muss die Aktivität des Katalysators wiederhergestellt werden. Ein kompletter Austausch des Katalysators ist aufwändig und teuer, so dass man nach Möglichkeit eine Konditionierung des Katalysators, die in diesem Fall auch als Regeneration bezeichnet wird, in situ bevorzugt. Die Regenerationsintervalle hängen von den jeweiligen Prozessen ab.Furthermore, during various chemical reactions, the activity of the catalyst gradually decreases during operation, and the catalyst is likewise deactivated here, although undesirably. This can have different causes. The catalyst may, for. B. are oxidized over time or the catalyst surface is coated with carbon black or other impurities. To ensure economic production, the activity of the catalyst must be restored. A complete replacement of the catalyst is complicated and expensive, so that, if possible, a conditioning of the catalyst, which is referred to in this case as regeneration, preferred in situ. The regeneration intervals depend on the respective processes.

Die Konditionierung erfolgt dadurch, dass durch die Katalysatorschüttung für einen relativ kurzen Zeitraum in der Größenordnung von mehren Stunden bis zu wenigen Tagen ein Konditioniergas geleitet wird. Dieses hat eine Zusammensetzung, eine Temperatur und einen Druck, die dem jeweiligen Prozess angepasst sind. Es finden Oxidationsreaktionen oder Reduktionsreaktionen statt. Jede Einflussgröße hat entsprechende konstruktive Maßnahmen zur Folge. Die Zusammensetzung und den Druck kann man durch Umschaltvorrichtungen vor dem Reaktor in der Regel gut verändern.The conditioning takes place in that a conditioning gas is passed through the catalyst bed for a relatively short period of time of the order of several hours to a few days. This has a composition, a temperature and a pressure, which are adapted to the respective process. There are oxidation reactions or reduction reactions. Each influencing variable has corresponding constructive measures. The composition and the pressure can be changed well by switching devices in front of the reactor usually well.

Das wesentliche Problem eines jeden Konditionierungsprozesses ist die Einhaltung einer bestimmten Temperatur an jeder Stelle der Katalysatorschüttung. Hierfür reicht es nicht aus, nur das Konditioniergas vor dem Reaktor zu temperieren, da dieses schon nach einer kurzen Einlaufstrecke die gerade im Reaktor vorherrschende Temperatur annimmt. Zudem ist der Konditionierungsprozess meist entweder endotherm oder exotherm. Eine Temperierung der Katalysatorschüttung von der Wärmeträgerseite ist somit unabdingbar. Die Schwierigkeit liegt nun darin, dass das jeweilige Wärmeträgersystem aus wirtschaftlichen Gründen in der Regel sehr speziell an den jeweiligen Produktionsprozess angepasst ist und die erforderliche Konditionierungstemperatur erheblich über der Reaktionstemperatur im Produktionsprozess liegt und damit nicht eingestellt werden kann. Für die Dauer der Konditionierung wird daher der produktions- bzw. betriebsmäßige Wärmeträger durch einen solchen ersetzt, welcher die Konditionierungstemperatur einhalten kann.The essential problem of any conditioning process is the maintenance of a certain temperature at each point of the catalyst bed. For this purpose, it is not sufficient to temper only the conditioning gas in front of the reactor, since this already assumes the temperature prevailing in the reactor after a short inlet section. In addition, the conditioning process is usually either endothermic or exothermic. A temperature of the catalyst bed from the heat carrier side is therefore essential. The difficulty lies in the fact that the respective heat transfer system for economic reasons is usually very specifically adapted to the particular production process and the required conditioning temperature is considerably higher than the reaction temperature in the production process and thus not adjusted can. For the duration of the conditioning, therefore, the production or operational heat transfer medium is replaced by one which can maintain the conditioning temperature.

Bei chemischen Produktionsprozessen mit Reaktionstemperaturen unter 300°C, die z. B. im Siedewasserbetrieb gefahren werden können, werden nur wegen kurzzeitiger Regenerationsprozesse mit Temperaturen über 400°C Salzschmelzen als Wärmeträger für den gesamten Betrieb verwendet. Die Verwendung von Salzschmelzen als Wärmeträger ist jedoch aufwändiger als eine direkte Siedewasserkühlung.In chemical production processes with reaction temperatures below 300 ° C, the z. B. can be operated in boiling water, salt melts are used as a heat carrier for the entire operation only because of short-term regeneration processes with temperatures above 400 ° C salt. However, the use of molten salt as a heat carrier is more expensive than a direct boiling water cooling.

Ein einfacheres und kostengünstigeres Verfahren ist aus der DE 38 19 357 A1 bekannt. Das Verfahren betrifft die Regeneration eines körnigen Katalysators in den Reaktionsrohren eines Rohrbündelreaktors, welcher für einen Druck von 20 bis 150 bar ausgelegt ist, und dessen Reaktionsrohre durch eine den Mantelraum durchströmende Kühlflüssigkeit gekühlt werden. Bei diesem Regenerationsprozess wird zunächst die Kühlflüssigkeit aus dem Mantelraum entfernt, anschließend wird der Katalysator im direkten Kontakt mit heißem Regeneriergas auf Temperaturen erhitzt, die 100 bis 400°C über denjenigen bei Produktionsbedingungen liegen. Anschließend wird in den Mantelraum ein gas- oder dampfförmiges Heizmedium eingeleitet, wodurch die Temperaturdifferenz zwischen der Außenseite der Reaktionsrohre und der Innenseite des Reaktormantels auf höchstens 100°C gehalten wird. Vor Beginn der Regeneration kann der Katalysator mit heißem Stickstoff gespült werden. Als Wärmeträger kann z. B. heißer Stickstoff oder überhitzter Wasserdampf verwendet werden. Die Wechsel der Betriebszustände werden mit Hilfen von Ventilen herbeigeführt. Angaben zu weiteren Einzelheiten des im Regenerationsprozess verwendeten Wärmeträgersystems werden nicht gemacht. Bei dieser Art der Temperierung verändert sich jedoch die Temperatur des gas- oder dampfförmigen Heizmediums auf dessen Weg vom Eintritt in den Mantelraum bis zum Austritt beträchtlich, so dass in Längsrichtung der Reaktionsrohre die Temperaturverteilung stark ungleichmäßig wird, was nachteilig ist für eine gleichmäßige Regeneration des Katalysators.A simpler and cheaper method is from the DE 38 19 357 A1 known. The method relates to the regeneration of a granular catalyst in the reaction tubes of a tube bundle reactor, which is designed for a pressure of 20 to 150 bar, and the reaction tubes are cooled by a cooling liquid flowing through the jacket space. In this regeneration process, the cooling liquid is first removed from the shell space, then the catalyst is heated in direct contact with hot regeneration gas to temperatures that are 100 to 400 ° C above those in production conditions. Subsequently, a gaseous or vaporous heating medium is introduced into the shell space, whereby the temperature difference between the outside of the reaction tubes and the inside of the reactor shell is kept at most 100 ° C. Prior to regeneration, the catalyst may be purged with hot nitrogen. As a heat carrier can, for. As hot nitrogen or superheated steam can be used. The changes of the operating conditions are brought about by means of valves. Information on further details of the heat transfer system used in the regeneration process are not made. In this type of tempering, however, the temperature of the gaseous or vaporous heating medium changes considerably on its way from the inlet into the shell space to the outlet, so that in the longitudinal direction of the reaction tubes, the temperature distribution is highly uneven, which is disadvantageous for a uniform regeneration of the catalyst ,

Die WO2009/118372 A1 beschreibt ein Verfahren zur in-situ-Regeneration eines in einem Fischer-Tropsch-Prozess deaktivierten Kobalt und Titan enthaltenden Katalysators in einem Festbett durch einen Oxidationsschritt bei einer Temperatur zwischen 580°C und 670°C und einem nachfolgenden Reduktionsschritt mit einem wenigstens teilweise Wasserstoff enthaltenden Gas. Der Katalysator befindet sich vorzugsweise in Reaktionsrohren eines Rohrbündelreaktors, die auf der Mantelseite während der Regeneration von Wasser und/oder Dampf gekühlt werden. Im stationären Betrieb wird der Fischer-Tropsch-Prozess bei Temperaturen zwischen 100 und 600°C und Drücken zwischen 5–150 bar durchgeführt. Weitere Angaben zum Wärmeträgersystem werden nicht gemacht.The WO2009 / 118372 A1 describes a process for in situ regeneration of a cobalt and titanium-containing catalyst deactivated in a Fischer-Tropsch process in a fixed bed by an oxidation step at a temperature between 580 ° C and 670 ° C and a subsequent reduction step with an at least partially hydrogen-containing catalyst Gas. The catalyst is preferably located in reaction tubes of a tube bundle reactor, which are cooled on the shell side during the regeneration of water and / or steam. In stationary operation, the Fischer-Tropsch process is carried out at temperatures between 100 and 600 ° C and pressures between 5-150 bar. Further information on the heat transfer system will not be made.

Mit der vorgeschlagenen Temperiervorrichtung und dem vorgeschlagenen Verfahren zum Temperieren, insbesondere zum Konditionieren, eines Rohrbündelreaktors können eine gleichmäßigere Temperaturverteilung sowie eine bessere Wärmeabfuhr oder -zufuhr erzielt und gleichzeitig der technische sowie der Kostenaufwand weiter verringert werden.With the proposed tempering and the proposed method for tempering, in particular for conditioning, a tube bundle reactor, a more uniform temperature distribution and a better heat dissipation or supply can be achieved and at the same time the technical and the cost can be further reduced.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird die Temperierleistung deutlich gesteigert und dabei der für die Temperiervorrichtung erforderliche Bauraum deutlich reduziert. Dadurch dass die Gasversorgung eine Druckgasversorgung ist, sind bei gleichem Massendurchsatz der Volumenstrom und damit die Strömungsgeschwindigkeit geringer. Der Druckverlust sinkt damit annähernd linear mit steigendem Druck bei gleichem Massendurchsatz.The measures according to the invention significantly increase the tempering performance and thereby significantly reduce the space required for the tempering device. Because the gas supply is a pressurized gas supply, the volume flow and thus the flow velocity are lower for the same mass flow rate. The pressure loss thus decreases approximately linearly with increasing pressure at the same mass flow rate.

Umgekehrt ist es möglich, bei gegebenen Strömungsquerschnitten des Reaktorsystems einen höheren Massendurchsatz bei bleibendem Druckverlust umzuwälzen. Ein höherer Massendurchsatz bedeutet eine höhere Wärmeaufnahmefähigkeit des Temperiergases und einen höheren Wärmeübergang an den Reaktionsrohrwänden. Dabei erhöht sich die Temperatur des Druckgases im Rohrbündelreaktor nur geringfügig, so dass die Temperaturverteilung sowohl über den Querschnitt des Rohrbündelreaktors als auch in Längsrichtung der Reaktionsrohre äußerst gleichmäßig ist. Damit kann die Temperierleistung deutlich gesteigert werden, ohne einen überproportional starken Anstieg der Antriebsleistung des Umwälzgebläses in Kauf nehmen zu müssen. Dadurch kann Platz und Gewicht beim Antriebsmotor und dessen elektrischen Versorgungseinrichtungen gespart werden. Gleichzeitig können die Strömungsquerschnitte der Apparate und inneren Rohrleitungen der Temperiervorrichtung kleiner gewählt werden, wodurch sich ihr Bauraum verringert.Conversely, it is possible to circulate at a given flow cross sections of the reactor system, a higher mass flow rate at a constant pressure loss. A higher mass flow rate means a higher heat absorption capacity of the tempering gas and a higher heat transfer at the reaction tube walls. In this case, the temperature of the compressed gas in the tube bundle reactor increases only slightly, so that the temperature distribution is extremely uniform both over the cross section of the tube bundle reactor and in the longitudinal direction of the reaction tubes. Thus, the temperature control can be significantly increased without having to accept a disproportionately strong increase in the drive power of the circulation fan in purchasing. As a result, space and weight can be saved in the drive motor and its electrical supply facilities. At the same time, the flow cross sections of the apparatuses and inner pipes of the tempering device can be made smaller, thereby reducing their space.

Vorzugsweise weist die Druckgasversorgung einen Kompressor auf. Das Druckgas kann damit auf einfache und kostengünstige Weise erzeugt werden.Preferably, the pressurized gas supply to a compressor. The compressed gas can thus be generated in a simple and cost-effective manner.

In günstiger Ausgestaltung der Erfindung weist das Druckgas einen Druck im Bereich von 3 bis 100 bar, bevorzugt im Bereich von 5 bis 50 bar und besonders bevorzugt im Bereich von 10 bis 30 bar auf. In diesen Druckbereichen, insbesondere im Bereich von 10 bis 30 bar, wird bereits eine erhebliche Steigerung der Temperierleistung erzielt mit einem nur relativ geringen Anstieg der Antriebsleistung des Umwälzgebläses. In a favorable embodiment of the invention, the compressed gas has a pressure in the range of 3 to 100 bar, preferably in the range of 5 to 50 bar and particularly preferably in the range of 10 to 30 bar. In these pressure ranges, in particular in the range of 10 to 30 bar, a considerable increase in the temperature control is already achieved with only a relatively small increase in the drive power of the circulation fan.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Temperiervorrichtung auf einem transportierbaren Rahmen montiert. Dies ist möglich aufgrund der wegen des verringerten Bauraums sehr kompakten Ausbildung der Temperiervorrichtung. Diese kann damit auf einfache Weise zu verschiedenen Reaktorsystemen transportiert werden. Durch den Einsatz einer mobilen Temperiervorrichtung nacheinander an mehreren Reaktorsystemen reduzieren sich die relativen Investitionskosten pro Reaktorsystem. Die Außenmaße eines solchen transportierbaren Rahmens entsprechen dabei vorzugsweise der Grundfläche handelsüblicher Frachtcontainer, beispielsweise beträgt die Breite 2,438 m (8 Fuß) bei einer Länge von 6,058 m (20 Fuß) oder 12,192 m (40 Fuß).In an advantageous embodiment of the invention, the temperature control device is mounted on a transportable frame. This is possible due to the very compact design of the tempering device due to the reduced installation space. This can thus be easily transported to different reactor systems. The use of a mobile temperature control device successively on several reactor systems reduces the relative investment costs per reactor system. The outer dimensions of such a transportable frame preferably correspond to the footprint of commercial cargo containers, for example, the width is 2.438 m (8 feet) at a length of 6,058 m (20 feet) or 12,192 m (40 feet).

Vorzugsweise weist die Temperiervorrichtung zwei Anschlussleitungen zum Anschluss an den Wämreträgereinlass bzw. den Wärmeträgerauslass des Wärmeträgerraums auf, von denen zumindest eine ein elastisches Zwischenstück aufweist. Durch diese flexiblen Anschlüsse sind aufwändige Anpassungen an den Anschlüssen des Reaktorsystems zum Ausgleich von Lagetoleranzen nicht erforderlich. Insbesondere bei einer mobilen Ausführung der Temperiervorrichtung wird durch diese Maßnahmen ein Anschluss an unterschiedliche Reaktorsysteme ohne weiteres möglich.Preferably, the temperature control device has two connecting lines for connection to the Wämreträgereinlass or the heat transfer outlet of the heat transfer chamber, of which at least one has an elastic intermediate piece. Due to these flexible connections complex adjustments to the connections of the reactor system to compensate for positional tolerances are not required. In particular, in a mobile version of the temperature control, a connection to different reactor systems is readily possible by these measures.

Dabei weisen die elastischen Zwischenstücke einstellbare Zugentlastungen zur Aufnahme von Innendruckkräften auf. Hierdurch können die elastischen Zwischenstücke auf einfache Weise Innendruckkräfte aufnehmen, ohne die anschließenden Rohrleitungsteile zu belasten.In this case, the elastic intermediate pieces adjustable tension relief for receiving internal pressure forces. As a result, the elastic intermediate pieces can absorb internal pressure forces in a simple manner, without burdening the subsequent pipeline parts.

Bevorzugt enthält das Temperiergas Luft, Stickstoff, Kohlendioxid, Wasserdampf oder ein Gemisch daraus. Diese Gase sind einfach verfügbar und damit relativ kostengünstig.Preferably, the temperature control gas contains air, nitrogen, carbon dioxide, water vapor or a mixture thereof. These gases are readily available and therefore relatively inexpensive.

In einer günstigen Ausführungsform der Erfindung weist die Temperiervorrichtung eine Kühleinrichtung zur Kühlung des Temperiergases auf, die dazu eingerichtet ist, Wasser direkt in den Temperiergas-Kreislauf einzuspritzen. Hierdurch ist eine einfache und schnelle Einstellung der Soll-Temperatur des Temperiergases möglich.In a favorable embodiment of the invention, the tempering device has a cooling device for cooling the tempering gas, which is set up to inject water directly into the tempering gas cycle. As a result, a simple and rapid adjustment of the desired temperature of the tempering gas is possible.

