DE10305758A1 - Rohrleitungssystem - Google Patents

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Abstract

Ein Rohrleitungssystem (2) zur Führung eines Strömungsmediums (S) soll selbst im Falle der Bildung möglicherweise explosionsfähiger Gasgemische eine besonders hohe betriebliche Sicherheit aufweisen und somit für den Einsatz unter hohen Sicherheitsanforderungen, beispielsweise in einer kerntechnischen Anlage, besonders geeignet sein. Dazu ist erfindungsgemäß im Innenraum einer Anzahl von Rohrleitungssegmenten (4) jeweils ein Strömungsdämpfer (12) angeordnet, wobei der Strömungsdämpfer (12) insbesondere als Fluidbeschleunigungsdämpfer wirkt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Rohrleitungssystem zur Führung eines Strömungsmediums, insbesondere zum Einsatz in einer kerntechnischen Anlage. Sie betrifft weiter eine Kernkraftwerksanlage mit einem derartigen Rohrleitungssystem.
  • Rohrleitungssysteme oder -netzwerke werden in den unterschiedlichsten Ausführungen für industrielle Anwendungen eingesetzt. Sie bestehen in der Regel aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Rohrsegmenten, die miteinander ein geschlossenes System bilden und von einem in der Regel flüssigen oder auch gasförmigen Arbeits- oder Strömungsmedium durchflossen bzw. durchströmt werden. Diese Rohrleitungsnetzwerke sind konstruktiv auf ihre jeweiligen Anforderungen ausgelegt, so dass insbesondere ihre Stabilität auf den bei industriellen Anwendungen anfallenden Druck des Strömungsmediums im Rohrinneren angepasst ist. Ein Rohrleitungssystem ist in der Regel mit einer Anzahl von funktionalen Ventilen versehen, über die sich manuell oder auch automatisch die Zu- und Abfuhr des Arbeitsmediums sowie die Bespeisung der in der Regel vielfältigen sich verzweigenden Rohrsegmente regeln und steuern lässt. Ventile werden ebenfalls zur Sicherheit als sogenannte Sicherheits- oder Abblasventile eingesetzt, um das Rohrleitungssystem oder andere angeschlossene Komponenten vor Beschädigungen und Zerstörung durch auftretende extreme Drücke des Arbeitsmediums zu schützen. Üblicherweise umfasst auch der Primärkreislauf einer Kernkraftanlage ein derartiges Rohrleitungssystem.
  • Bei der Verwendung derartiger Rohrleitungssysteme im industriellen Bereich können bei entsprechender Anwendung chemische und physikalische Prozesse im Rohrleitungsinneren auftreten, die zur Bildung von brennbaren oder auch explosiven Gasen führen. Außerdem können Mischgase wie insbesondere Knallgase entstehen, die bei einem entsprechen Kombinationsverhältnis hochexplosiv sind. Die Bildung dieser Gase ist in der Regel unkritisch, da die Menge der entstehenden Gase im Vergleich zum Arbeitsmedium relativ gering ist und sie sich durch die Strömungsbewegung des Arbeitsmediums in diesem verteilen. In Teilsegmenten des Rohrleitungsnetzwerks oder in vergleichsweise höher gelegenen Rohrsegmentabschnitten können sich diese Gase, die in der Regel im Vergleich zum Arbeitsmedium eine geringere Dichte aufweisen, jedoch ansammeln und aufkonzentrieren, was je nach den vorherrschenden Bedingungen sogar zur Bildung explosiver Gemische führen kann. Rohrleitungssysteme können daher für eine bedarfsweise Entgasung von explosionfähigen Gasen ausgelegt sein. Dies kann beispielsweise durch eine gezielte Ansammlung der Gase in Steigungsleitungselementen geschehen, von wo aus die explosionsfähigen Gase dann mittels Ventilen einer kontrollierten Verbrennung zugeführt werden oder alternativ durch katalytische Elemente im Bereich des Steigungselementes in nichtexplosionsfähige chemische Verbindungen umgewandelt werden.
  • Nachteilig an diesem Aufbau der Entgasung ist, dass die explosiven Gase zur Abfuhr oder Umwandlung unmittelbar im Rohrleitungsnetzwerk angesammelt und konzentriert werden. Zudem erfolgt die bedarfsweise Entgasung üblicherweise durch aktive Maßnahmen oder Eingriffe. Derartige Konzepte sind daher für hoch sicherheitsrelevante Systeme wie beispielsweise bei einem Einsatz in kerntechnischen Anlagen, die möglichst passiv und somit fehlersicher ausgelegt sein sollten, nur bedingt geeignet.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Rohrleitungssystem der oben genannten Art anzugeben, das selbst im Falle der Bildung möglicherweise explosionsfähiger Gasgemische eine besonders hohe betriebliche Sicherheit aufweist und somit für den Einsatz unter hohen Sicherheitsanforderungen, beispielsweise in einer kerntechnischen Anlage, besonders geeignet ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem im Innenraum einer Anzahl von Rohrleitungssegmenten jeweils ein Strömungsdämpfer angeordnet ist.
  • Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass eine besonders hohe betriebliche Sicherheit in einem Rohrleitungssystem der genannten Art selbst bei der Bildung möglicherweise explosiver Gasgemische erreicht werden kann, indem das Erreichen von Zündbedingungen für die jeweiligen Gasgemische konsequent unterdrückt wird. Gerade bei weit verzweigten, komplexen Rohrleitungssystemen kann es infolge der Leitungsführung zur Aufkonzentration von Gasen in besonderen, im Allgemeinen vergleichsweise hoch gelegenen Teilbereichen kommen. Somit könnten sich Gaspolster bilden, die in Teilbereichen an das ansonsten üblichennreise flüssige Strömungsmedium angrenzen. Im flüssigen Strömungsmedium können sich Druckwellen ungedämpft oder nur wenig gedämpft ausbreiten oder in bestimmten Fällen, beispielsweise bei der Bildung akustischer Resonanzen, sogar eine Verstärkung erfahren. Falls derartige Druckwellen aus dem flüssigen Strömungsmedium auf ein benachbartes Gaspolster treffen, könnte dies zu einer Kompression des Gaspolsters und damit verbunden zu einer lokalen Temperaturerhöhung im Gaspolster führen. Falls das Gaspolster explosive Gasgemische umfasst, könnte die damit verbundene Temperaturerhöhung zum Überschreiten der Zündgrenze und somit zur Auslösung einer Explosion führen.
  • Um zur Erhöhung der betrieblichen Sicherheit des Rohrleitungssystems eine derartige druckwelleninduzierte Zündung in lokal gebildeten Gaspolstern konsequent zu vermeiden, sollte das Rohrleitungssystem daher an geeignet gewählten Stellen mit Mitteln zur Dämpfung derartiger Druckwellen ausgerüstet sein. Dazu sind innerhalb von Rohrleitungssegmenten geeignet gewählte Strömungsdämpfer vorgesehen, wobei die Strömungsdämpfer insbesondere in räumlicher Nähe derjenigen Orte angeordnet sein sollten, in denen mit der Bildung von Gaspolstern zu rechnen ist. Da eintreffende Druckwellen insbesondere mit einer lokalen Beschleunigung des Fluids vergleichbar sind, sind die Strömungsdämpfer dabei insbesondere als Mittel zur Dämpfung oder Begrenzung einer Beschleunigung des Fluids, also als Fluidbeschleunigungsdämpfer, ausgestaltet.
  • In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist das Rohrleitungssystem für eine besondere Absicherung der Umgebung von an Rohrsegmente angeschlossenen Ventilen, insbesondere von Sicherheits- oder Abblaseventilen, ausgelegt. Gerade in dem Fall, dass sich ein Gaspolster der oben beschriebenen Art unmittelbar benachbart zu einem geodätisch vergleichsweise hoch gelegenen Sicherheits- oder Abblaseventil bildet, wird bei einem Ansprechen des Sicherheits- oder Abblaseventils infolge einer globalen Druckerhöhung im Rohrleitungssystem zunächst eine vergleichsweise große Menge von Gas aus dem jeweiligen Gaspolster über das Sicherheitsventil an eine entsprechende Ableitung abgeführt. Infolge dessen sinkt der Druck im Bereich des Sicherheitsventils vergleichsweise stark ab, was zur Schließung des Ventils führen könnte, bevor das Gaspolster vollständig abgebaut wurde. Falls in einer derartigen Situation ein Druckpuls über das flüssige Strömungsmedium in den Bereich des Ventils gelangt, kann eine besonders gravierende Kompression des im Bereich des Ventils verbliebenen Gases mit entsprechend stark ausgeprägter lokaler Temperaturerhöhung resultieren.
  • Um daher derartige Ventile in besonderem Maße gegenüber derartigen Effekten abzusichern, ist vorteilhafterweise einem oder insbesondere jedem derartigen Ventil jeweils ein Strömungsdämpfer der genannten Art zugeordnet, wobei vorzugsweise der Innenraum des jeweiligen Rohrleitungssegments einen ersten Teilraum aufweist, der medienseitig über den jeweiligen Strömungsdämpfer mit einem als Gassammelraum für das zugeordnete Ventil vorgesehenen zweiten Teilraum des Innenraums verbunden ist. Um dabei eine zielgerichtete und konsequente Behandlung der möglicherweise entstehenden Gase zu gewährleisten, ist das jeweilige Rohrleitungssegment in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung im Bereich seines Gassammelraums im Wesentlichen vertikal ausgerichtet. Dadurch ist insbesondere gewährleistet, dass sich das Gas mehr oder weniger vollständig im dafür vorgesehenen Gassammelraum aufkonzentriert, wobei der Gassammelraum durch den zugeordneten Strömungsdämpfer gegen die unkontrollierte Einleitung von Druckpulsen aus dem Strömungsmedium abgesichert ist.
  • Eine noch weiter erhöhte Betriebssicherheit ist dabei erreichbar, indem das Rohrleitungssystem für einen besonders frühzeitigen Abbau sich eventuell aufkonzentrierender Gase ausgelegt ist. In einer vorteihaften Ausgestaltung kann dabei die Erkenntnis genutzt werden, dass bei vergleichsweise erhöhten Gasgehalten die Sättigungstemperatur im Strömungsmedium herabgesetzt wird. Die Bildung einer Gasansammlung oder eines Gaspolsters kann somit anhand einer lokalen Temperatur-Absenkung detektiert werden. Zum frühzeitigen Abführen sich möglicherweise bildender Gaspolster ist daher das jeweilige Sicherheits- oder Abblaseventil vorteilhafterweise derart angesteuert, dass in Abhängigkeit von einem lokalen Temperaturkennwert ein Öffnen des Ventils ausgelöst wird, wobei der lokale Temperaturkennwert vorteilhafterweise im Bereich eines dem jeweiligen Ventil zugeordneten Gassammelraums und/oder im Bereich des dem jeweiligen Ventil zugeordneten Strömungsdämpfers ermittelt wird. Dazu ist vorteilhafterweise dem oder jedem Strömungsdämpfer jeweils ein Temperatursensor zugeordnet, der ausgangsseitig mit einem Stellglied für das jeweilige Ventil verbunden ist.
  • Der Strömungsdämpfer kann als geeignetes Einbauteil für das jeweilige Rohrleitungssegment ausgebildet sein, das vorzugsweise einen für die Dämpfung eines eintreffenden Druckpulses ausreichenden Strömungswiderstand für das beschleunigte Strömungsmedium aufweist. Dabei könnte der Strömungsdämpfer beispielsweise als Lochplatte, Netz oder anderes geeignetes Einbauteil ausgebildet sein, wobei die charakteristischen Dimensionierungsparameter an die Erfordernisse des Strömungswiderstandes angepasst sind. Vorteilhafterweise ist der Strömungsdämpfer dabei als poröser Füllkörper ausgebildet, der in einem Teilabschnitt des Innenraums des jeweiligen Rohrleitungssegments angeordnet ist.
