DE1551270B2 - Verbundkraftwerk - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verbundkraftwerk, be- oder alternativ von drei verschiedenen Wärmequellen stehend aus einem Kernreaktor mit nachgeschaltetem beaufschlagt wird, nämlich dem Kernreaktor, dem Wärmetauscher, einem dem Wärmetauscher nach- fossil beheizten Überhitzer und/oder dem fossil begeschalteten, fossil beheiztem Überhitzer, einem heizten Dampferzeuger.

fossil beheizten Dampferzeuger und einer Dampf- 5 Im einzelnen erfolgt die Auslegung des erfindungs-

turbine mit Generator. gemäßen Verbundkraftwerkes nach bekannten Re-

Bei einem bekannten Verbundkraftwerk der zuvor geln. Da die maximale Kühlmitteltemperatur des beschriebenen Art (deutsche Auslegeschrift 1048 595) Reaktorkühlmittels etwa 300° C beträgt, ist der sind der fossil beheizte Überhitzer und der fossil be- Frischdampfdruck mit etwa 30 ata für eine normale heizte Dampferzeuger baulich vereinigt und gemein- io Dampfturbine relativ niedrig. Bei Betrieb des Übersam beheizbar. Das-bekannte Verbundkraftwerk ist hitzers, wobei der Wärmetauscher Sattdampf liefern einerseits für Grundlast— Kernreaktor mit nachge- soll, steigt der Frischdampfdruck auf etwa 50 ata an, schaltetem Wärmetauscher —, andererseits zusätzlich die Frischdampftemperatur beträgt etwa 550° C. Die für Spitzenlast — zusätzlich fossil beheizter Über- Dampfturbine ist hinsichtlich ihrer Schluckfähigkeit hitzer und fossil beheizter Dampferzeuger — aus- ₁₅ entsprechend ausgelegt. Da durch die Dampfturbine gelegt. Die Aufteilung in Grundlast einerseits und gegebenenfalls zusätzlich Dampf aus dem Dampf-Spitzenlast andererseits erfolgt aus wirtschaftlichen erzeuger zu schicken ist, muß der Frischdampfdruck Gründen. Grundlastkraftwerke haben eine hohe Jah- erhöht werden. Das wird dadurch erreicht, daß in resbenutzungsdauer, erfordern relativ hohe Anlage- dem Dampferzeuger hochgespannter Dampf erzeugt kosten und arbeiten mit relativ geringen Arbeits- 20 wird, der mit dem übrigen Dampf in einem Dampfkosten. Spitzenlastkraftwerke dagegen haben eine strahlapparat oder in einem Turboverdichter zusamgeringe Jahresbenutzungsdauer, erfordern relativ ge- mengeführt wird.

ringe Anlagekosten und arbeiten dafür aber mit Der durch die Erfindung erreichte Vorteil ist zurelativ hohen Arbeitskosten. Aus wirtschaftlichen sammengefaßt darin zu sehen, daß das bekannte Gründen ist eine weitergehende Aufteilung als die in 25 Verbundkraftwerk der eingangs beschriebenen Art so Grundlast einerseits und Spitzenlast andererseits ausgestaltet worden ist, daß Grundlast und/oder Mitsinnvoll, weil eine weitergehende Aufteilung die tellast und/oder Spitzenlast gefahren werden kann, Möglichkeit bietet, die insgesamt entstehenden, aus und zwar auch dann, wenn der Kernreaktor, der Anlagekosten und Arbeitskosten bestehenden Strom- Überhitzer oder der Dampferzeuger oder zwei der erzeugungskosten weiter zu minimalisieren. 30 vorgenannten Aggregate ausgefallen sind.

Es ist auch ein Verbundkraftwerk, bestehend aus Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der einem Kernreaktor mit nachgeschaltetem Wärme- Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert; die eintauscher und einem dem Wärmetauscher nachge- zige Figur zeigt das Schaltschema eines Verbundschalteten fossil beheizten Überhitzer bekannt kraftwerkes.

(schweizerische Patentschrift 286 627). Bei diesem ₃₅ Das in der Figur hinsichtlich seines Schaltschemas

Verbundkraftwerk ist zwar ebenfalls ein Kernreaktor dargestellte Verbundkraftwerk besteht in seinem

mit einem fossil beheizten Überhitzer verbunden, der grundsätzlichen Aufbau aus einem Kernreaktor 1 mit

fossil beheizte Überhitzer hat jedoch die Aufgabe, nachgeschaltetem Wärmetauscher 2, einem dem

den von dem dem Kernreaktor nachgeschalteten Wärmetauscher 2 nachgeschalteten, fossil beheizten

Wärmetauscher erzeugten Sattdampf zu überhitzen, ₄₀ Überhitzer 5, einem fossil beheizten Dampferzeuger

ihn also auf eine höhere, wirtschaftlichere Temperatur 13 und einer Dampfturbine 6 mit Generator 8. Zwi-

zu bringen. Allenfalls kann auch hier der Kern- sehen dem Kernreaktor 1 und dem nachgeschalteten

reaktor für Grundlast, der fossil beheizte Überhitzer Wärmetauscher 2 ist eine Umwälzpumpe 3 vorge-

für Spitzenlast herangezogen werden; eine weiter- sehen. Außerdem ist eine Druckerhöhungspumpe 4

gehende Aufteilung ist nicht möglich. 45 angeordnet, über die ein mit dem Reaktorkühlmittel

Es liegt die Aufgabe vor, anzugeben, wie ein Ver- beheizter Zwischenüberhitzer 7 gespeist werden kann,

bundkraftwerk der eingangs beschriebenen Art aus- Der Dampfturbine 6 ist in üblicher Weise ein Kon-

zugestalten ist, damit es für Grundlast, für Mittellast densator 9, eine Niederdruckspeisepumpe 10, ein Ent-

und für Spitzenlast betrieben werden kann und auch gaser 11 und eine Hochdruckspeisepumpe 12 nach-

bei Ausfall des Kernreaktors, des Überhitzers oder 50 geschaltet.

des Dampferzeugers oder bei Ausfall von zwei der Erfindungsgemäß ist der Überhitzer 5 von dem

vorgenannten Aggregate, die jeweils funktionstüchtig Dampferzeuger 13 baulich getrennt und unabhängig

gebliebenen Aggregate noch in Betrieb gehalten wer- von diesem beheizbar, ist der Dampferzeuger 13 auf

den können. die Frischdampfleitung der Dampfturbine 6 geschal-

Diese Aufgabe ist bei einem Verbundkraftwerk 55 tet, und zwar über einen Dampfstrahlapparat 14, und

der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß ist in eine abschaltbare Verbindungsleitung vom Aus-

durch die Kombination folgender Merkmale gelöst: gang des Dampferzeugers 13 zum Eingang des Über-

a) Der Überhitzer ist vom Dampferzeuger getrennt ^^{eis 5 ei}? ^dur£^h Speisewasser gekühlter Enthitzer und unabhängig von diesem beheizbar; ^{1S v}°^ehen. Eine der Hochdruckspeisepumpe 12

,. , ^ , ^& ., , ,. „ . ,, _f 60 parallel liegende Hochdruckspeisepumpe 16 dient der

b) der Dampferzeuger ist auf die Frischdampf- Speisung des Dampferzeugers 13

leitung der Dampfturbine geschaltet; _{Im übrigen sind folgende Ventüe vor}g_esehen:

c) in eine abschaltbare Verbindungsleitung vom ein Wärmetauscherauslaßventil Vl, Überhitzerumge-Ausgang des Dampferzeugers zum Eingang des hungsventil V 2, Überhitzereinlaßventil V 3, Dampf-Überhitzers ist ein durch Speisewasser gekühlter g₅ strahlapparat-Einlaßventil V4, Frischdampfventil V 5, Enthitzer eingeschaltet. Zwischenüberhitzer-Umgehungsventil V 6, Dampf-Wesentlich für das erfindungsgemäße Verbund- strahlapparat-Einlaßventil V 7, Enthitzer-Einlaßventil

kraftwerk ist also, daß die Dampfturbine kumulativ V 8, Enthitzer-Wasserventil V 9, Dampferzeugerum-

gehungsventil V10, Speisewasserventil V11 und Speisewasserventil V12.

Das in seinem Schaltschema dargestellte Verbundkraftwerk erlaubt ohne weiteres, wie der Figur zu entnehmen ist, folgende Betriebsfälle:

1. Grundlastbetrieb

Das in dem Kernreaktor 1 erwärmte Reaktorkühlmittel erzeugt im Wärmetauscher 2 leicht überhitzten Dampf, der unter Umgehung des Überhitzers 5 der Dampfturbine 6 zuströmt. Im Zwischenüberhitzer 7 wird der teilweise entspannte Dampf durch das Reaktorkühlmittel wieder aufgeheizt, um anschließend im Niederdruckteil der Dampfturbine 6 auf Kondensatordruck entspannt zu werden. ^J5

2. Mittellastbetrieb

Durch das in dem Kernreaktor 1 erwärmte Reaktorkühlmittel wird jetzt im Wärmetauscher 2 Sattdampf mit etwa 50 ata erzeugt, der in dem fossil beheizten Überhitzer 5 auf etwa 550° C überhitzt wird. In der Dampfturbine 6 wird dieser Dampf, ohne Zwischenüberhitzung, auf Kondensatordruck entspannt.

3. Spitzenlastbetrieb

Zusätzlich zu der zuvor beschriebenen Erzeugung von überhitztem Dampf durch den Kernreaktor 1, den Wärmetauscher 2 und den Überhitzer 5 wird nunmehr in dem Dampferzeuger 13 hochgespannter und überhitzter Dampf erzeugt. Dieser Dampf wird dem Dampfstrahlapparat 14 zugeführt und dort als Treibdampf benutzt. Er saugt den aus dem Überhitzer 5 kommenden Dampf an und verdichtet ihn auf einen höheren Druck, so daß der aus dem Überhitzer 5 und dem Dampferzeuger 13 kommende Dampf durch die unverändert gebliebene Dampfturbine 6 strömen kann.

4. Ausfall des Überhitzers

Das in dem Kernreaktor 1 erwärmte Reaktorkühlmittel erzeugt in dem Wärmetauscher 2 leicht über-

40 hitzten Dampf mit etwa 30 ata. Dieser Dampf strömt unter Umgehung des Überhitzers 5 in den Dampfstrahlapparat 14, wird dort durch den in dem Dampferzeuger 13 erzeugten Dampf verdichtet und gelangt mit einer relativ niedrigen Überhitzung in die Dampfturbine 6. Mit Rücksicht auf die Endfeuchte wird der der Dampfturbine 6 zugeführte Dampf vor dem Niederdruckteil der Dampfturbine 6 in dem Zwischenüberhitzer 7 wieder auf höhere Temperaturen gebracht.

5. Ausfall des Kernreaktors

Der in dem Dampferzeuger 13 erzeugte Dampf wird dem Enthitzer 15 zugeführt, wo er durch Speisewasser abgekühlt wird. Der durch Zufuhr von Speisewasser abgekühlte Dampf wird durch den Überhitzer 5 geleitet, dort auf etwa 550° C überhitzt und dann der Dampfturbine 6 zugeführt.

6. Ausfall des Kernreaktors und des Überhitzers

Der in dem Dampferzeuger 13 erzeugte Dampf geht direkt über den Dampf strahlapparat 14, der auch umgangen werden könnte, in die Dampfturbine 6.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verbundkraftwerk, bestehend aus einem Kernreaktor mit nachgeschaltetem Wärmetauscher, einem dem Wärmetauscher nachgeschalteten fossil beheizten Überhitzer, einem fossil beheizten Dampferzeuger und einer Dampfturbine mit Generator, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

   a) Der Überhitzer (5) ist vom Dampferzeuger (13) getrennt und unabhängig von diesem beheizbar;

   b) der Dampferzeuger (13) ist auf die Frischdampfleitung der Dampfturbine (6) geschaltet;

   c) in eine abschaltbare Verbindungsleitung vom Ausgang des Dampferzeugers (13) zum Eingang des Überhitzers (5) ist ein durch Speisewasser gekühlter Enthitzer (15) eingeschaltet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen