DE1807986A1 - Verfahren und Vorrichtung zur gleichmaessigen Kuehlmittelverteilung auf den Heizflaechen in einem metallgekuehlten Reaktor oder Verdampfer - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur gleichmaessigen Kuehlmittelverteilung auf den Heizflaechen in einem metallgekuehlten Reaktor oder Verdampfer

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DE1807986A1
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Description

Verfahren und Vorrichtung zur gleichmäßigen Kühlaittelverteilung aul den Heizflächen in einem metallgekühlten Reaktor oder Verdampfer
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Durchführung einer stationären Metal!verdampfung bei relativ niedrigem Druck zum Zwecke der Kühlung und Vorrichtung zu deren Durchführung.
Elektrische Energie wird heute in Kohle» oder Kernkraftwerken unter Verwendung von Wasserdampf als Arbeitsmedium gewonnen. Nach dem heutigen Stand der Technik werden in modernen Kraftwerken Dampfdrücke bis zu 100 bar benutzt. PUr den Siedevorgang in den Verdampferrohren oder Reaktorkanälen bedeutet dieser relativ
hohe Druck, dass der Übergang aus dem Flüseigkeits- in den Dampfzustand kontinuierlich über eine grössere Länge der Siede-
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~ 2 —
strecke und (in Einzelkanälen) ohne grössere Instabilitäten abläuft.
Wird dagegen Natrium als Arbeitsmedium verwandt, so können wegen der iiohen Siedetemperaturen (bei 2,0 bar bereits 96O0C) aus materialtechnischen Gründen z.Z. noch keine Reaktoren oder Verdampfer mit höheren Betriebsdrücken betrieben werden. Die Erfolge in der Entwicklung hochwarmfester Werkstoffs lassen erwarten, dass innerhalb der nächsten Jahre preiswerte Werkstoffe mit Beständigkeit bis zu 1500° Cp allerdings mit nicht sehr hoher Warmfestigkeit zur Verfugung stehen« Diese Werkstoffe wurden es also bei niedrigen Betriebsdrücken erlauben, Metalldampfkraft-
/ZU
werke für hohe Temperaturen'bauen.
Für die Konstruktion derartiger Dampferzeuger bei niedrigen . Drücken entstehen infolge der physikalischen Eigenschaften des Natriums (insbesondere infolge des grossen Dichte.unterschieds zwischen Dampf und Flüssigkeit) folgende Probleme?
Bei niedrigen Drücken neigen Flüssigkeiten, insbesondere Pliissigmetalle, zu leichter ÜtoertiitaübarJceit nand instabilem Sieden» ^Örtliche Siedeinstabilitäten grdsstren JLusaasses sind Ursachen grösserer mechanischer Beanspruchung.des Konstraktionswerkstoffs,, Auch steigt bei grösserea natriumgektthlten Reaktoren die Seafe» tivität bei abnehmender Dielte des Klihlalttela. Bei Kühluittelverdatnpfung steigen datier Reaktivität and Leistung,
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gefährlicher ist, da gleichzeitig die Kühlung zurückgeht. Das instabile Siedeverhalten von Natrium muss daher ganz allgemein, besonders aber in einem Natriumsiedereaktor, verhindert werden. Abgesehen von der technischen Lösbarkeit des Problems, einen stabil siedenden Natriuütsiedereaktor oder Verdampfer zu realisieren, interessiert natürlich auch dessen Wirtschaftlichkeit. Ein Mass für die Bewertung eines thermischen Prozesses ist der Carnot'sehe Wirkungsgrad. Vergleicht man den Carnot'sehen Wirkungsgrad eines modernen Dampfkraftwerkes ^z.B. Dampf = 500 C; g
ρ ^
Dampf = 100 bar) mit dem eines Natriumsiedereaktors, se erhält
man folgende Vergleichsdaten:
a) Dampfkraftwerk
P = 100 bar Betri&sdruck
tj. ss 500° C Dampftemperatur
t ss 40° C Kondensatortemperatur
= 0,595 Carnot'scher Wirkungsgrad
b) Natriumsiedereaktor annähernd gleichen Carnot'sehen j Wirkungsgrades
Cs ""ss 0,532 Carnot'scher Wirkungsgrad
P =5,0 bar Betriebsdruck
t = iiOO° C Siedetemperatur
t β 300° C Kondensatortemperatur
oder:
#C = 0,61; P = 9,0 bar; t = 1200° C; t = 300° C
C— S SO
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Der Gesamtwirkungsgrad einer Kraftwerksanlage ist bekanntlich das Produkts
*? „ Y) )O V> O /) C Anlage ~ CC 'CfCm *<-k '^l
dabei ist:
γ „a Carnot'seher Wirkungsgrad, Φ* = innerer Wirkungsgrad der Turbine,# β mechanischer Wirkungsgrad*.-£. = Ausnutzungsgrad des Brennmaterials,#, = Generatorwirkungsgrad.