Bevorzugt weist die Temperiervorrichtung Regeleinrichtungen zum Regeln der Temperatur und des Drucks des Temperiergases auf. Temperatur und Druck des Temperiergases können so zuverlässig gehalten werden.The tempering device preferably has regulating devices for regulating the temperature and the pressure of the tempering gas. Temperature and pressure of the tempering gas can be kept so reliable.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zum Konditionieren einer Katalysatorschüttung in einem Rohrbündelreaktor, dessen Wärmeträgerkreislauf in der Produktionsphase von einem flüssigen oder teilverdampfenden Wärmeträger durchströmt wird, während des Umwälzens des Temperiergases die Temperatur und gegebenenfalls der Druck des Temperiergases auf die Starttemperatur des Konditioniervorganges erhöht und das Konditioniergas durch die Katalysatorschüttung geleitet. Das Konditionieren einer Katalysatorschüttung umfasst auch das Regenerieren einer gebrauchten Katalysatorschüttung. Mit diesen Maßnahmen ist auf einfache Weise eine in-situ-Konditionierung einer Katalysatorschüttung in einem Rohrbündelreaktor möglich. Aufgrund des Druckgases ist die Temperaturverteilung des Temperiergases sowohl quer zu den Reaktionsrohren als auch in deren Längsrichtung äußerst gleichmäßig, so dass auch der Konditioniervorgang innerhalb der gesamten Katalysatorschüttung gleichmäßig abläuft und somit eine gleichmäßige Qualität der Katalysatorschüttung gewährleistet ist. Zur Unterstützung des Arbeitsvorganges kann im Schritt d) des Anspruchs 29 auch ein Heizgas vor dem Konditioniergas durch die Katalysatorschüttung geleitet werden.In an advantageous embodiment of the method according to the invention for conditioning a catalyst bed in a tube bundle reactor, the heat transfer medium is flowed through in the production phase of a liquid or teilverdampfenden heat transfer during the circulation of the tempering the temperature and optionally the pressure of the tempering gas to the starting temperature of the conditioning increases and passing the conditioning gas through the catalyst bed. The conditioning of a catalyst bed also includes the regeneration of a used catalyst bed. With these measures, in situ conditioning of a catalyst bed in a tube bundle reactor is possible in a simple manner. Because of the pressure gas, the temperature distribution of the tempering gas is extremely uniform both transversely to the reaction tubes and in their longitudinal direction, so that the conditioning process also proceeds uniformly throughout the catalyst bed, thus ensuring a uniform quality of the catalyst bed. To support the operation, in step d) of claim 29, a heating gas before the conditioning gas are passed through the catalyst bed.

In günstiger Weiterbildung der Erfindung ist dabei die Temperiervorrichtung auf einem transportierbaren Rahmen montiert und wird sie zum Temperieren zum Rohrbündelreaktor hintransportiert und nach Beendigung des Temperiervorganges wieder abtransportiert. Hierdurch werden die Kosten für eine stationäre Temperiervorrichtung vermieden, die ansonsten bei jedem Rohrbündelreaktor vorgesehen sein müsste. Die relativen Investitionskosten der Temperiervorrichtung pro Rohrbündelreaktor werden auf diese Weise signifikant reduziert.In a favorable development of the invention, the tempering device is mounted on a transportable frame and is transported to the tube reactor for tempering and transported away again after completion of the tempering process. As a result, the cost of a stationary temperature control are avoided, which would otherwise be provided in each tube bundle reactor. The relative investment costs of the tempering device per tube bundle reactor are significantly reduced in this way.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings by way of example. Show it:

1 einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rohrbündelreaktors, mit verstellbarer Umkehröffnung und verstellbarer Dampfablassöffnung; 1 a vertical section through a first embodiment of a tube bundle reactor according to the invention, with adjustable reversing opening and adjustable steam outlet opening;

2 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt eines Umlenkblechs aus 1; 2 in an enlarged view a section of a baffle 1 ;

3 einen Teil-Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rohrbündelreaktors, mit verstellbarer Umkehröffnung, verstellbarer Dampfablassöffnung und innerhalb des Druckraums angeordneten Betätigungsvorrichtungen; 3 a partial vertical section through a second embodiment of a tube bundle reactor according to the invention, with adjustable reversing opening, adjustable steam outlet opening and within the pressure chamber arranged actuating devices;

4a einen Teil-Querschnitt durch ein Umlenkblech einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rohrbündelreaktors, mit verstellbaren Bypassöffnungen, wobei die Verstellvorrichtung axial beweglich ist; 4a a partial cross section through a baffle of a third embodiment of a tube bundle reactor according to the invention, with adjustable bypass openings, wherein the adjusting device is axially movable;

4b einen der 4a ähnlichen Teil-Querschnitt, wobei die Verstellvorrichtung lateral beweglich ist; 4b one of the 4a similar partial cross-section, wherein the adjusting device is laterally movable;

5a einen Teil-Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rohrbündelreaktors, mit verstellbarer Umkehröffnung, wobei die Verstellvorrichtung als zylindrisches Drehventil im rohrfreien Innenbereich eines ringförmigen Rohrbündels ausgebildet ist; 5a a partial cross-section through a fourth embodiment of a tube bundle reactor according to the invention, with adjustable reversing opening, wherein the adjusting device is designed as a cylindrical rotary valve in the tube-free inner region of an annular tube bundle;

5b einen Horizontalschnitt durch die Verstellvorrichtung aus 5a längs Linie Vb-Vb; 5b a horizontal section through the adjustment of 5a along line Vb-Vb;

6 einen Vertikalschnitt durch eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rohrbündelreaktors, mit durch Hubzylinder verstellbaren Umkehröffnungen und Dampfablassöffnungen, wobei das Arbeitsmedium der Hubzylinder das Wärmeträgermedium ist; und 6 a vertical section through a fifth embodiment of a tube bundle reactor according to the invention, with adjustable by lifting cylinder reversal openings and steam outlet openings, wherein the working medium of the lifting cylinder is the heat transfer medium; and

7 in schematischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Rohrbündelreaktor mit einer Dampftrommel für den Siedewasserbetrieb, wobei die Dampftrommel über nur eine Fallleitung mit dem Druckraum verbunden ist und die Fallleitung eine Absperreinrichtung und Abzweige aufweist. 7 in a schematic representation of a tube bundle reactor according to the invention with a steam drum for the boiling water operation, wherein the steam drum is connected via only one downpipe to the pressure chamber and the downcomer has a shut-off device and branches.

8 ein Fließbild für eine erste Ausführungsform einer Temperiervorrichtung, die in den Wärmeträgerkreislauf eines erfindungsgemäßen Rohrbündelreaktors geschaltet ist; 8th a flow diagram for a first embodiment of a temperature control, which is connected in the heat transfer circuit of a tube bundle reactor according to the invention;

9a in schematischer Darstellung eine Seitenansicht auf eine zweite Ausführungsform einer Temperiervorrichtung, die in den Wärmeträgerkreislauf eines erfindungsgemäßen Rohrbündelreaktors geschaltet ist; und 9a a schematic representation of a side view of a second embodiment of a temperature control, which is connected in the heat transfer circuit of a tube bundle reactor according to the invention; and

9b in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf die zweite Ausführungsform aus 9a. 9b in a schematic representation of a plan view of the second embodiment 9a ,

Obwohl die in 1, 3 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Rohrbündelreaktoren 1 jeweils sowohl Dampfablassöffnungen 2 und Verstellvorrichtungen 3 für diese als auch Verstellvorrichtungen 4 für Umkehröffnungen 5 aufweisen, wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf diese Kombination beschränkt ist, sondern nach der Erfindung auch gattungsgemäße Rohrbündelreaktoren für einen Betrieb mit Zwangsumlauf und mit Naturumlauf geeignet werden, wenn sie

  • a) nur Verstellvorrichtungen 4 für Umkehröffnungen 5 oder
  • b) nur Dampfablassöffnungen 2 mit zugehörigen Verstellvorrichtungen 3 aufweisen.
Although the in 1 . 3 and 6 illustrated embodiments of inventive tube bundle reactors 1 each with both steam outlet openings 2 and adjusting devices 3 for these as well as adjusting devices 4 for reverse openings 5 have, it is expressly understood that the invention is not limited to this combination, but according to the invention also generic tube bundle reactors for operation with forced circulation and natural circulation are suitable if they
  • a) only adjusting devices 4 for reverse openings 5 or
  • b) only steam discharge openings 2 with associated adjusting devices 3 exhibit.

Ferner wird darauf hingewiesen, dass nach der Erfindung gattungsgemäße Rohrbündelreaktoren 1 für einen Betrieb mit Zwangsumlauf und mit Naturumlauf geeignet werden, wenn sie c) nur Verstellvorrichtungen 6 für Bypassöffnungen 7 aufweisen, wie sie z. B. in den 4a und 4b dargestellt sind,
jedoch der Rahmen der Erfindung auch die Kombination der Maßnahme c) mit einer oder beiden der Maßnahmen a) und b) umfasst.
It should also be noted that according to the invention generic tube bundle reactors 1 be suitable for operation with forced circulation and with natural circulation, if they c) only adjusting devices 6 for bypass openings 7 have, as z. Tie 4a and 4b are shown
however, the scope of the invention also includes the combination of measure c) with one or both of measures a) and b).

1 zeigt schematisch einen einzonigen und vom Wärmeträger 8 im dargestellten Fall im Zwangsumlauf radial durchströmten Rohrbündelreaktor 1 mit verstellbaren Strömungswiderständen im Bereich von Umlenkblechen 26a + b, 27, so dass der Rohrbündelreaktor 1 auch geeignet ist für exotherme Reaktionen, bei denen Reaktionsrohre 9 durch einen teilweise verdampfenden Wärmeträger 8 auf der Mantelseite im Naturumlauf gekühlt werden. Nicht dargestellt sind die einzelnen Komponenten des Wärmeträgersystems, wie z. B. Umwälzeinrichtung, Kühleinrichtung, Dampftrommel, Aufheizer. 1 schematically shows a single-tone and the heat transfer medium 8th in the case shown in the forced circulation radially flowed tube bundle reactor 1 with adjustable flow resistance in the area of baffles 26a + b, 27 so that the tube bundle reactor 1 Also suitable for exothermic reactions involving reaction tubes 9 by a partially evaporating heat transfer medium 8th be cooled on the shell side in natural circulation. Not shown are the individual components of the heat transfer system, such. B. Umwälzeinrichtung, cooling device, steam drum, heater.

Der Rohrbündelreaktor 1 weist eine Vielzahl vertikal verlaufender Reaktionsrohre 9 auf, die in einem ringförmigen Rohrbündel 10 mit einem äußerem Rohrkreis 11 und einem innerem Rohrkreis 12 angeordnet und von einem zylindrischen Reaktormantel 13 umschlossen sind. Das Rohrbündel 10 weist ein rohrfreies Zentrum 14 auf. Zwischen Rohrbündel 10 und Reaktormantel 13 ist ein rohrfreier Außenring 15 gebildet. Die Enden der Reaktionsrohre 14 sind abdichtend in einem oberen Rohrboden 16 und in einem unteren Rohrboden 17 befestigt. Die Rohrböden 16, 17 sind an ihrem Außenbereich mit dem Reaktormantel 13 dicht verbunden. Rohrböden 16, 17 und Reaktormantel 13 bilden gemeinsam einen Druckraum 18 für den Wärmeträger. Der obere Rohrboden 16 ist durch einen oberen Flansch 19 mit einer oberen Gaseintrittshaube 20 verbunden, die einen Gaseintrittsstutzen 21 aufweist und in die die oberen Enden der Reaktionsrohre 9 münden. Der untere Rohrboden 17 ist durch einen unteren Flansch 22 mit einer unteren Gasaustrittshaube 23 verbunden, die einen Gasaustrittsstutzen 24 aufweist und in die die unteren Enden der Reaktionsrohre 9 münden. Das Reaktionsgas 25 tritt über den Gaseintrittsstutzen 21 in die Gaseintrittshaube 20 ein, wird dort auf den oberen Rohrboden 16 verteilt, strömt durch die Reaktionsrohre 9 und durch den Gasaustrittsstutzen 24 der Gasaustrittshaube 23 aus dem Reaktor 1 wieder heraus. The tube bundle reactor 1 has a plurality of vertically extending reaction tubes 9 on that in an annular tube bundle 10 with an outer tube circle 11 and an inner tube circle 12 arranged and by a cylindrical reactor jacket 13 are enclosed. The tube bundle 10 has a tube-free center 14 on. Between tube bundles 10 and reactor jacket 13 is a tube-free outer ring 15 educated. The ends of the reaction tubes 14 are sealing in an upper tube sheet 16 and in a lower tube sheet 17 attached. The tube sheets 16 . 17 are at their outside area with the reactor shell 13 tightly connected. tube sheets 16 . 17 and reactor jacket 13 together form a pressure room 18 for the heat carrier. The upper tube sheet 16 is through an upper flange 19 with an upper gas inlet hood 20 connected, which has a gas inlet nozzle 21 and in which the upper ends of the reaction tubes 9 lead. The bottom tube sheet 17 is through a lower flange 22 with a lower gas outlet hood 23 connected, which has a gas outlet 24 and in which the lower ends of the reaction tubes 9 lead. The reaction gas 25 enters via the gas inlet nozzle 21 in the gas inlet hood 20 one, there is on the upper tube sheet 16 distributed, flows through the reaction tubes 9 and through the gas outlet 24 the gas outlet hood 23 from the reactor 1 out again.

Das Rohrbündel 10 wird durch zwei ringförmige Umlenkbleche 26 und ein scheibenförmiges Umlenkblech 27 in vier Rohrbündelabschnitte 28, 29, 30, 31 unterteilt, die im Folgenden von unten nach oben als erster 28, zweiter 29, dritter 30 und vierter bzw. letzter 31 bezeichnet werden. Vorzugsweise reichen die Umlenkbleche 26a + b, 27 bis an die Enden des Rohrbündels 10 heran, d. h. die Rohre 9 am inneren Rohrkreis 12 werden sicher am Innendurchmesser der ringförmigen Umlenkbleche 26a + b unterstützt und die Rohre 9 am äußeren Rohrkreis 11 werden sicher am Außendurchmesser des scheibenförmigen Umlenkblechs 27 unterstützt.The tube bundle 10 is through two annular baffles 26 and a disc-shaped baffle 27 in four tube bundle sections 28 . 29 . 30 . 31 subdivided in the following from bottom to top as the first 28 second 29 , third 30 and fourth or last 31 be designated. Preferably, the baffles 26a + b, 27 to the ends of the tube bundle 10 zoom in, ie the pipes 9 on the inner tube circle 12 Be sure on the inner diameter of the annular baffles 26a + b supports and the pipes 9 on the outer pipe circuit 11 Be sure on the outer diameter of the disc-shaped baffle 27 supported.

In Höhe des ersten Rohrbündelabschnitts 28 verläuft auf der Außenseite des Reaktormantels 13 in Umfangsrichtung ein unterer Ringkanal 32, der einen Eintrittsstutzen 33 für den Wärmeträger 8 aufweist und über eine Vielzahl geeignet gestalteter Mantelfenster 34, die über den gesamten Reaktorumfang verteilt sind, mit dem Druckraum 18 in Strömungsverbindung steht. Der Wärmeträger 8 wird in dem unteren Ringkanal 32 über den Umfang verteilt und tritt durch die Mantelfenster 34 gleichmäßig über den Reaktorumfang verteilt in den Druckraum 18 ein.At the height of the first tube bundle section 28 runs on the outside of the reactor shell 13 in the circumferential direction, a lower annular channel 32 who has an entrance neck 33 for the heat carrier 8th has and a variety of suitably shaped jacket window 34 , which are distributed over the entire reactor circumference, with the pressure chamber 18 is in flow communication. The heat carrier 8th is in the lower ring channel 32 distributed over the circumference and passes through the jacket window 34 evenly distributed over the reactor circumference in the pressure chamber 18 one.

In Höhe des letzten Rohrbündelabschnitts 31 verläuft auf der Außenseite des Reaktormantels 13 in Umfangsrichtung ein oberer Ringkanal 35, der einen Austrittsstutzen 36 für den Wärmeträger 8 aufweist und wie der untere Ringkanal 32 über eine Vielzahl geeignet gestalteter, über den gesamten Reaktorumfang verteilter Mantelfenster 37 mit dem Druckraum 18 in Strömungsverbindung steht. Der Wärmeträger 8 tritt aus dem Druckraum 18 durch die Mantelfenster 37 in den oberen Ringkanal 35 ein und aus diesem durch den Austrittsstutzen 36 aus.At the height of the last tube bundle section 31 runs on the outside of the reactor shell 13 in the circumferential direction an upper annular channel 35 , who has an outlet nozzle 36 for the heat carrier 8th and how the lower ring channel 32 over a variety of suitably designed, over the entire reactor circumference distributed jacket window 37 with the pressure room 18 is in flow communication. The heat carrier 8th comes out of the pressure room 18 through the jacket window 37 in the upper ring channel 35 in and out of this through the outlet nozzle 36 out.

Die zentrale Öffnung 38 in jedem ringförmigen Umlenkblech 26a + b sowie die Öffnung 39 zwischen dem Außenrand scheibenförmiger Umlenkbleche 27 und dem Reaktormantel 13 werden im Folgenden auch als Umkehröffnung 5 bezeichnet, da sich dort bei Zwangsumlauf die Strömungsrichtung des Wärmeträgers 8 mäanderförmig umkehrt, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.The central opening 38 in each annular baffle 26a + b and the opening 39 between the outer edge disc-shaped baffles 27 and the reactor jacket 13 will also be referred to as reversal opening 5 referred to as there in forced circulation, the flow direction of the heat carrier 8th meandering reversed, as will be explained in more detail below.

