DE3035306A1

DE3035306A1 - Dampfkondensator

Info

Publication number: DE3035306A1
Application number: DE19803035306
Authority: DE
Inventors: Mutsuhiro Tokyo Arinobu
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1979-09-21
Filing date: 1980-09-18
Publication date: 1981-03-26
Also published as: US4446081A; SE445488B; JPS5646492A; DE3035306C2; SE8006570L

Description

Henkel, Kern, Feiler & Hänzel Patentanwälte

3 Registered Representatives

before the European Patent Office

Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha, ^9,!^??? ³I _nn

D-eOOO München 80

Kawasaki, Japan

Tel.: 089/982085-87 Telex: 05 29 802 hnkl d

Telegramme: ellipsoid

JS-55P716-2

t8. Sep.

Dampfkondensator

Die Erfindung betrifft einen Dampfkondensator mit einem ein Kühlmittel enthaltenden Behälter oder Gefäß und einem Leitrohr, das mit seinem äußeren oder unteren Ende in das Kühlmittel hineinreicht und Kühlmitteldampf in das Kühlmittel einzuleiten vermag.

Ein derartiger Dampfkondensator ist bekannt. Bei einigen Anlagen, die mit Dampf arbeiten, werden üblicherweise Vorrichtungen verwendet, durch die beim Ansteigen des Dampfdrucks auf einen überdruckwert der aus einem Sicherheitsventil ausströmende Dampf zum Kondensieren desselben in ein Kühlmittel eingeleitet wird. Typische Beispiele für solche Anlagen sind Siedewasserreaktoranlagen. Bei einem herkömmlichen Siedewasserreaktor ist ein Reaktorkern in einen Druckbehälter eingesetzt, der in einem Gehäusebehälter bzw. Mantel untergebracht ist. In den Druckbehälter wird Leichtwasser eingeführt und darin durch

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die durch den Reaktorkern erzeugte Wärme in Dampf umgewandelt, der zum Antrieb beispielsweise einer Turbine nach außen geführt wird. Am Dampfauslaß des Druckbehälters oder -gefäßes ist ein Sicherheitsventil angeordnet, das anspricht, wenn der im Druckbehälter herrschende Dampfdruck eine vorgegebene Größe übersteigt. Der über das Sicherheitsventil abströmende Dampf wird über eine Zufuhrleitung in ein Kühlmittel bzw. Leichtwasser in einem als Kühlmittelbehälter dienenden primären Aufnahmegefäß eingeleitet und kondensiert.

Die erwähnte Vorrichtung zum Kondensieren des abgelassenen Dampfes, die einen wesentlichen Teil der Anlage bildet, ist mit im folgenden zu beschreibenden Mängeln behaftet, die noch Raum für Verbesserungen lassen.

Normalerweise tritt das Kühlmittel innerhalb des unteren Abschnitts des Leitrohrs bis praktisch zum Pegel des Kühlmittels im primären Aufnähmegefäß ein, so daß sich eine Kühlmittelsäule bildet. Wenn in diesem Zustand Hochdruckdampf vom Sicherheitsventil in das Leitrohr einströmt, wird zunächst in das Leitrohr eintretendes unkondensierbares Gas (im folgenden auch einfach als "Gas" bezeichnet) unter Austreibung des Kühlmittels komprimiert und dann in das Kühlmittel eingetrieben (ejected). Danach wird der aus dem Sicherheitsventil ausströmende Dampf in das Kühlmittel eingetrieben.. Das Gas wird dabei zuerst komprimiert, weil das Kühlmittel aufgrund der Trägheit der Kühlmittelsäule und des Strömungswiderstands, auch wenn es mit Gasdruck beaufschlagt wird, nicht in der Lage ist, sich schnell zu verlagern.

üblicherweise besitzt das Leitrohr zwei Zweigrohre jeweils gleicher Länge, an deren Außenenden jeweils Düsen-bzw. Stutzen gleichen Durchmessers angeformt sind. Das aus den Stutzen austretende Gas bildet zwei Hochdruckblasen. Die sich zunächst praktisch gleichzeitig im Kühlmittel ausdehnenden Gasblasen

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erfahren wiederholt eine Kontraktion bzw. Zusammenziehung infolge von Überexpansion und eine Expansion bzw. Ausdehnung infolge von Überkontraktion, wobei sie im Kühlmittel unter Erzeugung schwingender Druckschwankungen hochsteigen, um an der Kühlmitteloberfläche auszutreten. Wenn die Druckschwankungen die Innenfläche des primären Aufnahmegefäßes erreichen, wird letzteres durch eine dynamische Belastung beeinflußt, die im folgenden auch als Belastung aufgrund von Blasenschwingung oder erste dynamische Belastung bezeichnet ist.

Nach der Gasaustreibung aus jeder Düse bzw. jedem Stutzen tritt Hochdruckdampf in das Kühlmittel ein, um in diesem einen Dampfbereich zu bilden. Je größer die Durchsatz- oder Strömungsmenge des ausgetriebenen Dampfes ist, um so größer ist die vom Dampfbereich überstrichene Strecke. Je weiter zudem der Auslaßstutzen des Leitrohrs ist, desto dicker ist der Dampfbereich. Die Konfiguration des Dampfbereichs bzw. der Dampfzone sollte im wesentlichen konstant gehalten werden, solange die Strömungsmenge des diesem Bereich zugeführten Dampfes mit seiner Kondensationsgeschwindigkeit im Gleichgewicht (balanced) ist. Tatsächlich ist es jedoch sehr schwierig, diesen Ausgleich- bzw. Gleichgewichtszustand aufrechtzuerhalten, so daß der Dampfbereich eine wiederholte Expansion und Kontraktion erfährt. Durch die Expansion und Kontraktion jedes Dampfbereichs entstehen Druckschwankungen im Kühlmittel innerhalb des primären Aufnahmegefäßes. Die Druckschwankungen erreichen praktisch gleichzeitig die Innenfläche dieses Aufnahmegefäßes und unterwerfen dieses einer dynamischen Belastung (im folgenden als zweite dynamische Belastung bezeichnet)_tDie Austreibung der KühlmitteIsäuIe, des Gases und des Dampfes in das Kühlmittel erfolgen nacheinander über jeden an das Leitrohr angeschlossenen Stutzen.

Bei der vorstehend beschriebenen bisherigen Vorrichtung wirken also die durch das Gas und den Dampf, welche aus zwei

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Düsen oder Stutzen eines Leitrohrs austreten, erzeugten ersten und zweiten dynamischen Belastungen bei der Entlassung des Hochdruckdampfes in das Kühlmittel auf das primäre Aufnahmegefäß ein. Infolgedessen muß letzteres mit einer so großen mechanischen Festigkeit ausgelegt sein, daß es diesen dynamischen Belastungen zu widerstehen vermag. Diese mechanische Festigkeit muß dabei selbstverständlich auch den Sicherheitsanforderungen für Kernkraftwerke genügen. Wenn die dynamischen Belastungen hoch sind, wird hierdurch die Konstruktion des Aufnahmegefäßes kompliziert, so daß sich daraus unvermeidlich eine Größenzunahme und eine Kostenerhöhung für die

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Vorrichtung ergeben. Infolgedessen besteht ein Bedarf für einen Dampfkondensator, bei dem diese dynamischen Belastungen verringert sind.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung eines Dampfkondensators bzw. einer Dampfkühlvorrichtung solcher Konstruktion, daß dynamische Belastungen, die durch im Kühlmittel entstehende Druckschwankungen hervorgerufen werden und auf einen das Kühlmittel enthaltenden Behälter bzw. ein Gefäß einwirken, herabgesetzt werden können, wenn der Kühlmitteldampf zur Kondensation in das Kühlmittel eingeleitet wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Dampfkondensator der eingangs umrissenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Leitrohr an seinem in das Kühlmittel hineinreichenden Endabschnitt mehrere Zweigrohre mit jeweils einer Auslaßdüse bzw. einem Auslaßstutzen zum Austreiben von Dampf in das Kühlmittel aufweist und daß die Zweigrohre bezüglich mindestens einer von mehreren Grundabmessungen oder -maßen, von denen ihre Funktion abhängt, jeweils verschieden geformt sind.

Die genannten Grundabmessungen oder -maße beziehen sich auf den Durchmesser des AuslaßStutzens jedes Zweigrohrs sowie auf die Rohrlänge. Durch Anordnung einer Anzahl solcher Zweigrohre

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mit unterschiedlichen Grundmaßen können auf die in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen noch näher zu beschreibende Weise die Zeitpunkte des Ausstoßes oder Austritts des unkondensierbaren Gases aus den verschiedenen Zweigrohren vor dem Austritt des Dampfes relativ zueinander gestaffelt werden. Außerdem können damit die Größen der aus den Zweigrohren austretenden Dampfblasen so geändert werden, daß die Frequenzen der Blasenschwingung variiert werden. Außerdem lassen sich auf diese Weise die Größen der sich nahe der jeweiligen Auslaßstutzen der Zweigrohre beim Dampfaustritt bildenden Dampfbereiche oder -zonen und,, somit die Frequenzen der hierdurch hervorgerufenen Druckschwankungen variieren. Die Druckschwankungen, die zu abgestuften Zeitpunkten und mit unterschiedlichen Schwingungsfrequenzen auftreten, breiten sich im Kühlmittel mit außerordentlich hoher Geschwindigkeit (1000 m/s oder mehr) bis zur Innenfläche des Gefäßes aus. Die Schwankungsperiode des Kühlmittels ist wesentlich größer als die für diese Ausbreitung benötigte Zeit. Die den jeweiligen Zweigrohren entsprechenden Druckschwankungen erreichen mithin das Gefäß in verschiedenen Phasen, um sich am Gefäß praktisch im Augenblick ihrer Erzeugung zu vereinigen bzw. zu kombinieren, so daß die auf das Gefäß einwirkenden dynamischen Belastungen durch zweckmäßige Wahl der Grundmaße der Zweigrohre so herabgesetzt werden können, daß sich die von den Zweigrohren ausgehenden Druckschwankungen gegenseitig aufheben, wenn sie das Gefäß erreichen. Durch diese Ausgestaltung werden die Konstruktion des Gefäßes vereinfacht und seine Sicherheitseigenschaf ten verbessert.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische (Schnitt-)Darstellung eines Siedewasserreaktors unter Verwendung eines Dampfkondensators gemäß der Erfindung,

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Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Auslaßteils von Fig. 1 ,

Fig. 3A eine schematische Darstellung des Auslaßteils gemäß Fig. 2 und der aus ihm ausgetriebenen Gasblasen,

Fig. 3B eine graphische Darstellung der im Kühlmittel durch Blasenschwingung erzeugten Druckschwankungen bei der Vorrichtung nach Fig. 3A mit Variationen der zusammengesetzten bzw. Mischschwingungen,

Fig. 4 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung einer mittels des Auslaßteils nach Fig. 2 beim Dampfkondensator gemäß Fig. 1 erzielten Wirkung,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsform des Auslaßteils und

Fig. 6A und 6B eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht noch einer anderen Ausführungsform des Auslaßteils.

Fig. 1 veranschaulicht im Umriß einen Siedewasserreaktor, bei dem die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendbar ist. Unter einem Gehäusebehälter bzw. Mantel 10 ist ein ringförmiges primäres Aufnahmegefäß 14 angeordnet, das über Verbindungsleitungen 12 mit dem Mantel 10 kommuniziert und ein Kühlmittel 16 enthält. Ein einen nicht dargestellten Reaktorkern enthaltender Druckbehälter 18 ist in den Mantel 10 eingesetzt, wobei Kühlmittel bzw. Leichtwasser von außen her über eine Rohrleitung 20 in den Druckbehälter 18 eingeführt wird. Das Leichtwasser verdampft unter der im Druckbehälter 18 erzeugten Wärme und wird über eine Rohrleitung 22 zu einer nicht dargestellten externen Vorrichtung geleitet.

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An die Verzweigung zwischen der Rohrleitung 22 und dem Druckbehälter 18 ist ein Sicherheitsventil 24 angeschlossen, das sich zum Ablassen von Dampf aus der Rohrleitung 22 öffnet, wenn der im Druckbehälter 18 herrschende Dampfdruck eine vorbestimmte Größe übersteigt. Der Dampfauslaß des Sicherheitsventils 24 ist an die eine Seite eines Leitrohrs 26 angeschlossen, dessen anderes Ende sich innerhalb des Mantels 10 abwärts durch eines von mehreren Verbindungsrohren 28 bzw. 12 erstreckt und das in dem Kühlmittel 16 im primären Aufnahmegefäß 14 mündet. Am Außenende bzw. unteren Ende des Leitrohrs 26 ist ein Auslaßteil 30 mit mehreren Zweigrohren vorgesehen. Der vom Sicherheitsventil '24 abgelassene Dampf wird über das Leitrohr 26 und die Zweigrohre in das Kühlmittel 16 entlassen bzw. ausgetrieben. Wenn der im Leitrohr 26 herrschende Druck auf einen in der Nähe des Atmosphärendrucks liegenden Wert abfällt, wird unkondensierbares Gas mit einem Druck von etwa 1 bar über einen Vakuumunterbrecher 32 in das Leitrohr 26 eingeleitet. Der am unteren Ende des Leitrohrs 26 vorgesehene Auslaßteil 30 ragt von diesem Leitrohrende nach außen und enthält eine Anzahl von Zweigrohren, die in mindestens zwei Grundabmessungen bzw. -maßen voneinander verschieden sind. Diese beiden Grundmaße sind der Durchmesser der Auslaßdüse bzw. des AuslaßStutzens am äußeren Ende jedes Zweigrohrs sowie die Rohrlänge.

Fig. 2 veranschaulicht eine Ausführungsform des Auslaßteils 30, der zwei vom unteren Ende des Leitrohrs 26 in entgegengesetzte Richtungen abgehende Zweigrohre 34a und 34b umfaßt. Der Durchmesser eines Auslaßstutzens 36a des Zweigrohrs 34a sowie dessen Länge sind mit Da bzw. a bezeichnet, während der Durchmesser des Auslaßstutzens 36b des Zweigrohrs 34b sowie dessen Länge mit Db bzw. b bezeichnet sind.

Im folgenden ist die Funktion der Zweigrohre erläutert. Im normalen Betriebszustand des als Beispiel angenommenen Siede-

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Wasserreaktors ist das Leitrohr 26 mit Luft unter einem Druck von etwa 1 bar gefüllt, und die Oberflächen bzw. Spiegel des Kühlmittels innerhalb und außerhalb des Leitrohrs 2 6 befinden sich im wesentlichen auf gleicher Höhe. Dieser Zustand stellt sich unmittelbar nach einer Betätigung des Sicherheitsventils 24 des Reaktors wieder ein. Wenn nämlich im Leitrohr aufgrund der Kondensation von Dampf ein Unterdruck entsteht, wenn das Sicherheitsventil 24 nach dem öffnen zum Ablassen überschüssigen Dampfes wieder geschlossen wird, tritt Luft mit einem Druck von etwa 1 bar aus dem Vakuumunterbrecher 32 in das Leitrohr 26 ein. ι,

Im folgenden sei angenommen, daß die Abmessungen der Zweigrohre 34a und 34b gemäß Fig. 2 mit a = b und Da < Db vorgegeben sind. Wenn sich das Sicherheitsventil 24 zum Ablassen von Hochdruckdampf in das Leitrohr 26 öffnet, wird das Kühlmittel an den bodenseitigen Zweigrohren mit Strömungsgeschwindigkeiten ausgetrieben, welche den Querschnittsflächen der Auslaßstutzen 36a und 36b proportional sind. Das Zweigrohr 34a benötigt dabei eine kürzere Zeit für das vollständige Austreiben des in ihm enthaltenen Kühlmittels als das Zweigrohr 34b; bei ersterem tritt also der Gasaustritt früher ein als bei letzterem. Aufgrund dieser zeitlichen Verzögerung und der Beziehung Da < Db ist die aus dem Zweigrohr 34b ausgetriebene Gasmenge bzw. die Größe einer aus dem Zweigrohr 34b austretenden Gasblase größer als diejenige einer aus dem Zweigrohr 34a ausgetriebenen Gasblase. Außerdem die Schwingungsfrequenz der Kühlmittel-Druckschwankungen, die durch Expansion und Kontraktion der aus dem Zweigrohr 34a austretenden Gasblase erzeugt werden, höher als diejenige der Kühlmittel-Druckschwankungen, die auf ähnliche Weise durch die aus dem Zweigrohr 34b austretende Gasblase hervorgerufen werden. Fig. 3A 'veranschaulicht schematisch die Konfiguration des Auslaßteils 30 und die Größe der unter den angegebenen Bedingungen aus dem Auslaßteil