Bis auf den Carnot'sehen Wirkungsgrad sind alle anderen Wirkungsgrade system- oder konstruktionsbedingt. p, „ ist somit das Mass für das im Dampf gespeicherte Arbeitsvermögen der Wärme. Der oben angeführte Vergleich zeigt, wenn zunächst auch nur bezüglich der möglichen Wärmeausnutzung, die Konkurrenzfähigkeit eines mit einem Natriumsiedereaktor betriebenen Kraftwerks gegenüber einem modernen Wasserdampfkraftwerk. Die hohen Dampftemperaturen ermöglichen es unter Umständen, dem Turbinenprozess einen MMD-Prozess vorzuschalten. Die relativ hohen Kondensatortemperaturen erlauben die weitere Ausnützung der Abwärme in einem Dampfturbinenprozess, so dass mit diesen Zusatzprozessen der Natriumdampfprozess dem üblichen Wasserdampfprozess deutlich überlegen ist.
Spezielle Lösungen zur Metalldampferzeugung sind nicht bekannt. Jedoch wird der Rieselfilm in Verdampfungskühlern und Stoffaustauschkolonnen der chemischen Industrie häufig angewandt. Theoretische und experimentelle Arbeiten über Rieselfilaverdämpfung
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mit Wasser und Alkalimetallen sind in einer Anzahl Veröffentlichungen bekannt geworden. Auf dem Gebiet der wassergekühlten Reaktoren liegen Lösungen zur Direktverdampfung im Reaktor vor«
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für eine zum Zwecke einer stationären Verdampfung notwendige, gleichmassige Verteilung des Flüssigmetalls als Film auf den Brennelementen bzw. auf den Verdampfungsrohren zu schaffen, so dass keine Trockenstellen auf den Brennelementen entstehen können, die Verdampfung kontinuierlich erfolgt und damit sowohl Überhitzungsstellen der Brennelemente, die zum Burnout führen können, als auch örtliche Dichteänderungen des Kühlmittels, die die örtliche Reaktivität und damit die Reaktorstabilität beeinflussen, vermieden werden.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass das zu verdampfende flüssige Metall in genau steuerbarer Weise aus feinen Bohrungen bzw. aus einer porösen Oberfläche austritt und dann durch den vorbeiströmenden Metalldampf auf die für die Verdampfung vorgesehene Oberfläche getragen und dort gleichmassig verteilt wird.
Zweckmässigerweise durchläuft das zu verdampfende Medium im Reaktorkern zunächst eine Vorwärmzon«, dann eine Verdampfungszone mit stabilisiertem Rieselfilm und eine Dampf-Übβrhitauigeson«.
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Der erzeugte Dampf kann ansohliessend einer Turbine und einem Kondensator zugeführt und dann über eine Pumpe und ein Reinigungssystem zum Vorwärmer zurückgeführt werden.
/ein
Der Turbine kann auch/MHD-Generator vorgeschaltet sein.
Der Kondensator des Primärkreises kann als Verdampfer in einem Sekundärkreis verwendet werden.
