DE1528908C - Pumping system - Google Patents

Description

pen in der zweiten Pumpstufe lassen sich größere Mengen umzuwälzenden Mediums ansaugen.pen in the second pumping stage, larger amounts of medium to be circulated can be sucked in.

Im folgenden soll die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen im einzelnen beschrieben werden. In the following the invention will be described in detail in conjunction with the drawings.

F i g. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines Kernreaktors mit dem Pumpsystem nach der Erfindung; F i g. Fig. 1 is a schematic side view of a nuclear reactor incorporating the pumping system of the invention;

F i g. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie 2-2 aus Fig. 1 und zeigt die Anordnung der Pumpsätze in dem Kernreaktor;F i g. Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of Fig. 1 showing the arrangement of the pump sets in Fig the nuclear reactor;

F i g. 3 ist eine schematische Ansicht und zeigt den Strömungsweg, den die Flüssigkeit durch den Reaktor, die Pumpsätze sowie durch den äußeren Kreislauf nach der Erfindung nimmt;F i g. Figure 3 is a schematic view showing the flow path the liquid takes through the Reactor that takes pumping sets as well as through the external circuit according to the invention;

F i g. 4 ist eine schematische Ansicht und zeigt den Pumpsatz nach der Erfindung. Insbesondere sind der allgemeine Aufbau des Pumpsatzes, die Strömungswege, die verschiedenen Abmessungen und die Eigenschaften der Flüssigkeit angegeben;F i g. Figure 4 is a schematic view showing the pump set according to the invention. In particular are the general structure of the pump set, the flow paths, the various dimensions and the Properties of the liquid specified;

F i g. 5 ist eine teilweise geschnittene perspektivisehe Ansicht und zeigt den Pumpsatz nach der Erfindung im einzelnen;F i g. Fig. 5 is a partially sectioned perspective view View and shows the pump set according to the invention in detail;

F i g. 6 ist eine Seitenansicht in Richtung der Linien 8-8 aus Fig. 5;F i g. Figure 6 is a side view taken in the direction of lines 8-8 of Figure 5;

F i g. 6 A ist ein Schnitt und zeigt eine andere An-Ordnung der Düse der ersten Strahlpumpe und der zugehörigen Halterungen;F i g. 6A is a sectional view showing another arrangement of the nozzle of the first jet pump and the associated brackets;

F i g. 7 ist ein Schnitt längs der Linie 9-9 aus Fig. 5.F i g. 7 is a section along line 9-9 of FIG. 5.

In der F i g. 1 ist schematisch eine Kernreaktoranlage dargestellt, in der die mit Speisewasser versorgte Pumpauslage nach der Erfindung dazu verwendet ist, das Kühlmittel, das gleichzeitig der Moderator ist, in dem Kernreaktor umzuwälzen. Die Lehren der Erfindung können bei verschiedenen Kraftanlagen verwendet werden. Die Erfindung wird jedoch in Verbindung mit einem Siedewasserreaktor beschrieben, da die Anwendung der Erfindung auf einen solchen Reaktortyp besonders günstig ist.In FIG. 1 is a schematic representation of a nuclear reactor plant in which it is supplied with feed water Pump delivery is used according to the invention, the coolant, which is also the moderator, in to overturn the nuclear reactor. The teachings of the invention can be used in various power plants will. However, the invention is described in connection with a boiling water reactor, since the application of the invention to such a type of reactor is particularly favorable.

Der Kernreaktor aus Fig. 1 weist einen Druckkessel 10 auf, der mit einem abnehmbaren Dom 12 versehen ist. Der Dom 12 ist mit Hilfe der Flansche 14 und 16 befestigt. Innerhalb des Druckkessels 10 ist ein Reaktorkern 18 angeordnet, der eine Anzahl von senkrecht montierten Brennstoffbündeln 20 aufweist. Jedes Brennstoffbündel besteht aus einer Anzahl langer Brennstoffstäbe (nicht gezeigt), die in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet und von einem Rohr umgeben sind, das an beiden Enden offen ist. Jedes Brennstoffelementenbündel ist oben mit einer Halterung versehen, die am oberen offenen Ende mit dem Rohr für das Brennstoffbündel verbunden ist. Am unteren Ende eines jeden Brennstoffbündels ist eine Bodenhalterung vorgesehen, die mit dem unteren offenen Ende des zugehörigen Rohres verbunden ist. Die oberen Enden einer Anzahl von Führungsrohren 24 für die Steuerstäbe sind an der unteren Gitterplatte 26 befestigt. Jedem Steuerstab sind vier Brennstoffbündel zugeordnet. Hierzu ist die untere Halterung eines jeden Brennstoffbündels in einem Sockel am oberen Ende des zugehörigen Führungsrohres für den Steuerstab eingesetzt. Das obere Ende eines jeden Führungsrohrs ist mit Öffnungen versehen, die mit einem Vorratsraum 86 sowie mit den unteren Halterungen der zugeordneten Brennstoff bündel in Verbindung stehen. Die oberen und die unteren Halterungen der Brennstoffbündel sind mit Öffnungen versehen, durch die eine Flüssigkeit aus dem Vorratsraum 86 durch die Brennstoffbündel hindurch in den Raum 22 gelangen kann.The nuclear reactor of Fig. 1 has a pressure vessel 10, which is provided with a removable dome 12. The dome 12 is with the help of the flanges 14 and 16 attached. Within the pressure vessel 10, a reactor core 18 is arranged, which has a number of vertically mounted fuel bundles 20. Each fuel bundle consists of a number long fuel rods (not shown) spaced apart from each other and are surrounded by a tube that is open at both ends. Each fuel bundle is Provided with a holder at the top, the upper open end with the tube for the fuel bundle connected is. A floor bracket is provided at the bottom of each fuel bundle, which is connected to the lower open end of the associated tube. The top ends of a A number of guide tubes 24 for the control rods are attached to the lower tie plate 26. Each Control rods are assigned to four fuel bundles. The lower bracket of each fuel bundle is used for this purpose used in a base at the upper end of the associated guide tube for the control rod. The upper end of each guide tube is provided with openings with a storage space 86 as well as with the lower brackets of the associated fuel bundle are in communication. the upper and lower brackets of the fuel bundles are provided with openings through which one Liquid can pass from the storage space 86 through the fuel bundle into the space 22 can.

Der Leistungspegel des Reaktors wird durch Steuerstäbe 28 eingestellt, die gestrichelt gezeichnet sind. In jedes Führungsrohr 24 ist ein getrennter Steuerstab eingesetzt, derart, daß er nach oben und nach unten zwischen den vier zugeordneten Brennstoffbündeln 20 gleitend bewegbar ist und sich dabei gegen das Führungsrohr abstützt. Die Steuerstäbe 28 werden durch Stangen 30 in den Reaktorkern hinein- oder herausgefahren. Die Stangen 30 gehen hierzu durch Buchsen 32 hindurch. Die Buchsen sind durch Öffnungen im Kesselboden hindurchgeführt und dort verschweißt und sind den unteren Enden der Führungsrohre 24 zugeordnet. Die Stangen 30 werden durch einen Antriebsmechanismus betätigt (nicht gezeigt), der die Stellung der Steuerstäbe im Reaktorkern und dadurch den Leistungspegel des Reaktors regelt.The power level of the reactor is set by control rods 28, which are shown in dashed lines are. In each guide tube 24 a separate control rod is inserted, so that it up and is slidably movable down between the four associated fuel bundles 20 and thereby supported against the guide tube. The control rods 28 are inserted into the reactor core by rods 30. or driven out. The rods 30 go through bushings 32 for this purpose. The sockets are through Openings in the boiler bottom passed and welded there and are the lower ends of the guide tubes 24 assigned. The rods 30 are operated by a drive mechanism (not shown), the position of the control rods in the reactor core and thereby the power level of the reactor regulates.

Koaxial in dem Druckkessel ist ein Mantel 36 angeordnet, so daß zwischen der Druckkesselwandung und dem Mantel 36 ein Ringraum 38 verbleibt. In diesem Ringraum sind mehrere zweistufige Strahlpumpensätze 40 senkrecht stehend montiert (s. auch Fig.2). Diese Strahlpumpensätze werden noch im einzelnen beschrieben. Es sei aber bereits hier erwähnt, daß als Hauptbestandteile eines jeden Strahlpumpensatzes ein Wärmeaustauscher 42, eine erste Strahlpumpenstufe 44 (s. auch F i g. 4 und 5) und zwei Strahlpumpen 46 und 48 anzusehen sind, die zusammen die zweite Pumpstufe bilden. Alle Pumpsätze sind identisch aufgebaut, jedoch ist jede Pumpe für sich eine geschlossene Konstruktionseinheit. Die Pumpsätze lassen sich herausnehmen, indem man die Verbindung SO löst und dann die einzelnen Pumpensätze aus dem Ringraum heraushebt. Die Zufuhr von Speisewasser erfolgt über einen Ringkanal 52, von dem mehrere Zweigleitungen 54 radial nach innen abgehen, die das Speisewasser den einzelnen Pumpsätzen zuführen. Jede dieser Zweigleitungen ist durch die Verbindung 56 und durch die Verbindung 60 mit dem Eingang des Wärmeaustauschers 42 des zugehörigen Pumpsatzes verbunden.A jacket 36 is arranged coaxially in the pressure vessel, so that between the pressure vessel wall and the jacket 36 an annular space 38 remains. In this annulus there are several two-stage jet pump sets 40 mounted vertically (see also Fig. 2). These jet pump sets are still in the individually described. However, it should already be mentioned here that the main components of every jet pump set a heat exchanger 42, a first jet pump stage 44 (see also FIGS. 4 and 5) and two jet pumps 46 and 48 are to be seen, which together form the second pumping stage. All pump sets are constructed identically, but each pump is a self-contained construction unit. the Pump sets can be removed by loosening the connection SO and then the individual pump sets lifts out of the annulus. The feed water is supplied via an annular channel 52 from the several branch lines 54 branch off radially inward, which the feed water to the individual pump sets respectively. Each of these branch lines is through connection 56 and through connection 60 with connected to the input of the heat exchanger 42 of the associated pump set.

