CH485301A - Steam generator in a nuclear reactor - Google Patents

Steam generator in a nuclear reactor

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CH485301A
CH485301A CH708569A CH708569A CH485301A CH 485301 A CH485301 A CH 485301A CH 708569 A CH708569 A CH 708569A CH 708569 A CH708569 A CH 708569A CH 485301 A CH485301 A CH 485301A
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CH
Switzerland
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reheater
steam generator
reactor
steam
coolant
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Application number
CH708569A
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German (de)
Inventor
Robert Bell Francis
Northrop Quade Robert
Original Assignee
Gulf General Atomic Inc
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1823Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines for gas-cooled nuclear reactors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • F28D7/02Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/024Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of only one medium being helically coiled tubes, the coils having a cylindrical configuration
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
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Description

  

  Dampferzeuger in einem Kernreaktor    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen  Dampferzeuger in einem mit einem strömenden Kühl  mittel gekühlten Kernreaktor, mit einer Anzahl eine  Flüssigkeit führender     Wärmetauscherrohre,    die im Kühl  mittelstrom des Reaktors angeordnet sind  Es ist bereits ein gasgekühlter Kernreaktor vorge  schlagen worden, in welchem das gesamte Primärsystem  mit dem Reaktorkern, den Umwälzern für das Primär  kühlmittel, den Dampferzeugern und den zugehöri  gen     Haupt-Primärkühlleitungen    in ein und demselben  Reaktorgefäss untergebracht sind.

   Die Tatsache, dass       kein;    aussenliegenden     Haupt-Primärkühlleitungen    vor  kommen, weil das gesamte Primärsystem in das     Reaktor-          gefäss    eingeschlossen wurde, schliesst die Möglich  keit aus, dass ein plötzlicher     Kühlmittelverlust    wegen  eines     Rohrleitungsdefektes    auftritt.

   Wenn das     Reaktor-          gefäss    aus Spannbeton errichtet ist, ist es nicht nötig,  einen zusätzlichen, umständlichen biologischen Schutz  anzubringen, um die Dampferzeuger und die     Haupt-          Primärkühlleitung    einzuschliessen, weil das Reaktorge  häuse selbst diese Aufgabe übernimmt.  



  In einem gasgekühlten Kernreaktor für die Dampfer  zeugung arbeitet das     Dampf-Wasser-System    häufig mit  einem wesentlich höheren Druck als das Kühlgas. Wenn  z. B. Helium als Kühlgas verwendet wird, kann ein  befriedigender Betriebsdruck für das Kühlmittel in der  Gegend von SO     at    (700     psi)    liegen, während der Druck in  dem Eingangsteil des     Dampferzeugersystems    (etwa eines       Econotniser-Verdampfers    oder eines     Oberhitzers)    höher  als 140     at    (2000     psi)    liegen kann.

   Natürlich wird der  Druck des Wassers am     Speisewassereinlass    etwas höher  gehalten als der vom Dampf erzeugte Gegendruck, damit  ein Strom durch die Rohre des Dampferzeugers auf  rechterhalten werden kann.  



  Ein Dampferzeuger besteht üblicherweise aus einer       Anzahl-    Rohrbündel; jedes Rohr in dem Bündel endet in    einer     Endkammer,    die mit einem     Wassereinlassrohr        unc     einer     Dampfausgangsleitung    verbunden ist. Ein Sehader  in einer dieser     Endkammern    oder ein Fehler in     de1     Wasser- oder in der Dampfleitung, mit denen die  Endkammer in Verbindung steht, kann zu einem schnel  len Abfluss von Wasser oder Dampf oder von beidem     ir.     das Reaktorgehäuse führen.

   Wenn das eintritt, kann der  Innendruck im Reaktorgehäuse infolge des Eindringen  von Hochdruckwasser oder -dampf die     Bauentwurfs-          grenzen    übersteigen. Ausserdem kann der     Graphitmode-          rator,    der sich häufig im Reaktorkern befindet, mit dem  Wasser oder dem Dampf bei den hohen Temperaturen  reagieren, bei denen der Reaktor arbeitet. Schliesslich  kann eine plötzliche Entleerung einer Röhre     in    den  Rohrbündeln eines Dampferzeugers - während heisses  Kühlgas weiterhin über die Rohrbündel fliesst - die  Rohre überhitzen und zu Zerstörungen führen.  



  Ähnliche Probleme können bei     Kernreaktoren,    bei  denen andere Arten von Kühlmittel, z. B. Kühlflüssigkei  ten, benutzt werden, beim plötzlichen Bruch in einem  Dampferzeuger oder den damit verbundenen Rohrleitun  gen auftreten. Zu den Kernreaktoren, in denen eine  ähnliche Situation eintreten kann, gehören solche, die  flüssiges Natrium als Primärkühlmittel benutzen und  einen Dampferzeuger verwenden, der einen Quecksilber  dampf erzeugt.  



  Demgegenüber wird durch die Erfindung ein Dampf  erzeuger in einem Kernreaktor geschaffen, welcher  dadurch gekennzeichnet ist, dass einige der Wärmetau  scherrohre einen     Zwischenüberhitzer    bilden, welcher  bezüglich der     Kühlmittelströmung    so angeordnet ist, dass  der     Kühlmittelstrom    über den     Zwischenüberhitzer     streicht, ehe er die restlichen, einen     Cberhitzer    bildenden       Wärmetauscherrohre    erreicht, und dass der     Zwischen-          überhitzer    mit Mitteln zur Verbindung desselben mit  einer     Hilfskühlmittelquelle    versehen ist,

   um im Falle      eines Defektes im     Dampf-Flüssigkeit-System    ein Hilfs  kühlmittel durch den Zwischen     überhitzer    strömen zu  lassen und dadurch Wärme vom     Reaktorkühlmittel     abzuführen.  



  Die Erfindung wird nun anhand eines     Ausführun-s-          beispiels    unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeich  nung beschrieben. Es zeigt:       Fig.    1 eine schematische Ansicht eines Kernreak  tors,       Fig.    2 ein Schnittbild eines     Dampferzeuccrs        gemäss     der Erfindung und seiner     Anbringung    und -,Montierung in  einem Kernreaktor,       Fig.    3 in grösserem Massstab ein     Schnitt    längs der  Linie 3-3 in     Fig.    2,

         Fig.    4 in     grösserem        Massstab    ein Schnitt längs der  Linie     4-4    in     Fig.    2.  



  Ganz allgemein enthält der gasgekühlte Reaktor  mindestens einen Dampferzeuger 14, der     eine    Anzahl       fliissigkeitstülirender        Wärmetauscherrolire    16 aufweist,  die in einem Reaktorgehäuse 11 untergebracht sind, das  einen Reaktorkern 12 umschliesst. Die     "'ärrnetauscher-          rohre    liegen im     Primärkühlflüssigkeitsstrom,    der durch  die     Umwälzeinrichtung    13 aufrechterhalten wird.

   Zu  dem Dampferzeuger gehören ferner     Endkammer    17 und  18, die ausserhalb des Reaktorgehäuses angeordnet sind  und über welche Flüssigkeit in die     Wärmetauscherrohre     eingeführt und aus ihnen entnommen wird, wobei in  diesen Endkammern Eingangs- und Ausgangsdrücke  herrschen, die wesentlich höher liegen als     ;ler    Druck der       Primärkühlflüssigkeit    in dem Reaktorgehäuse. Der  Dampferzeuger weist ausserdem eine Anzahl Eingangs  leitungen 19 und eine Anzahl     Auslassleitungen    21 auf,  die durch eine Wand des Reaktorgehäuses     jeführt    sind  und eine Flüssigkeitsverbindung zwischen den Wärme  tauscherrohren und den Endkammern herstellen.  



  Aus     Fig.    1 ist zu entnehmen, dass der dort angedeu  tete Reaktor einen Reaktorkern 12 besitzt, der in  beliebiger Weise Wärme aus einem     Kernspaltungspro-          zess    erzeugt. Der Kern wird von nicht gezeichneten,  geeigneten Hilfseinrichtungen in einem Raum 22 gehal  ten, der durch das Reaktorgehäuse 11 begrenzt ist. Das  Reaktorgehäuse besteht vorzugsweise aus Spannbeton  und kann beliebige Aussenform haben. Der     Raun    22 ist  im wesentlichen zylindrisch; er ist mit einer Auskleidung  23 aus legiertem Stahl versehen, die durch nicht  gezeichnete Einrichtungen gekühlt werden kann.  



  Der Reaktor nach     Fig.    1 stellt einen     gasgekühlten     Reaktor mit     Gasumwälzeinrichtungen    und     Dampferzeu-          gungseinrichtungen    dar, die zusammen mit dem Reak  torkern 12 im Reaktorgehäuse untergebracht sind. Ins  besondere ist eine Anzahl Dampferzeuger 14 innerhalb  des Raums 22 untergebracht, ebenso wie eine Anzahl       Gasumwälzeinrichtungen    13. Die letztern können in  beliebiger Weise konstruiert sein, müssen     abr    das  Kühlas komprimieren können, nachdem es über die  Dampferzeuger gegangen ist, und es wieder derart im  Umlauf bringen, dass es wiederum über den Reaktor  kern geleitet werden kann, um Wärme von ihm wegzu  führen.

   Der Begriff      iiber     soll im Zusammenhang mit  der     Kühlmittelströmung    so verstanden werden, dass eine  Strömung über eine beliebige     Wärmetauschfläche    in dem  Kern ebenso gemeint ist, wie eine Strömung durch  Kanäle, die zu Kühlzwecken in dem Kern angebracht  sind.  



  In dem Raum 22 sind Leitbleche angebracht, die den       Primärkühlgasstrom    in die vorgeschriebene Richtung    leiten. Im einzelnen bilden diese     Prallbleche    eine zylin  drische Wand 24, die vom Kern 12 aus abwärts verläuft  und ein kurzes Stück unterhalb des unteren Kernendes  endet. Ein oberer Boden 20 erstreckt sich quer durch  den Raum 22 knapp unterhalb des Kerns und ist dicht  an die untere Kante der zylindrischen Wand 24 ange  schlossen. Die Dampferzeuger liegen unterhalb des  oberen Bodens 20 innerhalb des zylindrischen Prall  blechs 24. Ein unterer Boden 26 verläuft quer zum  Raum 22 in Bodennähe dieses Raums und ist mit der  Auskleidung 23 dicht verbunden.

   Die     Gasumwälzer    13  sind in der Nähe der zylindrischen Auskleidung 23  angeordnet und stellen eine     Verbindun-    zwischen dem  Bereich unterhalb des unteren Bodens 26 und dem Rest  des Raums 22 dar. Das Kühlgas wird abwärts durch den  Kern 12 innerhalb der zylindrischen Wand 24 und durch  die Dampferzeuger 14     geführt.    Die Dampferzeuger  entlassen das Gas in den Raum unterhalb des unteren  Bodens 26. Die     Gasumwälzer    13 sammeln das Gas in  diesem unteren Bereich und drücken es aufwärts an der  Aussenseite der Dampferzeuger vorbei, so dass es durch  den Ringspalt strömt, der das     Prallblech    24 bis zum  oberen Rande des Kern 12 umgibt.

   Dann     fliesst    das Gas  wiederum durch den Kern abwärts, um die vom Kern       erzeugte    Wärme auf die Dampferzeuger zu übertra  gen.  



  Den Dampferzeugern 14 wird Speisewasser zuge  führt, und Dampf wird von den Dampferzeugern wegge  führt durch Rohrbündel 27, die je von dem zugehörigen       Dampferzeuger    nach unten wegführen und das Reaktor  gehäuse 11 in darin vorgesehenen Durchführungen 28  durchsetzen. Die Rohrbündel 27 sind an ein     Dampf-          Wasser-System    29 angeschlossen, von dem Speisewasser  in die Dampferzeuger geleitet und von dem Dampf in die  Turbine zum Antrieb der Elektrogeneratoren geleitet  werden; die Turbinen und Generatoren sind nicht  gezeichnet.  



  Die Zahl der verwendeten Dampferzeuger 14 hängt  von dem in dem Raum 22 verfügbaren Platz und von der  verlangten Reaktorleistung ab. Bei dem gezeichneten  Reaktorsystem ist ein zentraler Durchlass 25 mit ab  nehmbarem Verschluss 30 vorgesehen, um jeden einzel  nen Dampferzeuger in noch zu erläuternder Weise im  Falle einer Reparatur herausnehmen zu können. Die       Dampferzeujer    haben ausreichend kleinen Durchmesser,  so dass sie den Durchlass 25 passieren können. Die       Dampferzeuger    stimmen     untereinander    praktisch genau  überein, weshalb nur ein einzelner Dampferzeuger im  Detail beschrieben werden soll.  



  Wie aus den Figuren 2 bis 4 ersichtlich, weist ein  solcher Dampferzeuger 14 ein zylindrisches Gehäuse 31  auf, das eine Leitung für den Durchtritt heisser Gase  durch den Dampferzeuger bildet. Die Wärmetauscher  rohre des Dampferzeugers, die später im einzelnen  beschrieben werden, sind gebündelt in geeigneter Weise  im Gehäuse 31 angeordnet. Spezielle     Anbringungsmittel     für die Röhrenbündel sind nicht gezeichnet; die Bündel  können auf querverlaufenden gelochten Blechen ange  ordnet werden, die sich mit gegenseitigem     Axialabstand     im Innern des Gehäuses 31 auf Querträgern befestigen  lassen, die quer durch das Gehäuse gezogen sind; es sind  aber auch andere Träger dafür geeignet.

   Oben ist das  Gehäuse 31 für den Eintritt des heissen Gases offen; das  Gehäuse lässt sich dort mit passenden Leitungen oder  Gaskanälen verbinden, durch die das heisse Gas von  dem Reaktorkern 12 in das Gehäuse 31 geleitet wird. Die      untere Kante des Gehäuses 31 ist durch Schweissen oder  auf andere Weise mit der Aussenkante eines     Ring-          flanschs    32 verbunden. Der Flansch 32 tritt nach       oben/aussen    von dem Rande eines Montagerings 33  vor.  



  Wie bereits erwähnt, wird das     Kühlgas,    nachdem es  über die     Wärmetauscherrohre    des Dampferzeugers ge  strichen ist, in den Raum unterhalb des unteren Bodens  26 geleitet. Zu diesem Zweck ist der untere Boden 26  mit einer Öffnung 34 versehen, über der der Dampfer  zeuger 14 angebracht ist. Die Montierung des Dampfer  zeugers 14 erfolgt mit Hilfe eines Klemmrings 36, an  dem sich ein nach aussen gerichteter Flansch 37 befin  det, durch den eine Anzahl Schrauben 38 gesteckt sind,  die den     Klemrriring    36 abnehmbar     :nit    dem unteren  Boden 26 am Rande der darin befindlichen Öffnung 34  verbinden.

   Der untere Boden 26 wird     :nit    Abstand vom  unteren Teil der Reaktorauskleidung 23, die den Boden  des Raums 22 bildet, durch eine Anzahl     St-iinder    39  gehalten, von denen jeder von einer     Lastverteilerplatte     41, die an diesem unteren Teil der Auskleidung 23  angebracht ist, nach oben weist. Schrauben 42 führen  durch den unteren Boden 26, und die Ständer sind in  Einsätze 43 geschraubt, die sich am Fusse jedes Ständers  39 befinden. Der Zwischenraum zwischen dem Monta  gering 33 und dem Klemmring 36 ist mit einer Anzahl  Gleitverschlüssen 44 gedichtet, um eine Wärmedehnung  des     Dampferzeugers    14 relativ zum Niveau des unteren  Bodens 26 zu ermöglichen.

   Wie aus     Fig.    4 zu entnehmen  ist, sind die verschiedenen Dampferzeuger 14 mit gegen  seitigem Abstand so eingebaut, dass die Ränder der  Flanschen 37 der verschiedenen Dampferzeuger unmit  telbar nebeneinander liegen.  



  Eine Abschlussvorrichtung ist für jede Durchführung  28 vorgesehen, damit kein Kühlmittel oder verseuchtes  Material durch die Durchführung austreten kann. Der  Dampferzeuger ist an der Abschlussvorrichtung mit  einer Anzahl radialer Rippen 46 angebracht. Die Rippen  greifen von dem Montagering 33 aus nach innen und  reichen an ihren oberen Enden über den     N,-Iontagering    33  zur Innenseite des Gehäuses 31 hinaus. Die unteren  Ränder der Rippen 46 stützen sich auf eine Ringschulter  47, die von der Wand eines zylindrischen Abschlussrohrs  48 nach aussen vorspringt; die Innenränder der Rippen  46 stossen gegen die Wand des Abschlussrohrs 48 und  sind mit ihr verbunden. Das Abschlussrohr 48 reicht  nach unten durch die Durchführung 28 an die Aussen  seite des Reaktorgehäuses 11.

   Die Auskleidung 23 für  den Raum 22 wird ebenfalls durch die Durchführung 28  nach aussen geleitet, und das Abschlussrohr 48 besitzt  an seinem unteren Ende 49 einen Aussenflansch, der an  die Auskleidung 23 geschweisst ist. An der Aussenseite  des Abschlussrohrs 48 ist eine     Rin-dichtung    51 in der  Nähe der Oberkante der Durchführung 28 vorgesehen,  wodurch eine gleitfähige Dichtung zwischen dem     Ab-          schlussrohr    und der Auskleidung 23 in der Durchfüh  rung geschaffen wird.

   Diese     gleitfähige    Dichtung ist  federnd     zusammendrückbar    und erlaubt sowohl axiale  wie auch radiale Expansion und Kontraktion des     Ab-          schlussrohrs    gegenüber der Auskleidung.  



  Zu den Dampferzeugern 14 gehört ein     Zwischen-          überhitzer    62, der weiter unten beschrieben wird, und  die Rohrbündel 27 weisen ein Paar konzentrischer       Zwischenüberhitzerleitungen    52 und 53 zum Fördern  von Dampf vom und zum     Zwischenüberhitzer    62 auf.  Das Abschlussrohr 48 wird an der äusseren     Zwischen-          überhitzerleitung    52 durch eine obere bzw. eine untere    Büchse 54 bzw. 56 befestigt.

   In     Fig.    2 ist zu erkenn  dass jeder der beiden Büchsen 54 und 56 aus ein(  vertikal verlaufenden     zylindrischen    Abschnitt, ein;  unteren, nach innen gewandten und einem oberen na  aussen gewandten Ringflansch besteht. Die Büchsen  und 56 können mit     ilircii    Flanschen an das     Abschlu.     roter 48 und die äussere     Zwischenüberhitzungsleitung          geschweisst    werden, jedoch ist die untere Büchse  nicht auf diese Weise mit der äusseren     Zwischenüberh          zungsleitung    52     verschweisst;    der nach innen     vorspr:

            gende    untere Flansch der untren Büchse 56 ist mit     eir     ringförmigen,     _gleitfähigen,        zusammendrückbaren        Dic          tung    57 versehen, so dass die äussere Leitung 52 c       Zwischenüberhitzers    sich in axialer und radialer     Ric     tun- relativ zur Büchse 56 ausdehnen und     zusammenz:          hen    kann.  



  Die oben beschriebene Bauweise für die     Abschlw          vorrichtung    innerhalb der Durchführung 28 erlaubt c  axiale und     radiale        w;ircneexpansionder    verschieden.  Elemente.

   Diese Ausführungsform der     Abschlussve          richtung    jedoch ist nicht die einzig verwendbare, und  können stattdessen andere Konstruktionen zum Erziel  eines Abschlusses und zur Ermöglichung derartig  axialer und radialer     Wärmedehnungsbewegungen        ve     wendet werden, etwa     Balgenabschnitte.    Die     vorbeschri          bene    Abschlussvorrichtung:

   mit     gleitfähigen    Dichtung  als zusätzliche Sicherung für den Primärabschluss     verri          gert    die     'Möglichkeit    eines plötzlichen Verlusts     vc     Kühlflüssigkeit im Falle eines Schadens an dem     Primä          abschluss    auf ein Minimum.  



  Anschliessend soll die Ausbildung der Dampferze       -errohre    16 erläutert werden; von den Rohren sind     nit     einzelne Abschnitte gezeichnet, während die restlich  Rohrteile durch     :Mittellinien    angedeutet sind. Auf die  Weise lässt sich die Übersichtlichkeit der     Zeichnui     wahren. Die Ausbildung und Anordnung der Rohre 1  in dem Dampferzeuger ist an sich nicht     ausschlaggeber     - von einem später beschriebenen Ausnahmefall     abg(     sehen - aber als besonders     zweckmässig    hat sich d       Schraubenlinienforni    für jedes Rohr erwiesen.

   Die s       gebild-.ten    Schraubenlinien verschiedenen Durchmesse  sind koaxial angeordnet zu einem Rohrbündel     zusan          mengefasst.    Bei der gezeichneten Ausführungsform bi       det    jedes     Dampferzeugerrohr    16     zwei    Schraubenlinie  von denen die untere Teil eines     Ekonomiser-Verdan          pfers    58 und die obere Teil eines Überhetzers 59 ist.

       Dc     Abschnitt jedes Rohrs zwischen der     Ekonomiserschleit     und der     Oberhitzerschleife    ist in weiter unten     geschilde          ter    Weise     aus-ebildet.     



  Wie     erwiihnt,    sind der Betriebsdruck des     Ekonom          ser-Verdampfers    und derjenige des     Überhetzers    Wesen  lieh höher als der Druck des die     Wärmetauscherrohre    I  umströmenden Kühlgases. Der Kühlgasdruck kann     etw     40     at    (700     psi)    betragen, der     Wasser-Dampf-Druck    i  den     Dampferzeu-errohren    kann jedoch höher als     1-10     (2000     psi)    liegen.  



  Natürlich muss eine     Vorrichtun-    vorhanden sein.     di     jedem einzelnen     Dampferzeugerrohr    Speisewasser     zufüh;     und Dampf     abzielet.    Eine brauchbare Lösung stellt     di          Verwendung        von        Endkammern        dar.        Eine     stellt einen Raum dar, mit dem jedes einzelne Dampfer       zeugerrohr    in Verbindung steht.

   Die     Endkamm-2r    wie       derum    ist mit einer Leitung verbunden, durch<B> & </B>  Wasser oder Dampf der Endkammer zugeführt oder vor  ihr abgezogen wird. Ein Betrieb mit Drücken übe  140     at    (2000     psi)    macht üblicherweise entsprechend  Drücke     ;in    den Eingangs- und     Ausgangsendkammern    de           Dampferzeugerrohre    erforderlich. Der Ausgangsdruck  wird im allgemeinen etwas niedriger gehalten als der  Eingangsdruck, damit eine Strömung zwischen den  Endkammern durch die     Dampferzeugerrohre    hindurch  stattfinden kann.  



  Beim Reissen einer Endkammer kann ein heftiges  Ausströmen von Dampf oder Wasser eintreten. Ein  derartiges Ausströmen innerhalb des Reaktorgehäuses  bei einem Kernreaktor kann dazu führen, dass der  höchstzulässige Druck des Reaktorgehäuses überschrit  ten wird, wodurch die Zerstörung des Gehäuses und eine  Verseuchung der Umgebung auftreten kann. Wenn, wie  es häufig der Fall ist, ein     graphitmoderierter    Kern als  Bestandteil des Reaktorkerns verwendet wird, kann  wegen der hohen Temperatur eine chemische     Reaktion     zwischen Graphit und Wasser eintreten. Dadurch entste  hen schwere Zerstörungen im Bereich des Reaktorkern,  und im Reaktorgehäuse ergeben sich Kontaminationen  in grossen     Mengen.     



  Bei der gezeichneten     Ausführungsforen    liegt die       Speisewassereinlass-Endkammer    17 unterhalb des Reak  torgehäuses<B>11</B> und steht mit den Rohren des     Ekonomi-          ser-Verdampfers    58 über eine Anzahl     Einlassleitungen     19 in Verbindung. Diese bilden einen Teil der Rohrbün  del 27, die durch die Durchführung 28 innerhalb des  Abschlussrohrs 48 mittels geeigneter Öffnungen in den  nach aussen zeigenden oberen Flanschen der Büchsen 54  und 56 geführt sind.  



  Bei der gezeichneten Ausführungsform geht jede  Einlassleitung 19 in ein     Dampferzeugerrohr    1.6 über, so  dass die     Dampferzeugerrohre    einzeln an die Endkammer  17 angeschlossen sind. Einlassleitungen und Dampfer  zeugerrohre können jeweils zusammenhängend ausge  führt sein, es lassen sich aber nötigenfalls unter Reduzie  rung der Zahl der Einlassleitungen 19 kleinere zusätzli  che Endkammern in dem Reaktorgehäuse 11 unterbrin  gen. Wenn das beabsichtigt ist, sollte aber die Zahl der  Einlassleitungen 19 mindestens ein Viertel der Zahl der       Dampferzeugerrohre    16 ausmachen.

   Bei einer solchen  Bauweise ruft ein Bruch an einer einzelnen     Einlasslei-          tung    19 oder einem einzelnen     Dampferzeugerrohr    nur  eine relativ langsame     Druckzunahme    und einen relativ  schwachen Dampfausstoss innerhalb des Reaktorgehäu  ses 11     hervor.    Zum Aufspüren einer derartigen Druck  zunahme oder eines Auftretens von Dampf können  innerhalb des Reaktorgehäuses geeignete     Fühlelemente     angebracht werden, womit das Einleiten von Sicherheits  vorkehrungen möglich ist, bevor ein gefährlicher Zu  stand erreicht ist.  



  Entsprechende     Cberlegungen    gelten für die Gestal  tung der     Dampfauslass-Endkammer    18. Bei der gezeich  neten Ausführungsform ist jedes     Dampferzeugerrolir    16  an seiner Ausgangsseite einzeln über eine entsprechende       Auslassleitung    21 an die     Ausgangs-Endkammer    18  angeschlossen. Die     Auslassleitungen    21 bilden einen Teil  des Leitungssystems 27, das durch die Durchführung 28  durch geeignete Öffnungen in den nach innen gewinkel  ten unteren     Flanschen    der Büchsen     5-1    und 56     geriilirt     ist.

   Die     Auslassleitungen    können mit den     Dampfer7eu-          -errohren    zusammenhängen, oder es können, wie im  Zusammenhang mit der     Einlassleitungen    19 erläutert,  zusätzliche Endkammern zwischen den Ausgang der       Dampferzeugerrohre    16 und die     Auslassleitungen    ? 1  geschaltet werden. Vorzugsweise sollte die Zahl der       Auslassleitungen    mindestens ein Viertel der Zahl der       Dampferzeugerrohre    ausmachen.

   Auch hier entstellt  beim Bruch eines     Dampferzeugerrohres    16 oder einer         Auslassleitung    21 ein nur relativ langsamer Dampf- oder       Wasseraustritt    in das Innere des Reaktorgehäuses, wes  halb die sich ergebende gefährliche Situation beizeiten  erkannt werden kann und geeignete     Sicherheitsmassnah-          men    erriffen werden können.  



       Die'    oberen     @chraubenlinienförinigen        ,Abschnitte    der       Dampferzetigerrohre    16. also die in dem     Oberhitzer    59  liegenden Rohre, bestehen üblicherweise aus     verhältnis-          mässig    kostspieligem hochlegiertem Stahl, damit sie den  hohen Drücken und     Temperaturen    im     Überhitzer    mög  lichst gut angepasst sind. Häufig ist es jedoch nicht  erforderlich, auch den     Ekononiiser-Verdampfer    aus dem       -!eichen    Hochlegierten Stahl zu bauen, weil die Tempera  turen dort niedriger liegen.

   Dementsprechend ergibt sich  eine ('bei 60 angedeutete)     Schweissnaht    in jedem     Dampf-          erzeugerrohr    16 zwischen dessen hochlegiertem und dem  niedriger legierten Abschnitt. Wenn diese Schweissstelle,  an der zwei verschiedene Metalle zusammenstossen, den       extremen        Temperaturen    des Kühlgases ausgesetzt ist,  kann die Schweissnaht rissen wegen der     tmterschiedli-          clien    Wärmedehnung oder wegen thermischer Spannun  gen infolge des hohen Temperaturgradienten in der  Rohrwand.

   Uni die     Bimetall-Schweissstellen    an den       Dampferzeugerrohren    16 zu isolieren, werden die Ab  schnitte der     Dampferzeugerrohre    zwischen dem     Ekono-          miser-\'erdanipfer    58 und dem     Oberliitzer    59 radial  einwärts in eine Stellung geleitet, wo sie neben der  äusseren     Zwischenüberhitzerleitung    52 liegen. Dann  laufen diese Abschnitte axial aufwärts zum oberen Teil  des     Cberhitzers    59     Lind    gehen radial nach aussen so weit  wie nötig, um in die     Schraubenlinienkrümmung    überge  hen zu können.

   Die     Bimetall-Schweissstellen    60 werden  in den vertikalen .Abschnitt der     Dampferzeugerrohre    16  neben die     äuss@_re        Zwischenüberhitzerleitung    52 gelegt.  Ein Leitblech 61, etwa in Form eines Halbringes,  verläuft ausserhalb der äusseren     Zwischenüberhitzerlei-          tung    52 oberhalb der     Binietall-Schweissstellen,    führt  dann vertikal nach unten an diesen Schweissstellen  vorbei und wendet sich nach innen, um die äussere       Zwisch,:nüberhitzerleitung    52 zu berühren.

   Dadurch  wird erreicht,     dass    der die     Dampferzeuerrohre    durch  ziehende Gasstrom, vor allem der den' Überhetzer 59  durchziehende Gasstrom, nach aussen weg von den       Bimetall-Schweissstellen    der     Dampferzeugerrohre    abge  lenkt wird.  



  Bei den gezeichneten und beschriebenen     Rohrbün-          deln    steigt im     Ekonomiser-Verdampfer    58 der     Wasser-          Danipf-Strom    aufwärts in den Rohrschlangen, während       dr    Dampfstrom im Überhetzer 59 in den Rohrschlangen       b        w,        ärts        g-        -richtet        ist.        Tatsächlich        könriii        dic        Absc,iiiit,

  e     der     Dampferzeugerrohre    16 zwischen den Schraubenli  nien so gelegt sein,     dass    unterschiedliche Strömungsrich  tungen entstehen,     Lind    das Leitblech 61 soll so ausgebil  det sein, dass es einen Schutz für die     Bimetall-Schweiss-          stellen    darstellt.  



  Der gezeichnete Dampferzeuger 14 soll, wie schon       envälint,    einen     Zwischenüberhitzer    62 umfassen. Der       Zwischenüberhitzer    62 besteht aus einer Anzahl Dampf  erzeugerrohre 63, deren     Mittelabschnitte    in Form eines       Rohrbündels    mit konzentrischen Schraubenlinien gelegt  sind. Der Betriebsdruck in einem     Zwisehenüberhitzer     liegt     normalerweise    bei oder wenig unter     deni    Druck des  ihn     unigebenden    Kühlgases.

   Daher brauchen keine inne  ren     Endkammern    für den     Zwi        schenüberhitzer    62 vorge  sehen zu werden. Aus weiter unten erläuterten Gründen  wird der     Zwischenüberhitzer    62 bezüglich der     Kühlmit-          telstrÖmung    stromaufwärts vom Überhetzer     59.und    vom           Ekopomiser    58 angeordnet, so dass der     Kühlmittelstrom     über den     Zwischenüberhitzer    62 streicht, ehe er den  Überhitzet 58 und den     Ekonomiser    58 erreicht.

   Der  Dampf wird durch die     Zwischenüberhitzerleitungen    52  und 53 zum und vom     Zwischenüberhitzer    62 geleitet.  Die Leitungen 52 und 53 verlaufen koaxial innerhalb  des Dampferzeugers<B>14</B> durch die Mitten der von den       Dampferzeugerrohren    16 gebildeten Schraubenlinien.  



  Die Leitungen 52 und 53 laufen mit ihren oberen  Enden in eine Endkammer 64 für den     Zwischenüberhit-          zer    ein. Das obere Ende der inneren     Zwischenüberhitzer-          leitung    53 weist einen nach aussen abgewinkelten Ring  flansch 66 auf, der an die Innenwand der Endkammer  64 geschweisst ist und unterteilt damit die Zwischen  überhitzer-Endkammer in eine     ringförmige        Einlasskam-          mer    67 und eine     Auslasskammer    68.

   Der     zwischenzu-          überhitzende    kalte Eingangsdampf läuft durch den     äus-          seren    der beiden, von den Leitungen 52 und 53  gebildeten Kanäle. Deswegen befindet sich die äussere       Zwischenüberhitzerleitung    52 gegenüber der inneren  Leitung 53 auf einer niedrigeren Temperatur und kann  daher leichter einem Druckunterschied widerstehen, der  zwischen dem Kühlgas und dem     zwischenzuüberhitzen-          den    Dampf besteht.

   Die     Zwischenüberhitzerrohre    63  münden in die beiden Kammern 67 und 68 und rufen,  wie in der Zeichnung dargestellt, einen     Zwischenüberhit-          zer-Dampfstrom    hervor, der entgegen der Richtung des       Kühlgasstroms    aufsteigt. Jedoch hat die Richtung der  Strömung im     Zwischenüberhitzer    keine entscheidende  Bedeutung.  



  Das untere Ende der inneren     Zwischenüberhitzerlei-          tung    53 hat die Form eines Wehrohrs 65 und durchsetzt  eine Wand 70, die quer in der äusseren     Zwischenüber-          hitzerleitung    52 liegt. Diese Wand bildet zusammen mit  dem geschlossenen unteren Ende der Leitung 52 einen  Raum für die Aufnahme des zwischenüberhitzten Damp  fes.

   Eine     Ausmündung    72 ist zum Anschluss dieses  Raumes an eine nicht gezeichnete Leitung für zwischen  überhitzten Dampf vorgesehen.     hlit    dem Inneren der  äusseren Leitung 52, und zwar oberhalb der Wand 70,  steht eine Eintrittsöffnung 71 in Verbindung, durch die       zwischenzuüberhitzender    Dampf in den     Ringraum        7wi-          schen    den     Leitungen    52 und 53 geleitet werden kann.  Mit der Eintrittsöffnung 71 steht eine nicht gezeichnete  Leitung in Verbindung, die     zwischenzuüberhitzenden     Dampf führt.  



       Weil    das Kühlas die     Zwischenüberhitzerrohre    63  überstreichen     muss,    ehe es zu dem     Überhitzet    gelangt,  ergibt sich ein wesentlicher Vorteil aus der Lage des       Zwischenüberhitzers    62 in der gezeichneten sind be  Schriebenen Form, weil dadurch alle     un,e,vöhnlichen     Schwankungen der Gastemperatur gedämpft werden.  bevor das Gas den     Überhitzet    59 erreicht.. Die Ausfüh  rung des     Überhitzers    ist deswegen     weniger    ausschlagge  bend, nachdem er vor extremen Temperaturschwankun  gen geschützt ist.  



  Als weiterer und bemerkenswerter Vorteil ist anzuse  hen, dass der     Zwischenüberhitzer    in seiner beschriebe  nen Lage die Möglichkeit hat; eine Kühlung im Notfall  herbeizuführen, indem beim Auftreten eines Lecks im       Wasser-Dampf-System    ein     Hilfs-Kühl-System    benutzt  wird.

   Dieses     Hilfs-Kühl-Svstem    69     (Fig.    1) ist durch  geeignete, nicht gezeichnete Ventile an die Einlass-     bzw.     die     Auslassöffnung    71 bzw. 72 an den unteren Enden  der     Zwischenüberhitzerleitungen    52     bzw.    53     anschliess-          bar.    Beim Verlust von Dampf und Wasser     aus    dem         Dampf-Wasscr-System    29 und einem entsprechend  Füllungsverlust der     Dampferzeugerrohre    16 und     f'     kann das     Hilfs-Kühl-System    69 eingeschaltet werde:

    Die das Zusatzkühlsystem mit den     Zwischenüberhitze          leitungen    verbindenden Schieber können geöffnet     we     den, so dass ein     Kühlmittelstrom,    z. B. ein Strom     vc     Wasser, durch die Leitungen 63 des     Zwischenüberhitze;          Systems    fliesst.

   Ein solches Kühlmittel kann eine     wesen     lieh niedrigere Temperatur haben, als sie     normalerwek     im     zwischenzuüberhitzenden    Dampf herrscht, und     as     diese Weise lässt sich die von dem     Zwisehenüberhitze:     kreis     hervorzurufende    Wärmeabfuhr in einer solche       Notfailsituation    erheblich steigern.

   Der     Zwischenüberhi          zer    kann dadurch so viel Wärme aus dem     Kühlgz     abführen,     dass    sich eine Überhitzung der Dampferzes       aerrohre    16 und 63 vermeiden lässt; damit bleiben     si          auch    vor Zerstörung bewahrt.  



  Die Erfindung     schafft    somit     einen    verbesserte  Dampferzeuger für einen gasgekühlten Kernreaktor  welcher zusammen mit dem Reaktorkern und mit de       Umwälzeinrichtung    im Reaktorgehäuse     untergebrach     ist.  



  Kernreaktor und Dampferzeuger gemäss der     Erfin     dun<B>\g</B> mildern die Folgen eines plötzlichen Austritts     vo;     Dampf oder Flüssigkeit oder von beidem in das Reaktor       gehäuse,    so dass sich Drucküberlastung des     Reaktorge          häuses    und chemische Reaktionen zwischen     Flüssigkei          ten    und anderen Teilen des Reaktors vermeiden lasset  Die     Ba;

  rveise    des     Dampferzeugers        bietet    einen     Schut     sowohl für den Überhitzet als auch für die Bimetall  Schweissstellen zwischen     dem        Cberhitzer    und dem     Ekc          nomiser-Verdampfer.     



  Wenn der Reaktorkern 12 und der obere Boden     2(     weggenommen werden, lassen sich die Dampferzeuge  1.4 aus dem Reaktorgehäuse nach Entfernen des     Ver     Schlusses 30 durch den Durchlass 25 herausnehmen.     Be     jedem Dampferzeuger 14 müssen dazu die Rohre 19     unc     21     sind    das Abschlussrohr 48 am unteren Ende de       Durchführung    28 durchschnitten werden. Dann werden  die Schrauben 38     herausgenommen,    und der gesamt  Dampferzeuger 14 wird angehoben, bis die Rohrbünde  27 oberhalb     dos    unteren Bodens 26 stehen.

   Der     unter(     Boden 26 besitzt eine nicht gezeichnete Öffnung     mi     Verschluss, die mit dem Durchlass 25 fluchtet. De  Verschluss wird weggenommen, und der Dampferzeuge  14 wird in Flucht mit dem Durchlass 25 gebracht     unc     durch ihn     hindurch    abgelassen.,



  Steam generator in a nuclear reactor The present invention relates to a steam generator in a nuclear reactor cooled with a flowing coolant, with a number of a liquid-conducting heat exchanger tubes which are arranged in the coolant flow of the reactor. A gas-cooled nuclear reactor has already been proposed in which the entire primary system with the reactor core, the circulators for the primary coolant, the steam generators and the associated main primary cooling lines are housed in one and the same reactor vessel.

   The fact that no; external primary cooling lines occur because the entire primary system was enclosed in the reactor vessel, eliminating the possibility of a sudden loss of coolant due to a pipe defect.

   If the reactor vessel is made of prestressed concrete, it is not necessary to attach additional, cumbersome biological protection to enclose the steam generator and the main primary cooling line, because the reactor housing itself does this.



  In a gas-cooled nuclear reactor for steam generation, the steam-water system often works with a much higher pressure than the cooling gas. If z. For example, if helium is used as the cooling gas, a satisfactory operating pressure for the coolant can be in the region of SO at (700 psi), while the pressure in the inlet part of the steam generating system (e.g. an Econotniser evaporator or a top heater) is higher than 140 at ( 2000 psi).

   Of course, the pressure of the water at the feed water inlet is kept slightly higher than the counter pressure generated by the steam, so that a flow can be maintained through the pipes of the steam generator.



  A steam generator usually consists of a number of tube bundles; each tube in the bundle terminates in an end chamber which is connected to a water inlet tube and a steam outlet conduit. A leak in one of these end chambers or a fault in the water or steam line with which the end chamber communicates can lead to a rapid drainage of water or steam or both into the reactor housing.

   When this occurs, the internal pressure in the reactor housing can exceed the structural design limits due to the ingress of high pressure water or steam. In addition, the graphite moderator, which is often located in the reactor core, can react with the water or steam at the high temperatures at which the reactor operates. Finally, a sudden emptying of a tube in the tube bundle of a steam generator - while hot cooling gas continues to flow through the tube bundle - can overheat the tubes and lead to destruction.



  Similar problems can arise with nuclear reactors using other types of coolant, e.g. B. Kühlfluigkei th, are used when there is a sudden break in a steam generator or the associated Rohrleitun conditions. Nuclear reactors in which a similar situation may arise include those that use liquid sodium as the primary coolant and use a steam generator that produces a mercury vapor.



  In contrast, the invention creates a steam generator in a nuclear reactor, which is characterized in that some of the heat exchanger tubes form a reheater, which is arranged with respect to the coolant flow in such a way that the coolant flow passes over the reheater before the remaining one, a superheater forming heat exchanger tubes, and that the reheater is provided with means for connecting the same with an auxiliary coolant source,

   in order to allow an auxiliary coolant to flow through the intermediate superheater in the event of a defect in the vapor-liquid system and thereby dissipate heat from the reactor coolant.



  The invention will now be described on the basis of an embodiment with reference to the accompanying drawing. 1 shows a schematic view of a nuclear reactor, FIG. 2 shows a sectional view of a steam generator according to the invention and its attachment and mounting in a nuclear reactor, FIG. 3 shows, on a larger scale, a section along the line 3-3 in FIG . 2,

         4 shows, on a larger scale, a section along the line 4-4 in FIG.



  Quite generally, the gas-cooled reactor contains at least one steam generator 14, which has a number of liquid-circulating heat exchanger rollers 16 which are accommodated in a reactor housing 11 which encloses a reactor core 12. The heat exchanger tubes are located in the primary cooling liquid flow, which is maintained by the circulation device 13.

   The steam generator also includes end chambers 17 and 18, which are arranged outside the reactor housing and via which liquid is introduced into the heat exchanger tubes and removed from them, with inlet and outlet pressures in these end chambers which are significantly higher than the pressure of the primary cooling liquid in the reactor housing. The steam generator also has a number of inlet lines 19 and a number of outlet lines 21 which are guided through a wall of the reactor housing and establish a fluid connection between the heat exchanger tubes and the end chambers.



  From FIG. 1 it can be seen that the reactor indicated there has a reactor core 12 which generates heat in any way from a nuclear fission process. The core is held by suitable auxiliary devices (not shown) in a space 22 which is delimited by the reactor housing 11. The reactor housing is preferably made of prestressed concrete and can have any external shape. The space 22 is essentially cylindrical; it is provided with a lining 23 made of alloy steel, which can be cooled by means not shown.



  The reactor according to FIG. 1 represents a gas-cooled reactor with gas circulation devices and steam generating devices which are accommodated together with the reactor core 12 in the reactor housing. In particular, a number of steam generators 14 are housed within the space 22, as well as a number of gas circulation devices 13. The latter can be constructed in any way, but must be able to compress the cooling gas after it has passed through the steam generators, and so again in circulation bring that it can in turn be passed over the reactor core in order to lead heat away from it.

   In connection with the coolant flow, the term over should be understood to mean that a flow over any heat exchange surface in the core is also meant as a flow through channels which are provided in the core for cooling purposes.



  In the space 22 guide plates are attached, which guide the primary cooling gas flow in the prescribed direction. In detail, these baffles form a cylin drical wall 24 which extends from the core 12 downwards and ends a short distance below the lower end of the core. An upper floor 20 extends across the space 22 just below the core and is close to the lower edge of the cylindrical wall 24 is closed. The steam generator are below the upper floor 20 within the cylindrical baffle plate 24. A lower floor 26 extends transversely to the space 22 near the floor of this space and is connected to the lining 23 tightly.

   The gas circulators 13 are located near the cylindrical liner 23 and provide a connection between the area below the lower tray 26 and the rest of the space 22. The cooling gas is passed down through the core 12 within the cylindrical wall 24 and through the steam generator 14 led. The steam generator releases the gas into the space below the lower floor 26. The gas circulators 13 collect the gas in this lower area and push it upwards past the outside of the steam generator so that it flows through the annular gap that separates the baffle plate 24 up to the top The edge of the core 12 surrounds.

   The gas then flows back down through the core to transfer the heat generated by the core to the steam generator.



  The steam generators 14 feed water is supplied, and steam is wegge from the steam generators leads through tube bundles 27, which each lead away from the associated steam generator down and the reactor housing 11 enforce in passages 28 provided therein. The tube bundles 27 are connected to a steam-water system 29, from which feed water is fed into the steam generator and from which steam is fed into the turbine to drive the electric generators; the turbines and generators are not drawn.



  The number of steam generators 14 used depends on the space available in the space 22 and on the required reactor output. In the illustrated reactor system, a central passage 25 with a removable closure 30 is provided in order to be able to remove each individual steam generator in a manner to be explained in the event of a repair. The steam generator are sufficiently small in diameter that they can pass through the passage 25. The steam generators practically match each other exactly, which is why only a single steam generator will be described in detail.



  As can be seen from FIGS. 2 to 4, such a steam generator 14 has a cylindrical housing 31 which forms a line for the passage of hot gases through the steam generator. The heat exchanger tubes of the steam generator, which will be described in detail later, are bundled in a suitable manner in the housing 31. Special attachment means for the tube bundle are not shown; the bundles can be arranged on transverse perforated sheets, which can be attached with mutual axial spacing inside the housing 31 on cross members that are drawn across the housing; however, other carriers are also suitable.

   At the top the housing 31 is open for the entry of the hot gas; the housing can there be connected to suitable lines or gas ducts through which the hot gas is passed from the reactor core 12 into the housing 31. The lower edge of the housing 31 is connected to the outer edge of an annular flange 32 by welding or in some other way. The flange 32 protrudes upwards / outwards from the edge of a mounting ring 33.



  As already mentioned, after the cooling gas has passed over the heat exchanger tubes of the steam generator, it is passed into the space below the lower floor 26. For this purpose, the lower bottom 26 is provided with an opening 34 over which the steam generator 14 is attached. The steam generator 14 is mounted with the help of a clamping ring 36 on which there is an outwardly directed flange 37 through which a number of screws 38 are inserted, which detach the Klemrriring 36: nit the lower bottom 26 on the edge of the inside Connect opening 34.

   The lower floor 26 is held at a distance from the lower part of the reactor lining 23, which forms the floor of the space 22, by a number of stiffeners 39, each of which is supported by a load distribution plate 41 attached to this lower part of the lining 23 , facing up. Screws 42 pass through the lower floor 26 and the stands are screwed into inserts 43 located at the base of each stand 39. The space between the small Monta 33 and the clamping ring 36 is sealed with a number of sliding locks 44 in order to allow a thermal expansion of the steam generator 14 relative to the level of the lower floor 26.

   As can be seen from FIG. 4, the various steam generators 14 are installed with a mutual spacing so that the edges of the flanges 37 of the various steam generators are immediately adjacent to one another.



  A closure device is provided for each passage 28 to prevent coolant or contaminated material from leaking through the passage. The steam generator is attached to the termination device with a number of radial ribs 46. The ribs reach inward from the mounting ring 33 and at their upper ends extend beyond the N, -ion mounting ring 33 to the inside of the housing 31. The lower edges of the ribs 46 are supported on an annular shoulder 47 which projects outward from the wall of a cylindrical end tube 48; the inner edges of the ribs 46 abut the wall of the end tube 48 and are connected to it. The closing pipe 48 extends downward through the passage 28 to the outside of the reactor housing 11.

   The lining 23 for the space 22 is also passed to the outside through the passage 28, and the end tube 48 has an outer flange at its lower end 49 which is welded to the lining 23. On the outside of the end tube 48, a ring seal 51 is provided in the vicinity of the upper edge of the passage 28, whereby a sliding seal is created between the end pipe and the lining 23 in the passage.

   This sliding seal is resiliently compressible and allows both axial and radial expansion and contraction of the end tube with respect to the lining.



  A reheater 62, which is described further below, belongs to the steam generators 14, and the tube bundles 27 have a pair of concentric reheater lines 52 and 53 for conveying steam from and to the reheater 62. The end tube 48 is attached to the outer reheater line 52 by an upper and a lower bushing 54 and 56, respectively.

   In Fig. 2 it can be seen that each of the two sleeves 54 and 56 consists of a (vertically extending cylindrical section, a; lower, inwardly facing and an upper, outwardly facing annular flange. The sleeves 56 and 56 can be connected to the end with ilircii flanges . The red 48 and the outer reheating line are welded, however, the lower sleeve is not welded to the outer reheating line 52 in this way; the inward protrudes:

            The lower flange of the lower sleeve 56 is provided with an annular, slidable, compressible seal 57 so that the outer conduit 52c of the reheater can expand and contract in axial and radial direction relative to the sleeve 56.



  The construction described above for the Abschlw device within the implementation 28 allows c axial and radial thermal expansion of the different. Elements.

   This embodiment of the closure device, however, is not the only one that can be used, and other constructions, such as bellows sections, may be used instead to achieve closure and to enable such axial and radial thermal expansion movements. The locking device described above:

   With a sliding seal as an additional safeguard for the primary closure, the possibility of a sudden loss of coolant in the event of damage to the primary closure is reduced to a minimum.



  The formation of the steam ore pipes 16 will then be explained; Nit individual sections of the pipes are drawn, while the remaining pipe parts are indicated by: center lines. In this way, the clarity of the drawing can be preserved. The design and arrangement of the pipes 1 in the steam generator is not in itself decisive - apart from an exceptional case described later - but the helical shape has proven to be particularly useful for each pipe.

   The s formed helical lines of different diameters are arranged coaxially and combined to form a tube bundle. In the illustrated embodiment, each steam generator pipe 16 bi det two helical lines of which the lower part of an economizer-Verdan pfers 58 and the upper part of a superheater 59 is.

       The section of each pipe between the economizer loop and the top heater loop is designed in the manner described below.



  As mentioned, the operating pressure of the economiser evaporator and that of the superheater essence are higher than the pressure of the cooling gas flowing around the heat exchanger tubes. The cooling gas pressure can be around 40 at (700 psi), but the water-steam pressure in the steam generator tubes can be greater than 1-10 (2000 psi).



  Of course, there must be some fixture. di feed water to each individual steam generator pipe; and aimed at steam. A viable solution is the use of end chambers. One is a space with which each individual steamer pipe communicates.

   The end comb 2r in turn is connected to a line through which water or steam is supplied to the end chamber or withdrawn before it. Operation at pressures above 140 at (2000 psi) usually requires corresponding pressures in the inlet and outlet end chambers of the steam generator tubes. The outlet pressure is generally kept slightly lower than the inlet pressure to allow flow between the end chambers through the steam generator tubes.



  If an end chamber ruptures, a violent leakage of steam or water can occur. Such a leakage within the reactor housing in a nuclear reactor can lead to the maximum permissible pressure of the reactor housing being exceeded, which can destroy the housing and contaminate the environment. If, as is often the case, a graphite-moderated core is used as a component of the reactor core, a chemical reaction between graphite and water can occur because of the high temperature. This causes severe damage in the area of the reactor core, and contamination in large quantities occurs in the reactor housing.



  In the embodiment shown, the feedwater inlet end chamber 17 is located below the reactor housing 11 and is connected to the tubes of the economizer evaporator 58 via a number of inlet lines 19. These form part of the Rohrbün del 27, which are guided through the passage 28 within the end tube 48 by means of suitable openings in the outward-facing upper flanges of the sleeves 54 and 56.



  In the embodiment shown, each inlet line 19 merges into a steam generator pipe 1.6, so that the steam generator pipes are individually connected to the end chamber 17. Inlet lines and steam generator pipes can each be designed to be connected, but if necessary, smaller additional end chambers can be accommodated in the reactor housing 11 by reducing the number of inlet lines 19. If this is intended, the number of inlet lines 19 should be at least a quarter the number of steam generator tubes 16 make up.

   With such a design, a break in an individual inlet line 19 or an individual steam generator pipe only causes a relatively slow pressure increase and a relatively weak steam output within the reactor housing 11. To detect such an increase in pressure or the occurrence of steam, suitable sensing elements can be attached within the reactor housing, so that safety precautions can be initiated before a dangerous state is reached.



  Corresponding considerations apply to the design of the steam outlet end chamber 18. In the embodiment shown, each steam generator roller 16 is individually connected on its outlet side via a corresponding outlet line 21 to the outlet end chamber 18. The outlet lines 21 form part of the line system 27, which is grooved through the passage 28 through suitable openings in the inwardly angled lower flanges of the bushings 5-1 and 56.

   The outlet lines can be connected to the steam generator tubes, or, as explained in connection with the inlet lines 19, additional end chambers between the outlet of the steam generator tubes 16 and the outlet lines? 1 can be switched. The number of outlet lines should preferably be at least a quarter of the number of steam generator tubes.

   Here, too, if a steam generator pipe 16 or an outlet line 21 breaks, the steam or water escaping into the interior of the reactor housing is relatively slow, which is why the resulting dangerous situation can be recognized in good time and suitable safety measures can be taken.



       The upper, helical sections of the steam generator tubes 16, ie the tubes located in the top heater 59, are usually made of relatively expensive high-alloy steel so that they are as well adapted as possible to the high pressures and temperatures in the superheater. Often, however, it is not necessary to also build the Ekononiiser evaporator from the -! Oak high-alloy steel because the temperatures there are lower.

   Accordingly, there is a weld seam (indicated at 60) in each steam generator pipe 16 between its high-alloy and the lower-alloy section. If this welding point, where two different metals collide, is exposed to the extreme temperatures of the cooling gas, the weld seam can crack due to the different thermal expansion or due to thermal stresses due to the high temperature gradient in the pipe wall.

   To isolate the bimetal welds on the steam generator tubes 16, the sections of the steam generator tubes between the economizer 58 and the Oberliitzer 59 are directed radially inward into a position where they lie next to the outer reheater line 52. Then these sections run axially upwards to the upper part of the superheater 59 and go radially outwards as far as necessary in order to be able to transition into the helical curvature.

   The bimetallic welds 60 are placed in the vertical section of the steam generator tubes 16 next to the outer reheater line 52. A guide plate 61, for example in the form of a half-ring, runs outside the outer reheater line 52 above the Binietall welding points, then leads vertically downwards past these weld points and turns inward to touch the outer intermediate superheater line 52.

   This ensures that the gas stream pulling the steam generator tubes, especially the gas stream flowing through the heat exchanger 59, is deflected outwards away from the bimetallic welds of the steam generator tubes.



  In the tube bundles drawn and described, the water-Danipf flow rises upwards in the tube coils in the economizer-evaporator 58, while the steam flow in the condenser 59 is b w, arrts g -directed in the tube coils. In fact, the Para, iiiit,

  The steam generator tubes 16 should be placed between the helical lines in such a way that different flow directions arise, and the guide plate 61 should be designed in such a way that it provides protection for the bimetallic welds.



  The steam generator 14 shown should, as already described, include a reheater 62. The reheater 62 consists of a number of steam generator tubes 63, the central portions of which are laid in the form of a tube bundle with concentric helical lines. The operating pressure in a secondary superheater is normally at or slightly below the pressure of the cooling gas supplying it.

   Therefore, no inner end chambers for the intermediate superheater 62 need to be seen. For reasons explained below, the reheater 62 is arranged upstream of the superheater 59 and the ecopomiser 58 with respect to the coolant flow, so that the coolant flow passes over the reheater 62 before it reaches the superheater 58 and the economizer 58.

   The steam is directed to and from the reheater 62 through reheater lines 52 and 53. The lines 52 and 53 run coaxially within the steam generator 14 through the centers of the helical lines formed by the steam generator tubes 16.



  The lines 52 and 53 run with their upper ends into an end chamber 64 for the reheater. The upper end of the inner reheater line 53 has an outwardly angled annular flange 66 which is welded to the inner wall of the end chamber 64 and thus divides the reheater end chamber into an annular inlet chamber 67 and an outlet chamber 68.

   The cold inlet steam to be reheated runs through the outer of the two channels formed by lines 52 and 53. The outer reheater line 52 is therefore at a lower temperature than the inner line 53 and can therefore more easily withstand a pressure difference that exists between the cooling gas and the steam to be reheated.

   The reheater tubes 63 open into the two chambers 67 and 68 and, as shown in the drawing, produce a reheater steam flow which rises counter to the direction of the cooling gas flow. However, the direction of the flow in the reheater is not of decisive importance.



  The lower end of the inner reheater line 53 has the shape of a weir pipe 65 and passes through a wall 70 which lies transversely in the outer reheater line 52. This wall, together with the closed lower end of the line 52, forms a space for receiving the reheated steam.

   An outlet 72 is provided for connecting this space to a line, not shown, for between superheated steam. With the interior of the outer line 52, namely above the wall 70, there is an inlet opening 71, through which steam to be reheated can be passed into the annular space 7 between the lines 52 and 53. A line (not shown) is connected to the inlet opening 71 and carries steam to be reheated.



       Because the cooling gas has to pass over the reheater pipes 63 before it reaches the overheat, there is a significant advantage from the position of the reheater 62 in the form shown, because this dampens all unusual fluctuations in the gas temperature. before the gas reaches the superheater 59 .. The execution of the superheater is therefore less decisive after it is protected from extreme temperature fluctuations.



  Another notable advantage is that the reheater has the option in its described position; bring about cooling in an emergency by using an auxiliary cooling system in the event of a leak in the water-steam system.

   This auxiliary cooling system 69 (FIG. 1) can be connected to the inlet and outlet openings 71 and 72 at the lower ends of the reheater lines 52 and 53 by suitable valves (not shown). In the event of loss of steam and water from the steam-water system 29 and a corresponding loss of filling of the steam generator pipes 16 and f ', the auxiliary cooling system 69 can be switched on:

    The slide connecting the additional cooling system to the reheat lines can be opened so that a coolant flow, e.g. B. a stream vc water, through lines 63 of the reheat; System flows.

   Such a coolant can have a substantially lower temperature than normally prevails in the steam to be reheated, and in this way the heat dissipation caused by the overheating circuit can be increased considerably in such an emergency situation.

   The Zwischenüberhi zer can thereby dissipate so much heat from the Kühlgz that overheating of the steam ore aer pipes 16 and 63 can be avoided; this also protects them from destruction.



  The invention thus creates an improved steam generator for a gas-cooled nuclear reactor which, together with the reactor core and with the circulating device, is housed in the reactor housing.



  Nuclear reactor and steam generator according to the invention dun <B> \ g </B> mitigate the consequences of a sudden escape vo; Vapor or liquid or both into the reactor housing, so that pressure overloading of the reactor housing and chemical reactions between liquids and other parts of the reactor can be avoided The Ba;

  The steam generator provides protection both for overheating and for the bimetal welds between the superheater and the Ekcomiser evaporator.



  If the reactor core 12 and the upper floor 2 (are removed, the steam generators 1.4 can be removed from the reactor housing after removing the closure 30 through the passage 25. On each steam generator 14, the pipes 19 and 21 must be the end pipe 48 on the lower Cut through the end of the passage 28. The screws 38 are then removed and the entire steam generator 14 is raised until the pipe collars 27 are above the lower floor 26.

   The bottom 26 has an opening (not shown) with a closure which is aligned with the passage 25. The closure is removed and the steam generator 14 is brought into alignment with the passage 25 and drained through it.,

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Damnferzetiger in einem mit einem strömender Kühlmittel gekühlten Kernreaktor, mit einer Anzahl eine Flüssigkeit führender Wärmetauscherrohre, die im Kühl mittelstrom des Reaktors angeordnet sind, dadurcl; PATENT CLAIM Damnferzetiger in a nuclear reactor cooled with a flowing coolant, with a number of a liquid-conducting heat exchanger tubes which are arranged in the coolant flow of the reactor, dadurcl; gekennzeichnet, dass einige der Wärmetauscherrohre einen Zwischenüberhitzer bilden, welcher bezüglich der Kühlmittelströrlung so angeordnet ist, dass der Kühlmit- teistrom über den Zwischenüberhitzer streicht, ehe er die restlichen, einen Überhitzet bildenden Wärmetauscher rohre erreicht, und dass der Zwischenüberhitzer mit Mitteln zur Verbindsing desselben mit einer Hilfskühl mittelquelle versehen ist, characterized in that some of the heat exchanger tubes form a reheater, which is arranged with respect to the coolant flow in such a way that the coolant flow sweeps over the reheater before it reaches the remaining heat exchanger tubes forming an overheat, and that the reheater with means for connecting it with an auxiliary coolant source is provided, um im Falle eines Defektes im Dampf-Flüssigkeit-System ein Hilfskühlmittel durch den Zwischenüberhitzer strömen zu lassen und dadurch Wärme vom Reaktorkühlmittel abzuführen. UNTERANSPRÜCHE 1. in order to allow an auxiliary coolant to flow through the reheater in the event of a defect in the vapor-liquid system and thereby remove heat from the reactor coolant. SUBCLAIMS 1. Dampferzeuger nach Patentanspruch, gekenn zeichnet dadurch, dass der Zwischenüberhitzer (62) bezüglich der Kühlmittelströmung stromaufwärts vom überhitzer (59) und vom Ekonomiser (58) angeordnet ist, so dass der Kühlmittelstrom über den Zwischenüber- hitzer (62) streicht, ehe er den überhitzer (59) und den Ekonomiser (58) erreicht. 2. Steam generator according to claim, characterized in that the reheater (62) is arranged upstream of the superheater (59) and the economizer (58) with respect to the coolant flow, so that the coolant flow passes over the reheater (62) before it passes the superheater (59) and the economizer (58). 2. Dampferzeuger nach Unteranspruch 1, gekenn zeichnet durch eine Endkammer (64) für den Zwischen- überhitzer (62), welche benachbart dem Zwischenüber- hitzer innerhalb des Reaktorgehäuses angeordnet ist. 3. Steam generator according to dependent claim 1, characterized by an end chamber (64) for the reheater (62), which is arranged adjacent to the reheater within the reactor housing. 3. Dampferzeuger nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch eine Abschlussvorrichtung zwischen einer Auskleidung (23) einer Durchführung (28) des Reaktor gehäuses (11) und den durch die Durchführung (28) sich erstreckenden Einlassleitungen (19) und Auslassleitun- gen (21), wobei die Abschlussvorrichtung aus einem koaxial zu der Auskleidung (23) verlaufenden Ab- schlussrohr (28) sowie einer ersten Büchse (54) und einer zweiten Büchse (56) besteht, die seitwärts an dem Abschlussrohr (48) vorgesehen und an entgegengesetzten Ende desselben mit diesem verbunden sind, und wobei eine erste gleitfähige Dichtung (51) bzw. Steam generator according to claim, characterized by a closure device between a lining (23) of a passage (28) of the reactor housing (11) and the inlet lines (19) and outlet lines (21) extending through the passage (28), wherein the Terminating device consists of a terminating tube (28) running coaxially to the lining (23) and a first bushing (54) and a second bushing (56) which are provided on the side of the terminating tube (48) and are connected to the latter at the opposite end are, and wherein a first sliding seal (51) or eine zweite gleitfähige Dichtung (57) zwischen dem Abschlussrohr (48) und der Auskleidung (23) bzw. zwischen der zweiten Büchse (56) und einer Zwischenüberhitzerlei- tung (52) vorgesehen ist, um Wärmeausdehungsbewe- gungen zu ermöglichen. a second sliding seal (57) is provided between the end tube (48) and the liner (23) or between the second sleeve (56) and a reheater line (52) in order to allow thermal expansion movements.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115031214B (en) * 2022-06-14 2024-04-02 中国核动力研究设计院 External direct-current efficient steam generator with built-in voltage stabilizing function

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