(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二重配管熱交換器としてのプライマリ急冷装置（１０）と、少なくとも１つの管束を有するセカンダリ急冷装置（２０）としての管束熱交換器とを有する急冷システムであって、前記管束が、ジャケット（３２）で包囲されて形成されており、かつ互いに間隔をもって配設された２つの管板（２８）の間に形成されているジャケット空間（３６）内にあり、前記管板間に前記管束の複数の集束配管（２９）がそれぞれ両側で前記管板において保持されており、前記管板が、前記集束配管（２９）を備えた気体入口（２１）又は気体出口（２３）の側においてダイヤフラム又は薄い管板として形成されている前記急冷システムにおいて、
前記薄い管板（２８）が、互いに接続され冷却媒体が貫流する平行な複数の冷却通路（２７）を備えていること、前記冷却通路（２７）が、トンネルの配列で形成されているとともに、配管プレートとしての前記薄い管板（２８）上に配設されていること、トンネルの配列での前記冷却通路（２７）が四角形状のトンネル幾何形状を備えていること、トンネル幾何形状における前記冷却通路（２７）が、（ｉ）気体側が水／蒸気側から分離されているとともに包囲された前記管束の前記ジャケット（３２）に結合されたリングフランジ（３５）に結合された前記管板（２８）と、（ｉｉ）前記管板（２８）に結合されつつ個々の水の流れ／蒸気の流れを互いに分離する、前記管板（２８）上に配設された平行な複数のウェブ（３３）と、（ｉｉｉ）前記ウェブ（３３）に結合されつつ前記冷却通路（２７）のトンネルの配列における流れを制限し、前記包囲された管束の前記ジャケット（３２）によって包囲された前記ジャケット空間（３６）内への流れの流出をあらかじめ規定された割合まで遮断する、前記集束配管（２９）のための複数の開口部（１８）を有するカバープレート（３４）とで形成されていること、トンネルの配列で形成された前記冷却通路（２７）が、前記冷却通路（２７）の入口開口部（３０）から出口開口部（３１）への直進的な流れを実現すること、及びトンネルの配列での少なくとも２つの冷却通路（２７）が、前記出口開口部の垂直な線と前記カバープレート（３４）の間のあらかじめ規定された角度αだけ、前記入口開口部（３０）から前記出口開口部（３１）へのトンネル高さの連続的な低減による前記冷却通路又はトンネルの断面の変化を備えていることを特徴とする急冷システム。
【請求項２】
あらかじめ規定された前記角度αが、冷却されるべき前記管板（２８）のあらかじめ規定された範囲にわたる冷却媒体の流れの速度のあらかじめ規定された上昇に依存するとともに、９０°以上〜１１０°の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の急冷システム。
【請求項３】
前記冷却通路（２７）が、前記カバープレート（３４）において水平方向において互いに間隔を有する複数の開口部（１８）を備えていること、該開口部（１８）が、それぞれ突き出た前記集束配管（２９）のためのそれぞれ複数のリング隙間（１９）を形成しつつ設計されていること、及びそれぞれの前記リング隙間（１９）が、前記集束配管（２９）と前記開口部（１８）の間の範囲の集中的な冷却の目的で冷却媒体の貫流を実現することを特徴とする請求項１記載の急冷システム。
【請求項４】
トンネルの配列での前記冷却通路（２７）が、前記リングフランジ（３５）における複数の孔（４２）を介して検査用ノズル又は洗浄用ノズル（３７）と連通し、該検査用ノズル又は洗浄用ノズルが、前記ジャケット（３２）に結合された前記リングフランジ（３５）の外側の表面側においてそれぞれ対向して、及び前記冷却通路（２７）と整列して設けられていることを特徴とする請求項１記載の急冷システム。
【請求項５】
前記冷却通路（２７）に割り当てられ、かつ、それぞれ対向し、前記冷却通路と整列して前記リングフランジ（３５）に設けられた検査用ノズル又は洗浄用ノズル（３７）が複数のキャップ（３８）を備えていること、及びそれぞれ対向する検査用ノズル又は洗浄用ノズル（３７）の複数の前記キャップ又はいくつかの前記キャップ（３８）が水側のメンテナンス又は前記集束配管（２９）の検査のための開口部としてトンネルの配列での前記冷却通路（２７）の範囲に取外し可能に設けられていることを特徴とする請求項４記載の急冷システム。
【請求項６】
それぞれ対向及び整列して配設された前記検査用ノズル又は洗浄用ノズル（３７）の複数の前記キャップ又はいくつかの前記キャップ（３８）が存在する沈殿物の洗浄のための開口部としてトンネルの配列での前記冷却通路（２７）の範囲に取外し可能に設けられていることを特徴とする請求項５記載の急冷システム。
【請求項７】
前記冷却通路（２７）に割り当てられ、かつ、それぞれ対向し、整列して前記リングフランジ（３５）に設けられた前記検査用ノズル又は洗浄用ノズル（３７）が、前記リングフランジ（３５）における複数の前記孔（４２）と、前記リングフランジ（３５）における前記孔（４２）の延長部として溶接された排出配管（４１）とを介して、トンネルの配列での前記冷却通路（２７）の高さの一方側に設けられたブローダウン捕集器（３９）に連通していることを特徴とする請求項４記載の急冷システム。
【請求項８】
前記冷却通路（２７）に割り当てられた前記検査用ノズル又は洗浄用ノズル（３７）が、前記排出管路（４１）に対向する、前記ブローダウン捕集器（３９）の外側に配設されていることを特徴とする請求項７記載の急冷システム。
【請求項９】
前記検査用ノズル又は洗浄用ノズル（３７）が、前記ブローダウン捕集器（３９）の配置と対向する側の前記リングフランジにおける前記孔（４２）の延長部として直接前記リングフランジ（３５）に設けられていることを特徴とする請求項７記載の急冷システム。
【請求項１０】
キャップ（３８）が取り外された場合に、前記検査用ノズル又は洗浄用ノズル（３７）を介して前記管板（２８）に配設された前記各冷却通路（２７）への貫通したアクセスが達成可能であること、前記各冷却通路（２７）が、媒体としての水を両側から又は一方側から前記検査用ノズル又は洗浄用ノズル（３７）へ高圧下で導入することよって洗浄可能に配設されていること、及び前記各冷却通路（２７）が、ブローダウン水の排出のために、排出側で、割り当てられた前記排出配管（４１）を介して、設けられている前記ブローダウン捕集器（３９）に接続されていることを特徴とする請求項７記載の急冷システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文の特徴を有する急冷システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エチレンの製造のためのいくつかの設備では、複数の分解ガス炉又は分解炉が二段式の冷却システムにおいて用いられる。このとき、通常、垂直に配設された二重配管熱交換器がプライマリ急冷装置として設けられ、従来は垂直又は水平に配置された管束熱交換器がセカンダリ急冷装置として設けられる。
【０００３】
このような管束熱交換器は、発生する熱を排出する冷却媒体としての高圧蒸気を同時に生成しつつ分解ガス炉又は化学設備反応器からの反応ガスの迅速な冷却のためのプロセスガス廃熱ボイラとしての機能を果たすものである。
【０００４】
互いに間隔をもって配設された２つの管板間に形成された内側空間を形成しつつ少なくとも１つの管束をジャケットによって包囲した管束熱交換器が特許文献１から知られており、管板では、それぞれ管束の配管が両側で保持されている。このとき、管板は、気体入口側において、配管を同心状に包囲する開放された複数の溝と、互いに接続され、冷却媒体が貫流する平行な冷却通路とを備えている。
【０００５】
さらに、特許文献２から、圧力下にあるジャケットと、このジャケットの内部空間を冷却すべき流体の流入のための入口分配部材から分離する下方の配管プレートとを有する管束熱交換器が知られている。下側の配管プレートは流体のための通路を備えており、配管プレートの内表面近傍にはジャケットの外部に接続するための複数の洗浄通路が側方で配設されているとともに、管束の脚部において配管プレートを洗浄するために、装置を、ジャケットを通して導入することができる。洗浄すべき範囲を目視で検査するために、検査通路をプレート表面に有することが可能である。
【０００６】
このような急冷システムの典型的な配置は、図１から図３に概略的に図示されている。図示においては、プライマリ急冷装置が二重配管熱交換器として常に垂直な位置に構成されている一方、セカンダリ急冷装置として機能する管束熱交換器は、ある時は図１に従い水平な位置に配置されており、また別の時は図２及び図３に従い気体入口及び気体出口のための２つの異なる配置において垂直な位置に配設されている。
【０００７】
高く配設された共通の蒸気ドラムに役立つ異なる２つのプライマリ急冷装置及びセカンダリ急冷装置の配置は、分解ガス炉の燃焼室に関連する好ましい実施形態である。多くの場合には、急冷装置は分解ガス炉の放射部分の上方に配設される。
