EP0045034B1 - Device to avoid the formation of fissures on the inner side of feedwater inlet nozzles of a pressure vessel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Vermeidung von Rißbildungen an den Innenflächen von in Druckbehälter, insbesondere Kernreaktor-Druckbehälter oder Dampferzeuger, mündenden Speisewasserleitungsstutzen gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a device for avoiding the formation of cracks on the inner surfaces of feed water line nozzles opening into pressure vessels, in particular nuclear reactor pressure vessels or steam generators, according to the preamble of claim 1.

Eine solche Einrichtung ist für Dampferzeuger von Kernreaktoren durch die US-A-3661 123 bekannt.Such a device is known for steam generators of nuclear reactors from US-A-3661 123.

Wird in ein System (Behälter, Rohrleitung), das mit einem Medium erhöhter Temperatur gefüllt ist, über einen horizontalen Anschluß, also einen Speisewasserleitungsstutzen, kälteres Medium nachgespeist, so kommt es in dem horizontalen Anschlußstück zu einer Schichtung von kälterem und wärmerem Medium, wenn die Bespeisung mit im Verhältnis zur Größe des Anschlußquerschnittes geringem Mengendurchsatz, d. h. kleinen Strömungsgeschwindigkeiten, erfolgt. Dasselbe tritt ein, wenn das Medium in dem zu bespeisenden System bereits in verdampftem Zustand vorliegt. Die Schichtung kommt dadurch zustande, daß das leichtere (wärmere) Medium aufgrund seiner Auftriebskraft gegen das einzuspeisende kältere Wasser in den oberen Teil des Strömungsquerschnittes des Stutzens zurückströmen kann. Die jeweiligen Temperaturunterschiede der beiden Medien führen zu Wärmespannungen im Anschlußstutzen bzw. in der Anschlußleitung, die in der Regel bereits durch Innendruck des Systems hochbelastet sind, so daß bei ausreichend hoher Zyklenzahl der Bespeisungsvorgänge Materialermüdung und damit Rißbildung auftreten kann. Das Phänomen der Temperaturschichtung konnte durch Temperaturmessungen am Speisewasserleitungsstutzen eines Dampferzeugers für Druckwasserreaktoren nachgewiesen werden.If cooler medium is replenished in a system (container, pipeline) that is filled with an elevated temperature medium, i.e. a feed water pipe socket, the horizontal connecting piece will be stratified by colder and warmer medium if the Feeding with low throughput in relation to the size of the connection cross-section, d. H. small flow velocities. The same happens when the medium in the system to be fed is already in an evaporated state. The stratification occurs because the lighter (warmer) medium can flow back into the upper part of the flow cross-section of the nozzle due to its buoyancy against the colder water to be fed. The respective temperature differences of the two media lead to thermal stresses in the connecting piece or in the connecting line, which are usually already highly stressed by the internal pressure of the system, so that material fatigue and thus crack formation can occur with a sufficiently high number of cycles of the feeding processes. The phenomenon of temperature stratification could be demonstrated by temperature measurements on the feed water pipe socket of a steam generator for pressurized water reactors.

Bei der bekannten Einrichtung können in Teilbereichen der Speisewasserleitungsstutzen immer noch die eingangs genannten Wärmespannungsprobleme auftreten. Maßgebend dafür ist - wie gefunden wurde - eine bestimmte Bemessung des Speisewasserleitungsstutzens, und zwar seiner horizontalen Strecke An von der Druckbehälter-Innenwand bis zu den Überlaufkanten, und seines Innendurchmessers D_i, wobei das Verhältnis A_i/D_i möglichst klein sein soll.In the known device, the thermal voltage problems mentioned at the outset can still occur in partial areas of the feed water line connecting piece. Decisive for this is - as was found - a certain dimensioning of the feed water pipe socket, namely its horizontal distance An from the pressure vessel inner wall to the overflow edges, and its inside diameter D _i , whereby the ratio A _{i /} D _i should be as small as possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei schwacher Bespeisung des Speisewasserleitungsstutzens, wie sie bei Teillast- oder Null-Last-Betrieb einer Anlage vorkommt, auch unter höherer Lastwechselzahl der Bespeisungsvorgänge Materialermüdung und damit Rißbildung an den Stutzen mit Sicherheit ausgeschlossen ist. Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung des Gegenstandes des Anspruchs 1 ist im abhängigen Anspruch 2 beschrieben. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß eine Rückströmung des spezifisch leichteren Mediums im bespeisten System gegen das schwerere einzuspeisende (noch kalte) Medium verhindert ist. Durch die Erfindung sind nicht nur die insbesondere bei Null-Last- und Schwachlastbetrieb auftretenden Probleme der Wärmespannungen und Rißbildungen gelöst, sondern auch die bei An- und Abfahrbetrieb auftretenden.The invention has for its object to provide the device of the type mentioned in such a way that with weak feeding of the feed water pipe connection, as occurs in part-load or no-load operation of a system, material fatigue and thus crack formation on the load cycles even under higher load cycles Trim is excluded with certainty. According to the invention, the object is achieved by the features listed in the characterizing part of claim 1. An advantageous further development of the subject matter of claim 1 is described in dependent claim 2. The advantages achievable with the invention can be seen above all in the fact that a backflow of the specifically lighter medium in the fed system against the heavier (still cold) medium to be fed in is prevented. The invention solves not only the problems of thermal stresses and cracking that occur in particular under no-load and low-load operation, but also the problems that arise during start-up and shutdown operation.

