DE2644196A1

DE2644196A1 - Dampferzeuger

Info

Publication number: DE2644196A1
Application number: DE19762644196
Authority: DE
Inventors: James Peter Elliott; Johann Friedrich Gulich; Paul Semler Hunt; Johann Friedrich Weber; Max Hans Weber
Original assignee: General Atomics Corp
Current assignee: General Atomics Corp
Priority date: 1975-10-03
Filing date: 1976-09-30
Publication date: 1977-04-14
Also published as: FR2326657A1; GB1551308A; JPS5246201A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

dJuMi

Case G-1073 8 München 86, den

POSTFACH 860820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

GENERAL ATOMIC COMPANY, 10955 John Jay Hopkins Drive, San Diego, California (U.S.A. )

Dampferzeuger

Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger, wie er in Verbindung mit der Erzeugung von Dampf zum Antrieb von Dampfturbinen verwendet wird. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Dampferzeuger, der speziell für die Verwendung in Verbindung mit einem gasgekühlten Kernreaktor in einer Anlage zur Erzeugung von elektrischer Energie geeignet ist.

Seit dem Auftreten von Leistungs-Kernreaktoren sind wesentliche Schritte in Richtung auf eine leistungsfähige und ökonomische Erzeugung von elektrischer Leistung aus Wärmeenergie, die von diesen Reaktoren abgeleitet bzw. erzeugt worden ist, unternommen worden. Ein wichtiger Faktor zum Erreichen dieses Ziels ist der Betrieb derartiger Reaktoren bei Temperaturen, die genügend hoch sind, um eine direkte Erzeugung von Dampf mit Temperaturen und Drucken zu ermöglichen, welche für den Betrieb von Dampfturbinen mit hoher Leistungsfähigkeit bzw. hohem Wirkungsgrad geeignet sind. In diesem Zusammenhang haj: die gegenwärtige Reaktortechnologie zu der Entwicklung von gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren geführt, die, wenn sie in Verbindung mit einem geeigneten Dampfturbinen-

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system angewandt werden, die Fähigkeit haben, elektrische Leistung in einer Menge und bei solchen Kosten zu erzeugen, wie es den Erfordernissen der industriellen Brauchbarkeit bzw. Nützlichkeit entspricht.

Allgemein ist der Reaktor bei Kernkraftanlagen, in denen gasgekühlte Hochtemperaturreaktoren vorgesehen sind, in einem Druckbehälter eingeschlossen, durch den ein Kühlgas, wie z.B. Helium oder Kohlendioxid, umgewälzt wird, so daß es die von dem Reaktor freigesetzte Wärmeenergie abführt. Der Dampf für den Betrieb der Turbinen wird normalerweise durch Wärmeübertragung vom Kühlmittel zum Strömungsmittel eines Wasser/ Dampf-Systems erhalten. Konventionellerweise wird diese Wärmeübertragung in einem Dampferzeuger vorgenommen, in dem von dem Reaktor abgeführte Wärmeenergie zum Erzeugen von überhitztem Dampf benutzt wird.

In einem solchen System aus gasgekühltem Reaktor und Dampferzeuger ist es oft wünschenswert, daß Gas nur in einem einzigen Durchgang durch den Dampferzeuger hindurchgeführt wird, bevor es zum Reaktor zurückgeführt wird. Es ist infolgedessen wichtig, daß der größtmögliche Wärmebetrag aus dem Gas abgeführt wird, damit man eine maximale Leistungsfähigkeit bzw. einen maximalen Wirkungsgrad erzielt. Es ist jedoch außerdem wichtig, daß die Gasströmung nur einer geringstmöglichen Beschränkung unterworfen ist, damit die Arbeit, die zum Transportieren des Gases durch das System aufgewandt werden muß, auf einem Minimum gehalten wird. In den Fällen, in denen der Dampferzeuger aus verschiedensten Gründen,einschließlich des Grundes einer strukturellen Ökonomie, im gleichen Druckbehälter wie der Reaktor selbst untergebracht ist, ist es weiterhin wichtig, daß die Abmessungen des Dampferzeugers minimalisiert sind und daß der Dampferzeuger oder Abschnitte desselben durch notwendigerweise beschränkte Öffnungen in dem ihn enthaltenden Behälter leicht entfernbar und ersetzbar ist