Während des Betriebs eines Siedewasserreaktors wird im. Reaktorkern 18 ein Dampf-Wasser-Gemisch erzeugt, das in den Raum 22 überführt wird. Der Dampfanteil dieser Dampf-Wasser-Mischung liegt üblicherweise bei etwa 10 Gewichtsprozente Der Ausgang des Raums 22 ist mit Dampfseparatoren 62 verbunden, die den Dampf vom größten Teil des Wassers abtrennt. Der abgetrennte Dampf wird an einen Dampftrockner 64 weitergeleitet, der auf einer ringförmigen Montageplatte 66 montiert ist. Im Dampftrockner wird noch das restliche Wasser entfernt, und der trockene Dampf aus dem Dampftrockner wird an eine Turbine 68 weitergeleitet, die einen elektrischen Generator 70 antreibt. Das Wasser, das von den Dampfseparatoren 62 und dem Dampftrockner 64 abgetrennt worden ist, wird in das Wasser im Kessel 10 zurückgeleitet. Der obere Füllstand im Kessel 10 ist durch die gestrichelte Linie 72 angedeutet. Der Abdampf der Turbine 68 wird kondensiert und im Behälter 44 gesammelt.During the operation of a boiling water reactor, the. Reactor core 18 is a steam-water mixture generated, which is transferred to the space 22. The steam content of this steam-water mixture lies usually at about 10 percent by weight The exit of space 22 is connected to steam separators 62, which separates the steam from most of the water. The separated steam is sent to a Forwarded steam dryer 64, which is mounted on an annular mounting plate 66. In the steam dryer the remaining water is removed and the dry steam from the steam dryer is passed on to a turbine 68 which drives an electrical generator 70. The water that has been separated from the steam separators 62 and the steam dryer 64, is in the water in the Boiler 10 returned. The upper level in the boiler 10 is indicated by the dashed line 72. The exhaust steam from the turbine 68 is condensed and collected in the container 44.

Das Kondensat wird mittels der Pumpe 76 aus dem Behälter 44 abgepumpt. Die Strömung am Ausgang der Pumpe 76 wird auf zwei unterschiedlicheThe condensate is pumped out of the container 44 by means of the pump 76. The current at the exit the pump 76 operates on two different ones

Speisewasserleitungen verteilt. Die eine Speisewasserleitung geht zum Ventil 78 und durch den Fitting 80 hindurch und führt in einen Ringverteiler 81 hinein, der das Speisewasser praktisch am Rand des Druckkessels in das Wasser innerhalb des Druckkessels abgibt. Über diesen Leitungsweg wird etwa ein Viertel des Speisewassers in den Reaktorkessel zurückgeführt. Dieses geschieht mit einer Geschwindigkeit, die ausreichend ist, um den Füllstand 72 während aller Lastbedingungen auf etwa konstanter Höhe zu halten. Die geringfügigen Steuerungen, die hierzu noch erforderlich sind, werden durch Steuerungen des Ventils 78 erreicht, die durch übliche Maßnahmen bewirkt werden kann. Diese Maßnahmen sind weder gezeigt noch beschrieben worden, da sie kein Teil der Erfindung sind. Der andere Weg für das Speisewasser verläuft über das Ventil 82, die Pumpe 84 und durch den Ringraum 52 zu den Strahlpumpsätzen 14. Über diesen Strömungsweg werden etwa drei Viertel des Speisewassers geleitet. Diese Speisewassermenge wird als Treibmittel für die Strahlpumpsätze verwendet, die die erforderliche Wasserumwälzung durch den Reaktorkern hervoruft. Da die Beeinflussung der Umwälzgeschwindigkeit eines der Verfahren ist, mit denen man erreichen kann, daß ein Siedewasserreaktor sich automatisch den Lastverhältnissen anpaßt, kann die Umwälzgeschwindigkeit entweder durch eine Regelung der Geschwindigkeit für die Pumpe 84 oder aber durch das Einstellen des Regelventils 82 bewirkt werden, da beide Einstell- bzw. Regelmöglichkeiten die Menge des Speisewassers steuern, die den Pumpsätzen zugeführt wird. Die Strahlpumpensätze, die mit Speisewasser als Treibmittel arbeiten, überführen umzuwälzendes Wasser aus dem oberen Raum 88 unter einem erhöhten Druck in den unteren Raum 86. Wenn man annimmt, daß die Pumpsätze eine Druckerhöhung von 1,2 atü hervorrufen, findet auch ein entsprechender Druckabfall längs des Reaktorkerns 18 und der Dampfseparatoren 62 statt. Die umzuwälzende Flüssigkeit strömt daher aus dem unteren Raum 86 nach oben durch die Brennstoffbündel 20, den Raum 22 und durch die Dampfseparatoren 62 hindurch, so daß sie in die obere Kammer 88 gelangt, die mit dem Ringraum 38 in offener Verbindung steht. Von dort strömt die umzuwälzende Flüssigkeit zu den Ansaugstutzen der Pumpsätze zurück.Distributed feed water lines. One feed water line goes to valve 78 and through fitting 80 through and leads into a ring distributor 81, which has the feed water practically at the edge of the pressure vessel releases into the water inside the pressure vessel. About a quarter of this line is used of the feed water is returned to the reactor vessel. This happens at a speed which is sufficient to keep the level 72 at an approximately constant level during all load conditions keep. The minor controls that are still required for this are controlled by controls of the valve 78 achieved, which can be effected by conventional measures. These measures are have not been shown or described as they do not form part of the invention. The other way for that Feed water runs via valve 82, pump 84 and through annulus 52 to the jet pump sets 14. About three quarters of the feed water is passed through this flow path. This amount of feed water is used as a propellant for the jet pump sets, which provide the necessary water circulation caused by the reactor core. Since influencing the circulation speed of a is the process by which one can make a boiling water reactor automatically itself Adjusts load conditions, the circulation speed can either by regulating the speed for the pump 84 or by adjusting the control valve 82, there Both setting and control options control the amount of feed water that is fed to the pump sets will. The jet pump sets, which work with feed water as a propellant, transfer what is to be circulated Water from the upper space 88 under increased pressure in the lower space 86. If one assumes that the pump sets cause a pressure increase of 1.2 atmospheres, finds a corresponding one Pressure drop across the reactor core 18 and the steam separators 62 instead. The liquid to be circulated therefore flows upwards from the lower space 86 through the fuel bundle 20, the space 22 and through the steam separators 62 so that it enters the upper chamber 88, which is connected to the Annular space 38 is in open communication. From there, the liquid to be circulated flows to the suction nozzle the pump sets back.

Während des Betriebes des Reaktors stehen dem Wasser aus dem Vorratsraum 86 zwei Wege zur Verfügung. Der erste Weg, über den etwa 10 % der gesamten Strömung aus dem Vorratsraum 86 abfließen, verläuft durch die ringförmigen Öffnungen zwischen den äußeren Oberflächen am oberen Ende der Führungsrohre 24 und durch die zugehörigen Öffnungen in der unteren Gitterplatte 26. Dieses Wasser strömt die äußere Oberfläche der Brennstoffbündel 20 entlang und hält die Steuerstäbe und das äußere der Brennstoffbündel auf einer Temperatur, die unter den herrschenden Druckverhältnissen niedriger als diejenige Temperatur ist, die zur Erzeugung von gesättigtem Dampf notwendig ist. Diese Teilströmung, die durch die Zwischenräume zwischen den oberen Enden der Brennstoffbündel hindurch in den Raum 22 gelangt, wird mit der Dampf-Wasser-Mischung gemischt, die aus den Brennstoffbündeln austritt. Der zweite Strömungsweg, über den die restlichen 90% des gesamten Wassers aus dem Vorratsraum 86 fließen, verläuft durch die öffnungen oben an den Steuerstäben und weiter durch die unteren Halterungen der Brennstoffbündel hindurch, anschließend durch die Strömungskanäle in den Brennstoffbündeln sowie durch die oberen Fittinge der Brennstoffbündel in den oberen Raum 22 hinein. Innerhalb der Strömungskanäle dient dieses Wasser als Moderator und Kühlmittel und wird innerhalb der Kanäle von den Brennstoffstäben in eine Dampf-Wasser-Mischung umgewandelt. Die Qualität der Dampf-Wasser-Mischung, die aus dem Mischen der beiden Teilströmungen resultiert, beträgt etwa 10 %.During the operation of the reactor, the water from the storage space 86 has two routes available. The first way, via which about 10% of the total flow from the reservoir 86 drains, passes through the annular openings between the outer surfaces at the top of the guide tubes 24 and through the associated openings in the lower grid plate 26. This water flows along the outer surface of the fuel bundle 20 and holds the control rods and the exterior of the Fuel bundle at a temperature that is lower than under the prevailing pressure conditions is the temperature necessary to generate saturated steam. This partial flow, through the spaces between the upper ends of the fuel bundles into the space 22 is mixed with the steam-water mixture emerging from the fuel bundles. the second flow path through which the remaining 90% of the total water flows out of the storage space 86, runs through the openings at the top of the control rods and through the lower brackets the fuel bundle through, then through the flow channels in the fuel bundles as well through the upper fittings of the fuel bundles into the upper space 22. Inside the flow channels This water serves as a moderator and coolant and is inside the channels of the Fuel rods converted into a steam-water mixture. The quality of the steam-water mixture, which results from the mixing of the two partial flows is about 10%.

Da die Dampf-Wasser-Mischung im Raum 22 eine Qualität von etwa 10% hat, werden nur 10 Gewichtsprozent als trockener Dampf an die Turbine 68 abgegeben, während die restlichen 90 % durch die Separatoren 62 und den Dampftrockner 64 abgetrennt werden und in die obere Kammer 88 zurückströmen. Die Durchsatzmenge durch den Reaktorkern ist daher etwa lOmal größer als der Dampfdurchsatz durch die Turbine (der dem Speisewasserdurchsatz gleich ist). Da nur etwa drei Viertel des Speisewassers als Treibmittel für die Strahlpumpsätze verwendet wird, muß das Durchsatzverhältnis der Strahlpumpsätze in der Größenordnung von 12 :1 liegen. Das bedeutet,-daß 1 Liter Speisewasser etwa 12 Liter Wasser "aus der oberen Kammer 88 in die Vorratskammer 86 umzupumpen hat.Since the steam-water mixture in the space 22 has a quality of about 10%, it is only 10% by weight delivered as dry steam to the turbine 68, while the remaining 90% through the Separators 62 and the steam dryer 64 are separated and flow back into the upper chamber 88. The throughput through the reactor core is therefore about 10 times greater than the steam throughput through the turbine (which is equal to the feedwater flow rate). Since only about three quarters of the Feed water is used as a propellant for the jet pump sets, the throughput ratio must the jet pump rates are on the order of 12: 1. That means -that 1 liter of feed water about 12 liters of water "has to be pumped from the upper chamber 88 into the storage chamber 86.

Die Anzahl der Strahlpumpsätze, die in einer bestimmten Kernreaktoranlage zu verwenden ist, hängt sowohl von der Art" der Anlage als auch von der Größe der Leistung ab, die abgegeben werden soll. Zur Erläuterung sind nachstehend einige Daten einer Kernreaktorkraftanlage angegeben, in der die Erfindung verwendet ist und die für große Siedewasserreaktoren charakteristisch sind.The number of jet pumping sets to be used in a particular nuclear reactor facility depends both on the type of system and on the size of the power to be delivered. By way of illustration, some data of a nuclear reactor power plant are given below in which the invention and which are characteristic of large boiling water reactors.

ReaktordatenReactor data

Reaktorleistung 600 MWeReactor output 600 MWe

Umwälzmenge durch Reaktorkern 33 · 10⁶ kg/hCirculation rate through the reactor core 33 · 10 ⁶ kg / h

Dampfqualität 10,3%Steam quality 10.3%

Dampfdurchsatz 3,6 ·10^β kg/hSteam flow rate 3.6 x 10 ^β kg / h

Speisewasser für Füllstandregelung 1,06 · 10^δ kg/hFeed water for level control 1.06 · 10 ^δ kg / h

Speisewasser als Treibmittel 2,54 · 10⁶ kg/hFeed water as propellant 2.54 · 10 ⁶ kg / h

Reaktordruck 70 atReactor pressure 70 at

Sättigungstemperatur im Reaktor .. 285° CSaturation temperature in the reactor .. 285 ° C

Druckabfall am Kern 1,1 atPressure drop across the core 1.1 at

Es wurde bereits erläutert, daß es günstig ist, Strahlpumpen innerhalb des Reaktorkessels anzuordnen, um das Wasser von der oberen Kammer 88 in den Vorratsraum 86 umzupumpen. Der Grund hierfür liegt darin, daß es dann unnötig ist, durch den Reaktorkessel Umwälzleitungen von großem Querschnitt hindurchzuführen, was erforderlich wäre, wenn man Umwälzpumpen außerhalb des Reaktorkessels anordnete. Nach der vorliegenden Erfindung werden nicht nur Strahlpumpen innerhalb des Reaktors angeordnet; gleichzeitig werden diese Strahlpumpen auch so montiert, daß nur noch kleine Rohrleitungen durch den Kessel an einem Ort hindurchzuführen sind, der weit oberhalb des Vorratsraumes 86 liegt.It has already been explained that it is advantageous to arrange jet pumps within the reactor vessel, to pump the water from the upper chamber 88 into the storage space 86. The reason for that is that it is then unnecessary to pass through the reactor vessel circulation lines of large cross-section pass through what would be required if one had circulation pumps outside the reactor vessel ordered. According to the present invention, not only jet pumps are used within the reactor arranged; At the same time, these jet pumps are also installed in such a way that only small pipelines are left are to be passed through the boiler at a location far above the storage room 86 located.

Die F i g. 3 ist eine schematische Darstellung und zeigt die Strömungswege für das Wasser im Reaktor, in den Pumpsätzen und durch die äußeren Umwälzleitungen. Wie bereits beschrieben wurde, wird das Speisewasser vor seinem Eintritt in den Reaktorkessel in zwei Teilströme aufgeteilt. Ein Viertel derThe F i g. 3 is a schematic representation and shows the flow paths for the water in the reactor, in the pump sets and through the external circulation lines. As already described, this will Feed water is divided into two substreams before it enters the reactor vessel. A quarter of the

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Speisewasserströmung wird zur Füllstandsregelung 98 der Strahlpumpe 44 für die erste Pumpstufe. Die verwendet. Der Druck in den restlichen drei Viertel Düse 98 ist teilweise in einen kegelförmigen Ansaugdes Speisewassers wird durch die Pumpe 84 erhöht. stutzen 100 eingesetzt, an den sich eine langge-Dann wird diese Teilströmung den Strahlpumpsätzen streckte Mischkammer 102 anschließt, deren Quer-40 zugeführt, die das Wasser innerhalb des Reaktors 5 schnitt in Längsrichtung konstant ist. Daran schließt umwälzen. Dieses unter hohem Druck stehende Spei- sich ein Diffusor 104 an, dessen Querschnitt in Strösewasser strömt in den oberen Verteiler des Wärme- mungsrichtung zunimmt. Der Ansaugquerschnitt 106 austauschers eines jeden Pumpsatzes ein. Das Speise- für die Strahlpumpe der ersten Stufe ist der Raum wasser strömt dann durch die Wärmeaustauschröh- zwischen der Düse 98 und dem kegelförmigen Anren 92 hindurch und tritt in den unteren Verteiler 94 io saugstutzen 100. The feed water flow is used for level control 98 of the jet pump 44 for the first pumping stage. The used. The pressure in the remaining three quarter nozzle 98 is partly in a conical suction. The feed water is increased by the pump 84. Nozzle 100 used, to which a long-then this partial flow is connected to the jet pump sets stretched mixing chamber 102 , the cross-section 40 of which the water inside the reactor 5 is constant in the longitudinal direction. This is followed by overturning. This under high pressure stores a diffuser 104 , the cross section of which increases in flow water in the upper distributor of the heating direction. The suction cross section 106 exchangers of each pump set. The feed for the jet pump of the first stage is the room water then flows through the heat exchange tube between the nozzle 98 and the conical ring 92 and enters the lower manifold 94 io suction nozzle 100.

des Wärmeaustauschers ein. Von dort strömt das Der Diffusor 104 setzt sich in einer Ausstoßleitungof the heat exchanger. The diffuser 104 settles in an exhaust line from there