Es hat sich darüber hinaus als vorteilhaft erwiesen, dass bei einem Kernreaktor mit einem mit Natrium unter einem Betriebsdruck von 10 bis 15 bar betriebenen Primärkreis und einem im Sekundärkreis als Verdampfer dienenden Kühler des Primärkreises in diesem Verdampfer das zu verdampfende flüssige Metall in genau steuerbarer Weise aus feinen Bohrungen bzw. aus einer porösen Oberfläche austritt und dann durch den vorbe!strömenden Metalldampf auch die für die Verdampfung vorgesehen^ Oberfläche getragen und dort gleiehnässig verteilt wird®
Auch kann bei einem Kernreaktor mit einem mit Salzschmelze bei einem Betriebsdruck von etwa i bar tons trie !neuen Prieärkreis und einem im Sekundärkreis ale Verdampfer dienenden Kühler des Primärkreises in diese» Verdampfer das zn vei'daepfend« Metall in genau ateuerbarer Wtise aao fsiaem Bdiaraaj aus einer porii#®m Oberfläche austretest iiai daiaia «torch den strömenden Metalldampf auf iit für die Verdampf«ng vorgaseben©
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Oberfläche getragen werden.
Dem Hauptverdampfer im Sekundärkreis kann ein die zur Stabilisierung des Rieselfilms erforderliche Menge an Treibdampf erzeugender Treibdampferzeuger vorgeschaltet sein.
Unabhängig davon kann dem Verdampfer eine Turbine, ein Kondensator und eine Pumpe nachgeschaltet sein, wobei zwischen Verdampfer und Turbine noch ein MHD-Generator geschaltet werden kann.
Zweckmässigerweise wird das flüssige Metall zunächst in mit der Sammelkammer in Verbindung stehenden Kanälen an die zur Verdampfung vorgesehene Oberfläche herangeführt und dort in genau steuerbarer Weise aus feinen Bohrungen bzw. durch eine poröse Oberfläche aus den Kanälen an die zur Verdampfung vorgesehene Oberfläche transportiert, wobei der Druckabfall in der porösen Wand grosser ist als im flüssigkeitsführenden Kanal.
Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, dass die Kanäle wendelförmig um das Heizelement herum verlaufen und eine solche Steigung haben, dass der zwischen den Kanälen liegende Raum auch bei Minimaldruck der in den Kanälen befindlichen Flüssigkeit mit einem FlUssigkeitsfilm überzogen wird.
Das flüssige Metall kann auch aus am Umfang eines Sprührohres angebrachten und mit einer porösen Masse, beispielsweise einem Sintermetall, abgedeckten Kanälen in den Dampfstrom ge-
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sprüht werden, wobei der Dampf durch ein- oder mehrgängige/Lei tbleche eine we&elförmige Bewegung erhält, die die Sprühteilchen auf die Heizelemente trägt.
Das flüssige Metall kann aber auch ebensogut aus an der Oberfläche des Sprührohres in wendeiförmiger Anordnung angebrachten Bohrungen versprüht werden, wobei der Dampf durch ein- oder mehrgängige Leitbleche eine wendeiförmige Bewegung erhält, die die Sprühteilchen auf die Heizelemente trägt.
Die durch die Bohrungsreihen gebildeten Wendeln können alle eine gleichsinnige Steigung oder auch teils gleichsinnige und teils gegensinnige Steigung haben.
In vielen Fällen wird es sich als zweckmässig erweisen, dass das flüssige Metall aus Bohrungen austritt, die parallel zur
Achse des Heizelements in einem gleichzeitig als Abstandshalter
dienenden Röhrchen vorgesehen sind, das das Heizelement wedeiförmig umgibt.
Ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren bzw. mit einer erfindungsgemässen Vorrichtungen arbeitender Siedereaktor oder Verdampfer, in dem Flüssigmetall, z.B. Matrium, mit geringen Siedeinstabilitäten verdampft wird, ist ausserordentlich vorteilhaft. Diese Art der Verdampfung auf den Heizelementen verhindert unter anderem die Dichteänderungen, die ihrerseits unerwünschte Reaktivitätsschwankungen verursachen könnten. Der
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Metalldampf aus dem Reaktor - Sattdampf oder überhitzter Dampf kann störungsfrei, d.h. mit relativ geringen Zustandsvariationen, einem Arbeitsprozess ^nachgeschalteter MHD-Generator, Turbine, Kondensator) zugeführt werden.
Der Erfindungsgegenstand soll nachstehend anhand der Beschreibung und der Zeichnungen beispielsweise, jedoch nioht beschrän- λ kend, näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltschema für einen Alkalimetalldampfreaktor bei Dampferzeugung direkt im Reaktor,
Fig. 2 ein Schaltschema für einen Alkalimetalldampfreaktor bei Dampferzeugung im Sekundärkreis des Arbeitsprozesses,
Fig. 3 eine Filmverteilvorrichtung auf einem Heizelement, Fig. 4 ein Heizelement nach Fig. 3 in Querschnitt,
Fig. 5 einen Flüssigkeitsverteiler zwischen den Brennelementen, der als Sprührohr ausgebildet ist, wobei zum Zwecke der gewünschten Dampfführung Leitbleche vorgesehen sind,
Fig. 6 einen Flüssigkeitsverteiler mit wendelförmig angeordneten Bohrungsreihen,
Fig. 7 eine Anordnung von FlUsslgkeitsverteilern im Reaktor oder Verdampfer,
Fig. 8 eine Anordnung entsprechend Fig. 7, entlang der Linie A-A geschnitten,
Fig. 9 einen Filmverteiler, der gleichzeitig als Abstand·-
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halter für die Heizstäbe dient und wendelförmig -um das Heizelement gelegt ist,
Fig. 10 eine Anordnung von drei Heizelementen mit je
einem gleichzeitig als Abstandshalter dienenden Röhrchen zur Filmverteilung und
Fig. 11 einen Querschnitt durch ein einzelnes Brennelement mit einem gleichzeitig als Abstandshalter dienenden Röhrchen zur Filmverteilung.
Die Anwendung der erfindungsgemässen Verfahren und Vorrichtungen soll nachstehend sowohl für den Fall erläutert werden, dass die Dampferzeugung direkt im Reaktor erfolgt, als auch für den Fall, dass die Dampferzeugung im Sekundärkreis des Arbeitsprozesses erfolgt, wobei ein Reaktor im Primärkreis vorhanden ist.
a) Dampferzeugung direkt im Reaktor
Fig. 1 zeigt die Prinzipschaltung zur Führung des Arbeitsmediums
/in-, bei direkter Verdampfung im Reaktor 1. Das Reaktorcore ist'drei Zonen aufgeteilt: In eiie Vorwärmzone 2 mit abwärts fliessendem Kühlmittel, eine Verdampferzone 3 mit stabilisiertem Rieselfilm und eine Dampf- Überhitzungezone k. Unterhalb des Gores zwischen Austritt des Vorwärmers und Eintritt in die Verteiler der Verdampfungszone liegt die untere Sammelkammer 5 und oberhalb des Überhitzers die Dampfsammeikammer.6.
Das Kühlmittel wird von oben durch die äussere Vorwärmezone 2
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des Cores in die untere Sammelkammer 5 und von dort in die Be-
/βη
aufschlagungsvorrichtung'der Verdampferzone, d.h. zu den Flüssigkeitsverteilern 7* auf den Brennelementen gepumpt, und auf den Brennelementen als möglichst gleichuässiger Film verteilt und verdampft. Die Verteile: 7 werden im folgenden noch näher beschrieben.
