CH671478A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine aus mehreren Dampferzeugern bestehende Wärmenutzungsvorrichtung und eine diese enthaltende HT-Kleinreaktoranlage. DESCRIPTION The invention relates to a heat utilization device consisting of a plurality of steam generators and to an HT small reactor system containing them.

Zum Stand der Technik gehört eine Anlage, bei der ein Kernreaktor mit kugelförmigen Brennelementen sowie ein einziger oberhalb des Kernreaktors angeordneter Dampferzeuger in einem doppelwandigen Stahldruckbehälter installiert sind (AVR-Reaktor). Die Gebläse zur Umwälzung des Kühlgases, das den Reaktorkern und den Dampferzeuger von unten nach oben durchströmt, befinden sich unterhalb des Reaktors. Dieser bekannte Kugelhaufen-Kernreaktor, der eine sehr niedrige Leistung hat, weist den Nachteil auf, dass keine Extrapolationen zu Reaktortypen mit etwas höherer Leistung möglich sind. Bekannt ist auch ein Kernreaktor mit kugelförmigen Brenn5 The prior art includes a plant in which a nuclear reactor with spherical fuel elements and a single steam generator arranged above the nuclear reactor are installed in a double-walled steel pressure vessel (AVR reactor). The blowers for circulating the cooling gas which flows through the reactor core and the steam generator from bottom to top are located below the reactor. This known pebble-bed nuclear reactor, which has a very low output, has the disadvantage that extrapolations to reactor types with somewhat higher output are not possible. A nuclear reactor with spherical combustion5 is also known

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elementen für eine Leistung von 100 MWe, ein sogenannter Hochtemperatur-(HT)Kleinreaktor, der ebenfalls mit einem einzigen, jedoch aus mehreren unabhängigen Teilsystemen bestehenden Dampferzeuger gekoppelt ist. Der Stahldruckbehälter enthält in seinem unteren Teil den Kleinreaktor und in seinem oberen, eingezogenen Teil den Dampferzeuger. Die Umwälzgebläse sind aussen auf den Deckel des Stahldruckbehälters aufgesetzt (deutsche Patentanmeldung P 3 345 113.3). elements for an output of 100 MWe, a so-called high-temperature (HT) small reactor, which is also coupled to a single steam generator, but consisting of several independent subsystems. The steel pressure vessel contains the small reactor in its lower part and the steam generator in its upper, drawn-in part. The circulation fans are placed on the outside of the cover of the steel pressure vessel (German patent application P 3 345 113.3).

Ein weiterer HT-Kleinreaktor mit kugelförmigen Brennelementen hat ein Wärmenutzungssystem, das aus zwei parallel nebeneinander und oberhalb des Kleinreaktors angeordneten Dampferzeugern besteht. Jedem Dampferzeuger ist ein Kühlgasgebläse nachgeschaltet. Alle Komponenten — Kleinreaktor, Dampferzeuger und Kühlgasgebläse — sind innerhalb eines stehenden zylindrischen Stahldruckzylinders untergebracht (DE-OS 3 335 451). Another small HT reactor with spherical fuel elements has a heat utilization system that consists of two steam generators arranged in parallel next to each other and above the small reactor. A cooling gas blower is connected downstream of each steam generator. All components - small reactor, steam generator and cooling gas blower - are housed within a standing cylindrical steel pressure cylinder (DE-OS 3 335 451).

Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine aus mehreren Dampferzeugern bestehende Wärmenutzungsvorrichtung zu schaffen, die sich durch geringen Platzbedarf auszeichnet und sich einfach zusammenbauen sowie an der Baustelle leicht montieren lässt, ohne dass Durchdringungen der verschiedenen Systeme vorhanden sind. Ausserdem soll bei der Wärmenutzungsvorrichtung weitgehend auf Schiebeverbindungen verzichtet werden. Starting from this prior art, the invention has for its object to provide a heat utilization device consisting of several steam generators, which is characterized by a small footprint and is easy to assemble and easy to assemble at the construction site without penetrations of the various systems. In addition, sliding connections should largely be dispensed with in the heat utilization device.

Gemäss der Erfindung ist die Lösung der gestellten Aufgabe gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: According to the invention, the solution to the problem is characterized by the following features:

a) die Wärmenutzungsvorrichtung (13) besteht aus mindestens zwei Dampferzeugern (14, 15, 16) mit im Querschnitt kreisringförmigem Rohrbündel, die mit radialem Abstand koaxial ineinander angeordnet sind und je einen einen Ringraum a) the heat utilization device (13) consists of at least two steam generators (14, 15, 16) with a tubular bundle of circular cross section, which are arranged coaxially one inside the other at radial spacing and one each an annular space