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bzw. sind. Schließlich ist es aus Gründen der strukturellen Ökonomie und der Leistungsfähigkeit der Anlage notwendig, daß der Dampfdruck die Drucke des primären Kühlmittels übersteigt, Zur Begrenzung des Druckaufbaus im primären Kühlmittel im Falle eines Fehlers bzw. Bruchs an der Grenze zwischen Dampf und primärem Kühlmittel enden große Dampfrohre in bzw. an der Wand des Reaktarbehälters, und diese großen Dampf rohre sind über Rohrleitungen mit Wärmeaustauscherbündelri verbunden, damit die Leckagemenge begrenzt oder minimalisiert wird.

. Wenn der Dampferzeuger in einem speziellen Hohlraum innerhalb eines vorgespannten Betonreaktorbehälters untergebracht ist, führt der Verlauf von unbeheizten Rohrleitungen von Leitungsverbindungen an bzw. in der Wand des Reaktorbehälters zu den Enden der Rohrbündel zu einem unwirtschaftlichen Gebrauch sowohl" der Rohrleitungen als auch des Volumens des Reaktorbehälterhohlraums. Demgegemäß wurden Anlagen entwickelt, bei denen Überkreuzungs-Rohrverbindungen zwischen den Abschnitten niedriger Temperatur und hoher Temperatur und den Nacherhitzungsabschnitten, wie sie oben beschrieben wurden, verwendet wurden, und zwar an deren Enden gegenüber den Dampf/Wasser-Leitungsverbindungen, so daß auf diese Weise die allgemeine Richtung des Wasser/Dampf-Flusses umgekehrt wurde und die Längen von unbeheizten Rohrleitungen minimalisiert wurden.

Eine Schwierigkeit beim Entwurf von Dampferzeugern der beschriebenen Art besteht darin, daß Rohre darin von unterschiedlichen Konfigurationen und Längen oft unterschiedliche Wärmeausdehnungseigenschaften haben. Uberkreuzungs-Verbindungen zwischen Rohren unterschiedlicher Arten müssen daher einen gewissen Grad von Wärmeausdehnung zulassen. Um das zu ermöglichen, haben Konstruktionen nach dem Stande der Technik oftmals komplizierte und ineinander verschlungene Anordnungen von unbeheizten Rohrabschnitten erfordert, so daß

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.auf diese Weise Dampferzeuger und Nacherhitzerabschnitte in einer großen Anlage verbunden wurden. Durch Anordnung von Wärmeausdehnungseinrichtungen an den Überkreuzungen kann das komplizierte Verflechten bzw. Ineinanderverschlingen ausgeschaltet werden, und die HerstellungsZeitspannen können merkbar herabgesetzt werden.

Die Verschiffungserfordernisse können die Abmessungen eines Dampferzeugers, der an einer Stelle erzeugt wird, die von der Stelle, an welcher er installiert werden soll, entfernt ist, ernsthaft beschränken. Viele Dampferzeugeranlagen nach dem Stande der Technik erfordern daher einen hohen Grad an Fabrikation auf der Baustelle in einer Anlage am Ort der Montage, wodurch ihre Herstellungszeiten erhöht werden, insbesondere dann, wenn komplizierte und ineinander verflochtene Anordnung von Rohren angewandt werden. Durch Anordnung von thermischen Ausdehnungseinrichtungen an den Überkreuzungen zum Zwecke der vollständigen Ausschaltung des Verflechtens und zur Erzielung getrennter Dampferzeuger- und Nacherhitzerabschnitte wird die Fabrikation an der Baustelle minimalisiert und die Verschiffung erleichtert.

Mit der Erfindung soll infolgedessen ein verbesserter Dampferzeuger zur Verfügung gestellt werden.

Weiterhin soll mit der Erfindung ein verbesserter Dampferzeuger geschaffen werden, der besonders für den Gebrauch in einem im wesentlichen zylindrischen Hohlraum in einem Druckbehälter geeignet ist.

Außerdem soll mit der Erfindung ein Dampferzeuger vorgeschlagen werden, der zur Erleichterung der Verschiffung und der Herstellung in Teile auftrennbar ist.