Mach Durchgang des Dampfes durch den Überhitzer k wird er in der Datnpfsammelkammer 6 aufgefangen und kann von dort den Verbrauchern im Kreisprozess zugeführt werden. Die hohen Siedetemperaturen des Natriums (P = 5 oar; T » 1100° C; P = 9 bar; T s 1200° C) erlauben die Vorschaltung eines MHD-Generators vor die Turbine bei geringer Überhitzung des Dampfes, so dass der von der Dampfsammelkammer kommende Dampf über einen MHD-Generator 8, eine Turbine 9 zunächst einem Kondensator 10 und dann zweckmässigerweise mit Hilfe einer Pumpe 11 einem Reinigungssystem zugeführt und schliesslich zur Vorwärmzone 2 zu- f rückgeführt wird. Die im Kondensator 10 abgegebene Wärme kann wegen derxelativ hohen Temperatur bei der sie zur Verfügung steht (T s 300 bis 400° C), einem gewöhnlichen Wasserdampfturbinenprozess zugeführt werden, um so weitere Energie abzugeben. Ein solcher nachgeschalteter zweiter Kreis besteht im allgemeinen aus einem Wasserdampfturbinensatz 13, einem Kondensator 14 und einer Pumpe 15*
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b) Dampferzeugung im Sekundärkreis des Arbeitsprozesses mit einem Reaktor im Primärkreis
Das Arbeitsmedium des Primärkreises mit einem Reaktor 20 ist entweder Natrium unter Betriebsdrücken von 10 bis 15 bar oder Salzschmelze unter 1 bar Betriebsdruck. Der Kühler 21 des Primärkreises ist als Verdampfer 22 für den Sekundärkreis ausgebildet. Für grosse Verdampfereinheiten ist es zweckmässig, dem Hauptverdampfer 22 einen Treibdampferzeuger 23» in dem etwa i/500 - i/1000 der Gesamtmenge verdampft wird, vorzuschalten. Über den Treibdampferzeuger 23 kann bei kleinen Belastungen der Rieselfilm zusätzlich stabilisiert werden und beim Anfahren des Überfluten des unteren Verdampferteils verhindert werden. Die Flüssigkeitsverteiler sind wie im Reaktor mit Direktverdampfung ausgeführt. Sie werden nachstehend noch im einzelnen beschrieben werden. Im Sekundärkreis können ein MHD-Generator 24, eine Turbine 25» ein Kondensator 26, sowie erforderlichenfalls Pumpen 30 und 31 vorgesehen werden. Auch für den Primärkreis kann eine Pumpe 32 vorgesehen werden. Der Kondensatoy26 des Sekundärkreises kann als Verdampfer in einem Tertiärkreis dienen, in dem sich ein Wasserdampfturbinensatz 27, ein weiterer Kondensator 28 und eine Pumpe 33 befinden .
Nachfolgend sollen jetzt die Flüssigkeitsverteiler zur Erzeugung eines selbststabilisierenden Rieselfilms näher erläutert werden. Fig. 3 zeigt eine Filmverteilvorrichtung auf einem Heizelement 40. In das Heizelement 40 sind ein oder mehrere wendeIförmige
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Kanäle 41 eingearbeitet, die unten mit der Sammelkammer7in Verbindung stehen und gegen
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den Dampfraum durch eine poröse Wand oder durch Sintermetalle 42 abgedeckt sind.
Der Druckabfall in der porösen Wand muss grosser sein als der Druckabfall im flüssigkeitsführenden Kanal 41, um den Kanal 41 gefüllt zu halten. Durch Variation der Pumpenleistung wird die Filmdicke reguliert. Die Steigung der Kanäle 41 ist so zu wählen, dass auch bei Minimaldruck der in den Kanälen 41 befindlichen Flüssigkeit die austretende Flüssigkeitsmenge ausreicht, um den Zwischenraum 43 zu benetzen. Der zwischen den Kanälen befindliche Flüssigkeitsfilm wird durch den aufströmenden Dampf geglättet und verteilt. Fig. 4 zeigt einen beispielsweise durch Sintermetall 42 abged-eckten Kanal 41 im Querschnitt. Fig. 5 und 6 zeigen Flüssigkeitsverteiler zwischen den Brennelementen 50 als Sprührohre 51,52 mit ein-oder mehrgängigen Spiralleitblechen 57, 58. In den Sprührohren 51»52 sind entweder Querschlitze 53 (Pig· 5) oder kleine Bohrungen 54 (Fig. 6) mit gleich- oder gegensinniger Steigung zu den Spiralleitblechen 58 (Fig. 6) angeordnet. Der aufsteigende Dampf wird durch die Leitspiralen in Drallströmung versetzt und verteilt die aus den Schlitzen oder Bohrungen 54 austretende Flüssigkeit infolge Zentrifugalwirkung auf die Heizelemente 50. Die in Strömungsrichtung parallel zu den Heizelementen 50 weisende Komponente der Drallströmung verteilt, glättet und stabilisiert den Film 55, 56 in Achsrichtung.
