Claims (3)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Regelbare Wärmetauscheranlage, insbesondere für einen nuklearen Zwischenkühlkreis, mit einem Wärmetauscher und einer Parallelleitung zu mindestens einem Teil des Wärmetauschers, wobei in dieser Parallelleitung eine einstellbare Drossel zur Beeinflussung der Temperatur eines der durch den Wärmetauscher strömenden Medien vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem durch die Parallelleitung (15) überbrückten Teil (7) des.Wärmetauschers (5) eine Rückschlagarmatur (9) mit einer Vorspannung in Schliessrichtung angeordnet ist.1. Controllable heat exchanger system, in particular for a nuclear intermediate cooling circuit, with a heat exchanger and a parallel line to at least part of the heat exchanger, with an adjustable throttle for influencing the temperature of one of the media flowing through the heat exchanger being provided in this parallel line, characterized in that in the part (7) of the heat exchanger (5) bridged by the parallel line (15) has a non-return valve (9) with a preload in the closing direction.
2. Wärmetauscheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung derart festgelegt ist, dass sie dem Druckverlust in der Parallelleitung (15) entspricht, wenn das eine Medium praktisch vollständig durch diese fliesst.2. Heat exchanger system according to claim 1, characterized in that the bias is set such that it corresponds to the pressure loss in the parallel line (15) when one medium flows almost completely through it.
3. Wärmetauscheranlagenach Anspruch 1 oder2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagarmatur eine exzentrisch gelagerte Rückschlagklappe (9) ist, die eine Gewichtsbelastung als Vorspannung aufweist.3. Heat exchanger system according to claim 1 or 2, characterized in that the non-return fitting is an eccentrically mounted non-return valve (9) which has a weight load as pretension.
Die Erfindung betrifft eine regelbare Wärmetauscheranlage, insbesondere für einen nuklearen Zwischenkühlkreis, mit einem Wärmetauscher und einer Parallelleitung zu mindestens einem Teil des Wärmetauschers, wobei in dieser Parallelleitung eine einstellbare Drossel zur Beeinflussung der Temperatur eines der durch den Wärmetauscher strömenden Medien vorgesehen ist. Mit der Regelung des Wärmetauschers soll ermöglicht werden, dass bei unterschiedlichen Temperaturniveaus nur bestimmte Wärmemengen übertragen werden. Dies kann im Hinblick auf Wärmespannungen wichtig sein, die bei zu starker Abkühlung oder zu schneller Erwärmung auftreten können.The invention relates to a controllable heat exchanger system, in particular for a nuclear intermediate cooling circuit, with a heat exchanger and a parallel line to at least part of the heat exchanger, with an adjustable throttle for influencing the temperature of one of the media flowing through the heat exchanger being provided in this parallel line. The regulation of the heat exchanger is intended to enable only certain amounts of heat to be transferred at different temperature levels. This can be important with regard to thermal stresses that can occur if the material is cooled too much or heated too quickly.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, die Regelbarkeit eines solchen Wärmetauschers zu verbessern und löst diese Aufgabe dadurch, dass in dem durch die Parallelleitung überbrückten Teil des Wärmetauschers eine Rückschlagarmatur mit einer Vorspannung in Schliessrichtung angeordnet ist.The invention is based on the problem of improving the controllability of such a heat exchanger and solves this problem in that a non-return valve with a preload in the closing direction is arranged in the part of the heat exchanger bridged by the parallel line.
Mit der Rückschlagarmatur ergibt sich eine druckabhängige Absperrung des von der Parallelleitung überbrückten Teils des Wärmetauschers, so dass im Gegensatz zu Anordnungen ohne Rückschlagarmatur wesentlich weniger Kühlmedium durch den Wärmetauscher strömt, wenn die Parallelleitung mit der Drossel voll geöffnet ist. Damit wird der Wärmeübergang unter den bisher erreichbaren Mindestwert verringert.The non-return valve results in a pressure-dependent shut-off of the part of the heat exchanger bridged by the parallel line, so that, in contrast to arrangements without a non-return valve, significantly less cooling medium flows through the heat exchanger when the parallel line with the throttle is fully open. In this way, the heat transfer is reduced below the previously achievable minimum value.
Die Vorspannung ist vorteilhafterweise so festgelegt, dass sie demDruckverlustinderParallelleitungentspricht, wenn das eine Medium praktisch vollständig durch diese fliesst. In diesem Fall geht der Wärmeübergang in dem überbrückten Wärmetauscherteil praktisch auf Null zurück. Man kann aber auch kleinere Werte der Vorspannung einsetzen, wenn man einen grösseren Wert des minimalen Wärmeübergangs im Wärmetauscher haben will.The prestress is advantageously set so that it corresponds to the pressure loss in the parallel line when the one medium flows almost completely through it. In this case, the heat transfer in the bridged part of the heat exchanger is practically zero. But you can also use smaller values of the prestress if you want to have a larger value of the minimum heat transfer in the heat exchanger.