【０００８】
図２による気体入口又は図３による気体出口における管板が水システムにおける最深点である、垂直に配置されたセカンダリ急冷装置においては、管板に関する有害な影響を防止するために、管板上方の水流の大きな速度が非常に決定的である。このような影響は、腐食によって生じる例えば沈殿物及び管板上での固体粒子の沈殿による過熱によって生じる。
【０００９】
小さな固体粒子は、特に例えばエチレン製造のためのような設備の起動中に、非常にしばしば急冷装置の水回路の水へ混入する。加えて、管板、配管及びジャケットの水側の金属表面は、磁鉄鉱又はＦｅ３Ｏ４の層を生じさせる。磁鉄鉱から成る層は、管板の鋼を保護するとともに、動作温度において金属表面から定常的にゆっくりと更新され、磁鉄鉱から成る粒子の小さな量が水へ遊離される。
【００１０】
水流の大きな速度のほかに、水流を、管板の上方で管板のセンシティブな範囲、例えば最大の熱流を有する管板中央部から離れて、有効なブローオーバー又はブローダウンが応用され得る箇所へ導くことも同様に重要である。
【００１１】
セカンダリ急冷装置の管板のデザインは、いわゆるダイヤフラムデザインとして形成されているとともに、約２５ｍｍの厚さを有する薄いプレートで構成されている。急冷装置の集束配管は、薄いプレートに溶接される。
【００１２】
水流を気体入口又は気体出口の管板の上方で案内するために、装置がプレート上に設けられていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】欧州特許第０４１７４２８号明細書
【特許文献２】国際公開第０１／４８４３４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、セカンダリ急冷装置の配置に応じて気体入口側又は気体出口側の管板の上方で、沈殿が防止されるように媒体の流れが案内される、媒体流配置を有する急冷システムを創造することにある。他の課題は、管板が検査されこの検査に依存して容易に洗浄されることを可能にする、気体入口又は気体出口の側における管板上の媒体流配置へのアクセス部を設けることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
基礎的な課題は、二重配管熱交換器としてのプライマリ急冷装置と、少なくとも１つの管束を有するセカンダリ急冷装置としての管束熱交換器とを有する急冷システムであって、管束が、ジャケットで包囲されて形成されており、かつ互いに間隔をもって配設された２つの管板間に形成されているジャケット空間内にあり、管板間に管束の複数の集束配管がそれぞれ両側で管板において保持されている、急冷システムによって解決される。このとき、管板が、集束配管を備えた気体入口又は気体出口の側においてダイヤフラムデザインの薄い管板として形成されている。薄い管板は、互いに接続され冷却媒体が貫流する平行な複数の冷却通路を備えている。冷却通路は、トンネルの配列で形成されているとともに、配管プレートとしての薄い管板上に配置されている。トンネルの配列での冷却通路が四角形状のトンネル幾何形状を備えている。トンネル幾何形状を有する冷却通路が、気体側が水／蒸気側から分離されているとともに包囲された管束のジャケットに結合されたリングフランジに結合された薄い管板と；管板に結合されつつ個々の水の流れ／蒸気の流れを互いに分離する、管板上に配設された平行な複数のウェブと；ウェブに結合されつつ冷却通路のトンネルの配列における流れを制限し、包囲された管束のジャケットによって包囲されたジャケット空間内への流れの流出をあらかじめ規定された割合まで遮断する、集束配管のための複数の開口部を有するカバープレートとで形成されている。トンネルの配列で形成された冷却通路は、冷却通路の入口開口部から出口開口部への直進的な流れを実現する。
【００１６】
トンネルの配列での各冷却通路のうち少なくとも２つの冷却通路が、出口開口部の垂直な線とカバープレートの間に形成された、あらかじめ規定された角度αだけ、入口開口部から出口開口部へのトンネル高さの連続的な低減による冷却通路又はトンネルの断面の変化を備えていれば、特に有利であることが判明した。
【００１７】
さらに、冷却通路の出口開口部の垂直な線とカバープレートの間に形成された、あらかじめ規定された角度αが９０°以上〜１１０°の範囲にあれば、有利であることが明らかとなった。なぜなら、この角度は、冷却されるべき管板のあらかじめ規定された範囲にわたる流れの必要な速度のあらかじめ規定された上昇に依存するためである。
【００１８】
本発明による急冷装置の別の形態における他の利点として、ジャケットに結合されたリングフランジの外側の表面側におけるトンネルの配列での冷却通路の高さにおいてそれぞれ対向し、整列された検査用ノズル又は洗浄用ノズルが設けられていること、及び検査用ノズル又は洗浄用ノズルがリングフランジにおける複数の孔を介してトンネルの配列での冷却通路と連通していることが重要である。
【００１９】
冷却通路に割り当てられ、かつ、それぞれ対向し、整列してリングフランジに設けられた検査用ノズル又は洗浄用ノズルが複数のキャップを備えており、それぞれ対向する検査用ノズル又は洗浄用ノズルの複数のキャップ又はいくつかのキャップが水側のメンテナンス又は集束配管の検査のための開口部としてトンネルの配列での冷却通路の範囲に取外し可能に設けられていれば、有利であることが判明した。
【００２０】
本発明による急冷装置において、それぞれ対向して配置された検査用ノズル又は洗浄用ノズルの複数のキャップ又はいくつかのキャップが、存在する沈殿物のウォータジェットによる洗浄のための開口部としてトンネルの配列での冷却通路の範囲に取外し可能に設けられていることが有利であることが明らかとなった。
【００２１】
本発明による急冷システムの別の形態において、冷却通路に割り当てられ、かつ、それぞれ対向し、整列してリングフランジに設けられた検査用ノズル又は洗浄用ノズルが、リングフランジにおける複数の孔と、リングフランジにおける孔の延長部として溶接された排出配管とを介して、トンネルの配列での冷却通路の高さの一方側に設けられたブローダウン捕集器に連通していることが有利であることが判明した。
【００２２】
さらに、検査用ノズル又は洗浄用ノズルが排出配管に対向するブローダウン捕集器の外側に配設されていることが特に有利である。
【００２３】
ブローダウン捕集器を有する急冷システムの形成に際しては、検査用ノズル又は洗浄用ノズルがブローダウン捕集器の配置と対向する側のリングフランジにおける孔の延長部として直接リングフランジに配設されていることが有利である。
【００２４】
好ましいトンネル流れのデザインは、気体入口又は気体出口の管板の上方での大きな媒体流れ速度を保証する。媒体の流れの高い速度により、基本的に管板上にいかなる固体粒子も沈殿しない。管板上での固体粒子の沈殿が本質的に生じないため、管板の過熱及び高温水腐食が生じることがない。
【００２５】
トンネル流れの配列は、２つの異なる特徴を備えている。１つ目は、生じた高い媒体流れ速度に基づき有利なトンネル流れの配列によって固体粒子が本質的に沈殿しないことであり、２つ目は、設定され、案内される集中的な冷却による管板の過熱と、したがって高温水腐食とが生じないことである。トンネル流れの配列は、連続的かつ一定の水流を搬送するとともに、この水流を垂直に配置されたセカンダリ急冷装置の気体出口側又は気体入口側の管板に沿って確保するものである。このとき、本質的に、固体粒子の沈殿及び水側でのスラッジが回避される。
【００２６】
このようにして、急冷システムの寿命及び信頼性が、各管板上での有利なトンネル流れの配列の形成によって大幅に向上する。
【００２７】
本発明による急冷システムの別の形態においては、有利には、キャップが取り外された場合に、検査用ノズル又は洗浄用ノズルを介して管板に配設された各冷却通路への貫通したアクセスが達成可能であるように構成されており、この冷却通路は、好ましい媒体としての水の導入によって高圧下で両側から又は一方側から洗浄され得る。ブローダウン水は、好ましくは排出配管を介して、設けられたブローダウン捕集器へそれぞれ対向する側で冷却通路から出ていく。
【００２８】
本発明のその他の利点は、実施例に基づく図面において示されており、以下に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】垂直方向の配置でのプライマリ急冷装置と、従来技術に基づく水平方向の配置でのセカンダリ急冷装置とを有する急冷システムを示す図である。
【図２】垂直方向の配置でのプライマリ急冷装置と、従来技術に基づき下端部に設けられた気体入口を有する垂直に立設されたセカンダリ急冷装置とを有する図１と類似の配置を示す図である。
【図３】従来技術に基づき垂直方向に立設されたセカンダリ急冷装置における上端部に配設された気体入口を有する図２と類似の配置を示す図である。
【図４】セカンダリ急冷装置の薄い管板上におけるトンネルの配列での複数の冷却通路の構成を有する本発明による急冷システムを管板のやや上方での断面で示すより小さな縮尺での平面図である。
【図５】図４によるトンネルの配列での複数の冷却通路の構成を有する本発明による急冷システムを線Ａ−Ａに沿った断面で示す図である。
【図６】図４によるトンネルの配列での冷却通路の構成を有する本発明による急冷システムを線Ｂ−Ｂに沿った断面で示す図である。
【図７】図５における細部Ｘを拡大した図である。
【図８】冷却水入口を有する図６による本発明による急冷システムのための、セカンダリ急冷装置の管板上方での媒体流れ速度の上昇のための冷却通路又はトンネルの形成を示す図である。
【図９】本発明による急冷システムのセカンダリ急冷装置の薄い管板上に配設されたトンネルの配列での冷却通路へのアクセスのための構成を図４に従い断面で示す図である。
【図１０】図９に基づく詳細部Ｙの拡大図である。
【図１１】図９に基づく詳細部Ｚの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１に図示された急冷システムは、一般的な垂直に配設された、プライマリ急冷装置１０としての二重配管熱交換器と、従来の水平に配設される、セカンダリ急冷装置２０としての管束熱交換器とで構成されている。高い位置に配設された共通の蒸気ドラム４０に役立つ異なる２つの急冷装置の配置は、従来技術による不図示の分解ガス炉の、同様に不図示の、燃焼室に接続する複数の好ましい配置のうちの１つである。
【００３１】
矢印方向に従う気体流のための気体入口１１が、垂直に立設されたプライマリ急冷装置１０の下端部に配設されている。気体流は、あらかじめ規定された冷却状態において、気体出口１２における上端部で垂直に立設されたプライマリ急冷装置１０から出ていく。冷却された気体流は、さらに冷却するとともに出口ヘッド部２４の気体出口２３における対向する側でセカンダリ急冷装置２０から出ていくために、プライマリ急冷装置１０の気体出口１２と、水平に配設されたセカンダリ急冷装置２０の入口ヘッド部２２の気体入口２１との間に設けられた配管１７を介して、気体入口側におけるセカンダリ急冷装置２０へ供給される。
【００３２】
冷却媒体、特に水は、蒸気ドラム４０から矢印方向に従い、供給配管１５を介して気体入口１１の上方における冷却水入口１３においてプライマリ急冷装置１０へ供給され、水／蒸気混合物として、気体出口１２の下方の冷却水出口１４において排出配管１６を介して急冷装置から出ていき、蒸気ドラム４０へ戻る。冷却媒体は、矢印方向に従い、蒸気ドラム４０からセカンダリ供給配管４４を介して入口ヘッド部２２の後方の冷却水入口２５において水平に配置されたセカンダリ急冷装置２０へ供給され、水／蒸気混合物として、出口ヘッド部２４の前方において冷却水出口２６及びセカンダリ排出配管４５を介して急冷装置から出ていき、蒸気ドラムへ戻る。
【００３３】
このような急冷システムは、分解ガス炉又は化学設備反応器からの反応ガス又は分解ガスの、高圧下にある、沸騰し、部分的に気化された媒体、特に水による急速な冷却に寄与するものである。
【００３４】
図２には急冷システムの配置が示されており、この急冷システムでは、プライマリ急冷装置１０及びセカンダリ急冷装置２０が蒸気ドラム４０の下方に垂直に配設されている。図１において用いられた符号は同一の部材に対して同じ符号が付されており、その結果、概略的な配置の更なる説明を原則として省略することができる。垂直に立設されたセカンダリ急冷装置２０においては、気体供給が、プライマリ急冷装置１０の場合のように矢印方向に従いセカンダリ急冷装置の下端部から入口ヘッド部２２における気体入口２１を介して行われる。気体入口２１は、配管１７を介してプライマリ急冷装置１０の気体出口１２に接続されている。気体は、出口ヘッド部２４の上端部で気体出口２３において、垂直に立設された急冷装置２０から出ていく。
【００３５】
蒸気ドラム４０からの冷却媒体、特に水は、図２において矢印方向に従い、セカンダリ供給配管４４を介して、入口ヘッド部２２の上方の冷却水入口２５においてセカンダリ急冷装置２０へ供給され、出口ヘッド部２４の下方の冷却水出口２６においてセカンダリ排出配管４５を介してセカンダリ急冷装置２０から出ていき、蒸気ドラム４０へ戻る。
【００３６】
