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Thermische Anlage zur Ausnützung von Atomenergie
Bei Kesseln oder. thermischen Anlagen zur Ausnutzung von Atomenergie strömt das aus dem Reaktor kommende heisse Medium, dessen Energiegehalt zur Erzeugung von Dampf verwertet werden soll, durch ein im allgemeinen zylindrisches Mantelrohr mit kreisförmigem, vieleckigem oder anderem Querschnitt.
Um die Querschnittsfläche dieses Mantelrohres möglichst gut auszunützen, werden die Wasserrohre des Kessels sowie auch die Rohre von Vorwärmern und gegebenenfalls von Überhitzern u. dgl. innerhalb des Mantelrohres vorzugsweise in Längsrichtung und in symmetrischer Anordnung möglichst gleichmässig über den ganzen Querschnitt des von den heissen Gasen durchströmten Leitungsweges verteilt, so dass in dem verfügbaren Raum der bestmögliche Wärmeaustausch erreicht wird.
Bei Anlagen der erläuterten Art ist vorzugsweise in der Achse des von dem heissen Medium durchströmten Mantelrohres ein zylindrischer Schleusenschacht oder Kanal mit kreisförmigem oder vieleckigem Querschnitt vorgesehen, der gerade oder gekrümmte Seiten hat und von Rohren frei bleibt. Dieser Schleusenschacht oder Kanal hat abnehmbare Wände und. wird vom heissen Medium nicht durchströmt, vielmehr enthält er nur einen Teil. dieses Mediums in ruhendem Zustand und spart innerhalb des Mantels einen Raum aus, der ein leichteres Zusammenbauen und Zerlegen der den Kessel bildenden Elemente bzw. deren Instandhaltung ermöglicht.
Zwecks Erleichterung dieser Arbeiten sind die Rohre für Wasser und Dampf des Kessels zusammen mit zugeordneten Teilsammelrohren zu voneinander unabhängigen Gruppen oder Sektoren gruppiert, welche Baueinheiten bilden, die in bezug auf die Symmetrieachse des Kessels radial oder in bezug auf Symmetrieebenen des Kessels symmetrisch angeordnet sind. Gemäss der Erfindung sind nun die Querabmessungen der einzelnen Gruppen oder Sektoren von Rohren so gewählt, dass jede Gruppe bzw. jeder Sektor nach vorhergehender seitlicher Verschiebung und/oder Verdrehung durch den zentralen Schacht aus-bzw. einführbar ist.
Zum besseren Verständnis soll die Erfindung nachstehend unter Bezugnahme auf einige in den Zeichnungen dargestellte beispielsweise Ausführungsformen näher erläutert werden. Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil einer erfindungsgemässen Anlage mit einem zentralen Schleusenschacht im Querschnitt und Fig. 2 zeigt schematisch den in Fig. 1 dargestellten Kessel in einem Vertikalschnitt. Die Fig. 3 - 6 sind Querschnitte durch abgewandelte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Kessels mit einem zentralen Schleusenschacht, der vieleckigen Querschnitt und gerade bzw. gekrümmte Seitenwände hat.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist die erfindungsgemässe thermische Anlage ein Mantelrohr a auf, das von dem den Reaktor verlassenden heissen Medium durchströmt wird. In der Zeichnung ist ein zylindrischesMantelrohr mit einer Achse A und kreisförmigem Querschnitt veranschaulicht. In der Symmetrieachse dieses Mantelrohres ist ein Schleusenschacht oder Kanal b vorgesehen, dessen Wandung durch ein einfaches, abnehmbares Blech gebildet wird, wobei die Wasserrohre der Anlage in dem Ringraum zwischen den beiden Mantelwänden a und b montiert sind. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die vorzugsweise als Rippenrohre ausgebildeten Wasserrohre c in Längsrichtung im Sinne der Strömung des äusseren Mediums angeordnet und ihre Achsen sind längs Radialebenen des Mantelrohres a verteilt.
Die in Fig. 2 schematisch durch strichpunktierte Linien angedeuteten Wasserrohre sind an ihren Enden mit radial angeordneten Teilsammelrohren d und e verbunden : diese sind ihrerseits an ringförmige Hauptsaminelrohre f bzw. g angeschlossen, die iiinerhalb des Mantelrohres a liegen. Das Wasser wird den Wasserrohren durch eine Leitung h zugeführt, die am unteren Hauptsammelrohr g angeschlossen ist. Das aus dem oberen Hauptsammelrohr f austretende Gemisch aus Wasser und Dampf wird durch ein Rohr i in einen Behälter j
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geleitet, der vorzugsweise ausserhalb des Mantelrohres a angeordnet ist, um die Betätigung und Ablesung von zusätzlichen Einrichtungen, wie Wasserstandsanzeiger, Manometer, Ventile u. dgl., zu ermöglichen.
Zwischen dem Behälter j und dem unteren Hauptsammelrohr g ist eine Wasserrückleitung k angeordnet.
