DE2231235A1 - Dampferzeuger - Google Patents

Description

Zusatz zu Patent . ... ... (Anm. P 21 5& 069.4 = VPA 71/9445)

oeänetert gemäß Eingabe

«inngen am -J"-M^'"" ? Das Hauptpatent '"(Aniäl'P^r-^ Ο69.4) befaßt sich

mit einem Dampferzeuger, der insbesondere für Kernreaktoren vorgesehen ist. Der Dampferzeuger besitzt einen das Primärmedium führenden Wärmetauscher, der von unten nach oben vom Sekundärmedium durchströmt ist. Ober dem Wärmetauscher ist ein Abscheider angeordnet, der Flüssigkeit aus dem erzeugten Dampf abscheiden soll.

Nach dem Vorschlag des Haupt?a<tentes wird wenigstens ein Teil des Sekundärmediums im Bereich des Abscheiders und wenigstens im Abscheiderquerschnitt weitgehend gleichmäßig verteilt eingespeist. Dadurch wird erreicht, daß der auch als Carryunder bezeichnete Dampfrückfluß abgekühlt und kondensiert wird. Man vermeidet dadurch eine Blasen- bzw. Schaumbildung im zurückfließenden Sekundärmedium, die die Regelung des Flüssigkeitsspiegels beeinträchtigt.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gesetzt, den Wärmehaushalt des Dampferzeugers nach dem Hauptpatent zu optimieren. Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, daß der nicht im Absoheiderbereich eingespeiste Teil des Sekundärmediums in einen Vorwärmer gelangt, der dem Auslaß des Primärmediums zugeordnet ist.

Bei der Erfindung wird dem Abscheider nur die für die Kondensation des Dampfes benötigte Menge des halten Speisewassere zugeführt. Dieses Speisewasser wird durch die Mischung mit dem Carryunder vorgewärmt und damit für die Verdampfung vorbereitet. Das zur Dampferzeugung benötigte restliche Sekundäraiedium gelangt dagegen in einen Vorwärmer, der die verbliebene tfärme des aus dem Siedebereich des Dampferzeugers austretenden

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relativ kalten Primärmediums vorteilhaft ausnutzt.

Bei der Verwirklichung der Erfindung kann eine vom Vorwärmer zum Abscheider führende Leitung, mit der das Sekundärmedium auf die beiden zur Einspeisung vorgesehenen Bereiche verteilt wird, im Inneren des Dampferzeugers verlaufen» Es ist aber auch durohaus denkbar, bei beschränkten Platzverhältnissen die Leitung außerhalb des Dampferzeugers anzuordnen.

Der Vorwärmer kann das Sekundärmedium im Gegenstrom zum Primärmedium führen. Eine solche Führung, die an sich bekannt ist, ermöglicht bei der Erfindung die optimale Anpassung des im Vorwärmer erhitzten Sekundärmediums an die Temperatur, die bei der Mischung des Sekundärmediums mit dem Carryunder erhalten wird.

Der Vorwärmer kann mit einem quer zum Primärmittel geführten Strom des Sekundärmediums versehen werden. Man kann aber auch parallel zu den Rohren eines Primär-Rohrbündels verlaufende Wände vorsehen, so daß eine Längsströmung erhalten wird. Die Wände können die Rohre einzeln umschließen. Dabei kann man eine konzentrische Anordnung von beispielsweise Rohren mit Kreisquersohnitt vorsehen. Einfacher lassen sich unter Umständen die Wände aus Profilstäben zusammenfügen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden anhand der beiliegenden Figuren 1 und 2 Ausführungsbeispiele von Dampferzeugern beschrieben, die in einem Längsschnitt dargestellt sind. Die Figuren 3 und 4 zeigen in herausgebrochenen Querschnitten mit größerem Maßstab Einzelheiten von Vorwärmern der Dampferzeuger. Für übereinstimmende Teile sind gleiche Bezugszeichen vorgesehen.

Der Dampferzeuger besitzt ein längliches Gehäuse 1 mit vertikaler Achse, das ein U-Rohrbündel 2 zur Führung des Primärmediums enthält. Die Rohre sind im einzelnen nicht dargestellt,

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Sie sind am unteren Ende des TJ-R ohr bund eis 2, dessen Schenkel 2a und 2b ebenfalls vertikal verlaufen und dessen Rohrbogen 2c am oberen Ende des Rohrbündels liegt, in einer Rohrplatte 3 gefaßt, die mit einem Kugelboden 3a zusammen zwei durch eine Wand 3b voneinander getrennte Räume bildet. An die beiden Räume ist der Einlaß 4 für das Primärmedium einerseits und der Auslaß 5 für das Primärmedium andererseits angeschlossen, das das Rohrbündel 2 im linken Schenkel 2a aufsteigend und im rechten Schenkel 2b absteigend durchströmt. Primärmedium ist bei einem Druckwasserreaktor als bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung leichtes Wasser, das unter einem Druck von beispielsweise 150 Atmosphären steht und Temperaturen von etwa 300 C aufweist.

Das Primärrohrbundel 2 ist von einem Führungsmantel 6 umschlossen, der einen Flüssigkeitsabscheider 7 trägt und den sogenannten Fallraum 8 von dem Bereich des U-Rohrbündels 2 trennt, in dem das als Sekundärmedium vorhandene leichte Wasser verdampft wird. Durch den Flüssigkeitsabscheider 7 gelangt Dampf in den Dampfdom 10_t aus dem er aus dem Auslaß 11 entweichen kann.

Bei der durch die Pfeile angedeuteten Strömung des Primärmediums vom Einlaß 4 zum Auslaß 5 ist der dem Auslaß zugeordnete Bereich des U-Rohrbündels als Vorwärmer 13 ausgenutzt. Zu diesem Zweck ist durch Wände 13a ein abgegrenzter Bereich geschaffen, in dem Strömungskanäle 14 durch Leitwände 15 eine hin- und hergehende Querströmung durch das U-Rohrbündel veranlassen. Das Sekundärmedium wird bei 18 unten in den Vorwärmer 13 eingespeist.

Von der Leitung 18 zweigt im Inneren des Dampferzeugers 1 eine Leitung 23 ab, die in den Raum 24 im unteren Bereich des Abscheiders 7 führt. Durch diese Leitung,deren Querschnitt in geeigneter Weise bemessen, gegebenenfalls geregelt wird, gelangt so viel Sekundärmedium in den Raum 24, daß die aus dem Abscheider 7 von der abgeschiedenen Flüssigkeit mitge-

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rissene Dampfmenge kondensiert und abgekühlt wird. Der überwiegende Teil des zur Dampferzeugung benötigten Speisewassers gelangt in den Vorwärmer 13, in dem dafür gesorgt wird, daß das aus dem Vorwärmer austretende Sekundärmedium eine ähnlich hohe Temperatur aufweist, wie dae aus dem Bereich 24 austretende Sekundärmedium.

Wie die Fig. 1 zeigt, sind in der Oberseite 13a des Vorwärmers 13 eine Reihe von Öffnungen 25 angeordnet, die eine Vergleichmäßigung der aus dem Vorwärmer 13 in den Siederaum 12 führenden Strömung über den Querschnitt des U-Rohrbündels 2 bewirken. Eine ähnliche Anordnung von Öffnungen 26 kann die Mischung der abgeschiedenen Flüssigkeit mit dem durch die Leitung 23 zugeführten Sekundärmedium verbessern. Eine gute Durchmischung erhält man auch bei den anderen im Hauptpatent beschriebenen Arten der Speisewasserzuführung im Abscheidebereich.

In den Wänden 13a des Vorwärmers 13 sind Klappen 27 angeordnet, die bei geringen Druckunterschieden öffnen. Die Klappen 27 sorgen dafür, daß bei plötzlichen Druckschwankungen Sekundärmedium unmittelbar in den Vorwärmer 13 gelangen kann und nicht erst die Leitung 23 passieren muß. Hierdurch vermeidet man, daß Druckunterschiede zu Zerstörungen an den großflächigen Wänden 13a des Vorwärmers führen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der Wärmetauscher mit einer der Strömung des Primärmediums im Gegenstrom zugeordneten Längsströmung des Sekundärmediums versehen, die bei 18 in den Dampferzeuger 1 eintritt. Für den Abscheider 7 ist eine eigene Zuführungsleitung 17" vorgesehen, durch die das den Abscheiderbereich unmittelbar zugeführte Sekundärmedium in den nicht weiter gezeichneten Abscheideraum 24 gelangt.

Der Wärmetauscher 13 besteht aus parallel zu den Rohren des Schenkels 2b des U-Rohrbündels 2 verlaufenden Wänden 30, deren Einzelheiten in den in den Figuren 3 und 4 dargestellten Querschnitten gezeigt sind. Im Bereich der Klappen 27 sind die

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Wände 30 durchbrochen, so daß Querverbindungen im Vorwärmer 13 entstehen. Dort können Abstützungen 28 zwischen den Rohren angebracht werden, die Schwingungen verhindern..

Beim Aus führungs bei spiel nach Fig. 3 sind die Wände 30 aus gleichen Profilstäben zusammengesetzt, die aus einem im Querschnitt kreisförmigen inneren Bezirk 30a und drei Vorsprüngen 30b mit rechteckigem Querschnitt bestehen, die unter einem Winkel von 120° gegeneinander versetzt von dem Kreis 30a ausgehen. Solche Profilstäbe lassen sich, wie die Figur zeigt, zu Wänden 30 zusammensetzen, die die Rohre 31 des U-Rohrbündeis 2 umgeben.

Nach Fig. 4 umfaßt der Vorwärmer Rohre 30c, die konzentrisch zu den Rohren 31 mit Hilfe von Distanzstücken 30d angeordnet sind.

6 Patentansprüche
4 Figuren

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Claims (6)

1. - 6 - VPA 72/9446

   Patentansprüche

   /Dampferzeuger, insbesondere für Kernreaktoren,'mit einem > : das Primärmedium führenden Wärmetauscher und einem ober-

   ε ^; halb von diesem angeordneten Abscheider, wobei ein Teil iji

   - n· des Sekundärmediums im Bereich des Abscheiders weitgehend cn "S

   gleichmäßig verteilt eingespeist wird, nach Patent

   £> (Anm· P 21 5$ 069.4), dadurch gekennzeichnet, daß der nicht ° im Abscheiderbereich (24) eingespeiste Teil des Sekundär«

   S. mediums in einen Vorwärmer (13) gelangt, der dem Auslaß

   fa» (5) des Primärmediums zugeordnet ist. 15
2. 2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Vorwärmer (13) zum Abscheider (7) führende Leitung (23) im Inneren des Dampferzeugers (1) verläuft.
3. 3· Dampferzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Vorwärmer (13) das Sekundärmedium im Gegenstrom zum Primärmedium führt.
4. 4· Dampferzeuger nach Anspruch 3 mit einem Rohrbündel (2) für das Primärmedium, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmer (13) von parallel zu den Rohren (31) verlaufenden Wänden (30) gebildet wird.
5. 5. Dampferzeuger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (30) die Rohre einzeln umschließen.
6. 6. Dampferzeuger nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (30) aus Profilstäben zusammengefügt sind.

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