図３には、図２に類似した急冷システムの概略的な配置が示されている。急冷システムの図示の実施形態において、気体は、矢印方向に従い、垂直に立設されたプライマリ急冷装置１０の気体出口１２から配管１７を介して、垂直に立設されたセカンダリ急冷装置２０の上端部に配設された入口ヘッド部２２の気体入口２１を介して供給される。気体は、気体出口ヘッド部２４の下端部における気体出口２３において垂直に立設された急冷装置２０から出ていく。
【００３７】
図３に図示された配置において、冷却水は、矢印方向に従い、蒸気ドラム４０からセカンダリ供給配管４４を介して、垂直に立設されたセカンダリ急冷装置２０の出口ヘッド部２４の上方における冷却水入口２５において下端部から供給され、水／蒸気混合物として入口ヘッド部２２の下方において、冷却水出口２６及びセカンダリ排出配管４５を介して急冷装置から出ていき、蒸気ドラム４０へ戻る。
【００３８】
図４には、セカンダリ急冷装置２０の薄い管板２８上におけるトンネルの配列での複数の冷却通路２７の形成が、当該管板のやや上方での断面で示されている。薄い管板２８上には、複数の冷却通路２７がトンネルとして平行に配設されている。これら冷却通路２７は、カバープレート３４によって形成された表面上において管板２８に対して垂直に、所定の間隔をもって配設された複数の開口部１８を備えている。
【００３９】
図５、図６及び図７に関連して図４からよりよく分かるように、管束を構成する複数の集束配管２９が、管板２８に対して垂直に互いに間隔をもって、リング隙間１９を有して、複数の開口部１８に貫通している。該リング隙間１９は、開口部と集束配管の間に形成され、各開口部１８と貫通する集束配管２９の間であらかじめ規定されている。複数の集束配管２９の各一端は薄い管板２８に溶接されており、集束配管の対向する端部は、不図示の急冷装置２０の対向する側における不図示の管板と溶接されている。
【００４０】
水／蒸気質量流量は、図６に従い、不図示のセカンダリ供給配管４４を介して、セカンダリ急冷装置２０の不図示の冷却水入口２５へ流れる。この質量流量は、配設された冷却通路２７の外周に適合した方向転換プレート４３によって、トンネルの配列内で形成された冷却通路２７の入口開口部３０へ導かれる。質量流量全体は、個々のトンネル又は冷却通路２７へ分配され、入口開口部３０から循環しつつ、したがって冷却通路に対して垂直に互いに間隔をもって突き出た集束配管２９を冷却しつつ全てのトンネル又は冷却通路を、入口開口部３０に対して間隔をもって一直線に並べられた出口開口部３１の方向へ通過する。したがって、入口開口部３０から出口開口部３１への明らかに直進的な流れが生じる。
【００４１】
トンネル又は冷却通路２７の貫流時には、質量流量の小さな部分が、図７に従い、それぞれ個々の冷却通路の開口部１８とこれに垂直に貫通案内される集束配管２９の間に形成された個々のリング隙間１９を通る。これらリング隙間１９は、好ましくは、リング隙間の範囲で集束配管２９の集中的な冷却がなされるように設定されている。なぜなら、質量流量の一部がリング隙間１９を通って進み、効果的な放熱が達成されるためである。
【００４２】
図６によれば、質量流量は、出口開口部３１の後方で再び合流し、管束を包囲しセカンダリ急冷装置のジャケット３２で包囲されたジャケット空間３６内へ至る。ジャケット３２は、管板２８に結合されたリングフランジ３５に溶接されている。
【００４３】
図５には図４における線Ａ−Ａに沿った断面が示されており、図６には図４における線Ｂ−Ｂに沿った断面が示されている。
【００４４】
図５では、薄い管板２８上でウェブ３３によって分離され平行に延びる複数の冷却通路２７又はトンネルが明確に認識でき、これら冷却通路又はトンネルは、カバープレート３４でカバーされているとともにウェブ３３によって互いに分離されている。明確性の観点から開口部１８を通って突き出る集束配管２９は省略されている。冷却通路２７は、急冷装置２０のジャケット３２に溶接されたリングフランジ３５に結合された管板２８上で平行に配設されている。トンネルの配列での冷却通路２７は、包囲された管束を有する、ジャケット３２によって包囲されたジャケット空間３６の水範囲／蒸気範囲に位置している。当該管板上に設けられたトンネルの配列での冷却通路２７を有する管板２８は、気体入口２１側又は気体出口２３側において、矢印方向に従い、冷却システムの図２による配置か、又は図３による配置かに応じて配設されている。
【００４５】
