DE2164574B2

DE2164574B2 - Einrichtung zum Entgasen von schwach radioaktiven Kondensaten in Kernkraftwerken

Info

Publication number: DE2164574B2
Application number: DE2164574A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Gross; Johann Plotz
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1971-12-24
Filing date: 1971-12-24
Publication date: 1974-05-22
Also published as: ES409941A1; JPS4877238A; JPS5526440B2; IT974722B; DE2164574A1; DE2164574C3; AU470130B2; BE793128A; AT330313B; SE398409B; ATA1025572A; FR2170519A5; CH550968A; NL7216998A; AU5058072A; GB1414179A

Description

die auf der Unterseite der Zuleitungsrohre liegenden Öffnungen in das Hauptkondensat austreten und wird dabei durch die plötzliche Druckabsenkung verdampfen und in Form von Dampfblasen zur Oberfläche des Hauptkondensats aufsteigen. Dadurch wird gleichzeitig eine weitgehende Entgasung des Hauptkondensats erreicht. Durch die entsprechende Ausbildung des Kondensatsammelbehälters is* darüber hinaus gewährleistet, daß das ablaufende Kondensat dort so lange verweilen kann, bis etwa vorhandene Radioaktivitäten sicher abklingen können.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn sauerstoffreiches Kondensat aus den Luftkühlerbündeln über Ablaufbleche dem einen Teil der Entgasungsrinnen und das übrige Turbinenkondensat dem anderen Teil der Entgasungsrinnen zuführbar ist und eine Vermischung beider Kondensate nach Ablaufen aus den Entgasungsrinnen auf dem Ablaufblech erfolgt.

Da bei einem Störfall — beispielsweise dem Ausfall einer Vorwärmstraße — ernebliche Mengen an zusätzlichem Kondensat anfallen und die Vorentspanner für das betriebsmäßig anfallende Nebenkondensat diese Kondensatmengen nicht fassen können, sind für den Störfall zusätzliche Vorentspanner vorgesehen, aus denen das Kondensat dann gesondert in den Hauptkondensator eingeleitet wird. Aus diesem Grunde ist es auch zweckmäßig, wenn sich die Zuleitungsrohre bis über mindestens drei Viertel der Länge der Entgasungsrinnen erstrecken und im Bereich der restlichen Länge von unten einmündenden Zuführungsstutzen für im Störfall anfallende, zunächst in gesonderten Vorentspannern gesammelte Kondensate vorgesehen sind.

Zur Abführung des ablaufenden entgasten Kondensats ist ferner vorgesehen, daß das unterhalb der Entgasungsrinnen angeordnete, schwach geneigte Ablaufblech mit seitlichen, zum Unterteil des Kondensatsammelbehälters führenden Ablaufstutzen in Verbindung steht.

Das Unterteil des Kondensatsammelbehälters ist dabei so ausgebildet, daß die Trennwände das Unterteil in einzelne Gassen unterteilen, die in Verbindung mit den versetzt angeordneten Durchbrüchen einen mäanderförmigen Abklingkanal für das Kondensat bilden.

Ferner sind die als Standrohr ausgebildeten und Zuleitungen für die anfallenden Nebenkondensate aufweisenden Vorentspanner dem Kondensator parallel geschaltet und stehen über eine Drossel zur Druckhaltung mit dem Kondensator und über einen Ablauf mit den Zuleitungsrohren in Verbindung.

An Hand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig.] ein Prinzipschaltbild des Kondensators und der Sammlung der Nebenkondensate,

F i g. 2 ein Prinzipschaltbild zur Entgasungseinrichtung,

F i g. 3 einen Querschnitt durch den Kondensatsammelbehälter mit den Zuleitungsrohren für die Nebenkondensate und den Entgasungsrinnen,

F i g. 4 einen Längsschnitt durch den Kondensatsammelbehälter und eine Entgasungsrinne entsprechend der Schnittlinie IV-IV nach F i g. 3 und

F i g. 5 einen Horizontalschnitt durch das Unterteil des Kondensatsammelbehälters entsprechend der Schnittlinie V-V nach F i g. 4.

In F i g. 1 ist zunächst das Prinzip der Schaltung dargestellt. Der vom Niederdrückten der Turbine 1 über die Abdampfleitungen 2 abströmende Dampf wird im Kondensator 3 kondensiert und läuft von

■S dort in den Kondensatsammelbehälter 4 nach der Erfindung aD, der in etwa der Funktion eines herkömmlichen Hotwells entspricht. Parallel zum Kondensator 3 ist mindestens ein Vorentspanner 5 geschaltet, in den über die Leitungen 6 die anfallenden

to Nebenkondensate eingespeist werden. Dieser Vorentspanner 5, der auch als Standrohr bezeichnet wird, steht mit seinem oberen Ende über eine Drossel 7 mit dem Kondensators in Verbindung, wobei die Drossel so eingestellt ist, daß im Standrohr 5 ein höherer

is Druck als im Kondensator 3 herrscht. Vom unteren Ende des Standrohres 5 führt eine Nebenkondensatleitung 8 in den Kondensatsammelbehälter, in dem dann — wie noch ausführlich beschrieben wird — das Nebenkondensat entspannt wird und zur Entgasung des Hauptkondensats beiträgt.

In F i g. 2 ist noch einmal die Führung des Nebenkondensats im Prinzip dargestellt. Dabei dient das Standrohr 5 zur Aufnahme der betriebsmäßig anfallenden Nebenkondensate, während die Standrohre 9 und 10 für zusätzliche, im Störfall anfallende Nebenkondensate vorgesehen sind. Das Nebenkondensat vom Standrohr 5 wird nunmehr über die Leitung 8 jeweils zwei parallelen Zuleitungsrohren 11 und 12 bzw. 13 und 14 zugeführt, aus denen das Nebenkondensat, das einen höheren Druck als das Hauptkondensat aufweist, in das Hauptkondensat übertritt, das in den Entgasungsrinnen 15, 16, 17 und 18 vom Kondensator 3 aus zulaufend aufgefangen wird. Das im Störfall anfallende zusätzliche Nebenkondensat wird von den Standrohren 9 und 10 direkt über die Zuleitung 19 und die Zutührungsstutzen 20, 21, 22 und 23 in das Hauptkondensat eingeleitet.

In F i g. 3 ist ein Querschnitt durch den Kondensatsammelbehälter 4 dargestellt. Dabei sind in dessen Oberteil vier Entgasungsrinnen 15, 16, 17 und 18 vorgesehen, in die das Kondensat aus dem in dieser Figur nicht näher dargestellten, darüber angeordneten Kondensator über die AbI auf bleche 25, 26, 27,

27 a und 27 b zuläuft. Die Entgasungsrinnen 15, 16, 17 und 18 weisen dabei auf der der Zulaufseite gegenüberliegenden Längswandung je einen Überlauf

28 auf, so daß sich in den Entgasungsrinnen ein Kondensatspiegel A einstellt. In diesen Entgasuiigsnnnen 15, 16. 17 und 18 sind nunmehr die Zuleitungsrohre 11 bis 14 für das Nebenkondensat derart angeordnet, daß sie unterhalb des sich einstellenden Kondensatspiegels liegen. Die Zuleitungsrohre 11, 12

13 und 14 weisen auf der Unterseite Austrittsöffnungen 30 auf, durch die das Nebenkondensat, das einen höheren Druck als das Hauptkondensat aufweist, austreten kann. Dabei muß der Druck des Nebenkondensats in den Zuleitungsrohren 11, 12 13 und

14 so groß sein, daß das Kondensat sicher aus den Öffnungen 30 nach unten austritt und den Druck der Wassersäule des Hauptkondensats überwindet, so daß dieses Nebenkondensat erst beim Aufsteigen verdampft und somit zur Entgasung des Hauptkondensats dient. Da in einem derartigen Kondensator unterschiedliche Kondensate, nämlich sauerstoffreiches aus den Luftkühlerbündeln und das übrige Turbinenkondensat, anfallen, ist es zweckmäßig, diese beiden Kondensate zunächst auch getrennt zu entgasen. Dazu ist nach dem dargestellten Ausführunesbeisnlel

vorgesehen, das sauerstoffreiche Kondensat über die Ablaufbleche 25 und 26 den beiden mittleren Entgasungsrinnen 16 und 17 zuzuführen und das übrige Kondensat über die angestellten Bleche 27 α und die Ablaufbleche 27 b so zu führen, daß es über die Ablaufbleche 27 den beiden äußeren Entgasungsrinnen 15 und 18 zuläuft und dort für sich entgast wird.

Das über die Überläufe 28 ablaufende Kondensat wird dann von einem unterhalb der Entgasungsrinnen angeordneten, schwach geneigten Ablaüfblech 31 aufgefangen und zu einem Ablauf stutzen 32 über die geneigte Ablaufleitung 33 an den äußeren Seiten des Ablaufbleches 31 geführt. Bei einer getrennten Entgasung der beiden anfallenden Kondensate erfolgt eine Vermischung somit erst auf dem Ablaufblech 31.

Wie sich aus dem I ängssciinitt nach F i g. 4 ergibt, erstrecken sich die Zuführungsrohre 11, 12, 13 und 14 nur etwa über drei Viertel der Gesamtlänge der Entgasungsrinnen 15, 16, 17 und 18. Die restliche Länge dieser Entgasungsrinnen ist dabei über ein senk^rechtes Blech 34 abgtrennt. In diesem von dem Blech 34 abgetrennten Bereich werden nunmehr im Störfalle die von den in F i g. 2 dargestellten, gesonderten Vorentspannern 9 und 10 anfallenden Nebenkondensate über die Rohrleitung 19 und den in die Entgasungsrinne 18 von unten einmündenden Zuführungsstutzen 23 direkt eingeleitet. Wegen der im Störfall anfallenden größeren Mengen ist dabei eine Entgasung, wie bei dem betriebsmäßig anfallenden Nebenkondensat, nicht mehr möglich und auch nicht erforderlich.

Da die Kondensate bei einem Siedewasserreaktor wegen des direkten Kreislaufes schvach radioaktiv sind, ist es erford*""^i:ch, für diese Kondensate ziüätzlieh noch eine Abk' <ⁿ"strecke zu schaffen, in der die Kondensate eine bestimmte Zeit ν—Teilen müssen, bis sie über die Kondensatpumpen erneut in den Kreislauf zurückgeführt werden. Derartige Abklingstrecken werden durch besondere Ausbildung des Unterteils 35 des Kondensatsanunelbehälters 4 erreicht. Aus F i g. 5, die einen Horizontalschnitt entsprechend der Schnittlinie V-V nad~ F i g. 4 zeigt, ist dieses Unterteil 35 durch senkrechte Trennwände 36 in einzelne Gassen 50 unierteilt. Dabei weisen diese Trennwände 36 gegen einander versetzte Durchbrüche 37 und 38 auf, so daß die über die Eihtritts-

■5 stutzen 44, 45, 46 und 47 eintretenden Kondensate entsprechend den gestrichelten Linien 41 auf mäanderförmigen Bahnen durch das Unterteil 35 des Kondensatorsammelbehälters 4 geführt werden. Durch diese Führung des Kondensats ergibt sich so-

xo mit wegen der damit verbundenen längeren Strömungsdauer eine gewisse Abklirigzeit für die Radioaktivität des Kondensats. Nach Durchlauf dieser Abklingstrecke wird das Kondensat über die Stutzen 42 der Hauptkondensatpumpe zugeführt.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, ist der Dampfraum oberhalb des Ablaufbleches 31 durch eine Trennvand 31 a, die quer zu den Trennwänden 36 oberhalb des Kondensatsammelbehälters 4 verläuft, in zwei Hälften geteilt. Jede Hälfte weist dabei an den

so äußeren Luden jeweils einen Kondensateintrittsstutzen 44 und 45 bzw. 46 und 47 auf, die über nicht näher dargestellte Umführungsleitungen mit den Ablaufstutzen 32 für das aus den Entgasungsrinnen 15, 16, 17 und 18 ablaufende Kondensat in Verbindung stellen. Durch diese Aufteilung des Kondensators in zwei Hälften, wobei jede Hälfte für sich allein voll funktionstüchtig ist, kann bei einer Leckage auch die entsprechende Kondensatorhälfte abgestellt werden, um zu verhindern, daß Kühlwasser in den Kreislauf gelangt.

