DE2231236C3 - Dampferzeuger - Google Patents
DampferzeugerInfo
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Description
35
Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger für Kernreaktoren, insbesondere für Druckwasserreaktoren,
mit einem in einem vertikalen Druckgefäß angeordneten U-Rohrbündel, in dessen Rohren das Heizmedium
strömt, mit einer im Bereich des kalten Schenkels des U-Rohrbündels angeordneten Vorwärmkammer
für das zu verdampfende Arbeitsmedium, in die das kalte Arbeitsmedium eingespeist wird, und über
dem U-Rohrbündel angeordneten Flüssigkeitsabscheider für das Arbeitsmedium.
Bei dem aus der US-Patentschrift 34 83 848 bekannten
Dampferzeuger der obengenannten Art kann man die Vorwärmung nicht, wie an sich erwünscht, so weit
treiben, daß im NormalbeUieb bei voller Leistung Siedetemperatur
erreicht wird, weil bei einer solchen Auslegung für den Fall verringerter Leistung, z. B. bei halber
Last, die Gefahr besteht, daß im Vorwärmer vorzeitiges Sieden auftritt. Deshalb liegt der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Auslegung des Vorwärmers zu schaffen, mit der auch bei Teillast kein
Verdampfen des eingespeisten Arbeitsmediums im Vorwärmer erfolgt und dennoch andererseits sichergestellt
wird, daß bei Vollast eine ausreichende Vorwärmung des Arbeitsmediums erfolgt.
Zur Lösung der Aufgabe ist gemäß der Erfindung eine Leitung vorgesehen, durch die mindestens ein Teil
des vorgewärmten Arbeitsmediums von der Vorwärmkammer in den Bereich des Flüssigkeitsaustrittes der
Flüssigkeitsabscheider geführt wird. Hierbpi braucht im Vorwärmer nur so viel Wärme übertragen zu werden,
daß das Primärmedium in günstiger Weise ausgenutzt wird. Erst durch die anschließende Vermischung mit
dem aus den Flüssigkeitsabscheidern strömenden Wasser mit Siedetemperatur wird eine weitere Vorwärmung
vorgenommen. Gleichzeitig wird dadurch der Flüssigkeitsumlauf im Dampferzeuger verbessert, weil
mitgerissene Dampfblasen kondensiert werden, so daß sich ein dampfblasenfreier, für die Regelung vorteilhafter
Wasserhaushalt einstellt. Bei dem neuen Dampferzeuger kann also die Temperatur im Vorwärmer bei
Normalbetrieb etwas niedriger sein, weil später noch eine Temperaturerhöhung stattfindet. Dadurch wird
vermieden, daß bei Teillast ein vorzeitiges Sieden erfolgt. Andererseits ist bei Teillast im Siederaum eine
höhere Dampfrate zu erwarten. Mithin fällt weniger Flüssigkeit in den Flüssigkeitsabscheidern an, die zur
weiteren Aufwärmung führt. Deshalb ist bei der Erfindung eine weitgehend gleichbleibende Vorwärmerendtemperatur
zu erwarten.
Der neue Dampferzeuger kann noch durch eine zusätzliche Einspeisung des Sekundärmediums verbessert
werden, die zur Aufrecbterhaltung eines bestimmten
Sekundärmittelspiegels geregelt wird. Diese zusätzliche Leitung ist nich durch die Strömungswiderstände des
Vorwärmers tind der daran angeschlossenen Leitung belastet, so daß ein gut regelbares Verhalten zu erwarten
ist.
Für den Fall, daß nicht das gesamte Sekundärmedium
aus den Vorwärmern in den Bereich der Flüssigkeitsabscheider geführt wird, sollte man aus dem Vorwärmbereich
unmittelbar austretendes Sekundärmedium über einen größeren Querschnitt verteilen, danv«
die Belastung des Siederaums möglichst gleichmäßig bleibt.
Zur Verwirklichung der Erfindung braucht nicht das gesamte vorgewärmte Sekundärmedium in den Bereich
des Abscheiders geführt zu werden. Unter Umständen kann es für eine optimale Beaufschlagung des Dampferzeugers
durch Kondensation des aus dem Abscheider mitgerissener Dampfes ausreichen, wenn etwa nur '/3
des in den Vorwärmer eingespeisten Sekundärmediums zum Abscheider geführt wird. Das aus dem Vorwärmbereich
unmittelbar in den Dampferzeuger austretende Sekundärmedium, beim Beispiel also die restlichen zwei
Drittel, kann durch öffnungen der oberen Wand des Vorwärmers austreten, die eine gleichmäßige Verteilung
oberhalb des Vorwärmers ermöglichen.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele beschrieben, in der in jeweils einem Längsschnitt
Dampferzeuger für Druckwasserleistungsreaktoren dargestellt sind, für deren übereinstimmende Teile
gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Der Dampferzeuger besitzt ein längliches Gehäuse 1 mit vertikaler Achse, das ein U-Rohrbündel 2 zur Führung
des Primärmediums enthält. Die Rohre sind im einzelnen nicht dargestellt. Sie sind am unteren Ende
des U-Rohrbündels 2, dessen Schenkel 2a und 2b ebenfalls vertikal verlaufen, und dessen Rohrbogen 2c am
oberen Ende des Rohrbündels liegt, in einer Rohrplatte 3 gefaßt, die mit einem Kugelboden 3a zusammen zwei
durch eine Wand 3b voneinander getrennte Räume bildet. An die beiden Räume ist der Einlaß 4 für das Primärmedium
einerseits und der Auslaß 5 für das Pritnärmedium
andererseits angeschlossen, das das Rohrbündel 2 im linken Schenkel 2a aufsteigend und im rechten
Schenkel 2b absteigend durchströmt. Primärmedium ist bei einem Druckwasserreaktor als bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung leichtes Wasser, das unter einem Druck von beispielsweise 150 Atmosphären
Steht und Temperaturen von etwa 300°C aufweist.
Das U-Rohrbündel 2 ist von einem Führungsmantel 6 umschlossen, der einen Flüssigkeitsabscheider 7 trägt
und den sogenannten Fallraum 8 von dem Bereich des U-Rohrbündels 2 trennt, in dem das ils Sekundärmeditim
vorhandene leichte Wasser verdampft wird. Durch den Flüssigkeitsabscheider 7 gelangt Dampf in den
Dampfdom 10, aus dem er aus dem Auslaß 11 entweichen
kann.
Bei der durch die Pfeile angedeuteten Strömung des Primärmediums vom Einlaß 4 zum Auslaß 5 ist der dem
Auslaß zugeordnete Bereich des U-Rohrbündels als Vorwärmer 13 ausgenutzt. Zu diesem Zweck ist durch
Wände 13a ein abgegrenzter Bereich geschaffen, in dem Strömungskanäle 14 durch Leitwände 15 eine hin-
und hergehende Querströmung durch das U-Rohrbündel veranlassen. Das Sekundärmedium wird bei 18 unten
in den Vorwärmer 13 eingespeist.
Das vorgewärmte SekundärmedLm gelangt durch
eine Leitung 21 in den Raum 22 unterhalb des Abscheiders 7, in dem das abgeschiedene Siedewasser unter
dem Flüssigkeitsspiegel 19 des Sekundärmediums austritt. Mit diesem auch als Carryunder bezeichneten
Siederwasser vermischt sich das vorgewärmte Sekundärmedium, wodurch Dampfreste kondensiert werden.
Dann gelangt das Gemisch in den Fallraum 8 zwischen dem Rohr 6 und der Gehäusewand des Dampferzeugers.
In diesem sinkt die Flüssigkeit durch Naturumlauf nach unten. Sie tritt bei 9 in den zum Verdampfen dienenden
Raum 12 im Bereich des U-Rohrbünu'els 2 und
wird dort beim Aufsteigen erneut verdampft.
