Wärmeabfuhr-Vorrichtung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärme abfuhr-Vorrichtung für einen gasgekühlten Wärme erzeuger, z. B. für einen Kernreaktor.
Die erfindungsgemässe Wärmeabfuhr-Vorrichtung besitzt einen Wärmeaustauscher und zeichnet sich dadurch aus, dass zwei koaxial ineinander liegende Leitungen von dem Wärmeerzeuger nach dem Wärmeaustauscher und zurück führen, dass in der inneren Leitung eine Gasturbine mit Laufschaufeln und Leitschaufeln liegt, welche durch das vom Wärmeerzeuger nach dem Wärmeaustauscher strö mende Gas antreibbar ist, und dass in der äusseren,
von dem nach dem Wärmeerzeuger zurückströmen den Gas durchflossenen Leitung ein Mantelstrom- verdichter koaxial zu der Turbine liegt, welcher durch die Turbine angetrieben ist, um das Gas vor dem Wiedereintritt in den Wärmeerzeuger zu verdichten.
Es gibt verschiedene Vorschläge für Wärmeab- fuhr-Vorrichtungen bei Kernreaktoren und ähnlichen Wärmequellen. Eine bekannte Vorrichtung ist in der britischen Patentschrift Nr. 799 212 beschrieben. Es sind dort verschiedene Grundprinzipien für Wärme abfuhr-Vorrichtungen dargelegt, es fehlt aber der Vorschlag einer frei umlaufenden konzentrischen Turbinen-Verdichter-Baugruppe. Auch sind dort keine Angaben gemacht über Zusatzgeräte für das Anlassen einer Turbinen-Verdichter-Baugruppe.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sind die Laufschaufeln der Turbinen und des Verdichters auf einem einzigen Läufer angebracht.
Die Turbine und der zu ihr konzentrische Ver dichter sind vorzugsweise von einem Traggehäuse umschlossen, in welchem die Turbinen- und Ver- dichter-Leitschaufeln befestigt sind. Um die Rei bung des Läufers auf ein Minimum herabzusetzen, kann er in Gaslagern gelagert sein.
Wenn die Turbinen-Laufschaufeln und die Ver- dichter-Laufschaufeln in Form einer einzigen Schau fel hergestellt sind; so ist es zweckmässig, dass die Laufschaufeln einen an dem Läufer befestigten Tur binenabschnitt aufweisen, welcher im Strömungsweg des durch die innere Leitung fliessenden Gases liegt, und dass sich am äusseren Ende des Turbinen abschnittes eine Plattform befindet, welche zusam men mit angrenzenden Plattformen benachbarter Schaufeln einen Wandteil der inneren Leitung bildet, und dass von der Plattform ein Verdichterabschnitt ausgeht,
welcher im Strömungsweg des durch die äussere Leitung nach dem Wärmeerzeuger zurückflie ssenden Gasstroms liegt.
Wenn auch die Turbinen- und die Verdichter- Leitschaufeln in einem Stück hergestellt sind, so ist es zweckmässig, dass die Leitschaufeln einen vom Trägergehäuse ausgehenden Verdichterabschnitt um fassen, welcher im .Strömungsweg des durch die äussere Leitung strömenden abgekühlten Gases liegt, dass eine Plattform am Ende dieses Verdichterab- schnittes ausgebildet ist, welche sich in axialer Rich tung an benachbarte Plattformen der Läuferschau feln anschliesst, und dass von der Plattform ein Tur binenabschnitt ausgeht, welcher im Bereich der inne ren, von dem heissen Gasstrom durchflossenen Lei tung liegt.
An dem hochdruckseitigen Ausgang des Ver dichters kann sich ein Diffusor anschliessen. Zweck mässig ist im Bereich dieses Diffusors die Trennwand zwischen der inneren und der äusseren Leitung durch brochen, derart, dass ein Teil des durch den Diffusor strömenden, abgekühlten Gases, vorzugsweise das an der inneren Begrenzungsfläche der äusseren Lei tung strömende Gas, in den inneren Gaskanal über tritt.
Um die Vorrichtung in Betrieb nehmen zu kön nen und um bei Störung in der Turbinen-Verdichter- Baugruppe eine Notkühlung zur Verfügung zu haben, kann die äussere Leitung zwischen dem Reaktor und dem Wärmeaustauscher durch eine Leitung kurz- schliessbar sein; in dieser Leitung kann eine Anlasser- Umwälzvorrichtung liegen.