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Schließlich wird mit der Erfindung ein Dampferzeuger geschaffen, in dem die Länge der Rohrleitungen, die in unbeheizten Abschnitten und Expansionszonen verwendet wird, minimalisiert ist.

. Um das zu erreichen, werden gemäß der Erfindung interne Überkreuzungen zwischen Abschnitten des Dampferzeugers und des Nacherhitzers angewandt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachstehend anhand eines in den Fig. 1 bis 4 der Zeichnung im Prinzip dargestellten, besonders bevorzugten Ausfuhrungsbeispiels näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die einen Dampferzeuger veranschaulicht, der gemäß der Erfindung aufgebaut ist, wobei Teile weggebrochen worden sind;

Fig. 2 eine Ansicht durch das untere Ende des Dampferzeugers längs der Schnittlinien H-II der Fig. 3>

Fig. 3 eine Aufsicht des Nacherhitzerabschnitts des Dampferzeugers, und zwar längs der Schnittlinie IH-III der Fig. 2; und

Fig. 4 ein schematisches Diagramm, das den allgemeinen Entwurf und die Kühlmittelströmung des Dampferzeugers der Fig. 1 veranschaulichte

Sehr allgemein gesagt, umfaßt der Dampferzeuger nach der Erfindung einen Hochtemperaturabschnitt 11, der eine Mehrzahl von langgestreckten, im wesentlichen geraden Rohren 12 aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind, so daß sie ein langgestrecktes Rohrbündel bilden. Ein nichtbeheizter Speisewasser-Expansionsrohrabschnitt 13 ist mit einem Niedrigbzw· Niedertemperaturabschnitt von geheizten Rohren 14 verbunden, die im wesentlichen spiralförmig sind und ein ringförmiges Rohrbündel bilden, das koaxial zum Hochtemperaturabschnitt angeordnet ist. Die axiale Abmessung des Niedertemperaturabschnitts ist im wesentlichen kleiner als diejenige des

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Hochtemperaturabschnitts, und der Niedertemperaturabschnitt ist in Richtung auf ein Ende des Hochtemperaturabschnitts angeordnet, so daß ein ringförmiger Raum 15 ausgebildet wird.

Nacherhitzerabschnitte 16 und 17 sind in dem ringförmigen Raum 15 angeordnet, wobei jeder Nacherhitzerabschnitt eine Mehrzahl von langgestreckten, im wesentlichen geraden Rohren 18 aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind, so daß sie ein langgestrecktes Rohrbündel bilden, dessen axiale Länge im wesentlichen kleiner als diejenige des Hochtemperaturabschnitts ist. Die Achsen der Nacherhitzerabschnitte 16 und 17 sind im wesentlichen parallel zueinander und zu den Achsen des Hochtemperaturabschnitts 11 ausgerichtet.

Beim Betrieb wird ein erhitztes Strömungsmittel zunächst quer über die Rohre derNacherhitzerabschnitte 16 und gelenkt, dann längs der Rohre des Hochtemperaturabschnitts in Richtung auf das eine Ende desselben, und schließlich über die spiralförmigen Rohre des Niedertemperaturabschnitts 14 in einer Richtung, die parallel zur Achse des Hochtemperaturabschnitts und weg von dem einen Ende dieses Abschnitts verläuft.

Es sei nun in näheren Einzelheiten auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen, in denen ein Teil eines Kernreaktorsystems, das gemäß der Erfindung aufgebaut ist, gezeigt ist. Das Kernreaktorsystem weist einen vorgespannten Betondruckbehälter 27 auf, der durch eine geeignete Einrichtung, die nicht dargestellt ist, innerhalb einer zugehörigen Struktur, die ebenfalls nicht dargestellt ist, getragen bzw. gehalten wird. Vorspannungssehnen 29 erstrecken sich axial durch den Beton des Druckbehälters 27, der in seiner Form allgemein zylindrisch ist. Eine Mehrzahl von ringförmigen Ausnehmungen 31 ist in der äußeren Oberfläche des Druckbehälters ausgebildet und dient dazu, sich in Umfangsrichtung erstreckende, nicht dargestellte Vorspannungsbänder aufzunehmen.

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Das Innere des Druckbehälters 27 umfaßt eine Hauptkammer 33* in der ein nicht dargestellter Reaktorkern gehalten wird. Die Kammer 33 ist mit einer Auskleidung 35 aus geeignetem Metall versehen, die an dem Beton verankert ist. Der Kern des Reaktors ist vom sog. gasgekühlten Typ. Es sind entsprechende Vorkehrungen zum Umwälzen eines Kühlgases, wie z.B. Helium oder Kohlendioxid, über den nicht dargestellten Reaktorkern getroffen, so daß die Temperatur des Gases erhöht wird. Das Gas wird dann über einen oder mehrere Wärmeaustauscher oder Dampferzeuger zum Zwecke der Erzeugung von "Wasserdampf oder anderen Dämpfen für den Betrieb einer Elektrizitätserzeugungsmaschinenanlage umgewälzt. Das umgewälzte Gas wird dann zum Kern zurückgeführt, wo es erneut erhitzt wird.

In dem dargestellten Reaktorsystem ist die Hauptkammer 33 von einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung im Abstand angeordneten Kammern 37 umgeben, wobei nur eine dieser Kammern in den Figuren der Zeichnung dargestellt ist. Jede Kammer 37 hat eine zylindrische Form und erstreckt sich vertikal innerhalb des Reaktorbehälters, wobei ihre Achse parallel zur Achse des Reaktorbehälters verläuft. Ein Dampferzeuger und ein Kühlmittelumwälzer sind in jeder der Kammern 37 vorgesehen, wie in der Zeichnung bei 39 angedeutet ist.

Kühlmittelgas wird von der Hauptkammer 33 durch eine horizontale Leitung 43 zur Kammer 37 geleitet. Das Kühlmittel wird zum Zwecke des erneuten Umwälzens über bzw. durch den Reaktorkern durch eine ähnliche bzw. gleichartige horizontale Leitung, die in Fig. 1 bei 45 teilweise dargestellt ist, in die Kammer 33 zurückgeführt. An den unteren Enden der Kammern 33 und 37 sind geeignete Verschlüsse (nicht dargestellt) vorgesehen.

Die Kammer 37 ist vom unteren Ende des Druckbehälters 27 durch Durchdringungen 47 zugänglich, wie sich am besten aus Fig. 2 ersehen läßt. Jede Durchdringung 47 ist mit einer

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Metallauskleidung 49 versehen, die sich nach aufwärts erstreckt und an eine Metallauskleidung 51 für die Kammer 37 angeschweißt ist. Jede Durchdringung 47 ist mittels eines Betonstopfens 53, der eine innere Metallauskleidung 55 hat, geschlossen und abgedichtet. In dem Stopfen 53 sind geeignete Durchdringungen für den Eintritt von verschiedenen Wasser- und Dampfleitungen, wie weiter unten erläutert wird, in die Kammer 37 vorgesehen, und diese Leitungen dienen dazu, Wasser und Dampf zu dem Dampferzeuger 39 zu leiten und von diesem Dampferzeuger abzuführen.

Die Nacherhitzerbündel oder -abschnitte 16 und 17 der Rohre 18 sind nach dem unteren Ende der Kammer 37 zu angeordnet und werden durch einen geeigneten Rahmen bzw. ein geeignetes Gestell von Metallplatten oder dergl. (nicht dargestellt) gehalten. Oberhalb der Nacherhitzerrohrbündel ist der Speisewasser-Expansionsrohrabschnitt 13 und darüber ist der Niedertemperatur-Spiralschlangenrohrabschnitt 14 mit einer ringförmigen Gestalt angeordnet. Der Abschnitt 14 ist mit einem Gehäuse 59 versehen. Das Bündel 14 umfaßt den Ekonomiser bzw. Speisewasservorwärmer, den Verdampfer und die anfänglichen Überhitzerabschnitte des Dampferzeugers.

Der Hochtemperaturabschnitt oder das Rohrbündel 11, das eine Mehrzahl von langgestreckten, geraden Rohren 12 umfaßt, ist in dem Raum angeordnet, der von dem ringförmigen Rohrbündel 14 begrenzt ist. Ein Gehäuse 61 umgibt das Rohrbündel 11. Die Gehäuse 59 und 61 werden durch einen Befestigungsflansch 65 gehalten, der an dem vorgespannten Betonbehälter 27 befestigt ist und sich in die Kammer 37 erstreckt.