Beim Ausführungsbeispiel sind den Wänden 13a des Vorwärmers 13 Klappen 27 zugeordnet. Diese gestatten
ein Eindringen von Flüssigkeit oder Dampf in den Vorwärmer für den Fall, daß bei einem Leck der Speisewasserleitung
ein«, hohe Druckdifferenz zwischen Vorwärmer 13 und Siederaum 12 bzw. Faliraum 8 entsteht,
die sonst die relativ dünnen Trennwände 13a des Vorwärmers beschädigen würde.
S Beim Ausführungsbeisp'el nach F i g. 1 ist im oberen
Teil des Dampferzeugers eine Leitung 17 vorgesehen, durch die nicht vorgewärmtes Sekundärmedium in den
Fallraum 8 gelangt. Die Menge dieses Sekundärmediums ist jedoch gering. Sie dieni lediglich zur Regelung
ίο des Spiegels 19 des Sekundärmediums.
Etwa im oberen Drittel des U-Rohrbündels 2 ist eine Trennwand 24 mit Öffnungen 25 dargestellt. Die
Trennwand 24 bewirkt eine Vergleichmäßigung der Strömung.
Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 gelangt im Unterschied gegenüber der F i g. 1 das Sekundärmedium
aus dem Vorwärmer 13 nicht nur über die Leitung 21 in den Bereich 22 unterhalb des Abscheiders, sondern
auch unmittelbar durch einen Auslaß 130 in den
Siederaum J2 des Dampferzeugers. Der Auslaß kann auch ganz oder zum Teil als durchbrochene Trennwand
25 ausgebildet werden, um eine bestimmte Verteilung des Sekundärmediums zu erhalten.
Die Menge des in der Leitung 21 zum Abscheider 7 geführten Sekundärmediums wird nur so groß gewählt,
daß mit dem Siedewasser mitgerissener Dampf ausreichend kondensiert wird. Das hierfür nicht benötigte Sekundärmedium
gelangt unmittelbar in den Siederaum 12. Es kann z. B. das ein- bis vierfache des in der Leitung
21 zum Abscheider geführten Sekundärmediums sein. Demgegenüber ist die Menge des bei 17 ohne
Vorwärmung zugeführten und zur Regelung des Flüssigkeitsspiegels 19 dienenden Sekundärmediums sehr
viel kleinen Sie beträgt z. B. 1Ao des verdampften Sekundärmittels.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Dampferzeuger für Kernreaktoren, insbesondere für Druckwasserreaktoren, mit einem in einem
vertikalen Druckgefäß angeordneten U-Rohrbündel, in dessen Rohren das Heizmedium strömt, mit
einer im Bereich des kalten Schenkels des U-Rohrbündels angeordneten Vorwärmkammer für das zu
verdampfende Arbeitsmedium, in die das kalte Ar- to beitsmedium eingespeist wird, und über dem
U-Rohrbündel angeordneten Flüssigkeitsabscheider für das Arbeitsmedium, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Leitung (21) vorgesehen ist, durch die mindestens ein Teil des vorgewärmten
Arbeitsmediums von der Vorwärmkammer (13) in den Bereich des Fiüssigkeitsaustrittes der Flüssigkeitsabsciieider
(7) geführt wird.
2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitung (21) im inneren des Dampferzeugers (1) verläuft
3. Dampferzeuger nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Einspeisung
des Sekundärmediums (Leitung 17), die zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Sekundärmittelspiegeis
(19) geregelt wird.
4. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nicht durch die
Leitung (21) abgeführtes Sekundärmedium durch über einen größeren Querschnitt verteilte öffnungen
(25) aus dem Vorwärmbereich (13) austritt.
Priority Applications (9)
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---|---|---|---|
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GB3042773A GB1409868A (en) | 1972-06-26 | 1973-06-26 | Vapour generators |
CH923873A CH561393A5 (de) | 1972-06-26 | 1973-06-26 | |
JP48072175A JPS4963802A (de) | 1972-06-26 | 1973-06-26 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722231236 DE2231236C3 (de) | 1972-06-26 | Dampferzeuger |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2231236A1 DE2231236A1 (de) | 1974-02-21 |
DE2231236B2 DE2231236B2 (de) | 1975-10-16 |
DE2231236C3 true DE2231236C3 (de) | 1976-05-20 |
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