CH671112A5

CH671112A5 -

Info

Publication number: CH671112A5
Application number: CH3027/86A
Authority: CH
Inventors: Claus Dr Elter; Bernd Juergens; Hermann Schmitt; Josef Dr Schoening
Original assignee: Hochtemperatur Reaktorbau Gmbh
Priority date: 1985-08-28
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1989-07-31
Also published as: DE3530715C2; DE3530715A1

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft einen aus mehreren voneinander unabhängigen Teilsystemen bestehenden, zusammen mit und über einem HT-Kleinreaktor in einem stehenden, zylindrischen Stahldruckbehälter unterbringbaren Dampferzeuger für den HT-Kleinreaktor, welcher Dampferzeuger von unten nach oben von einem in dem HT-Kleinreaktor erhitzten Kühlgas durchströmt wird und der in Strömungsrichtung mehrere nachgeschaltete Umwälzgebläse enthält, deren Anzahl der Anzahl der Teilsysteme entspricht, wobei die Teilsysteme je aus einem im Querschnitt kreisringförmigen Heizflächenbündel bestehen, die koaxial ineinander angeordnet sind, und wobei jedes der Teilsysteme zwei eigene Rohrsysteme für die Zuführung und Abführung eines Sekundärmediums besitzt, die direkt oberhalb der Heizflächenbündel radial angeordnet sind, wodurch die Abfuhr der Nachwärme gewährleistet ist. The invention relates to a steam generator for the small HT reactor, which can be accommodated together with and above a small HT reactor in a standing, cylindrical steel pressure vessel and which is flowed through from below upwards by a cooling gas heated in the small HT reactor and which contains a plurality of downstream circulation fans in the direction of flow, the number of which corresponds to the number of subsystems, the subsystems each consisting of a heating surface bundle with an annular cross section, which are arranged coaxially one inside the other, and each of the subsystems having two separate pipe systems for supplying and discharging a secondary medium has, which are arranged radially directly above the heating surface bundle, whereby the dissipation of the residual heat is guaranteed.

Die Erfindung betrifft auch eine den genannten Dampferzeuger enthaltende HT-Kleinreaktoranlage. The invention also relates to an HT small reactor plant containing the steam generator mentioned.

Ein Dampferzeuger dieser Bauart ist aus der DE-OS 3 345 113 bekannt. Er ist als Wärmenutzungssystem für einen Kernreaktor mit kugelförmigen Brennelementen und einer Leistung von 100 MWe, einen sogenannten Hochtemperatur-(HT)-Kleinreaktor, vorgesehen. A steam generator of this type is known from DE-OS 3 345 113. It is intended as a heat utilization system for a nuclear reactor with spherical fuel elements and an output of 100 MWe, a so-called high-temperature (HT) small reactor.

Der Stahldruckbehälter, der in seinem unteren Teil den HT-Kleinreaktor enthält, ist in seinem oberen Teil eingezogen und mit einem Deckel versehen. In dem eingezogenen Behälterteil ist der Dampferzeuger untergebracht. Die Umwälzgebläse sind aussen auf den Deckel des Stahldruckbehälters aufgesetzt. Jedem Dampferzeuger-Teilsystem kann ein Umwälzgebläse zugeordnet sein ; hierbei wird das aus den Teilsystemen austretende Kühlgas durch besondere Gasführungen den Umwälzgebläsen zugeleitet. The steel pressure vessel, which contains the HT small reactor in its lower part, is drawn in in its upper part and provided with a lid. The steam generator is housed in the retracted container part. The circulation fans are placed on the outside of the cover of the steel pressure vessel. A circulation fan can be assigned to each steam generator subsystem; Here, the cooling gas emerging from the subsystems is fed to the circulating fans through special gas ducts.

Als weiterer Stand der Technik wird noch die DE-OS 3 335 451 genannt, in der ebenfalls ein HT-Kleinreaktor mit kugelförmigen Brennelementen beschrieben ist. Das Wärmenutzungssystem dieses Kleinreaktors besteht aus zwei parallel nebeneinander und oberhalb des Kleinreaktors angeordneten Dampferzeugern. Jedem Dampferzeuger ist ein Umwälzgebläse nachgeschaltet. Alle Komponenten -Kleinreaktor, Dampferzeuger und Umwälzgebläse - sind innerhalb eines stehenden zylindrischen Stahldruckbehälters untergebracht. DE-OS 3 335 451 is also mentioned as a further prior art, in which a small HT reactor with spherical fuel elements is also described. The heat utilization system of this small reactor consists of two steam generators arranged in parallel next to each other and above the small reactor. A circulation fan is installed downstream of each steam generator. All components - small reactor, steam generator and circulation fan - are housed in a standing cylindrical steel pressure vessel.

Von dem genannten Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Dampferzeuger der eingangs beschriebenen Bauart so auszubilden, dass bei Betrieb nicht aller Teilsysteme an den nicht im Betrieb befindlichen Teilsystemen keine wesentlichen zusätzlichen Belastungen auftreten und dass im gesamten Dampferzeuger das Entstehen von Wärmespannungen weitgehend vermieden wird. Starting from the prior art mentioned, the invention is based on the object of designing a steam generator of the type described at the outset in such a way that when not all subsystems are in operation no significant additional loads occur on the subsystems which are not in operation and that the development of steam generators as a whole Thermal stress is largely avoided.

Gemäss der Erfindung ist die Lösung der gestellten Aufgabe gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: According to the invention, the solution to the problem is characterized by the following features:

a) jedes Teilsystem weist einen nach unten offenen, sonst abgeschlossenen Gasführungsraum auf, der im Bereich des Heizflächenbündels sowie der Rohrsysteme für die Zuführung und Abführung des Sekundärmediums von einem inneren und einem äusseren Gasleitmantel und im darüber-liegenden Bereich von zwei haubenartigen Gasleitstrukturen begrenzt ist, wobei zwischen den einzelnen Teilsystemen Zwischenräume frei bleiben; a) each subsystem has a gas supply space which is open at the bottom and is otherwise closed, which is delimited by an inner and an outer gas guiding jacket in the area of the heating surface bundle and the pipe systems for the supply and discharge of the secondary medium and in the area above by two hood-like gas guiding structures, leaving gaps between the individual subsystems;

b) die jeweiligen Rohrsysteme jedes Teilsystems umfassen je zu einem Bündel zusammengefasste Anschlussleitungen für das Sekundärmedium, für deren Durchdringung in den Gasleitmänteln Schiebeverbindungen vorgesehen sind, die radiale und axiale Bewegungen zulassen; b) the respective pipe systems of each subsystem each comprise connection lines for the secondary medium combined into a bundle, for the penetration of which there are sliding connections in the gas guiding sleeves which permit radial and axial movements;

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c) bei jedem Teilsystem ist an die äussere Gasleitstruktur eine zu einem Umwälzgebläse führende Ansaugleitung angeschlossen, wobei die Durchdringungsstellen in den jeweiligen Gasleitstrukturen durch Schiebeverbindungen abgedichtet sind, die radiale und axiale Bewegungen zulassen ; c) in each subsystem, an intake line leading to a circulating fan is connected to the outer gas guide structure, the penetration points in the respective gas guide structures being sealed by sliding connections which permit radial and axial movements;

d) die Lastabtragung der Heizflächenbündel erfolgt bei den inneren Teilsystemen über deren Gasleitmäntel, von denen das Gewicht zunächst auf deren Gasleitstrukturen und von diesen in der Dampferzeuger-Achse auf die äussere Gasleitstruktur des äusseren Teilsystems abtragbar ist, dessen äusserer Gasleitmantel auf einem Stahldruckbehälter auflagerbar ist. d) the load transfer of the heating surface bundles takes place in the inner subsystems via their gas guiding jackets, of which the weight can first be removed on their gas guiding structures and from these in the steam generator axis to the outer gas guiding structure of the outer subsystem, the outer gas guiding jacket of which can be supported on a steel pressure vessel.

Die HT-Kleinreaktoranlage mit einem erfindungsge-mässen Dampferzeuger ist dadurch gekennzeichnet, dass der Dampferzeuger zusammen mit und über dem HT-Kleinre-aktor in einem stehenden, zylindrischen Stahldruckbehälter untergebracht ist, dass jedes der beiden Rohrsysteme aller Teilsysteme eine innerhalb des Stahldruckbehälters befindliche Lochplatte aufweist, dass an jede Lochplatte eine horizontal aus dem Stahldruckbehälter geführte Leitung angeschlossen ist und dass die Auflagerung an dem Stahldruckbehälter erfolgt. The HT small reactor system with a steam generator according to the invention is characterized in that the steam generator is housed together with and above the HT small reactor in a standing, cylindrical steel pressure vessel, that each of the two pipe systems of all subsystems has a perforated plate located inside the steel pressure vessel that a pipe routed horizontally out of the steel pressure vessel is connected to each perforated plate and that the bearing is carried out on the steel pressure vessel.