  • Für eine besonders hohe Flexibilität mit einer Vielzahl von Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der Einstellung eines gewünschten Strömungswiderstand oder zur Anpassung an weitere Randbedingungen ist der Strömungsdämpfer vorteilhafterweise durch poröses Füllmaterial gebildet, das in der Art einer Schüttung in einem Teilabschnitt in den Innenraum des jeweiligen Rohrleitungssegments eingefüllt ist. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das Füllmaterial aus annähernd sphärischen Partikeln gebildet. Durch die Verwendung derartiger sphärischer Partikel, die in der Art einer Schüttung in den jeweiligen Teilabschnitt eingefüllt sind, lässt sich nämlich ein Füllungsgrad des im Teilabschnitt zur Verfügung stehenden Volumens von bis zu 74% erreichen.
  • Aufgrund der Strömungsverhältnisse bei der Umströmung derartiger sphärischer Partikel durch das Strömungsmedium ist zudem gewährleistet, dass bei gleichbleibender, kontinuierlicher Durchströmung der Strömungswiderstand nahezu konstant bleibt und somit eine gleichbleibende Durchströmung des Strömungsdämpfers gewährleistet ist. Falls andererseits, beispielsweise durch das Eintreffen eines Druckpulses, in der Art einer Beschleunigung des Medienstroms eine mehr oder weniger schlagartige Erhöhung des einströmenden Mediums erfolgt, steigt der Strömungswiderstand annähernd proportional zur Höhe der auftretenden Beschleunigung an, so dass gerade beim Eintreffen eines Druckpulses eine besonders hohe Dämpfung der Durchströmung erfolgt. Durch eine derartige "virtuelle Massenkraft" ist somit eine inhärent selektive Dämpfungswirkung erreichbar, die einerseits eine kontinuierliche Durchströmung des Strömungsdämpfers nur wenig behindert, andererseits aber im Fall sich kurzfristig schnell ändernder Durchströmungsraten eine hohe Dämpfungswirkung entfaltet. Gerade in einer derartigen Ausgestaltung wirkt der Strömungsdämpfer somit als Fluidbeschleunigungsdämpfer.
  • Die Verwendung eines derartig aufgebauten Strömungsdämpfers in Verbindung mit einem Sicherheits- oder Abblaseventil ist somit besonders günstig, da einerseits durch den Strömungsdämpfer die eigentliche Funktion, nämlich im Bedarfsfall die kontinuierliche Abgabe von Strömungsmedium nach außen, nicht wesentlich behindert wird, wobei andererseits das Sicherheits- oder Abblaseventil zuverlässig gegen die Kompression von Gasen in seiner unmittelbaren Umgebung durch eintreffende Druckpulse geschützt ist. Vorteilhafterweise weisen die Partikel eine Partikelgröße von etwa fünf bis zehn Millimetern auf.
  • Für eine besonders hohe Langlebigkeit der eingesetzten Komponenten ist der Füllkörper bzw. das Füllmaterial vorteilhafterweise aus im Hinblick auf das Strömungsmedium chemisch inertem Material gebildet. Beispielsweise ist für ein Rohrleitungssystem, das zur Führung eines Wasser-Dampf-Gemisches als Strömungsmedium vorgesehen ist, die Verwendung von Zirkonoxid (ZrO2) besonders geeignet. Ein zuverlässiges Abführen von sich im Bereich eines Ventils möglicherweise ansammelndem Gas ist erreichbar, indem ein Rohrleitungssegment vorteilhafterweise über ein zugeordnetes Abblaseventil mit einer Entgasungsrohrleitung verbunden ist, die einen im Vergleich zum jeweiligen Rohrleitungssegment geringeren Querschnitt aufweist. Der Querschnitt der Entgasungsrohrleitung ist dabei vorzugsweise derart gewählt, dass eine vergleichsweise langsame Entgasung gewährleistet ist, so dass durch die Entgasung oder das Gasabblasen die Hauptprozesse oder -strömungen im eigentlichen Rohrleitungssystem möglichst nicht oder nur wenig gestört werden.
  • Das System ist dabei in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung für eine zuverlässige Entfernung explosionsfähiger Gase aus dem Abgasstrom ausgelegt. Dazu ist die Entgasungsrohrleitung in vorteilhafter Ausgestaltung mit einem System für eine kontrollierte Verbrennung von explosiven Gasen und/oder mit einem katalytischen Rekombinator verbunden.
  • Aufgrund des erreichbaren vergleichsweise hohen passiven Sicherheitsstandards, mit denen ohne Rückgriff auf aktive Mittel oder Eingriffe in die Strömungsführung eine mögliche Zündung von zündfähigen Gasgemischen weitgehend vermieden ist, ist das Rohrleitungssystem in besonderem Maße für den Einsatz in einer Kernkraftwerksanlage geeignet. Insbesondere ist dabei die Ausgestaltung des Primärkreislaufs der Kernkraftwerksanlage als derartiges Rohrleitungssystem vorteilhaft.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Verwendung der Strömungsdämpfer in ausgewählten Rohrsegmenten mit einfachen Mitteln ein besonders wirksamer Explosionsschutz erreichbar ist. Das zur Bildung des Strömungsdämpfers verwendete poröse Material stellt einerseits eine durchlässige Füllung des Rohres dar, die den Transport von flüssigen und gasförmigen Materialien durch den Strömungsdämpfer erlaubt. Andererseits werden sich ausbreitende Druckwellen im Strömungsmedium durch den Strömungsdämpfer, insbesondere durch das poröse Material, abgeschwächt oder gestoppt, so dass explosionsfähige Gase nicht unzulässig komprimiert werden. Die durch das Schließen von Ventilen auftretenden Druckwellen werden ebenfalls durch das poröse Material hinreichend stark gedämpft. Das poröse Material stellt damit eine Möglichkeit dar, explosionsfähige Gase bei einer gleichzeitigen Durchlässigkeit von flüssigen und gasförmigen Materialien vom restlichen Rohrleitungsnetzwerk entkoppelt und insbesondere von auftretenden Druckwellen entkoppelt zu halten.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die Figur einen Ausschnitt aus einem Rohrleitungssystem des Primärkreislaufs einer Kernkraftwerksanlage.
  • Das Rohrleitungssystem 2 kommt dabei im Ausführungsbeispiel im oder als Primärkreislauf einer kerntechnischen Anlage zum Einsatz, ist aber in der Figur für eine vereinfachte Darstellung lediglich auszugsweise gezeigt. Selbstverständlich können die anhand des dargestellten Ausschnitts erläuterten Konzepte in umfassenden Teilen, insbesondere im gesamten Rohrleitungssystem 2 und/oder im gesamten Primärkreislauf der Kernkraftanlage, vorgesehen sein.
  • Das Rohrleitungssystem 2 besteht aus einer Anzahl von miteinander verbundenen Rohrleitungssegmenten 4 und bildet ein in sich geschlossenes System, das von einem Strömungsmedium S durchflossen ist. Wie ebenfalls aus der Figur ersichtlich ist, sind einige der das Rohrleitungssystem 2 bildenden Rohrleitungssegmente 4 über ein jeweils zugeordnetes Ventil 6 absperrbar. Bei den Ventilen 6 kann es sich insbesondere um Sicherheits- oder Abblaseventile handeln, die bei einem für die verschiedenen Segmente des Rohrleitungssystems 2 und/oder für andere nicht dargestellte angeschlossene Komponenten des Rohrleitungssystems 2 zu hohen Druck des Strömungsmediums S, der zu einer Zerstörung des Rohrleitungssystems 2 oder auch der angeschlossenen Komponenten führen könnte, selbsttätig oder angesteuert öffnen. Auf diese Weise kann bei Bedarf ein Teil des Strömungsmediums S aus dem Rohrleitungssystem 2 abgeführt werden und so der Druck im Rohrleitungssystem 2 auf ein akzeptables Niveau gesenkt werden.
  • Das Rohrleitungssystem 2 ist unter anderem dazu ausgelegt, explosionsfähige Gase, die sich im Innern des Rohrleitungssystems 2 bilden könnten, zuverlässig abzuleiten. Dazu sind an geeigneten Stellen einige Rohrleitungssegmente 4 je weils als Entgasungsrohr 8 ausgebildet, die einen vertikalen Verlauf aufweisen. Durch diese Anordnung können sich möglicherweise bildende explosionsfähige Gase, die eine geringere Dichte als das Strömungsmedium S aufweisen, von der Hauptleitung nach oben durch das Entgasungsrohr 8 aufsteigen und abgeleitet werden.