Im rohrfreien Zentrum 14 ist eine erste Verstellvorrichtung 4 zum Verstellen des Strömungswiderstands in der Umkehröffnung 5 des unteren ringförmigen Umlenkbleches 26a ausgebildet. Die erste Verstellvorrichtung 4 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Deckel ausgebildet, der mittels einer ersten Betätigungsstange 40 vertikal von einer Position, in der der Deckel 4 nahe der Unterseite des benachbarten Umlenkbleches 27 ist und den Strömungswiderstand der Umkehröffnung 5 des unteren Umlenkbleches 26a nicht verstellt, bis zu einer Position bewegbar ist, in der der Deckel 4 auf der Umkehröffnung 5 aufliegt und diese im wesentlichen verschließt. Der Ausdruck „im wesentlichen” soll besagen, dass Leckagen z. B. auf Grund von Unebenheiten möglich sind.In the tube-free center 14 is a first adjustment 4 for adjusting the flow resistance in the reversing opening 5 of the lower annular baffle 26a educated. The first adjusting device 4 is formed in the illustrated embodiment as a lid, which by means of a first actuating rod 40 vertically from a position in which the lid 4 near the bottom of the adjacent baffle 27 is and the flow resistance of the reversal opening 5 the lower baffle 26a not adjusted, is movable to a position in which the lid 4 on the reverse opening 5 rests and essentially closes them. The term "substantially" is intended to mean that leaks z. B. are possible due to bumps.

Die erste Betätigungsstange 40 durchläuft das mittlere scheibenförmige Umlenkblech 27 und den oberen Rohrboden 16, gegen den sie abgedichtet ist, und ragt in die Gaseintrittshaube 20 hinein.The first operating rod 40 passes through the middle disk-shaped deflection plate 27 and the upper tube sheet 16 , against which it is sealed, and protrudes into the gas inlet hood 20 into it.

Im rohrfreien Außenring 15 sind im oberen ringförmigen Umlenkblech 26b Öffnungen 2 ausgebildet, die im Folgenden als Dampfablassöffnungen bezeichnet werden. Bei Siedewasserbetrieb kann durch die Dampfablassöffnungen 2 Dampf durchtreten, wie weiter unten noch näher erläutert wird.In the tube-free outer ring 15 are in the upper annular baffle 26b openings 2 formed, which are hereinafter referred to as steam discharge openings. In boiling water mode can through the steam outlet openings 2 Passing through steam, as will be explained in more detail below.

Dampfablassöffnungen können auch in rohrfreien Bereichen innerhalb des Rohrbündels 10 angeordnet sein. Dabei ist die Form des rohrfreien Bereiches bzw. der Anordnung der Dampfablassöffnung 2 beliebig, z. B. gassenförmig, kompakt oder ringförmig.Steam discharge openings may also be in tube-free areas within the tube bundle 10 be arranged. In this case, the shape of the tube-free region or the arrangement of the steam outlet opening 2 arbitrarily, z. B. alley, compact or annular.

Mit zweiten Verstellvorrichtungen 3 können die Dampfablassöffnungen 2 im wesentlichen verschlossen werden, um bei Zwangsumlauf dort eine mäanderförmige Querströmung zu erzwingen. Diese zweiten Verstellvorrichtungen 3 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls als Deckel ausgebildet und jeweils mittels einer zweiten Betätigungsstange 41 zwischen der Schliessstellung, in der der Deckel 3 auf der Dampfablassöffnung 2 aufliegt, und einer Offenstellung bewegbar, in der der Deckel 3 die Dampfablassöffnung 2 freigibt. With second adjusting devices 3 can the steam outlet openings 2 be substantially closed to force a meandering cross flow in forced circulation there. These second adjusting devices 3 are also formed in the illustrated embodiment as a lid and in each case by means of a second actuating rod 41 between the closed position, in which the lid 3 on the steam outlet 2 rests, and an open position movable, in which the lid 3 the steam outlet opening 2 releases.

Die zweiten Betätigungsstangen 41 durchlaufen den oberen Rohrboden 16 und die Gaseintrittshaube 20, gegen die sie jeweils abgedichtet sind, und ragen aus dieser nach außen vor, so dass sie von außerhalb des Rohrbündelreaktors 1 bedienbar sind.The second actuating rods 41 go through the upper tube sheet 16 and the gas inlet hood 20 , against which they are respectively sealed, and protrude out of this outward, so they from outside the tube bundle reactor 1 are operable.

Die Bestätigungsstangen 40, 41 werden entweder rein mechanisch direkt oder über ein Getriebe manuell oder mit maschineller Hilfe betätigt.The confirmation bars 40 . 41 are operated either purely mechanically directly or via a gearbox manually or with mechanical help.

Die Verstellvorrichtungen 3, 4 werden jedoch in der Regel nur in größeren Zeitabständen zum Wechsel der Betriebszustände betätigt. Es kann daher auch sinnvoll sein, die Betätigungsvorrichtungen 40, 41 vollständig im Reaktorinneren anzuordnen.The adjusting devices 3 . 4 However, they are usually operated only at longer intervals to change the operating conditions. It may therefore also be useful to the actuators 40 . 41 to be arranged completely inside the reactor.

In allen Umlenkblechen 26a + b, 27 sind im berohrten Bereich zwischen den Reaktionsrohren 9 Haupt-Bypassöffungen 42 ausgebildet, durch die Teilmengen des Wärmeträgers 8 hindurchströmen.In all baffles 26a + b, 27 are in the drilled area between the reaction tubes 9 Main Bypassöffungen 42 formed by the subsets of the heat carrier 8th flow through.

Ferner durchströmen Teilmengen des Wärmeträgers 8 auch Ringspalte 43 (2, 4a, 4b) zwischen den Außendurchmessern der Reaktionsrohre 9 und den Rohrbohrungen 44, in denen die Reaktionsrohre 9 die Umlenkbleche 26a + b, 27 durchlaufen. Diese Ringspalte 43 sind auf Grund der Toleranzen unvermeidbar und können nur mit erheblichem Aufwand abgedichtet werden. Im Rahmen dieser Anmeldung werden unter dem Begriff „Bypassöffnungen” 7 auch solche Ringspalte 43 verstanden; sie werden als „Neben-Bypassöffnungen” bezeichnet.Furthermore, flow through subsets of the heat carrier 8th also ring gaps 43 ( 2 . 4a . 4b ) between the outer diameters of the reaction tubes 9 and the pipe bores 44 in which the reaction tubes 9 the baffles 26a + b, 27 run through. This ring gap 43 are unavoidable due to the tolerances and can only be sealed with considerable effort. In the context of this application, the term "bypass openings" 7 also such annular gaps 43 Understood; they are referred to as "by-pass ports."

Im Fall eines ersten Betriebszustandes mit einem im Zwangsumlauf geführten Wärmeträger 8 im rein flüssigen Zustand oder im rein gasförmigen Zustand ist die erste Verstellvorrichtung 4 in der Position, in der sie den Strömungswiderstand in der Umkehröffnung 5 nicht verstellt, d. h. die Umkehröffnung 5 freigibt, und verschließen die zweiten Verstellvorrichtungen 3 die Dampfablassöffnungen 2. Der Wärmeträger 8 strömt im ersten Rohrbündelabschnitt 28 radial nach innen. Eine Teilmenge des Wärmeträgers 8 strömt über die Haupt-Bypassöffnungen 42 in dem ringförmigen Umlenkblech 26a in den benachbarten Rohrbündelabschnitt 29, damit die Strömungsgeschwindigkeit des radial nach innen strömenden Wärmeträgers 8 durch den sich stetig verkleinernden Strömungsquerschnitt nicht zu groß wird. Vorzugsweise werden die Haupt-Bypassöffnungen 42 in den Umlenkblechen 26a + b, die den Wärmeträger 8 radial einwärts führen, radial von außen nach innen größer.In the case of a first operating state with a guided in forced circulation heat transfer 8th in the purely liquid state or in the purely gaseous state, the first adjusting device 4 in the position in which they have the flow resistance in the reverse opening 5 not adjusted, ie the reversal opening 5 releases, and close the second adjustment 3 the steam outlet openings 2 , The heat carrier 8th flows in the first tube bundle section 28 radially inward. A subset of the heat carrier 8th flows over the main bypass openings 42 in the annular baffle 26a in the adjacent tube bundle section 29 , Thus, the flow rate of the radially inwardly flowing heat carrier 8th is not too large due to the constantly decreasing flow cross section. Preferably, the main bypass openings 42 in the baffles 26a + b, the heat carrier 8th radially inward, radially larger from outside to inside.

In 2 wird ein Ausschnitt eines Umlenkblechs 26a + b, 27 gezeigt mit der Hindurchführung der Reaktionsrohre 9 durch die Rohrbohrungen 44 im Umlenkblech 26a + b, 27. Die Rohrbohrungen 44 haben – wie oben erwähnt – immer einen konstruktiv bedingten Spalt 43 zu den Reaktionsrohren 9. Ursache hierfür sind die Herstellungstoleranzen sowohl beim Außendurchmesser der Reaktionsrohre 9 als auch bei den Bohrungsdurchmessern. Ein für alle Rohre 9 genau definierter Spalt 43 mit einem Querschnitt zur Festlegung von bestimmten Teilströmen von einem Rohrbündelabschnitt zu einem anderen kann auf Grund der Toleranzen nicht festgelegt werden. Zudem wird meist angestrebt, den Spalt 43 klein zu machen, damit die Reaktionsrohre 9 zur Vermeidung von strömungsinduzierten Schwingungen sicher vom Umlenkblech 26a + b, 27 gehalten werden.In 2 becomes a section of a baffle 26a + b, 27 shown with the passage of the reaction tubes 9 through the pipe bores 44 in the baffle 26a + b, 27 , The pipe bores 44 have - as mentioned above - always a constructive gap 43 to the reaction tubes 9 , This is due to the manufacturing tolerances both in the outer diameter of the reaction tubes 9 as well as the bore diameters. One for all pipes 9 well-defined gap 43 with a cross-section for the determination of certain partial flows from one tube bundle section to another can not be determined due to the tolerances. In addition, the goal is usually the gap 43 make small, so that the reaction tubes 9 to avoid flow-induced vibrations safely from the baffle 26a + b, 27 being held.

Eine Lösung für diese Problematik bieten die Haupt-Bypassöffnungen 42 zwischen den Rohrbohrungen 44. Diese können auf einfache Art und Weise im Zuge der Herstellung der Rohrbohrungen 44 hergestellt werden und sind in ihrer Größe gut kontrollierbar. Der Strömungswiderstand solcher Haupt-Bypassöffnungen 42 ist außerdem gut berechenbar und reproduzierbar.One solution to this problem is provided by the main bypass openings 42 between the pipe bores 44 , These can be easily done in the course of making the pipe bores 44 are manufactured and are well controlled in their size. The flow resistance of such main bypass openings 42 is also very predictable and reproducible.

Nachdem der Wärmeträger 8 den ersten Rohrbündelabschnitt 28 am inneren Rohrkreis 12 verlassen hat, wird er in der Umkehröffnung 5 des ringförmigen Umlenkblechs 26a zunächst axial nach oben und anschließend im zweiten Rohrbündelabschnitt 29 von innen nach außen geführt. Auch hier strömen Teilmengen des Wärmeträgers 8 über Haupt-Bypassöffnungen 42 in dem scheibenförmigen Umlenkblech 27 in den benachbarten, dritten Rohrbündelabschnitt 30. Allerdings ist dies nicht bei Zwangsumlauf notwendig, sondern damit bei Naturumlauf gasförmiger und flüssiger Wärmeträger 8 axial strömen kann, wie im folgenden für den zweiten Betriebszustand noch näher erläutert wird. Die Haupt-Bypassöffnungen 42 in dem scheibenförmigen Umlenkblech 27 haben eine Mindestgröße, um Verstopfungen zu vermeiden, und sind vorzugsweise gleich groß. Nach Verlassen des zweiten Rohrbündelabschnitts 29 am äußeren Rohrkreis 11 wird der Wärmeträger 8 in der Umkehröffnung 5 im rohrfreien Bereich 15 zwischen dem äußerem Durchmesser des scheibenförmigen Umlenkblechs 27 und der Reaktorinnenwand 45 zunächst axial nach oben geführt, anschließend im dritten Rohrbündelabschnitt 30 radial wieder von außen nach innen wie bei der Passage durch den ersten Rohrbündelabschnitt 28 und nach axialem Durchströmen der Umkehröffnung 5 im oberen ringförmigen Umlenkblech 26b wieder von innen nach außen wie bei der Passage durch den zweiten Rohrbündelabschnitt 29, wonach er in den oberen Ringkanal 35 austritt. Die Anordnung und die Öffnungen der Umlenkbleche 26a + b, 27 bewirken somit eine vorherrschende Queranströmung der Reaktionsrohre 9 mit entsprechend hohem Wärmeübergang.After the heat transfer 8th the first tube bundle section 28 on the inner tube circle 12 he has left in the reverse opening 5 of the annular baffle 26a initially axially upwards and then in the second tube bundle section 29 guided from the inside to the outside. Here, too, flow subsets of the heat carrier 8th via main bypass openings 42 in the disk-shaped deflecting plate 27 in the adjacent, third tube bundle section 30 , However, this is not necessary with forced circulation, but with natural circulation of gaseous and liquid heat transfer medium 8th can flow axially, as will be explained in more detail below for the second operating state. The main bypass openings 42 in the disk-shaped deflecting plate 27 have a minimum size to avoid clogging and are preferably the same large. After leaving the second tube bundle section 29 on the outer pipe circuit 11 becomes the heat carrier 8th in the reversal opening 5 in the tube-free area 15 between the outer diameter of the disc-shaped deflecting plate 27 and the reactor inner wall 45 initially guided axially upwards, then in the third tube bundle section 30 radially again from outside to inside as in the passage through the first tube bundle section 28 and after axial flow through the reversing opening 5 in the upper annular baffle 26b again from the inside to the outside as in the passage through the second tube bundle section 29 after which he enters the upper ring channel 35 exit. The arrangement and the openings of the baffles 26a + b, 27 thus cause a prevailing Queranströmung the reaction tubes 9 with a correspondingly high heat transfer.

Der Rohrbündelreaktor 1 ist auch für einen zweiten Betriebszustand geeignet, bei dem ein Wärmeträger 8 in flüssigem Zustand in den Rohrbündelreaktor 1 eingeführt wird und im Verlauf des Fließweges unter Einfluss der von den Reaktionsrohren 9 abgegebenen Reaktionswärme teilweise verdampft. Da der Wärmeübergang hier vornehmlich durch den Verdampfungsprozess selbst gewährleistet ist, ist eine Queranströmung der Reaktionsrohre 9 nicht mehr erforderlich, ja wegen des Risikos der Wasser-Dampftrennung sogar unerwünscht.The tube bundle reactor 1 is also suitable for a second operating state, in which a heat transfer medium 8th in the liquid state in the tube bundle reactor 1 is introduced and in the course of the flow path under the influence of the reaction tubes 9 Partly evaporated reaction heat. Since the heat transfer is ensured here primarily by the evaporation process itself, is a Queranströmung the reaction tubes 9 no longer necessary, even undesirable because of the risk of water-steam separation.

Für einen solchen zweiten Betriebszustand wird die erste Verstellvorrichtung 4, wie in 1 dargestellt, nach unten bewegt, um die Umkehröffnung 5 des unteren ringförmigen Umlenkblechs 26a zumindest teilweise zu verschließen. Die erste Verstellvorrichtung 4 befindet sich im ersten Betriebszustand (Zwangsumlauf) nahe an der Unterseite des scheibenförmigen Umlenkblechs 27. Im zweiten Betriebszustand (Naturumlauf) wird sie nach unten in den Bereich der Umkehröffnung 5 des unteren ringförmigen Umlenkblechs 26a geführt. Die Verstellvorrichtung 4 verschließt dabei die Umkehröffnung 5 vorzugsweise nicht vollständig, sondern belässt einen freien Strömungsquerschnitt im Bereich von 1 bis 20%. Der Wärmeträger 8 strömt nun verstärkt über die Bypassöffnungen 7 des ringförmigen Umlenkblechs 26a in den zweiten Rohrbündelabschnitt 29, womit der Querstromanteil stark reduziert ist.For such a second operating state, the first adjusting device 4 , as in 1 shown, moved down to the reversal opening 5 of the lower annular baffle 26a at least partially closed. The first adjusting device 4 is in the first operating state (forced circulation) close to the bottom of the disc-shaped baffle 27 , In the second operating state (natural circulation), it is moved downwards into the area of the reversal opening 5 of the lower annular baffle 26a guided. The adjusting device 4 closes the reverse opening 5 preferably not completely, but leaves a free flow area in the range of 1 to 20%. The heat carrier 8th now flows increasingly over the bypass openings 7 of the annular baffle 26a in the second tube bundle section 29 , whereby the cross-flow component is greatly reduced.

Über die Bypassöffnungen 7 in den darüber liegenden Umlenkblechen 27, 26b strömt der Wärmeträger 8 nun ebenfalls verstärkt axial in die folgenden Rohrbündelabschnitte 29, 30, 31, so dass auch hier der Axialstromanteil erheblich zunimmt. Bevorzugt weisen alle Umlenkbleche 26a + b, 27 Haupt-Bypassöffnungen 42 mit einer Mindestgröße auf, um immer den Durchtritt eines Gas-Flüssigkeits-Gemisches zu gewährleisten.About the bypass openings 7 in the overlying baffles 27 . 26b the heat transfer medium flows 8th now also axially reinforced in the following tube bundle sections 29 . 30 . 31 , so that here, too, the Axialstromanteil increases significantly. Preferably, all baffles 26a + b, 27 Main bypass openings 42 with a minimum size to always ensure the passage of a gas-liquid mixture.

