DE1197846B - Verfahren und Vorrichtung zum Entgasen von Fluessigkeiten oder Schmelzen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Entgasen von Flüssigkeiten oder Schmelzen Es sind verschiedene Anlagen zum Entgasen von Flüssigkeiten bekannt. Bei einer für die Entgasung von Rohöl bestimmten Anlage wird das Öl auf übereinander angeordneten geneigten Flächen in dünnen Filmen ausgebreitet, wobei es von der tiefsten Stelle des höheren Bodens auf die höchste Stelle des jeweils tieferen Bodens gelangt. Dadurch wird auf kleinem Raum eine große Oberfläche gebildet, so daß das in dem Rohöl enthaltene Gas austreten kann. Seitlich unterhalb des jeweils höheren Bodens kann das austretende Gas in einen Sammelbehälter entweichen.
• Bei einer anderen Anlage ist es bekannt, durch Beeinflussung der Temperatur einer viskosen Spinnlösung aus dieser in einer senkrechten Röhre die Luft austreten zu lassen und die Flüssigkeit durch diese Röhre mit einer geringen Geschwindigkeit strömen zu lassen, so daß sie am oberen Ende der Röhre über eine Kante überläuft, wenn die in ihr enthaltene Luft sich in dieser Röhre Iangsam von unten nach oben steigend gesammelt hat und ausgetreten ist.
• Über eine schräge Trennwand fließt die Viskose in einen nach unten offenen Sammelbehälter, aus dem die Flüssigkeit abfließt, während die Luft nach oben aus dem über der Röhre und dem Sammelbehälter befindlichen gemeinsamen Raum austritt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist eine für viele Zwecke oft erwünschte vollkommene oder nahezu vollkommene Entgasung oder Entlüftung des Öles oder der Viskose nur bei großen Apparaturen oder geringen Durchflußgeschwindigkeiten möglich.
• In der Reaktortechnik benützt man zur Anzeige eines deffekten Brennelementes die Gase, die bei der Kernspaltung entstehen (Xenon und Krypton) und im Falle eines Hüllenschadens in das Kühlmittel eindringen. Eine einfache Untersuchung des Kühlmittels auf Radioaktivität genügt deshalb nicht zur frühzeitigen Feststellung eines schadhaften Brennelementes, weil das Kühlmittel und die darin befindlichen Korrosionsprodukte im Reaktor selbst radioaktiv werden und man zwischen der Eigenaktivität des Kühlmittels und der anfangs kleinen Aktivität, welche auf ein defektes Brennelement zurückgeht, nicht unterscheiden kann.
• Trennt man jedoch die entstandenen Gase von der übrigen Aktivität durch Entgasen der Flüssigkeit ab und führt sie einem integrierenden Detektionsmechanismus zu, so kann man defekt gewordene Brennelemente frühzeitig erkennen und rechtzeitig aus dem Reaktor entfernen. In einem flüssigkeitsgeküilten Reaktor müssen unter Umständen viele Hunderte von Brennelementen überwacht und hierzu ein Teil des Kühlstromes jedes einzelnen Brennelementes entgast werden. Das Entgasungsverfahren sollte daher möglichst einfach und wenig aufwendig sein.
• Die Entgasung von Flüssigkeiten oder Schmelzen, insbesondere Reaktorkühimitteln, durch Ausbreiten als dünner Film auf einer AIächigen Gefällestrecke und Ableiten. entgegengesetzt zu dem gebildeten Gas kann möglichst vollständig durchgeführt und bei Anwendung in der Reaktortechmk eine optimale Empfindlichkeit des Nachweisverfahrens erhalten werden, wenn erfindungsgemäß der Film mit einem in der Flüssigkeit bzw. Schmelze wenig löslichen Gas angeblasen wird. Dadurch entstehen folgende fur die Entgasung besonders vorteilhafte Vorgänge: flil Bereich des Au£treffpunktes jedes Gasstrahles auf-dem Flüssigkeitsfllm entsteht ein Zentrum-intensiver Misch-Verwirbelung, wobei wegen des -Fließens des - Flüssigkeitsfiimes ein Durchkämm-Effekt-der der Flüssigkeit erreicht wird.
• Eine Vorrichtung zur Durchführung des soeben beschriebenen Verfahrens besitzt Düsen, die über die Breite und Länge der Gefällestrecke derart verteilt sind, daß deren Abstand von der Gefällestrecke sich vom Flüssigkeitseintritt zum Flüssigkeitsaustritt hin vergrößert. Die Düsen können in Längs- und Querreihen angeordnet sein, die in der Längs- und in der Querrichtung auf Lücke gegeneinander versetzt sind.
• Auch können die Abstände der Düsenreihen voneinander vom Flüssigkeitseintritt zum Flüssigkeitsaustritt hin zunehmen. Durch diese Merkmale ergeben sich besonders wirksame Entgasungsvorrichtungen.
• Die Anwendungsmöglichkeiten des neuen Verfahrens sind nicht auf die Reaktortechnik beschränkt.
• Allerdings liegen dort Verhältnisse vor, welche die Entgasung von Flüssigkeiten und Schmelzen besonders begünstigen.
• Unabhängig von einem etwaigen Hüllenschaden entstehen im Core des Reaktors durch radiolytische Zersetzung des Wassers Wasserstoff und Sauerstoff, d. h. Knallgas. Zur Vermeidung von Explosionen muß auch das durch Strahleneinwirkung entstandene Knallgas dem Wasser entzogen und in einem Rekombinator zu Wasser verbrannt werden. Auch hier bietet sich eine Anwendungsmöglichkeit des Verfahrens bzw. der Vorrichtung.
• Besteht das Kühlmittel, wie beim Salzschmelzreaktor, aus Salzen, wie Lithium- oder Berylliumfluorid, so können die Schmelzen bei Bedarf gleichfalls mit Hilfe des Verfahrens unter Verwendung von Helium oder einem anderen Gas entgast werden.
• Die Einzelheiten und besonderen Merkmale einer zur Durchführung des Verfahrens dienenden Vorrichtung werden an Hand eines Ausführungsbeispieles und der Zeichnung beschrieben.
• F i g. 1 zeigt eine Entgasungsvorrichtung im Längsschnitt und F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1.
• Ein beispielsweise aus Kunststoff bestehender Kasten 5 mit schräg verlaufendem Boden 6 besitzt einen Deckel7. Der Deckel7 ist mit einer Anzahl von Düsenbohrungen8 versehen, die in Längs- und Querreihen und auf Lücke zueinander versetzt angeordnet sind. Der Abstand der Querreihen nimmt in Richtung des Gefälles des Bodens 6 zu. Der Deckel 7 hat ferner eine Bohrung9 für die Flüssigkeitszuleitung 10 und eine Bohrung 11 für die Gasrückleitungl2. Über dem Deckel7 befindet sich ein Tunneu 13 für den Zutritt des Heliums oder sonstigen zum Entgasen der Flüssigkeit dienenden Gases. Die Flüssigkeitszuleitung 10 reicht bis auf den Boden 6 des Kastens 5 in Verbindung. An der tiefsten Stelle des Kasteninneren ist eine Bohrung 16 zum Ableiten der entgasten Flüssigkeit angebracht, an welche der eine Schenkel eines U-Rohres 17 angeschlossen ist.
• Die zu entgasende Flüssigkeit wird der Leitung 10 unter mäßigem Druck zugeführt und tritt in dünnen Strahlen durch die Bohrungen 14, 15 in den Kasten 5 ein. Auf dem geneigten Boden 6 breitet sie sich als Flüssigkeitsfilm aus, der sich dem GefälIe entsprechend verhältnismäßig langsam in Richtung der tiefsten Stelle des Kastens 5 bewegt. In den Tunnel 13 wird Helium gedrückt. Das Gas strömt durch die Düsenbohrungen 8 ins Innere des Kastens 5 und bläst dabei den Flüssigkeitsfilm an vielen Stellen gleichzeitig an. Der Flüssigkeitsfilm wird aufgerissen, wobei die Flüssigkeit sehr intensiv und immer wieder mit dem. Helium in Berührung kommt. Das in der Flüssigkeit vorhandene Gas tritt infolge der Differenz seines Partialdruckes in der Flüssigkeit gegenüber dem außerhalb der Flüssigkeit herrschenden Gasdruck aus der Flüssigkeit aus und vermischt sich mit dem Helium. Die entgaste Flüssigkeit sammelt sich an der tiefsten Stelle des Kastens 5 und fließt durch die Bohrung 16 und das U-Rohrl7 ab. Das U-Rohrl7 ist so lang, daß es infolge der Differenz der Flüssigkeitsspiegel in den beiden Schenkeln als Sperre für das im Kasten befindliche Gasgemisch wirkt. Das der Flüssigkeit entzogene Gas wird zusammen mit dem Helium durch die Leitung 12 abgeleitet.
• Handelt es sich um die Entgasung von Salzschmelzen, so wird für eine genügende Aufheizung der Leitungen und des Kastens 5 gesorgt, die dann natürlich aus feuerfestem Werkstoff bestehen.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Entgasen von Flüssigkeiten oder Schmelzen, insbesondere von Reaktorkühlmitteln, durch Ausbreiten als dünner Film auf einer flächigen Gefällestrecke und Ableiten entgegengesetzt zu dem gebildeten Gas, d a d u r oh gekennzeiclinet, daß der Film mit einem in der Flüssigkeit bzw. Schmelze wenig löslichen Gas angeblasen wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Düsen (8) über die Breite und Länge der Gefällestrecke derart verteilt sind, daß deren Abstand von der Gefällestrecke sich vom Flüssigkeitseintritt zummüssigkeitsaustntthin vergrößert.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen in Längs- und Querreihen angeordnet sind, die in der Längs- und der Querrichtung auf Lücke gegeneinander versetzt sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der Düsenreihen voneinander von Flüssigkeitseintritt zum Flüssigkeitsaustritt hin zunehmen.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1089 113; USA.-Patentschrift Nr. 2 870 860.