Die beiliegenden Figuren erläutern anhand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung. Es stellen dar: Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemässe Wärme abfuhr-Vorrichtung mit einem frei laufenden Turbo- Umwälzer, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den frei laufenden Turbo-Umwälzer der Wärmeabfuhr-Vorrichtung ge mäss Fig. 1, Fig.3 eine vergrösserte perspektivische Teilan sicht von Turbinen und Verdichterschaufeln,
welche eine Stufe des frei laufenden Turbo-Umwälzers bil den, Fig.4 eine Teilansicht der Turbinen und Ver- dichterschaufeln des Läufers und des Stators im Be reich einer zwischen Turbinenschaufelbereich und Verdichterschaufelbereich ausgebildeten Plattform.
In Fig. 1 ist eine Wärmeabfuhr-Vorrichtung dar gestellt. Ein gasförmiges Kühlmittel, welche beim Durchgang durch den Kern 12 eines Reaktors 11 erhitzt wird, wird bei dieser Wärmeabfuhr-Vorrich- tung durch eine Turbine 14 hindurchgeleitet und anschliessend durch einen Wärmeaustauscher 17, in dem im wesentlichen die gesamte Wärmeabgabe des Reaktors zur Erzeugung von nutzbarer Energie ver wendet wird.
Anschliessend wird das Kühlmittel durch einen Verdichter 21 geleitet und auf so hohen Druck gebracht, dass der für den Reaktor notwendige Durchsatz an Kühlmittel aufrechterhalten wird. Der Verdichter 21 ist konzentrisch zur Turbine 14 zu einem Mantelstrqmverdichter ausgebildet und wird gemeinsam mit der Turbine 14 angetrieben. Die Turbine und der konzentrisch zu ihr angeordnete Mantelstromverdichter sind aus einem einzigen Lauf schaufelsystem und einem einzigen Leitschaufelsy- stem aufgebaut, welche keines äusseren Antriebs be dürfen.
Eine einzige Welle, welche in Gaslagern gelagert ist, bildet zusammen mit dem Läufer den einzigen rotierenden Teil des Turbo-Umwälzers; da keine äusseren Antriebe vorhanden sind, spricht man von einem frei laufenden Turbo-Umwälzer.
Die Wärmeabfuhr-Vorrichtung besitzt - wie aus den Figuren ersichtlich - einen Heissgaskanal 10, durch welchen das aus einem Reaktor 11 - besser gesagt aus dem zugehörigen Reaktorkern 12 - kom mende, erhitzte, gasförmige Kühlmittel über ein Ab sperrventil 13 einer Turbine 14 zugeführt wird. Die Turbine 14 ist der eine Teil einer frei laufenden Tur- binen-Verdichter-Baugruppe 16, welche im folgenden als Turbo-Umwälzer bezeichnet wird.
Die durch die Turbine 14 hindurch tretenden heissen Gase treffen zunächst auf die Leitschaufeln auf und werden an diesen so abgelenkt, dass sie beim nachfolgenden Auftreffen auf die Laufschaufeln diese in Rotation versetzen.
Anschliessend an den Durchgang durch die Tur bine 14 tritt das Gas durch einen Wärmeaustauscher 17 und durch ein Paar Rückschlagventile 18 in einen weiteren Kühlmittelkanal 19. In einem Sekundär- kreislauf 20 des Wärmeaustauschers wird auf ein sekundäres Strömungsmittel Wärme übertragen.
Der Kanal 19 ist konzentrisch zum Kanal 10 angeordnet; durch diesen Kanal 19 wird das aus dem Wärmeaustauscher kommende Gas einem Ver dichter 21 zugeführt, der den anderen Teil des Turbo-Umwälzers 16 darstellt.
Die Laufschaufeln und Leitschaufeln (Fig. 3) der Turbinen- und Ver- dichter-Baugruppe sind so ausgebildet, dass durch die heissen Gase aus dem Reaktorkern im Turbinen teil der Baugruppe der Läufer in Drehung versetzt wird, während im Verdichterteil die nach dem Reak tor zurückkehrenden Gase so weit verdichtet werden, dass die erforderliche Kühlmittel-Umwälzung in dem Reaktor aufrechterhalten wird. Anschliessend an seine Verdichtung wird das gekühlte Gas durch den Kanal 19 weiter dem Reaktorkern 12 zugeleitet, um dessen Kühlung zu bewirken.
