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"Notspeiseanlage für einen Dampferzeuger"
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Die Erfindung betrifft eine Notspeiseanlage für einen Dampferzeuger
insbesondere eines Kernkraftwerks, mit wenigstens einer zwischen einen Speisewasserbehälter
und den Dampferzeuger eingeschalteten Speisevorrichtung.
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Die bampferzeuger von Kraftwerken, insbesondere Kernkraftwerken, müssen
eine Notspeiseanlage aufweisen, die bei Ausfall der Hauptspeiseanlage das für den
Betrieb erforderliche Speisewasser dem Dampferzeuger zuführt. Die für die Förderung
des Speisewassers vorgesehene Speisevorrichtung besteht bei bekannten Notspeiseanlagen
jeweils aus einer elektrisch angetriebenen Speisewasserpumpe, die ihre Antriebsenergie
gegebenenfalls Notstromaggregaten entnimmt. Obwohl sich diese Art von Notspeiseanlagen
in der Praxis bewährt hat, wird
es als nachteilig empfunden, daß
für deren Betrieb Energie erforderlich ist, die in Fremdaggregaten erzeugt werden
muß.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Notspeiseanlage
der eingangs genannten Art anzugeben, die bei einfachem und somit kostengünstigem
Aufbau unabhängig von Fremdenergie arbeiten kann. Darüberhinaus soll die Notspeiseanlage
ohne besonderen Aufwand den erforderlichen Speisewasserdruck erreichen und für intermittierende
Förderung des Speisewassers geeignet sein, wie diese bei einer Zweipunktregelung
des Dampferzeuger-Wasserstandes erforderlich ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einer Notspeiseanlage der eingangs
genannten Art darin, daß die Speisevorrichtung mindestens zwei Speisestufen aufweist,
die durch eine das Speisewasser führende Verbindungsleitung in Reihe geschaltet
sind, daß die erste Speisestufe entweder eine durch den Dampf des Dampferzeugers
betreibbare erste Strahlpumpe aufweist, die in der Reihenfolge der Durchströmung
wenigstens einen Mischkanal, einen Hilfsdiffusor und einen Hauptdiffusor enthält,
der von einem Zusatzdiffusor umgeben ist, dessen Strömungsquerschnitt selbsttätig
veränderbar und durch eine Rückflußleitung mit dem Speisewasserbehälter verbunden
ist oder daß die erste Speisestufe einen als Speisewasserbehälter dienenden Druckspeicher
aufweist, der einen Speisewasserraum enthält, welcher an einen Dampfraum grenzt,
in dem ein Dampfpolster durch den Dampf des Dampferzeugers erzeugbar ist und daß
die zweige Speisestufe eine ebenfalls durch den Dampf des Dampferzeugers betreibbare
zweite Strahlpumpe enthält, die entsprechend der ersten Strahlpumpe ausgebildet
ist und deren Zusatzdiffusor mit dem Speisewasserbehälter verbunden ist.
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Durch die mehrstufige Ausbildung der Speisevorrichtung kann der für
die Speisung erforderliche Speisewasserdruck leicht
erreicht werden,
wobei keinerlei Fremdenergie erforderlich ist, da für den Betrieb der Speisestufen
lediglich der im Dampferzeuger selbst erzeugte Dampf erforderlich ist.
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Als erste Speisestufe der Speisevorrichtung ist hierbei wahlweise
eine vom Dampf des Dampferzeugers betriebene Strahlpumpe oder ein Druckspeicher
vorgesehen, in welchem das Speisewasser durch ein vom Dampf des Dampferzeugers aufrechterhaltenes
Dampfpolster beaufschlagt ist, welches das Speisewasser zu der nachgeschalteten
zweiten Speisestufe fördert. Diese Speisestufe ist als Strahlpumpe ausgebildet,
für deren Betrieb ebenfalls der Dampf des Dampferzeugers eingesetzt wird. Eine erste
Speisestufe in Form eines Druckspeichers wird man dann bevorzugen, wenn ein besonders
einfacher und übersichtlicher Aufbau der Notspeiseanlage gefordert wird, demgegenüber
ist die Ausbildung der ersten Speisestufe in Form einer Strahlpumpe ir. Folge des
Wegfalls des Druckspeichers durch geringere Kosten gekennzeichnet.
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Die besondere Ausbildung der Strahlpumpe mit jeweils einem Zusatzdiffusor,
dessen Strömungsquerschnitt selbsttätig veränderbar und durch eine Rückflußleitung
mit dem Speisewasserbehälter verbunden ist, bewirkt, wie später noch beschrieben
wird, einen großen Arbeitsbereich, der sich von einer maximalen Fördermenge bis
zur Fördermenge Null erstreckt, so daß die erfindungsgemäße Notspeiseanlage auch
für Dampferzeuger mit Zweipunktregelung des Wasserstandes geeignet ist. Herkömmliche
Dampfstrahlpumpen sind hierzu nicht geeignet, denn diese können nur in einem sehr
engen Leistungsbereich arbeiten und fallen außer Betrieb, wenn die Speisewasserabfuhr
auf der Druckseite vollständig gedrosselt wird. Eine Wiederaufnahme der Förderung
nach Aufhebung dieser Drosselung erfolgt nicht selbsttätig, es sind hierzu besondere
Maßnahmen erforderlich.
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Durch die Ausbildung gemäß der Erfindung werden somit sämtliche wesentlichen
Anforderungen, die an eine Notspeiseanlage zu stellen sind, erfüllt, wie einfacher
Aufbau, Anpassungsfähigkeit an gegebene Verhältnisse, Erreichung hoher Förderdrücke
sowie Unabhängigkeit von Fremdenergie.
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Weist die erste Speisestufe eine Strahlpumpe auf, so kann in vorteilhafter
Weise in die Verbindungsleitung ein Zwischenkühler eingeschaltet sein. Hierdurch
wird die Temperatur des Speisewassers, das der zweiten Strahlpumpe zugeführt wird,
auf niedrige Temperatur gehalten und somit die Betriebssicherheit der zweiten Speisestufe
erhöht.
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Um auch das Speisewasser, das der ersten Strahlpumpe zugeführt wird,
auf niedrige Temperatur, etwa 30 bis 60° C, zu halten, kann gemäß einer anderen
Weiterbildung der Erfindung der Speisewasserbehälter mit einem Kondensatkühler versehen
sein, der gegebenenfalls auch in die Verbindungsleitung zwischen Speisewasserbehälter
und erster Strahlpumpe eingeschaltet sein kann.