Fig. 7 und 8 zeigen die Anordnung der Flüssigkeitsverteiler 51,
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52 im Reaktor oder Verdampfer. Die Flüssigkeitsverteiler 51, 52 sind in den freien Raum zwischen den Heizelementen 50 bzw. Verdampferrohren eingebaut.
Fig. 9 bis 11 zeigen einen Filmverteiler bzw. Flüssigkeitsverteiler 80, der gleichzeitig als Abstandshalter für die Heizstäbe 81 dient. Der Abstandshalter und Flüssigkeitsverteiler 80 ist ein dünnes Röhrchen mit feinen Bohrungen 82, die parallel zum Heizelement bzw. Heizstab 81 offen verlaufen, wobei das Röhrchen wendelförmig um das Heizelement 81 gelegt ist. Durch den aufsteigenden Dampf wird die Flüssigkeit gleichmässig auf der Wand verteilt.
Die Filmverdampfung gestattet stationäres Verdampfen bei niedrigen Drücken. Mit Hilfe der vorgeschlagenen Ausführungen der Flüssigkeitsverteiler werden bei genügender Flüssigkeitszufuhr die Heizelemente bzw. Verdampferrohre ständig benetzt. Der Temperaturverlauf im Film, und damit im Brennelement, wird im W wesentlichen von der Temperatur des Dampfnebels oder Dampfes im Kühlkanal bestimmt. Es liegt in allen vorgeschlagenen Fällen Nebel- oder Dampf-Strömung mit einem Flüssigkeitsfilm an der Wand vor.
Diese Art der Kühlung bietet drei wesentliche Vorteile:
a) Durch die Filmverdampfung werden die Teaperaturdifferenzen infolge der über die Brennelementenlänge
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nicht konstanten WarneHuesdichte geglättet, da die Nebeltemperatur zwischen Ein- und Austritt aus der Verdampferzone nahezu konstant bleibt. An den Stellen höherer Wärmeflussdichte wird auch ■ehr verdampft und damit auch besser gekühlt. Die Filmverdampfung puffert die Temperaturspitzen.
b) Durch die Pi Innrer dampfung werden örtliche Dichteänderungen vermieden, die infolge des positiven Reaktivitätskoeffizienten die Reaktorsicherheit negativ beeinflussen können. Es wird vielmehr eine zusätzliche Sicherheit erzielt, denn mit erhöhter Pumpleistung wächst der Film bei gleicher Nuklearleistung an. Einen weiteren Vorteil bietet der Film z. B. beim Pumpenausfall. Der Raktivitätsanstleg des Reaktors wird um die Verdampfungszeit des Films verzögert.
c) Dem Verdampferteil im Gore kann direkt ein Überhitzer angeschlossen werden, so dass in einem Corekanal - bei guten Stabilitätseigenschaften des Reaktors - Verdampfer und Oberhitzer untergebracht werden können.
Patentansprüche:
vt/An-20575 009824/1649
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Claims (12)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Durchführung einer stationären Metal!verdampfung hei relativ niedrigem Druck zum Zwecke der Kühlung, dadurch gekennzeichnet, dass das zu verdampfende flüssige Metall in genau steuerbarer Weise aus feinen Bohrungen (54) bzw. aus einer porösen Oberfläche (42, 59, 80) austritt und dann durch den vorbeiströmenden Metalldampf auf die für die Verdampfung vorgesehene Oberfläche getragen und dort gleichmässig verteilt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Anwendung bei einem Kernreaktor, dadurch gekennzeichnet, dass das zu verdampfende Medium im Reaktorkern zunächst eine Vorwärmzone (2), dann eine Verdampfungszone (3) wit stabilisiertem Rieselfilm und eine Dampf-Überhitzungszone (4) durchläuft.