図６にはカバープレート３４を有する冷却通路２７又はトンネルが示されており、この冷却通路又はトンネルの入口開口部３０は、出口開口部３１よりも大きい。冷却通路２７は、リングフランジ３５に結合された薄い管板２８上に配設されている。リングフランジ３５は、ジャケット空間３６を包囲する急冷装置２０のジャケット３２に溶接されている。ジャケット空間３６内には、管板２８上でウォータチャンバ４６を形成しつつ方向転換プレート４３が配設されており、この方向転換プレートは、冷却通路の外周に適合しているとともに、水／蒸気質量流量を個々の冷却通路２７へ分配するものである。
【００４６】
図６に示された、トンネルの配列での冷却通路２７は、入口開口部３０から出口開口部３１へのトンネル高さの連続的な低減によるトンネルの断面の変化を有している。出口開口部の垂直線とカバープレートの間のトンネル高さの連続的な低減は、角度αにより決定される。あらかじめ規定された角度は、管板のあらかじめ規定された範囲にわたる流れの速度の必要な上昇に依存し、９０°以上〜１１０°の範囲にある。
【００４７】
図７には図５における細部Ｘが示されており、平行に延びる複数のウェブ３３と、リング隙間１９を含む突き出た集束配管２９のための開口部１８を有するカバープレート３４とで形成された、管板２８と結合されたトンネルの配列での複数の冷却通路２７を明確に見て取ることができる。薄い管板２８上に配置された、トンネルの配列での冷却通路２７は、管板及び急冷装置２０のジャケット３２に結合されたリングフランジ３５によって包囲されている。
【００４８】
トンネルの配列は、垂直に配設されたセカンダリ急冷装置２０において、水側／蒸気側で常に急冷装置の最も深い位置に取り付けられる。このとき、気体入口であるか、又は気体出口であるかは重要でない。水平に配設されたセカンダリ急冷装置２０においては、トンネルの配列は水側／蒸気側で気体入口２１の側に配設されている。
【００４９】
冷却通路２７又はトンネルのトンネル配列全体は、リングフランジ３５によって包囲されている。好ましい四角形のトンネル幾何形状は、本質的に３つの部材で形成されている。
【００５０】
薄い管板２８は、気体側を水／蒸気側から分離するとともにリングフランジ３５に結合している。
【００５１】
ウェブ３３は、個々の水の流れ／蒸気の流れを互いに分離し、その結果明らかに直進的な流れを入口開口部３０から冷却通路２７又はトンネルの出口開口部３１方向へ達成可能であり、これらウェブは、管板２８に結合されている。
【００５２】
カバープレート３４は、冷却通路２７のトンネルの配列における流れの制限を確保し、かつ、管束の集束配管２９を包囲する、ジャケット３２によって包囲されたジャケット空間３６において、リング隙間１９を貫流する流れの漏れをあらかじめ設定された割合まで本質的に防止する。このカバープレート３４は、複数のウェブ３３と結合、特に溶接されている。
【００５３】
トンネルの配列での冷却通路２７の形成により、入口開口部３０から冷却通路２７の出口開口部３１の方向へ明らかに直進的な流れが確保される。
【００５４】
図８には、冷却媒体の流れ経路を有する図６によるトンネルの配列での冷却通路２７の図が示されている。図において、管板２８に結合されたリングフランジ３５を明確に認識することができ、管板には冷却通路２７がトンネルの配列で設けられている。リングフランジ３５は、不図示の急冷装置２０のジャケット３２に結合されており、不図示の管束の集束配管を包囲し、水／蒸気範囲を包囲するジャケット空間３６が形成されている。
【００５５】
冷却媒体は、矢印方向に従い、冷却水入口２５において、ジャケット３２の外周の半部にわたって延在し、本質的に方向転換プレート４３で画成された入口チャンバ４６へ到達する。方向転換プレートは、冷却通路２７の入口開口部３０に沿って管板２８と、及びこれに対応して冷却水入口のやや上方においてジャケット３２とに結合、好ましくは溶接されている。冷却媒体は、入口チャンバ４６から冷却通路２７の個々の入口開口部３０へ至るとともに、出口開口部３１における冷却通路から出ていき、ジャケット空間３６内へ至る。さらに、矢印によって、気体入口２１の側又は気体出口２３の側において管板２８を急冷装置の配置に応じて配設することが可能であることが示されている。
【００５６】
冷却通路２７又はトンネルの入口開口部３０から出口開口部３１への断面のあらかじめ規定された低減は、水／蒸気質量流量の流れ速度の上昇のために設定されている。断面の低減に関連した質量流量の流れ速度の上昇は、強く負荷のかかる管板２８の部分、とりわけ管板の中央の集中的な冷却のために、急冷装置２０及びこれに伴う急冷システムのより長い寿命にとってきわめて重要である。
【００５７】