Die Inbetriebnahme des Systems erfolgt mit Hilfe eines Zusatzgeräts 22, das sowohl als Anlasser, als auch als Notkühler dient. Dieses Zusatzgerät ist zwischen dem Reaktor und dem Wärmeaustauscher angeschlossen durch Leitungen 23 und 24. Das Zu satzgerät liegt also parallel zu dem Turbo-Umwälzer 16 und kann durch ein Paar Ventile 26 und 27 in das Wärmeabfuhr-System eingeschaltet werden.
Die Einschaltung erfolgt beim Anlassen des Turbo-Um- wälzers oder dann, wenn der Turbo-Umwälzer aus irgendeinem Grund ausfallen sollte.
In Fig. 2 erkennt man im einzelnen den konzen trischen Aufbau der Kanäle 10 und 19, den Aufbau des Turbo-Umwälzers 16 und weitere Merkmale der Wärmeabfuhr-Vorrichtung. Der heisse, aus dem Reaktorkern kommende, gasführende Kanal 10 schliesst ein torpedoförmiges Gehäuse 31 ein, welches an hohlen .Streben 32 befestigt ist. Die Streben 32 sind ihrerseits an der Wand des das kühle Gas füh renden Kanals 19 befestigt.
Das torpedoförmige Ge häuse 31 ist auf seiner Innenseite mit einem thermisch isolierenden Überzug 31a, etwa aus Aluminium folie, belegt; sie nimmt eine Hohlwelle 33 auf, welche entweder hydrostatisch oder hydrodynamisch gasge lagert sein kann. Zu diesem Zweck sind nächst den beiderseitigen Enden Gaslager 34 angebracht. Die hydrodynamisch wirkenden Gaslager umfassen Trag konstruktionen 34a und Lagerhülsen 34b, welche auf Grund von Viskositätserscheinungen einen die Wellen tragenden Druck erzeugen. Selbstverständlich könnten auch hydrostatisch wirkende Gaslager ver wendet werden; ihnen könnte der nötige Gasdruck von einer äusseren Gasquelle aus zugeführt werden.
Innerhalb des torpedoförmigen Gehäuses 31 ist nächst dessen rückwärtigem, spitz zulaufenden Ende ein Körper 36 untergebracht; dieser trägt ein doppelt wirkendes Druckgaslager 37, welches eine Axial verschiebung der Welle 33 und etwaigen unerwünsch ten Rückwärtsschub verhindert.
Ferner ist die axiale Festlegung der Welle 33 durch eine Druckausgleichs- Vorrichtung in Form einer Labyrinthdichtung übli cher Bauart vorgesehen; diese Labyrinthdichtung ist mit der Bezugsziffer 40 bezeichnet; sie ist an der in Strömungsrichtung der heissen Gase vordersten Läu ferscheibe von mehreren, auf der Hohlwelle befe stigten Läuferscheiben 41 angebracht und von einer Vielzahl von Ringscheiben gebildet, die in einem Ausschnitt dieser vordersten der Läuferscheiben 41 untergebracht sind.
Die auf der vordersten Läufer scheibe angeordneten Ringscheiben arbeiten mit einer Vielzahl von entsprechenden Ringscheiben 45a zu sammen, welche an einem von mehreren Leitschau- felkränzen 45 angebracht sind. Die an der vordersten Läuferscheibe und an einem in der gleichen Radial- ebene liegenden Leitschaufelkranz angebrachten Ringscheiben zusammen bilden eine Labyrinthdich- tung am Eingang des Turbinenteils des Turbo-Um- wälzers. Der Aufbau, das heisst, insbesondere der Durchmesser der Labyrinthdichtung,
ist so bemessen, dass die Belastung des Drucklagers 37 auf ein Mini mum reduziert ist; dies wird dadurch erreicht, dass die Differenz zwischen dem auf die Turbinen und die Verdichter-Leitschaufeln durch das Kühlmittel aus geübten axialen Schub möglichst kompensiert wird.
Wie in Fig.3 dargestellt, ist der Durchmesser der Läuferscheiben 41 gleich dem Durchmesser der Aussenoberfläche des torpedoförmigen Gehäuses 31; die radial äusseren Ränder der Läuferscheiben 41 bilden die Fortsetzung des torpedoförmigen Gehäu ses. Eine Vielzahl von Laufschaufeln 42 ist an jeder Läuferscheibe 41 befestigt, und zwar auf einem mit Nuten und Zungen versehenen Umfangsabschnitt 41a dieser Läuferscheibe. Jede Laufschaufel 42 geht in im allgemeinen radialer Richtung von der zuge hörigen Läuferscheibe aus. An jeder der Laufschau feln 42 ist eine ebenfalls mit Nuten und Zungen aus gerüstete Wurzel 42a angeformt, welche mit den Zungen und Nuten des Umfangsabschnittes 41a der Läuferscheibe 41 zusammenwirkt.