Speisewasser durch die Düse 98 der ersten Strahl- 96 fort, die mit zwei Zweigleitungen 110 und 112 pumpe 44 nach oben, die konzentrisch innerhalb des verbunden ist. Diese beiden Zweigleitungen führen Wärmeaustauschers angeordnet ist. Der Strömungs- zu den Düsen 113 und 116 der Strahlpumpen 46 und weg des umzuwälzenden Wassers, das direkt aus der 15 48 der zweiten Pumpstufe. Die Düsen 114 und 116 oberen Kammer 88 angesaugt wird, ist durch gestri- sind teilweise in kegelförmige Ansaugstutzen 118 chelte Pfeile angedeutet. Das umzuwälzende Wasser, und 120 eingesetzt. An diese kegelförmigen Ansaugdas von der ersten Stufe der Strahlpumpensätze an- stutzen schließt sich eine langgestreckte Mischkamgesaugt wird, tritt in dem Wärmeaustauscher unmit- mer 122 bzw. 124 an, deren Querschnitt in Längstelbar unter dem oberen Verteiler 90 ein und strömt 20 richtung konstant ist. Auf jede Mischkammer folgt innerhalb des Mantels 107 nach unten. Dabei findet ein Diffusor 126 bzw. 128, dessen Querschnitt in ein Wärmeaustausch mit den Wärmeaustauschröhren Strömungsrichtung ansteigt. Die Strahlpumpen der statt. Dieses umlaufende Wasser wird durch die Roh- zweiten Pumpstufe weisen Ansaugquerschnitte 130 ren 92 gekühlt, durch die das kühlere Speisewasser und 132 auf, die durch die*egelförmigen Öffnungen geführt wird. Dabei wird eine solche Temperatur er- 25 zwischen der Strahldüse. 114 und dem kegelförmigen reicht, die unter derjenigen Temperatur liegt, bei der Ansaugstutzen 118 bzw. zwischen der Strahldüse 116 beim Eintritt in den Ansaugstutzen der Strahlpumpe und dem kegelförmigen Ansaugstutzen 120 gebildet der ersten Stufe eine störende Kavitation auftritt. sind. An die Diffusoren 126 und 128 schließen sich Das von der ersten Strahlpumpe abgegebene Wasser, die Ausstoßleitungen 164 und 166 der zweiten das aus einer Mischung von Speisewasser und umzu- 30 Pumpstufe an. Jede dieser Ausstoßleitungen führt diwälzendem Wasser besteht, wird dann erneut aufge- rekt in den Vorratsraum 86, um das erforderliche spalten und Düsen 114 und 116 der beiden Strahl- umzuwälzende Wasser für den Betrieb des Kernreakpumpen der zweiten Pumpstufe zugeführt. Dort dient tors zur Verfugung zu stellen.Feed water continues through the nozzle 98 of the first jet 96, which is connected to two branch lines 110 and 112 pump 44 upwards, which is concentrically connected within the. These two branch lines lead the heat exchanger. The flow to the nozzles 113 and 116 of the jet pumps 46 and away of the water to be circulated, which comes directly from the 15 48 of the second pumping stage. The nozzles 114 and 116 upper chamber 88 is sucked in is indicated by dashed arrows that are partly in conical suction nozzle 118 . The water to be circulated, and 120 used. Lop arrival at this conical Ansaugdas from the first stage of the jet pump sets closes an elongate Mischkamgesaugt is, enters into the heat exchanger unmit- mer 122 and 124, whose cross-section in Längstelbar below the upper manifold 90 and flows 20 direction is constant. Each mixing chamber follows within the jacket 107 downwards. There is a diffuser 126 or 128, the cross section of which increases in the flow direction in a heat exchange with the heat exchange tubes. The jet pumps of the place. This circulating water is cooled by the raw second pumping stage have suction cross sections 130 ren 92 through which the cooler feed water and 132 which is led through the * cone-shaped openings. Such a temperature is thereby obtained between the jet nozzle. 114 and the conical range, which is below the temperature at which the suction nozzle 118 or between the jet nozzle 116 when entering the suction nozzle of the jet pump and the conical suction nozzle 120 formed the first stage a disturbing cavitation occurs. are. The water discharged by the first jet pump is connected to the diffusers 126 and 128 , and the discharge lines 164 and 166 of the second are connected to that of a mixture of feed water and the pumping stage. Each of these discharge lines carries the circulating water, is then straightened up again into the storage space 86 in order to split the required water and nozzles 114 and 116 of the two jets are circulated for the operation of the core rupture pumps of the second pumping stage. There is used to provide tor.

dieses Wasser als Treibmittel für die beiden Strahl- Es ist günstig, wenn man die Ansaugstutzen, dieuse this water as the propellant for the two jets

pumpen der zweiten Pumpstufe. Die beiden Strahl- 35 Mischkammer, die Diffusoren und die verschiedenen pumpen der zweiten Pumpstufe sind links und rechts anderen Leitungen getrennt herstellt und anschlieneben dem Wärmeaustauscher angeordnet und ragen ßend zu einer Baugruppe zusammenschweißt oder nach unten. Das Wasser, das von den beiden Strahl- anderweitig verbindet. Die verschiedenen Gewichte pumpen der zweiten Pumpstufe umgewälzt wird, der strömenden Medien, die herrschenden Drücke wird aus einem Gebiet im Ringraum 38 angesaugt, 40 und Temperaturen sowie die Dimensionen der ersten das unmittelbar oberhalb des Verteilers 90 liegt. Die- und zweiten Pumpstufe werden später im einzelnen ses Wasser wird nach unten gepumpt und in den erörtert (Es sei bemerkt, daß die beiden Strahlpum-Vorratsraum 86 ausgestoßen. Das Wasser aus dem pen der zweiten Stufe identisch aufgebaut sind). Vorratsraum 86 strömt dann wieder durch den Reak- Im folgenden sind einige Daten und Dimensionenpumping the second pumping stage. The two jet mixing chambers, the diffusers and the various pumps of the second pumping stage are produced separately on the left and right, other lines and are arranged next to the heat exchanger and protrude ßend welded together to form an assembly or downwards. The water that connects from the two jets- otherwise. The various weights pump the second pumping stage is circulated, the flowing media, the prevailing pressures are sucked in from an area in the annular space 38 , 40 and temperatures and the dimensions of the first which is immediately above the distributor 90. Die and second pumping stage later in detail ses water is pumped down and discussed in (It should be noted that the two-Strahlpum reservoir ejected 86th The water from the pen of the second stage are structured identically). Storage space 86 then flows through the reactor again. The following are some data and dimensions

torkern 18 nach oben,, wobei es wieder in eine 45 für einen Wärmeaustauscher angegeben, mit dem die Dampf-Wasser-Mischung umgewandelt wird. Das eben beschriebenen Wirkungen bei der Verwendung Wasser dieser Dampf-Wasser-Mischung wird durch mit der beschriebenen Strahlpumpe und den angegedie Separatoren 62 abgetrennt und in die obere Kam- benen Reaktorparametem erzielbar sind, mer 88 zurückgeführt, wie es angedeutet ist. Die .,,_.-torkern 18 to the top, where it is again indicated in a 45 for a heat exchanger, with which the steam-water mixture is converted. The effects just described, when using water, this steam-water mixture is separated by using the jet pump and described the angegedie separators 62 and can be achieved in the upper Chamber surrounded Reaktorparametem, 88 mer returned as indicated. The .,,_.-

Dampfströmung nach oben ist durch gebrochene Li- 50 WärmeaustauscherdatenUpward steam flow is through broken Li 50 heat exchanger data

men angedeutet. Röhrenzahl 72men indicated. Number of tubes 72

Im folgenden soll nun in Verbindung mit der Rollendurchmesser 2,5 cmIn the following, in connection with the roll diameter, 2.5 cm

Fig.4 beschrieben werden, wie die Pumpanlage Röhrenlänge 3 95 cmFig.4 describes how the pumping system tube length 3 95 cm

nach der Erfindung arbeitet und im Prinzip aufge- Wärmeübergangsfläche '.'.'.'.'. «-24 m«works according to the invention and in principle on heat transfer surface '.'. '.'. '. "-24 m"

baut ist. Eine ins einzelne gehende Beschreibung 55 Wärmefluß 3500 kcal/h/m^is building. A detailed description 55 heat flow 3500 kcal / h / m ^

einer besonderen Ausführungsform der Pumpanlage Speisewasser-a special embodiment of the pumping system feed water

nach der Erfindung wird weiter unten in Verbindung eintrittstemperatur T. 150° CAccording to the invention, below in connection entry temperature T. 150 ° C

mit den F i g. 5,6,7 gegeben. Speisewasser-with the F i g. 5,6,7 given. Feed water

Der Strahlpumpensatz 40 aus F i g. 4 weist einen austrittstemperatur T₂ 202° CThe jet pump set 40 from FIG. 4 has an outlet temperature T ₂ 202 ° C

Wärmeaustauscher 42 auf, sowie eine Strahlpumpe 60 u_mwälzwasserHeat exchanger 42, and a jet pump 60 and _mw älzwasser

44 für die erste Pumpstufe und zwei Strahlpumpen t_W ) -Eintrittstemperatur T₃ 285° C 46 und 48, die zusammen die zweite Pumpstufe dar- Umwälzwasser stellen. Das Speisewasser wird über das Rohr 54 in (^,-AustrittstemperaturT, 265° C den oberen Verteilerraum 90 des Strahlpumpensatzes Totaler Wärmeübergangs-44 for the first pumping stage and two jet pumps t _W ) - inlet temperature T ₃ 285 ° C 46 and 48, which together represent the second pumping stage - circulating water. The feed water is fed through the pipe 54 in (^, - outlet temperature T, 265 ° C to the upper distribution chamber 90 of the jet pump set Total heat transfer