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austretenden Gasblasen 38a und 38b. Fig. 3B veranschaulicht die zeitbezogenen Änderungen der Drücke Pa und Pb sowie eines aus diesen Drücken zusammengesetzten Drucks an einem beliebigen Punkt an der Innenfläche des primären Aufnahmegefäßes 14 aufgrund der Druckschwankungen, die durch die Schwingungen der Gasblasen 38a bzw. 38b erzeugt werden. Wie aus den Kurven Pa, Pb und Po ersichtlich ist, tritt der Druck Pb früher auf und erreicht die Gefaßinnenwand früher als der Druck Pa, wobei diese Drücke Pa und Pb unterschiedliche Schwingungsfrequenzen besitzen, während der zusammengesetzte bzw. Mischdruck einen Scheitelwert besitzt, der kleiner ist als die Summe aus den Spitzen- bzw. Scheitelwerten der Drücke Pa und Pb, weil sich letztere zum Teil gegenseitig aufheben. Da die Menge und der Druck des ausgetriebenen Gases praktisch der Menge und dem Druck des ausgetriebenen Dampfes entsprechen, ist die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung auf das Aufnahmegefäß ausgeübte dynamische Belastung kleiner als im Fall der bisherigen Vorrichtung.

Nach dem erwähnten Gasaustritt wird der Dampf in das Kühlmittel ausgetrieben. In diesem Fall strömt der Dampf aus dem Zweigrohr 34b durch einen Auslaßstutzen größeren Kalibers mit höherer Strömungsgeschwindigkeit im Vergleich zu dem aus dem Zweigrohr 34a austretenden Dampf. Infolgedessen ist ein sich am Vorderende des AuslaßStutzens 36b bildender Dampfbereich bzw. eine Dampfzone dick und lang,· während die betreffende Dampfzone am Vorderende der Auslaßdüse 36a dünner und kürzer ist. Die Länge jeder dieser Dampfzonen hängt von der Kondensationsgeschwindigkeit des Dampfes im Umfangsbereich dieser Zone sowie der aus dem Auslaßstutzen austretenden Dampfmenge ab, während die Form der Dampfzone praktisch niemals gleich bleibt, weil sie sich schwingend wiederholt ausdehnt und zusammenzieht. Die Frequenz dieser Schwingung wird als Dampfkondensations-Schwingungsfrequenz f bezeichnet, die sich als Ergebnis von erfindungsgemäß durchgeführten Untersuchungen durch folgende

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Gleichung ausdrücken läßt:

- aYifw . ΔΤ.1.4

- ^AD⁽p_v ΪΓ^}

darin bedeuten:

V = Strömungsmenge bzw. -geschwindigkeit des Dampfes, D = Durchmesser des AuslaßStutzens, P_w = Kühlmitteldichte,

p_T = Dampfdichte,

^V I.

L = latente Wärme des gekühlten Dampfes, ΔΤ = Temperaturunterschied zwischen Dampf und Kühlmittel und A = eine Konstante.

Ersichtlicherweise sind somit die Schwingungsfrequenzen f an den Zweigrohren 34a und 34b verschieden, weil diese Zweigrohre 34a und 34b zwar gleiche Länge, aber unterschiedliche Düsen- bzw. Stutzendurchmesser besitzen und sich, mit Ausnahme des Ausdrucks D gemäß Gleichung (1), bezüglich ihrer anderen Parameter gleichen. Die bei der Dampfkondensation in den Dampfzonen der Zweigrohre 34a und 34b erzeugten Druckschwankungen besitzen somit unterschiedliche Schwingungsfrequenzen, und sie werden beim Erreichen der Gefäß-Innenfläche miteinander kombiniert, so daß eine zweite dynamische Belastung auf das Gefäß ausgeübt wird. Wie im Fall der ersten Belastung aufgrund der Blasenschwingung ist jedoch hierbei die zweite dynamische Belastung ebenfalls geringer als bei der bisherigen Vorrichtung mit einem einzigen Auslaßstutzen.

Da die auf das primäre Aufnahmegefäß 14 einwirkenden ersten und zweiten dynamischen Belastungen erfindungsgemäß herabgesetzt werden, wird die Konstruktion des Gefäßes 14 vereinfacht, so daß sich verbesserte Sicherheitseigenschaften"dieses Gefäßes und eine Kostensenkung ergeben.

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Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform müssen Bedingungen/ wie a = b und Da = Db, vermieden werden. Anderenfalls würde die Wirkung der Zweigrohre zunichte gemacht werden, weil die kombinierte Größe der von den beiden Zweigrohren 34a und 34b herrührenden Druckschwankungen, welche sowohl die durch die Gasblasen erzeugte Druckschwingung als auch die bei der Dampfkondensation entstehende Druckschwingung beinhalten, praktisch doppelt so groß ist wie die Größe der Druckschwankungen, die jedem Zweigrohr einzeln zuzuschreiben sind.

