DE2656426A1 - Waermetauscher aus mehreren parallelgeschalteten moduln - Google Patents

Waermetauscher aus mehreren parallelgeschalteten moduln

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DE2656426A1
DE2656426A1 DE19762656426 DE2656426A DE2656426A1 DE 2656426 A1 DE2656426 A1 DE 2656426A1 DE 19762656426 DE19762656426 DE 19762656426 DE 2656426 A DE2656426 A DE 2656426A DE 2656426 A1 DE2656426 A1 DE 2656426A1
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
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    • F22B1/06Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being molten; Use of molten metal, e.g. zinc, as heat transfer medium
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F22B37/246Supporting, suspending, or setting arrangements, e.g. heat shielding for steam generators of the reservoir type, e.g. nuclear steam generators
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Description

Po 10 218 D
STEIN INDUSTRIE S.A. 19-21, avenue Moräne Saulnier
B.P. 74
78140 VELIZY VILLACOUBLAY, Frankreich-
WÄRMETAUSCHER AUS MEHREREN PARALLEL-GESCHALTETEN MODULN
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher aus mehreren parallelen Moduln, von denen jeder ein Rohrbündel umfaßt; durch das ein erstes zu erwärmendes Medium fließt, wobei die Rohre zwischen zwei Lochplatten in einer Hülle angeordnet sind, durch die ein flüssiges Alkalimetall fließt, ferner an einen gemeinsamen Speisebehälter angeschlossene Kollektoren zum Zuführen des Alkalimetalls zum oberen Teil der Moduln, sowie an einen gemeinsamen Abflußbehälter angeschlossene Äusgangskollektoren zum Abführen des Alkalimetalls vom unteren Teil der Moduln, wobei die Achsen der Moduln mit einem konstanten Winkelabstand auf einem zylinder
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y
verteilt sind, dessen Achse mit der dem Speise- und dem Abflußbehälter gemeinsamen senkrechten Achse zusammenfällt.
Aus derartigen Moduln gebildete Wärmetauscher werden z.B. in der französischen Patentschrift Nr. 2 134 067 beschrieben. Sie sind vor allem für den Wärmeaustausch zwischen einem in einem mit schnellen Neutronen arbeitenden Kernreaktor erhitzten schmelzflüssigen Alkalimetall und Wasser gedacht, das verdampft und erhitzt werden soll, um damit ein Kraftwerk zu speisen. Diese Wärmetauscher weisen zwischen ihrem heißen und ihrem kalten Ende sehr hohe Temperaturunterschiede auf, woraus sich Probleme der Wärmedehnung und der auf die Zuführungs- und Ableitkollektoren einwirkenden Kräfte ergeben .
Ziel der Erfindung ist eine solche Anordnung der Moduln, daß unterschiedliche Ausdehnungen der Moduln aufgrund von Temperaturunterschieden ohne Schaden aufgefangen werden. Solche Temperaturunterschiede entstehen beispielsweise in einem Natrium-Wasser-Wärmetauscher, wenn Natrium mit Wasser in Berührung kommt.
Ein Merkmal einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im Unteranspruch beschrieben.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf zwei Figuren ein bevorzugtes AusfUhrungsbeispiel der Erfindung, und zwar ein Wasser-Natrium-Wärmetauscher aus vier Moduln für ein Kernkraftwerk beschrieben.
Fig. 1 zeigt zwei Moduln des erfindungsgemäßen Wärmetauschers, einen im senkrechten Schnitt, den anderen in Seitenansicht, sowie die Speise- und Abflußbehälter für das flüssige Natrium.
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Fig. 2 zeigt einen horizontalen Schnitt durch den
Wärmetauscher gemäß Fig. 1.
3 Die Moduln 1 und 2 sind an einen Speisebehälter für
flüssiges Natrium angeschlossen, das aus einem Kernreaktor kommt, sowie an einen Abflußbehälter 4, aus dem es wieder in den Reaktorkern gelangt. Zwei weitere Moduln sind hier nicht dargestellt, ihre Achsen sind jedoch symmetrisch in 90 Abstand auf einem Zylinder angeordnet, dessen Achse mit den Achsen der beiden Behälter 3 und 4 zusammenfällt. Das zu erhitzende, zu verdampfende oder zu überhitzende Wasser wird unten in die Moduln über je einen Anschluß 5 eingeführt und strömt dann durch ein mit einer Lochplatte 7 verbundenes Rohrbündel 6. Am heißen Ende des Wärmetauschers bildet .. das Rohrbündel einen Dehnungsbogen 8, der beispielsweise so aussehen kann, wie er in der französischen Patentanmeldung Nr. 22 18 528 beschrieben ist, und durchquert schließlich eine weitere Lochplatte 9. Der überhitzte Dampf wird über einen Anschluß 10 seiner Nutzung zugeführt. Der Speisebehälter 3 für flüssiges Natrium ist über kurze gerade Leitungen 11 mit einem ringförmigen Raum 12 verbunden, der den das Rohrbündel umgebenden Mantel umhüllt. Das flüssige Natrium steigt in diesem Raum 12 hoch, fließt dabei um hier nicht dargestellte Stabilisierungsblenden herum bis zum oberen Ende des Mantels 13 und umströmt dann im Inneren der Ummantelung die Wasserdampfrohre. Auf bekannte Weise wird die Füllhöhe des flüssigen Natriums oberhalb des Randes der Ummantelung 13 konstant gehalten und die Oberfläche mit einer
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Argonatmosphäre beaufschlagt, die die Lochplatte vom Kontakt mit dem sehr heißen Natrium schützt. Auf diese Weise kann ein plötzlicher Druckanstieg aufgefangen werden, zu dem es im Falle eines Lecks im Rohrbündel käme, bei dem Wasser bzw. Wasserdampf mit Natrium in direkte Berührung träte. Am unteren Ende des Moduls kann das abgekühlte Natrium durch eine periphere Hülle durch einen Ausgangskollektor 15 in den Abflußbehälter 4 geleitet werden. In gleicher Weise ist der Modul 2 mit dem Behälter 4 über einen Ausgangskollektor 16 verbunden.
Die Anordnung und die Form der Ausgangskollektoren lassen sich besser in Fig. 2 erkennen. In dieser sieht man die Querschnitte durch die Moduln 1, 2, 21 und 22 und den Abflußbehälter 4. Der Kollektor 15 umfaßt einen geraden Teil 25 in der Nähe des Moduls 1, dann einen gekrümmten Teil 26, und schließlich wieder einen geraden Teil 27, über den er mit dem Behälter 4 verbunden ist. Er besitzt somit die allgemeine Form eines U, das in einer im Verhältnis zu den vertikalen Achsen der Moduln und des Behälters 4 schrägen Ebene angeordnet ist, wie man dies in Fig. 1 sehen kann. Die Kollektoten 16, 23 und 24 sind ähnlich ausgebildet; die Kollektoren 23 und 24 sind aber an den Behälter 4 in einer geringeren Höhe angeschlossen als die Kollektoren 15 und 16 (die Anschlußöffnung des Kollektors 23 an den Behälter ist an der Stelle 28 in Fig. 1 dargestellt).
Die Anzahl der Moduln des Wärmetauschers kann kleiner oder größer als vier sein, je nach der zu transportxerenden
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Gesamtwärmemenge. Jeder Modul kann mehr als einen Zuführungskollektor für die Zuführung des Natriums aus dem Speisebehälter und mehr als einen Ausgangskollektor zum gemeinsamen Abflußbehälter aufweisen. Der Wärmetauscher kann in zwei Teile unterteilt sein : In einen ersten Teil in einem relativ niedrigen Temperaturbereich, der lediglich das Wiederaufwärmen und das Verdampfen des Wassers besorgt, und in einen zweiten Teil im Hochtemperaturbereich, in^ dem der Wasserdampf überhitzt wird.
Patentansprüche
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Leerseite