40 eingeführt. Das Speisewasser strömt dann durch 65 ]j_Qeffi_zi_ent 4,4 kcal/h/m² · ° C 40 introduced. The feed water then flows through 65] j _Qe ffi _z i _ent 4.4 kcal / h / m ² · ° C

mehrere senkrecht angeordnete Wärmeaustauscherröhren 92 in den unteren Verteilerraum 94 hinein In den F i g. 5,6 und 7 ist eine bevorzugte Ausfüh- und von dort weiter durch die Leitung 96 zur Düse rungsform einer Pumpanlage nach der Erfindungseveral vertically arranged heat exchanger tubes 92 into the lower distributor space 94. 5, 6 and 7 is a preferred embodiment and from there further through the line 96 to the nozzle approximately form of a pumping system according to the invention

dargestellt, der als Treibmittel Speisewasser zugeführt wird. Die Hauptbestandteile des Strahlpumpensatzes 40 sind, wie bereits beschrieben, der Wärmeaustauscher 42, die Strahlpumpe 44 der ersten Pumpstufe sowie die beiden Strahlpumpen 46 und 48, die zusammen die zweite Pumpstufe darstellen. Aus der F i g. 5 kann man entnehmen, daß die Strahlpumpe 44 der ersten Stufe konzentrisch innerhalb des Wärmeaustauschers 42 angeordnet ist und daß die beiden Strahlpumpen 46 und 48 der zweiten Pumpstufe links und rechts neben dem Wärmeaustauscher angeordnet sind. Die Längsachsen der Strahlpumpe der ersten Stufe und der beiden Strahlpumpen der zweiten Stufe sind parallel zueinander angeordnet und liegen in der gleichen Ebene. Wie bereits bemerkt, strömt Wasser durch den Wärmeaustauscher nach unten (und zwar sowohl innerhalb als auch außerhalb der Wärmeaustauscherröhren), daraufhin durch die Strahlpumpe der ersten Stufe nach oben und anschließend durch die beiden Strahlpumpen der zweiten Stufe wieder nach unten.shown, which is fed as a propellant feed water. The main components of the jet pump kit 40 are, as already described, the heat exchanger 42, the jet pump 44 of the first Pump stage and the two jet pumps 46 and 48, which together represent the second pump stage. From FIG. 5 it can be seen that the jet pump 44 of the first stage is concentric within of the heat exchanger 42 is arranged and that the two jet pumps 46 and 48 of the second Pump stage are arranged to the left and right of the heat exchanger. The longitudinal axes of the The first stage jet pump and the two second stage jet pumps are parallel to each other arranged and lie in the same plane. As already noted, water flows through the heat exchanger downwards (both inside and outside the heat exchanger tubes), then up through the jet pump of the first stage and then through the two jet pumps the second step back down.

Der Wärmeaustauscher 42 weist einen oberen Verteilerraum 90 auf, ferner Wärmeaustauscherröhreri 92, einen unteren Verteilerraum 94 und einen Mantel 107. Der obere und der untere Verteilerraum sind durch die längs verlaufenden Wärmeaustauscherröhren 92 miteinander verbunden, die voneinander einen gewissen Abstand haben, und an ihren Enden mit den Verteilerräumen verschweißt sind, um zu verhindern, daß Speisewasser an diesen Stellen in das umzuwälzende Wasser eintreten kann. Das Speisewasser wird dem oberen Verteilerraum 90 durch das Rohr 54 und die Verbindung 50 zugeführt. Das Rohr 54 geht durch den Reaktordruckkessel 10 hindurch und ist mittels eines Fittings 59 gegen den Druckkessel abgedichtet. Es ist günstig, wenn die Anschlußverbindung 50 eine »Marman«-Kupplung ist. Jedoch ist jedes Kupplungsstück geeignet, das sich leicht schließen und auftrennen läßt, um die Strahlpumpensätze aus dem Reaktor herausnehmen zu können. Der obere Verteilerraum ist mit einem abgedichteten zylindrischen Kanal mit einem ausreichend großen Durchmesser versehen, so daß die Verlängerungsleitung 96 durch den Kanal hindurchgehen kann und so daß der Einbau und der Ausbau der Strahlpumpe 44 der ersten Pumpsrufe durch diesen Kanal hindurch möglich ist. An die Verlängerungsleitung 96 ist ein Flansch 142 angeschweißt, der oben auf dem oberen Verteilerraum 90 mittels Schrauben 144 verschraubt sein kann. Wenn die Schrauben 144 entfernt sind, können die Düsen 114 und 116 der Strahlpumpen der zweiten Stufe sowie der größte Teil der Strahlpumpe der ersten Stufe als ganzes eingebaut oder ausgebaut werden (s. hierzu F i g. 6 und 6 A). Die obere Verteilerkammer 90 ist an beiden Seiten mit zylindrischen Vertiefungen 148 und 150 versehen, in denen die kegelförmigen Ansaugstutzen 118 und 120 der beiden Strahlpumpen der zweiten Stufe angeordnet sind.The heat exchanger 42 has an upper distributor space 90, furthermore heat exchanger tubes 92, a lower plenum 94 and a jacket 107. The upper and lower plenums are interconnected by the longitudinal heat exchanger tubes 92 that are mutually separate from each other have a certain distance, and are welded at their ends to the distribution chambers in order to prevent feed water from entering the water to be circulated at these points. The feed water is fed to the upper plenum 90 through pipe 54 and connection 50. The pipe 54 goes through the reactor pressure vessel 10 and is against the pressure vessel by means of a fitting 59 sealed. It is favorable if the connection connection 50 is a "Marman" coupling. However any coupling piece that can be easily closed and separated is suitable for the jet pump sets to be able to remove from the reactor. The upper manifold is sealed with a cylindrical channel provided with a sufficiently large diameter so that the extension line 96 can pass through the channel and so that the installation and removal of the jet pump 44 of the first pump calls through this channel is possible. To the extension line 96 is a Flange 142 welded on, which is screwed onto the upper distributor chamber 90 by means of screws 144 can be. When the screws 144 are removed, the nozzles 114 and 116 of the jet pumps the second stage as well as most of the jet pump of the first stage installed or as a whole be expanded (see Figs. 6 and 6 A). The upper distribution chamber 90 is on both sides with cylindrical recesses 148 and 150, in which the conical suction nozzles 118 and 120 of the two jet pumps of the second stage are arranged.

Die Wärmeaustauscherröhren 92 sind so angeordnet, daß sich ein langgestreckter, zylindrischer Hohlraum 152 ergibt. Der Durchmesser des Hohlraums 152 ist so groß gewählt, daß sich die Strahlpumpe 42 der ersten Stufe leicht in diesen Hohlraum einsetzen und herausnehmen läßt. Der Mantel 107 verläuft ebenfalls in Längsrichtung und weist zwei Kanäle 154 und 156 auf, die zur Aufnahme der beiden Strahlpumpen 46 und 48 der zweiten Pumpstufe die ganze Länge des Mantels 107 entlanglaufen. Jeder dieser Kanäle weist flach geneigte Seitenwandungen 158, 160 auf, die in einen flachen Bodenteil 162 übergehen. Diese Kanäle können die verschiedenste Gestalt haben. Die eben beschriebene Gestalt ist jedoch günstiger als eine zylindrische Gestalt, da sie sich leichter herstellen läßt. Die Anordnung der Wärmeaustauscherröhren innerhalb des Mantels 107 hängt von ihrer Größe und ihrer Zahl ab. Das istThe heat exchanger tubes 92 are arranged so that an elongated, cylindrical cavity 152 results. The diameter of the cavity 152 is selected to be so large that the jet pump 42 the first stage can be easily inserted and removed from this cavity. The jacket 107 runs also in the longitudinal direction and has two channels 154 and 156, which are used to receive the two Jet pumps 46 and 48 of the second pumping stage run the entire length of the jacket 107. Everyone of these channels has flat inclined side walls 158, 160, which in a flat bottom part 162 pass over. These channels can have a wide variety of shapes. However, the shape just described is cheaper than a cylindrical shape because it is easier to manufacture. The arrangement of the heat exchanger tubes inside the jacket 107 depends on their size and number. That is

ίο wiederum von der speziellen Art der Pumpe und den Erfordernissen der gesamten Anlage abhängig.ίο again on the special type of pump and the Depending on the requirements of the entire system.