(17) begrenzenden äusseren (18) und inneren zylindrischen Mantel (19) aufweisen, zwischen denen das jeweilige Rohrbündel installiert ist; (17) have delimiting outer (18) and inner cylindrical jacket (19), between which the respective tube bundle is installed;

b) bei jedem Dampferzeuger (14, 15, 16) sind der äussere b) with each steam generator (14, 15, 16) are the outer

(18) und der innere Mantel (19) in einem Teilkreis ihres Um-fangs in gleichem Masse nach oben verlängert, wobei der verlängerte Abschnitt (22) sich an seinen beiden Flanken verjüngt und oben ein ebenes Abschlussteil (23) aufweist; (18) and the inner jacket (19) in a partial circle of their circumference to the same extent extended upwards, the extended section (22) tapering on its two flanks and having a flat end part (23) at the top;

c) die Dampferzeuger (14, 15, 16) der Wärmenutzungs Vorrichtung (13) sind derart ineinander gefügt, dass ihre verlängerten Abschnitte (22) im Umfang gleichmässig gegeneinander versetzt sind; c) the steam generators (14, 15, 16) of the heat utilization device (13) are joined together in such a way that their extended sections (22) are evenly offset in circumference;

d) die jeweils von einem der äusseren (18) und der inneren zylindrischen Mäntel (19) begrenzten Ringräume (17) sind für den direkten Zutritt heissen Kühlgases nach unten hin offen; d) the annular spaces (17), each delimited by one of the outer (18) and the inner cylindrical shells (19), are open at the bottom for direct access of hot cooling gas;

e) für die Führung des kalten Kühlgases aus den nach oben hin abgeschlossenen Ringräumen (17) sind die verlängerten Abschnitte (22) der Dampferzeuger-Mäntel (18, 19) vorgesehen, die in ihrem ebenen Abschlussteil (23) eine Durchgangsöffnung (24) aufweisen; e) for the guidance of the cold cooling gas from the annular spaces (17) closed at the top, the extended sections (22) of the steam generator jackets (18, 19) are provided, which have a through opening (24) in their flat end part (23) ;

f) im äusseren Mantel (18) jedes Dampferzeugers (14, 15, 16) ist zentral im Wandbereich seines verlängerten Abschnitts (22) eine Speisewasserzuführung (30) vorgesehen; f) in the outer jacket (18) of each steam generator (14, 15, 16), a feed water supply (30) is provided centrally in the wall region of its extended section (22);

g) diametral gegenüber der Speisewasserzuführung (30) weisen die äusseren Mäntel (18) aller Dampferzeuger mit Ausnahme des innersten Dampferzeugers (14) im oberen Wandbereich eine Frischdampfableitung (33) auf, zu welcher Frischdampfleitungen (34) in Form einer Helix durch die Ringräume (17) nach oben geführt sind; g) diametrically opposite the feed water supply (30), the outer jackets (18) of all steam generators with the exception of the innermost steam generator (14) have a live steam discharge line (33) in the upper wall area, to which live steam lines (34) in the form of a helix through the annular spaces ( 17) are led upwards;

h) die Frischdampfleitungen (34) für den innersten Dampferzeuger (14) sind in dem Zentralraum (21) der Wärmenutzungsvorrichtung (13) nach oben verlegt. h) the live steam lines (34) for the innermost steam generator (14) are laid up in the central space (21) of the heat utilization device (13).

Ebenso betrifft die Erfindung eine HT-Kleinreaktoranlage mit einer Wärmenutzungsvorrichtung der genannten Art; die Wärmenutzungsvorrichtung ist dabei oberhalb eines HT-Reak-tors in einen stehenden, zylindrischen Stahldruckbehälter eingebaut. The invention also relates to a small HT reactor plant with a heat utilization device of the type mentioned; the heat utilization device is installed above a HT reactor in a standing, cylindrical steel pressure vessel.

Bei der erfindungsgemässen Wärmenutzungsvorrichtung sind also die einzelnen Dampferzeuger koaxial ineinandergefügt, so dass die gesamte Vorrichtung relativ wenig Platz beansprucht. Jeder Dampferzeuger lässt sich samt der Speisewasserzuführung und der Frischdampfableitung einzeln herstellen, wobei bei seinem Zusammenbau nur wenige Schweissnähte erforderlich sind. Das gilt auch für die Montage im Stahldruckbehälter. Somit ergibt sich für die erfindungsgemässe Wärmenutzungsvorrichtung eine kostengünstige Herstellung. In the heat utilization device according to the invention, the individual steam generators are therefore coaxially fitted into one another, so that the entire device takes up relatively little space. Each steam generator, including the feed water supply and the fresh steam discharge, can be manufactured individually, whereby only a few welds are required for its assembly. This also applies to assembly in a steel pressure vessel. This results in cost-effective production for the heat utilization device according to the invention.

Die Speisewasserzuführungen sowie die Frischdampfableitungen der Dampferzeuger sind voneinander unabhängig und radial symmetrisch zueinander angeordnet, wobei die Speisewasserzuführungen jeweils in den verlängerten Mantelabschnitten, die der Kaltgasführung dienen, vorgesehen sind, während sich die Frischdampfableitungen in den Lücken zwischen diesen Abschnitten befinden. Bis auf den innersten Dampferzeuger, dessen Frischdampfleitungen zentral durch die Wärmenutzungsvorrichtung verlegt sind, haben alle Dampferzeuger in der Frischdampfführung eine Dehnzone, realisiert durch die in Form einer Helix durch die Ringräume geführten Frischdampfleitungen. The feed water supply lines and the live steam discharge lines of the steam generators are arranged independently of one another and are arranged radially symmetrically to one another, the feed water supply lines being provided in the extended jacket sections which serve to guide the cold gas, while the live steam discharge lines are located in the gaps between these sections. Except for the innermost steam generator, whose main steam lines are routed centrally through the heat utilization device, all steam generators in the main steam duct have an expansion zone, implemented by the main steam lines in the form of a helix through the annular spaces.

Das Kaltgas tritt oben aus den in einer Höhe liegenden Abschlussteilen der verlängerten Abschnitte aus, d.h. es wird bei allen Dampferzeugern auf der gleichen Seite herausgeführt. Anschliessend wird es den Gebläsen zugeleitet, die beispielsweise oben auf den Stahldruckbehälter aufgesetzt sein können. The cold gas emerges from the top of the end sections of the extended sections, i.e. it is brought out on the same side for all steam generators. It is then fed to the blowers, which can be placed on top of the steel pressure vessel, for example.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Patentansprüchen sowie der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den schematischen Zëichnungen zu entnehmen. Die Figuren zeigen im einzelnen: Advantageous developments of the invention can be found in the dependent patent claims and the following description of an exemplary embodiment in connection with the schematic drawings. The figures show in detail:

Fig. 1 einen HT-Kleinreaktor mit einer erfindungsgemässen Wärmenutzungsvorrichtung, teilweise im Längsschnitt, 1 is a small HT reactor with a heat utilization device according to the invention, partially in longitudinal section,

Fig. 2 die Ansicht der Wärmenutzungs Vorrichtung von oben, 2 the view of the heat utilization device from above,

Fig. 3 die Abwicklung der Wärmenutzungsvorrichtung nach Figur 2, 3 shows the development of the heat utilization device according to FIG. 2,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch den innersten Dampferzeuger mit der Speisewasserzuführung und Frischdampfableitung, 4 shows a longitudinal section through the innermost steam generator with the feed water supply and live steam discharge,

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Speisewasserzuführung und Frischdampfableitung des innersten Dampferzeugers, 5 shows a cross section through the feed water supply and fresh steam discharge of the innermost steam generator,

Fig. 6 die Abwicklung des halben Ringraumes eines der äusseren Dampferzeuger, wobei das Rohrbündel in Form einer Helix weggelassen ist, 6 shows the development of half the annular space of one of the outer steam generators, the tube bundle in the form of a helix being omitted,

Fig. 7 den obersten Bereich des Stahldruckbehälters mit Speisewasserzuführung und Frischdampfableitung, stark ver-grössert. Fig. 7, the uppermost area of the steel pressure vessel with feed water supply and fresh steam discharge, greatly enlarged.

Gleiche Teile sind in den einzelnen Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Identical parts are provided with the same reference numbers in the individual figures.

Die Figur 1 lässt einen stehenden zylindrischen Stahldruckbehälter 1 erkennen, der aus zwei Teilen 2 und 3 besteht sowie ein Bodenteil 4 und einen gewölbten Deckel 5 aufweist. Die beiden Behälterteile 2 und 3 sind durch Flansche 6 miteinander verbunden. In dem unteren Behälterteil 3 ist ein HT-Kleinreaktor 7 untergebracht, dessen Kern aus einer Schüttung von kugelförmigen Brennelementen besteht. Die Schüttung 8, die von unten nach oben von einem Kühlgas (Helium) durchströmt wird, ist seitlich von einem zylindrischen Reflektor 9 umgeben. An diesen schliesst sich oben ein Deckenreflektor 10 an, der Durchtrittsöffnungen 11 für das Kühlgas aufweist. Oberhalb des Deckenreflektors 10 ist ein Heissgassammelraum 12 vorgesehen. 1 shows a standing cylindrical steel pressure vessel 1, which consists of two parts 2 and 3 and has a base part 4 and a domed cover 5. The two container parts 2 and 3 are connected to one another by flanges 6. In the lower container part 3, a small HT reactor 7 is housed, the core of which consists of a bed of spherical fuel elements. The bed 8, through which a cooling gas (helium) flows from bottom to top, is laterally surrounded by a cylindrical reflector 9. This is followed by a ceiling reflector 10 at the top, which has through openings 11 for the cooling gas. A hot gas collecting space 12 is provided above the ceiling reflector 10.