Mit der Einrichtung nach der Erfindung wird also die Entgasung des Kondensates unmittelbar im Kondensator vorgenommen, wobei eine entsprechende Aufteilung der Kühlrohre es ermöglicht, das aus den Luftkühlerbündeln austretende sauerstoffreiche Kondensat getrennt vom übrigen Kondensat zu entgasen. Darüber hinaus ist eine echte Trennung von Entgasungs- und Speicherräumen vorgenommen worden, wobei die Speicherräume selbst durch die entsprechende Ausbildung zusätzlich noch als Abklingstrecke für die Radioaktivität des Kondensates dienen. Die beschriebene Anordnung ergibt eine sehr geringe Bauhöhe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

S ϊ

|| über eine Drossel (7) zur Druckhaltung mit dem

p Patentansprüche: Kondensator (3) und über einen Ablauf (8) mit

Q den Zuleitungsrohren (11, 12, 13, 14) in Verbin-

'i, 1. Einrichtung zum Entgasen von schwach ra- dung stehen.

ψ dioaktiven Kondensaten in Kernkraftwerken un- 5

g>/ ter Einleiten von Nebenkondensaten höheren

fe Druckes und höherer Temperatur in das in einem

f! unterhalb des Kondensators angeordneten Sam-

|1 melbehälter befindliche Hauptkondensat, d a -

I durch gekennzeichnet, daß im Oberteil io Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ent-Sj des Kondensatsammelbehälters (4) mehrere mit gasen von schwach radioaktiven Kondensaten in Ϊ' dem Hauptkcndensat bis zur Höhe eines seitli- Kernkraftwerken unter Einleiten von Nebenkonden- £, chen Überlaufs (28) gefüllte Entgasungsrinnen säten höheren Druckes und höherer Temperatur in fjf (15, 16,17, 18) angeordnet sind, in denen unter- das in einem unterhalb des Kondensators angeordneil halb des Kondensatspiegels [A) horizontale, rr_;i: 15 ten Sammelbehältei befindliche Hauptkondensat.
fi den aus gesonderten Vorentspannern (5) ablau- Eine derartige Einrichtung zum Entgasen von neu- $ fenden Nebenkondensaten gespeiste und auf ihrer tralen Kondensaten fossil beheizter Kraftwerke ist f; Unterseite mit Austrittsöffnungen (30) versehene aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 929 469 beil Zuleitungsrohre (11, 12, 13, 14) verlaufen, und kannt. Dabei werden die anfallenden Nebenkonden- 1 daß das Unterteil (35) des Kondensatsammelbe- 30 sate nach Durchlauf durch einen gesonderten Vor- ; hälters (4) mit Hilfe von gegeneinander versetzte wärmer zur Einstellung der gewünschten Temperatur I Durchbrüche (37, 38) aufweisenden Trennwän- über einen sehr aufwendigen Regelmechanismus di-I den (36) als Abklingstrecke für das über den rekt in das aus dem Kondensator ablaufende Kon-Uberlauf (28) und ein Ablaufblech (31) ablau- densat im Hotwell über Einführungsrohre mit einer fende Kondensat ausgebildet ist. 25 Vielzahl von weit verteilten feinen Austrittsöffnun-
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- gen eingeleitet.