In der Ausführungsform nach der F i g. 5 ist es jedoch notwendig, daß die Wärmeaustauscherröhren zusammen einen Hohlraum 152 bilden, in den die Strahlpumpe der ersten Pumpstufe eingesetzt werden kann, und daß der äußere Umfang des gesamten Röhrenbündels mit der Form des Mantels 107 verträglich ist. Die Seiten des unteren Verteilerraumes 54 sind ebenfalls mit Vertiefungen versehen (nicht gezeigt), die den seitlichen Vertiefungen 148 und 150 des oberen Verteilerraumes 90 ähnlich sind. Diese Vertiefungen dienen dazu, die Ausstoßleitungen 164 und 166 der beiden Strahlpumpen der zweiten Pumpstufe aufzunehmen. Um nun den Wärrheaustauscher richtig justieren zu. können und um seitliche Verschiebungen des ..Wärmeaustauschers zu verhüten, ist am Boden des unteren Verteilerraumes 94 ein Zentrierstift 168 befestigt, der in eine Öffnung 170 in der unteren Gitterplatte 26 eingesetzt ist. Da die Temperatur des Wärmeaustauschers 42 gegenüber dem Druckkessel 10 niedriger ist, tritt eine senkrechte Bewegung des Stiftes 168 in der Öffnung 170 auf. Der ganze Wärmeaustauscher wird oben von den Zweigleitungen 54 gehaltert.In the embodiment according to FIG. 5, however, it is necessary that the heat exchanger tubes together form a cavity 152 into which the jet pump of the first pumping stage are used can, and that the outer circumference of the entire tube bundle with the shape of the jacket 107 compatible is. The sides of the lower distributor space 54 are also provided with indentations (not shown), which are similar to the side depressions 148 and 150 of the upper plenum 90. This Depressions serve the discharge lines 164 and 166 of the two jet pumps of the second Record pumping stage. In order to now adjust the heat exchanger correctly. can and around lateral To prevent displacements of the heat exchanger, a is at the bottom of the lower distributor space 94 Fastened centering pin 168 which is inserted into an opening 170 in the lower tie plate 26. Since the Temperature of the heat exchanger 42 compared to the pressure vessel 10 is lower, a vertical occurs Movement of the pin 168 in the opening 170 on. The whole heat exchanger is from above the branch lines 54 supported.

In den F i g. 6 und 6 A sind zwei verschiedene Möglichkeiten gezeigt, wie die Düse 98 der Strahlpumpe der ersten Stufe gehaltert werden kann. In der Anordnung nach F i g. 6 sind vier radiale Stege 172 mit der inneren Oberfläche des kegelstumpfförmigen Ansaugstutzens 100 verschweißt, die sich innen gegen die äußere Oberfläche der Düse 98 abstützen. Die Stege 172 sind aus einem dünnen Material hergestellt und mit Vorzug so ausgelegt, daß sie der Flüssigkeit, die von der Strahlpumpe der ersten Stufe angesaugt wird, einen möglichst niedrigen Strömungswiderstand entgegensetzt. Das untere Ende der Düse 98 der Strahlpumpe für die erste Stufe ist in eine Öffnung 174 eingesetzt, die sich in der oberen Seite des unteren Verteilerraumes 94 befindet. Am unteren Ende der Düse 98 ist ein Flansch 176 angeschweißt, der die Düse in senkrechter Richtung'haltert. Es sei bemerkt, daß die Öffnung 174 und das untere Ende der Düse 98 auch mit Gewinden versehen sein können, um eine starre Verbindung herzustellen. Weiterhin kann auch ein Dichtungsring, wie beispielsweise ein O-Ring 178 aus Metall, vorgesehen werden, um zu verhindern, daß Speisewasser aus dem unteren Verteilerraum 94 direkt in den zylindrischen Hohlraum 152 gelangen kann. Zum Einbau oder Ausbau der Düse 98 können unter Umständen Spezialwerkzeuge notwendig sein, die durch den Hohlraum 152 hinunterreichen und mit denen man die Düse herausschrauben und/oder herausheben kann. Weiterhin kann es günstig sein, der Außenfläche der Düse eine solche Form zu geben, daß Spezialwerkzeuge besser an der Düse angreifen können.In the F i g. 6 and 6 A two different possibilities are shown, such as the nozzle 98 of the jet pump the first stage can be supported. In the arrangement according to FIG. 6 are four radial webs 172 welded to the inner surface of the frustoconical intake manifold 100, which is inside against support the outer surface of nozzle 98. The webs 172 are made of a thin material and preferably designed in such a way that it absorbs the liquid drawn in by the jet pump of the first stage is opposed to the lowest possible flow resistance. The lower end of the nozzle 98 of the jet pump for the first stage is inserted into an opening 174 in the upper side of the lower distributor space 94 is located. A flange 176 is welded to the lower end of the nozzle 98, which holds the nozzle in the vertical direction. Be it notes that the opening 174 and the lower end of the nozzle 98 can also be threaded, to create a rigid connection. Furthermore, a sealing ring, such as a metal O-ring 178, may be provided to prevent feed water from flowing out of the lower Manifold 94 can pass directly into the cylindrical cavity 152. For installation or removal of the nozzle 98, special tools may be necessary to penetrate through the cavity 152 and with which you can unscrew and / or lift out the nozzle. Farther it can be beneficial to give the outer surface of the nozzle such a shape that special tools are better attack the nozzle.

In der F i g. 6 A ist eine andere Ausführungsform dargestellt, in der die Düse 98 direkt mittels vier Ste-In FIG. 6A shows another embodiment in which the nozzle 98 is directly

gen 180 in dem kegelförmigen Ansaugstutzen 100 angeordnet ist. Bei dieser Anordnung wird die Düse 98 zusammen mit den oberen Bauteilen der ersten Pumpstufe herausgehoben. Die unteren Enden der Stege 180 sind an der äußeren Oberfläche der Düse 98 angeschweißt, während die oberen Enden der Stege 180 mit einem Stützring 182 verbunden sind. Der Stützring 182 ist mit einem Innengewinde versehen, das auf ein Außengewinde an einem ringförmigen Flansch 184 aufgeschraubt ist. Der ringförmige Flansch 184 ist entweder mit dem kegelförmigen Einlaßstutzen 100 und/oder mit der Mischkammer 102 auf übliche Weise verbunden. Die Stege 180 sind mit Vorzug aus einem dünnen Material hergestellt und stromlinienartig geformt, um den Strömungswiderstand für die Flüssigkeit herabzusetzen, die in die Ansaugöffnung 106 hineinfließt. Es sei bemerkt, daß der Abstand und die Anzahl der Stege dem speziellen Bedarf angepaßt sind.gene 180 is arranged in the conical intake port 100 . In this arrangement, the nozzle 98 is lifted out along with the upper components of the first pumping stage. The lower ends of the webs 180 are welded to the outer surface of the nozzle 98, while the upper ends of the webs 180 are connected to a support ring 182 . The support ring 182 is provided with an internal thread which is screwed onto an external thread on an annular flange 184. The annular flange 184 is connected to either the conical inlet port 100 and / or to the mixing chamber 102 in a conventional manner. The webs 180 are preferably made of a thin material and are streamlined in order to reduce the flow resistance for the liquid flowing into the suction opening 106. It should be noted that the spacing and the number of webs are adapted to specific requirements.

Sowohl in der F i g. 6 als auch in der F i g. 6 A ist das obere Ende der Düse 98 teilweise in den kegelförmigen Ansaugstutzen 100 eingesetzt, an den sich eine langgestreckte Mischkammer 102 anschließt, deren Querschnitt senkrecht zur Achse überall gleich ist. An diese Mischkammer schließt sich ein Diffusor 104 an, dessen Durchmesser in Strömungsrichtung zunimmt. Der Ansaugquerschnitt 106 für die Strahlpumpe der ersten Stufe befindet sich zwischen den oberen Enden der Düse 98 und dem kegelförmigen Ansaugstutzen 100. Der Diffusor 104 geht in die Leirung 140 über, die mit zwei Zweigleitungen 110 und 112 verbunden ist. Die beiden Zweigleitungen 110 und 112 sind derart gekrümmt, daß sie die Flüssigkeitsströmung um 180° umlenken und den geringst möglichen Strömungswiderstand hervorrufen. Die beiden Zweigleitungen 110 und 112 führen etwa die gleichen Flüssigkeitsmengen, die sie als Treibmittel an die Düsen 114 und 116 der Strahlpumpen 46 und 48 der zweiten Pumpstufe abgeben. Die Strahldüsen 114 und 116 sind zum Teil in die kegelförmigen Ansaugstutzen 118 und 120 angesetzt, die in den Vertiefungen 148 und 150 des oberen Verteilerraumes 90 angeordnet sind. Die Düsen 114 und 116 sind mit den Ansaugstutzen 118 und 120 durch Stege 147 verbunden. Die Ansaugquerschnitte der Strahlpumpe der zweiten Pumpstufe befinden sich zwischen der Strahldüse 114 und dem Ansaugstutzen 118 und zwischen der Strahldüse 116 und dem kegelförmigen Ansaugstutzen 120. Die kegelförmigen Ansaugstutzen 118 und 120 der zweiten Pumpstufe setzen sich in langgestreckte Mischkammern 122 und 124 fort, deren Querschnitt über ihre ganze Länge konstant ist. An diese Mischkammer schließen sich Diffusoren 126 und 128 an, deren Querschnitt in Strömungsrichtung zunimmt. Die ausgangsseitigen Enden der Diffusoren 126 und 128 gehen in Leitungen 164 und 166 über. Die unteren Enden der Leitungen 164 und 166 sind durch öffnungen 186 und 188 der unteren Gitterplatte 26 eingesetzt. Neben den Enden der Leitungen 164 und 166 sind ringförmige Flansche 190 und 192 angeschweißt, die auf der oberen Oberfläche der unteren Gitterplatte 26 aufliegen und dadurch die Strahlpumpen der zweiten Pumpstufe haltern.Both in FIG. 6 as well as in FIG. 6A, the upper end of the nozzle 98 is partially inserted into the conical suction nozzle 100 , which is adjoined by an elongated mixing chamber 102 , the cross section of which perpendicular to the axis is everywhere the same. A diffuser 104 adjoins this mixing chamber, the diameter of which increases in the direction of flow. The suction cross-section 106 for the jet pump of the first stage is located between the upper ends of the nozzle 98 and the conical suction port 100. The diffuser 104 merges into the duct 140 , which is connected to two branch lines 110 and 112 . The two branch lines 110 and 112 are curved in such a way that they deflect the liquid flow by 180 ° and produce the lowest possible flow resistance. The two branch lines 110 and 112 carry approximately the same amounts of liquid that they deliver as propellant to the nozzles 114 and 116 of the jet pumps 46 and 48 of the second pumping stage. The jet nozzles 114 and 116 are partly attached to the conical suction nozzles 118 and 120 , which are arranged in the depressions 148 and 150 of the upper distributor space 90 . The nozzles 114 and 116 are connected to the intake ports 118 and 120 by webs 147 . The suction cross-sections of the jet pump of the second pumping stage are located between the jet nozzle 114 and the suction nozzle 118 and between the jet nozzle 116 and the conical suction nozzle 120. The conical suction nozzles 118 and 120 of the second pump stage continue in elongated mixing chambers 122 and 124 , the cross-section of which extends over its entire length is constant. This mixing chamber is followed by diffusers 126 and 128 , the cross section of which increases in the direction of flow. The ends of the diffusers 126 and 128 on the outlet side merge into lines 164 and 166 . The lower ends of the lines 164 and 166 are inserted through openings 186 and 188 of the lower tie plate 26 . Annular flanges 190 and 192 are welded adjacent the ends of conduits 164 and 166 which rest on the upper surface of lower tie plate 26 and thereby support the second stage jet pumps.