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Um die gewünschte Förderhöhe der einzelnen Speisestufen einstellen
zu können, sind die Dampfstrahlpumpen bzw. der Dampfraum des Druckspeichers jeweils
über eine Druckreduziervorrichtung mit der Hauptdampfleitung verbunden.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin,
daß bei einer ersten Speisestufe in Form einer Strahlpumpe der Speisewasserbehälter
einen Dampfraum aufweist, der über eine Druckreduziervorrichtung mit der Hauptdampfleitung
verbunden und mit einem Dampfkondensator versehen ist. Hierdurch kann der für die
Strahlpumpen nicht benötigte Dampf des Dampferzeugers auf einfache Weise kondensiert
werden, falls die üblicherweise dem Dampferzeuger nachgeschalteten Dampfverbraucher,
wie Dampfturbinen, bei einem Störfaller zum Beispiel durch Maschinenschaden, keinen
Dampf abnehmen können. Weist die erste Speisestufe einen Druckspeicher
auf,
so kann das gleiche Ziel in vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden, daß der
Druckspeicher mit einem Dampfkondensator versehen ist. Auf diese Weise kann die
Nachzerfalls-Wärme eines Kernreaktors auf einfache und sichere Weise abgeführt werden,
so daß auch beim Ausfall der Wärmeverbraucher keinerlei Gefahr durch Temperatur-
oder Druckerhöhungen gegeben ist, wobei natürlich Speisewasser eingespeist werden
muß.
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Um die Arbeitsweise der Strahlpumpen zu stabilisieren, kann gemäß
einer empfehlenswerten Weiterbildung der Erfindung an den Hilfsdiffusor jeweils
ein Hilfskanal für die Zufuhr von Speisewasser angeschlossen sein, der vorzugsweise
im Bereich des Mischkanals mündet. Das Speisewasser wird hierbei dem Speisewasserbehälter
entnommen, und da dieses gegenüber dem Treibmitteldampf kalt ist, wird durch seine
Zugabe die vollständige Kondensation des Treibdampfes im Speisewasserstrom bewirkt,
falls in verschiedenen Betriebszuständen dieser Vorgang am Ausgang des Mischkanals
nicht beendet sein sollte. Hierdurch wird die Auswirkung eines eventuell auftretenden
Verdichtungsstoßes unterdrückt, der den maximal erreichbaren Druck des Speisewassers
verringern würde.
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Für eine Beschleunigung der Kondensation des Treibdampfes im Mischkanal
kann es empehlenswert sein, daß der Hilfskanal als Ringspalt ausgebildet ist, der
die Treibmitteldüse wenigstens bereichsweise umgibt. Hierdurch wird die Wandung
des Mischkanals kalt gehalten und somit die Kondensation des Treibdampfes begünstigt
und den Auswirkungen eines Verdichtungsstoßes entgegengewirkt.
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Eine sehr empfehlenswerte Weiterbildung der Erfindung mit der eine
optimale Anpassung an veränderte Betriebsbedingungen möglich ist, kann darin bestehen,
daß der Strömungsquerschnitt des Zusatzdiffusors jeweils durch Verstellung des Hauptdiffusors
in Richtung der Längsachse veränderbar ist.
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Um einen guten Übergang der Strömung vom Hilfsdiffusor in den Hauptdiffusor
zu erreichen, kann der Hauptdiffusor an seinem Strömungseintritt einen Zusatzmischkanal
aufweisen, der vorteilhaft eine Länge besitzt, die dem Ein- bis Vierfachen des Eintrittsdurchmessers
gleich ist. Für die axiale Verstellung des Hauptdiffusors ist es empfehlenswert,
daß der Hauptdiffusor jeweils einen äußeren zylindrischen Mantelbereich aufweist,
der im Diffusorteil geführt ist. Hierbei kann der Hauptdiffusor an seinem erweiterten
Endbereich einen axialen Verschluß und in Strömungsrichtung vor dem Verschluß liegende
radiale Öffnungen für den Austritt des Speisewassers aufweisen. Hierdurch wird eine
günstige Ableitung des Speisewassers erreicht.
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Um den Strömungsquerschnitt des Zusatzdiffusors selbsttätig verändern
zu können, ist der Hauptdiffusor jeweils mit einem doppelt wirkenden Verstellkolben
verbunden, dessen erste Kolben seite, welche auf den Hauptdiffusor in Richtung zum
Mischkanal einwirkt, mit dem Druck des vom Hauptdiffusor abströmenden Speisewassers
beaufschlagbar ist, und dessen in entgegengesetzter Richtung wirkende zweite Kolbenseite
mit dem im Hauptdiffusor im Bereich der Spitze herrschenden Druck beaufschlagbar
ist.
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Am einfachsten ist es hierzu, daß vorteilhaft der Verstellkolben jeweils
die Form eines Ringes aufweist, der den Hauptdiffusor- umgibt und in einem im Diffusorteil
angeordneten Zylinder geführt ist, wobei ein erster Zylinderraum, welcher an die
erste Kolbenseite grenzt, durch die radialen Öffnungen mit dem Hauptdiffusor verbunden
ist, wogegen der an die zweite Kolbenfläche grenzende Zylinderraum durch wenigstens
einen im Mantel des Hauptdiffusors verlaufenden Kanal mit dem Innenbereich der Diffusorspitze
verbunden ist.
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Durch vorgenannte Ausbildung stellt sich der Hauptdiffusor jeweils
selbsttätig ein infolge der auf ihn wirkenden Kräfte des strömenden Speisewassers,
so daß dieser für jeden Betriebszustand eine optimale Stellung aufweist. Wird beispielsweise
die an den Hauptdiffusor angeschlossene Speisewasserleitung freigegeben, so daß
große Mengen des Speisewassers fließen können, so bewegt sich der Hauptdiffusor
selbsttätig in Richtung zur Mischdüse. Hierbei wird der Querschnitt des Zusatzdiffusors
geringer,- gegebenenfalls gleich Null, so daß lediglich kleine oder keine Mengen
des Speisewassers durch den Zusatzdiffusor zum Speisewasserbehälter bzw. zum Druckspeicher
zurückströmen können. Wird dagegen der Abfluß durch die Speisewasserleitung gedrosselt
oder ganz abgesperrt, so wird der Hauptdiffusor jeweils durch die auf ihn wirkenden
Kräfte vom Mischkanal in axialer Richtung weggeschoben, so daß sich der Strömungsquerschnitt
des Zusatzdiffusors vergrößert und das überschüssige Speisewasser zum Speisewasserbehälter
bzw. Druckspeicher zurückfließen kann. Die Verstellung des Hauptdiffusors geschieht
durch die auf ihn wirkenden Kräfte des Speisewassers, d.h. ohne Antrieb von außen,
der jedoch gegebenenfalls möglich wäre.
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Um die selbsttätige axiale Verstellung des Hauptdiffusors jeweils
beeinflussen zu können, grenzt vorteilhaft der axiale Verschluß des Hauptdiffusors
jeweils an einen Raum, der von einem Steuermedium beaufschlagbar ist. Hierbei ist
der Hauptdiffusor :nit einem Steuerorgan verbunden zur Beeinflussung des Steuermediums
bzw. seines Druckes in Abhängigkeit von der axialen Stellung des Hauptdiffusors.
