CH625031A5

CH625031A5 -

Info

Publication number: CH625031A5
Application number: CH775177A
Authority: CH
Inventors: Ingemar Greis; Lars-Olof Dipl Ing Ingesson
Original assignee: Stal Laval Apparat Ab
Priority date: 1976-08-20
Filing date: 1977-06-24
Publication date: 1981-08-31
Also published as: AT362461B; DE2735730A1; US4193446A; FR2362338A1; JPS6030401B2; ATA549677A; JPS5344701A; SE7609256L; NL7708829A; GB1582026A; IT1082292B; FR2362338B1; SE401730B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In einem Querstromwärmeaustauscher bekannter Bauart, 35 wie beispielsweise in einem Zwischenüberhitzer für Kernkraftwerke, tritt im Primärkreis innerhalb der Rohrleitungen eine Kondensation von Dampf auf, welche in den verschiedenen Teilen des Rohrbündels unterschiedliche Kondensationsgrade aufweisen kann. In dem einen Teil des Rohrbündels kann 40 eine totale Auskondensation stattfinden, während in einem anderen Teil ein Überschuss an Dampf auftreten kann. Die Folge davon ist eine Ansammlung von Wasser und nicht kondensierbaren Gasen (beispielsweise Luft) und eine damit verbundene schlechtere Wärmeübertragung in denjenigen Tei-45 len des Rohrbündels, in denen die Strömung geringer ist. Mit diesen Erscheinungen ist auch das Risiko verbunden, dass Korrosionsschäden auftreten können.

Die vorstehend genannten Nachteile lassen sich zwar durch eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit vermei- 50 den, so dass in allen Teilen des Rohrbündels stets Überschussdampf vorhanden ist. Wasser und nicht kondensierbare Gase werden dabei aus dem Rohrbündel herausgespült. Ein Nachteil der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit ist jedoch,

dass der Wärmeinhalt des Dampfüberschusses nicht ausge- 5S nutzt wird und als Folge davon die Wirtschaftlichkeit sinkt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die vorstehend erwähnten Nachteile vermieden werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die 60 im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemässen Merkmale lässt sich der Wärmeinhalt des Dampfüberschusses besser ausnutzen. Gleichzeitig wird dadurch eine erwünschte Spülung und Ven- 65 tilation der Rohre erzielt. Um die Konzentration von nicht kondensierbaren Gasen in dem System unter einem annehmbaren Niveau zu halten, kann eine kleinere Menge von Überschussdampf und nicht kondensierbaren Gasen vom System abgelassen werden.

In bevorzugten Ausführungsformen wird die Pumpe vom Primärdampf angetrieben. Die Pumpe kann ein Injektor oder auch ein Kompressor sein. Im Falle eines Kompressors wird dieser durch eine vom Primärdampf angetriebene Turbine angetrieben. Bei dem vom Primärdampf angetriebenen Injektor wird beispielsweise nicht nur die Wirtschaftlichkeit, sondern auch die Zugänglichkeit erhöht.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird der Erfindungsgegenstand näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau eines Zwischenüberhitzers im Längsschnitt und

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils des Zwischenüberhitzers.

Der in der Fig. 1 dargestellte Zwischenüberhitzer weist zwei Rohrbündel 1 und 2 auf. Die Anzahl der Rohrbündel kann jedoch zwischen einem und mehreren liegen. In Pfeilrichtungen 3 und 4 wird Primärdampf über je eine Dampfstrahlpumpe (Injektor) 5 und 6 in die beiden Rohrbündel 1 und 2 eingespeist. Die Dampfstrahlpumpen 5 und 6 sind dafür bestimmt, einesteils einen Dampfüberschuss zu erzeugen und andemteils diesen Dampfüberschuss und eventuelle nicht kondensierbare Gase vom jeweiligen Ablauf der Rohrbündel zu deren Einlaufe zur Rezirkulation zurückzuführen. Überschussdampf und eventuelle nicht kondensierte Gase, wie beispielsweise Luft, werden über die Rückführleitungen 7 und 8 mittels der vom Primärdampf angetriebenen Dampfstrahlpumpen 5 und 6 erneut der Zirkulation zugeführt, wobei der zurückgeführte Dampf angesaugt, mit dem Primärdampf vermischt und zu den Rohrbündeln 1 und 2 zurückgeführt wird. Die beiden Auslässe 9 und 9' dienen zum Ablassen einer kleineren Menge Überschussdampf sowie eventueller nicht kondensierter Gase. Das kondensierte Wasser wird ausgeschieden und über die Leitungen 10' abgeleitet.

Der zu überhitzende Sekundärdampf strömt an den Aus-senseiten der Rohre der Rohrbündel 1 und 2 in Richtung der Pfeile 10 quer zu den Rohrbündeln.

Anhand der Fig. 2 werden Einzelheiten der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung näher erläutert.