Im folgenden wird anhand der mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung die Erfindung noch näher erläutert und die Wirkungsweise beschrieben. Darin zeigt in schematischer, vereinfachter Darstellung unter Fortlassung der für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Teile:

• Fig. 1 in einem Längsschnitt einem Dampferzeuger für Druckwasserreaktoren mit einem nach Anspruch 1 ausgebildeten Speisewasserleitungsstutzen;
• Fig. 2 die Einzelheit X aus Fig. 1 vereinfacht;
• Fig. den Schnitt nach der Linie III-III aus Fig. 2;
• Fig. 4 in entsprechender Darstellung zu Fig. 2 eine andere Ausführung der Einrichtung, die in Stutzenachsrichtung besonders flach baut;
• Fig. 5 den Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4;
• Fig. 6 eine weitere Ausführung, wobei ein Teilstück der Druckbehälterwand mitgezeichnet ist, besonders hohen Strömungsquerschnitts;
• Fig. den Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6 und
• Fig. 8 eine vierte Version mit einem abwärts führenden Zuleitungsstück und Auffangtasse sowie
• Fig. 9 eine Tabelle der dargestellten Größen An und D_i.

In the following, the invention is explained in more detail with reference to the drawing showing several exemplary embodiments and the mode of operation is described. Therein shows in a schematic, simplified representation omitting the parts not necessary for understanding the invention:

• Figure 1 is a longitudinal section of a steam generator for pressurized water reactors with a feed water pipe socket designed according to claim 1.
• Fig. 2 simplifies the detail X from Fig. 1;
• Fig. The section along the line III-III of Fig. 2;
• FIG. 4, in a representation corresponding to FIG. 2, another embodiment of the device which is particularly flat in the direction of the nozzle axis;
• 5 shows the section along the line VV of Fig. 4.
• 6 shows a further embodiment, a section of the pressure vessel wall being drawn, with a particularly high flow cross section;
• Fig. The section along the line VII-VII of Fig. 6 and
• Fig. 8 shows a fourth version with a downward lead piece and collecting cup and
• Fig. 9 is a table of the sizes An and D _{i shown} .

Der Dampferzeuger DE für Druckwasserreaktoren nach Fig. 1 (im folgenden abgekürzt als DE bezeichnet) hat ein Druckkessel-Gehäuse 1 mit einem Primärkammerbereich 1.1, einem die U-förmigen wärmetauschenden Rohre 2 aufweisenden Verdampfer-Bereich 1.2 und einen sich über einen sich konisch erweiternden Gehäuse- übergangsbereich 1.3 anschließenden Abscheiderbereich 1.4. Der in das Gehäuse 1 eingeschweißte Rohrboden 3 und die in ihn eingeschweißten und von ihm gehalterten Wärmetauscherrohre 2 trennen die Primärkammer I gasdicht von der Sekundärkammer 11. Die Primärkammer wird von einer mit dem Rohrboden 3 verschweißten Bodenkalotte 4 mit Einströmstutzen E und Ausströmstutzen A gebildet, wobei der Einströmraum e1 der Primärkammer vom Ausströmraum a1 durch eine gewölbte Trennwand 5 abgetrennt ist. Von den Rohren 2 des Rohrbündels 2' sind nur die äußeren und inneren durch Linien angedeutet; die Rohrbögen sind mit 2.1, die innere Rohrgasse ist mit 2.2 bezeichnet.The steam generator DE for pressurized water reactors according to FIG. 1 (hereinafter abbreviated as DE) has a pressure vessel housing 1 with a primary chamber region 1.1, an evaporator region 1.2 with the U-shaped heat-exchanging tubes 2 and a conically widening housing - Transition area 1.3 adjoining separator area 1.4. The tube sheet 3 welded into the housing 1 and the heat exchanger tubes 2 welded into it and held by it separate the primary chamber I from the secondary chamber 11 in a gas-tight manner. The primary chamber is formed by a base cap 4 welded to the tube sheet 3 and having an inlet connection E and an outlet connection A, whereby the inflow space e1 of the primary chamber is separated from the outflow space a1 by an arched partition 5. Of the tubes 2 of the tube bundle 2 ', only the outer and inner are indicated by lines; the pipe bends are marked 2.1, the inner pipe lane is marked 2.2.