Als Steuermedium wird hierbei vorteilhaft Speisewasser verwendet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht das
Steuerorgan jeweils aus einem am Verschluß befestigten axialen Dorn, der zentrisch
in einer Durchtrittsöffnung
zur Drosselung des Steuermediums bewegbar
ist.
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Damit der Hauptdiffusor jeweils reibungslos den auf ihn wirkenden
Verstellkräften folgen kann, ist vorteilhaft der Hauptdiffusor unter Zwischenschaltung
eines Flüssigkeitspolsters selbstzentrierend im Diffusorteil gelagert. Hierzu ist
es empfehlenswert, daß der Hauptdiffusor an seinen Lagerstellen jeweils mindestens
eine in der Lagerstelle angeordnete Kammer aufweist, die über ein Kanalsystem mit
einer Druckflüssigkeit, vorzugsweise Speisewasser, beaufschlagbar ist. Vorzugsweise
sind mindestens zwei Paar diametral gegenüberliegende Kammern vorhanden, die an
der Peripherie der Lagerstelle gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Diese Kammern
sind jeweils mit Speisewasser beaufschlagbar und sie haben beispielsweise einen
rechteckigen Umriß. Die jeder Kammer zugeführte Druckflüssigkeit strömt durch das
an den Lagerstellen vorhandene Spiel ab, so daß der Hauptdiffusor auf einem Flüssigkeits-Druckpolster
schwimmt und somit praktisch reibungslos in axialer Richtung verstellbar und während
des Betriebs zentriert ist.
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Weitere Vorteile und empfehlenswerte Merkmale der Erfindung gehen
aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den
schematischen Zeichnungen hervor.
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Hierbei zeigen: Figur 1 das Schaltschema der erfindungsgemäßen Notspeiseanlage
für ein Kernkraftwerk, deren Speisestufen Strahlpumpen aufweisen, Figur 2 eine Notspeiseanlage
gemäß der Erfindung, deren erste Speisestufe einen Druckspeicher und deren zweite
Speisestufe eine Strahlpumpe aufweist, Figur 3 einen Längsschnitt durch die Strahlpumpe
der ersten bzw. zweiten Speisestufe und
Figur 4 einen Längsschnitt
durch den Hauptdiffusor des Gegenstands der Fig. 3 samt Führungselementen als Einzelheit
und in größerem Maßstab.
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Gleiche Teile sind in den einzelnen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen. Ferner sind in den einzelnen Figuren wiederkehrende Einzelteile nur insoweit
mit Bezugszeichen versehen, als dies für das Verständnis erforderlich ist.
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Die in Figur 1 dargestellte Notspeiseanlage weist eine erste Speisestufe
11 und eine zweite Speisestufe 13 auf, die jeweils eine Strahlpumpe 15 bzw. 17 für
Dampf als Treibmittel enthalten.
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Die beiden Strahlpumpen 15,17 sind im wesentlichen identisch aufgebaut.
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Die Treibmitteldüsen 10,210 der Strahlpumpen 15 bzw. 17 sind unter
Zwischenschaltung jeweils eines Rückflußverhinderers 19 bzw. 219, zum Beispiel in
Form von Rückschlagventilen, und jeweils eines motorisch betätigbaren Absperrorgans
21 bzw. 221 mit der Hauptdampfleitung 23 verbunden, die über ein Leitungsteil 25
mit dem Dampferzeuger der Kernkraftanlage verbunden ist. Hierbei ist zwischen das
Absperrorgan 21 und die Hauptdampfleitung 23 noch eine einstellbare Druckreduziervorrichtung
27 eingeschaltet, mit welcher der Druck des Treibdampfes unabhängig vom Druck in
der Hauptdampfleitung 23 eingestellt werden kann.
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Der Ansaugraum 14 der Treibmitteldüse 10 ist über eine Rohrleitung
29 mit dem unteren Bereich eines Speisewasserbehälters 31 verbunden, der vorzugsweise
als stehender zylindrischer Behälter ausgebildet ist. Der untere Bereich des Speisewasserbehälters
31, der ungefähr die Hälfte des Gesamtvolumens aufweist, dient für die Aufnahme
des Speisewassers, der sich darüber anschließende freie Raum 33 ist über eine einstellbare
Druckreduziervorrichtung 35 mit der Hauptdampfleitung 23 verbunden, so daß der Raum
33 mit Dampf beaufschlagbar ist.
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In dem für die Aufnahme des Speisewassers vorgesehenen Bereich des
Speisewasserbehälters 31 ist ein Kondensatkühler 37 angeordnet, der zum Beispiel
die Form eines Rohrregisters aufweisen kann und der an eine Kühlwasserleitung 39
angeschlossen ist, die ihrerseits über ein Absperrorgan 41 mit Kühlwasser versorgt
werden kann. Gleichzeitig ist im Raum 33, der für die Aufnahme von Dampf vorgesehen
ist, ein Dampfkondensator 43 angeordnet, der z.B. als Rohrbündel ausgebildet sein
kann und ebenfalls an die Kühlwasserleitung 39 angeschlossen ist. Die Abflußleitungen
45 von Kondensatkühler 37 und Dampfkondensator 43 münden in die Umgebung, zum Beispiel
in einen Fluß oder sind an eine Rückkühlanlage angeschlossen, in welcher das Kühlwasser
abgekühlt und anschließend wieder der Kühlwasserleitung 39 durch das Absperrorgan
41 zugeführt wird.
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An den Mischkanal 18 der Strahlpumpe 15 schließt sich der Hilfsdiffusor
32 sowie der Hauptdiffusor 76 an, der von dem im Querschnitt kreisringförmigen Zusatzdiffusor
38 konzentrisch umgeben ist. Der Strömungsquerschnitt des Zusatzdiffusors 38 kann
hierbei durch axiale Verstellung des Hauptdiffusors verändert werden.
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Am Übergang vom Mischkanal 18 zum Hilfsdiffusor 32 ist ein Ringkanal
22 angeordnet, durch welchen Speisewasser aus dem Speisewasserbehälter 31 durch
die Rohrleitung 29 der Strahlpumpe 15 zugeführt werden kann, wobei ein Rückflußverhinderer
26 eingeschaltet ist. An das erweiterte Ende des Zusatzdiffusors 38 ist ein Ringraum
50 angeschlossen, der durch eine Rückflußleitung 47 unter Zwischenschaltung eines
Rückflußverhinderers 49 und eines Absperrorgans 51 mit dem Raum 33 des Speisewasserbehälters
31 verbunden ist.
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Schließlich ist das erweiterte Ende des Hauptdiffusors 76 durch die
Verbindungsleitung 53 mit dem Ansaugraum 214 der Strahlpumpe 17 der zweiten Speisestufe
-13 verbunden.