In der Fig. 2 ist ein aus vertikal angeordneten Rohren 11 bestehendes Rohrbündel dargestellt. Es ist aber ebenso möglich, die Rohre horizontal oder schräg anzuordnen. Die Rohre 11 beginnen in Strömungsrichtung bei einem Einlauf 22 und münden in einen Ablauf 21. Der Ablauf 21 und der Einlauf 22 sind ferner über eine Rückführleitung 17 und einen Injektor 18 miteinander verbunden. Das Bündel der Rohre 11, die Rückführleitung 17 und der Injektor 18 bilden hierbei zusammen einen Kreislauf, in welchem Dampf zirkulieren kann. Die Anzahl der Rohrbündel, der Rückführleitungen oder der Injektoren können unabhängig voneinander innerhalb des Kreislaufes beliebig gewählt werden. Ausserdem kann die Anzahl der Kreisläufe in einem Zwischenüberhitzer beliebig gewählt werden. Innerhalb der Rohre 11 strömt entsprechend den Pfeilen 12 gesättigter Wasserdampf. Die Temperatur dieses Wasserdampfes kann beispielsweise 280° C und der Druck kann 65 Bar betragen.

Der in Pfeilrichtung 12 strömende Dampf des Primärkreises kondensiert in den Rohren 11 des Rohrbündels und überhitzt dabei den auf der Aussenseite der Rohre 11 in Pfeilrichtung 13 strömenden Dampf des Sekundärkreises von beispielsweise 150° C auf 260° C. Dieser in Pfeilrichtung 13 strömende Dampf wird Sekundärdampf genannt, welcher von einer Hochdruckturbine hergeleitet wird und welcher nach der Überhitzung einer Niederdruckturbine zugeführt wird.

Das Kondensat wird in Pfeilrichtung 14 durch einen Kondensatablauf abgelassen, und der Dampfüberschuss wird in Pfeilrichtung 15 zurückgeführt.

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Dem Injektor 18 wird gesättigter Wasserdampf in Pfeilrichtung 20 zugeführt, der hier als Primärdampf bezeichnet wird, und der beispielsweise von einem nicht dargestellten Kernreaktor oder von einem Dampfgenerator zugeführt werden kann. Mittels des Injektors 18 wird durch den Primär- 5 dampf rückgeführter Dampf in Pfeilrichtung 15 über die Rückführleitung 17 vom Ablauf 21 des Rohrbündels 11 angesaugt, wobei sich der rückgeführte Dampf mit dem Primärdampf vermischt und der gemischte Dampf über den Einlauf 22 in das Rohrbündel hineinströmt. Durch diese Betriebsart 10 wird ein rückzirkulierender Dampfüberschuss erzeugt, wodurch die eingangs erwähnten Nachteile bezüglich der Ansammlung von Wasser und nicht kondensierbaren Gasen im Rohrbündel beseitigt werden, während gleichzeitig infolge der Rückzirkulation der Wärmeinhalt des Dampfüberschusses 1S besser ausgenutzt werden kann.

In der Rückführleitung 17 ist eine Abzapf stelle 16 zum Ablassen eines kleineren Teils des Dampfüberschusses und eventueller unkondensierter Gase angeordnet. Die abgelassene Menge soll so bemessen sein, dass die Konzentration von nicht kondensierbaren Gasen im Kreislauf unter einem annehmbaren Niveau gehalten werden kann.

Die Rückführleitung 17 führt dann zum Injektor 18 (Dampfstrahlpumpe). Sie kann aber auch zu einem Kompressor führen, der von einer vom Primärdampf angetriebenen Turbine oder einer anderen nicht dargestellten Kraftquelle angetrieben wird.

In ein- und derselben Rückführleitung können auch mehrere Pumpen angeordnet sein. Es ist auch nicht erforderlich, dass diese Pumpen an der Stelle des Primärdampfeinlaufes angeordnet sein müssen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung an einem Zwischenüberhitzer zum Ausnutzen des Wärmeinhaltes eines Dampfüberschusses im Zwischenüberhitzer, mit mindestens einem Rohrbündel (1, 2, 11), wobei im Innern des Rohrbündels die Kondensierung eines 5 Primärdampfes sowie ausserhalb des Rohrbündels die Überhitzung eines Sekundärdampfes stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlauf (22) für den Primärdampf vorhanden ist, an dem mindestens eine Pumpe (5, 6, 18) angeordnet ist, welche dazu dient, Überschussdampf und gegebenenfalls 10 nicht kondensierbare Gase von einem Ablauf (21) des Rohrbündels zu dessen Einlauf (22) zurückzuführen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe ein Injektor (18) ist, der vom Primärdampf angetrieben ist. 15
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe ein Kompressor ist, der von einer vom Primärdampf angetriebenen Turbine oder von einer vom Primärdampf unabhängigen Energiequelle angetrieben wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 20 dass zwischen dem Ablauf (21) und dem Einlauf (22) eine Rückführleitung (17) für den Überschussdampf angeordnet ist, welche vor dem Eintritt in die Pumpe (18) eine Abzapfsteile (16) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 25 dass der Einlauf (22) ein Rohr aufweist, in welchem der Injektor (18) angeordnet ist, und dass mindestens eine Rückführleitung (17) für den Primärdampf den Ablauf (21) des Rohrbündels (11) mit dem Injektor (18) verbindet.

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