JPH01200195A - アンモニアコンバータから出るリサイクルガスと水の間で熱交換を行う装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、リサイクルガスが供給される熱交換器管を備
えこの管が少なくとも一つの管板に対する気密連結部を
有し、この管板が耐圧通路を熱交換室から分離し、かつ
水の流れまたは水／蒸気混合物の流れのための冷却孔を
付加的に備えている、アンモニアコンバータから出るリ
サイクルガスと水の間で熱交換を行うための装置に関す
る。

〔従来の技術〕

このような装置は例えば本出願人のヨーロッパ特許出願
筒０１３０３６１号によって知られている。これに記載
された管板はほぼ水平に配置され、少なくとも部分的に
冷却孔を備えている。

この冷却孔は高温側に向かって閉鎖され、付加的な内管
を備えている。従って、熱交換器水は自然流によって管
に吸い込まれ、水は冷却孔内で蒸発し、水／蒸気混合物
は熱交換器に還流する。

少なくとも一方の側が高温であるこの種類の冷却厚肉壁
構造要素は特別な利点があるが、次の事実から少なくと
も一つの欠点がある。すなわち、安全リサイクル量でも
って冷却水が冷却孔から入り、蒸発し、水／蒸気混合物
の形で出るように、自然流がほぼ水平に配置される構造
要素を必要とするという事実から少なくとも一つの欠点
がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、管板を水平以外に配置しても冷却を確
実に維持することを可能にする、すなわち冷却が管板の
設置位置に影響を受けないで行われる解決手段を提供す
ることである。

〔発明の概要〕

上記装置については、この問題点は、本発明に従い、冷
却孔が、熱交換器側から見て、管板を完全には貫通して
おらず、冷却孔のベース領域が供給孔を介して冷却水供
給管路に接続され、水が冷却孔を経て熱交換室に供給さ
れることによって解決される。

本発明は、従来技術による冷却孔を用いるが、冷却水の
自然流は断念する。更に、冷却水を冷却孔のベース領域
に供給するために、供給孔が設けられる。自然流は勿論
、この目的のために適用してもよいが、搬送手段を使用
することが好都合である。

このような熱交換器の一連のいろいろな構造は原則的に
は、例えば西独国特許出願公開第２００７５２８号また
は第３０２２４８０号に示されているように、公知であ
る。この場合も、高温管板の除去は特別な合成ガス路に
よって行われる。

本発明において設けられる冷却孔は、どんな場合でも、
管板の少なくとも高温領域に不均一に配置しなければな
らない。設計；こよっては、成る場合には、特に高温領
域だけを冷却するだけで充分である。従って、本発明の
実施態様では、管板が、供給孔を介して冷却水供給管路
に接続された冷却孔を備えているが、この冷却孔を部分
的に備えている。

冷却水供給路を給水供給管路からの分岐部として形成す
ることも有利である。すなわち、熱交換器に充填される
給水の一部は冷却孔を経て直接導入される。

給水供給管路と冷却水供給管路との直接的な接続の代わ
りに、冷却水供給管路を蒸気発生器の水循環部に接続し
てもよい。この蒸気発生器は勿論、前述の手段のために
排除されない。

本発明の特別な実施態様では、通路が、異なるアンモニ
ア（ＮＨ：ｌ）コンバータ出口ガスのための少なくとも
二つのリサイクルガス入口ベルと、冷却されたリサイク
ルガスのための関連する補集室とを備えた分割型である
。この手段は非常にコンパクトな構造となる。異なる温
度段階でのリサイクルガスの段階的な冷却は、共通のケ
ーシング内で行うことができる。

本発明の他の実施態様に従い、外側から冷却されるベル
のための供給管路の少なくとも一つは、関連する出口ノ
ズル内に設けられ、かつ環状空間を通って、冷却された
リサイクルガスを流すように形成されている。これは、
特に装置の入口ノズルを冷却するために、構造的な要素
の除去に寄与する。

上述のように、全く異なる熱交換器構造が存在する。熱
交換器は垂直、水平または傾斜状態で配置することがで
きる。熱交換器は一つの管板だけを備えていてもよく、
再循環ガス搬送管は長いＵ字管コイルとして形成しても
よい。すなわち、これらの管は管板から出発し、管板の
他の部分で終わる。しかし本発明はこの構造に限定され
ない。装置は更に、二つの管板と二つの通路を備えてい
てもよい。このような場合、本発明では、第２の通路も
、異なる二つのアンモニアコンバータ出口ガスのために
、二つの偏向室に分割され、そして少なくとも一つの管
板が冷却孔を備えている。本発明の他の実施態様では、
冷却孔が両管機内で少なくとも部分的に協働する。