Das im Kern des nicht dargestellten Druckwasserreaktors aufgeheizte Primärmedium (Wasser) wird mit einer Temperatur von ca. 316°C und unter einem Druck von 155 bar der Primärkammer 1 über den Einströmstutzen E zugeführt, durchströmt die wärmetauschenden Rohre 2 und wird über die Ausströmkammer a1 und den Ausströmstutzen A mit einer Temperatur von ca. 290°C zum Reaktordruckbehälter zurückgespeist.The primary medium (water) heated in the core of the pressurized water reactor, not shown is supplied to the primary chamber 1 via the inlet connection E at a temperature of approx. 316 ° C. and under a pressure of 155 bar, flows through the heat-exchanging pipes 2 and is discharged via the outlet chamber a1 and the outlet connection A at a temperature of approx. 290 ° C. fed back to the reactor pressure vessel.

Das Rohrbündel aus den wärmetauschenden Rohren 2 ist mittels axial zueinander beabstandeten Rohrhaltegittern 6 schwingungssicher gehalten; es ist von einem hohlzylindrischen Mantel 7 umgeben, welcher zusammen mit der Wand 1 einen ringförmigen Fallraum 8 bildet. Da der Mantel 7 mit Abstand a2 zum Rohrboden 3 angeordnet ist, steht der Fallraum 8 an seinem unteren Ende über die Strömungsgassen 8.1 mit dem Verdampfungsraum im Inneren des Mantels 7 strömungsmäßig in Verbindung. Der Mantel 7 ist an seinem oberen Ende durch einen Aufsatz 9 abgeschlossen, welcher an seiner Oberseite eine Batterie von Wasserabscheidern 10 trägt, in welche das Wasser-Dampf-Gemisch aus dem Verdampfungsraum II durch entsprechende Strömungskanäle eintritt. Das ausgeschleuderte Wasser, der Wasserspiegel des Umlaufwassers ist bei 11 angedeutet, wird dem Fallraum 8 direkt zugespeist. Die Ringleitung 12, welche am oberen Ende des Fallraumes angeordnet ist, dient über nicht dargestellte Öffnungen zum Einleiten des Speisewassers von einem Speisewasserleitungsstutzen 13 über eine im wesentlichen senkrecht verlaufende Verbindungsrohrleitung 14. Der aus den Wasserabscheidern 10 an deren Oberseite austretende, weitgehend entwässerte Dampf gelangt dann noch in Feinabscheider 15 und von diesen über den Frischdampfleitungsstutzen 16 des Dampfdomes 17 zu den nicht dargestellten Dampfturbinen.The tube bundle from the heat-exchanging tubes 2 is held in a vibration-proof manner by means of tube holding grids 6 spaced axially from one another; it is surrounded by a hollow cylindrical jacket 7 which, together with the wall 1, forms an annular fall space 8. Since the jacket 7 is arranged at a distance a2 from the tube sheet 3, the drop chamber 8 has a flow connection at its lower end via the flow passages 8.1 with the evaporation chamber inside the jacket 7. The jacket 7 is closed at its upper end by an attachment 9, which carries on its top a battery of water separators 10, into which the water-steam mixture from the evaporation chamber II enters through appropriate flow channels. The ejected water, the water level of the circulating water is indicated at 11, is fed directly to the drop room 8. The ring line 12, which is arranged at the upper end of the drop space, is used via openings (not shown) for introducing the feed water from a feed water line connection piece 13 via a substantially perpendicular connecting pipeline 14. The largely dewatered steam emerging from the water separators 10 on the upper side then passes still in fine separator 15 and from these via the live steam line connector 16 of the steam dome 17 to the steam turbines, not shown.