Die zweite Pumpstufe ist deswegen mit zwei Strahlpumpen an Stelle von nur einer Strahlpumpe ausgerüstet, da auf diese Weise die Gesamtlänge und die Breite (s. F i g. 1) des Pumpsatzes verringert werden können, so daß der ganze Pumpsatz in einen verhältnismäßig kleinen Ringraum 38 eingesetzt werden kann. Dieses ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, da eine Vergrößerung des Reaktordruckkessels sehr teuer ist. Der Druckkessel mußte jedoch vergrößert werden, wenn der Ringraum 38 vergrößert werden muß.The second pumping stage is therefore with two jet pumps instead of just one jet pump equipped, since in this way the total length and the width (see Fig. 1) of the pump set can be reduced can, so that the entire pump set can be used in a relatively small annulus 38 can. This is an essential feature of the invention, since an enlargement of the reactor pressure vessel is very expensive. However, the pressure vessel had to be enlarged when the annulus 38 was enlarged got to.

Durch die Forderung, die an den Wärmeaustauscher gestellt wird, sind die Länge und die Anzahl der Wärmeaustauscherröhren bestimmt, die notwendig sind, um eine bestimmte Abkühlung zu bewirken. Die Ausstoßleitung 96 der ersten Pumpstufe und die Ausstoßleitungen 164 und 166 der zweiten Pumpstufe weisen eine Länge auf, die notwendig ist, um die erforderlichen Verbindungen herzustellen. Diese Ausstoßleitungen dienen jedoch auch dafür, die Strömungen innerhalb der Strahlpumpen homogener zu machen, so daß diese Aussiößleitungen auch das Gesamtverhalten der Strahlpumpen verbessern. Es sei noch bemerkt, daß eine einzige Strahlpumpe als zweite Pumpstufe des Pumpsatzes langer als der Wärmeaustauscher sein müßte, und daß daher bei der Verwendung nur einer Strahlpumpe in der zweiten Pumpstufe der Druckkessel vergrößert werden müßte.The length and number of heat exchanger tubes that are necessary to bring about a specific cooling are determined by the requirement that is placed on the heat exchanger. The discharge line 96 of the first pumping stage and the discharge lines 164 and 166 of the second pumping stage are of a length which is necessary to make the required connections. However, these discharge lines also serve to make the flows within the jet pumps more homogeneous, so that these discharge lines also improve the overall behavior of the jet pumps. It should also be noted that a single jet pump as the second pump stage of the pump set would have to be longer than the heat exchanger, and that therefore the pressure vessel would have to be enlarged if only one jet pump was used in the second pump stage.

Im folgenden sind einige Abmessungen und Daten für die Strahlpumpe nach der Erfindung angegeben, die in dem oben beschriebenen Reaktor und zusammen mit dem bereits beschriebenen Wärmeaustauscher verwendet werden können.In the following some dimensions and data for the jet pump according to the invention are given, those in the reactor described above and together with the heat exchanger already described can be used.

PumpendatenPump data

Erste StufeFirst stage

Pumpenzahl .... 16Number of pumps .... 16

Durchsatzverhältnis 2,6 (M₁)Throughput ratio 2.6 (M ₁ )

Düsendurchmesser ... 2,06 cm (Dn)Nozzle diameter ... 2.06 cm (Dn)

Mischkammerdurchmesser ... 5,85 cmMixing chamber diameter ... 5.85 cm

Diffusor-Diffuser

durchmesser ... 12,7 cmdiameter ... 12.7 cm

Mischkammerlänge 47,0 cmMixing chamber length 47.0 cm

Diffusorlänge ... 53,0 cmDiffuser length ... 53.0 cm

Düsendruck , 155 at (PJ₁ Nozzle pressure, 155 at (PJ ₁

Druckverhältnis 0,128 (N₁) Pressure ratio 0.128 (N ₁ )

Wirkungsgrad .. 33 %Efficiency .. 33%

Treibmitteldurchsatz 42 kg/secPropellant throughput 42 kg / sec

Ansaugmenge ... 112 kg/secSuction quantity ... 112 kg / sec

Zweite Stufe 32Second stage 32

2,6 (M₂) 5,5 cm (D„)₂ 16,77 cm (p_t)_t 30,5 cm (D _d), 2.6 (M ₂ ) 5.5 cm (D ") ₂ 16.77 cm (p _t ) _t 30.5 cm (D _d ),

122,0 cm 140,0 cm122.0 cm 140.0 cm

85 at (P₁)., 0,128 (N₉) 85 at (P ₁ )., 0.128 (N ₉ )

33 «/ο33 «/ ο

! 80 kg/sec (W₁), 205 kg/sec! 80 kg / sec (W ₁ ), 205 kg / sec

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (3)

1 2 Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß Patentansprüche: eine Pumpanlage mit mindestens einer Strahlpumpe auch dann vorteilhaft arbeiten kann, wenn die Tem-1 2 The invention was based on the knowledge that claims: a pumping system with at least one jet pump can also work advantageously when the temperature 1. Pumpanlage mit mindestens einer Strahl- peraturdifferenz zwischen dem Treibmittel und dem pumpe mit einer Düse für das Treibmittel und 5 umzuwälzenden Medium verringert wird, indem man einem Einlaß für ein umzuwälzendes Medium, beide vor der Strahlpumpe unter Wärmeaustausch das vor Eintritt in die Strahlpumpe in einem durch einen Wärmeaustauscher führt. Diese Erkennt-Wärmeaustauscher gekühlt wird, dadurch nis macht die Verwendung von außen kommender gekennzeichnet, daß bei einer Pumpan- Heizgase und Kühlmittel unnötig und gestattet auf lage, bei der die Temperatur des Treibmittels vor io diese Weise durch Vermeidung weiterer Rohrleitunder Strahlpumpe niedriger ist als die des umzu- gen und -durchführungen eine kompakte Bauweise wälzenden Mediums, Einrichtungen (90, 92, 94) und verhindert weiterhin das Auftreten einer Kavitavorgesehen sind, durch die das Treibmittel vor tion durch Verdampfen der umzuwälzenden Flüssigdem Eintritt in die Düse (98) der Strahlpumpe keit am Ansaugstutzen der Strahlpumpe, da die um-(44) unter Wärmeaustausch mit dem umzuwäl- 15 zuwälzende Flüssigkeit durch das Treibmittel zuvor zenden Medium als Kühlmittel durch den War- unter seine Sättigungstemperatur abgekühlt wurde, meaustauscher (42) geleitet wird. Damit erhält man einen größeren Wirkungsgrad in1. Pump system with at least one jet temperature difference between the propellant and the pump with a nozzle for the propellant and 5 medium to be circulated is reduced by an inlet for a medium to be circulated, both upstream of the jet pump with heat exchange which leads through a heat exchanger before entering the jet pump. This detects heat exchanger is cooled, thereby making use of the outside more convenient characterized that with a Pumpan- heating gases and coolant unnecessary and allowed on location at which the temperature of the propellant is before io this way by avoiding further pipeline under The jet pump is lower than that of the by-pass and has a compact design rolling medium, devices (90, 92, 94) and further prevents the occurrence of a cavita intended are, through which the propellant before tion by evaporation of the liquid to be circulated Entry into the nozzle (98) of the jet pump at the suction port of the jet pump, as the (44) with heat exchange with the liquid to be circulated by the propellant beforehand medium as coolant through which the war- was cooled below its saturation temperature, meaustauscher (42) is passed. This gives you greater efficiency in 2. Pumpanlage nach Anspruch 1, dadurch ge- der Strahlpumpe.2. Pump system according to claim 1, characterized in that the jet pump. kennzeichnet, daß die Strahlpumpe konzentrisch Im einzelnen wird die Aufgabe dadurch gelöst,indicates that the jet pump is concentric. innerhalb des Wärmeaustauschers angeordnet ist 20 daß man bei einer Pumpanlage der eingangs genann-is arranged within the heat exchanger 20 that in a pumping system the aforementioned und eine in Serie zu dieser Strahlpumpe liegende ten Art, bei der die Temperatur des Treibmittels vorand a type lying in series with this jet pump, in which the temperature of the propellant is present zweite Strahlpumpe neben dem Wärmeaustau- der Strahlpumpe niedriger ist als die des umzuwäl-second jet pump next to the heat exchange- the jet pump is lower than that of the scher angeordnet ist. · zenden Mediums, Einrichtungen vorsieht, durch dieis arranged shear. · Envisaged medium, facilities through which 3. Pumpanlage nach Anspruch 1, dadurch ge- das Treibmittel vor dem Eintritt in die Düse der kennzeichnet, daß die Strahlpumpe (44) konzen- 25 Strahlpumpe unter Wärmeaustausch mit dem umzutrisch innerhalb des Wärmeaustauschers (42) an- wälzenden Medium .ak* Kühlmittel durch den Wärgeordnet ist und zwei in Serie zu dieser Strahl- meaustauscher geleitet wird."3. Pump system according to claim 1, characterized in that the propellant before entering the nozzle of the indicates that the jet pump (44) concentrates 25 jet pump with heat exchange with the umzutrisch medium circulating within the heat exchanger (42) .ak * coolant arranged by the heat and two in series are routed to this jet exchanger. " pumpe liegende weitere Strahlpumpen (46, 48) zu Eine solche Konstruktion läßt sich der USA.-Pa-pump lying further jet pumps (46, 48) to such a construction can the USA.-Pa- beiden Seiten neben dem Wärmeaustauscher (42) tentschrift 3 154 140 auch nicht in Verbindung mit angeordnet sind. 30 der USA.-Patentschrift 2 231 090 entnehmen, aus derboth sides next to the heat exchanger (42) tentschrift 3 154 140 also not in connection with are arranged. 30 of U.S. Pat. No. 2,231,090, from US Pat es bekannt ist, bei einem Ejektor einen Teil desit is known to have part of the ejector Treibmittels für Heizungszwecke zu verwenden, umTo use propellant for heating purposes eine Düse eisfrei zu halten, insbesondere bei mit sehr geringen Drücken arbeitenden Ejektoren. Denn zumKeeping a nozzle free of ice, especially with very ejectors operating at low pressures. Because for Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpanlage 35 einen wird bei der letztgenannten USA.-Patentschrift mit mindestens einer Strahlpumpe mit einer Düse für das Treibmittel für Heizungszwecke verwendet, wähdas Treibmittel und einem Einlaß für ein umzuwäl- rend das Treibmittel nach der Erfindung als Kühlzendes Medium, das vor Eintritt in die Strahlpumpe mittel wirkt, und zum anderen gestattet es das in der in einem Wärmeaustauscher gekühlt wird. USA.-Patentschrift 3 154 140 enthaltene Vorurteil,The invention relates to a pumping system 35 which is described in the latter U.S. patent with at least one jet pump with a nozzle for the propellant used for heating purposes, wähdas Propellant and an inlet for a circulating propellant according to the invention as a cooling agent Medium that acts medium before entering the jet pump, and on the other hand it allows it in the is cooled in a heat exchanger. USA.-Patent 3,154,140 contained prejudice, Eine solche Pumpanlage ist aus der USA.-Patent- 40 daß lediglich bei einer möglichst großen Temperaturschrift 3 154 140 zur Unterstützung einer Zirkulation differenz zwischen dem Treibmittel und dem umzuin einem geschlossenen Flüssigkeits-Dampf-System wälzenden Medium eine brauchbare Pumpwirkung bekannt. Bei der aus der genannten USA.-Patent- mittels einer Strahlpumpe erzielbar ist, dem Fachschrift bekannten Einrichtung wird davon ausgegan- mann ohne erfinderischen Aufwand nicht, in direkgen, daß es für eine optimale Wirkung der Dampf- 45 tem Gegensatz dazu das Treibmittel als Kühlmittel Strahlpumpen erforderlich ist, eine möglichst große für das umzuv/älzende Medium vor dem Einleiten Temperaturdifferenz zwischen dem Treibdampf und beider in die Strahlpumpe zu verwenden und damit der umzuwälzenden Flüssigkeit einzustellen. Zu die- die ·Temperaturdifferenz zwischen ihnen zu verrinsem Zweck werden mit einer aufwendigen Einrich- gern.Such a pumping system is from the USA patent 40 that only with the greatest possible temperature writing 3 154 140 to support a circulation difference between the propellant and the umzuin a closed liquid-vapor system circulating medium has a useful pumping effect known. In the case of the above-mentioned USA patent, which can be achieved by means of a jet pump, the specialist publication known facility, it is assumed that without inventive effort, in direct, that for an optimal effect of the steam system, in contrast, the propellant is used as a coolant Jet pumps are required to be as large as possible for the medium to be circulated before introducing them Temperature difference between the motive steam and both to use in the jet pump and thus of the liquid to be circulated. To reduce the temperature difference between them Purpose will be with an elaborate set-up. tung von außerhalb des geschlossenen Systems korn- 50 Nach einer vorteilhaften Ausführurigsform ist die mende Verbrennungsgase und ebenfalls von außer- Strahlpumpe konzentrisch innerhalb des Wärmeaushalb des geschlossenen Systems kommendes Kühl- tauschers angeordnet und eine in Serie zu dieser mittel herangeführt und mit dem Dampf und der Strahlpumpe liegende zweite Strahlpumpe ist neben Flüssigkeit des geschlossenen Systems in geeigneter dem Wärmeaustauscher angeordnet. Dies gestattet Weise in Wärmeaustausch gebracht. Dies erfordert 55 eine besonders kompakte Bauweise für eine zweistueinen beträchtlichen konstruktiven Aufwand, insbe- fige Strahlpumpe und bringt den weiteren Vorteil mit sondere durch zusätzliche Rohrleitungen und -durch- sich, daß man eine ausreichende Durchsatzmenge erführungen und führt zu einer Bauweise mit verhält- zielen und das Durchsatzverhältnis durch die Pumnismäßig großem Raumbedarf. Über das Problem pen trotzdem klein halten kann, wodurch die Durchder Kavitation der umzuwälzenden Flüssigkeit am 60 satzmenge durch die Pumpen weitgehend druckunab-Ansaugstutzen der Strahlpumpe und die damit ver- hängig wird.processing from outside the closed system grain 50 According to an advantageous embodiment, the Coming combustion gases and also from outside the jet pump concentrically within the heat outside The cooling exchanger coming from the closed system is arranged and one in series with this Medium brought in and with the steam and the jet pump lying second jet pump is next Liquid of the closed system arranged in a suitable heat exchanger. This allows Way brought into heat exchange. This requires a particularly compact design for a two-piece considerable constructive effort, in particular a jet pump, and has the further advantage especially through additional pipelines and pipelines, that a sufficient throughput can be achieved and leads to a construction with behavioral targets and the throughput ratio through the pumps large space requirements. About the problem pen can still be kept small, which reduces the throughput Cavitation of the liquid to be circulated at the rate of 60 set by the pumps largely pressure-independent suction nozzle the jet pump and which is thus paused. bundenen Nachteile ist der genannten USA.-Patent- Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsschrift nichts zu entnehmen. form der erfindungsgemäßen Pumpanlage ist die related disadvantages is nothing to be found in said USA patent according to a further advantageous embodiment. form of the pumping system according to the invention is the Demgegenüber lag der Erfindung die Aufgabe zu- Strahlpumpe konzentrisch innerhalb des Wärmeausgrunde, bei einer Pumpanlage der eingangs definier- 65 tauschers angeordnet und zwei in Serie zu dieser ten Art die Kavitation weitgehend zu vermeiden und Strahlpumpe liegende weitere Strahlpumpen sind zu eine konstruktiv einfache und kompakte Bauweise beiden Seiten neben dem Wärmeaustauscher andieser Pumpanlage zu erreichen. geordnet. Durch die Verwendung zweier Strahlpum-In contrast, the invention had the task of- jet pump concentrically within the thermal reason, 65 arranged in a pumping system of the inlet defining exchanger and two in series with this The th way of avoiding cavitation as much as possible and further jet pumps lying on the side of the jet pump are to be closed a structurally simple and compact design on both sides next to the heat exchanger To reach pumping station. orderly. By using two jet pumps