In dem oberen Behälterteil 2 befindet sich eine Wärmenutzungsvorrichtung 13 die in diesem Ausführungsbeispiel aus drei Dampferzeugern 14, 15, 16 besteht, wie besser aus der Figur 2 zu erkennen ist. Die Dampferzeuger 14, 15, 16 haben als Heizfläche je ein Rohrbündel mit kreisförmigem Querschnitt in Form einer Helix das jeweils in dem Ringraum 17 zwischen einem äusseren Mantel 18 und einem inneren Mantel 19 ange5 In the upper container part 2 there is a heat utilization device 13 which, in this exemplary embodiment, consists of three steam generators 14, 15, 16, as can be seen better from FIG. The steam generators 14, 15, 16 each have a tube bundle with a circular cross section in the form of a helix as heating surface, which is arranged in the annular space 17 between an outer jacket 18 and an inner jacket 19

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ordnet ist. Die Ringräume 17 sind nach unten hin offen, so dass das heisse Kühlgas aus dem Heissgassammelraum 12 direkt die Rohrbündel beaufschlagen und in der Wärmenutzungs Vorrichtung 13 nach oben strömen kann. is arranged. The annular spaces 17 are open towards the bottom, so that the hot cooling gas from the hot gas collecting space 12 can act directly on the tube bundle and flow upward in the heat-use device 13.

Die Mäntel 18 und 19 der Dampferzeuger 14, 15 16 sind koaxial ineinander angeordnet, und zwar derart, dass zwischen zwei benachbarten Dampferzeugern je ein freier Ringraum 20 bleibt. Der Zentralraum 21 der Wärmenutzungsvorrichtung 13 bleibt ebenfalls frei von Bündelrohren. The shells 18 and 19 of the steam generators 14, 15 16 are arranged coaxially one inside the other in such a way that a free annular space 20 remains between two adjacent steam generators. The central space 21 of the heat utilization device 13 also remains free of bundle tubes.

Wie am besten aus der Abwicklung in Figur 3 zu erkennen ist, sind bei jedem der Dampferzeuger 14, 15, 16 der äussere Mantel 18 sowie der innere Mantel 19 auf einem Teilbereich ihres Umfangs, der an der Basis höchstens bis zu einem Drittel beträgt, nach oben verlängert, wobei der verlängerte Abschnitt 22 sich auf seinen beiden Flanken evolventenartig nach oben verjüngt. Den Abschluss der Abschnitte 22 bildet jeweils ein ebenes Abschlussteil 23, wobei alle Abschlussteile 23 auf der gleichen Höhe liegen. Die drei Dampferzeuger 14, 15, 16 sind so ineinander angeordnet, dass ihre verlängerten Mantel-Ab-schnitte 22 gegeneinander um 120° versetzt sind. As can best be seen from the development in FIG. 3, each of the steam generators 14, 15, 16 has the outer jacket 18 and the inner jacket 19 on a partial region of their circumference, which is at most up to a third at the base elongated at the top, the elongated section 22 tapering upward on its two flanks like an involute. The end of the sections 22 is in each case formed by a flat end part 23, all end parts 23 being at the same height. The three steam generators 14, 15, 16 are arranged one inside the other in such a way that their elongated jacket sections 22 are offset from one another by 120 °.

Die Ringräume 17, die die Rohrbündel enthalten, sind oben abgeschlossen, und zwar auch im Bereich der verlängerten Abschnitte 22. Als Führung für das aus den Ringräumen 17 austretende Kaltgas dienen die verlängerten Abschnitte 22, die in ihren ebenen Abschlussteilen 23 je eine Durchgangsöffnung 24 aufweisen. Das Kaltgas strömt innerhalb der Abschnitte 22 nach oben und wird durch die evolventenartigen Flanken den Durchgangsöffnungen 24 zugeleitet. An die Durchgangsöffnungen 24 schliesst sich über eine Schiebeverbindung 25 je eine zu einem Gebläse 26 führende Gasleitung 27 an, wie die Figur 7 zeigt. Aus der Figur 1 ist der weitere Weg des Kaltgases zurück zu dem HT-Kleinreaktor 7 zu erkennen, nämlich durch einen oberen Ringraum 28 zwischen Stahldruckbehälter 2 und Wärmenutzungsvorrichtung 13 und einen unteren Ringraum 29 zwischen Stahldruckbehälterteil 3 und seitlichem Reflektor 9. The annular spaces 17, which contain the tube bundles, are closed at the top, and also in the area of the extended sections 22. The extended sections 22, which each have a through opening 24 in their planar end parts 23, serve as guides for the cold gas emerging from the annular spaces 17 . The cold gas flows upward within the sections 22 and is fed to the through openings 24 through the involute-like flanks. A gas line 27 leading to a blower 26 is connected to the through openings 24 via a sliding connection 25, as shown in FIG. 7. The further path of the cold gas back to the HT small reactor 7 can be seen from FIG. 1, namely through an upper annular space 28 between the steel pressure vessel 2 and the heat utilization device 13 and a lower annular space 29 between the steel pressure vessel part 3 and the lateral reflector 9.

