DE2656412A1

DE2656412A1 - Waermetauscher mit in einem kernreaktor erhitztem primaermedium und einer hilfskuehlvorrichtung

Info

Publication number: DE2656412A1
Application number: DE19762656412
Authority: DE
Inventors: Pierre Pouderoux
Original assignee: Stein Industrie SA
Current assignee: Stein Industrie SA
Priority date: 1975-12-18
Filing date: 1976-12-13
Publication date: 1977-06-23
Also published as: JPS5276598A; DE2656412C2; NL179428C; CA1065840A; IT1065787B; BR7608544A; NL179428B; NL7614165A; ES454363A1; FR2335916A1; GB1516797A; US4148686A; JPS5945119B2; FR2335916B1

Description

STEIN INDUSTRIE S.A.

19-21, avenue Moräne Saulnier

B.P. 74
78140 VELIZY-VILIiACOUBLAY, Frankreich

WÄRMETAUSCHER MIT IN EINEM KERNREAKTOR ERHITZTEM PRIMÄRMEDIUM UND EINER HILFSKÜHLVORRICHTUNG

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit in einem schnellen Brüterreaktor erhitztem flüssigen Alkalimetall als Primärtnedium und mit Wasser als Sekundärmedium, das in einem vom Primärmedium umströmten Rohrbündel verdampft und überhitzt wird, und mit einer Hxlfskuhlvorrichtung.

Es ist bekannt, daß beim Abschalten eines schnellen Brüters die gelieferte Leistung nicht unmittelbar auf Null absinkt, sondern erst allmählich abnimmt. Diese Restleistung könnte dadurch absorbiert werden, daß das erhitzte flüssige Alkalimetall statt den normalen Wärmetauschern besonderen Wärmetauschern zugeführt würde. Derartige besondere Wärmetauscher sind jedoch gemessen an den ziemlich kurzen Einsatz-

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ORIGINAL INSPECTED

Zeiten verhältnismäßig teuer und erhöhen spürbar die Kosten.

Dieser Nachteil soll durch die Erfindung behoben werden, die eine kostengünstige Hilfskühlvorrichtung schaffen will, mit der eine veränderliche Restleistung eines schnellen Neutronenreaktors absorbiert werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung des Wärmetauschers von einer Umhüllung umgeben wird, die an ihren Enden Lufteinlässe und Luftauslässe aufweist, und daß die Ummantelung mit Hilfswärmeaustauschflächen versehen ist, die mit der in der Umhüllung zirkulierenden Luft zusammenwirken.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die einzige Figur näher beschrieben, die schematisch den erfindungsgemäßen Wärmetauscher zeigt.

Der Wärmetauschermodul, der mit weiteren Moduln parallel geschaltet sein lcann, ist von allgemein zylindrischer Form und besitzt ein Rohrbündel 3, das von einer Ummantelung umgeben ist und oben in einer Hülle 1 steckt. Das Rohrbündel 3 ist an eine untere Lochplatte 4 und eine obere Lochplatte 5 in der Hülle 1 angeschlossen, wobei die Rohre in ihrem oberen Bereich einen Dehnungsbogen 6 bilden. Das Rohrbündel fordert das zu verdampfende und zu überhitzende Wasser, das unten durch einen Anschluß 7 in den Modul eingelassen wird und als überhitzter Dampf im oberen Bereich durch einen Abfluß 8 abgeführt wird. Der im oberen Bereich des Moduls zwischen der Hülle 1 und der Ummantelung 2 vorhandene ringförmige Raum 9 ist an einen Anschlußstutzen 10 für im Schnellneutronenreaktor

erhitztes flüssiges Natrium angeschlossen. Im Normalbetrieb steigt das flüssige Natrium in der Hülle 1 hoch und ergießt sich dann ins Innere der Ummantelung 2 und umströmt dabei in Gegenrichtung zum zu verdampfenden und überhitzenden Wasser die Rohre des Rohrbündels. Der im unteren Bereich des Moduls zwischen der Ummantelung 2 und einer unteren Hülle vorhandene ringförmige Raum 11 steht mit einem Stutzen 12 in Verbindung, über den das im Wärmetauscher abgekühlte flüssige Natrium abgeleitet wird.

Erfindungsgemäß wird die Ummantelung 2 des Moduls über ihre zwischen der oberen Hülle 1 und der unteren Hülle verfügbare Höhe hinweg von einer äußeren Umhüllung 13 koaxial umgeben, die einen ringförmigen Raum 14 begrenzt und mit Anschlußstutzen 15 für den Einlaß von Umgebungsluft und 16 für das Ablassen dieser Luft verbunden ist. Ein Gebläse 17 drückt die Luft in den ringförmigen Raum 14. Die Aüßenoberflache der Ummantelung 2 ist im Innern der Außenumhüllung 13 mit horizontal stehenden stachelartigen Fortsätzen 18 versehen, die für eine Verbesserung des Wärmeaustauschs zwischen dem flüssigen Natrium und der beim Abschalten des Kernreaktors in die Umhüllung geblasenen Luft sorgen sollen.

Beim Abschalten eines Schnellneutronenreaktors fällt nämlich die Leistungsabgabe nicht unmittelbar auf Null zurück, sondern nimmt erst allmählich ab. Da der Wasserumlauf ebenfalls unterbrochen werden muß, sorgt man für die Ableitung der Restleistung bis zu ihrem Abfall auf Null durch Abgabe der im Natrium vorhandenen Wärme an die im ringförmigen Raum 14 in Richtung der Pfeile 19 und 20 strömende Luft. Da der Wärme-

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austauschkoeffizient rait der Luft jedoch relativ klein ist, erreicht man eine für die Abfuhr der Restwärme mit einem
mäßigen Luftdurchsatz notwendige Verbesserung des Wärmeaustauschkoeffizienten mit Hilfe der stachelförmigen Fortsätze IS, deren Höhe in etwa gleich der Hälfte der Breite des ringförmigen Raums sein kann und die von der zirkulierenden Luft: umstrichen werden, Diese stachelförmigen Fortsätze können evtl. auch durch andere geeignete Wärmetauschmittel wie beispielsweise senkrecht stehende Rippen ersetzt werden.

Wenn die Restleistung des Kernreaktors hinreichend abgenommen hat, kann das Gebläse abgestellt werden, da dann die natürliche Luftzirkulation durch einfache Konvektion die verbleibende Restleistung ableiten kann.

Wenn der Wärmetauscher zwischen Wasser und Natrium aus mehreren parallel geschalteten Moduln besteht, dann ist es vorteilhaft, lediglich ein Gebläse vorzusehen, das alle Moduln parallel über geeeignete Rohranschlüsse mit Kühlluft versorgt.

Patentansprüche

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 - Wärmetauscher mit in einem schnellen Brüterreaktor erhitztem flüssigen Alkalimetall als Primärmedium und mit Wasser als Sekuncärnedium, das in einem vom Primärmedium umströmten Rohrbündel verdampft und überhitzt wird, und mit einer Hilfskühlvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung des Wärmetauschers von einer Umhüllung (13) umgeben wird, die an ihren Enden Lufteinlässe und Luftauslässe (15, 16) aufweist, und daß die Ummantelung mit Hilfswärmeaustauschflächen (18) versehen ist, die mit der in der Umhüllung zirkulierenden Luft zusammenwirken .

2 - Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswärmeaustauschflächen (18) auf der Ummantelung angebrachte stachelartige Fortsätze sind.

3 - Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft mittels Zwangsumlauf zirkuliert.

4 - Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft aufgrund eines natürlichen Umlaufs zirkuliert.

5 - Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er in mehrere

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parallele Moduln unterteilt ist, von denen jeder von einer Umhüllung umgeben ist, und daß die Lufteinlässe und Luftauslässe der Moduln an ein gemeinsames Gebläse angeschlossen sind, das für die Luftzirkulation in den Umhüllungen aller Moduln sorgt.

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