kennzeichnet, daß sauerstoffreiches Kondensat Bei der Entgasung von Kondensaten in Kernkraft-Eus den Luftkühlerbündeln über Ablaufbleche welken mit Siedewasserreaktoren ergeben sich je-, (25, 26) dem einen Teil der Entgasungsrinnen doch besondere Schwierigkeiten dadurch, daß das (16, 17) und das übrige Turbinenkondensat dem 30 Kondensat schwach radioaktiv ist und derartige Sieanderen Teil der Entgasungsrinnen (15, 18) /u- dewasseranlagen im allgemeinen keinen Speisewasführbar ist und eine Vermischung beider Kon- serbehälter aufweisen. Aus diesem Grunde muß in densate nach Ablaufen aus den Entgasungsrinnen dem den Turbinen nachgeschalteten Kondensator (15, 16, 17, 18) auf dem Ablauf blech (31) er- selbst ein gewisser Speicherraum für das Kondensat folgt. 35 geschaffen werden, in dem auch ein Abklingen der
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- Radioaktivität des Kondensats erreicht werden kann, durch gekennzeichnet, daß sir.h die Zuleitungs- Wegen des Fehlens eines Speisewasserbehälters muß rohre (11, 12, 13, 14) bis über mindestens drei auch der Ableitung der Nebenkondensate besondere Viertel der Länge der Entgasungsrinnen (15. 16. Beachtung geschenkt werden, da eine direkte Einlei-17, 18) erstrecken und im Bereich der restlichen 40 tung in den Hotwell und eine Entgasung an dieser Länge von unten einmündende Zuführungsstut- Stelle nicht ausreichend ist und dieser Hotwell, aus zen (20, 21, 22, 23) für im Störfall anfallende, dem das anfallende Kondensat sofort abgepumpt

j: zunächst in gesonderten Vorentspannern (9, 10) wd, nicht als Abklingstrecke verwendet werden

I gesammelte Kondensate vorgesehen sind. kann.

}
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 45 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das unterhalb ausgehend von der eingangs beschriebenen Einrich- ■^] der Entgasungsrinnen (15, 16, 17, 18) angeord- turig, eine Einrichtung zum Entgasen der anfallenden • nete, schwach geneigte Ablaufblech (31) mit seit- Kondensate direkt im Kondensator zu schaffen, wo-I liehen, zum L'nterteil (35) des Kondensatsammei- bei gleichzeitig ein Abklingen der Radioaktivität des I behälters (4) führenden Ablaufstutzen (32) in 50 Kondensats durch Schaffung entsprechender AbVerbindung steht. klingstrecken ermöglicht ist.

^;
5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, da- Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß

; durch gekennzeichnet, daß die Trennwände (36) vorgesehen, daß im Oberteil des Kondensatsammel-

I das Unterteil (4) in einzelne Gassen (50) untertei- bettälters mehrere mit dem Hauptkondensat bis zur

I len, die in Verbindung mit den versetzt angeord- 55 Höhe eines seitlichen Überlaufs gefüllte Entgasungs-

;j neten Durchbriichen (37, 38) einen mäanderför- rinnen angeordnet sind, in denen unterhalb des Kon-

ί migen Aoklingkanal füi das Kondensat bilden, densatspiegels horizontale, mit den aus gesonderten

!
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- Vorentspannern ablaufenden Nebenkondensaten ge-

I kennzeichnet, daß in die Verbindungsleitungen speiste und auf ihrer Unterseite mit Austrittsöffnun-

H von den Ablaufstutzen (32) zu den Eintrittsstut- 60 gen versehene Zuleitungsrohre verlaufen, und daß

zen (44, 45, 46, 47) in den Unterteil (35) des das Unterteil des Kondensatsammelbehälters mit

Kondensatsammelbehälters (4) eine Leitfähig- Hilfe von gegeneinander versetzte Durchbrüche auf-

keitsmeßstrecke eingeschaltet ist. weisenden Trennwänden als Abklingstrecke für das
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- über den Überlauf und ein Ablaufblech ablaufende

kennzeichnet, daß die als Standrohr ausgebilde- 65 Kondensat ausgebildet ist.

ten und Zuleitungen (6) für die anfallenden Ne- Da das Nebenkondensat mit höherem Druck und

benkondensate aufwehenden Vorentspanner (5) höherer Temperatur als das Hauptkondensat in diese

dem Kondensator (3) parallel geschaltet sind und Zuleitungs rohre eingespeist wird, kann es auch über