Der ringförmige Raum zwischen dem unteren Ende des Gehäuses 59 und der umgebenden Kammerauskleidung 51 ist mittels des ringförmigen Befestigungsflansches 65 blockiert bzw. verriegelt.

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Nacherhitzerströmungsmittel wird in die Nacherhitzungsrohrbündel 16 und 17 eingespeist und von diesen abgeführt, und zwar durch Sammelrohre oder Rohrmäntel 67. Die Nacherhitzungsrohre der heißen und kalten Nacherhitzerrohrabschnitte sind durch haarnadelförmige Überkreuzungsrohre, die allgemein mit 69 bezeichnet sind, miteinander verbunden.

Speisewasser für den Dampferzeuger wird durch Speisewasser-Einlaßrohre 71 zugeführt, die nach aufwärts durch den Raum 15 verlaufen und sich mit den Rohren 14 verbunden. Ein Sammelrohr oder Rohrmantel 73 verbindet das Speisewasser mit den Rohren 71· Die Ausströmung am oberen Ende des Bündels 14 geht zum.oberen Ende des Rohrbündels 11 durch Überkreuzungsrohre 75, die zur Aufnahme von Unterschieden in' der Wärmeausdehnung zwischen den Rohrbündeln 11 und 14 flexibel sind. Am unteren Ende des Rohrbündels 11 tritt überhitzter Dampf durch ein Uberhitzungssammelrohr oder einen Überhitzungsrohrmantel 77 aus.

Das eintretende heiße Gas vom Reaktorkern gelangt durch die Leitung 43 in die Kammer 37. Das heiße Gas wird quer über die Rohre 18 in den Bündeln 16 und 17 geschickt, und zwar durch Ummantelungen 78 (Fig. 3)· Das Gas wird dann nach dem unteren Ende des Raums 15 zu gerichtet, und danach durch das Gehäuse 61 längs der Rohre des Rohrbündels 11 nach aufwärts. Eine umgekehrte, becherförmige Gasströmungs-Umlenkungs- bzw. -ablenkungsplatte 79 ist oberhalb des oberen Endes des Gehäuses 61 angeordnet und bildet einen Teil des Gehäuses 59. Das Gas strömt durch den Raum zwischen dem oberen offenen Ende des Gehäuses 61 und der Platte 79 hindurch und wird dann nach abwärts über die spiralförmigen Rohre in dem Rohrbündel 14 gerichtet. Nachdem das Gas über die spiralförmigen Rohre in dem Rohrbündel 14 geströmt ist, geht es durch Durchlässe 81 in der äußeren Wand des Gehäuses 59 hindurch und strömt zwischen dem Gehäuse 59 und. der Wand oder der Aus-

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fit

kleidung 51 der Kammer 37 nach aufwärts zur oberen Querleitung 45, nachdem es durch den Kühlmittelumwälzer (nicht dargestellt) hindurchgegangen ist.

In einer praktischen Ausführungsform eines gasgekühlten Reaktorsystems kann jeder der Dampferzeuger mit integralen Nacherhitzern des veranschaulichten Typs so bemessen sein, daß er beispielsweise eine Wärmekapazität im Nennbereich, von 500 MW' hat. Die Dampferzeuger können Hauptdampf und Nacherhitzungsdampf an einen konventionellen 165 bar/510 C/538 C-Nacherhitzer-Turbinengeneratorsatz liefern. Das Kernkühlmittel kann bei vollen Leistungsbedingungen auf einem Druck von etwa 48 bar gehalten werden» Jede primäre Kühlmittelschleife, die einen Dampferzeuger mit dessen zugeordnetem Heliumumwälzer umfaßt, kann ein ausreichendes Druckgefälle zur Überwindung der gesamten Druckverluste in der primären Schleife von etwa 1380 mbar liefern, wobei von diesen Verlusten 450 mbar dem Dampferzeuger unter Vollastbetriebsbedingungen zur Verfügung stehen. Der Dampferzeuger nach der Erfindung ist daher leicht Optimalisierungsbetrachtungen für die Gesamtanlage anpaßbar, und zwar einschließlich solcher Optimalisierungsbedingungen, die die Abmessungen des Druckbehälters und des Containmentgebäudes umfassen. Auch kann der Dampferzeuger leicht in Einheiten in der Werkstatt zusammengefügt werden, wobei diese Einheiten verschifft werden können, und zwar entweder mittels Lastkahn oder auf dem Schienenweg, und zwar jeweils in Übereinstimmung mit Beschränkungen bezüglich der Gesamt-Umhüllungslinie der Dampferzeugereinheiten.