In dem äusseren Mantel 18 jedes Dampferzeugers 14, 15 16 ist bei diesem Ausführungsbeispiel innerhalb des verlängerten Abschnitts 22 als Speisewasserzuführung ein Durchbruch 30 vorgesehen, durch den abgedichtet Speisewasserleitungen 31 für den jeweiligen Dampferzeuger verlegt sind. Diametral gegenüber dem Durchbruch 30 ist bei den beiden äusseren Dampferzeugern 15 und 16 im zylindrischen Teil des äusseren Mantels 18 ein weiterer Durchbruch 33 als Frischdampfableitung vorhanden, der für die Herausführung der jeweiligen Frischdampfleitungen 34 bestimmt ist. Dieser Sachverhalt ist in den Figuren 4, 5 und 6 dargestellt. Wie zu erkennen ist, sind im oberen Bereich des Ringraumes 17 die Speisewasserleitungen 31 über Anschlüsse 32 mit den Bündelrohren in Form einer Helix verbunden. In this embodiment, an opening 30 is provided in the outer jacket 18 of each steam generator 14, 15 16 within the extended section 22 as feed water supply, through which sealed feed water lines 31 for the respective steam generator are laid. Diametrically opposite the opening 30 in the two outer steam generators 15 and 16 in the cylindrical part of the outer jacket 18 there is a further opening 33 as live steam discharge which is intended for the exit of the respective live steam lines 34. This fact is shown in Figures 4, 5 and 6. As can be seen, in the upper region of the annular space 17 the feed water lines 31 are connected to the bundle tubes in the form of a helix via connections 32.

Bei dem inneren Dampferzeuger 14 sind — wie in den Figuren 4 und 5 gezeigt — die Frischdampfleitungen 34 in dem freien Zentralraum 21 der Wärmenutzungs Vorrichtung 13 nach oben verlegt und ausserhalb des Mantels 19 in einer solchen Höhe um 90° umgebogen, dass sie auf dem gleichen Niveau liegen wie der Durchbruch 30 für die Speisewasserleitungen 31. Das abgebogene Bündel 35 befindet sich diametral gegenüber diesem Durchbruch. In the case of the inner steam generator 14, as shown in FIGS. 4 and 5, the live steam lines 34 are laid upwards in the free central space 21 of the heat utilization device 13 and are bent outside of the jacket 19 at a height such that they are at the same level Level lie like the opening 30 for the feed water lines 31. The bent bundle 35 is located diametrically opposite this opening.

Bei den beiden äusseren Dampferzeugern 15 und 16 erfolgt das Heraufführen der Frischdampfleitungen 34 vom unteren Ende des Rohrbündels in Form einer Helix zu dem Durchbruch 33 über eine Dehnzone, die von mindestens einer Windung 36 gebildet wird (Figur 6). Nach dem Durchbruch 33 werden die Frischdampfleitungen 34 zunächst durch die freien Ringräume 20 zwischen den Dampferzeugern verlegt, ehe sie ebenfalls in Höhe der Durchbrüche 30 für die Speisewasserleitungen 31 um 90° umgelenkt werden. In the case of the two outer steam generators 15 and 16, the live steam lines 34 are brought up from the lower end of the tube bundle in the form of a helix to the opening 33 via an expansion zone which is formed by at least one turn 36 (FIG. 6). After the breakthrough 33, the live steam lines 34 are first laid through the free annular spaces 20 between the steam generators before they are likewise deflected by 90 ° at the level of the openings 30 for the feed water lines 31.

In der Figur 7 ist am Beispiel des äusseren Dampferzeugers 16 die weitere Führung der Speisewasserleitungen 31 und Frischdampfleitungen 34 dargestellt. Für jedes der Leitungsbündel ist eine Lochplatte 37 vorgesehen, in der die jeweiligen Leitungen gesammelt werden. Mittels eines Wärmedehnungs-kompensators (Thermosleeve) 38 ist jede Lochplatte 37 in die Wand des oberen Stahlruckbehälterteils 2 eingesetzt. In FIG. 7, the further routing of the feed water lines 31 and live steam lines 34 is shown using the example of the outer steam generator 16. A perforated plate 37 is provided for each of the line bundles, in which the respective lines are collected. Each perforated plate 37 is inserted into the wall of the upper steel pressure vessel part 2 by means of a thermal expansion compensator (thermosleeve) 38.