Die Rückschlagarmatur ist vorteilhaft eine exzentrisch gelagerte Rückschlagklappe, die eine Gewichtsbelastung als Vorspannung aufweist. Solche an sich bekannten Rückschlagklappen lassen sich besonders fein einstellen. Sie sind auch durch Verschmutzung weniger gefährdet als federbelastete Rückschlagarmaturen, die im Prinzip durchaus ebenfalls zur Verwirklichung der Erfindung eingesetzt werden können.The non-return valve is advantageously an eccentrically mounted non-return valve that has a weight load as a preload. Such non-return valves, which are known per se, can be adjusted particularly finely. They are also less at risk from contamination than spring-loaded non-return fittings, which in principle can certainly also be used to implement the invention.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in Fig. 1 in einem Rohrplanschema und in Fig. 2 als Schnitt durch eine bei der Erfindung eingesetzte Rückschlagklappe mit Vorspannung dargestellt ist.In order to explain the invention in more detail, an exemplary embodiment is described with reference to the attached drawing, which is shown in FIG. 1 in a pipe layout diagram and in FIG. 2 as a section through a non-return valve with prestress used in the invention.
In Fig. 1 ist mit 1 ein nuklearer Zwischenkühlkreis eines Kernreaktors mit einer nicht dargestellten Sicherheitshülle bezeichnet. Der Zwischenkühlkreis 1 umfasst einen Wärmetauscher 2, der zum Beispiel zur Abfuhr der Nachwärme und gleichzeitig zur sicherheitstechnischen Trennung des nicht dargestellten Primärteils dieses Nachwärmekreises von dem ausserhalb der Sicherheitshülle gelegenen Nebenkühlwasser dient, mit dem die Wärme letztlich abgeführt wird. Der Zwischenkühlkreis 1 enthält eine Zwischenkühlpumpe 3, die von einem Elektromotor 4 angetrieben wird sowie einem regelbaren Wärmetauscher 5.In Fig. 1, 1 denotes a nuclear intermediate cooling circuit of a nuclear reactor with a containment shell, not shown. The intercooling circuit 1 includes a heat exchanger 2, which is used, for example, to dissipate the residual heat and at the same time for safety-related separation of the primary part of this residual heat circuit (not shown) from the secondary cooling water located outside the containment shell, with which the heat is ultimately dissipated. The intermediate cooling circuit 1 contains an intermediate cooling pump 3, which is driven by an electric motor 4, and an adjustable heat exchanger 5.
Der Wärmetauscher 5 besitzt eine Kühlschlange 6 für die Führung des Nebenkühlwassers. Seinem die Kühlschlange umspülenden Teil 7 ist ein Drosselorgan 8 zugeordnet, das eine Rückschlagklappe 9 mit einer Vorspannung in Schliessrichtung umfasst. Dies ist gestrichelt einmal durch ein Gewicht 10 und zum anderen durch eine Feder 11 angedeutet.The heat exchanger 5 has a cooling coil 6 for guiding the secondary cooling water. Its part 7 flowing around the cooling coil is assigned a throttle element 8 which comprises a non-return flap 9 with a pretension in the closing direction. This is indicated by a dashed line on the one hand by a weight 10 and on the other by a spring 11 .
Der Teil 7 des regelbaren Wärmetauschers 5 ist zur Regelung mit einer Parallelleitung 15 (Bypass) überbrückt. Sie erstreckt sich auch über die Rückschlagklappe 9 und enthält eine Drossel 16, die von einem Antriebsmotor 17 in Abhängigkeit von einem Temperaturgeber 18 im Zwischenkühlkreis 1 verstellbar ist. Der Drossel 16 ist eine Absperrklappe 20 zugeordnet, die mit einem Antriebsmotor 21 zu öffnen bzw. zu schliessen ist.The part 7 of the controllable heat exchanger 5 is bridged with a parallel line 15 (bypass) for control purposes. It also extends over the non-return valve 9 and contains a throttle 16 which can be adjusted by a drive motor 17 depending on a temperature sensor 18 in the intermediate cooling circuit 1 . The throttle 16 is assigned a shut-off valve 20 which can be opened or closed with a drive motor 21 .
In Fig. 2 ist das Drosselorgan 8 in einem Längsschnitt gezeichnet. Man erkennt, dass die Rückschlagklappe 9 in dem Gehäuse 22, das mit Flanschen 23 in einer Rohrleitung zu befestigen ist, exzentrisch gelagert ist. Die durch den Mittelpunkt 24 angedeutete Achse liegt neben der mit 25 bezeichneten Rohrachse.In Fig. 2, the throttle body 8 is drawn in a longitudinal section. It can be seen that the non-return valve 9 is mounted eccentrically in the housing 22, which is to be fastened in a pipeline with flanges 23. The axis indicated by the center point 24 lies next to the axis of the tube marked 25 .
An der Rückschlagklappe 9 ist ein rechtwinklig zu dieser verlaufender Dorn 26 vorgesehen, auf dem ein Metallklotz 27 als Gewicht verstellbar angeordnet ist. In dem Metallklotz 27 ist eine Stellschraube 28 vorgesehen, mit der die Lage des Metallklotzes auf dem Dorn 26 fixiert werden kann.A mandrel 26 running at right angles to the non-return valve 9 is provided on which a metal block 27 is arranged as an adjustable weight. An adjusting screw 28 is provided in the metal block 27 with which the position of the metal block on the mandrel 26 can be fixed.
Das Gewicht des Metallklotzes 27 ergibt eine in Schliessrichtung wirkende Vorspannung, die von der Grösse des Metallklot-zes 27 und der Lage auf dem Dom 26 abhängig ist. Deshalb wird für den Fall, dass die durch den Pfeil 30 angedeutete Strömung sehr gering ist, die Rückschlagklappe 9 in die Schliessstellung gegen einen Anschlag 31 geführt. Daraus ergibt sich in Zusammenwirken mit den anderen Elementen des regelbaren Wärmetauschers 5 folgende Wirkungsweise:The weight of the metal block 27 results in a pretension acting in the closing direction, which depends on the size of the metal block 27 and the position on the dome 26 . Therefore, in the event that the flow indicated by the arrow 30 is very small, the non-return valve 9 is guided into the closed position against a stop 31. In cooperation with the other elements of the controllable heat exchanger 5, this results in the following mode of operation:
Die maximale Wärmeübertragung durch den Zwischenkühlkreis 1 und damit auch die grösste Wärmeabfuhr aus dem Wärmetauscher 2liegt vor, wenn die Drossel 16 geschlossen ist. Das von der Pumpe 3 geförderte Kühlmittel des nuklearen Zwischenkühlkreises 1 strömt dann vollständig über den regelbaren Wärmetauscher 5.The maximum heat transfer through the intermediate cooling circuit 1 and thus also the greatest heat dissipation from the heat exchanger 2 occurs when the throttle 16 is closed. The coolant of the nuclear intermediate cooling circuit 1 conveyed by the pump 3 then flows completely through the controllable heat exchanger 5.
Durch Öffnen der Drossel 16 ergibt sich eine Strömungsverzweigung, so dass die Beaufschlagung des Wärmetauschers 5 und damit die Wärmeabfuhr über den Zwischenkühlkreis 1 verringert wird. Diese Verringerung der Wärmeabgabe fand bisher eine Grenze, wenn sich die Strömung nach Massgabe der Strömungswiderstände auf den Bypass 15 und den Teil 7 des Wärmetauschers 5 aufteilte. Nunmehr wird jedoch beim weiteren Öffnen der Drossel 16 die Rückschlagklappe 9 des Drosselorgans 8 in Abhängigkeit vom Druck geschlossen. Die Schliessstellung kann erreicht werden, wenn die Vorspannung in Schliessrichtung ebenso gross oder grösser als der Strömungswiderstand des Bypasses 15 ist.Opening the throttle 16 results in a branching of the flow, so that the loading of the heat exchanger 5 and thus the heat dissipation via the intermediate cooling circuit 1 is reduced. Up to now, this reduction in the heat emission was limited when the flow was divided between the bypass 15 and the part 7 of the heat exchanger 5 in accordance with the flow resistances. Now, however, when the throttle 16 is opened further, the check valve 9 of the throttle element 8 is closed as a function of the pressure. The closed position can be reached when the preload in the closing direction is as great as or greater than the flow resistance of the bypass 15 .
Bei der schematischen Darstellung der Fig. 1 ist das Drosselorgan 8 ausserhalb des schematisch dargestellten Wärmetauscherteils 7 gezeichnet und der Bypass 15 überbrückt den gesamten Teil 7. Die Erfindung kann aber auch so ausgeführt werden, dass das Drosselorgan 8 in den Wärmetauscher integriert wird. Ebenso kann der Bypass 15 auch nur für Teile des Wärmetauschers vorgesehen sein.In the schematic representation of FIG. 1, the throttle element 8 is drawn outside the heat exchanger part 7 shown schematically and the bypass 15 bridges the entire part 7. However, the invention can also be implemented in such a way that the throttle element 8 is integrated into the heat exchanger. Likewise, the bypass 15 can also only be provided for parts of the heat exchanger.
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1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings