DE7112592U

DE7112592U - Oberflaechenkondensator

Info

Publication number: DE7112592U
Application number: DE19717112592U
Authority: DE
Original assignee: ASEA Atom AB
Current assignee: Westinghouse Electric Sweden AB
Priority date: 1970-04-13
Filing date: 1971-04-01
Publication date: 1972-08-03
Also published as: CH522865A; GB1336769A; DE2115900A1; FR2089012A5; SE335994B

Description

Die Erfindung betrifft einen Oberflächenkondensator für durch Kernenergie erzeugten und E/am Antrieb einer Turbine dienenden Dampf mit mehreren Kühlrohren in einem gemeinsamen Gehäuse, das mit einer Sinlauföffnung für Dampf und mehreren Sanuaelbassins versehen ist, von denen jedes zum Auffangen des Kondensats und eventuell herausleckenden Kühlwassers für einen bestimmten Teilbereich des Kondensators dient, jedes mit einer absperrbaren Rückleitung für reines Kondensat und jedes mit einem Ventil zum Anschluß an eine Drainierieitung für verunreinigtes Wasser versehen ist.

Das aus einem Kondensator kommende Speisewasser einer dampferzeuger, den Anlage muß einen hohen Reinheitsgrad haben, wenn der Betrieb der Anlage nicht gefährdet v/erden soll. Bei Kernkraftanlsgen mit Direktkreissiedereaktoren werden besonders große Ansprüche an des Speisewasser gestellt, da bei diesen Reaktoren der zur Turbine strömende Dampf und da 3 vom Turbinenkondensator zurückgelsitete Kondensat radioaktiv sind. An das Kühlwasser des Turbinenkondensators brauchen dagegen nicht annähernd so hohe Forderungen gestellt zu werden.

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Az.: G 71 12 592.3 Anm.: Aliiebolaget ASEA-ATOM

sowie ein Kondensatorgehäuse 13» dessen Längsseiten von Durchführungsstutzen 16 bzw. 17 für die Rohrbündel 12 durchbrochen sind. Die Durchführungsstutzen sind mit Deckeln 14 und 15 versehen.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, liegen die vier Rohrbündel über und in den Zwischenräomen zwischen den fünf Betonfundamenten 11. Der Boden des Kondensatorgehäuses 13 ist unter jedem Rohrbündel 12 als langgestrecktes, rinnenförmiges Bassin 18 ausgebildet.Von diesen gehen Ablauf leitungen 19 füi* Kondc wasser ab, die mit normalerweise offenen, nicht gezeigten Ventilen versehen sein können. Die Ablaufleitungen 19 enden in einem Sammelbehälter oder in einer Sammelleitung 20, von der das Kondenswasser von drei parallelgeschalteten Kondensatpumpen 21 zu nicht gezeigten Speisewasservorwärmern weitertransportiert wird. Das Kühlwasser wird durch eine Hauptleitung 22 mit Abzwe#eitungen 23 den Rohrbündeln 12 und nach Durchströmen der Rohrbündel 12 durch Ablaufleitungen 24 und eine Sammelleitung 25 einem nicht gezeigten Behälter zugeführt. Obwohl die Kühlwasserleitungen 22-25 aus Platzgründen in Fig. 2 über den Rohrbündeln 12 eingezeichnet sind, liegen sie in Wirklichkeit wie in Fig. 3 und 4 angedeutet unter den Rohrbündeln. In den Einlaufleitungen 23 und den Ablaufleitungen 24 sind normalerweise offene Sperrventile 26 bzw. 27 angeordnet. Vom Boden jedes Bassins 18 geht eine Dränageleitung 28 aus, die mit einem normalerweise geschlossenen Ventil 29 versehen ist. Die Dränageleitungen 28 laufen in einer Sammelleitung 30 mit einer Pumpe zusammen, die anfallendes Wasser zu einem nicht gezeigten Bassin