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In die Verbindungsleitung 53 ist hierbei ein Absperrorgan sowie ein
Zwischenkühler 55 in Form eines Oberflächenwårmetauschers eingeschaltet, der zur
Kühlwasserversorgung an die Kühlwasserleitung 39 angeschlossen ist.
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Die Strahlpumpe 17 der zweiten Speisestufe 13 ist im Prinzip identisch
aufgebaut mit der Strahlpumpe 15 der ersten Speisestufe. Demnach weist auch diese
einen Mischkanal 218, einen Hilfsdiffusor 232, einen Hauptdiffusor 276 sowie einen
den Hauptdiffusor kreisringförmig umgebenden Zusatzdiffusor 238 auf. Auch ist am
Übergang vom Mischkanal 218 zum Hilfsdiffusor 232 ein Ringkanal 222 vorgesehen,
durch den Speisewasser in die Strahlpumpe 17 eingeführt werden kann. Hierzu ist
der Ringkanal 222 unter Zwischenschaltung eines Rückflußverhinderers 226 mit der
zum Ansaugraum 214 führenden Verbindungsleitung 53 verbunden. Das erweiterte Ende
des Zusatzdiffusors 238 mündet in den Ringraum 250 und ist schließlich noch durch
die Rohr leitung 61 unter Zwischenschaltung eines Rückflußverhinderers und eines
Absperrorgans mit dem Raum 33 des Speisewasserbehälters 31 verbunden.
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Das erweiterte Ende des Hauptdiffusors 276 ist durch die Speisewasserleitung
57 unter Zwischenschaltung eines Speisewasserreglers mit dem Dampferzeuger der Kernkraftanlage
verbunden, wobei der Speisewasserregler samt Dampferzeuger nicht dargestellt sind.
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Da die Strahlpumpen 15 und 17 im Prinzip identisch sind, wird ihr
Aufbau im folgenden lediglich am Beispiel der Strahlpumpe 15 näher erläutert. Hierzu
ist die Strahlpumpe 15 in Figur 3 als Einzelheit im Schnitt und in größerem Maßstabe
dargestellt, wogegen die Figur 4 den Bereich des Hauptdiffusors 76 ebenfalls als
Einzelheit und in größerem Maßstab zeigt.
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Da die Strahlpumpen 15,17 ein wesentlicher Bestandteil der erfindungsgemäßen
Notspeiseanlage sind und ihre Arbeitsweise für die Notspeiseanlage von Bedeutung
ist, wird zudem auch ihre Arbeitsweise nachstehend ausführlich beschrieben.
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Gemäß Figur 3 weist die Strahlpumpe 15 - entsprechendes gilt auch
für die Strahlpumpe 17 - eine Treibmitteldüse 10 auf, deren Auslaß zentrisch den
Ansaugraum 14 durchdringt, an dessen Ansaugstutz-en 16 die zum Speisewasserbehälter
31 führende Rohrleitung 29 angeschlossen ist. An den Auslaß der Treibmitteldüse
10 schließt sich der Mischkanal 18 an, der sich in Strömungsrichtung verjüngt, wobei
zwischen dem Auslaß der Treibmitteldüse 10 und dem Mischkanal 18 eine kreisförmige
Durchtrittsöffnung 20 für das Speisewasser ausgebiildet ist. Der Mischkanal 18 ist
im Bereich seines Austritts von dem Ringkanal 22 umgeben, der über den Zufuhrkanal
24 mit dem zwischengeschalteten Rückflußverhinderer 26 mit der das Speisewasser
führenden Rohrleitung 29 verbunden ist. Durch einen sich an den Ringkanal 22 anschließenden
Ringspalt 28, der zwischen dem Mischkanal 18 und dem Gehäuseteil 30 ausgebildet
ist, kann Speisewasser zusammen mit dem aus dem Mischkanal 18 austretenden Speisewasser
in den Hilfsdiffusor 32 eintreten.
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Der axiale Abstand zwischen dem Austrittsende des Mischkanals 18 und
dem Ringkanal 22 beträgt etwa das Zwei- bis Fünffache der Lichtweite des Mischkanal-Austritts.
Der Querschnitt des Ringkanales 22 ist etwa gleich dem Querschnitt des von ihm umgebenen
Mischkanalabschnitts, der Querschnitt des Ringspaltes 28 ist so bemessen, daß das
über den Zufuhrkanal 24 zuströmende Speisewasser mit hoher Geschwindigkeit den Ringspalt
28 durchströmt und eine gute Kühlung des Mischkanal-Endbereichs bewirkt. Dadurch
und durch die Nachmischung mit Wasser-Treibdampfgemisch, welches gegebenenfalls
den Mischkanal verläßt, wird die vollständige Kondensation des Treitdampfes ermöglicht.
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An den Mischkanal 18 schließt sich der Diffusorteil 34 an.
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Dieser enthält im unmittelbaren koaxialen Anschluß an den
Mischkanal
18 bzw. Ringspalt 28 den Hilfsdiffusor 32, der sich in Strömungsrichtung erweitert.
An den Hilfsdiffusor 32 schließt sich koaxial der Hauptdiffusor 76 an, der von dem
Zusatzdiffusor'38 konzentrisch umgeben ist, wobei der im Querschnitt kreisförmige
Hilfsdiffusor 32 stufenlos in den kreisringförmigen Zusatzdiffusor 38 übergeht.
Der Eintrittsbereich des Hauptdiffusors 76 ist auf einer Länge, die ungefähr dem
Ein- bis Vierfachen Eintrittsdurchmesser gleich ist, als Zusatzmischkanal 40 ausgebildet,
der die Form einer sich in Strömungsrichtung verjüngenden Düse aufweist. Das strömungsseitige
Ende des Hauptdiffusors 76 ist an die Verbindungsleitung 53 angeschlossen. Der Zusatzdiffusor
38 und der Hauptdiffusor 76 erweitern sich in Strömungsrichtung.
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Der Zusatzdiffusor 38 ist etwa halb so lang wie der Hauptdiffusor
76 und er mündet in einen den Hauptdiffusor 76 umgebenden Ringraum 50, der durch
eine Rückflußleitung 47 mit dem Raum 33 des Speisewasserbehälters verbunden ist.
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Der Hauptdiffusor 76 weist an seinem strömungsseitigem Ende einen
verlängerten zylindrischen Bereich 54 auf, der im Diffusorteil 34 axial bewegbar
gelagert ist. Das erweiterte Ende des Hauptdiffusors besitzt hierbei einen Verschluß
58. Für die Abfuhr des Speisewassers aus dem strömungsseitigen Ende des Hauptdiffusors
76 sind wenigstens zwei etwa radial verlaufende Öffnungen 64 vorgesehen, die in
einen den zylindrischen Bereich 54 umgebenden Ringkanal 66 münden, an den die Verbindungsleitung
53 radial angeschlossen ist. In den Endbereich des Hauptdiffusors 76 ragt eine kegelförmige
Spitze 68, welche das Speisewasser verlustfrei zu den Öffnungen 64 umlenkt, wie
deutlich insbesondere aus Figur 4 zu erkennen ist. Wie weiter aus Figur 4 deutlich
zu ersehen ist, welche den Bereich des Hauptdiffusors 76 als Einzelheit und in größerem
Maßstab darstellt, ist der zylindrische Bereich 54 des Hauptdiffusors in Strömungsrichtung
vor den Öffnungen 64 mit einem kreisringförmigen Verstellkolben 70 versehen, welcher
in einem
Zylinder 72 geführt ist. Dieser Zylinder 72 besteht aus
einer Hülse, welche im Diffusorteil 34 der Strahlpumpe fest eingesetzt ist. Der
linke Endbereich 74 bildet gleichzeitig eine Führung für den zylindrischen Bereich
54, welcher gegenüber dem Verstellkolben 70 einen geringeren Durchmesser aufweist.
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Zwischen dem linken Endbereich 74 und dem Verstellkolben 70 ist ein
ringförmiger zweiter Zylinderraum 78 gebildet, der durch wenigstens einen im Mantel
des Hauptdiffusors 76 verlaufenden Kanal 79 mit einer Druckentnahmestelle 80 im
Bereich der Spitze des Hauptdiffusors verbunden ist. Die Druckentnahmestelle 80
weist eine im Innern des Hauptdiffusors 76 umlaufende Rille auf, die mit dem Kanal
79 verbunden ist. Vorzugsweise ist die Druckentnahmestelle 80 in Strömungsrichtung
gesehen unmittelbar am Ende des Zusatzmischkanals 40 angeordnet, so daß während
des Betriebs die zweite Kolbenseite 82 durch den Druck der Druckentnahmestelle 80
beaufschlagt ist.
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Die gegenüberliegende erste Kolbenseite 84 grenzt an den ersten Zylinderraum
86. Dieser wird, genau wie der zweite Zylinderraum 78 vom Zylinder 72 in radialer
Richtung begrenzt, das rechte Ende des ersten Zylinderraums bildet ein im Zylinder
72 vorgesehener ringförmiger Einsatz 88. Dieser bildet gleichzeitig eine weitere
Führung des zylindrischen Bereichs 54. Wie aus Figur 4 weiter zu ersehen, münden
in den ersten Zylinderraum 86 die Öffnungen 64, durch welche das Speisewasser aus
dem Hauptdiffusor 76 abströmt. Für die Abfuhr des Speisewassers sind wenigstens
zwei Durchtrittsöffnungen 90 im Zylinder 72 angeordnet, die den ersten Zylinderraum
86 mit dem Ringkanal 66 verbinden, so daß das Speisewasser ungehindert in die Verbindungsleitung
53 abströmen kann, wobei der Druck des Speisewassers die erste Kolbenseite 84 beaufschlagt.
Der linke Endbereich 74 des Zylinders 72, welcher den zylindrischen Bereich 54 führt,
weist eine an den Hauptdiffusor grenzende Kammer 92 auf, die über einen radial verlaufenden
Kanal 94 und ein Kanalsystem 96 (vergl. Fig. 3)
mit einem Druckmedium,
insbesondere Speisewasser, versorgbar ist. Vorzugsweise sind mindestens zwei Paare
von Kammern vorhanden, wobei die Kammern jedes Paares diametral gegenüberliegen
und gleichmäßig verteilt an der Peripherie des Zylinders 72 angeordnet sind. Die
einzelnen Kammern sind an das Kanalsystem 96 angeschlossen und haben einen etwa
rechteckigen Umriß. In den Figuren 3 und 4 ist der radiale Kanal, durch welchen
die obere diametral angeordnete Kamer mit Druckflüssigkeit versorgt wird sowie der
Anschluß dieses Kanals an das Kanalsystem 96, nicht dargestellt. Der Wandbereich
98, welcher die Kammer 92 vom zweiten Zylinderraum 78 trennt, weist eine an den
zylindrischen Bereich 54 grenzende umlaufende Nut 100 auf, die durch wenigstens
einen axial verlaufenden Kanal 102 mit der linken Stirnseite 104 des Zylinders verbunden
ist. Da diese Stirnseite 104 an den Ringraum 50 grenzt, ist so die Möglichkeit geschaffen,
über den Kanal 102 abfließendes Druckmedium der Verbindungsleitung 53 zuzuführen.
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Der am rechten Ende des Zylinders 72 angeordnete Einsatz 88, welcher
das rechte Ende des zylindrischen Bereiches 54 führt, ist ebenfalls mit einer Kammer
106, bzw. mindestens zwei Kammerpaaren versehen, die etwa identisch ausgebildet
ist wie die Kammer 92 und die durch Kanäle 108, welche den Einsatz 88 und den Zylinder
72 radial durchdringen, an das Kanalsystem 96 angeschlossen sind. Gleichzeitig ist
der an den ersten Zylinderraum 86 grenzends Wandbereich 110 mit einer an den Bereich
54 grenzenden umlaufenden Nut 112 versehen, die über einen abgewinkelten, im wesentlichen
axial verlaufenden Kanal 114 mit dem am Ende des Zylinders 72 angeordneter Raum
116 verbunden ist.
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Der am rechten Ende des Hauptdiffusors angeordnete Verschluß 58 ist
zylindrisch ausgeführt, mit einem inneren Hohlraum versehen und weist einenFim Durchmesser
wesentlichen geringeren Fortsatz in Form eines Domes 118 auf. Wie aus Figur 3 ersichtlich,
durchdringt dieser Dorn 118 den Raum 116 sowie eine zur Kammer 120 führende Durchtrittsöffnung
119 und endet in der Kammer 120, die in einem Deckel 122 angeordnet ist,
welcher
den Raum 116 axial verschließt. Der Dorn 118 verjüngt sich zu seinem freien Ende
hin, so daß je nach axialer Stellung des Dorns eine mehr oder weniger große Durchtrittsöffnung
vom Raum 116 in die Kammer 120 freigegeben ist.
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Im radialen Wandbereich der Kammer 116 ist eine mit einem einstellbaren
Drosselorgan 124 ausgerüstete Eintrittsöffnung 126 angeordnet, die über einen etwa
axial im Diffusorteil 34 verlaufenden Kanal 128 mit dem Ringraum 50 verbunden ist,
durch welchen das überschüssige Speisewasser zur Rückflußleitung 47 abströmt. Hierbei
ist es erforderlich, daß der Kanal 128 im Bereich der zur Verbindungsleitung 53
führenden Durch trittsöffnung 130 um diese herumgeführt ist. Wie sich aus Vorstehendem
ergibt, bildet der Dorn 118 ein Steuerorgan, welches den Über tritt des Steuermediums
vom Raum 116 in die Kammer 120 in Abhängigkeit von der axialen Stellung des Hauptdiffusors
76 beeinflußt. Schließlich ist die Kammer 120 mit einer Abflußöffnung 132 samt angeschlossener
Abflußleitung versehen.
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In Figur 3 ist weiter das bereits erwähnte Kanalsystem 96 zu erkennen,
welches zwischen eine an das Diffusorteil 34 angeschlossene Rohrleitung 134 und
die Kammern 92,106 eingeschaltet ist.
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Während des Betriebs wird über die Rohrleitung 134 und das Kanalsystem
96 den Kammern 92,106 eine Druckflüssigkeit, vorzugsweise abgekühltes Speisewasser
vom Ausgang der zweiten Speisestufe, z.B. der Speisewasserleitung 57, oder von einer
Druckpumpe zugeführt. infolge des Spieles zwischen dem zylindrischen Bereich 54
und dem als Lagerstelle dienenden ersten Bereich 74 bzw. Einsatz 88 strömt die Druckflüssigkeit
durch die das Spiel bewirkende Ringspalte axial ab, so daß der zylindrische Bereich
54 des Hauptdiffusors auf einem Flüssigkeits-Druckpolster gelagert ist, sich selbsttätig
zentriert und somit weitgehend reibungsfrei in axialer Richtung. verstellt werden
kann. Hierbei ist es wichtig, daß der Druck der Druckflüssigkeit so hoch gewählt
ist, daß das gewünschte Flüssigkeits-Druckpolster ge-
bildet wird.
Um einen Übertritt der Druckflüssigkeit aus der Kammer 106 in den ersten Zylinderraum
86 und von der Kammer 92 in den zweiten Zylinderraum 78 zu unterbinden, sind'Nuten
112 bzw. 100 vorgesehen, welche die Druckflüssigkeit auffangen und über die Kanäle
114 bzw.
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102 ableiten.
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Wird jetzt der Treibmitteldüse 10 Treibdampf zugeführt, so daß die
Strahlpumpe zu arbeiten beginnt, stellt sich der Hauptdiffusor in axialer Richtung
aufgrund der auf ihn einwirkenden und vom Speisewasser ausgeübten Kräfte selbsttätig
ein. Ist nämlich zum Beispiel die Speisewasserleitung 57 vollständig abgesperrt,
wie es bei der Zweipunktregelung des Wasserstandes von Dampferzeugern möglich ist,
so daß im Hauptdiffusor 76 keinerlei Strömung und damit verbundener Druckabfall
stattfindet, so ist der auf die erste Kolbenseite 78 wirkende Druck identisch mit
jenem Druck, der auf die zweite Kolbenseite 82 einwirkt. Unter diesen Umständen
ist die Stellung des Hauptdiffusors im wesentlichen von jenem Druck abhängig, welcher
im Bereich des Zusatzdiffusors 38 und des Ringraums 50 auf den Hauptdiffusor wirkt
und diesen in seine Endstellung nach rechts drückt, so daß der Querschnitt des Zusatzdiffusors
38 seine maximale Größe erreicht und das überschüssige Fördermedium ungehindert
zur Rückflußleitung 47 strömen kann. Die Arbeit des Mischkanals wird daher nicht
beeinträchtigt. Da in den Kanal 128, welcher den Ringraum 50 mit dem Raum 116 verbindet,
das Drosselorgan 124 eingeschaltet ist, weist der Raum 116 einen geringeren Druck
auf als der Ringraum 50, so daß sich der Hauptdiffusor 76 ungehindert in seine Endstellung
nach rechts bewegt. Der Dorn 118, welcher als stellungsabhängiges Steuerorgan dient,
drosselt bei seiner Bewegung nach rechts den Durchfluß vom Raum 116 in die Kammer
120 immer stärker, so daß der Hauptdiffusor 76 nicht schlagartig in seine Endstellung
nach rechts läuft, sondern sich allmahlich dieser Endstellung nähert, in welcher
selbstverständlich der Durchfluß vom Abflußraum 116 in die Kammer 120 nicht vollständig
unterbunden sein darf.
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Wird jetzt die Speisewasserleitung 57 freigegeben, so daß das Speisewasser
durch den Hauptdiffusor 76 abströmen kann, fällt der Druck im zweiten Zylinderraum
78 durch seine Verbindung (mittels des Kanals 79) mit der Spitze des Hauptdiffusors
76 gegenüber dem Druck im ersten
Zylinderraum 86 ab, so daß sich
der Hauptdiffusor 76 in seine Endstellung nach links bewegt und der Strömungsquerschnitt
des Zusatzdiffusors 38 kleiner wird oder im Grenzfall vollständig verschwindet.
Daher ist der Ringraum 50 und somit auch der daran angeschlossene Raum 116 praktisch
drucklos, so daß von dieser Seite keinerlei Einwirkungen auf die Endfläche 136 des
Verschlusses 58 stattfinden.
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Wird weniger Speisewasser benötigt, als die Strahlpumpe fördert, so
bewegt sich der Hauptdiffusor 76 in eine Mittelstellung, so daß der nicht benötigte
Teil des Speisewassers durch den Zusatzdiffusor 38 abfließen kann. Das heißt, die
erste Speisestufe 11 fördert nur soviel Speisewasser, wie die zweite Speisestufe
insbesondere in ihrem Mischkanal verarbeiten kann. Die zweite Speisestufe 13 speist
nur soviel Speisewasser in die Speisewasserleitung 57 ein, wie die Speisewasserregelung
des Dmpferzeugers anfordert. Der überschüssige Rest des Speisewassers wird hierbei
jeweils durch den Zusatzdiffusor 38,238 abgeführt, wodurch die Arbeitsweise des
jeweiligen Mischkanals 18,218 nicht beeinträchtigt wird. Es entstehen keinerlei
Rückwirkungen auf die Strömungsverhältnisse im Mischkanal 18,218, falls die benötigte
Speisewassermenge variiert. Die erfindungsgemäße Speisevorrichtung ist daher besonders
geeignet für Dampferzeuger mit Zweipunktregelung des Wasserstandes.
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Zu den Strömungsverhältnissen in der Strahlpumpe ist noch folgendes
zu bemerken. Durch den Dampf, welcher der Treibmitteldüse 10 zugeführt wird, wird
das Speisewasser durch den Ansaugstutzen 16, den kreisförmigen Ansaugraum 14 sowie
die Durchtrittsöffnung 20 in dem sich in Strömungsrichtung verjüngenden Mischkanal
18 eingesaugt. Im Mischkanal 18 kondensiert der zugeführte Treibdampf unter Mischung
mit dem Speisewasser, wobei sich die. Strömungsgeschwindigkeit infolge der Verjüngung
des Mischkanals 18 erhöht. Im sich anschließenden und sich erweiternden Hilfsdiffusor
32 wird die Strömungsge-
schwindigkeit teilweise in Druck umgesetzt,
was sich gegebenenfalls im Hauptdiffusor 76 fortsetzt, so daß am Ende des Hauptdiffusors
Speisewasser mit erhöhtem Druck entnommen werden kann.
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Der am Anfang des Hauptdiffusors 76 vorgesehene Zusatzmischkanal 40
bewirkt gegebenenfalls eine weitere Mischung des Dampf-Speisewasser-Gemischs mit
dem Ziel, den enthaltenen Treibdampf vollständig zu kondensieren. Der Zusatzmischkanal
stellt somit eine Verlängerung des Mischkanals dar und ist hauptsächlich nur bei
niedrigen Dampfdrücken erforderlich und wirksam. Bei höheren Dampfdrücken übernimmt
der Zusatzmischkanal die Stabilisierung der Strömung, welche in den Hauptdiffusor
eintritt.
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Dies ist insbesondere für die Druckentnahmestelle 80 von Bedeutung.
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Eine Nachmischung des Speisewasser-Dampfgemisches wird durch den Ringspalt
28 bewirkt, dem kaltes Speisewasser zugeführt wird.
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Das kalte Speisewasser kühlt den Endbereich des Mischkanals 18 und
fördert so auf indirekte Art die Mischung und Dampfkondensation im Mischkanal 18.
Durch den Übertritt des Speisewassers aus dem Ringspalt 28 in den Hilfsdiffusor
32 wird weiter eine direkte Kühlung des Speisewasser-Dampfgemisches und somit eine
weitere Dampfkondensation und Durchmischung bewirkt mit dem Ziel, die negative Auswirkung
einer mangelnden Dampfkondensation auf den Förderdruck der Strahlpumpe zu vermeiden.
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Der vorstehend für die Strahlpumpe 15 beschriebene Aufbau samt Wirkungsweise
trifft im Prinzip auch für die Strahlpumpe 17 zu, so daß eine nähere Beschreibung
der Strahlpumpe 17 nicht erforderlich ist. Für die allgemeine Dimensionierung der
Strahlpumpen gelten die für solche Pumpen gültigen und bekannten Regeln, die Flächen
der Kolbenseiten 82 und 84 sind so groß zu wählen, daß bei den auftretenden Drücken
die gewünschte axiale Verstellung des'Hauptdiffusors 76 auftritt Richtwerte können
aus der Zeichnung entnommen werden, die eine Strahlpumpe zwar verkleinert, jedoch
die Einzelteile etwa im richtigen
Größenverhältnis zueinander zeigt.
Soweit es erforderlich ist, wird man für die einzelnen Bauteile, z.B. für den Hauptdiffusor,
rostfreien Stahl verwenden, andere Teile, z.B. den Zylinder 72, kann man aus Gußstahl
herstellen.
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Die in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Notspeiseanlage arbeitet
folgendermaßen. Muß während des Betriebs der Kernkraftanlage die Hauptwärmesenke,
das heißt der Turbinenkondensator infolge eines Störfalles außer Betrieb genommen
werden, so daß keine Dampfabnahme mehr stattfindet, so wird der Dampf, der durch
die Nachzerfalls-Wärme des Kernreaktors erzeugt wird, der erfindungsgemäßen Notspeiseanlage
durch das Rohrleitungsstück 25 zugeführt. Nach dem Öffnen der Absperrvorrichtungen
21,221 werden die Strahlpumpen 15 und 17 in Betrieb genommen. Hierbei wird von der
ersten Strahlpumpe 15 Speisewasser aus dem Speisewasserbehälter 31 über die Rohrleitung
29 angesaugt, auf ein höheres Druckniveau gebracht und durch die Verbindungsleitung
53, wobei das eingeschaltete Ventil geöffnet ist, der zweiten Strahlpumpe 17 zugeführt,
welche das Speisewasser auf den für die Speisung erforderlichen Druck bringt. Das
Speisewasser wird dann über die Speisewasserleitung 57 dem Dampferzeuger zugeführt.
Gleichzeitig wird durch die Druckreduziervorrichtung 35 jene Dampfmenge, die für
den Betrieb der Strahlpumpen nicht erforderlich ist, in den Raum 33 des Speisewasserbehälters
31 eingeleitet und durch den dort angeordneten Dampfkondensator 43 kondensiert,
wobei das anfallende Kondensat sich im unteren Bereich des Speisewasserbehälters
ansammelt und als Speisewasser für den Dampferzeuger dient. Die Kondensationswctrme
wird hierbei durch das über die Kühlwasserleitung 39 bei geöffnetem Absperrorgan
41 zugeführte Kühlwasser abgeführt. Gleichzeitig wird das im Speisewasserbehälter
vorhandene Speisewasser durch den Kondensatkühler 37 so weit abgekühlt (etwa auf
30 bis 60° C) wie es für den störungsfreien Betrieb der Strahlpumpe 15 erforderlich
ist.
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Durch den Zwischenkühler 55, der ebenfalls vom Kühlwasser
beaufschlagt
ist, wird das die erste Speisestufe 11 verlassende Speisewasser vor seinem Eintritt
in die Strahlpumpe 17 ebenfalls auf den vorgenannten Wert abgekühlt, so daß auch
die störungsfreie Arbeitsweise der nachgeschalteten Strahlpumpe 17 gewährleistet
ist.
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Durch die weiter oben beschriebene selbsttätige Einstellung der Hauptdiffusoren
76,276 wird hierbei eine Anpassung dieser Strahlpumpen an den jeweiligen Betriebszustand
erreicht, der bezogen auf den Speisewasserstrom zwischen dem Wert Null und einem
Maximalwert schwanken kann ohne daß die Strahlpumpen ihre Fördertätigkeit einstellen.
Das heißt, das Speisewasser wird entweder zur Speisewasserleitung 57 gefördert oder
strömt durch die Zusatzdiffusoren 38,238 und die Rückflußleitung 47 und/oder durch
die Rohrleitung 61 zum Raum 33 des Speisewasserbehälters 31 zurück.
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Auch bei einem Betriebszustand, in dem eine Förderung von Speisewasser
nicht erforderlich ist, z.B. Betriebswasserstand des Dampferzeugers ist erreicht,
wird der Dampf im Raum 33 durch den Dampfkondensator 43 kondensiert und somit die
Nachzerfallswärme abgefülll t. }hierbei arbeiten die Speisestufen und die Druck
reduziervorrichtungen als Energievernichter.
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Bisher bekannte Strahlpumpen, die lediglich einen Hauptdiffusor aufweisen,
sind für den Einsatz in einer Notspeiseanlage nicht geeignet, da diese Strahlpumpen
lediglich für die Förderung eines bestimmten Massenstromes bei einem konstanten
Treibdampfdruck ausgelegt und bei dem druckseitigen Absperren oder Drosseln des
Speisewasserstromes, wie er bei der Zweipunktregelung des Wasserstandes von Dampfkesseln
eintritt, ihren Betrieb einstellen und nicht wieder selbsttätig ihre Förderung aufnehmen.