/Anspruch
3. Verfahren nach/2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf an-
schliessend einer Turbine (9; und einem Kondensator (10) zugeführt wird und dann über eine Pumpe (Ii) und ein Reinigungssystem (12) zum Vorwärmer (2) zurückgeführt wird. ."
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbine (9) ein MHD-lienerator (8) vorgeschaltet ist.
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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (10) als Verdampfer in einem Sekundärkreis verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruchd, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Kernreaktor (20) mit einem mit Natrium unter einem Betriebsdruck von 10 bis 15 bar betriebenen Primärkreis und einem im Sekundärkreis als Verdampfer dienenden Kühler (21) ^ des Primärkreises in diesem Verdampfer (22) das zu verdampfende flüssige Metall in genau steuerbarer Weise aus feinen Bohrungen (54) bzw. aus einer porösen Ooerflache (42, 59> 80) austritt und dann durch den vorbeiströmenden Metalldampf auf die für die Verdampfungvorgesehene Oberfläche getragen und dort gleichmässig verteilt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Kernreaktor mit einem mit Salzschmelze bei einem Betriebsdruck von etwa 1 bar betriebenen Primärkreis und einem " im Sekundärkreis als Verdampfer dienenden Kühler (21) des Primärkreises in diesem Verdampfer (22) das zu verdampfende flüssige Metall in genau steuerbarer Weise aus feinen Bohrungen
(54) bzw. aus einer porösen Oberfläche (42, 55, 80) austritt und dann durch den von vorbeiströmenden Metalldampf auf die für die Verdampfung vorgesehene Oberfläche getragen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hauptverdampfer (22) im Sekundärkrela ein eine zur Stabilisierung des Hieselfilms erforderliohe Menge an Treibdampf erzeugenderTreibdaepferzeuger (23) vorgeschaltet ist.
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9. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,, dass im Sekundärkreis den Verdampfer (22) eine Turbine (25), ein Kondensator (26) und eine Pumpe (30) nachgeschaltet sind.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbine ein MHD-Generator (24) vorgeschaltet ist.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Metall zunächst in mit der Sammelkammer (5) in Verbindung stehenden Kanälen (41) an die zur Verdampfung vorgesehene Oberfläche herangeführt und dort in genau steuerbarer Weise aus feinen Bohrungen (5*) bzw. durch eine poröse Oberfläche (42, 55» 80) aus den Kanälen an die zur Verdampfung vorgesehene Oberfläche gelangt, wobei der Druckabfall in der porösen Wand grosser ist als im flüssigkeitsführenden Kanal.
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12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (41) wendelförmig um das Heizelement ^O| herum verlaufen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (41) eine solche Steigung haben, dass der zwischen den Kanälen liegende Raum (43) auch bei Minimaldruck der in den Kanälen (41) befindlichen Flüssigkeit mit einem Flüssigkeitsfilm überzogen wird.
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Ik. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Metall aus am Umfang eines Sprührohres (51» 52) angebrachten und mit einer porösen Masse, beispielsweise einem Sintermetall, abgedeckten Kanälen ^53) in den Dampfstrom gesprüht wird, wobei der Dampf durch ein- oder mehrgängige Leitbleche (57) eine wendeiförmige Bewegung erhält, die die Sprühteilchen auf die Heizelemente (50)trägt.
15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Metall aus an der Oberfläche des Sprührohres in wendeiförmiger Anordnung angebrachten Bohrungen (52O versprüht wird, wobei der Dampf durch ein- oder mehrgängige Leitbleche (58) eine wendeiförmige Bewegung erhält, die die Sprühteilchen auf die Heizelemente (50) trägt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Bohrungsreihen gebildeten Wendeln alle eine gleich- " dnnige Steigung haben.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Bohrungsreihen gebildeten Wendeln teils gleich- und teils gegensinnige Steigung haben.
18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige
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Metall aus Bohrungen (82J austritt, die parallel zur Achse des Heizelements (81) in einem gleichzeitig als Abstandshalter dienenden Röhrchen (80) vorgesehen sind, das das Heizelement (81) wendelförmig umgibt.
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