DE2847219C2

DE2847219C2 - Dampfkraftanlage

Info

Publication number: DE2847219C2
Application number: DE2847219A
Authority: DE
Inventors: Edwall Skurup Bengt; Anders Aaby Kullendorf
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1977-11-11
Filing date: 1978-10-30
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CH633078A5; FR2408720A1; FI783420A; FI59459C; FR2408720B3; US4282715A; DE2847219A1; SE7712753L; SE408933B; FI59459B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dampfkraftanlage mit einer mehrstufigen Turbine, die von einem Kernreaktor des Siedereaktortyps gespeist wird.

Charakteristisch für eine solche Anlage ist, daß sie normalerweise nicht mit einem Überhitzer für den Hochdruckdampf verseb-:n ist, ■■>■. as zur Folge hat, daß übersättigter, feuchter Dampf auftritt, und zwar vor allem in den niedrigeren Druckbere .hen, d. h. hinter der Hochdruckstufe. Ein solcher heißer, feuchter Dampf wirkt vor aiiem in dem Temperaturbereich von 150—18O⁰C stark korrosiv auf Eisenoberflächen. Ein Grund hierfür ist, daß der Wasserfilm, der von dem feuchten Dampf auf die Oberflächen der Dampfleitungen ausgefällt wird, bei der betreffenden Temperatur einen sehr niedrigen Sauerstoffgehalt hat. Demzufolge kann auf den genannten Oberflächen kein schützender Oxydfilm gebildet oder aufrechterhalten werden, weshalb eine Korrosion der Dampfleitungen ohne weiteres um sich greifen kann. Der genannte niedrige Sauerstoffgehalt im Wasserfilm tritt auf. obwohl der Sauerstoffgehalt im Dampf aufgrund einer Radiolyse im Reaktor hoch sein kann. Dies hängt damit zusammen, daß die Sauerstoffverteilung zwischen Wasser und Dampf bei der betreffenden Temperatur sehr stark zur Dampfphase hin verschoben ist. Aus diesem Grunde kann dieses Problem durch den Zusatz von reinem Sauerstoff zum Dampf nicht beseitigt werden.

Der im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 definierten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Dampfkraftanlage der eingangs genannten Art mit gezielten Maßnahmen die Korrosion der vom feuchten Dampf umströmten Eisenoberflächen zu vermeiden. Dabei wird das Wasserstoffperoxyd in den Wassertropfen des Dampfes aufgelöst, und Berechnungen haben ergeben, daß die Lebensdauer des Wasserstoffperoxyds ausreicht, um eine Oxydschicht auf den Stahloberflächen, die dem heißen, feuchten Dampf ausgesetzt sind, aufzubauen und aufrechtzuerhalten.

Aus dem Artikel von B. Boris »Der Einfluß des Sauerstoffs bei der neutralen Fahrweise« in VGB Kraftwerkstechnik 54, Heft 5, Mai 1974, Seiten 324 bis 332, insbe-

sondere Seite 331 ist die Verwendung von Wasserstoffperoxyd als korrosionsvorbeugendes Mittel an und für sich bereits von herkömmlichen Dampfkraftanlagen her bekannt, hierbei jedoch als Zusatz zu dem Kondensat und dem Speisewasser. In derartigen Anlagen besteht selten die Gefahr einer Korrosion auf der Dampfseitc, da man dort in dem ganzen höheren Timperaiurbereich mit überhitztem Dampf arbeitet. Auf der anderen Seite besteht kein Grund, dem Kondensat und dcio Spcisewasser in einer Kernkraftanlage zusätzlich Sauerstoff zuzusetzen, da in diesem Teil der von der Radiolyse im Reaktor herrührende Sauerstoff den gewünschten Sauerstoffgehalt im Wasser geben kann.

Der Zusatz von Wasserstoffperoxyd ist dort erforderlieh, wo feuchter, heißer Dampf auftritt, d. h. unmittelbar hinter der Hochdruckstufe der Turbine. Um eine gute Verteilung des Zusatzes zu erreichen, wird derselbe zweckmäßigerweise vor der Hochdruckstufr hinzugefügt.

Die Erfindung soll nachstehend unter Hinweis auf die Zeichnung näher beschrieben werden, die eine Dampfkraftanlage mit Anordnungen zum Einblasen der Wasserstoffperoxydlösung anhand eines Ausführungsbeispiels zeigt.

Die Zeichnung zeigt eine Kernkraftanlage mit einem Reaktor 1, einer Hochdruckturbine 2 und einer Zwischendruckturbine X Außerdem enthält die Anlage Niederdruckstufe, Kondensator und Speisewasseranlage. die nicht gezeigt sind. Der Dampf geht vom Reaktor durch eine Leitung 4 zur Hochdruckstufe und von der Hochdruckstufe durch eine Leitung 5 zur Zwischendruckstufe. Von der Zwischendruckstufe geht der Dampf weiter durch eine Leitung 6 zur Niederdruckst ufe.

Der Teil der Anlage, der heißem, feuchtem Dampf .im meisten ausgesetzt ist, ist vor allem die Leitung 5 und das Ablaßgehäuse für die Hochdruckstufe 2, doch können auch entsprechende Teile hinter der Zwischendruckstufe 3 ausgesetzt sein. Um d£>halb die Ausganjrsseite der Hochdruckstufe zu schützen, sind Anordnungen zum Einblasen der Wasserstoffperoxydlösung vor der Hochdruckstufe vorgesehen, welche Anordnungen einen Behälter 7 für die Lösung, eine Pumpe 8 und eine oder mehrere Spritzdüsen 9 zur Feinverteilung der Lösung im Dampfstrom enthalten. Aus diesem Grunde werden die Spritzdüsen 9 zweckmäßigerweise vor der Hochdruckstufe angeordnet, so daß die Lösung im ganzen Dampfstrom verteilt ist, bevor dieser zur Ausgangsseite der Hochdruckstufe gelangt. Es ist außerdem wich-

i.3 tig, daß die Spritzdüsen derart im Dampfstrom plaziert sind, d. h. von diesem umgeben werden, daß eine örtliche Ausfällung der Lösung in der Nähe der Spritzdüsen vermieden wird.

Auf entsprechende Weise kann die Ausgangsseite der Zwischendruckstufe dadurch geschützt werden, daß durch die Spritzdüsen 10, die vor dem Zwischendruckteil angeordnet sind und von einer Pumpe 11 gespeist werden, Peroxydlösung eingeblasen wird.

Betreffend die Dosierung und Konzentration hat es sich herausgestellt, daß man den gewünschten Schutz erhält, wenn die Konzentration des Wasscrstoffperoxyds im Wasserfilm auf den ausgesetzten Stahloberflächen in der Größenordnung von 100—200/10^M liegt. Bei dem vorliegenden Feuchtigkeitsgrad entspricht dieses einer Konzentration im Verhältnis zu dem gesamten Dampffluß von etwa 25-50/10¹*.

Das Wasserstoffperoxyd wird zweckmäßigerweisc in einer Lösung zugesetzt, die eine Konzentration von ct-

t. Mit einem Zusatz von geeigneten Stabilispielsweise Phosphorsäure) und Korro-■en kann man dann in dem herrschenden
ner Halbwertzeit von ca. einer Stunde für
des Wasserstoffperoxyds rechnen, was be- 5 lie Haltbarkeit für diesen Zweck gut aus-

trollieren, daß die Dosierung des Peroxyds
[ilnimmt man zweckmäßigerweise einem
!abscheider 12 am Abgang der Hochdruck- 10

Hierzu 1 BJatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Dampfkraftanlage mit einer mehrstufigen Turbine (2,3), die von einem Kernreaktor (1) des Siedereaktortyps gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, da3 die Anlage Anordnungen (7— 11) zum Einblasen einer Lösung aus Wasserstoffperoxyd in den Dampfstrom umfaßt, um eine Erosionskorrosion in den Dampfleitungen (5,6) durch feuchten Dampf zu vermeiden.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Anordnungen zum Einblasen von Wasserstoffperoxyd Spritzdüsen (9, 10) zum Einspritzen einer feinverteiiten Lösung enthalten.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Spritzdüsen (9) im Dampfstrom vor der Hochdruckstufe der Turbine angeordnet sind.

4. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß <iL· genannten Spritzdüsen (9, 10) so weit drinnen im Dampfstrom angeordnet sind, daß eine örtliche Ausfällung der Lösung verhindert wird.