Der Dampf wird durch eine Leitung 1 den Verbrauchsstellen zugeführt. Die beschriebene Anordnung ermöglicht den Aufbau der Anlage aus Sektoren von Wasserrohren mit einem Mindestaufwand an Schweiss- arbiten beim Zusammenbau am Aufstellungsort. m Fig. 1 sind in einem Sektor des Ringraumes die Gruppen von Rohlen c und in einem andern Sektor die oberen Teilsammelrohre d veranschaulicht. Wenn eine Reihe von in einer Radialebene verteilt angeordneten und mit zwei Teilsammelrohren d und e verbundenen Rohren ausgebaut werden soll, Jann br. u-
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undmelrohren f und g anderseits zerlegt, oder durchschnitten zu werden, wonach die ganze Rohrreihe in den Raum des Schleusenschachtes b hinein verschoben werden kann, um sie zu entfernen oder zu überprüfen.
Wenn genügend Raum zur Verfügung steht, können auch gleichzeitig mehrere Rohrreihen c verschoben werden.
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Form eines Quadrates mit gekrümmten Seiten. Der Krümmungsradius der Quadratseite ist gleich dem Radius des Umfangskreises des Mantelrohres a und die Schachtwände sind abnehmbar. Die Gruppen der Rohre c sind, wie Fig. 3 zeigt, so angeordnet, dass die durch strichpunktierte Linien abgegrenzten, einen fast quadratischen Querschnitt aufweisenden Sektoren SI und S, symmetrisch bezüglich einer Symmetrieebene X-X des Kessels sind.
Gleicherweise liegen die Sektoren S und S4 an den beiden andern Seiten des Schleusenschachtes o symmetrisch bezüglich der Symmetrieebene Y-Y, Der Raum im zentralen Schleusenschacht o ist so bemessen, dass alle in einem Block zusammengefassten Rohre eines SektOrs S, S usw. zum Zwecke ihres Ausbaues durch eine seitliche Verschiebung in den Raum des zentralen Schleusenschachtes eingeführt werden können.
Zwischen den Sektoren SI'S2 usw. verbleiben Räume T mit dreieckigem Querschnitt, in welchen die Rohre in radialen oder angenähert radialen Ebenen verteilt sind ; diese Sektoren können durch eine zweifache seitliche Verschiebung, zuerst parallel zu Y-Y und anschliessend parallel zu X-X, in den zentralen Schleusenschacht o eingeführt werden, wenn vorher einer der Sektoren S1 oder S2 ausgebaut worden ist.
Bei einer andern, in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform hat der zentrale Schleusenschacht p sechseckigen Querschnitt. Die ah den Sechseckseiten gebildeten Sektoren U, U usw. haben einen im allgemeinen rechteckigen Querschnitt. Durch eine seitliche Verschiebung kann jeder Sektor U von Wasserrohren und Teilsammelrohren in den Raum des zentralen Schleusenschachtes p eingeführt werden. Die zwischen den Sektoren Ul, ! 2 usw. gelegenen Sektoren V., V usw. mit dreieckigem Querschnitt, die einen Scheitelwinkel von etwa 600 aufweisen, sind in zwei Hälften mit einem Scheitelwinkel von 300 zerlegbar, so dass sie durch Drehung und seitliche Verschiebung in den zentralen Schleusenschacht p eingeführt werden können, wenn vorher einer der rechteckigen Sektoren U, usw. ausgebaut worden ist und umgekehrt.
Bei der in Fig. 5 veranschaulichten Ausführungsform hat der zentrale Schleusenkanal q quadratischen Querschnitt und ist mit möglichst kleiner Wandfläche ausgebildet, um den im Innern des Mantelrohres a verfügbaren Raum so weit wie möglich ausnützen zu können, wobei aber trotzdem ein Ein- und Ausbau der sektorweise gruppierten Elemente des Kessels möglich ist. Die Rohre des Kessels sind nämlich entsprechend den durch strichpunktierte Linien bezeichneten Sektoren W gruppiert und die Fläche des Querschnittes jedes dieser im wesentlichen quadratischen Sektoren ist ungefähr gleich der Querschnittsfläche des Schleusenschachtes q. Von den in Fig. 5 rechts oben schematisch angedeuteten Sektoren W.-W- nehmen bestimmte Sektoren W, Ws den quadratischen Querschnitt nicht vollständig ein.
Es ist ersichtlich, dass zuerst der Sektor W, aus dem Gesamtaufbau entfernt und durch eine seitliche Verschiebung in den Schleusenscha''ht q eingeführt, werden muss ; anschliessend kann in gleicher Weise der Sektor W 1 ausgebaut werden, worauf durch zweifache seitliche Verschiebung die weiteren Sektoren W,, 4. usw. nacheinander ausgebaut werden können.
Bei der in Fig. 6 gezeigten abgeändertenAusführungsform ist der Schleusenkanal r rechteckig und die Wasserrohre sind in Gruppen Z.,Z usw. zusammengefasst, deren Querschnitt dem des Schleusenschachtes r entspricht. Die Rohrgruppen Z können so wie beim vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebaut und durch ein-oder zweifache seitliche Verschiebung parallel zu den Symmetrieebenen X-X und Y-Y des Kessels in den Raum des Schleusenschachtes r eingeführt werden.
Die Erfindung kann selbstverständlich in Einzelheiten noch abgewandelt werden.