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    1 y- Wärmetauscher aus mehreren parallelen Moduln, von denen jeder ein Rohrbündel umfaßt, durch das ein erstes zu erwärmendes Medium fließt, wobei die Rohre zwischen zwei Lochplatten in einer Hülle angeordnet sind, durch die ein flüssiges Alkalimetall fließt, ferner an einen gemeinsamen Speisebehälter angeschlossene Kollektoren zum Zuführen des Alkalimetalls zum oberen Teil der Moduln, sowie an einen gemeinsamen Abflußbehälter angeschlossene Ausgangskollektoren zum Abführen des Alkalimetalls vom unteren Teil der Moduln, wobei die Achsen der Moduln mit einem konstanten Winkelabstand auf einem Zylinder verteilt sind, dessen Achse mit der dem Speise- und dem Abflußbehälter gemeinsamen senkrechten Achse zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, daß die Moduln über kurze gerade Eingangskollektoren (11) mit dem gemeinsamen Speisebehälter (3) und über die allgemeine Form eines U aufweisende Ausgangskollektoren mit dem Abflußbehälter (4) verbunden sind, wobei die Höhe, in der sie an den Abflußbehälter angeschlossen sind, unterschiedlich von der Höhe ist, in der sie von den Moduln abgehen.
    2 - Wärmetauscher gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Moduln auf einer Tragestruktur in etwa in Höhe der Zufuhrungskollektoren des flüssigen Alkalimetalls angeordnet sind.
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    ORIGINAL INSPECTED
DE2656426A 1975-12-18 1976-12-13 Wärmetauscher aus mehreren parallelgeschalteten Moduln Expired DE2656426C2 (de)

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DE2656426A1 true DE2656426A1 (de) 1977-06-30
DE2656426C2 DE2656426C2 (de) 1987-01-29

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US (1) US4120348A (de)
JP (1) JPS5936161B2 (de)
BR (1) BR7608446A (de)
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DE (1) DE2656426C2 (de)
ES (1) ES454362A1 (de)
FR (1) FR2335791A1 (de)
GB (1) GB1516796A (de)
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