Der DE arbeitet nach dem Naturumlaufprinzip. Das Speisewasser und das abgeschiedene Wasser strömen im Fallraum 8 vermischt nach unten in den Verdampfungsraum II und steigen in diesem unter Verdampfung (Naßdampf) auf. Das Wasser-Dampf-Gemisch gelangt dann in die Grobabscheider 10 und anschließend in die Feinabscheider 15, wie bereits erläutert. Zur Einleitung des Speisewassers über den Stutzen 13 und das Verbindungsrohr 14 ist eine ganz bestimmte Strömungsführung vorgesehen, die anhand der Figuren 2 und 3 näher erläutert wird.The DE works according to the natural circulation principle. The feed water and the separated water flow mixed in the fall chamber 8 down into the evaporation chamber II and rise in this under evaporation (wet steam). The water-steam mixture then passes into the coarse separator 10 and then into the fine separator 15, as already explained. For the introduction of the feed water via the nozzle 13 and the connecting pipe 14, a very specific flow guide is provided, which is explained in more detail with reference to FIGS. 2 and 3.

Die Einleitung des Speisewassers in den Wasser-Dampf-Raum des DE erfolgt über einen im wesentlichen horizontal verlaufenden Leitungsteil 140 und einen darauf folgenden ansteigenden Leitungsteil 141, welcher als Rohrknie ausgeführt ist, bis hin zu Überlaufkanten Ü am Strömungswegende des ansteigenden Leitungsteils 141. Von dort wird das Speisewasser, siehe Strömungspfeile f1, über ein abwärts gerichtetes Leitungsstück 142 und die daran angeschlossene Einspeiseringleitung 12 (Fig. 1) dem Wasser-Dampf-Raum, d. h. in diesem Falle dem Fallraum 8 des DE, zugemischt. Der Leitungsteil 142 ist domförmig ausgebildet und umfaßt als eine Art Glocke den Leitungsteil 141. Der Leitungsteil 140 kann im Stutzen 13 (Fig. 1) nach Art eines Thermosleeverohres gehaltert sein. Durch die geschilderte Leitungsführung kann eine Rückströmung von bereits erwärmtem Speisewasser zurück in den Leitungsteil 140 nicht mehr erfolgen, welcher Lastzustand auch immer vorliegt, weil das kältere einströmende Speisewasser aufgrund seines höheren spezifischen Gewichtes den Stutzenquerschnitt erst vollständig ausfüllen muß, bevor es die höher liegenden Überlaufkanten Ü erreicht.The feed water is introduced into the water-steam space of the DE via an essentially horizontally running line part 140 and a subsequent rising line part 141, which is designed as a pipe bend, up to overflow edges Ü at the end of the flow path of the rising line part 141. From there the feed water, see flow arrows f1, via a downward line piece 142 and the feed ring line 12 connected thereto (FIG. 1) to the water-steam space, i. H. in this case, the drop room 8 of the DE, mixed. The line part 142 is dome-shaped and comprises the line part 141 as a kind of bell. The line part 140 can be held in the connection piece 13 (FIG. 1) in the manner of a thermosleeve pipe. Due to the described line routing, a return flow of already warmed feed water back into the line part 140 can no longer take place, whatever the load condition, because the colder inflowing feed water, because of its higher specific weight, first has to completely fill the nozzle cross-section before it overflows the higher overflow edges Ü reached.