トンネルの配列での冷却通路２７の特別な形成は、管板２８の内側又は水側において沈殿物が生じることを排除するために必要である。沈殿物の防止のためには、直進的な流れは、管板にわたって所定の速度を有する必要がある。したがって、トンネル内の質量流量を維持しながら必要な速度をトンネルの断面の変化によって適合させることができる。トンネルの断面の変化は、トンネル高さの連続的な低減により達成される。
【００５８】
図９には図４におけるものと類似した図示が示されており、トンネルの配列で設計された冷却通路２７の入口開口部３０及び出口開口部３１にはそれぞれ、整列しつつ互いに対向してジャケット側でリングフランジ３５に設けられた検査用ノズル又は洗浄用ノズル３７が割り当てられている。検査用ノズル又は洗浄用ノズル３７はそれぞれ１つのキャップ３８を備えており、このキャップは、集束配管２９の水側のメンテナンス又は検査時にトンネルの配列の範囲で分離可能に設けられている。このような作業のために、それぞれ対向する検査用ノズル又は洗浄用ノズル３７においては、複数のキャップ又はいくつかのキャップ３８のみを取り外すことが可能である。
【００５９】
検査用ノズル又は洗浄用ノズル３７の分離可能に配設されたキャップ３８は、冷却通路２７のトンネルの配列の検査又は洗浄のための開口部又はアクセス部として設けられている。検査又は洗浄のために、それぞれ対向する検査用ノズル又は洗浄用ノズル３７のキャップ３８が取り外される。キャップ３８が取り外される場合には、測定機器を用いて、検査用ノズル又は洗浄用ノズル３７を通して、場合によっては存在し得る沈殿物を把握することが可能である。高圧水ジェットを用いて、確認された沈殿物を１つの開口部から対向する開口部へ取り除くことが可能である。好ましくは、高圧水ジェットによって取り除かれるべき沈殿物は、ブローダウン捕集器３９へ供給され、このブローダウン捕集器は、検査用ノズル又は洗浄用ノズル３７の側に設けられていてブローダウン水を収容するとともに排出するものである。
【００６０】
図１０には、図９における詳細部Ｙが拡大して示されている。図１０から、ブローダウン捕集器３９がブローダウン水の収容のために一方側で複数の排出配管４１に結合されていることが明確に見て取れる。排出配管４１は、不図示の冷却通路２７のトンネルの配列の高さでリングフランジ３５に溶接されているとともに、リングフランジ３５における複数の孔４２を介して冷却通路のトンネルの配列へのアクセス部として形成されている。キャップ３８を有する検査用ノズル又は洗浄用ノズル３７は、排出配管４１に対向するブローダウン捕集器３９の他方側に配設されている。
【００６１】
図１１には、図９における詳細部Ｚが拡大して示されている。検査用ノズル又は洗浄用ノズル３７は、図１０におけるブローダウン捕集器３９の配置に対向する側に配設された当該検査用ノズル又は洗浄用ノズルの方向へ向けて平行かつ整列してリングフランジ３５に直接設けられている。リングフランジ３５における複数の孔４２を介して、検査用ノズル又は洗浄用ノズル３７は、それぞれ冷却通路又はトンネルの検査若しくは洗浄のための冷却通路２７のトンネルの配列へのアクセス部を形成する。
【符号の説明】
【００６２】
１０  プライマリ急冷装置
１１  気体入口
１２  気体出口
１３  冷却水入口
１４  冷却水出口
１５  蒸気ドラムからプライマリ急冷装置への供給配管
１６  プライマリ急冷装置から蒸気ドラムへの排出配管
１７  プライマリ急冷装置とセカンダリ急冷装置の間の配管
１８  開口部
１９  リング隙間
２０  セカンダリ急冷装置
２１  気体入口
２２  入口ヘッド部
２３  気体出口
２４  出口ヘッド部
２５  冷却水入口
２６  冷却水出口
２７  冷却通路
２８  管板
２９  集束配管
３０  入口開口部
３１  出口開口部
３２  管束のジャケット
３３  （支持部としての）ウェブ
３４  カバープレート
３５  リングフランジ
３６  ジャケット空間
３７  検査用ノズル又は洗浄用ノズル
３８  キャップ
３９  ブローダウン捕集器
４０  蒸気ドラム
４１  排出配管
４２  孔
４３  方向転換プレート
４４  セカンダリ急冷装置のための水／蒸気の供給配管
４５  セカンダリ急冷装置のための水／蒸気の排出配管
４６  冷却媒体のための入口チャンバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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