〔実施例〕

以下、添付した図を参照して、本発明の詳細な説明する
。

すべての図において、機能が同一または類似の部品には
同じ参照番号が用いられている。変形の場合には、添字
が付けられている。

図に示しである熱交換装置は耐圧ケーシング２を備えこ
のケーシングは二つのチャンバ、すなわち熱交換室３と
通路５を有する。この熱交換室３と通路５は管板６によ
って分離されている。通路５は隔壁によって二つの通路
部分５ａ、５ｂに分割されている。

図に示した実施例の特別な特徴は、二つの熱交換器がケ
ーシング２内に収容されていることにある。この特徴は
隔壁４によって通路５を分割することを必要とする。し
かしながら、本発明はこのような実施例に限定されない
。本質的な特徴は、以下詳細に述べる管板の構造にある
。

先ず、装置１の基本構造について説明する。

通路部分５ａ、５ｂは概略的に示したノズル７ａ、７ｂ
を備えている。このノズルは内側の入口管８ａ、８ｂを
備えこの入口管がノズル７ａ、７ｂの中央に配置されて
いるので、環状空間９ａ、９ｂが形成されている。入口
管ノズル８ａ、８ｂは高温ガス室または高温ガスベル１
０ａ、１０ｂに通じており、この高温ガス室は管板６を
部分的に充填する。熱交換管１１ａ。

１１ｂは第１図の実施例ではＵ字形である。すなわち、
熱交換管は熱交換室３内で、管板がら出発し、その上端
部において弓形を描き、そして管板６に戻るように配置
される。冷却されたガスは通路部分５ａ、５ｂに還流し
、環状空間９ａ、９ｂから排出される。これにより、管
ノズル７ａ、７ｂを通路５の壁と同じ低温に保持するこ
とができる。

通路とガス路の構造は勿論、多数の変更が可能である。

成る変形　−本発明はこの変形に限定されない　−につ
いて次に詳しく説明する。次の実施例の構造の本質的な
特徴は同じである。

本発明にとって、管板６の構造が特に重要である。図か
ら判るように、管板は一連の冷却孔１２を備えている。

この孔は熱交換室３の側壁の方へ向かって開口している
。この孔は管板６を完全には貫通しておらず、そのベー
ス領域において供給孔１３を介して互いに接続している
。

供給孔１３は外側で、水供給管路１４に接続されている
。水供給管路は一例では、半円冷却リング１５のように
、装置１を取り囲んでいる。

蒸気または水／蒸気混合物を生成するための熱交換流体
例えば水は、熱交換室３の供給ノズル１６を経て供給さ
れ、加熱されたまたは蒸発した流体または両者の混合物
はノズル１７を経て熱交換室３から出る。

管板６を冷却する流体がノズル１６を経て熱交換室３に
入る熱交換流体と同じであることが本発明にとって重要
である。というのは、この流体が所望されるように直接
混合するからである。水供給管路１４から入る水は、冷
却孔１２を経て熱交換室３に直接供給される。

第２図による実施例は第１図の装置と実質的に同じ構造
である。違いは、二つの通路５ａ。

５ｂと二つの偏向室１９ａ、１９ｂを備えた二つの管板
６．１８が設けられていることにある。

第３図は二つの管板６，１８を備えた他の実施例を示し
ている。しかし、冷却される流体は偏向なしに熱交換室
３を経て導かれる。この場合、通路ノズル７ａ、７ｂは
管ノズル２０ａ。

２０ｂを経て入る冷却剤によって別々に冷却される。冷
却剤は勿論、管ノズル２２ａ、２２ｂを経て室２１ａ、
２１ｂから出るプロセスガスまたは他の流体でもよい。

第２図と第３図の実施例では二つの管板６゜１８が一つ
だけすなわち、管板６が冷却されるのに対し、第４図は
少なくとも部分的に冷却される二つの管板を備えた他の
実施例を示している。従って、両管板には参照番号６ａ
を付けである。この場合、二つの熱交換器は共通のケー
シング内で向流式に充填される。各通路５ａ。