Ein Oberflächenkondensator der eingangs genannten Art ist aus der britischen Patentschrift 384 147 bekannt. Bei diesem Oberflächenkondensator werden innerhalb des Kühlrohr Systems verschiedene Abschnitte gebildet, denen jeweils eine Auffangvorrichtung für das Kondensat und eventuelles Leckwasser zugeordnet ist. Bei dieser Anordnung werden sämtliche Kühlrohre in ihrer Längsrichtung in einzelne Abschnitte unterteilt, wobei jedem Abschnitt eine darunter liegende Sammelkammer für das Kondensat zugeordnet ist. Jede der Kammern kann durch je ein Zweiwegeventil entweder mit einer Dränageleitung für verunreinigtes Wasser oder mit einer Rückleitung für reines Kondensat verbunden werden. Bei dieser bekannten Anordnung durchläuft jedes Kühlrohr jeden einzelnen Abschnitt. Dies hat den Nachteil, daß bei einem Defekt in einem der Abschnitte die gesamte Anlage stillgesetzt werden muß, da jedes Rohr Teil eines jeden Abschnittess ist.

Aus der schweizer Patentschrift 483 621 ist eine Kühleinrichtung bekannt, die mit mehreren selbständigen Kondensatoren arbeitet. Eine solche Konstruktion ist jedoch außerordentlich aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Oberflächenkondensator der "ingangs genannten Art derart konstruktiv zu ge-

daß

stalten, trareröterg: die einzelnen Teilbereiche des Kondensators unabhängig voneinander stillgesetzt werden können, ohne daß die bauliche Einheit der Gesamtanlage dadurch verlorengeht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Oberflächenkondensator der eingangs genannten Art vorgeschlagen, der dadurch gekennfi zeichnet ist, daß der Ober fläche κ kondensator in mehrere parallel arbeitende Kühlrohrgruppen aufgeteilt ist, von denen jede über einem Sammelbassin angeordnet ist, daß jede Kühlrohrgruppe eine Einlauf kammer und eine Auslauf kammer für Kühlwasser hat, daß jeder Kühlr ohr gruppe zumindest eine Ventilanordnung zuge-■ ^ä ordnet ist, mit welcher die KühlwasserVersorgung der betreffen

den Kühlrohrgruppe bei einer Kühlwasserundichtigkeit abstellbar ist, und daß das als Dampfeinlaß dienende Turbinengehäuse von dem Kondensatorgehäuse getragen wird und mit diesem eine bauliche Einheit bildet, wobei die Kühlrohrgruppen nebeneinander und im wesentlichen senkredrb zur Turbinenachse angeordnet sind.

Der Kondensator gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß Reparaturen an einzelnen Abschnitten vorgenommen werden können, ohne die Gesamtanlage stillsetzen zu müssen. Durch die er fin dungs gemässe bauliche Vereinigung des Kondensators mit der Turbine wird weiterhin der Vorteil erreicht, daß das Turbinengehäuse annähernd dieselbe niedrige Temperatur wie der Kondensator annimmt. Dadurch werden '"ie Strahlungsverluste herabgesetzt, und der Wirkungsgrad wird erhäht. Beim Auftreten einer Kühlwasserundichtigkeit kann die fehlerhafte Kühlr ohr gruppe ohne Abbau der Turbine und eine Verringerung der Tragfähigkeit des Kondensator gehäuses ausgetauscht werden.

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Die Dränage kann primär von dem Verunreinigungsgrtid und sekunaär von dem Wasserniveau im Bassin gesteuert v/erden. Ti ρ wird also die Ventilanordnung von dem Ausgangs signal eines den Verunreinigtingsgrad im Sammelbassin messenden Gerätes gesteuert. Zusätzlich kann die Yen ti !anordnung von einem Gerät sum f-Tessen des Wasserstandes im S amme 1 bass in gesteuert werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer beigefügten Zeiohmmg näher beschrieben. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Dampfturbine mit Generator und Kondensator teilweise in Schnüt,

Fig. 2 schenmtisch den Kondensator nach Fig. 1 mit Kühlwasser leitungen , Kondenswasser ic itunger. und Dränagesystern,

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Fig. 3 ein Kühlwasserrohrbündel im Vertikalschnitt und

Fig. 4 Einlauf- und Auslauföffnung für das Kühlwasser bei ainem Rohrbündel im Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3.