Zur Erleichterung der Verschiffung und zum Verkürzen der Herstellungszeitspannen kann der Dampferzeuger nach der Erfindung leicht in zwei Haupt-Unteranlagen aufgeteilt werden, nämlich in den Hauptdampfabschnitt und den Gesamt-Nacherhitzerabschnitt. Die U-Rohr-Nacherhitzerabschnitte in Kombination mit dem spiralförmige Rohrschlangen aufweisenden Ekonomiser bzw. Speiserwasservorerhitzer, Verdampfer, Vorüberhitzer und

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dem geradrohrigen Endüberhitzer sind in Übereinstimmung mit
den Erfordernissen für einen kompakten Aufbau gehalten, und
sie entsprechen den Erfordernissen zur Minimalisierung der
nichterhitzten Rohroberfläche im größtmöglichen Ausmaß.

Die Überkreuzungsrohre 69 von den kalten zu den
heißen Schenkeln der Nacherhitzerabschnitte wie auch die
Überkreuzungsrohre 75 sind intern innerhalb des aktiven Gasströmungsweges angeordnet und nehmen auf diese Weise die notwenige unterschiedliche Wärmeausdehnung zwischen diesen beiden Erhitzungsoberflächenabschnitten auf.

Im einzelnen kann der Erzeuger nach der Erfindung mit einer Umhüllung aufgebaut werden, die einen Durchmesser von
4077 mm und eine Höhe von 18 644 mm hat. Da die Dampf- und
Wasserleitungen zum Boden des Druckbehälters geführt sind und Verbindungen zum unteren Ende des Dampferzeugers durch Durchdringungen im Reaktorbehälter ergeben, können die Gasumwälzer den gesamten Druckerzeugerhohlraum oberhalb der Erzeuger füllen.

Die Hochdruckrohrmäntel, der Ekonomisereinlaß und
der Überhitzerauslaß können mit integralen Hemm- bzw. Abdämmungs/Strömungsbeschränkungszylindern ausgerüstet werden, die Folgebrüche und übermäßige Leckage von Wasser in das primäre
Kühlmittel im Falle eines Bruchs der Dampf- oder Wasserrohre, die mit dem Rohrmantel innerhalb des Druckbehälters verbunden sind, verhindern.

Wenn die Hauptdampfrohre 12 und 14 im wesentlichen
von gleicher Länge sind, werden jeweils gleiche dampfseitige
Strömungsverteilung und entsprechende gleichförmige Dampfauslaßtemperaturen sichergestellt. Diese Anordnung erfordert
Längsrohrabstandsvariationen zwischen individuellen Rohrreihen der spiralförmigen Rohrschlangen, während eine gleichförmige Höhe für alle Rohrspiralen aufrechterhalten wird. Der

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Querrohrabstand wird konstant gehalten. Der geradrohrige Endüberhitzer 11 ist im geraden Gegenstrom zum Kühlmittelgas so angeordnet, daß sieh eine gleiche Heliumströmung um jedes Rohr herum ergibt, was zu einem unrgelmäßigen, kreisförmigen Rohrmuster führt.

Zum Erhöhen der Betriebsstabilität kann ein Druck im Hauptdampfabschnitt während aller Siedebedingungen aufrechterhalten werden, der dicht am vollen Betriebsdruck liegt, Um die obigen Erfordernisse zu erfüllen, kann der Hauptdampfabschnitt einen Bereich bzw. Teil mit Einleitungs-Rohrleitungen von-herabgesetztem Durchmesser zwischen dem Speisewasserrohrmantel und dem Ekonomiser- bzw. Speisewasservorwärmereinlaß aufweisen. Außerdem kann er einen geradrohrigen Endüberhitzer mit vergrößertem Durchmesser enthalten, damit man das Verhältnis von Einlaß-zu-Auslaß-Dampfdruck erzielt, wie es für die Siedestabilität erforderlich ist.