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen P_M, P_ und P₀ mit (P_m - P₀) /P₇₃ auf der Abszisse und (P,. - P_n)/P_, auf der Ordinate, worin bedeuten:

P-, = Druck des aus dem Sicherheitsventil 24 austretenden Hochdruckdampfes ,
P„ = Druck im Raum über dem Kühlmittel innerhalb des primären

Aufnahmegefäßes 14 und
P_M = maximaler Bodendruck an einem beliebigen Punkt auf dem Boden des Aufnahmegefäßes 14.

Die Darstellung von Fig. 4 gilt für einen Dampfauslaßteii 3ü_f bei dem die Zweigrohre 34a und 34b jeweils gleiche Länge besitzen und die Querschnittsfläche des Auslaßstutzens des einen Zweigrohrs die Hälfte derjenigen des AuslaßStutzens des anderen Zweigrohrs beträgt. In Fig. 4 gilt die ausgezogene gerade Linie A für den Fall, daß die Querschnittsflächen der beiden Auslaßstutzen verschieden sind, während eine gestrichelte gerade Linie B für den Fall steht, daß die Querschnittsflächen gleich groß sind. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, kann der auf den Boden des Aufnahmegefäßes 14 einwirkende maximale Druck bei Verwendung von Auslaßstutzen unterschiedlicher Querschnittsflächen beträchtlich verringert werden.

Obgleich bei der beschriebenen Ausführungsform die Zweigrohre 34a und 34b gemäß Fig. 2 so ausgebildet sind, daß sie der Bezie-

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BAD ORIGINAL

hung a = b und Da < Db genügen, ist auch die Bedingung oder Beziehung a φ b und Da = Db anwendbar. In diesem Fall können die Druckschwankungen aufgrund der Blasenschwingungen an den beiden Zweigrohren in verschiedenen Phasen an der Innenfläche des Aufnahmegefäßes zusammengesetzt (synthesized) werden, indem die Rohrlängen a und b zweckmäßig gewählt und die Zeitpunkte der Blasenbildung gestaffelt bzw. zueinander versetzt werden. Die Beziehung a φ b und Da = Db hat auch einen wirksamen Einfluß auf die Druckschwankungen aufgrund von Schwingung der Dampfzonen an den beiden Zweigrohren, wobei die Schwingungsfrequenzen der Druckschwankungen aufgrund dieser beiden Dampfzonen verschieden sein können, weil die Strömungsgeschwindigkeiten des Dampfes in den beiden Zweigrohren unterschiedlich sind.

Aus der Beschreibung der in den Fig. 2, 3A und 3B dargestellten Ausführungsform geht hervor, daß die auf das primäre Aufnahmegefäß ausgeübte dynamische Belastung dadurch verringert werden kann, daß die Größen der Zweigrohre in mindestens einer Abmessung, d.h. AuslaßStutzendurchmesser und/oder Rohrlänge, variiert werden.

Obgleich bei der vorstehend beschriebenen Ausfuhrungsform zwei Zweigrohre vorgesehen sind, können auch drei oder mehr Zweigrohre in solcher Ausbildung angewandt werden, daß sie jeweils in einer von zwei Abmessungen, nämlich Stutzendurchmesser und Rohrlänge, voneinander verschieden sind. Auf diese Weise werden die im Aufnahmegefäß 14 entstehenden Druckschwankungen weiter aufgebrochen bzw. unterteilt, so daß sie die Innenfläche des Aufnahmegefäßes in verschiedenen Schwingungszuständen erreichen und dadurch eine weitere Herabsetzung von erster und zweiter dynamischer Belastung ermöglicht wird.