  • Das Rohrleitungssystem 2 ist in seiner Gesamtheit für eine besonders hohe betriebliche Sicherheit selbst für den Fall ausgelegt, dass sich innerhalb des Strömungsmediums S explosionsfähige Gasgemische bilden könnten. Dazu ist das Rohrleitungssystem 2 zunächst konsequent dafür ausgelegt, sich möglicherweise bildende explosionsfähige Gasgemische bedarfsweise zuverlässig und mehr oder weniger vollständig ableiten zu können. Um dies zu gewährleisten, sind die als Entgasungsrohr 8 ausgebildeten Rohrsegmente 4 durchgängig mehr oder weniger vertikal oder zumindest ansteigend ausgerichtet. Dadurch ist gewährleistet, dass sich sämtliche im Strömungsmedium S möglicherweise entstehenden Gase aufgrund ihrer vergleichsweise geringeren Dichte am jeweils oberen, üblicherweise mit einem Sicherheits- oder Abblaseventil verschlossen gehaltenen Ende des jeweiligen, als Entgasungsrohr 8 ausgebildeten Rohrsegments 4 vollständig ansammeln und somit über ein gezieltes Betätigen des jeweiligen Ventils 6 in ihrer Gesamtheit abgeführt werden können.
  • Um bei einer derartigen Anordnung die betriebliche Sicherheit des Rohrleitungssystems 2 noch weiter zu erhöhen, ist zudem der Erkenntnis Rechnung getragen, dass im Strömungsmedium S möglicherweise entstehende Druckpulse durch das Strömungsmedium S auf den dem jeweiligen Ventil 6 unmittelbar vorgelagerten und somit als Gassammelraum 10 wirkenden Endbereich des jeweiligen Rohrsegments 4 übertragen werden könnten. Ein derartiger Druckpuls würde im Gassammelraum 10 zu einer Kompression des dort vorhandenen, möglicherweise explosionsfähigen Gasgemisches führen, was mit einer Temperaturerhöhung einhergeht. Eine derartige Temperaturerhöhung könnte zum Überschreiten der Zündgrenze des Gasgemisches und somit zu einer unerwünschten Explosion im dem jeweiligen Ventil 6 unmittelbar vorgelagerten Raumbereich des Rohrleitungssegment 4 führen.
  • Um für eine besonders hohe betriebliche Sicherheit einen derartigen Effekt zuverlässig auszuschließen, ist im Innenraum der endseitig mit einem insbesondere als Sicherheits- oder Abblaseventil ausgestalteten Ventil 6 versehenen Rohrleitungssegmente 4 jeweils ein Strömungsdämpfer 12 angeordnet. Der Strömungsdämpfer 12 ist dabei innerhalb des jeweiligen Rohrleitungssegments 4 strömungsmediumsseitig vor dem als Gassammelraum 10 wirkenden Endbereich positioniert und derart ausgebildet, dass er einen ersten Teilraum des Innenraums des jeweiligen Rohrleitungssegments 4 medienseitig mit dem als Gassammelraum 10 für das zugeordnete Ventil 6 vorgesehenen zweiten Teilraum des Innenraums verbindet.
  • Durch den Strömungsdämpfer 12 wird dabei somit erreicht, dass zwar ein Medienzufluss vom ersten Teilraum des jeweiligen Rohrleitungssegments 4 in dessen dem zugeordneten Ventil 6 unmittelbar vorgelagerten Endbereich möglich ist, so dass die Sicherheitsfunktion des jeweiligen Ventils 6, nämlich ein bedarfsweises kontrolliertes Abführen von Strömungsmedium S aus dem Rohrleitungssystem 2, zuverlässig wahrgenommen werden kann. Andererseits ist der Strömungsdämpfer 12 jedoch derart ausgelegt, dass er insbesondere hinsichtlich sich zeitlich schnell ändernder Strömungsverhältnisse, wie diese beispielsweise im Zusammenhang mit einem eintreffenden Druckpuls auftreten, einen vergleichsweise hohen Strömungswiderstand aufweist. Somit ist sichergestellt, dass ein möglicherweise eintreffender Druckpuls nicht ungehindert in den Gassammelraum eingeleitet, sondern vielmehr rechtzeitig vorher abgeschwächt wird.
  • Der Strömungsdämpfer 12 könnte als massives Bauteil mit geeigneter Strömungscharakteristik, wie beispielsweise als Anordnung von einer Anzahl von strömungsmediumsseitig hintereinander geschalteten Lochplatten oder als poröser Füllkörper, ausgebildet sein. Im Ausführungsbeispiel ist der Strömungsdämpfer 12 jedoch derart ausgelegt, dass einerseits sein Strömungswiderstand bei einem eintreffenden Druckpuls in besonders hohem Maße ansteigt und somit eine besonders weitgehende Dämpfung eines Druckpulses gewährleistet ist, wobei andererseits ein kontinuierlicher Durchsatz des Strömungsmediums S, wie es bei spielsweise bei einer bestimmungsgemäßen Nutzung der Ventile 6 zum kontrollierten Ablassen von Strömungsmedium S aus dem Rohrleitungssystem 2 vorgesehen sein kann, nur geringfügig behindert ist. Dazu ist zur Bildung des Strömungsdämpfers 12 ein Teilabschnitt 14 des Innenraums des jeweiligen Rohrleitungssegments 4 mit Füllmaterial befüllt. Das Füllmaterial ist dabei aus annähernd sphärischen Partikeln gebildet, wobei die Partikel eine Partikelgröße von etwa 5 bis 10 mm aufweisen. Wie sich herausgestellt hat, ist gerade bei der Nutzung derartiger Partikel ein Befüllungsgrad des Teilabschnitts 14 mit Füllmaterial von etwa 74% des freien Volumens erreichbar, so dass die erwünschte hohe Dämpfungsrate bei unstetigen Strömungsverhältnissen erreicht ist. Andererseits gewährleistet gerade die sphärische Ausgestaltung der Partikel, dass bei gleichbleibender Durchströmung des Strömungsdämpfers 12 eine nur geringfügige Beeinträchtigung des Strömungswiderstands auftritt. Der Strömungsdämpfer 12 wirkt somit in besonderem Maße als Fluidbeschleunigungsdämpfer.
  • Das den Strömungsdämpfer 12 bildende Füllmaterial ist aus im Hinblick auf das Strömungsmedium S gesehen chemisch inerten Material gebildet. Bei der im Ausführungsbeispiel vorgesehen Anwendung für den Primärkreislauf einer Kernkraftwerksanlage ist als Strömungsmedium S Wasser vorgesehen, wobei als hierzu chemisch inertes Material für das Füllmaterial Zirkonoxid (ZrO2) vorgesehen ist.
  • Das Rohrleitungssystem 2 ist darüber hinaus für eine bedarfsweise kontrollierte Abführung möglicherweise explosionsfähigen Gasgemisches über die Ventile 6 ausgestaltet. Dazu ist dem als Entgasungsrohr 8 vorgesehenen Rohrleitungssegment 4 über das ihm zugeordnete Ventil 6 eine Entgasungsrohrleitung 16 nachgeschaltet, die einen im Vergleich zum Rohrleitungssegment 4 geringeren Innenquerschnitt aufweist. In die Entgasungsrohrleitung 16 ist ein System zur kontrollierten Verbrennung explosiver Gase, beispielsweise auf der Basis von Zündeinheiten oder Zündkerzen, und/oder ein katalytischer Rekombinator 18 geschaltet, der insbesondere eine gezielte und kontrollierte Entfernung von im über die Entgasungsrohrleitung 16 geführten Abgasstrom mitgeführtem Wasserstoff ermöglicht.