Die Wurzeln 42a und die Umfangsabschnitte 41a der Läuferscheiben 41 bilden zusammen einen Teil der Begrenzungswand des torpedoförmigen Ge häuses 31. An mittleren Stellen der Laufschaufeln sind Plattformen 43 ausgebildet; die Plattformen der einzelnen Läuferschaufeln ergänzen sich so, dass sie den die heissen Gase führenden Gaskanal 10 schlie ssen helfen.
Von einer Tragkonstruktion 44, welche einen Teil des Aussenmantels des Kanals 19 bildet, gehen Leitschaufeln 45 aus. Jede der Leitschaufeln umfasst einen Verdichter-Leitschaufelabschnitt 46 und eine Leitschaufel-Plattform 47. Die Leitschaufel-Platt- formen 47 schliessen sich an die Laufschaufelplatt- formen 43 an. Die Plattformen 43 und 47 der Lauf schaufeln bzw. Leitschaufeln sind so bemessen, dass der Durchtritt des Gases zwischen den konzentrisch angeordneten Verdichter- und Turbinenteilen mini mal ist.
Von den Plattformen 43 und 47 aus erstrek- ken sich Verdichter-Laufschaufelabschnitte 48 bzw. Turbinen-Leitschaufelabschnitte 49. Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, sind diese Verdichter-Laufschaufel- abschnitte 48 und diese Turbinen-Leitschaufelab- schnitte 49 mit ihren Enden so weit von der Trag konstruktion 44 bzw.
den Läuferscheiben 41 ent fernt, dass eine freie, unbehinderte Drehung der Läu ferschaufeln und mit ihnen der zugehörigen Platt formen relativ zu den Leitschaufeln und den zuge hörigen Plattformen möglich ist. Jedoch sind die Spalte zwischen den relativ zueinander bewegten Teilen so klein gewählt, dass minimale Schaufel spitzenverluste eintreten.
Wie aus Fig. 3 und 4 weiter zu ersehen, sind bei dem Turbo-Umwälzer 16 die aneinander angrenzen den Laufschaufel- und Leitschaufel-Plattformen in annähernd gleitender Berührung angebracht. Es ist deshalb bei Rotation der Laufschaufeln 42 mit der Welle 33 ein Übertritt der Gase zwischen dem Ver- dichterteil und dem Turbinenteil im allgemeinen nicht möglich.
Die Eigenschaften der erfindungsgemässen Wärme abfuhr-Vorrichtung mit konzentrischem Turbo-Um- wälzer in Kombination mit dem Zusatzgerät und dem Kühler ergibt sich am besten aus der nun folgenden Betrachtung der Betriebsweise.
Wenn man den gasgekühlten Reaktor 11 in Be trieb setzen will, so leitet man zunächst eine Um wälzung des gasförmigen Kühlmittels durch den Reaktorkern ein. Es werden zu diesem Zweck die Ventile 26 und 27 (Fig. 1) geöffnet; das als Anlasser und Notkühler wirkende Zusatzgerät 22 wird einge schaltet. Ein Gebläse 22a des Zusatzgeräts 22 be ginnt Kühlmittel durch den Reaktorkern zu drücken, so dass dieser nunmehr in Betrieb genommen werden kann.
Das gasförmige Kühlmittel gelangt nach seinem Durchtritt durch den Reaktorkern in die Leitung 10 und durchströmt das Absperrventil 13, welches kon zentrisch zu dem Kanal 10 ausgebildet ist, so dass es den Durchgang von gasförmigem Kühlmittel durch einen oder beide der Kanäle 10 und 19 regeln kann. Ausserdem dient das Absperrventil 13 im geschlosse nen Zustand dazu, den Turbo-Umwälzer von dem Reaktor zu trennen.
Wenn das Absperrventil 13 ge schlossen ist, ist der Zugang zu dem Turbo-Um- wälzer möglich, ohne dass eine Gefährdung besteht, da keine Spaltprodukte mit sich führenden Gase durch die vom Reaktor zum Turbo-Umwälzer füh renden Kanäle strömen können.