Im oberen ringförmigen Umlenkblech 26b befinden sich im rohrfreien Außenring 15 die Dampfablassöffnungen 2, welche im Falle des zweiten Betriebszustandes, bei dem im oberen Bereich ein Dampf-Wasser-Gemisch mit überwiegendem Dampfvolumenanteil vorliegt, geöffnet sind. Hierdurch kann insbesondere der gasförmige Anteil des Wärmeträgers 8 besser nach oben entweichen. Somit können an der Unterseite des Umlenkblechs 26b Bereiche mit hohem Dampfanteil, der dem Wärmeübergang behindert, vermieden werden. Die 3 zeigt zwei Ausführungsformen von innerhalb des Druckraums 18 gelegenen ersten und zweiten Verstellvorrichtungen 4, 3 für Umkehröffnungen 5 und Dampfablassöffnungen 2 bei einer Reaktorausführung mit alternierend gegenüberliegenden Umlenkblechen 46. Die erste Verstellvorrichtung 4 ist als Klappe ausgebildet, die an der Innenwand 45 des Reaktormantels angelenkt ist und von einer Offenstellung, in der sie die Umlenköffnung 5 freigibt, bis zu einer Schließstellung verschwenkbar ist, in der sie die Umkehröffnung 5 im wesentlichen verschließt. Die zweite Verstellvorrichtung 3 ist als Deckel ausgebildet, der mittels einer als Hebel ausgebildeten Betätigungsvorrichtung 41 von einer Schließstellung, in der der Deckel 3 die Dampfablassöffnung 2 im wesentlichen verschließt, in eine Offenstellung bringbar ist, in der der Deckel 3 die Dampfablassöffnung 2 freigibt.In the upper annular baffle 26b are located in the tube-free outer ring 15 the steam outlet openings 2 which, in the case of the second operating state, in which there is a steam-water mixture with a predominant vapor volume fraction in the upper region, are open. In this way, in particular, the gaseous portion of the heat carrier 8th better escape to the top. Thus, at the bottom of the baffle 26b Areas with high vapor content, which hinders the heat transfer, are avoided. The 3 shows two embodiments of within the pressure space 18 located first and second adjusting devices 4 . 3 for reverse openings 5 and steam discharge openings 2 in a reactor design with alternating opposite baffles 46 , The first adjusting device 4 is designed as a flap, which on the inner wall 45 the reactor shell is hinged and from an open position in which it the deflection 5 releases, is pivotable to a closed position in which they the reverse opening 5 essentially closes. The second adjusting device 3 is designed as a lid, which by means of an actuating device designed as a lever 41 from a closed position, in which the lid 3 the steam outlet opening 2 essentially closes, can be brought into an open position in which the lid 3 the steam outlet opening 2 releases.

Die erste Verstellvorrichtung 4 für eine Umkehröffnung 5 ist dabei im ersten Betriebszustand (Zwangsumlauf) offen, um dem das Rohrbündel 10 quer durchströmenden flüssigen Wärmeträger 8 einen freien Durchtritt in den nächsten Rohrbündelabschnitt zu ermöglichen. In einem zweiten Betriebszustand (Naturumlauf) mit teilweise verdampfendem Wärmeträger 8 wird der Wärmeübergang von der Reaktionsrohraußenwand zum Wärmeträger 8 in erster Linie durch die Blasenbildung erreicht. Die Führung des Wärmeträgers 8 quer zu den Reaktionsrohren 9 ist in diesem Fall nicht mehr erforderlich bzw. unerwünscht. Vorrangiges Ziel ist es nun, den Gasanteil des Wärmeträgers 8 möglichst schnell ohne Totzonen über den gesamten Reaktorquerschnitt in Rohrachsrichtung aus dem Druckraum 18 des Reaktors 1 heraus zu führen. Durch Bewegen der ersten Verstellvorrichtung 4 in Richtung Schließstellung wird der Strömungswiderstand durch die Umkehröffnung 5 deutlich erhöht. Der Wärmeträger 8 wird gezwungen, vorrangig direkt über die Bypassöffnungen 7 der Umlenkbleche 46 in den nächsten Rohrbündelabschnitt zu strömen. Durch einen Restöffnungsquerschnitt der Umkehröffnung 5 neben dem Rohrbündel 10 kann vorrangig der Gasanteil des Wärmeträgers 8 leicht nach oben entweichen.The first adjusting device 4 for a reversal opening 5 is in the first operating state (forced circulation) open to the tube bundle 10 transversely flowing liquid heat transfer medium 8th to allow a free passage in the next tube bundle section. In a second operating state (natural circulation) with partially evaporating heat transfer medium 8th the heat transfer from the reaction tube outer wall to the heat carrier 8th achieved primarily by the formation of bubbles. The guide of the heat carrier 8th transverse to the reaction tubes 9 is no longer necessary or undesirable in this case. The primary goal is now the gas content of the heat carrier 8th as quickly as possible without dead zones over the entire reactor cross section in Rohrachsrichtung from the pressure chamber 18 of the reactor 1 to lead out. By moving the first adjustment 4 in the direction of the closed position, the flow resistance through the reversal opening 5 clearly increased. The heat carrier 8th is forced, primarily directly over the bypass openings 7 the baffles 46 to flow into the next tube bundle section. Through a Restöffnungsquerschnitt the reverse opening 5 next to the tube bundle 10 can primarily the gas content of the heat carrier 8th escape slightly upwards.

Im Gegensatz zur Umkehröffnung 5 ist die Dampfablassöffnung 2 im ersten Betriebszustand geschlossen, damit der flüssige Wärmeträger 8 dort in die Querströmung gezwungen wird und quer das Rohrbündel 10 durchströmt. Im zweiten Betriebszustand jedoch wird die Dampfablassöffnung 2 zumindest teilweise geöffnet, damit dort ein Durchströmungsquerschnitt geschaffen wird, der vorzugsweise so groß ist wie der Restöffnungsquerschnitt der Umkehröffnung 5 im zweiten Betriebszustand. Der Wärmeträger 8 kann so einerseits über die gesamte berohrte Fläche über die Bypassöffnungen 7 in den nachfolgenden Rohrbündelabschnitt strömen, andererseits kann der Gasanteil des Wärmeträgers 8 leicht über neben dem Rohrbündel 10 befindliche Dampfablassöffnungen 2 in den nächsten Rohrbündelabschnitt entweichen. Der Durchströmungsquerschnitt der Umkehr- und der Dampfablassöffnungen 5, 2 ist in seiner Form und Größe nicht besonders beschränkt. Aus strömungstechnischer Sicht ist ein durchgängiger poröser Durchströmungsquerschnitt entlang der Rohrbündelaußenseite vorteilhaft, wie z. B. ein Lochblech. Dies macht eine entsprechende großflächige Verstellvorrichtung erforderlich. Mehrere kleinere Durchströmungsquerschnitte vereinfachen die Verstellkonstruktion. In contrast to the reversal opening 5 is the steam outlet 2 closed in the first operating state, so that the liquid heat carrier 8th there is forced into the cross flow and across the tube bundle 10 flows through. In the second operating state, however, the steam discharge opening 2 at least partially open so that there is a flow cross-section is created, which is preferably as large as the Restöffnungsquerschnitt the reversal opening 5 in the second operating state. The heat carrier 8th so on the one hand over the entire drilled area over the bypass openings 7 flow into the subsequent tube bundle section, on the other hand, the gas content of the heat carrier 8th slightly above the tube bundle 10 located steam outlet openings 2 escape to the next tube bundle section. The flow area of the return and the steam outlet openings 5 . 2 is not particularly limited in its shape and size. From a flow perspective, a continuous porous flow cross-section along the tube bundle outside is advantageous, such. B. a perforated plate. This makes a corresponding large-scale adjustment required. Several smaller flow cross sections simplify the adjustment construction.

Die Betätigungsvorrichtungen 41 für die Verstellvorrichtungen 4, 3 sind in den gezeigten Ausführungen innerhalb des Druckraums 18 angeordnet. Sie können sich durch den Reaktormantel 13 hindurch erstrecken, beispielsweise mittels einer kleinen Öffnung 47, die einerseits so groß ist, dass eine einwandfreie Funktion möglich ist, anderseits so klein, dass eine Strömungsbeeinflussung des Wärmeträgers 8 im Druckraum 18 des Reaktors 1 minimiert wird.The actuators 41 for the adjusting devices 4 . 3 are in the embodiments shown within the pressure chamber 18 arranged. You can look through the reactor jacket 13 extend through, for example by means of a small opening 47 , on the one hand so large that a perfect function is possible, on the other hand so small that a flow influencing the heat carrier 8th in the pressure room 18 of the reactor 1 is minimized.

Da die Verstellvorrichtungen 4, 3 nur im Zuge von Änderungen des Betriebszustandes betätigt werden, bei denen in der Regel auch gleichzeitig der Wärmeträger 8 aus dem Reaktor 1 entfernt wird, so bieten sich einfache Stutzen 48 am Reaktormantel 13 als Umhüllung für die Betätigungselemente 41 an. Die Stutzen 48 werden durch Blinddeckel 49 verschlossen. Ein aufwändiges druckdichtes Herausführen der Betätigungselemente 41 aus dem Druckraum 18 kann dadurch entfallen.Because the adjusting devices 4 . 3 be actuated only in the course of changes in the operating condition, which usually also simultaneously the heat transfer medium 8th from the reactor 1 is removed, so there are simple nozzles 48 at the reactor jacket 13 as a wrapper for the actuators 41 at. The pillars 48 be through blind cover 49 locked. An elaborate pressure-tight lead out of the actuators 41 from the pressure room 18 can be omitted.

Wie oben bereits erläutert, sind die Anforderungen an die Bypassöffnungen 7 bei Zwangsumlauf und bei Naturumlauf deutlich unterschiedlich. So sollten z. B. bei Zwangsumlauf im Radialstrom die Umlenkbleche 27, die den Wärmeträger 8 radial nach außen führen, frei von Bypassöffnungen 7 sein, damit sich bei vergrößerndem Strömungsquerschnitt die Strömungsgeschwindigkeit nicht noch mehr verringert. Dagegen sollten bei Naturumlauf sämtliche Umlenkbleche 26a + b, 27 möglichst viele und große Bypassöffnungen 7 aufweisen, um eine ungehinderte Axialströmung ohne Wasser-Dampftrennung zu ermöglichen. Es hat sich herausgestellt, dass allein durch eine Verstellung des Strömungswiderstands in zumindest einem Teil der Bypassöffnungen 7 ein gattungsgemäßer Rohrbündelreaktor 1 von dem einen Betriebszustand auf den anderen Betriebszustand umstellbar ist.As explained above, the requirements for the bypass openings 7 in forced circulation and in natural circulation significantly different. So should z. B. forced circulation in the radial flow, the baffles 27 that the heat carrier 8th lead radially outwards, free of bypass openings 7 be so that the flow rate is not reduced even with increasing flow cross section. By contrast, all baffles should be in natural circulation 26a + b, 27 as many and large bypass openings 7 to allow unimpeded axial flow without water-vapor separation. It has been found that solely by adjusting the flow resistance in at least part of the bypass openings 7 a generic tube bundle reactor 1 from one operating state to the other operating state is convertible.

4a und 4b zeigen zwei Beispiele für Verstellvorrichtungen 6 für die Veränderung von Strömungswiderständen in bzw. Durchströmungsquerschnitten von Haupt-Bypassöffnungen 42. Die 4a zeigt einen Ausschnitt aus einem Umlenkblech 26a + b, 27 ähnlich wie in 2. Der Durchfluss durch die Haupt-Bypassöffnungen 42 kann hier mit Hilfe einer rechenartigen Verstellvorrichtung 6a, welche in Rohrachsrichtung beweglich ist, verändert werden. In der dargestellten Offenstellung strömt der Wärmeträger 8 zwischen den Stegen des Rechens 6a und den Reaktionsrohren 9 von einem Rohrbündelabschnitt in den nächsten. Ein anderes Beispiel für Verstellvorrichtungen 6 zum Verstellen des Strömungswiderstands in Bypassöffnungen 7 ist in 4b gezeigt. Hier liegt eine plattenförmige Verstellvorrichtung 6b direkt auf dem mit Haupt-Bypassöffnungen 42 versehenen Umlenkblech 26a + b, 27 auf. In Offenstellung lässt die Platte 6b den aus den Haupt-Bypassöffnungen 42 heraus tretenden Wärmeträger 8 durch entsprechende Öffnungen 50 frei durchtreten. Durch Verschieben der Platte 6b achsnormal zu den Reaktionsrohren 9 können die Haupt-Bypassöffnungen 42 des Umlenkblechs 26a + b, 27 ganz oder teilweise verschlossen werden. 4a and 4b show two examples of adjusting 6 for changing flow resistances in or flow cross sections of main bypass openings 42 , The 4a shows a section of a baffle 26a + b, 27 similar to in 2 , The flow through the main bypass openings 42 can here with the help of a rake-like adjustment 6a , which is movable in Rohrachsrichtung be changed. In the illustrated open position, the heat transfer medium flows 8th between the ridges of the rake 6a and the reaction tubes 9 from one tube bundle section to the next. Another example of adjusting devices 6 for adjusting the flow resistance in bypass openings 7 is in 4b shown. Here is a plate-shaped adjustment 6b right on the with main bypass openings 42 provided deflector 26a + b, 27 on. In open position leaves the plate 6b from the main bypass openings 42 emerging heat carrier 8th through appropriate openings 50 pass freely. By moving the plate 6b normal to the reaction tubes 9 Can the main bypass openings 42 of the baffle 26a + b, 27 be completely or partially closed.

Der Strömungswiderstand von Umkehröffnungen 5 kann nicht nur in Achsrichtung des Reaktors 1 verändert werden, wie in 1 und 3 dargestellt, sondern auch achsnormal, wie 5a und 5b zeigen. Hier ist ein mit Fenstern 51 versehener Zylinder 52 hinter dem Austritt des Wärmeträgers 8 aus einem Rohrbündelabschnitt am inneren Rohrkreis 12 angeordnet, wobei die Stege 53 zwischen den Fenstern 51 mindestens den gleichen Öffnungswinkel haben wie die Fenster 51. In diesem Zylinder 52 befindet sich ein zweiter konzentrischer Zylinder 54 mit projektionsgleichen Fenstern 55 und Stegen 56. Der zweite, innere Zylinder 54 ist über eine perforierte kegelförmige Verbindungskonstruktion 57 zum einen z. B. mit einem in der Reaktorachse befindlichen drehbaren Stab 58 verbunden und durch diesen drehbar beweglich 59 und zum anderen mit dem in Strömungsrichtung des Wärmeträgers 8 nächsten Rohrbündelabschnitt in Strömungsverbindung. Durch die Drehung des inneren Zylinders 54 wird der Strömungsquerschnitt verkleinert und der Strömungswiderstand vergrößert. Eine analoge Konstruktion ist – hier nicht dargestellt – am äußeren Rohrkreis 11 möglich. Der Antrieb des beweglichen, mit Fenstern 55 versehenen Zylinders 54, erfolgt z. B. mit einem Zahnradgetriebe. Die Fenstergrößen des inneren Zylinders 54 können beispielsweise auch mit einem hier nicht gezeigten axial beweglichen Zylinderschieber bei entsprechender Gestaltung der Fenster verändert werden.The flow resistance of reverse openings 5 not only in the axial direction of the reactor 1 be changed, as in 1 and 3 represented, but also achsnormal, like 5a and 5b demonstrate. Here is one with windows 51 provided cylinder 52 behind the outlet of the heat carrier 8th from a tube bundle section on the inner tube circle 12 arranged, with the webs 53 between the windows 51 have at least the same opening angle as the windows 51 , In this cylinder 52 there is a second concentric cylinder 54 with projection-like windows 55 and jetties 56 , The second, inner cylinder 54 is via a perforated conical connecting structure 57 for a z. B. with a rotatable rod located in the reactor axis 58 connected and rotatable by this 59 and on the other with the flow direction of the heat carrier 8th next tube bundle section in flow communication. By the rotation of the inner cylinder 54 the flow cross-section is reduced and increases the flow resistance. An analogous construction is - not shown here - on the outer tube circuit 11 possible. The drive of the moving, with windows 55 provided cylinder 54 , z. B. with a Gear transmission. The window sizes of the inner cylinder 54 For example, can also be changed with an axially movable cylinder slide, not shown here with appropriate design of the window.

Die 6 zeigt eine Variante der in 1 bzw. 3 beschriebenen Verstellvorrichtungen 4, 3 für Umkehröffnungen 5 und für Dampfablassöffnungen 2 bei einem Rohrbündelreaktor 1 mit alternierend gegenüberliegenden Umlenkblechen 46, 46a, 46b. Bei dieser Ausführungsform ist eine Verstellvorrichtung 60 (in 6 die rechte) dazu eingerichtet, in einer Position eine Umkehröffnung 5 und in einer anderen Position eine Dampfablassöffnung 2 im wesentlichen zu verschließen bzw. deren Strömungswiderstände zu verstellen. In der in 6 dargestellten Position verschließt die rechte Verstellvorrichtung 60 die dortigen Dampfablassöffnungen 2 und gibt die Umkehröffnungen 5 in den benachbarten Umlenkblechen 46 frei, so dass ein Betrieb mit mäanderförmigem Zwangsumlauf des Wärmeträgers 8 möglich ist. Dabei verschließen die mittlere und die linke Verstellvorrichtung 3a, 3b zentrische bzw. im rohrfreien Außenring 15 angeordnete Dampfablassöffnungen 2a, 2b. Im Gegensatz zu 1, bei der die zentrische Öffnung die Umkehröffnung eines ringförmigen Umlenkbleches ist, ist in 6 die zentrische Öffnung die Dampfablassöffnung 2a eines sich – bei der dargestellten Position der rechten Verstellvorrichtung 60 – einseitig von der rechten Reaktorinnwand 45 aus erstreckenden Umlenkblechs 46.The 6 shows a variant of in 1 respectively. 3 described adjusting devices 4 . 3 for reverse openings 5 and for steam outlet openings 2 in a tube bundle reactor 1 with alternating opposite baffles 46 . 46a . 46b , In this embodiment, an adjusting device 60 (in 6 the right) are arranged to have a reversal opening in one position 5 and in another position a steam discharge opening 2 essentially to close or to adjust their flow resistance. In the in 6 shown position closes the right adjustment 60 the local steam outlet openings 2 and gives the reverse openings 5 in the adjacent baffles 46 free, so that operation with meandering forced circulation of the heat carrier 8th is possible. The middle and the left adjustment lock 3a . 3b centric or in the tube-free outer ring 15 arranged steam discharge openings 2a . 2 B , In contrast to 1 , in which the centric opening is the reversal opening of an annular baffle, is in 6 the centric opening the steam outlet opening 2a a - in the illustrated position of the right adjustment 60 - On one side of the right reactor wall 45 from extending baffle 46 ,

Wie in 6 dargestellt, können mehrere (hier: drei bzw. zwei übereinander angeordnete) Verstellvorrichtungen 60, 3a, 3b mit derselben Betätigungsvorrichtung 61, 41a, 41b (hier: eine Betätigungsstange) verbunden sein und auf diese Weise gleichzeitig bewegt werden.As in 6 shown, several (here: three or two superimposed) adjusting devices 60 . 3a . 3b with the same actuator 61 . 41a . 41b (Here: an actuating rod) and be moved in this way simultaneously.

Die rechten und die mittleren Verstellvorrichtungen 60, 3a sind hier nicht als auf einer Öffnung aufliegende Deckel ausgebildet, sondern als in eine Öffnung eingesetzte Verstellvorrichtungen. Diese Ausbildung stellt erhöhte Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit, da hier die Toleranzmaße kleiner sind als bei der Ausführung der Verstellvorrichtungen als Deckel. Die linke Verstellvorrichtung 3b ist dagegen wie in 1 als Deckel ausgebildet.The right and the middle adjustment devices 60 . 3a are not designed here as resting on an opening lid, but as used in an opening adjusting devices. This training makes increased demands on the manufacturing accuracy, since here the tolerance dimensions are smaller than in the execution of the adjustment as a lid. The left adjusting device 3b is against it like in 1 designed as a lid.

Für einen Siedewasserbetrieb, d. h. Naturumlaufbetrieb, wird die in 6 rechte Verstellvorrichtung 60 um einen Rohrbündelabschnitt nach unten verschoben, so dass die Verstellvorrichtungen 60, die vorher die Dampfablassöffnungen 2 in Umlenkblechen 46a verschlossen hatten, nunmehr die Umkehröffnungen 5 der benachbarten (alternierend angeordneten) Umlenkbleche 46b verschließen und der Wärmeträger 8 in eine Axialströmung durch (nicht dargestellte) Bypassöffnungen 7 in den Umlenkblechen 46 gezwungen wird. Dabei werden die mittleren und die linken Verstellvorrichtungen 3a, 3b in eine Position bewegt, in der sie die entsprechenden Dampfablassöffnungen 2a, 2b freigeben.For a boiling water operation, ie natural circulation operation, the in 6 right adjusting device 60 shifted downwards by a tube bundle section, so that the adjusting devices 60 , before the steam outlet openings 2 in baffles 46a had closed, now the reverse openings 5 the adjacent (alternately arranged) baffles 46b close and the heat carrier 8th in an axial flow through (not shown) by-pass openings 7 in the baffles 46 is forced. Here are the middle and the left adjustment 3a . 3b moved to a position in which they have the appropriate steam discharge openings 2a . 2 B release.

Die Betätigungsvorrichtungen 61, 41a, 41b für die Verstellvorrichtungen 60, 3a, 3b führen bei dieser Variante nicht durch den Reaktormantel 13, sondern durch den oberen Rohrboden 16. Sie sind jeweils mit einem Hubzylinder 62 verbunden, die alle im Gaseintrittsraum der oberen Gaseintrittshaube 20 angeordnet sind. Die Hubzylinder 62 können beispielsweise als hydraulische Hubvorrichtung ausgestaltet sein mit dem vorhandenen Wärmeträgermedium als Arbeitsmedium. Damit müssen keine besonderen Ansprüche an die Dichtungen der Schubstangen 63 des Hubzylinders 62 gestellt werden, da eventuelle Leckagen problemlos in den Wärmeträgerraum 18 geleitet werden können. Die Gehäuse 64 der Hubzylinder 62 sind mit dem Rohrboden 16, d. h. mit dem Druckraum 18, dicht verbunden und weisen jeweils eine Durchtrittsöffnung 65 auf, die mit einer Zugangsöffnung 66 zum Druckraum 18 fluchtet. Durch die Durchtrittsöffnung 65 ragt eine Schubstange 63 des Hubzylinders 62 hervor, die mit der zugehörigen Betätigungsstange 61, 3a, 3b verbunden ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann in der Gaseintrittshaube 20 ein Stutzen 67 angeordnet sein, der mit einer Betätigungsstange 61 fluchtet und durch den die gesamte zugehörige Verstellvorrichtung 60 für Wartungs- und Reparaturarbeiten herausziehbar ist. Alternativ sind alle Verstellvorrichtungen 60, 3a, 3b gleichzeitig betätig- und herausnehmbar, wenn die gesamte obere Haube vom Reaktor gelöst wird.The actuators 61 . 41a . 41b for the adjusting devices 60 . 3a . 3b do not lead in this variant through the reactor jacket 13 but through the upper tubesheet 16 , They are each with a lifting cylinder 62 connected, all in the gas inlet space of the upper gas inlet hood 20 are arranged. The lifting cylinders 62 For example, can be configured as a hydraulic lifting device with the existing heat transfer medium as the working medium. So no special demands on the seals of the push rods 63 the lifting cylinder 62 be placed because any leaks easily in the heat transfer space 18 can be directed. The housing 64 the lifting cylinder 62 are with the tubesheet 16 ie with the pressure chamber 18 , tightly connected and each have a passage opening 65 on that with an access opening 66 to the pressure room 18 flees. Through the passage opening 65 protrudes a push rod 63 the lifting cylinder 62 protruding, with the associated operating rod 61 . 3a . 3b connected is. In a further preferred embodiment, in the gas inlet hood 20 a neck 67 be arranged with an actuating rod 61 Aligns and through the entire associated adjustment 60 can be pulled out for maintenance and repair work. Alternatively, all adjusting devices 60 . 3a . 3b simultaneously actuated and removable when the entire upper hood is released from the reactor.

Sind mehrere als Deckel ausgebildete Verstellvorrichtungen an derselben Betätigungsvorrichtung befestigt und sollen sie mit dieser gemeinsam aus dem Druckraum herausnehmbar sein, so ist es von Vorteil, wenn diese Deckel von oben nach unten kleiner werden in der Art eines umgedrehten Christbaums, damit die Deckel durch die jeweils über ihnen liegenden Öffnungen einfach hindurchführbar sind.If a plurality of adjusting devices designed as covers are fastened to the same actuating device and if they are to be removable from the pressure chamber together with them, it is advantageous if these covers become smaller from top to bottom in the manner of an inverted Christmas tree, so that the covers are replaced by the respective ones Overlying openings are easily passed.

In 7 ist eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Rohrbündelreaktors 1 dargestellt, der einen Wärmeträgerkreislauf aufweist, der besonders einfach von Siedewasser-Betrieb auf Zwangsumlauf-Betrieb und umgekehrt umstellbar ist. Wie weiter oben bereits erläutert, beruht das Kühlungskonzept bei Siedewasser-Betrieb darauf, dass die in den Reaktionsrohren 9 entstehende Reaktionswärme durch den Verdampfungsvorgang eines Wärmeträgers 8 abgeführt wird. Die Dampfdrücke der üblicherweise verwendeten Siedetemperaturen sind dabei recht hoch, so dass der Reaktor 1 als Druckbehälter mit entsprechend großen Wandstärken ausgeführt ist. Zur Begrenzung der Wandstärke der Ringleitungen 32, 35 für die gleichmäßige Verteilung des Wärmeträgers 8 auf den Umfang des Reaktors 1 werden diese ebenso wie die zuführenden und ableitenden Rohrleitungen im dargestellten Ausführungsbeispiel mit rundem Querschnitt ausgeführt. Die Verbindung der Ringleitungen 32, 35 mit dem Druckraum 18 des Reaktors 1 erfolgt über eine Vielzahl von kurzen Verbindungsleitungen 68. Das im Druckraum 18 des Reaktors 1 entstandene Wasser-Dampf-Gemisch 69 steigt wegen seiner geringeren Dichte durch mindestens eine Steigleitung 70 in eine Dampftrommel 71, wo es in seine Bestandteile Dampf und Flüssigphase getrennt wird. Der Dampf 72 wird über einen oberen Stutzen 73 einer weiteren Nutzung zugeführt. Die Flüssigphase 74 wird erfindungsgemäß über nur eine Fallleitung 75 wieder in den unteren Teil des Reaktors 1 über einen unteren Ringkanal 32 zurückgeführt. Die als Dampf 72 die Dampftrommel 71 und damit den Wärmeträgerkreislauf verlassende Wassermenge wird als Speisewasser dem Wärmeträgerkreislauf an geeigneter – in der Figur nicht gezeigter – Stelle wieder ergänzt. Der Reaktor 1 ist in üblicher – hier nicht dargestellter – Weise gegen Wärmeverluste isoliert, um die Dampfausbeute nicht zu vermindern.In 7 is an embodiment of a tube bundle reactor according to the invention 1 shown, which has a heat transfer circuit, which is particularly easy to switch from boiling water operation to forced circulation operation and vice versa. As already explained above, the cooling concept in boiling-water operation is based on that in the reaction tubes 9 Resulting heat of reaction by the evaporation process of a heat carrier 8th is dissipated. The vapor pressures of commonly used Boiling temperatures are quite high, so that the reactor 1 is designed as a pressure vessel with correspondingly large wall thicknesses. To limit the wall thickness of the ring lines 32 . 35 for the even distribution of the heat carrier 8th on the circumference of the reactor 1 These are performed as well as the feeding and discharging pipes in the illustrated embodiment with a round cross-section. The connection of the ring lines 32 . 35 with the pressure room 18 of the reactor 1 takes place over a multiplicity of short connection lines 68 , That in the pressure room 18 of the reactor 1 resulting water-vapor mixture 69 rises due to its lower density by at least one riser 70 in a steam drum 71 where it is separated into its constituents vapor and liquid phase. The steam 72 is over an upper neck 73 fed to another use. The liquid phase 74 is according to the invention via only one down pipe 75 back to the lower part of the reactor 1 via a lower ring channel 32 recycled. The as steam 72 the steam drum 71 and thus the heat transfer circuit leaving water quantity is added as feed water to the heat transfer circuit at suitable - not shown in the figure - body again. The reactor 1 is isolated in the usual manner (not shown here) against heat losses so as not to reduce the vapor yield.

Die einzige Fallleitung 75 verfügt weiterhin in ihrem senkrechten Teil über einen oberen verschließbaren Abzweigstutzen 76 und über einen unteren verschließbaren Abzweigstutzen 77, zwischen denen sich ein Absperrventil 78 befindet. An den oberen und an den unteren Abzweigstutzen 76, 77 in der Fallleitung 75 kann, z. B. bei Änderung des Betriebszustandes, in einfacher Weise ein System für einen anderen flüssigen oder gasförmigen Wärmeträger angeschlossen werden, der im Zwangsumlauf geführt werden kann, wenn das zwischen den Abzweigstutzen 76, 77 liegende Absperrventil 78 geschlossen wird. Statt des Absperrventils 78 kann z. B. auch eine Steckscheibe zum Verschließen der Fallleitung 75 verwendet werden. Mindestens einer der Abzweigstutzen 76, 77 kann weiterhin zur Zufuhr von ergänzendem Speisewasser genutzt werden oder für Vorrichtungen zur Messung des Drucks und/oder der Temperatur.The only downfall 75 also has in its vertical part of an upper closable branch pipe 76 and a lower closable branch pipe 77 , between which there is a shut-off valve 78 located. At the upper and lower branches 76 . 77 in the downpipe 75 can, for. B. when changing the operating condition, in a simple manner, a system for another liquid or gaseous heat transfer medium can be connected, which can be performed in forced circulation, if that between the branch pipe 76 . 77 lying shut-off valve 78 is closed. Instead of the shut-off valve 78 can z. B. also a plug-in disk for closing the down pipe 75 be used. At least one of the branch pipes 76 . 77 can also be used to supply additional feed water or devices for measuring pressure and / or temperature.

Die Dampftrommel 71 ist auf der Fallleitung 75 gelagert, die ihrerseits einen vertikalen Festpunkt 79 mit einem Niveau 80 besitzt, welches auf dem Niveau 81 der Auflagerung 82 des Hauptreaktorteils 83 liegt. In beiden Betriebszuständen hat das Wärmeträgersystem an jeder Stelle nahezu die gleiche Temperatur. Da i. d. R. der Hauptreaktorteil 83 und die Rohrleitungen 70, 75 aus Werkstoffen mit gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen, dehnen sich der Hauptreaktorteil 83 und die Rohrleitungen 70, 75 beim Übergang vom kalten zum warmen Zustand beim Anfahren (und umgekehrt auch beim Abfahren) in gleicher Weise aus und Wärmespannungen werden auf Grund dieser konstruktiven Maßnahme weitgehend vermieden. Damit können aufwändige Maßnahmen zur Kompensation der Wärmedehnungen entfallen und wird eine kompakte Bauweise ermöglicht.The steam drum 71 is on the down pipe 75 stored, in turn, a vertical fixed point 79 with a level 80 owns which at the level 81 the bedding 82 of the main reactor part 83 lies. In both operating states, the heat transfer system has almost the same temperature at each point. As usually the main reactor part 83 and the piping 70 . 75 consist of materials with the same coefficient of thermal expansion, stretch the main reactor part 83 and the piping 70 . 75 in the transition from cold to warm state when starting (and vice versa also when driving off) in the same way and thermal stresses are largely avoided due to this constructive action. This can be costly measures to compensate for the thermal expansion omitted and is a compact design allows.

Die Merkmale der Erfindung sind nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt. So können diese beispielsweise in jeder geeigneten Weise miteinander kombiniert werden. Auch ist bei Zwangsumlauf der Betrieb mit einem rein gasförmigen Wärmeträger möglich.The features of the invention are not limited to the illustrated examples. For example, they can be combined with each other in any suitable way. Forced circulation operation with a purely gaseous heat transfer medium is also possible.

Insbesondere sind die Verstellvorrichtungen nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. So sind z. B. Verstellvorrichtungen denkbar, die den Auftrieb nutzen.In particular, the adjusting devices are not limited to the illustrated embodiments. So z. B. adjusting conceivable that use the buoyancy.

Ferner ist auch daran gedacht, die Umlenkbleche zu den Dampfablassöffnungen hin nach oben geneigt anzuordnen bzw. mit einer nach oben geneigten Unterseite auszubilden. Der Dampf wird durch die geneigten Flächen zu den Dampfablassöffnungen hingeführt und somit die Dampfableitung verbessert.Furthermore, it is also thought to arrange the baffles to the steam discharge openings upwards inclined or form with an upwardly inclined bottom. The steam is guided by the inclined surfaces to the steam discharge openings and thus improves the steam discharge.