Die in Fig. 1 gezeigte Turbinenanlage besteht aus einem Turbinen= aggregat 1 und einem Kondensator 2. Das Turbinenaggregat 1 hat einen Hochdruckteil 3 und einen Niederdruckteil 4, die auf eine gemeinsame Welle arbeiten und einen Generator 6 antreiben. Von einem nicht gezeigten Dampferzeuger, in diesem Fall ein Direktkreissiedereaktor, wird Dampf in den Hochdruckteil 3 geleitet, wo er zwei parallelgeschaltete Axialturbinen 7 antreibt. Von diesen wird der Dampf durch kombinierte Feuchtigkeitsabscheider und Zwischenerhitzer 8 dem Niederdruckteil 4 zugeleitet, wo er acht parallelgeschaltste und paarweise angeordnete Axialturbinen 9 antreibt. Die Niederdruckturbinen 9 sind in einem gemeinsamen Turbinengehäuse 10 angeordnet, das von dem Kondensator 2 getragen wird und gleichzeitig als Dampfeinlaß zu diesem dient. Dadurch erhält das Turbinengehäuse 10 eine beinahe genau so niedrige Temperatur wie der Kondensator, so daß der Strahlungsverlust gering unö der Wirkungsgrad gro3 wird.

Der Kondensator 2 ruht auf fünf Betonfundamenten 11 und hat vier parallel und horizontal liegende Kühlwasserrohrbündel 12 (Fig. 2), die nebeneinander und quer zur Turbinenachse 5 angeordnet sind,

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einer Ablaufsammelanlage fördert, von wo es nach Aktivitätskontrolle meistens unmittelbar in die Umgebung abgelassen werden kann. In (jedem Bassin 18 ist weiter eine Kontrolleinheit 32 angeordnet. Bei Leckage vom Kühlwasser zu einem der Bassins 18, was auf mehrere Weisen festgestellt werden kann, z.B. dadurch, daß die Kontrolleinheit Organe zum Messen der Konduktivität des Wassers im Bassin enthält, sperrt die Kontrolleinheit 32 den Kühlwasserstrom durch das dazugehörige Rohrbündel 12 durch Schließen der Kühlwasserventile 26 und 27. Wenn die Kondenswasserablaufleitung 19 mit einem Ventil versehen ist, wird auch dies von der Kontrolleinheit 32 geschlossen. Ist kein solches Ventil vorhanden, liegt der Einlauf zu der Kondenswasserablaufleitung 19 über dem Einlauf zu der Dränagaleitung 28 und unmittelbar unter dem maximal zugelassenen Wasserniveau und kann als Überlauf dienen. Außerdem öffnet die Kontrolleinheit das Dränageventil 29 und startet die Dränagepumpe 31· Nach abgeschlossener Dränage wird das Ventil 29 geschlossen und die Pumpe 31 abgeschaltet. Die Kontrolleinheit kann auch einen Niveaumesser enthalten, der das Dränagesystem aktiviert, wenn sich das Bassin nach der ersten Dränage wieder füllen sollte.

Fig. 3 und 4 zeigt ein Rohrbündel 12 mit KühlWasseranschlüssen. Das Bündel enthält mehrere Rohre 33» die an ihren Enden in Rohrplatten 34 und 35 befestigt sind, von denen die eine 34 radial vergrößert ist, um das eine Ende des Rohrbündels an dem aus dem Kondensatorgehäuse herausragenden Durchführungsstutzen 17 festlegen zu können. Das andere Ende des Rohrbündels ist in axialer Richtung frei beweglich, ragt durch den zweiten Durchführungs-

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stutzen 16 heraus und ist mit einer Haube 36 versehen, die eine Umleitungskammer 37 -ür das Kühlwasser einschließt. Zwischen dem Deckel 15 und der größeren Rohrplatte 34 liegt eine Einlaufkammer 38, die durch eine vertikale Trennwand in eine Zulaufkammer und in eine Auslaufkammer unterteilt ist. Ein Einlaufstutzen 4 dient zum Anschluß an die Kühlwaseerabz>eLgung 23 und ein Auslaufstutzen 41 zum Anschluß an die Ablaufleitung 24. Das Kühlasser kann Seewasser oder Meerwasser sein, das gewöhnlich einen sehr niedrigen Reinheitsgrad hat.