Drehende Flügel, die nicht dargestellt sind, können am Nacherhitzereinlaß und am oberen Ende des Dampferzeugers vorgesehen sein, damit auf diese ¥eise eine gute Gasverteilung über die beiden Nacherhitzerschenkel sowie am Einlaß zu den spiralförmigen Hauptdampfschlangenrohrbündeln sichergestellt wird.

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Claims

Patentansprüche

ι 1 · '' Dampferzeuger, gekennzeichnet durch einen Hochtemperaturabschnitt (11), der eine Mehrzahl von im wesentlichen geraden Rohren (12) hat, die parallel zueinander sind und ein langgestrecktes Rohrbündel bilden; einen Niedertemperaturabschnitt (14), der eine Mehrzahl von im wesentlichen spiralförmigen Rohren hat, die ein ringförmiges Rohrbündel bilden, das koaxial zu dem Hochtemperaturabschnitt (11) angeordnet ist, wobei der Niedertemperaturabschnitt eine axiale Abmessung hat, die wesentlich niedriger als diejenige des Hochtemperaturabschnitts ist, und wobei der Niedertemperaturabschnitt nach dem einen Ende des Hochtemperaturabschnitts zu angeordnet ist; eine Mehrzahl von Nacherhitzerabschnitten (16, 17), von denen jeder eine Mehrzahl von langgestreckten, im wesentlichen geraden Rohren (18) hat, die parallel zueinander sind und ein langgestrecktes Rohrbündel von einer axialen Länge bilden, die wesentlich geringer als diejenige des Hochtemperaturabschnitts (11) ist, wobei die Achsen der Nacherhitzerabschnitte im wesentlichen parallel zueinander und zur Achse des Hochtemperaturabschnitts ausgerichtet sind, und wobei ferner die Nacherhitzerabschnitte nach dem anderen Ende des Hochtemperaturabschnitts zu angeordnet sind, das entgegengesetzt zu dessen erwähnten einem Ende ist, nach dem hin zu der Niedertemperaturabschnitt abgeordnet ist; und eine Einrichtung (78,61,59) zum Leiten bzw. Richten eines Heizströmungsmittels zunächst quer über die Rohre der Nacherhitzerabschnitte (16,17), dann längs der Rohre (12) des Hochtemperaturabschnitts (11) nach dem einen Ende desselben zu, dann über die spiralförmigen Rohre des Niedertemperaturabschnitts in einer Richtung, die parallel zu Achse des Hochtemperatur-Abschnitts und weg von dem einen Ende desselben verläuft.
2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Auslaß1eitungseinrichtung (61) für den Hochtemperaturab-

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schnitt (11), die sich axial von dem anderen Ende des Hochtemperaturabschnitts, das entgegengesetzt zu dem einen Ende ist, erstreckt, und die parallel zu wenigstens einem Teil der Nacherhitzerabschnitte (16,17) ist; und eine Einlaßleitungseinrichtung (59) für den Niedertemperaturabschnitt (14), die sich parallel zur Achse des Niedertemperaturabschnitts nach dem anderen Ende des Hochtemperaturabschnitts erstreckt, das entgegengesetzt zu dem einen Ende ist, und die parallel zu wenigstens einem Teil der Nacherhitzerabschnitte verläuft.
3. Dampferzeuger nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch koaxiale Einlaß- und Auslaßleitungseinrichtungen (78) für die Nacherhitzerabschnitte (16,17), die sich axial von denselben auf den Seiten derselben und gegenüber den Seiten bzw. entgegengesetzt von den Seiten erstreckt, und zwar nach dem einen Ende des Hochtemperaturabschnitts (11) zu.
4. Dampferzeuger nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Überkreuzungseinrichtung (75) zum Verbinden der im wesentlichen geraden Rohre (12) des Hochtemperaturabschnitts (11) und der im wesentlichen spiralförmigen Rohre des Niedertemperaturabschnitts (12), wobei diese Überkreuzungseinrichtung intern innerhalb des Strömungsweges des Heizungsströmungsmittels angeordnet ist.
5. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Überkreuzungseinrichtung (69) zum Verbinden der im wesentlichen geraden Rohre (18) in einem der Nacherhitzerabschnitte (16) mit im wesentlichen geraden Rohren (18) im anderen Nacherhitzerabschnitt (17), wobei die zusätzliche Überkreuzungseinrichtung intern innerhalb des Strömungsweges des Heizströmungsmittels angeordnet ist.
6. Dampferzeuger, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er in einem im wesent-