8 zeigt schematisch ein Fließbild mit einem Rohrbündelreaktor 100 und den Komponenten eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung 102. 8th schematically shows a flow diagram with a tube bundle reactor 100 and the components of an embodiment of a temperature control device according to the invention 102 ,

Der hier gezeigte Rohrbündelreaktor 100 ist einzonig ausgeführt. Er weist eine Vielzahl von katalysatorgefüllten Reaktionsrohren 103 auf, die in einem Rohrbündel 104 angeordnet sind. Die Reaktionsrohre 103 sind abdichtend in einem oberen Rohrboden 105 und in einem unteren Rohrboden 106 befestigt. Die Rohrböden 105, 106 sind an ihrem Außenbereich mit einem zylindrischen Reaktormantel 107 verbunden, der das Rohrbündel 104 umschließt. Rohrböden 105, 106 und Reaktormantel 107 bilden gemeinsam einen Druckraum 108 aus, in dem ein im Normalbetrieb Wärmeträger 109 die Reaktionsrohre 103 umspült. Das Rohrbündel 104 kann z. B. über einen vollflächigen Querschnitt berohrt sein oder ringförmig mit einem rohrfreien Innenraum ausgeführt sein. Häufig ist auch zwischen einem ringförmigen Rohrbündel 104 und dem Reaktormantel 107 ein rohrfreier Aussenring ausgebildet. Der obere Rohrboden 105 kann durch einen oberen Flansch mit einer oberen Gaseintrittshaube 110 verbunden sein, der untere Rohrboden 106 durch einen unteren Flansch mit einer unteren Gasaustrittshaube 111. Bei hohen Betriebsdrücken auf der Reaktionsgasseite und/oder der Wärmeträgerseite kann es vorteilhaft sein, die Flanschverbindungen durch Schweißverbindungen zu ersetzen, wie in 8 dargestellt. Die Reaktionsrohre 103 münden in die Gaseintrittshaube 110 und in die Gasaustrittshaube 111. Die Gaseintrittshaube 110 weist einen Gaseintrittsstutzen 112, die Gasaustrittshaube 111 einen Gasaustrittsstutzen 113 auf. Der Wärmeträger 109 wird durch geeignete Strömungsleiteinrichtungen durch den Druckraum 108 des Rohrbündelreaktors 100 geführt. Er wird bei dem dargestellten Reaktor 100 über eine obere und untere Ringleitung 114, 115 und jeweiligen oberen bzw. unteren Verbindungsleitungen 116, 117 auf den Umfang des Reaktors 100 verteilt bzw. gesammelt. Das zugehörige, hier nicht dargestellte Wärmeträgersystem, mit einer Umwälzeinrichtung, Temperiervorrichtungen und evtl. weiteren Komponenten, ist an ersten (in 8 rechten) Stutzen 118 der Ringleitungen 114, 115 angeschlossen. Im übrigen weist der Rohrbündelreaktor 100 in den 8, 9a und 9b nicht dargestellte Verstellvorrichtungen 4, 5156 zum Verstellen des Strömungswiderstands in Umkehröffnungen 5 und/oder Dampfablassöffnungen 2, 2a, 2b mit zugehörigen Verstellvorrichtungen 3, 3a, 3b und/oder Verstellvorrichtungen 6, 6a, 6b zum Verstellen des Strömungswiderstands in Bypassöffnungen 7, 42 auf, wie sie weiter oben für die Rohrbündelreaktoren 1 beschrieben sind. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird hier darauf Bezug genommen.The tube bundle reactor shown here 100 is executed in a single-tone He has a variety of catalyst-filled reaction tubes 103 on that in a tube bundle 104 are arranged. The reaction tubes 103 are sealing in an upper tube sheet 105 and in a lower tube sheet 106 attached. The tube sheets 105 . 106 are on their exterior with a cylindrical reactor shell 107 connected to the tube bundle 104 encloses. tube sheets 105 . 106 and reactor jacket 107 together form a pressure room 108 in which a normal heat transfer medium 109 the reaction tubes 103 lapped. The tube bundle 104 can z. B. be drilled over a full-area cross-section or executed in a ring-shaped with a tube-free interior. It is also common between an annular tube bundle 104 and the reactor jacket 107 a tubular outer ring formed. The upper tube sheet 105 can through an upper flange with an upper gas inlet hood 110 be connected, the bottom tube sheet 106 through a lower flange with a lower gas outlet hood 111 , At high operating pressures on the reaction gas side and / or the Heat transfer side, it may be advantageous to replace the flange by welded joints, as in 8th shown. The reaction tubes 103 open into the gas inlet hood 110 and in the gas outlet hood 111 , The gas inlet hood 110 has a gas inlet nozzle 112 , the gas outlet hood 111 a gas outlet 113 on. The heat carrier 109 is through suitable flow guides through the pressure chamber 108 of the tube bundle reactor 100 guided. He is in the illustrated reactor 100 over an upper and lower ring line 114 . 115 and respective upper and lower connecting lines 116 . 117 on the circumference of the reactor 100 distributed or collected. The associated, not shown here, heat transfer system, with a circulation device, temperature control devices and possibly other components, is at first (in 8th right) neck 118 the ring lines 114 . 115 connected. Otherwise, the tube bundle reactor 100 in the 8th . 9a and 9b not shown adjusting devices 4 . 51 - 56 for adjusting the flow resistance in reverse openings 5 and / or steam discharge openings 2 . 2a . 2 B with associated adjusting devices 3 . 3a . 3b and / or adjusting devices 6 . 6a . 6b for adjusting the flow resistance in bypass openings 7 . 42 on, as stated earlier for the tube bundle reactors 1 are described. To avoid repetition, reference is hereby made.

Die Temperiervorrichtung 102 weist ein erstes Umlaufgebläse 119 auf, das an die untere Ringleitung 115 angeschlossen ist. An die obere Ringleitung 114 ist ein Kühler 120 angeschlossen, der ein Wärmeaustauschteil 121 und ein zweites Gebläse 122 aufweist, das Umgebungsluft durch das Wärmeaustauschteil 121 fördert. In Strömungsrichtung hinter dem Kühler 120 ist ein Aufheizer 123 angeordnet. Bevorzugt ist ein Elektroaufheizer, weil elektrischer Strom meist leicht verfügbar ist und die Heizleistung in einem großen Bereich veränderbar ist. Die Heizleistung ist über eine Regeleinrichtung 124 einstellbar. Zwischen Aufheizer 123 und erstem Umlaufgebläse 119 ist eine Druckgasversorgung 125 angeschlossen. Diese ist als Kompressor ausgebildet, der über ein Rückschlagventil 126 Umgebungsluft fördert. Der Kompressor 125 ist Teil einer Druckregelanlage 127, die auch einen Druckaufnehmer 128 und ein Entspannungsventil 129 aufweist.The tempering device 102 has a first circulating fan 119 on, that to the lower ring line 115 connected. To the upper ring line 114 is a cooler 120 connected, which is a heat exchange part 121 and a second blower 122 comprising the ambient air through the heat exchange part 121 promotes. In the flow direction behind the radiator 120 is a heater 123 arranged. Preference is given to an electric heater, because electrical power is usually readily available and the heating power is variable over a wide range. The heating power is via a control device 124 adjustable. Between heaters 123 and first circulating fan 119 is a pressurized gas supply 125 connected. This is designed as a compressor, which has a check valve 126 Promotes ambient air. The compressor 125 is part of a pressure regulator 127 that also has a pressure transducer 128 and a relaxation valve 129 having.

Nachfolgend wird der Betrieb für einen ersten Betriebszustand und einen zweiten Betriebszustand beschrieben. Unter einem ersten Betriebszustand wird hier der Normalbetrieb des Rohrbündelreaktors 100 verstanden, bei dem Reaktionsgase 130 in den Reaktor 100 hineingeführt werden, in diesem chemisch reagieren und aus diesem wieder herausgeführt werden, wobei der im Druckraum 108 des Rohrbündelreaktors 100 umlaufende Wärmeträger 109 die Reaktionstemperatur kontrolliert. Unter einem zweiten Betriebszustand wird im Folgenden ein Konditioniervorgang verstanden, bei dem der Reaktor 100 auf der Rohrseite mit einem Gas 131 durchströmt wird, welches eine andere Zusammensetzung besitzt als das im ersten Betriebszustand verwendete. Außerdem hat bei diesem zweiten Betriebszustand der Wärmeträger 132 andere Eigenschaften als der im ersten Betriebszustand. Insbesondere ist er ein Druckgas und hat ferner z. B. eine andere Zusammensetzung, eine andere Temperatur, oder eine Kombination dieser Eigenschaften. Die erfindungsgemäße Temperiervorrichtung 102 findet vorzugsweise für diesen zweiten Betriebszustand Anwendung. Bei diesem Betriebszustand wird beispielsweise ein Gas zur Regeneration des Katalysators durch die Reaktionsrohre 103 geführt und die Temperatur des Wärmeträgers 132 deutlich über diejenige des ersten Betriebszustandes erhöht unter Verwendung eines gasförmigen Wärmeträgers.Hereinafter, the operation for a first operation state and a second operation state will be described. Under a first operating state here is the normal operation of the tube bundle reactor 100 understood, in the reaction gases 130 in the reactor 100 be in it, in this chemically react and be led out of this again, wherein the pressure in the room 108 of the tube bundle reactor 100 circulating heat transfer medium 109 the reaction temperature is controlled. A second operating state is understood below to mean a conditioning process in which the reactor 100 on the tube side with a gas 131 is flowed through, which has a different composition than that used in the first operating state. In addition, in this second operating state of the heat transfer medium 132 other properties than those in the first operating state. In particular, it is a compressed gas and also has z. Example, a different composition, a different temperature, or a combination of these properties. The temperature control device according to the invention 102 preferably finds application for this second operating state. In this operating state, for example, a gas for regeneration of the catalyst through the reaction tubes 103 guided and the temperature of the heat carrier 132 significantly increased over that of the first operating state using a gaseous heat carrier.

Im ersten Betriebszustand tritt das Reaktionsgas 130 über den oberen Gaseintrittsstutzen 112 in die obere Gaseintrittshaube 110 ein, wird dort auf den oberen Rohrboden 105 verteilt, strömt durch die Reaktionsrohre 103 und durch den unteren Gasaustrittsstutzen 113 der unteren Gasaustrittshaube 111 aus dem Reaktor 100 wieder heraus. Gleichfalls ist es möglich, das Reaktionsgas 130 von unten nach oben durch den Reaktor 100 zu führen.In the first operating state, the reaction gas occurs 130 over the upper gas inlet nozzle 112 in the upper gas inlet hood 110 one, there is on the upper tube sheet 105 distributed, flows through the reaction tubes 103 and through the lower gas outlet 113 the lower gas outlet hood 111 from the reactor 100 out again. Likewise, it is possible the reaction gas 130 from the bottom up through the reactor 100 respectively.

Die im ersten Betriebszustand ablaufenden Reaktionen werden mit dem im Druckraum 108 umlaufenden Wärmeträger 109 kontrolliert. Dabei kann der Wärmeträger 109 entweder in die untere oder in die obere Ringleitung 115, 114 eingeführt werden und aus der jeweils anderen Ringleitung 114, 115 wieder heraus geführt werden. Im Falle der Kühlung einer exothermen Reaktion mit Hilfe eines verdampfenden Wärmeträgers, bevorzugt Wasser, wird der flüssige Wärmeträger 109 in den unteren Ringkanal 115 eingeführt und dort über den Umfang verteilt. Über eine Vielzahl von unteren Verbindungsleitungen 117 wird er in den Druckraum 108 des Reaktors 100 hineingeführt und dort mit geeigneten, hier nicht dargestellten, Strömungsleiteinrichtungen gleichmäßig über die Querschnittsfläche des Reaktors 100 verteilt. Das im Reaktor 100 entstehende Flüssigkeits-Dampf-Gemisch wird über eine Vielzahl von oberen Verbindungsleitungen 116 in den oberen Ringkanal 114 geleitet und von diesem durch einen oberen Stutzen aus dem Reaktor 100 heraus geführt.The reactions occurring in the first operating state are compared to those in the pressure chamber 108 circulating heat transfer medium 109 controlled. In this case, the heat carrier 109 either in the lower or in the upper loop 115 . 114 be introduced and from the other ring line 114 . 115 be led out again. In the case of cooling an exothermic reaction with the aid of an evaporating heat carrier, preferably water, the liquid heat carrier 109 in the lower ring channel 115 introduced and distributed over the circumference. Over a variety of lower connecting lines 117 he will be in the pressure room 108 of the reactor 100 led in and there with suitable, not shown here, Strömungsleiteinrichtungen evenly over the cross-sectional area of the reactor 100 distributed. That in the reactor 100 resulting liquid-vapor mixture is through a variety of upper connecting lines 116 in the upper ring channel 114 passed and from this through an upper port from the reactor 100 led out.

Die erfindungsgemäße Temperiervorrichtung 102 findet vorzugsweise Anwendung für den zweiten Betriebszustand. Hierbei wird das Reaktionsgas 130 ersetzt durch ein Konditioniergas 131, dessen Zusammensetzung, Druck und Temperatur von der Art des verwendeten Katalysators abhängig ist. Bei diesem zweiten Betriebszustand wird das Wärmeträgersystem des ersten Betriebszustandes ersetzt oder ergänzt durch die erfindungsgemäße Temperiervorrichtung 102. Hierfür wird im Fall einer Regeneration zunächst der flüssige Wärmeträger 109 aus dem Mantelraum 108 des Rohrbündelreaktors 100 entfernt. Die von den Ringleitungen 114, 115 wegführenden Wärmeträgerleitungen des Wärmeträgersystems für den ersten Betriebszustand können zur Vermeidung unerwünschter Bypässe abgesperrt werden. Die erfindungsgemäße Temperiervorrichtung 102 wird über zwei Anschlussleitungen 133, 134 mit Flanschverbindungen 135, 136 vorzugsweise an separate Stutzen 137, 138 an der oberen Ringleitung 114 und an der unteren Ringleitung 115 des Rohrbündelreaktors 100 angeschlossen. Alternativ kann der Anschluss an anderen Stellen der Wärmeträgerleitungen erfolgen, bevorzugt nahe beim Rohrbündelreaktor 100.The temperature control device according to the invention 102 preferably finds application for the second operating state. Here, the reaction gas 130 replaced by a conditioning gas 131 , whose composition, pressure and temperature depends on the type of catalyst used. In this second Operating state, the heat carrier system of the first operating state is replaced or supplemented by the temperature control device according to the invention 102 , For this purpose, in the case of regeneration, first the liquid heat carrier 109 from the mantle room 108 of the tube bundle reactor 100 away. The of the ring lines 114 . 115 wegführenden heat transfer conduits of the heat transfer system for the first operating state can be shut off to avoid unwanted bypasses. The temperature control device according to the invention 102 is via two connecting cables 133 . 134 with flange connections 135 . 136 preferably on separate nozzles 137 . 138 at the upper ring line 114 and at the lower loop 115 of the tube bundle reactor 100 connected. Alternatively, the connection can be made at other locations of the heat carrier lines, preferably close to the tube bundle reactor 100 ,

Als Wärmeträger 132 des zweiten Betriebszustandes wird Druckgas im geschlossenen Kreislauf geführt. Das Druckgas 132 enthält dabei Luft, Stickstoff, Kohlendioxid, Wasserdampf oder einem Gemisch daraus. Es wird mit dem ersten Umlaufgebläse 119 in den Rohrbündelreaktor 100 gefördert. Zur Gewährleistung eines guten Wärmeübergangs wird das Druckgas 132 mit Strömungsleiteinrichtungen vorzugsweise quer durch das Rohrbündel 104 geführt, ggf. unter Verwendung von speziellen Vorrichtungen. Das Druckgas 132 tritt über die oberen Verbindungsleitungen 116 aus dem Reaktor 100 heraus, wird im oberen Ringkanal 114 gesammelt und tritt aus diesem aus einem oberen Stutzen 137 heraus. Je nach Art des Konditionierprozesses wird den Reaktionsrohren 103 entweder Wärme zugeführt oder Wärme von diesen abgeführt. Entsprechend muss das Druckgas 132 entweder gekühlt oder aufgeheizt werden. Im Falle einer Kühlung durchströmt das vom oberen Ringkanal 114 kommende Druckgas 132 einen Kühler 120, der bevorzugt als Luftkühler ausgeführt ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Druckgas 132 durch eine in 1 nicht gezeigte Mischvorrichtung gekühlt werden, in welcher das Druckgas 132 durch Direkteinspritzung von Wasser gekühlt wird.As a heat carrier 132 the second operating condition compressed gas is guided in a closed circuit. The compressed gas 132 contains air, nitrogen, carbon dioxide, water vapor or a mixture of these. It will be with the first circulating fan 119 in the tube bundle reactor 100 promoted. To ensure a good heat transfer, the compressed gas 132 with Strömungsleiteinrichtungen preferably across the tube bundle 104 guided, if necessary using special devices. The compressed gas 132 occurs over the upper connecting lines 116 from the reactor 100 out, in the upper ring channel 114 collected and emerges from this from an upper nozzle 137 out. Depending on the nature of the conditioning process is the reaction tubes 103 either heat supplied or heat dissipated by these. Accordingly, the compressed gas 132 either cooled or heated. In the case of cooling flows through the upper ring channel 114 upcoming compressed gas 132 a cooler 120 , which is preferably designed as an air cooler. Alternatively or additionally, the compressed gas 132 through an in 1 not shown mixing device are cooled, in which the compressed gas 132 is cooled by direct injection of water.