  • Das Rohrleitungssystem 2 ist darüber hinaus auch für eine frühzeitige Abführung von möglicherweise explosionsfähigem Gasgemisch aus dem Strömungsmedium S ausgelegt. Bei der Ausgestaltung des Rohrleitungssystems 2 wird die Erkenntnis genutzt, dass für gegebenen Betriebsdruck innerhalb des Rohrleitungssystems 2 die lokale Sättigungstemperatur bei vergleichsweise höheren Gasgehalten erniedrigt ist. Im Bereich des Gassammelraums 10 kann somit auf eine sich anbahnende oder bereits erfolgte Aufkonzentration von Gasen geschlossen werden, wenn dort die lokale Temperatur absinkt. Zur Nutzung dieser Erkenntnis ist dem Strömungsdämpfer 12 ein Temperatursensor 20 zugeordnet, der ausgangsseitig über eine Steuereinrichtung 22 mit einem Stellglied 24 für das jeweilige Ventil 6 verbunden ist. Alternativ kann auch die Nutzung eines Bimetall-Schalters vorgesehen sein, der bei einsetzender Temperaturabsenkung mechanisch auf das Ventil 6 einwirkt und es öffnet.
  • 2
    Rohrleitungssystem
    4
    Rohrleitungssegmente
    6
    Ventil
    8
    Entgasungsrohr
    10
    Gassammelraum
    12
    Strömungsdämpfer
    14
    Teilabschnitt
    16
    Entgasungsrohrleitung
    18
    katalytischer Rekombinator
    20
    Temperatursensor
    22
    Steuereinrichtung
    24
    Stellglied
    S
    Strömungsmedium

Claims (13)

  1. Rohrleitungssystem (2) zur Führung eines Strömungsmediums (S), bei dem im Innenraum einer Anzahl von Rohrleitungssegmenten (4) jeweils ein Strömungsdämpfer (12) angeordnet ist.
  2. Rohrleitungssystem (2) nach Anspruch 1, bei dem der Innenraum des jeweiligen Rohrleitungssegments (4) einen ersten Teilraum aufweist, der medienseitig über den jeweiligen Strömungsdämpfer (12) mit einem als Gassammelraum (10) für ein zugeordnetes Ventil (6) vorgesehenen zweiten Teilraum des Innenraums verbunden ist.
  3. Rohrleitungssystem (2) nach Anspruch 2, bei dem das jeweilige Rohrleitungssegment (4) im Bereich seines Gassammelraums (10) im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist.
  4. Rohrleitungssystem (2) nach Anspruch 2 oder 3, bei dem dem oder jedem Strömungsdämpfer (12) jeweils ein Temperatursensor (20) zugeordnet ist, der ausgangsseitig mit einem Stellglied (24) für das jeweilige Ventil (6) verbunden ist.
  5. Rohrleitungssystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Innenraum des jeweiligen Rohrleitungssegments (4) zur Bildung des Strömungsdämpfers (12) in einem Teilabschnitt (14) mit einem porösen Füllkörper versehen ist.
  6. Rohrleitungssystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Innenraum des jeweiligen Rohrleitungssegments (4) zur Bildung des Strömungsdämpfers (12) in einem Teilabschnitt (14) mit Füllmaterial befüllt ist.
  7. Rohrleitungssystem (2) nach Anspruch 6, bei dem das Füllmaterial aus annähernd sphärischen Partikeln gebildet ist.
  8. Rohrleitungssystem (2) nach Anspruch 7, bei dem die Partikel eine Partikelgröße von etwa 5 bis 10mm aufweisen.
  9. Rohrleitungssystem (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem der Füllkörper bzw. das Füllmaterial aus im Hinblick auf das Strömungsmedium (S) chemisch inertem Material gebildet ist.
  10. Rohrleitungssystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem ein Rohrleitungssegment (4) über ein zugeordnetes Abblaseventil mit einer Entgasungsrohrleitung (16) verbunden ist, die einen im Vergleich zum jeweiligen Rohrleitungssegment (4) geringeren Innenquerschnitt aufweist.
  11. Rohrleitungssystem (2) nach Anspruch 10, bei dem die Entgasungsrohrleitung (16) mit einem System für eine kontrollierte Verbrennung von explosiven Gasen verbunden ist.
  12. Rohrleitungssystem (2) nach Anspruch 10 oder 11, bei dem die Entgasungsrohrleitung (16) mit einem katalytischen Rekombinator (18) verbunden ist.
  13. Kernkraftwerksanlage, deren Primärkreislauf ein Rohrleitungssystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 umfaßt.
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