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lichen zylindrischen Hohlraum (37) in einem Druckbehälter(27) angeordnet ist und folgendes aufweist: einen Hochtemperaturabschnitt (11), der eine Mehrzahl von langgestreckten, im wesentlichen geraden Rohren (12) hat, die parallel zueinander sind und ein langgestrecktes Rohrbündel bilden und im wesentlichen längs der Achse des zylindrischen Hohlraums (37) liegen bzw. angeordnet sind; einen Niedertemperaturabschnitt (14), der eine Mehrzahl von im wesentlichen spiralförmigen Rohren aufweist, die ein ringförmiges Rohrbündel bilden, das koaxial zum Hochtemperaturabschnitt (11) angeordnet ist, wobei der Niedertemperaturabschnitt eine axiale Dimension hat, die wesentlich kleiner als diejenige des Hochtemperaturabschnitts ist, und wobei der Niedertemperaturabschnitt ferner nach dem einen Ende des Hochtemperaturabschnitts zu angeordnet ist und einen Ringraum (15) an dem anderen Ende des Hochtemperaturabschnitts freiläßt, welches entgegengesetzt zu dem einen Ende liegt, wobei sich dieser Ringraum zwischen dem Hochtemperaturabschnitt und der Wand des zylindrischen Hohlraums (37) erstreckt; eine Mehrzahl von Nacherhitzerabschnitten (16,17), die in dem Ringraum (15) angeordnet sind, wobei jeder der Nacherhitzerabschnitte getrennte Einlaß- und Auslaßleitungseinrichtungen (67) hat; und eine Einrichtung (78,61,59) zum Leiten bzw. Richten eines Heizströmungsmittels zunächst quer über die Rohre der Nacherhitzerabschnitte (16,17), dann längs der Rohre (12) des Hochtemperaturabschnitts (11) nach dem einen Ende desselben zu, dann über die spiralförmigen Rohre des Niedertemperaturabschnitts (14) in einer Richtung, die parallel zur Achse des Hochtemperaturabschnitts und von dem einen Ende desselben weggerichtet ist.
7. Dampferzeuger nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Auslaßleitungseinrichtung (77) für den Hochtemperaturabschnitt, die sich axial von dem anderen Ende des Hochtemperaturabschnitts (11) erstreckt, das entgegengesetzt zu dem einen Ende liegt, und die parallel zu wenigstens einem Teil der Nacherhitzerabschnitte (16,17) ist.

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8. Dampferzeuger nach'Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine Einlaßleitungseinrichtung (59) für den Niedertemperatur abschnitt (14), die sich parallel zu Achse des Hochtemperaturabschnitts (11) sowie nach dem anderen Ende des Hochtemperaturabschnitts, das entgegengetzt zu dem einen Ende liegt, erstreckt.
9. Dampferzeuger nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Nacherhitzerabschnitt (16,17) von im wesentlichen zylindrischer Form ist, deren Achse parallel zur Achse des zylindrischen Hohlraums (37) ausgerichtet ist.
10. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch eine Uberkreuzungseinrichtung (75) zum Verbinden der im wesentlichen geraden Rohre (12) des Hochtemperaturabschnitts (11) und der im wesentlichen spiralförmigen Rohre des Niedertemperaturabschnitts (14), wobei, diese Uberkreuzungseinrichtung intern innerhalb des Strömungsweges des Heizströmungsmittels angeordnet ist.
11. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Überkreuzungseinrichtung (69) zum Verbinden benachbarter Nacherhitzungsabschnitte (16, 17), wobei diese zusätzliche Uberkreuzungseinrichtung intern innerhalb des Strömungsweges des Heizströmungsmittels angeordnet isto