Ist der Konditionierprozess endotherm, nimmt also Wärme auf, so wird das Druckgas 132 in dem Aufheizer 123 aufgeheizt. Anschließend wird das Druckgas 132 über das erste Umlaufgebläse 119 wieder in den Rohrbündelreaktor 100 gefördert. Die in Serie geschalteten Komponenten der Temperiervorrichtung 102 können dabei in ihrer Reihenfolge auch verändert werden. So kann es sinnvoll sein, den Aufheizer erst in Strömungsrichtung hinter dem ersten Umlaufgebläse oder parallel zu diesem anzuordnen. Zur Aufrechterhaltung des Betriebsdrucks im Wärmeträgersystem ist die Druckregelanlage 127 vorgesehen. Dabei misst der Druckaufnehmer 128 den Druck. Ist der Druck zu niedrig, wird dieser durch den Kompressor 125 erhöht, der an einer geeigneten Stelle im Wärmeträgersystem angeschlossen ist. Bei zu hohem Druck wird ein Entspannungsventil 129 geöffnet.If the conditioning process is endothermic, so absorbs heat, so the compressed gas 132 in the heater 123 heated. Subsequently, the compressed gas 132 over the first circulating fan 119 back into the tube bundle reactor 100 promoted. The series-connected components of the temperature control 102 can also be changed in their order. So it may be useful to arrange the heater only in the flow direction behind the first rotary fan or parallel to this. To maintain the operating pressure in the heat transfer system is the pressure control system 127 intended. The pressure transducer measures 128 the pressure. If the pressure is too low, this will be through the compressor 125 increased, which is connected to a suitable location in the heat transfer system. If the pressure is too high, an expansion valve will be activated 129 open.

Als Beispiel für die Effizienz der erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung 102 und des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Aktivierung einer neuen Katalysatorschüttung in einem Rohrbündelreaktor 100 mit radialer Führung des Wärmeträgers für den darauffolgenden Normalbetrieb berechnet. Zum Vergleich wurde die Aktivierung im Fall 1 mit Luft bei Umgebungsdruck und im Fall 2 mit Druckluft berechnet.As an example of the efficiency of the temperature control device according to the invention 102 and the process according to the invention, the activation of a new catalyst bed in a tube bundle reactor 100 calculated with radial guidance of the heat carrier for the subsequent normal operation. For comparison, the activation in case 1 was calculated with air at ambient pressure and in case 2 with compressed air.

Technische Daten:Technical specifications:

  • 13300 Reaktionsrohre mit Außendurchmesser 30 mm und Länge 8 m.13300 reaction tubes with outer diameter 30 mm and length 8 m.
  • Manteldurchmesser 4900 mm.Sheath diameter 4900 mm.
  • Ein- und Austrittsstutzen des Wärmeträgers Nennweite DN800.Inlet and outlet connection of the heat transfer medium nominal diameter DN800.

Die Aktivierung soll bei ca. 300°C durchgeführt werden und eine Wärme von 200 KW aus dem Reaktor abgeführt werden.

Fall 1: Umwälzung von Luft mit 300°C Eintrittstemperatur bei Umgebungsdruck durch eine Temperiereinrichtung mit 50000 m3/h Fördermenge.

Fall 2: Umwälzung von Luft mit 300°C Eintrittstemperatur bei 20 bar Absolutdruck durch eine erfindungsgemäße Temperiereinrichtung mit 19000 m3/h Fördermenge. Tabelle 1: Vergleichsberechnung Fall 1 Fall 2 Massenstrom kg/h 30400 231000 Druckverlust des Kreislaufs Pa 5830 15420 Theoretisch erforderliche Umwälzleistung kW 81 81,4 Temperaturerhöhung der Luft im Reaktor K 22,7 3,0 Mittlerer Wärmeübergangskoeffizient Luft/Rohre W/m2K 60 190
The activation should be carried out at about 300 ° C and a heat of 200 KW are discharged from the reactor.

Case 1: Circulation of air at 300 ° C inlet temperature at ambient pressure through a tempering device with 50000 m 3 / h flow rate.

Case 2: Circulation of air with 300 ° C inlet temperature at 20 bar absolute pressure by a tempering device according to the invention with 19000 m 3 / h flow rate. Table 1: Comparison calculation case 1 Case 2 mass flow kg / h 30400 231000 Pressure loss of the circulation Pa 5830 15420 Theoretically required circulation capacity kW 81 81.4 Temperature increase of the air in the reactor K 22.7 3.0 Average heat transfer coefficient air / tubes W / m2K 60 190

Wie den in Tabelle 1 wiedergegebenen Ergebnissen zu entnehmen ist, beträgt die Erhöhung der Lufttemperatur im Reaktor im Fall 1 22,7 K und im Fall 2 lediglich 3,0 K. Der mittlere Wärmeübergangskoeffizient Luft/Reaktionsrohre beträgt im Fall 1 60 W/m2K und im Fall 2 190 W/m2K. Im Fall 2 lässt sich somit ein deutlich besserer Grad der Temperierung, d. h. der Temperaturgleichheit und des Wärmeübergangs zum Reaktionsrohr 103 erzielen, bei annähernd gleicher erforderlicher Umwälzleistung.As can be seen from the results given in Table 1, the increase in the air temperature in the reactor in case 1 is 22.7 K and in case 2 only 3.0 K. The average heat transfer coefficient air / reaction tubes in case 1 is 60 W / m2K and in the case of 2 190 W / m2K. In case 2, a much better degree of temperature control can be achieved, ie the temperature equality and the heat transfer to the reaction tube 103 achieve, with approximately the same required circulation capacity.

In den 9a und 9b ist eine erfindungsgemäße Temperiervorrichtung 102 als kompakt auf einem transportierbaren Rahmen 139 montierte Einheit gezeigt. Der Rahmen 139 kann, wie hier gezeigt, mit Hebeösen 140 angehoben und von einem Transportwagen an den Aufstellungsort gehoben werden. Es sind auch andere Konstruktionen möglich. Beispielsweise kann der Rahmen als Container ausgeführt sein mit Gleitkufen und einem Hebeanschluss, an den ein Zughaken eines Lastkraftwagens ansetzen kann, um den Container auf seine Ladefläche zu ziehen. Nach der Aufstellung erfolgt der Anschluss über eine Anschlussleitung 134 der Druckseite und über eine Anschlussleitung 133 der Saugseite. Die von den Ringleitungen 114, 115 des Reaktors 100 kommenden Reaktoranschlüsse müssen mit den Anschlusspositionen der Temperiervorrichtung 102 möglichst gut übereinstimmen. Die Anschlusspositionen können praktisch jedoch nur begrenzt eingehalten werden, beispielsweise auf Grund von Toleranzen oder örtlichen Gegebenheiten, die einen Lageversatz hervorrufen. Mindestens eine der Anschlussleitungen 133, 134 verfügt daher über eine Flanschverbindung 135, 136 mit elastischem Zwischenstück 141, 142. Hierdurch sind Lageversätze von Anschlüssen in einem gewissen Bereich ausgleichbar. Sind die Leitungen miteinander verbunden, so werden die Verbindungsstellen mit den elastischen Zwischenstücken 141, 142 durch einstellbare Zugentlastungen 143, 144 zur Aufnahme der Innendruckkräfte in ihrer Lage fixiert.In the 9a and 9b is a tempering device according to the invention 102 as compact on a transportable frame 139 mounted unit shown. The frame 139 can, as shown here, with lifting lugs 140 lifted and lifted by a dolly to the site. There are also other constructions possible. For example, the frame can be designed as a container with skids and a lifting connection to which a towing hook of a truck can begin to pull the container onto its bed. After installation, the connection is made via a connecting cable 134 the pressure side and a connecting cable 133 the suction side. The of the ring lines 114 . 115 of the reactor 100 upcoming reactor connections must be connected to the connection positions of the temperature control 102 match as well as possible. However, the connection positions can be practically only limited adhered to, for example due to tolerances or local conditions that cause a positional offset. At least one of the connecting cables 133 . 134 therefore has a flange connection 135 . 136 with elastic intermediate piece 141 . 142 , As a result, misalignments of connections in a certain range can be compensated. Are the lines connected to each other, so are the joints with the elastic spacers 141 . 142 through adjustable strain reliefs 143 . 144 fixed in position for absorbing the internal pressure forces.

Die einzelnen Komponenten der Temperiervorrichtung 102 sind auf dem transportierbaren Rahmen 139 in einer kompakten, Platz sparenden Einheit angeordnet. Die Anschlussleitung 133 der Saugseite führt zum Kühler 120, der hier als Luftkühler ausgeführt ist. Von dort führt eine Druckgasleitung 145 in den Elektroaufheizer 123 und von dort in das erste Umlaufgebläse 119, von wo sie über ein elastisches Zwischenstück 142 zum Reaktor 100 führt. Der Druck wird durch einen neben dem Elektroaufheizer 123 angeordneten Kompressor 125 aufrecht erhalten. Die Druckleitung 146 vom Kompressor 125 führt oberhalb des Elektroaufheizers 123 zur Zuleitung zum ersten Gebläse 119. Der Anschluss kann jedoch auch an anderer Stelle erfolgen, z. B. über eine kurze Verbindungsleitung vom Kompressor 125 bis zur Rohrleitung 145 zwischen Kühler 120 und Elektroaufheizer 123. Die Regeleinrichtungen sind in diesem Ausführungsbeispiel nicht dargestellt.The individual components of the temperature control 102 are on the transportable frame 139 arranged in a compact, space-saving unit. The connection cable 133 the suction side leads to the cooler 120 which is designed here as an air cooler. From there leads a compressed gas line 145 in the electric heater 123 and from there into the first circulating fan 119 from where they have an elastic intermediate piece 142 to the reactor 100 leads. The pressure is by one beside the electric heater 123 arranged compressor 125 maintained. The pressure line 146 from the compressor 125 leads above the electric heater 123 to the supply line to the first blower 119 , However, the connection can also be made elsewhere, for. B. via a short connecting line from the compressor 125 to the pipeline 145 between cooler 120 and electric heaters 123 , The control devices are not shown in this embodiment.

Die Merkmale der Erfindung sind nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt. So können diese beispielweise in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden. Die Vorrichtung ist weiterhin sinngemäß einsetzbar bei mehrzonigen Rohrbündelreaktoren, wie sie z. B. in EP 1 590 076 A1 beschrieben sind, mit Anschluss an die Wärmeträgerseite einer oder mehrerer Zonen. Die Vorrichtung ist insbesondere geeignet für einen Einsatz bei nicht betriebsmäßigen Zuständen und Prozessen. Sie kann eingesetzt werden z. B. für die Aktivierung und Regenerierung des Katalysators, ferner für die gezielte Deaktivierung des Katalysators durch einen Oxidationsprozess, wenn ein stark reaktiver Katalysator aus dem Inneren des Reaktors entfernt werden soll, oder für Kalzinierungsprozesse.The features of the invention are not limited to the illustrated examples. For example, they can be suitably combined with each other. The device is further applicable mutatis mutandis in Mehrzonigen tube bundle reactors, as they are for. In EP 1 590 076 A1 are described, with connection to the heat carrier side of one or more zones. The device is particularly suitable for use in non-operational conditions and processes. It can be used for. As for the activation and regeneration of the catalyst, also for the targeted deactivation of the catalyst by an oxidation process, when a highly reactive catalyst is to be removed from the interior of the reactor, or for calcination processes.

Besonders einfach kann die Temperiervorrichtung 102 in den Wärmeträgerkreislauf geschaltet werden, wenn der Rohrbündelreaktor 1, 100 nur eine Fallleitung 74 aufweist, entsprechend dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel. Dabei ist es unerheblich, ob der Wärmeträger über Ringleitungen durch den Reaktormantel hindurch (wie in 7 dargestellt) oder über Zu- und Ableitungsrohre geführt wird, die sich axial durch die Rohrböden hindurch erstrecken. Beide Ausführungsformen sind in Kombination mit der Temperiervorrichtung 102 von der Erfindung umfasst. Die Anschlussleitungen 134, 133 der Temperiervorrichtung 102 werden bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 an die Abzweigstutzen 76, 77 und bei den Ausführungsbeispielen gemäß 8, 9a, 9b an die Stutzen 137, 138 angeschlossen. Die Abzweigstutzen 76, 77 und die Stutzen 137, 138 entsprechen somit einander.The temperature control device can be particularly simple 102 be switched into the heat transfer circuit when the tube bundle reactor 1 . 100 only one down pipe 74 has, according to the in 7 illustrated embodiment. It is irrelevant whether the heat transfer medium via ring lines through the reactor shell (as in 7 shown) or is guided over supply and discharge pipes, which extend axially through the tube sheets. Both embodiments are in combination with the tempering device 102 of the invention. The connecting cables 134 . 133 the tempering device 102 be in the embodiment according to 7 to the branch pipe 76 . 77 and in the embodiments according to 8th . 9a . 9b to the neck 137 . 138 connected. The branch pipes 76 . 77 and the neck 137 . 138 thus correspond to each other.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2004/052524 A1 [0003] WO 2004/052524 A1 [0003]
  • WO 2004/052776 A1 [0004] WO 2004/052776 A1 [0004]
  • US 5615738 [0006] US 5615738 [0006]
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  • EP 0382098 A2 [0009] EP 0382098 A2 [0009]
  • US 3147743 [0010] US 3147743 [0010]
  • DE 102007024934 A1 [0040] DE 102007024934 A1 [0040]
  • DE 2207166 A1 [0043] DE 2207166 A1 [0043]
  • EP 1569745 A1 [0043] EP 1569745 A1 [0043]
  • DE 3819357 A1 [0050] DE 3819357 A1 [0050]
  • WO 2009/118372 A1 [0051] WO 2009/118372 A1 [0051]
  • EP 1590076 A1 [0137] EP 1590076 A1 [0137]

Claims (31)