Die Lochplatten 37 aller Dampferzeuger 14, 15, 16 liegen auf gleicher Höhe und sind gleichmässig über den Umfang des Behälterteils 2 verteilt. Dies lässt sich besonders gut aus der Figur 3 erkennen. Die drei Lochplatten für das Speisewasser wie auch diejenigen für den Frischdampf sind mit I, II, III (für die drei Dampferzeuger) bezeichnet. Das gilt auch für die Figur 2. The perforated plates 37 of all steam generators 14, 15, 16 are at the same height and are evenly distributed over the circumference of the container part 2. This can be seen particularly well from FIG. 3. The three perforated plates for the feed water as well as those for the live steam are labeled I, II, III (for the three steam generators). This also applies to Figure 2.

Die Last der drei Dampferzeuger 14, 15, 16 wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit Hilfe von Pratzen 39 auf den oberen Behälterteil 2 abgetragen, wobei die Pratzen 39 auf an dem Behälterteil 2 vorgesehenen Gegenlagern 40 ruhen. Dies ist den Figuren 1 und 7 zu entnehmen. Die Pratzen 39 sind oberhalb der Speisewasserleitungen 31 und Frischdampfleitungen 34 in gleicher Höhe aussen an dem Mantel 19 des jeweiligen Dampferzeugers angebracht. Jeder Dampferzeuger 14, 15, 16 weist drei Pratzen 39 auf. Eine dieser Pratzen befindet sich jeweils an dem verlängerten Mantel-Abschnitt 22, und zwar auf dem gleichen Teilkreis wie der Durchbruch 30, wie die Figur 3 erkennen lässt. Die beiden anderen Pratzen 39 jedes Dampferzeugers liegen symmetrisch zu dem Durchbruch 33 für die Frischdampfleitungen 34 dieses Dampferzeugers (vgl. Figur 2). Dabei ergibt sich gleichzeitig eine Symmetrie jeweils zweier Pratzen, die zu zwei verschiedenen Dampferzeugern gehören, zu der an dem verlängerten Abschnitt 22 des dritten Dampferzeugers angebrachten Pratze. The load of the three steam generators 14, 15, 16 is transferred in the illustrated embodiment with the aid of claws 39 to the upper container part 2, the claws 39 resting on counter bearings 40 provided on the container part 2. This can be seen in FIGS. 1 and 7. The claws 39 are attached above the feed water lines 31 and live steam lines 34 at the same height on the outside of the jacket 19 of the respective steam generator. Each steam generator 14, 15, 16 has three brackets 39. One of these claws is located on the extended jacket section 22, on the same pitch circle as the opening 30, as can be seen in FIG. 3. The two other claws 39 of each steam generator are symmetrical to the opening 33 for the live steam lines 34 of this steam generator (see FIG. 2). At the same time, there is a symmetry of two claws, which belong to two different steam generators, to the claw attached to the extended section 22 of the third steam generator.

Die Pratzen 39 und ihre Gegenlager 40 können als Bajonett-Verbindung ausgebildet sein, so dass sich die Montage der Wärmenutzungsvorrichtung 13 in dem Stahldruckbehälter 1 sehr einfach durchführen lässt. The claws 39 and their counter bearings 40 can be designed as a bayonet connection, so that the assembly of the heat use device 13 in the steel pressure vessel 1 can be carried out very easily.

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5 Blätter Zeichnungen 5 sheets of drawings

Claims (14)

671 478671 478 1. Aus mehreren Dampferzeugern bestehende, zusammen mit einem HT-Kleinreaktor in einen zylindrischen Stahldruckbehälter einbaubare Wärmenutzungsvorrichtung für den HT-Kleinreaktor, welche Wärmenutzungsvorrichtung mit Hilfe von Kühlgasgebläsen von unten nach oben von dem in dem HT-Kleinreaktor erhitzten Kühlgas durchströmt wird, gekennzeichnet, durch die folgenden Merkmale: 1. Consisting of several steam generators, together with a small HT reactor in a cylindrical steel pressure vessel heat utilization device for the HT small reactor, which heat utilization device is flowed through by the cooling gas heated in the HT small reactor by means of cooling gas blowers from below the following characteristics: a) die WärmenutzungsVorrichtung (13) besteht aus mindestens zwei Dampferzeugern (14, 15, 16) mit im Querschnitt kreisringförmigem Rohrbündel, die mit radialem Abstand koaxial ineinander angeordnet sind und je einen einen Ringraum a) the heat utilization device (13) consists of at least two steam generators (14, 15, 16) with tubular bundles of circular cross section, which are arranged coaxially one inside the other at radial spacing and one each an annular space (17) begrenzenden äusseren (18) und inneren zylindrischen Mantel (19) aufweisen, zwischen denen das jeweilige Rohrbündel installiert ist; (17) have delimiting outer (18) and inner cylindrical jacket (19), between which the respective tube bundle is installed; b) bei jedem Dampferzeuger (14, 15, 16) sind der äussere b) with each steam generator (14, 15, 16) are the outer (18) und der innere Mantel (19) in einem Teilkreis ihres Um-fangs in gleichem Masse nach oben verlängert, wobei der verlängerte Abschnitt (22) sich an seinen beiden Flanken verjüngt und oben ein ebenes Abschlussteil (23) aufweist; (18) and the inner jacket (19) in a partial circle of their circumference to the same extent extended upwards, the extended section (22) tapering on its two flanks and having a flat end part (23) at the top; c) die Dampferzeuger (14,15, 16) der Wärmenutzungsvorrichtung (13) sind derart ineinander gefügt, dass ihre verlängerten Abschnitte (22) im Umfang gleichmässig gegeneinander versetzt sind; c) the steam generators (14, 15, 16) of the heat utilization device (13) are joined into one another in such a way that their extended sections (22) are evenly offset in circumference; d) die jeweils von einem der äusseren (18) und der inneren zylindrischen Mäntel (19) begrenzten Ringräume (17) sind für den direkten Zutritt heissen Kühlgases nach unten hin offen; d) the annular spaces (17), each delimited by one of the outer (18) and the inner cylindrical shells (19), are open at the bottom for direct access of hot cooling gas; e) für die Führung des kalten Kühlgases aus den nach oben hin abgeschlossenen Ringräumen (17) sind die verlängerten Abschnitte (22) der Dampferzeuger-Mäntel (18, 19) vorgesehen, die in ihrem ebenen Abschlussteil (23) eine Durchgangsöffnung (24) aufweisen; e) for the guidance of the cold cooling gas from the annular spaces (17) closed at the top, the extended sections (22) of the steam generator jackets (18, 19) are provided, which have a through opening (24) in their flat end part (23) ; f) im äusseren Mantel (18) jedes Dampferzeugers (14, 15, 16) ist zentral im Wandbereich seines verlängerten Abschnitts (22) eine Speisewasserzuführung (30) vorgesehen; f) in the outer jacket (18) of each steam generator (14, 15, 16), a feed water supply (30) is provided centrally in the wall region of its extended section (22); g) diametral gegenüber der Speisewasserzuführung (30) weisen die äusseren Mäntel (18) aller Dampferzeuger mit Ausnahme des innersten Dampferzeugers (14) im oberen Wandbereich eine Frischdampfableitung (33) auf, zu welcher Frischdampfleitungen (34) in Form einer Helix durch die Ringräume (17) nach oben geführt sind; g) diametrically opposite the feed water supply (30), the outer jackets (18) of all steam generators with the exception of the innermost steam generator (14) have a live steam discharge line (33) in the upper wall area, to which live steam lines (34) in the form of a helix through the annular spaces ( 17) are led upwards; h) die Frischdampfleitungen (34) für den innersten Dampferzeuger (14) sind in dem Zentralraum (21) der Wärmenutzungsvorrichtung (13) nach oben verlegt. h) the live steam lines (34) for the innermost steam generator (14) are laid up in the central space (21) of the heat utilization device (13). 2. Wärmenutzungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmenutzungsvorrichtung (13) aus drei Dampferzeugern (14, 15, 16) besteht, deren verlängerte Mantel-Abschnitte (22) sich an ihrer Basis höchstens bis zu einem Drittel des Mantel-Umfangs erstrecken und um 120° zueinander versetzt sind. 2. Heat use device according to claim 1, characterized in that the heat use device (13) consists of three steam generators (14, 15, 16) whose elongated jacket sections (22) extend at their base at most up to a third of the jacket circumference and are offset by 120 ° to each other. 2 2nd PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS 3. Wärmenutzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisewasserzuführungen (30) und die Frischdampfableitungen (33) als Durchbrüche ausgebildet sind, durch welche die jeweiligen Leitungen (31, 34) gasdicht verlegt sind. 3. Heat utilization device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the feed water supply lines (30) and the live steam discharge lines (33) are designed as openings through which the respective lines (31, 34) are laid gas-tight. 4. Wärmenutzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Rohre jedes Dampferzeuger-Rohrbündels (14, 15,16) direkt an die Durchbrüche (30) für die Speisewasserleitungen (31) und die in Form einer Helix geführten Frischdampfleitungen (34) direkt an die Durchbrüche (33) für diese Leitungen angeschlossen sind. 4. Heat utilization device according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the individual tubes of each steam generator tube bundle (14, 15, 16) directly to the openings (30) for the feed water lines (31) and in the form of a helix guided live steam lines (34) are connected directly to the openings (33) for these lines. 5. Wärmenutzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Speisewasserleitungen (31) als auch die Frischdampfleitungen (34) jedes Dampferzeugers (14,15, 16) ausserhalb des äussersten Mantels der Wärmenutzungsvorrichtung (13) jeweils in einer Lochplatte (37) gesammelt werden, wobei alle Lochplatten (37) auf gleicher Höhe liegen und gleichmässig auf den Umfang verteilt sind. 5. Heat use device according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that both the feed water lines (31) and the live steam lines (34) of each steam generator (14, 15, 16) outside the outermost jacket of the heat use device (13) in each case a perforated plate (37) are collected, all perforated plates (37) being at the same height and evenly distributed over the circumference. 6. Wärmenutzungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Mänteln (18, 19) verschiedener Dampferzeuger vorhandenen freien Ringräume (20) im oberen Bereich für die Verlegung der aus den Durchbrüchen (33) herausgeführten Frischdampfleitungen (34) ausgenutzt werden. 6. Heat utilization device according to claim 3, characterized in that the free annular spaces (20) present between the jackets (18, 19) of different steam generators in the upper region are used for laying the live steam lines (34) led out of the openings (33). 7. Wärmenutzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an die Durchgangsöffnungen (24) für das kalte Kühlgas in den ebenen Abschlussteilen (23) der verlängerten Abschnitte (22) je eine Schiebeverbindung (25) angeschlossen ist. 7. Heat utilization device according to one of claims 1 or 2, characterized in that a sliding connection (25) is connected to the through openings (24) for the cold cooling gas in the flat end parts (23) of the extended sections (22). 8. Wärmenutzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Last jedes Dampferzeugers (14, 15, 16) über oberhalb der Speisewasserleitungen (31) und Frischdampfleitungen (34) in gleicher Höhe vorgesehene Pratzen (39) abgetragen wird. 8. Heat utilization device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the load of each steam generator (14, 15, 16) above the feed water lines (31) and live steam lines (34) provided at the same height claws (39). 9. Wärmenutzungsvorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Dampferzeuger (14, 15, 16) drei an seinem äusseren Mantel (18) angebrachte Pratzen (39) aufweist, von denen die eine an dem verlängertem Abschnitt (22) auf dem gleichen Teilkreis wie die Speisewasserzuführung (30) angeordnet ist und die beiden anderen symmetrisch zu der jeweiligen Frischdampfableitung (33) liegen. 9. Heat utilization device according to claims 2 and 8, characterized in that each steam generator (14, 15, 16) has three on its outer jacket (18) attached claws (39), one of which on the extended portion (22) the same pitch circle as the feed water supply (30) is arranged and the other two are symmetrical to the respective live steam discharge (33). 10. Wärmenutzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Pratzen (39) als Teil einer Bajonett-Verbindung ausgebildet sind. 10. Heat utilization device according to one of claims 8 or 9, characterized in that the claws (39) are formed as part of a bayonet connection. 11. Wärmenutzungs Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastabtragung der Dampferzeuger über Pratzen erfolgt, die auf gleicher Höhe liegen wie die Speisewasserzuführungen., 11. Heat utilization device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the load transfer of the steam generator takes place via claws which are at the same level as the feed water supply. 12. Wärmenutzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastabtragung der Dampferzeuger mittels Aufhängung erfolgt. 12. Heat use device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the load transfer of the steam generator takes place by means of suspension. 13. Wärmenutzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrbündel der Dampferzeuger über Tragplatten auf die jeweiligen Mäntel abgetragen werden, wobei die einzelnen Rohre jedes Rohrbündels mittels reib- und verschleissmindernder Schutzhülsen in den Tragplatten befestigt sind. 13. Heat utilization device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the tube bundles of the steam generator are removed via support plates on the respective jackets, the individual tubes of each tube bundle being fastened in the support plates by means of protective sleeves which reduce friction and wear. 14. HT-Kleinreaktoranlage mit einer Wärmenutzungsvorrichtung nach den Ansprüchen 5, 8, 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmenutzungs Vorrichtung zusammen mit dem HT-Kleinreaktor in einen stehenden, zylindrischen Stahldruckbehälter (1) oberhalb des Reaktors eingebaut ist, 14. HT small reactor system with a heat utilization device according to claims 5, 8, 10 and 12, characterized in that the heat utilization device is installed together with the HT small reactor in a standing, cylindrical steel pressure vessel (1) above the reactor, dass die Lochplatten mittels Wärmedehnungskompensatoren (38) in der Wand des Stahldruckbehälters befestigt sind, dass die Pratzen (39) zusammen mit Gegenlagern (40) an der Behälterwand die Bajonettverbindung bilden und'dass die Lastabtragung der Dampferzeuger über eine Hängekonstruktion erfolgt. that the perforated plates are fixed in the wall of the steel pressure vessel by means of thermal expansion compensators (38), that the claws (39) together with counter bearings (40) form the bayonet connection on the vessel wall and that the load transfer of the steam generator takes place via a hanging construction.