Auch sind bekannte Strahlpumpen nicht in der Lage, die sich bei der Abkühlung des
Dampferzeugers verändernde Speisewassermenge bei dem hierbei absinkenden Treibdampfdruck
sicherzustellen.
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Besonders hervorzuheben ist noch, daß die Kondensation des Dampfes
nicht unbedingt im Raum 33 des Speisewasserbehälters
31 durchgeführt
werden muß. Es wäre ebensogut möglich und im Sinne der Erfindung, den Dampfkondensator
43 in einem separatem Behälter anzuordnen und das anfallende Kondensat als Speisewasser
dem Speisewasserbehälter 31 zuzuführen, zum Beispiel über die Leitung 9.
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In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Notspeiseanlage gezeigt. Der Hauptunterschied gegenüber dem Gegenstand'der Figur
1 ist darin zu sehen, daß die erste Speisestufe 11 nicht als Strahlpumpe, sondern
als Druckspeicher 59 ausgebildet ist. Der Druckspeicher 59 besteht hierbei aus einem
stehenden Wärmetauscher, der einen stehenden zylindrischen Druckbehälter 137 aufweist,
der von vertikal verlaufenden Rohren 139 durchdrungen ist. Diese Rohre bilden ein
Rohrbündel, das den oberen Anschlußraum 63 mit dem unteren Anschlußraum 65 verbindet.
Die Anschlußräume 63,65 und die Rohre 139 bilden hierbei den eigentlichen Druckspeicher
59, wogegen der Druckbehälter 137 das Kühlwasser enthält, welches die Rohre 139
umspült.
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Der untere Bereich 60 des Druckspeichers ist für die Aufnahme des
Speisewassers bzw. Dampfkondensats vorgesehen und bildet den Speisewasserraum 77,
dessen Wasserstand bei 141 angedeutet ist. Über dem Speisewasserraum 77 ist ein
Dampfraum 143 gebildet, der sich bis in den oberen Anschlußraum 63 erstreckt.
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Am oberen Ende des Druck speichers ist die Hauptdampfleitung 23 über
eine Druckreduziervorrichtung 81 und außerdem eine Rohrleitung 61 angeschlossen,
welche den Ringraum 250 der Strahlpumpe 17 mit dem Druckspeicher verbindet. Das
Rohrbündel (Rohre 139) ist auf seiner Außenseite von Kühlwasser beaufschlagbar,
das über die Kühlwasserleitung 39 mit zwischengeschaltetem Durchflußregler 67 dem
unteren Bereich des Druckbehälters 137 zugeführt wird. Durch eingebaute Schikanen
oder Leitbleche 69 wird das Kühlwasser mäanderartig nach oben geleitet (vergleiche
Pfeile
145) und durch die Rohrleitungen 71 abgeführt. Hierbei kann der Druckbehälter 137
bezüglich des Kühlwassers in vertikaler Richtung durch eine Trennwand 73 in zwei
übereinander angeordnete Hälften aufgeteilt sein, die bezüglich der Kühlwasserströmung
parallelgeschaltet sind, wie aus Figur 2 ersichtlich ist. Der untere Anschlußraum
65 ist mit dem Ansaugraum 214 der Strahlpumpe 17 durch einen Stutzen, der als Verbindungsleitung
53 dient, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Absperrventils 75, verbunden,
so daß das im Druckspeicher 59 auf ein höheres Druckniveau gebrachte Speisewasser
der zweiten Speisestufe 13 zugeführt werden kann.
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Bei einem Störfall wird genau wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur
1 der vom Dampferzeuger abgegebene Dampf über das Leitungsstück 25 der Hauptdampfleitung
23 zugeführt und nach dem Öffnen der entsprechenden Absperrorgane der Strahlpumpe
17 sowie dem Dampfraum 143 des Druckspeichers 59 durch die Druckreduziervorrichtung
81 zugeführt. Gleichzeitig wird Kühlwasser in den Druckbehälter 137 um die Rohre
139 geleitet, so daß der in den Druckspeicher eintretende Dampf im Rohrbündel kondensiert
und das anfallende Kondensat sich dem Speisewasser zumischt, das im Speisewasserraum
77 gesammelt wird. Hierbei wird das Speisewasser noch auf die gewünschte Temperatur
von etwa 30 bis 50° C gekühlt. Gleichzeitig wird der Durchflußregler 67 für das
Kühlwasser, insbesondere in Abhängigkeit von der Speisewassertemperatur und die
Druckreduziervorrichtunc; 81 derart eingestellt, daß sich im Dampfraum 143 des Druckspeichers
ein das Speisewasser beaufschlagendes Dampfpolster einstellt, dessen Druck so hoch
ist, daß das Speisewasser dem Ansaugraum 214 der Strahlpumpe 17 mit einem solchen
Druck zuströmt, wie er für den ordnungsgemäßen Betrieb der Strahlpumpe 17 erforderlich
ist. Das auf diese Weise durch die erste Speisestufe 11 und die zweite Speisestufe
13 auf den erforderlichen Druck gebrachte Speisewasser wird dann über die Speiselei
tung 57 dem nicht durgestellten l)ampferzeuger des Kernkraftwerkes zugeleitet.
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Bezüglich der Arbeitsweise der Strahlpumpe 17 gilt das hier im Zusammenhang
mit dem Ausführungsheispiel gemäß Figur 1 gesagte, so daß sich hier weitere Ausführungen
erübrigen.
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Es wäre auch möglich, dem Speisewasserbehälter 31 oder dem Druckspeicher
59 das Speisewasser durch die Leitung 9 oder 8 zuzuführen. Dieses Speisewasser könnte
einem Speisewasservorratsbehälter und/oder einem separatem Dampfkondensator entnommen
sein, in welchem der Dampf des Dampferzeugers kondensiert wird. In diesem Falle
ist eine Kondensation von Dampf im Speisewasserbehälter 31 bzw. Druckspeicher 59
nicht erforderlich, falls sichergestellt ist, daß der Dampfdruck des getrennten
Dampfkondensators auch auf das Speisewasser im Druckspeicher wirkt, was durch entsprechende
Rohrverbindungen möglich ist.
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Aus Sicherheitsgründen wird man mehrere, zum Beispiel 4 bis 6, der
erfindungsgemäßen Notspeiteanlagen parallelschalten und gemeinsam an den Dampferzeuger
des Kernkraftwerks anschließen. Durch stufenweise Inbetriebnahme der einzelnen Anlagen
kann hierdurch eine Anpassung an den jeweiligen Betriebszustand erreicht werden.
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