DE2346411A1

DE2346411A1 - Dampferzeuger

Info

Publication number: DE2346411A1
Application number: DE19732346411
Authority: DE
Inventors: Heinz-Juergen Schroeder
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1973-09-14
Filing date: 1973-09-14
Publication date: 1975-04-03
Also published as: FR2244129A1; CH570579A5; IT1020497B; JPS5076402A; BE819418A; FR2244129B3; ES430074A1; US3918409A; SE7411575L

Description

1 a SEP. 1973 KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, den

Werner-von-Siemens-Str. 67

VPA 73/9459 Sm/Hgr

Dampferzeuger

Zusatek

Das Hauptpatent (Anm. P 23 11 294.9) betrifft einen

Dampferzeuger, insbesondere für Druckwasserreaktoren, mit einem Rohrbündel für einen Wärmeträger, das von einem Mantel umgeben ist, mit dessen Hilfe ein Teil des Rohrbündels als Vorwärmer für das Speisewasser abgeteilt ist, wobei in dem Mantel Bohrungen angeordnet und mit einem Zufluß für das Speisewasser verbunden sind. Mit den Bohrungen wird eine Vergleichmäßigung des in den Vorwärmer einströmenden Speisewassers erreicht. Dies ist deshalb wichtig, damit eine gleichmäßige Wärmeabfuhr erhalten wird und Totwasserzonen vermieden werden, in denen sich sonst korrosionsfördernde Produkte ansammeln könnten.

Ziel der Erfindung ist eine weitere Vergleichmäßigung der Strömung, damit Strömungsverluste vermieden und die Beaufschlagung und Durchspülung des Vorwärmers noch weiter verstärkt werden

Die erfindungsgemäße Weiterbildung des Dampferzeugers nach dem Hauptpatent ist dadurch gekennzeichnet, daß im Zufluß eine an sich bekannte Lochplatte angeordnet ist. Die Lochplatte wirkt als Strömungswiderstand. Dies scheint im Widerspruch dazu zu stehen, daß mit der Erfindung eine Verringerung des Strömungswiderstandes beabsichtigt ist. Tatsächlich kann aber durch die Lochplatte im Zufluß mit geringen Strömungsverlusten eine Vergleichmäßigung, insbesondere eine Beseitigung von

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Turbulenzen, erreicht werden, so daß an den nachgeschalteten Engstellen, vor allem an den Löchern im Mantel eine größere Einsparung an Strömungsverlusten erreicht wird, als der Strömungsverlust an der Lochplatte selbst ausmacht. Mithin wird erstaunlicherweise insgesamt gesehen tatsächlich eine Verringerung des Strömungswiderstandes erhalten. Außerdem wird die durch Ungleichmäßigkeiten verursachte Gefahr von Schwingungen verringert.

Die Lochplatte ist bei der Erfindung vorteilhaft als ein mit Bohrungen versehener Zylinder ausgeführt. Der Zylinder kann in der Verlängerung einer als Zufluß zum Dampferzeugergehäuse führenden Speisewasserleitung liegen. Mit so einer zylindrischen Lochplatte erhält man bei kleinen Abmessungen einen großen Durchtrittsquerschnitt und eine allseitige Ableitung des Speisewassers, so daß auch große Räume gleichmäßig beschickt werden können. Gegebenenfalls kann man auch hier die Zahl oder Größe der Bohrungen zur Regulierung der örtlichen Strömungsverteilung variieren.

Der Zylinder kann mit dem Gehäuse des Dampferzeugers über einen Metallbalg verbunden werden. Dadurch kann man Bewegungen des Zylinders vermeiden, die durch Wärmedehnungen verursacht werden. Der Metallbalg kann dabei zugleich als Auskleidung des Dampferzeugergehäuses wirken, die Wärmeschocks verhindert. Darüber hinaus kann der Metallbalg mit einem sich in Richtung auf den Zylinder verengenden Rohr abgedeckt werden. Dadurch erhält man einen mechanischen Schutz des Zylinders. Außerdem ergibt sich eine Drosselung des Einlaßquerschnittes für den Fall, daß die Speisewasserleitung bricht. Man begrenzt dadurch die Ausströmgeschwindigkeit, die für Druckunterschiede im Dampferzeuger maßgebend ist.

Wie gefunden wurde, ist es empfehlenswert, wenn der Mantel im Bereich des Zylinders verstärkt ist. Man kann dadurch einen allmählichen Abrieb berücksichtigen, der durch die ständige

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Beaufschlagung mit dem Speisewasser verursacht werden kann. Zu diesem Zweck kann der Mantel im Bereich des Zylinders eine austenitische Plattierung aufweisen. Die Plattierung kann aber auch zusätzlich zu einer örtlichen Verstärkung des Mantelwerkstoffes vorgesehen werden.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei ist in Fig. 1 in einem Längsschnitt ein Dampferzeuger von zum Beispiel 1000 MWe thermischer Durchgangsleistung für einen Druckwasserreaktor gezeichnet, während Fig. 2 in einem Ausschnitt in größerem Maßstab Einzelheiten des Speisewasserzuflusses zeigt.

Der Dampferzeuger umfaßt ein Gehäuse 1, in dem ein U-Rohrbündel 2 von einem Mantel 3 umschlossen wird. Das U-Rohrbündel 2 ist mit dem sogenannten heißen Schenkel 4 ebenso wie mit dem kalten Schenkel 5 in einer Rohrplatte 6 befestigt, die das zylindrische Gehäuse 1 unten abschließt. Unterhalb der Rohrplatte 6 sitzt ein Kugelboden 7» dessen Inneres durch eine Trennwand 8 in eine Einlaßkammer 9 und eine Auslaßkammer 10 unterteilt ist. Ein Einlaßstutzen 12 und ein Auslaßstutzen verbinden die beiden Kammern und damit das an diese Kammern angeschlossene U-Rohrbündel 2 mit dem nicht weiter dargestellten Druckbehälter des Druckwasserreaktors.

Auf dem Mantel 2 sitzen Grobabscheider 15, die das durch das U-Rohrbündel aufsteigende Wasser-Dampf-Gemisch in Dampf und Wasser trennen. Anschließend wird der Dampf durch Feinabscheider l6bis auf eine Restfeuchte von zum Beispiel 0,25 getrocknet. Er entweicht durch den Dampfauslaß 17. Das abgeschiedene Wasser gelangt in den sogenannten Fallraum 20 zwischen dem Mantel 3 und dem Gehäuse 1, wo es an der Rohrplatte 6 entlang wieder in dem vom Mantel 3 umschlossenen Siederaum gelangt.

Wie man sieht, ist dem kalten Schenkel 5 ein Speisewasservorwärmer zugeordnet, der als Ganzes mit 21 bezeichnet ist.

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Der Speisewasservorwärmer ist zweiflutig ausgebildet. Er umfaßt einen nach oben in Richtung des Pfeils 22 durchströmten Teil 23 und einen zweiten in Richtung des Pfeiles 24 nach unten durchströmten Teil 25. Jeder Teil besitzt einen eigenen Speisewassereinlaß 26 bzw. 27, von dem das Speisewasser durch Bohrungen im Mantel 3 gleichmäßig über das Rohrbündel 2 verteilt in den Speisewasservorwärmer 21 übertritt.

In Fig. 2 ist in größerem Maßstab in einem Schnitt durch den Leitungsanschluß 26 dargestellt, daß in der Verlängerung der an das Dampferzeugergehäuse 1 angeschlossenen Speisewasserleitung 28 eine gleichmäßig mit Bohrungen 29 versehene zylindrische Lochplatte 30 vorgesehen ist. Die zylindrische Lochplatte 30 ist im Raum zwischen dem Mantel 3 und einem Speisewassereinlaßkasten 31 angeordnet und mit dem Speisewassereinlaßkasten 31 verschweißt. Der Speisewassereinlaßkasten 31, der im Bereich des Fallraumes 20 angeordnet ist, erstreckt sich mit einem konischen Fortsatz 33 in den Einlaßstutzen 26 hinein. Dort ist einseitig ein Metallbalg 34 befestigt, dessen anderes Ende über einen Konus 35 bei 36 mit der Innenseite des Stutzens 26 verschweißt ist. Der Speisewassereinlaßkasten 31 bildet daher zusammen mit dem Metallbalg 34 ein Schockblech, mit dem verhindert wird, daß kaltes Speisewasser unmittelbar in Berührung mit dem dickwandigen Gehäuse 1 des Dampferzeugers kommt. Außerdem sorgt der Speisewassereinlaßkasten dafür, daß das Speisewasser zwangsläufig in den Speisewasservorwärmer gelangt.

Wie man sieht, ist in das Innere des Metallbalges 34 ein sich verengendes Rohrstück 38 hineingeführt, das bei 39 ebenfalls mit der Innenseite des Stutzens 26 verschweißt ist. Auf diese Weise wird der Metallbalg 34 mechanisch entlastet. Außerdem wirkt die in Richtung der Rohrachse unsymmetrische Verengung des Rohrstückes 38 als richtungsabhängig wirkender Strömungswiderstand, dessen Widerstandsbeiwert in Betriebsrichtung, d.h. durch das Rohr 28 in den Dampferzeuger 1 hinein, erheb-

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lieh kleiner als in Gegenrichtung ist. Mithin hat das Rohrstück 38 die vorteilhafte Wirkung, daß eine bei einem Bruch der Speisewasserleitung 28 auftretende Rückströmung aus dem Dampferzeuger stärker gedrosselt wird als die betriebsmäßige Strömung in den Dampferzeuger hinein.

Fig. 2 läßt ferner erkennen, daß der Mantel 3 im Bereich der Lochplatte 30 um etwa 60% verstärkt ist. Im Bereich dieser Verstärkung 40 ist auf der dem Speisewassereinlaß 26 zugekehrten Seite außerdem eine austenitische Plattierung 41 aufgetragen. Dadurch ergibt sich eine besonders große Widerstandsfähigkeit gegen eine durch die strömung verursachte Erosion.

Die Lochplatte 30 ergibt bei der Erfindung eine Vergleichmäßigung der in den Speisewassereinlaßkasten 31 strömenden Wassermenge und zugleich eine Beruhigung der Strömung. Dadurch wird nicht nur die Beaufschlagung des Speisewasservorwärmers verbessert, sondern auch der gesamte Strömungswiderstand verringert, weil die Vergleichmäßigung der Strömung mit Hilfe der Lochplatte einen geringeren Strömungsverlust an den anschließenden Öffnungen im Mantel 13 und im Bereich des U-Rohrbündels 2 zur Folge hat als der Strömungsverlust durch die Lochplatte 30 selbst ausmacht.

Beim Ausführungsbeispiel haben die gleichmäßig verteilten Bohrungen 29 der Lochplatte 30 einen Durchmesser, der annähernd gleich der Wandstärke der Lochplatte ist, während der Abstand der Bohrungsmittelpunkte voneinander doppelt so groß ist. Der Durchmesser des Zylinders 30 beträgt mehr als das 15-fache des Bohrungsdurchmessers und damit etwa das Doppelte des kleinsten Durchmessers des Rohrstückes 38. Diese Abmessungen, die für die Verwirklichung der Erfindung besonders günstig er schein en,können aber bei Bedarf auch um etwa 3096 nach oben oder unten variiert werden, in Sonderfällen auch mehr.

6 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

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Patentansprüche:

' 1. !Dampferzeuger, insbesondere für Druckwasserreaktoren, mit \_^y einem Rohrbündel für einen Wärmeträger, das von einem Mantel umgeben ist, mit dessen Hilfe ein Teil des Rohrbündels als Vorwärmer für das Speisewasser abgeteilt ist, wobei in dem Mantel Bohrungen angeordnet und mit einem Zufluß für

das Speisewasser verbunden sind, nach Patent

&nm. P 23 11 294.9), dadurch gekennzeichnet, daß im Zufluß (26,27) eine an sich bekannte Lochplatte (30) angeordnet ist.
2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit Bohrungen (29) versehenen Zylinder (30) als Lochplatte.
3. Dampferzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (30) in der Verlängerung einer in das Gehäuse (1) des Dampferzeugers führenden Leitung (28) liegt.
4. Dampferzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Zylinder (30) mit dem Gehäuse (l) verbindender Metallbalg (34) mit einem sich in Richtung auf den Zylinder (30) verengenden Rohrstück (38) abgedeckt ist.
5. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (3) im Bereich des Zylinders (30) verstärkt ist.
6. Dampferzeuger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (3) im Bereich des Zylinders (30) eine austenitische Plattierung (41) aufweist.

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