５ｂは固有の偏向室１９ａ、１９ｂを備えている。特殊
な管板冷却により、二つの水供給管路１４ａ、１４ｂが
設けられている。

第５図は水平に配置された熱交換器の他の実施例を示し
ている。勿論、前記の他の実施例も水平配置に適してい
る。この配置は本発明にとって重要ではない。

第５図による構造では、通路室と偏向室は分割型ではな
い。向流で熱交換室３を充填する二つのガス流は、二つ
の高温ガス入口ノズル８ｃ。

８ｄを経て入り、そして管板６ｂの熱交換器管に到達す
る前に、室１０ｃ、ｌｏｄを通過する。

管板６ｂは少なくとも部分的に水で冷却される。

流体が例えば、管ノズル８Ｃを経て室１０ｃに供給され
る高温リサイクルガスであるときには、管ノズル８ｄ周
りの環状空間２４を通る流れを確保するために、もし要
求されれば、熱交換器全体を通って延びかつ制御装置を
備えたバイパス管路２３を付加的に設けることができる
。

この環状空間２４はその外側が、周囲の環状空間２５を
移動する冷却されたプロセス流体によって冷却される。

第６図は、第１図のほぼＶｌ−Ｖｌ線に沿った通路５の
横断面図である。。管板６の孔の適切な配置は第８図に
示しである。供給孔１３は中央に配置された冷却孔１２
に到達するよう比較的に長くしなければならない。

他の実施例は第７図と第９図に示しである。

の場合、室１０ａ、１０ｂは周囲が管板に比較的に密接
するよう配置されている。それによって短い供給孔１３
ａ（第９図）を設けるだけでよい。これは製造を容易に
し、コストを節約する。

本発明の前述の実施例は勿論、本発明の基本的思想から
逸脱することなく、多数の変形が可能である。既に述べ
たように、本発明は必ずしも水による冷却に限定されな
い。他の流体を使用してもよい。冷却孔等に関する変形
を行うこともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は装置の原理を示す断面図であり、第
１図は冷却される管板を備えた熱交換のための装置を示
す図、第２図は二つの管板を備え、その少なくとも一つ
が冷却される他の実施例を示す図、第３図は第２図によ
る構造の他の実施例を示す図、第４図は反対向きの管、
通路および偏向室を備え、二つの管板の各々が少なくと
も部分的に冷却される熱交換器を示す図、第５図は少な
くとも部分的に冷却される二つの管板を備えた熱交換器
の他の実施例を示す図、第６図は成る実施例の通路の横
断面図、第７図は他の実施例の通路を示す横断面図、第
８図は第６図の実施例のための管板における孔と冷却孔
の配置を示す図、第９図は第７図の実施例のための管板
の孔を示す図である。 ３・・・熱交換室 ６・・・管板 ９・・・環状空間 １０ａ、１０ｂ・・リサイクルガス入口ベル１１ａ、Ｉ
ｌｂ・・・熱交換器管 １２・・・冷却孔 １３・・・供給孔 １４・・・冷却水供給管路 代理人　弁理士　江　崎　光　好 代理人　弁理士　江　崎　先　史 （さ 手続補正書坊式） 昭和Ｘ３年　７月　２７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、リサイクルガスが供給される熱交換器管を備え、こ
   の管が少なくとも一つの管板に対する気密連結部を有し
   、この管板が耐圧通路を熱交換室から分離し、かつ水の
   流れまたは水／蒸気混合物の流れのための冷却孔を付加
   的に備えている、アンモニアコンバータから出るリサイ
   クルガスと水の間で熱交換を行うための装置において、
   冷却孔（１２）が、熱交換器側から見て、管板（６）を
   完全には貫通しておらず、冷却孔のベース領域が供給孔
   （１３）を介して冷却水供給管路（１４）に接続され、
   水が冷却孔（１２）を経て熱交換室（３）に供給される
   ことを特徴とする装置。 ２、管板（６）が部分的に冷却孔（１２）を備えこの冷
   却孔が供給孔（１３）を介して冷却水供給管路に接続さ
   れていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載
   の装置。 ３、冷却水供給管路（１４）が給水供給管路（１６）か
   らの分岐部として形成されていることを特徴とする、特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の装置。 ４、冷却水供給管路（１４）が蒸気発生器の水循環部に
   接続されていることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項から第３項までのいずれか一つに記載の装置。 ５、通路（５）が、異なるアンモニアコンバータ出口ガ
   スのための少なくとも二つのリサイクルガス入口ベル（
   １０ａ、１０ｂ）と、冷却されたリサイクルガスのため
   の関連する補集室とを備えた分割型であることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか
   一つに記載の装置。 ６、外側から冷却されるベル（１０）のための供給管路
   （８）の少なくとも一つが、関連する出口ノズル（７）
   内に設けられ、かつ環状空間（９）を通って、冷却され
   たリサイクルガスを流すように形成されていることを特
   徴とする、特許請求の範囲第５項記載の装置。