Sollte in dem Kondensator aufgrund eines Rohrbruches eine Kühlwasserleckage entstehen, wird der Kühlwasserfluß in dem entsprechenden Rohrbündel und auch der normale Ablauf von Kondenswasser von dem Bassin zu den Kondensatpumpen gesperrt und das Bassin wird an ein Dränagesystem angeschlossen. Dadurch hört die Kondensation an den Rohren auf, und dem Bassin wird nur ein mehr und mehr abnehmender Leckagefluß von Kühlwasser zugeleitet. Es ist auch möglich, die Speerventile 26 und 27 im Kühlwassersystem fortzulassen, was eine billigere Konstruktion ergibt, aber höhere Pumpkosten, da bei einer solchen Ausführung die Dränagepumpe 31 nach einem Rohrbruch kontinuierlich arbeiten muß. Wenn man befürchtet, daß das Bassin bei einem Rohrbruch so weit gefüllt werden könnte, daß die GeAr des Überlaufene in ein angrenzendes Bassin besteht, kann diese Gefahr wie in Fig. 2 gezeigt durch abschirmende Zwischenwände 42 vermieden werden_r

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Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte und beschriebene Ausführungsform begrenzt, mehrere Varianten sind im Rahmen der Patentansprüche möglich. Z.B. kann der Kondensator ein rohrförmiges Gehäuse haben, das ein Rohrbtindelaggregat umgibt, das zumindest in wesentlichen den Querschnitt des Kondensatorgehäuses ausfüllt. Zumindest einige der Rohrbündel liegen über anderen Rohrbündeln, und die Bassins bestehen nicht aus dem Boden des Kondensatorgehäuses, sondern aus über dem Boden liegenden und an den Enden verschlossenen Rinnen oder Trögen. Dabei können die Bassins also in verschiedener Höhe liegen.

Claims

1 . Oberflächinkcndensetor für durch Kernenergie erzeugten und zum Antrieb einer Turbine dienenden Dampf mit mehreren Kühlr^hren in einem gemeinsamen Gehäuse, das mi"L ein-.r Einlauf öffnung für Dampf und mehreren S amme ...b as sins versehen ist. v;n denen jedes zum Auffangen des Kondensats und e."-ntue._ her susieckenden Kühlwassers für einen bestimmten Teilbereich des Kondensators dient, jedes mit einer absperr baren Rückieitung für reines Kondensat und jedes mit einem Ventil zum Anschluß an eine Dr a inier leitung für verunreir igtes Wasser versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenkondensator in mehrere parallel arbeitende Kühlrohrgruppen (12) aufgeteilt ist, von denen jede über einem Sammelbassin (18) angeordnet ist, daß jede Kühlrohr gruppe eine Einlauf kammer (40) und eine Aus lauf kammer (41) für Kühlwasser hat, daß jeder Kühlrohr gruppe zumindest eine Ventilanordnung (26, 27) zugeordnet ist, mit welcher die Kühlwasserversorgung der betreffenden Kühlrohrgruppe bei einer Kühlwasserundichtigkeit abstellbar ist, und daß das als Dampfeinlaß dienende Turbinengehäuse (10) von dem Kondensatorgehäuse (13) getragen wird und mit diesem eine bauliche Einheit bildet, wobei die Kühlro hr gruppen nebeneinander und im wesentlichen senkrecht zur Turbinenachse (5) angeordnet sind.

2. Oberflächenkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Sammelbassins (18) größer ist als der Durchmesser der Kühlrohrgruppe (12).

3. Oberfl^:ichi:..nkOndenn--.tor nach r.n:;nruch 1 oder ?, d.-duroh gekennzeichnet, daß jede Küh.irohr ^rupp? (12) durch einen Durch fü'irung ε stutze η (16, 17) a- 3 dem Kondensatorpehäuce (13) herausragt und an diesem Dur ch -'iilirurvvs stutze η mit einer •m sein: !.α äußeren Ende an ge or din..-im Rohrplatte (34, 35) befestigt ist.