Die durch das Absperrventil 13 strömenden Gase treten in den Turbinenteil 14 des Turbo-Umwälzers 16 ein; der Turbo-Umwälzer wird in Drehung ver setzt; die Drehung der Welle 33 ist frei und unbe hindert dank der Gaslager 34, welche die Reibungs verluste stark herabsetzen.
Das aus der Turbine 14 austretende heisse Gas wird sodann durch den Wärmeaustauscher 17 gelei- tet und strömt durch das Ventil 26, die Leitung 23, das Gebläse des Zusatzgerätes 22, das Ventil 27 und die Leitung 24 zurück nach dem Reaktorkern. Das Gebläse 22a hält also zunächst die Zirkulation durch den Reaktorkern aufrecht. Wenn der Turbo-Umwäl- zer eine so hohe Drehzahl erreicht hat, dass die in ihm eintretende Verdichtung ausreicht, um den Kreislauf selbständig zu unterhalten, wird kein äusserer Antrieb mehr benötigt, der Anlasser kann dann abgestellt werden und die Ventile 26 und 27 werden geschlossen.
Es wird hier ein zusätzliches Umwälzgerät ver wendet, welches neben seiner Anlasserfunktion auch als Notkühler eingesetzt werden kann; es sind da neben aber auch zahlreiche andere elektrische und oder mechanische Anlasser zusammen mit dem Turbo-Umwälzer verwendbar.
Der vom Turbo-Um- wälzer getrennte Anlasser 22 hat allerdings den Vorteil, dass unnötige bewegte Teile in dem Turbo- Umwälzer vermieden sind, das heisst, dass dort nur die Läuferscheiben, die Laufschaufeln und die Welle bewegt sind.
Die aus der Turbine kommenden heissen Gase strömen sodann durch den Wärmeaustauscher und anschliessend durch die Rückschlagventile 18 nach dem Kanal 19. Weiter strömt das Kühlmittel durch den Verdichter 16, welcher unmittelbar durch die Turbine 14 angetrieben ist. Der Durchgang des Ga ses durch den Verdichter 16 bewirkt eine Verdich tung, die notwendig ist, um die Kühlmittel-Zirkula- tion durch den Reaktor ,aufrechtzuerhalten.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird ein Teil des ver dichteten Kühlmittels nach dem Austritt aus dem Verdichter von dem Kanal 19 abgezapft und durch eine Leitung 51 einem Kühler 52 zugeleitet. Das hier gekühlte Gas wird anschliessend in das torpedo- förmige Gehäuse 31 durch eine Leitung 52a und die hohlen Streben 32 eingeleitet, und zwar in der Ge gend der Lager und der Läuferscheiben 4,1.
Das Kühlmittel tritt aus dem torpedoförmigen Gehäuse 31 durch die Zwischenräume zwischen auf einanderfolgenden Läuferscheiben 41 wieder aus und kehrt in den durch den Turbinenteil strömenden heissen Gasstrom zurück. Zusätzliche innere Küh lung des isolierten Gehäuses 31 kann durch Wasser zuführung erfolgen. Dies ist im allgemeinen jedoch nicht erforderlich.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, trifft das heisse Gas auf den vorderen Teil des torpedoförmigen Gehäuses 31 auf und wird an den hohlen Streben 32 vorbeigeleitet, so dass es auf die Leitschaufeln 49 trifft, welche von der Tragkonstruktion 44 aus radial nach innen ge richtet sind. Das Gas, welches nach einer bevorzug ten Ausführungsform der Erfindung Helium ist, wird also gegen die Turbinen-Laufschaufeln der ersten Turbinenstufe und der folgenden Stufen gerichtet, so dass diese Turbinen-Laufschaufeln mit der Welle 33 als eine Einheit rotieren.
Infolge des hohlen Auf baus der Welle 33 ist sichergestellt, dass der Druck an den einzelnen Läuferscheiben 41 im wesentlichen ausgeglichen ist; dadurch ist die Schubbelastung der Turbine vermindert. Infolge des Zusammenbaus von Turbinen- und Verdichter-Laufschaufeln, die an der Stelle der Laufschaufel-Plattformen 43 aneinander anschliessen, werden die Verdichter-Laufschaufeln mit der Turbine mitgedreht und bewirken Verdich tung des gekühlten Gases anschliessend an dessen Durchtritt durch den Wärmeaustauscher 17.