Die flache, gedrängte Bauform nach Fig. 4 und Fig. 5 empfiehlt sich für Dampferzeuger oder Reaktordruckbehälter, bei denen in Stutzenachsrichtung nur wenig Raum zur Verfügung steht. Gleiche Teile tragen gleiche Bezugszeichen. Hier wird der ansteigende Leitungsteil von einer im Querschnitt rechteckigen Wanne 141' gebildet, die flach und kastenförmig ist, also einen Wasserkasten bildet, an dessen beiden Schmalseiten-Oberkanten die Überlaufkanten Ü angeordnet sind. Dieser Wasserkasten 141' wird von einem gleichfalls etwa kastenförmigen, an seiner Oberkante abgerundeten Gebilde 142 für das abwärts gerichtete Leitungsstück umgeben, das entsprechend der Innenumfangskrümmung des Druckbehälters ebenenfalls gekrümmt sein kann, und an seinem unteren Ende über ein verengtes Halsstück 143 in die Ringleitung 12 mündet.The flat, compact design according to FIGS. 4 and 5 is recommended for steam generators or reactor pressure vessels in which there is little space available in the direction of the nozzle axis. The same parts have the same reference numerals. Here, the rising line part is formed by a trough 141 'with a rectangular cross section, which is flat and box-shaped, that is to say forms a water box, on the two narrow side upper edges of which the overflow edges U are arranged. This water box 141 'is surrounded by a likewise box-shaped structure 142, rounded at its upper edge, for the downward line piece, which can also be curved in accordance with the inner circumferential curvature of the pressure vessel, and opens into the ring line 12 at its lower end via a narrowed neck piece 143 .

Die Einrichtung nach Fig. 6 und 7 ist für noch höheren Speisewasserdurchsatz bei Vollast bestimmt. Die Überlaufkanten Ü sind dabei nicht nur die oberen Seitenkanten 141.1, sondern auch die Kante 141.2 an der Längsseite des Leitungsteils 141. Demgemäß ist der Strömungsquerschnitt des abwärts gerichteten Leitungsstücks 142 größer als bei demjenigen nach Fig. 4 und 5. Außerdem ist erkennbar, daß der Innenumfang des Speisewasserleitungsstutzens 13, welcher mittels einer Ringschweißnaht 18 in die Gehäusewand 1 des DE eingeschweißt ist, mit dem als Thermosleeverohr ausgebildeten, im wesentlichen horizontal verlaufenden Leitungsteil 140 ausgefüttert ist. Dieses Thermosleeverohr kann eine übliche Ausführung oder so ausgebildet sein, wie gemäß Fig. 2 der DE-A-2 346 411.6 and 7 is intended for an even higher feed water throughput at full load. The overflow edges Ü are not only the upper side edges 141.1, but also the edge 141.2 on the long side of the line part 141. Accordingly, the flow cross section of the downward line section 142 is larger than that of FIGS. 4 and 5. In addition, it can be seen that the Inner circumference of the feed water pipe socket 13, which is welded into the housing wall 1 of the DE by means of a ring weld 18, is lined with the essentially horizontally running pipe part 140, which is designed as a thermosleeve pipe. This thermosleeve pipe can be of a conventional design or configured in accordance with FIG. 2 of DE-A-2 346 411.

In Fig. 8 ist noch dargestellt, daß an einem im wesentlichen horizontal verlaufenden Leitungsteil 140 sich über ein Bogenstück 144 zunächst ein im wesentlichen abwärts verlaufender Leitungsteil 145 anschließen kann, welcher in eine Auffangtasse 141" mündet, welche die aufsteigenden Strömungswege bis hin zu den Überlaufkanten Ü aufweist.In Fig. 8 it is also shown that an essentially horizontally extending line part 140 can be followed by a substantially downwardly extending line part 145, which opens into a collecting cup 141 ", which opens the ascending flow paths up to the overflow edges Ü has.

Wie Versuche ergeben haben, ist für die Verhinderung der Temperaturschichtung infolge einer Rückströmung von wärmerem Wasser die Einhaltung eines bestimmten Verhältnisses A_n/D_i wesentlich. Dabei bedeutet An den horizontalen Abstand der Druckbehälter-Innenwand 1i von der durch den Schwerpunkt der von den Überlaufkanten Ü aufgespannten Querschnittsfläche F_ü verlaufenden Mittellinie M_ü. D; bedeutet den Innendurchmesser der in den Druckbehälter DE mündenden Speisewasserleitung 140. Das genannte Verhältnis A_n/D; soll möglichst klein bemessen sein und liegt hierzu in den Grenzen zwischen 0,5 und 2.As tests have shown, it is essential for the prevention of temperature stratification due to a backflow of warmer water that a certain ratio A _n / D _i is maintained. An means the horizontal distance of the pressure vessel inner wall 1i from the center line M _ü running through the center of gravity of the cross-sectional area F _ü spanned by the overflow edges Ü. D; means the inside diameter of the feed water line 140 opening into the pressure vessel DE. The stated ratio A _{n /} D; should be as small as possible and is within the limits between 0.5 and 2.

In Figuren 2 und 3 sind die Druckbehälter-Innenwand 1 gestrichelt und die Mittellinie M_ü strichpunktiert eingezeichnet, ferner sind die Maßlinien für den Abstand A_n=A₁ und den Innendurchmesser D; eingetragen. Aus der Tabelle gemäß Fig.9 ergibt sich für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3 A₁ =4,70, D_i=3,70 und demgemäß A_n/D_i = 1,27.In Figures 2 and 3, the pressure vessel inner wall 1 is dashed and the center line M _{u is shown in} dash-dot lines, and the dimension lines for the distance A _n = A ₁ and the inner diameter D; registered. For the exemplary embodiment according to FIGS. 2 and 3, the table according to FIG. 9 shows A ₁ = 4.70, D _i = 3.70 and accordingly A _{n /} D _i = 1.27.

Noch günstigere Werte für das Verhältnis A_n/D_i ergeben sich für die Ausführungsbeispiele nach Fig. 4, 5 und Fig. 6, 7. Bei einer vergleichenden Betrachtung von Fig. 4 und der Tabelle nach Fig.9 ergibt sich ein Wert A₂=2,15, ein Wert D_i=3,55 und demgemäß ein Verhältniswert A_n/D_i=0,61. Dieser günstige Wert ergibt sich aufgrund der gedrängten, flachen Bauweise der Rohrleitungsteile 141', 142. Entsprechend günstige Werte ergeben sich für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 und 7 mit A₃=1,50, D_i=2,50 und A_n/D_i=0,60.Even more favorable values for the ratio A _n / D _i result for the exemplary embodiments according to FIGS. 4, 5 and 6, 7. When comparing FIG. 4 and the table according to FIG. 9, a value A ₂ results = 2.15, a value D _i = 3.55 and accordingly a ratio value A _n / D _i = 0.61. This favorable value results from the compact, flat design of the pipeline parts 141 ', 142. Correspondingly favorable values result for the exemplary embodiment according to FIGS. 6 and 7 with A ₃ = 1.50, D _i = 2.50 and A _n / D _i = 0.60.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 zeigt in Verbindung mit Fig. 9, daß dort das Verhältnis A_n/D_i sich im Bereich des oberen Grenzwertes von 2 bewegt. Als Vorteil dieses Beispiels sind der relativ hohe Druchflußquerschnitt und die zylindersymmetrische Form zu erwähnen, welch letztere im übrigen auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3 gegeben ist. Allgemein läßt sich sagen, daß zylindersymmetrische Formen eine höhere Druckbeanspruchung gestatten; kastenförmige Querschnitte liegen dagegen bei gegebener Wandstärke in der Druckfestigkeit niedriger, dafür ist aber die Erstreckung in Richtung An niedriger. Als besonders günstige Ausführung kann man deshalb das Beispiel nach Fig. 1 bis 3 ansehen, wo ein relativ niedriger Verhältniswert A_n/D_i von 1,27 verwirklicht und trotzdem eine relativ hohe Druckfestigkeit bei ausreichendem Strömungsquerschnitt gegeben sind. Im Vergleich dazu kann man die übrigen Ausführungsbeispiele als Sonderbauformen ansehen, bei denen entweder der Verhältniswert A_n/D_i besonders niedrig gehalten ist (Fig. 4 bis 7) oder der Strömungsquerschnitt im Uberlaufbereich besonders groß ist (Fig. 8).The embodiment according to FIG. 8 shows in connection with FIG. 9 that the ratio A _n / D _i is in the range of the upper limit value of 2. An advantage of this example is the relatively high flow cross-section and the cylindrical symmetrical shape, the latter of which is also given in the exemplary embodiment according to FIGS. 2 and 3. In general it can be said that cylindrical symmetrical forms allow a higher pressure load; box-shaped cross sections, on the other hand, are lower in the compressive strength for a given wall thickness, but the extension in the direction An is lower. 1 to 3, where a relatively low ratio A _n / D _i of 1.27 is achieved and a relatively high compressive strength with a sufficient flow cross-section are given. In comparison, the other exemplary embodiments can be regarded as special designs in which either the ratio A _n / D _i is kept particularly low (FIGS. 4 to 7) or the flow cross section in the overflow area is particularly large (FIG. 8).