Während bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der

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Dampfauslaßteil 30 am unteren Ende des Leitrohrs zwei Zweigrohre aufweist, veranschaulicht Fig. 5 eine andere Ausführungsform, bei welcher Zweigrohre 40a und 40b vom unteren Ende des Leitrohrs 26 praktisch unter einem rechten Winkel zu letzterem und in entgegengesetzte Richtungen abgehen, während vom Außenende des Zweigrohrs 40a praktisch unter einem rechten Winkel zu diesem und zum Leitrohr 26 zusätzliche bzw. sekundäre Zweigrohre 42a, 42b in entgegengesetzte Richtungen abgehen und vom Außenende des Zweigrohrs 40b ähnliche sekundäre Zweigrohre 42c und 42d in entgegengesetzte Richtungen und im wesentlichen parallel zu den Zweigrohren 42a und 42b nach außen ragen. Die Auslaßstutzen für Gas und Hochdruckdampf sind somit in vier Auslässe aufgeteilt, wobei die im Kühlmittel durch aus den einzelnen Auslaßstutzen ausströmendes Gas und ausströmenden Hochdruckdampf erzeugten Druckschwingungen die Innenfläche des primären Aufnahmegefäßes 14 in verschiedenen Schwingungszustanden erreichen, so daß die auf das Gefäß 14 einwirkende dynamische Belastung im Vergleich zur Ausführungsform nach Fig. 2 weiter reduziert werden kann.

Obgleich gemäß Fig. 5 die Zweigrohre 42a, 42b, 42c und 42d in einer praktisch unter einem rechten Winkel zum Leitrohr liegenden Ebene angeordnet sind, können sie gemäß Fig. 6A und 6B auch in verschiedenen, jeweils unter einem rechten Winkel zu den Zweigrohren 40a und 40b liegenden Ebenen angeordnet sein. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6A und 6B gehen von den (primären) Zweigrohren 40a und 40b jeweils vier sekundäre Zweigrohre 44a-44d bzw. 46a-46d ab, die sich jeweils bezüglich der vorher angegebenen Grundabmessungen voneinander unterscheiden. In Fig. 6A sind die vier sekundären Zweigrohre 44c, 44d, 46c und 46d nicht sichtbar, während in Fig. 6B die vier sekundären Zweigrohre 46a-46d nicht sichtbar sind.

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Obgleich die Erfindung vorstehend in Verbindung mit dem Überdruck-Dampfkondensatorsystem eines Siedewasserreaktors beschrieben ist, ist darauf hinzuweisen, daß die Erfindung auch auf die Dampfauslaßabschnitte von Fallrohren sowie auf verschiedene andere Anlagen und Vorrichtungen anwendbar ist, bei denen ein Dampfkondensationsprozeß der vorstehend beschriebenen Art erforderlich ist.

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Leerseite

Claims

Patentansp rüche

1/ Dampfkondensator mit einem ein Kühlmittel enthaltenden Behälter oder Gefäß und einem Leitrohr, das mit seinem äußeren oder unteren Ende in das Kühlmittel hineinreicht und Kühlmitteldampf in das Kühlmittel einzuleiten vermag, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrohr (26) an seinem in das Kühlmittel (16) hineinreichenden Endabschnitt mehrere Zweigrohre (34a, 34b) mit jeweils einer Auslaßdüse bzw. einem Auslaßstutzen (36a, 36b) zum Austreiben von Dampf in das Kühlmittel (16) aufweist und daß die Zweigrohre (34a, 34b) bezüglich mindestens einer von mehreren Grundabmessungen oder -maßen, von denen ihre Funktion abhängt, jeweils verschieden geformt sind.
2. Dampfkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Grundabmessungen die Durchmesser der Auslaßstutzen (36a, 36b) der Zweigrohre (34a, 34b) und die Längen der Zweigrohre (34a, 34b) sind.

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3. Dampfkondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigrohre zwei Rohre (34a, 34b) umfassen, die vom äußeren bzw. unteren Ende des Leitrohrs (26) praktisch unter einem rechten Winkel zu diesem in entgegengesetzte Richtungen abgehen.
4. Dampfkondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigrohre zwei vom unteren Ende des Leitrohrs (26) unter einem rechten Winkel dazu in entgegengesetzte Richtungen abgehende Rohre (40a, 40b) sowie je zwei Rohre (42a, 42b; 42c, 42d) umfassen, die sich von den Außenenden jedes Rohrs (40a, 40b) praktisch unter einem rechten Winkel zu diesen und zum Leitrohr (26) in entgegengesetzte Richtungen erstrecken.
5. Dampfkondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigrohre zwei vom äußeren bzw. unteren Ende des Leitrohrs (26) praktisch unter einem rechten Winkel zu diesem in entgegengesetzte Richtungen abgehende Rohre (40a, 40b) sowie je vier Rohre (44a-44d; 46a-46d) umfassen, die sich an den äußeren Enden der Rohre (40a, 40b) in einer praktisch unter einem rechten Winkel zu ihnen liegenden Ebene erstrekken.

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