Das aus dem Verdichter 21 austretende gekühlte Gas tritt in einen Diffusor 21a ein, welcher durch die Wandungen der konzentrischen Kanäle 10 und 19 definiert äst. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist in der Wand des Kanals 10, welche einen Teil des Diffusors bildet, eine Reihe von Abflusslöchern vorgesehen. Infolge des zwischen den beiden Kanälen herrschen den Druckunterschieds bewirken diese Abflusslöcher, dass ein Teil der energiearmen gekühlten Gasschicht, welche sich längs der Wandung des Verdichter-Aus- trittskanals anzusammeln sucht, abgezogen wird.
Dank dieser Abflusslöcher, von denen mehrere Rei hen zwischen dem Verdichterausgang und dem Ab sperrventil 13 vorgesehen sein können, ist die Gefahr eines Abreissens der Strömung, die an dieser Stelle an sich besteht, vermindert.
Bei einer praktischen Ausführungsform der Er findung wurde die Wärmeabfuhr-Vorrichtung in Ver bindung mit einem Kernreaktor 11 verwendet; dabei ergab die Kühlmittelströmung durch die fünfstufige Turbine eine Turbinendrehzahl von annähernd 6300 Umdrehungen. Eine solche Drehzahl lässt sich bei einem Turbo-Umwälzer sehr wohl beherrschen, wenn dieser unter Berücksichtigung der rechnerisch zur ermittelnden aerodynamischen Belastungen an den einzelnen Läuferteilen ausgelegt ist. Die Laufschau feln und die Leitschaufeln sind vorzugsweise aus einem hoch temperaturbeständigen Legierungsstahl hoher Kriechfestigkeit hergestellt.
Durch die Ver wendung eines inerten Gases, wie Helium, als Kühl mittel werden ferner Oxydation und andere che mische Reaktionsprobleme ausgeschlossen, die bei hohen Temperaturen sonst auftreten könnten.
Das aus dem Reaktor 12 kommende erhitzte Kühlmittel besitzt eine Temperatur von annähernd 800 C; die an den Schaufeln auftretenden grössten Spannungen liegen bei 950 kg/cm2, und zwar tre ten diese Spannungen an den Schaufelwurzeln auf. Die Spannungen in den Schaufeln lassen sich aus der maximal vorkommenden axialen Geschwindigkeit des Helium-Kühlmittels errechnen, welche annähernd 240 m/sek beim Durchgang des Kühlmittels durch den Verdichter 21 und beim Eintritt in den Diffusor beträgt.
Annähernd 140 Schaufeln sind sowohl im Ver dichter- als auch im Turbinenteil verwendet. Die Schaufelhöhe beträgt für den Verdichterteil etwa 3,8 cm, für den Turbinenteil 8,3 cm. Der gesamte Turbo-Umwälzer besitzt einen Durchmesser von an nähernd 90 cm und eine Länge von annähernd 3,60 m, gemessen vom Ende des torpedoförmigen Gehäuses 31 bis zum Ende des Diffusorabschnittes <I>21 a.</I>
Die gesamte Wärmeabfuhr-Vorrichtung für einen 150-MW-Reaktor benötigt vier solche Turbo-Um- wälzer, um eine ausreichende Kühlung und Wärmeab fuhr sicherzustellen. Die einzelnen Turbo-Umwälzer werden dabei parallel geschaltet, und das aus dem Reaktorkern kommende Gas wird gleichmässig auf die einzelnen Turbo-Umwälzer verteilt.
Der Druck des Kühlmittels am Ausgang aus dem Reaktor ist annähernd 20,3 at, die Temperatur an nähernd 800 C. Beim Durchgang durch die Turbine ergibt sich ein Druckabfall von annähernd 2,03 at und ein Temperaturabfall von annähernd 37 C.
An schliessend an den Durchfluss des heissen Gases durch den Wärmeaustauscher und vor dem Eintritt in den Verdichter stellt sich eine Temperatur von annähernd 312 C und ein Druck von annähernd 18 at ein. Bei der Verdichtung des Kühlmittels steigt der Druck um annähernd 2,59 at und die Temperatur um 37 C, so dass Druck und Temperatur des Kühlmittels beim Eintritt in den Reaktor 20,6 at bzw. 350 C betra gen.
Damit wurde eine Wärmeabfuhr-Vorrichtung ge schaffen, welche besonders, jedoch nicht ausschliess lich für gasgekühlte Kernreaktoren verschiedenster Bauart gut geeignet ist. Daneben kann der freilau fende Turbo-Umwälzer auch für andere Zwecke ein gesetzt werden, insbesondere dort, wo man ein Me dium umwälzen will ohne den Einsatz äusserer An triebsmaschinen.