Rohrbündelreaktor für katalytische Gasphasenreaktionen, mit einem Bündel vertikal angeordneter Reaktionsrohre, einem oberen und einem unteren Rohrboden, die mit den oberen bzw. unteren Enden der Reaktionsrohre dicht verbunden sind und durch die hindurch die Reaktionsrohre in Gaszuführungs- und Gasableitungseinrichtungen münden, einem Reaktormantel, der das Rohrbündel umschliesst und mit den Rohrböden dicht verbunden ist, um mit diesen einen Druckraum auszubilden, in dem die Reaktionsrohre im Betrieb von einem Wärmeträger umspült werden, mindestens einem Umlenkblech, das sich quer durch das Rohrbündel erstreckt und dem Wärmeträger eine Querströmung aufzwingt und eine Umkehröffnung für den Wärmeträger freilässt, sodass der Wärmeträger das Rohrbündel in dessen Längsrichtung mäanderförmig durchströmt, und mit Bypassöffnungen, die in dem mindestens einen Umlenkblech in dessen berohrten Bereich angeordnet sind, gekennzeichnet durch eine Verstellvorrichtung (4, 5156) zum Verstellen des Strömungswiderstands in der Umkehröffnung (5), wobei die Verstellvorrichtung (4, 5156) von einer ersten Position, in der der Strömungswiderstand eine mäanderförmige Umkehrung der Strömungsrichtung einer vorgegebenen Teilstommenge des Wärmeträgers (8) ermöglicht, in mindestens eine zweite Position bewegbar ist, in der der Strömungswiderstand soweit erhöht ist, dass diese Teilstrommenge verringert ist.A shell-and-tube reactor for catalytic gas phase reactions, comprising a bundle of vertically arranged reaction tubes, upper and lower tubesheets tightly connected to the upper and lower ends of the reaction tubes, respectively, through which the reaction tubes terminate in gas supply and gas discharge means, a reactor shell containing the Tubular bundle encloses and is tightly connected to the tube sheets to form a pressure chamber with them, in which the reaction tubes are lapped by a heat transfer during operation, at least one baffle which extends transversely through the tube bundle and the heat transfer medium imposes a transverse flow and a reversal opening for leaves the heat carrier free, so that the heat transfer medium flows through the tube bundle in its longitudinal direction, and with bypass openings, which are arranged in the at least one deflecting plate in its drilled region, characterized by an adjusting device ( 4 . 51 - 56 ) for adjusting the flow resistance in the reversal opening ( 5 ), wherein the adjusting device ( 4 . 51 - 56 ) from a first position in which the flow resistance is a meandering inversion of the flow direction of a predetermined Teilstommenge of the heat carrier ( 8th ), in which at least a second position is movable, in which the flow resistance is increased so far that this amount of partial flow is reduced. Rohrbündelreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (4) dazu eingerichtet ist, in einer Position die Umkehröffnung (5) zu schließen.Tube bundle reactor according to claim 1, characterized in that the adjusting device ( 4 ) is arranged in one position, the reversal opening ( 5 ) close. Rohrbündelreaktor für katalytische Gasphasenreaktionen, mit einem Bündel vertikal angeordneter Reaktionsrohre, einem oberen und einem unteren Rohrboden, die mit den oberen bzw. unteren Enden der Reaktionsrohre dicht verbunden sind und durch die hindurch die Reaktionsrohre in Gaszuführungs- und Gasableitungseinrichtungen münden, einem Reaktormantel, der das Rohrbündel umschliesst und mit den Rohrböden dicht verbunden ist, um mit diesen einen Druckraum auszubilden, in dem die Reaktionsrohre im Betrieb von einem Wärmeträger umspült werden, mindestens zwei Umlenkblechen, die sich quer durch das Rohrbündel erstrecken, in Längsrichtung der Reaktionsrohre übereinander angeordnet sind, dem Wärmeträger eine Querströmung aufzwingen und jeweils eine Umkehröffnung für den Wärmeträger freilassen, sodass der Wärmeträger das Rohrbündel in dessen Längsrichtung mäanderförmig durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass im Druckraum (18) mindestens ein rohrfreier Bereich (14, 15) ausgebildet ist, in einem ersten der Umlenkbleche (26b, 46a) im rohrfreien Bereich (14, 15) außerhalb der Umkehröffnung (5) mindestens eine Dampfablassöffnung (2, 2a, 2b) ausgebildet ist und das zweite Umlenkblech (26a, 46b) im rohrfreien Bereich (14, 15) außerhalb der Umkehröffnung (5) im Wesentlichen geschlossen ist, und dass eine Verstellvorrichtung (3, 3a, 3b) für jede Dampfablassöffnung (2, 2a, 2b) ausgebildet ist, wobei die Verstellvorrichtung (3, 3a, 3b) zwischen einer Schließstellung, in der sie die Dampfablassöffnung (2, 2a, 2b) verschließt, und einer Offenstellung, in der sie die Dampfablassöffnung (2, 2a, 2b) freigibt, bewegbar ist.A shell-and-tube reactor for catalytic gas phase reactions, comprising a bundle of vertically arranged reaction tubes, upper and lower tubesheets tightly connected to the upper and lower ends of the reaction tubes, respectively, through which the reaction tubes terminate in gas supply and gas discharge means, a reactor jacket containing the Tubular bundle encloses and is tightly connected to the tube sheets to form a pressure chamber with them, in which the reaction tubes are immersed in operation by a heat transfer medium, at least two baffles which extend transversely through the tube bundle, are arranged one above the other in the longitudinal direction of the reaction tubes, the Heat transfer forces a transverse flow and each leave a reversal opening for the heat carrier, so that the heat transfer medium flows through the tube bundle in the longitudinal direction, characterized in that in the pressure chamber ( 18 ) at least one pipe-free area ( 14 . 15 ) is formed, in a first of the baffles ( 26b . 46a ) in the tube-free area ( 14 . 15 ) outside the reversal opening ( 5 ) at least one steam discharge opening ( 2 . 2a . 2 B ) is formed and the second baffle ( 26a . 46b ) in the tube-free area ( 14 . 15 ) outside the reversal opening ( 5 ) is substantially closed, and that an adjusting device ( 3 . 3a . 3b ) for each steam outlet ( 2 . 2a . 2 B ) is formed, wherein the adjusting device ( 3 . 3a . 3b ) between a closed position in which the steam outlet ( 2 . 2a . 2 B ) and an open position in which the steam outlet ( 2 . 2a . 2 B ), is movable. Rohrbündelreaktor nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Dampfablassöffnung (2) des ersten Umlenkbleches (46a) nahe der Umkehröffnung (5) des zweiten Umlenkbleches (46b) angeordnet ist, und dass die Verstellvorrichtung (60) dazu eingerichtet ist, in einer Offenstellung die Umkehröffnung (5) zu schließen.Tube bundle reactor according to claim 2 and 3, characterized in that the at least one vapor discharge opening ( 2 ) of the first deflection plate ( 46a ) near the reversal opening ( 5 ) of the second deflection plate ( 46b ) is arranged, and that the adjusting device ( 60 ) is adapted to, in an open position, the reversal opening ( 5 ) close. Rohrbündelreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Dampfablassöffnungen (2, 2a, 2b) in Form einer Reihe oder eines Rings oder auf einer kompakten Fläche angeordnet sind.A tube bundle reactor according to claim 3, characterized in that steam discharge openings ( 2 . 2a . 2 B ) are arranged in the form of a row or a ring or on a compact surface. Rohrbündelreaktor für katalytische Gasphasenreaktionen, mit einem Bündel vertikal angeordneter Reaktionsrohre, einem oberen und einem unteren Rohrboden, die mit den oberen bzw. unteren Enden der Reaktionsrohre dicht verbunden sind und durch die hindurch die Reaktionsrohre in Gaszuführungs- und Gasableitungseinrichtungen münden, einem Reaktormantel, der das Rohrbündel umschliesst und mit den Rohrböden dicht verbunden ist, um mit diesen einen Druckraum auszubilden, in dem die Reaktionsrohre im Betrieb von einem Wärmeträger umspült werden, mindestens einem Umlenkblech, das sich quer durch das Rohrbündel erstreckt und dem Wärmeträger eine Querströmung aufzwingt und eine Umkehröffnung für den Wärmeträger freilässt, sodass der Wärmeträger das Rohrbündel in dessen Längsrichtung mäanderförmig durchströmt, und mit Bypassöffnungen, die in dem mindestens einen Umlenkblech in dessen berohrten Bereich angeordnet sind, gekennzeichnet durch eine Verstellvorrichtung (6, 6a, 6b) zum Verstellen des Strömungswiderstands in zumindest einem Teil der Bypassöffnungen (7, 42).A shell-and-tube reactor for catalytic gas phase reactions, comprising a bundle of vertically arranged reaction tubes, upper and lower tubesheet, which are tightly connected to the upper and lower ends of the reaction tubes and through which the reaction tubes open into gas supply and gas discharge means, a reactor jacket, which encloses the tube bundle and is tightly connected to the tubesheets in order to form a pressure space with them, in which the reaction tubes are surrounded by a heat carrier during operation, at least one baffle extending transversely through the tube bundle and the heat transfer medium is cross-flow forces and leaves open a reversal opening for the heat carrier, so that the heat carrier flows through the tube bundle in its longitudinal direction in a meandering manner, and with bypass openings, which are arranged in the at least one deflecting plate in its drilled region, characterized by an adjusting device ( 6 . 6a . 6b ) for adjusting the flow resistance in at least part of the bypass openings ( 7 . 42 ). Rohrbündelreaktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (6, 6a, 6b) dazu eingerichtet ist, in einer Position die Bypassöffnungen (7, 42) zu verschließen.Tube bundle reactor according to claim 6, characterized in that the adjusting device ( 6 . 6a . 6b ) is adapted to in one position the bypass openings ( 7 . 42 ) to close. Rohrbündelreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Betätigungsvorrichtung (40, 41, 41a, 41b, 58, 61), mit der die Verstellvorrichtung (3, 3a, 3b, 4, 5156, 60) von einer Position in eine andere Position bewegbar ist.Tube bundle reactor according to one of claims 1 to 7, characterized by an actuating device ( 40 . 41 . 41a . 41b . 58 . 61 ), with which the adjusting device ( 3 . 3a . 3b . 4 . 51 - 56 . 60 ) is movable from one position to another position. Rohrbündelreaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (41a, 41b, 61) mit mehreren Verstellvorrichtungen (3a, 3b, 60) verbunden ist und diese gleichzeitig betätigt.Tube bundle reactor according to claim 8, characterized in that the actuating device ( 41a . 41b . 61 ) with several adjusting devices ( 3a . 3b . 60 ) is connected and these operated simultaneously. Rohrbündelreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (41) innerhalb des Druckraums (18) angeordnet ist.Tube bundle reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating device ( 41 ) within the pressure chamber ( 18 ) is arranged. Rohrbündelreaktor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (18) einen verschließbaren Stutzen (48) aufweist, durch den hindurch die Betätigungsvorrichtung (41) von außerhalb des Druckraums (18) betätigbar ist.Tube bundle reactor according to claim 10, characterized in that the pressure chamber ( 18 ) a closable neck ( 48 ), through which the actuating device ( 41 ) from outside the pressure chamber ( 18 ) is operable. Rohrbündelreaktor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (41) und die zugehörigen) Verstellvorrichtung(en) (3) durch den Stutzen (48) hindurch montierbar und demontierbar ist.Tube bundle reactor according to claim 11, characterized in that the actuating device ( 41 ) and the associated) adjusting device (s) ( 3 ) through the neck ( 48 ) Can be mounted and disassembled. Rohrbündelreaktor nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (41a, 41b, 60) mittels eines Antriebselements (62) betreibbar ist, das ein Gehäuse (64) aufweist, das mit dem Druckraum (18) dicht verbunden ist und eine Durchtrittsöffnung (65) aufweist, die mit einer Zugangsöffnung (66) zum Druckraum (18) fluchtet und aus der ein bewegbares Element (63) aus dem Gehäuse (64) vorragt, das mit der Betätigungsvorrichtung (41a, 41b, 60) verbunden ist.Tube bundle reactor according to one of claims 10 to 12, characterized in that the actuating device ( 41a . 41b . 60 ) by means of a drive element ( 62 ) is a housing ( 64 ), which communicates with the pressure chamber ( 18 ) is tightly connected and a passage opening ( 65 ) having an access opening ( 66 ) to the pressure room ( 18 ) and from which a movable element ( 63 ) out of the housing ( 64 ) protruding with the actuating device ( 41a . 41b . 60 ) connected is. Rohrbündelreaktor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmedium des Antriebselements das gleiche Medium ist, das als Wärmeträger (8) eingesetzt wird.Tube bundle reactor according to claim 13, characterized in that the drive medium of the drive element is the same medium which serves as heat carrier ( 8th ) is used. Rohrbündelreaktor nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (62) ein Hubzylinder ist.Tube bundle reactor according to claim 13 or 14, characterized in that the drive element ( 62 ) is a lifting cylinder. Rohrbündelreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kombination der Merkmale von mindestens zweien der Ansprüche 1, 3 und 6.Tube bundle reactor according to one of the preceding claims, characterized by a combination of the features of at least two of claims 1, 3 and 6. Rohrbündelreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Dampftrommel (71), die oberhalb des Druckraums (18) angeordnet ist und über mindestens eine Steigleitung (70) und nur eine Fallleitung (75) mit dem Druckraum (18) in Strömungsverbindung steht, wobei die Fallleitung (75) eine Absperreinrichtung (78) und vor und nach der Absperreinrichtung (78) jeweils mindestens einen verschließbaren Abzweig (76, 77) aufweist.Tube bundle reactor according to one of the preceding claims, characterized by a steam drum ( 71 ), which are above the pressure chamber ( 18 ) is arranged and via at least one riser ( 70 ) and only one down pipe ( 75 ) with the pressure chamber ( 18 ) is in fluid communication with the down pipe ( 75 ) a shut-off device ( 78 ) and before and after the shut-off device ( 78 ) at least one closable branch ( 76 . 77 ) having. Rohrbündelreaktor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fallleitung (75) außerhalb und längs des Druckraums (18) verläuft.Tube bundle reactor according to claim 17, characterized in that the downpipe ( 75 ) outside and along the pressure chamber ( 18 ) runs. Rohrbündelreaktor nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampftrommel (71) auf der Fallleitung (75) gelagert ist.Tube bundle reactor according to claim 17 or 18, characterized in that the steam drum ( 71 ) on the downpipe ( 75 ) is stored. Rohrbündelreaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Temperiervorrichtung (102) zu seinem Temperieren mittels eines Temperiergases (132), wobei die Temperiervorrichtung (102) mit einem Wärmeträgereinlass (77, 138) und einem Wärmeträgerauslass (76, 137) des Druckraums (18, 108) in Strömungsverbindung bringbar ist und das Temperiergas (132) die Temperiervorrichtung (102) und den Druckraum (18, 108) im Kreislauf durchströmt, mit einer Gasversorgung (125), einer Heizeinrichtung (123) für das Temperiergas (132), einer Fördereinrichtung (119) für das Temperiergas (132), wobei die Gasversorgung eine Druckgasversorgung (125) ist. Tube bundle reactor according to one of the preceding claims, characterized by a tempering device ( 102 ) to its tempering by means of a tempering gas ( 132 ), wherein the tempering device ( 102 ) with a heat transfer inlet ( 77 . 138 ) and a heat transfer outlet ( 76 . 137 ) of the pressure chamber ( 18 . 108 ) can be brought into flow connection and the temperature control gas ( 132 ) the tempering device ( 102 ) and the pressure chamber ( 18 . 108 ) flows through the circuit, with a gas supply ( 125 ), a heating device ( 123 ) for the tempering gas ( 132 ), a conveyor ( 119 ) for the tempering gas ( 132 ), wherein the gas supply a compressed gas supply ( 125 ). Rohrbündelreaktor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgasversorgung einen Kompressor (125) aufweist.Tube bundle reactor according to claim 20, characterized in that the pressurized gas supply is a compressor ( 125 ) having. Rohrbündelreaktor nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckgas (132) einen Druck im Bereich von 3 bis 100 bar, bevorzugt im Bereich von 5 bis 50 bar und besonders bevorzugt im Bereich von 10 bis 30 bar aufweist.Tube bundle reactor according to claim 20 or 21, characterized in that the compressed gas ( 132 ) has a pressure in the range of 3 to 100 bar, preferably in the range of 5 to 50 bar and particularly preferably in the range of 10 to 30 bar. Rohrbündelreaktor nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf einem transportierbaren Rahmen (139) montiert ist.Tube bundle reactor according to one of claims 20 to 22, characterized in that it is mounted on a transportable frame ( 139 ) is mounted. Rohrbündelreaktor nach einem der Ansprüche 20 bis 23, gekennzeichnet durch zwei Anschlussleitungen (134, 133) zum Anschluss an den Wärmeträgereinlass (77, 138) bzw. den Wärmeträgerauslass (76, 137) des Druckraums (18, 108), von denen zumindest eine ein elastisches Zwischenstück (141, 142) aufweist.Tube bundle reactor according to one of claims 20 to 23, characterized by two connection lines ( 134 . 133 ) for connection to the heat transfer inlet ( 77 . 138 ) or the heat carrier outlet ( 76 . 137 ) of the pressure chamber ( 18 . 108 ), of which at least one is an elastic intermediate piece ( 141 . 142 ) having. Rohrbündelreaktor nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Zwischenstücke (141, 142) einstellbare Zugentlastungen (143, 144) zur Aufnahme von Innendruckkräften aufweisen.Tube bundle reactor according to claim 24, characterized in that the elastic intermediate pieces ( 141 . 142 ) adjustable strain reliefs ( 143 . 144 ) for receiving internal pressure forces. Rohrbündelreaktor nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperiergas (132) Luft, Stickstoff, Kohlendioxid, Wasserdampf oder ein Gemisch daraus enthält.Tube bundle reactor according to one of claims 20 to 25, characterized in that the temperature control gas ( 132 ) Contains air, nitrogen, carbon dioxide, water vapor or a mixture thereof. Rohrbündelreaktor nach einem der Ansprüche 20 bis 26, gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung zur Kühlung des Temperiergases (132), die dazu eingerichtet ist, Wasser direkt in den Temperiergas-Kreislauf einzuspritzen.Tube bundle reactor according to one of claims 20 to 26, characterized by a cooling device for cooling the tempering gas ( 132 ), which is designed to inject water directly into the temperature control circuit. Rohrbündelreaktor nach einem der Ansprüche 20 bis 27, gekennzeichnet durch Regeleinrichtungen (124, 127) zum Regeln der Temperatur und des Drucks des Temperiergases (132).Tube bundle reactor according to one of claims 20 to 27, characterized by regulating devices ( 124 . 127 ) for controlling the temperature and the pressure of the tempering gas ( 132 ). Verfahren zum Temperieren eines Rohrbündelreaktors (1, 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mittels eines Temperiergases (132), wobei der Druckraum (18, 108) Teil eines Wärmeträgerkreislaufes ist, in dem das Temperiergas (132) geführt wird, mit den folgenden Schritten: a) Bereitstellen einer Temperiervorrichtung (102) nach einem der Ansprüche 20 bis 28; b) Schalten der Temperiervorrichtung (102) in den Wärmeträgerkreislauf; c) Befüllen des Wärmeträgerkreislaufes mit dem Temperiergas (132) mit einem vorgegebenen Druck; und d) Umwälzen des Temperiergases (132).Method for tempering a tube bundle reactor ( 1 . 100 ) according to one of the preceding claims, by means of a tempering gas ( 132 ), wherein the pressure chamber ( 18 . 108 ) Is part of a heat carrier circuit, in which the temperature control gas ( 132 ), comprising the following steps: a) providing a temperature control device ( 102 ) according to any one of claims 20 to 28; b) switching the temperature control device ( 102 ) in the heat transfer circuit; c) filling the heat transfer medium circuit with the tempering gas ( 132 ) with a predetermined pressure; and d) circulating the tempering gas ( 132 ). Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass zum Konditionieren einer Katalysatorschüttung in einem Rohrbündelreaktor (1, 100), dessen Wärmeträgerkreislauf in der Produktionsphase von einem flüssigen oder teilverdampfenden Wärmeträger (8, 109) durchströmt wird, während Schritt d) folgende Schritte durchgeführt werden: e) Erhöhen der Temperatur und gegebenenfalls des Drucks des Temperiergases (132) auf die Starttemperatur des Konditioniervorganges; und f) Leiten des Konditioniergases (131) durch die Katalysatorschüttung.A method according to claim 29, characterized in that for conditioning a catalyst bed in a tube bundle reactor ( 1 . 100 ), whose heat transfer circuit in the production phase of a liquid or teilverdampfenden heat transfer ( 8th . 109 ) is passed through, while step d) the following steps are carried out: e) increasing the temperature and optionally the pressure of the tempering gas ( 132 ) to the starting temperature of the conditioning process; and f) passing the conditioning gas ( 131 ) through the catalyst bed. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, jeweils in Verbindung mit einer Temperiervorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt a) das Transportieren der Temperiervorrichtung (102) zum Rohrbündelreaktor (1, 100) umfasst und nach Beendigung des Temperiervorgangs die Temperiervorrichtung (102) abtransportiert wird.A method according to claim 29 or 30, in each case in conjunction with a temperature control device according to claim 23, characterized in that the step a) transporting the temperature control device ( 102 ) to the tube bundle reactor ( 1 . 100 ) and after completion of the tempering process, the temperature control device ( 102 ) is transported away.
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