Insgesamt kann man durch die Erfindung im Verhältnis zum Leitungsquerschnitt kurze Strömungswege bis zu den Überlaufkanten Ü erreichen, so daß das Speisewasser keine Gelegenheit hat, sich auf dem Weg bis zu den Überlaufkanten merklich aufzuwärmen. Der Aufwärmung wirkt der Mengenstrom des Speisewassers entgegen, der durch die im Nenner des Verhältnisses stehende Größe D_i charackterisiert ist. Durch die Erfindung ist es auf verhältnismäßig einfache Weise ermöglicht, den Weg und damit die Verweilzeit des Speisewassers bei im Verhältnis zum Strömungsquerschnitt geringem Mengendurchsatz auf dem Wege des Speisewassers bis zu den Überlaufkanten so klein zu machen, daß eine schädliche Aufwärmung und damit die Folgeerscheinungen einer Temperaturschichtung und einer Zirkulationsströmung bis hin zum Speisewasserstutzen vermieden sind.Overall, short flow paths up to the overflow edges Ü can be achieved by the invention in relation to the line cross section, so that the feed water has no opportunity to warm up appreciably on the way to the overflow edges. The warming is counteracted by the volume flow of the feed water, which is characterized by the value D _i , which is the denominator of the ratio. The invention makes it possible in a relatively simple manner to make the path and thus the dwell time of the feed water, with a small throughput in relation to the flow cross-section, on the way of the feed water to the overflow edges so small that harmful heating and thus the consequences of temperature stratification and a circulation flow up to the feed water nozzle are avoided.

In der Tabelle nach Fig. 9 sind für A_n und D_i die cm-Werte zugrundegelegt, wie man sie aus der etwa maßstabsgetreuen Zeichnung abgreifen kann. Um eine Vorstellung von praktikablen Abmessungen in natürlicher Größe zu erhalten, muß man wissen, daß der Druckbehälter des Dampferzeugers DE nach Fig. 1 in seinem Abscheiderbereich 1.4 (Dampfdom) einen Außendurchmesser von etwa 4800 mm hat, so daß sich daraus für die in der Vergrößerung nach Fig. 2 und 3 eingetragenen Größen A, und D_i Werte von ca. 500 mm bzw. 400 mm ergeben. Entsprechendes gilt dann für die natürlichen Größen der A_µ- und D_j-Werte der übrigen Figuren. Der in Fig. 1 dargestellte Dampferzeuger dient z. B. zusammen mit drei weiteren Dampferzeugern in 4-Loop-Anordnung zur Erzeugung des Arbeitsdampfes in einem 1200-MW_el-Druckwasser-Kernkraftwerk.The table according to FIG. 9 is based on the cm values for A _n and D _i , as can be seen from the approximately true-to-scale drawing. In order to get an idea of practical dimensions in natural size, one must know that the pressure vessel of the steam generator DE according to FIG. 1 has an outer diameter of approximately 4800 mm in its separator area 1.4 (steam dome), so that it can be used for enlargement 2 and 3 entered sizes A, and D _{i give} values of about 500 mm and 400 mm, respectively. The same applies to the natural sizes of the A _µ and D _j values of the other figures. The steam generator shown in Fig. 1 serves z. B. together with three other steam generators in a 4-loop arrangement to generate the working steam in a 1200 MW _el pressurized water nuclear power plant.

Claims (2)

1. An arrangement for avoiding the formation of cracks at the inner surfaces of feed water piping end pieces opening into pressure containers, in particular nuclear reactor pressure containers, or steam generators, in which the introduction of the feed water into the water- steam-space of the pressure container is effected through a piping section (140), which runs essentially horizontally, and a succeeding rising piping section (141), up to overflow edges (U) at the end of the flow path of the rising piping section, from where the feed water is admixed with the liquid medium to be evaporated in the pressure container (DE), by way of a downwardly directed piping section (142) and if necessary by means of an annular feed pipe (12) connected thereto, characterised in that the ratio A_n/D_i lies in the range of from 0.5 to 2, so that a temperature stratification as a result of a return flow of warm water in the feed water piping end piece is avoided, where

A_n represents the horizontal distance of the inner wall of the pressure container from the central line (M_ü) running through the central point od the cross-sectional area (Fü) defined by the overflow edges (Ü), and

D; represents the internal diameter of the feed water piping section (140) opening into the pressure container.

2. An arrangement according to Claim 1, characterised in that the ratio A_n/D_i ist from 0.6 to 1.5.

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