Die Zwischenräume, die zwischen den einzelnen Teilsystemen vorgesehen sind, ermöglichen es, dass sich die Gasleitmäntel und die Gasleitstrukturen unabhängig voneinander ausdehnen können. Die Auflagerung bzw. Abstützung der Teilsysteme ist ebenfalls so vorgenommen, dass eine unabhängige Ausdehnung der einzelnen Teilsysteme gewährleistet ist. The spaces that are provided between the individual subsystems enable the gas guiding jackets and the gas guiding structures to expand independently of one another. The subsystems are also supported or supported in such a way that an independent expansion of the individual subsystems is guaranteed.

Die Heizflächenbündel sind aus in Form von Helixes gebogenen Rohren hergestellt, die in mehreren vertikal angeordneten Tragplatten fixiert sind. Die Tragplatten sind an ihren oberen, kalten Enden an den Gasleitmänteln befestigt, die das Gewicht der Heizflächenbündel in der bereits beschriebenen Weise abtragen. The heating surface bundles are made of tubes bent in the form of helixes, which are fixed in several vertically arranged support plates. The support plates are attached at their upper, cold ends to the gas guiding sleeves, which remove the weight of the heating surface bundles in the manner already described.

Alle Teilsysteme sind - auch hinsichtlich der Durchströmung mit Kühlgas - vollständig unabhängig voneinander. Bei Betrieb nur eines Teilsystems können die anderen Teilsysteme rückwärts von Kaltgas durchströmt werden, so dass keine wesentlichen thermischen Belastungen an ihnen auftreten. All subsystems are completely independent of one another - also with regard to the flow of cooling gas. When only one subsystem is in operation, cold gas can flow through the other subsystems backwards, so that there is no significant thermal stress on them.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen charakterisiert ; die folgende Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele ist im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen zu sehen; die Figuren zeigen im einzelnen: Further advantageous developments of the invention are characterized in the dependent claims; the following description of two exemplary embodiments can be seen in conjunction with the schematic drawings; the figures show in detail:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Dampferzeugers als Teil einer HT-Kleinreaktoranlage, 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of the steam generator according to the invention as part of a small HT reactor plant,

Fig. 2 die Draufsicht auf die Fig. 1, 2 shows the top view of FIG. 1,

Fig. 3 die Anordnung der Anschlüsse für das Sekundärmedium, dargestellt anhand einer Abwicklung des oberen Teils des Dampferzeugers gemäss Figur 1, 3 shows the arrangement of the connections for the secondary medium, illustrated by means of a development of the upper part of the steam generator according to FIG. 1,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch den oberen Teil eines zweiten Ausführungsbeispiels als Teil einer HT-Kleinreak-toranlage, 4 shows a longitudinal section through the upper part of a second exemplary embodiment as part of an HT small reactor system,

Fig. 5 den unteren Teil des Dampferzeugers gemäss Figur 4, ebenfalls im Längsschnitt in vergrösserter Darstellung, jedoch nicht massstäblich. Fig. 5 shows the lower part of the steam generator according to Figure 4, also in longitudinal section in an enlarged view, but not to scale.

Die Figur 1 lässt einen stehenden zylindrischen Stahldruckbehälter 1 erkennen, dessen oberer Teil eingezogen ist und einen Dampferzeuger 2 aufnimmt. In dem unteren Behälterteil ist ein HT-Kleinreaktor installiert, der von unten nach oben von einem Kühlgas (Helium) durchströmt wird (nicht dargestellt). Das erhitzte Kühlgas wird in einem direkt unterhalb des Dampferzeugers 2 befindlichen Heissgassam- FIG. 1 shows a standing cylindrical steel pressure vessel 1, the upper part of which is drawn in and receives a steam generator 2. In the lower part of the tank, a small HT reactor is installed, through which a cooling gas (helium) flows from bottom to top (not shown). The heated cooling gas is in a hot gas gas located directly below the steam generator 2.

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

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melraum 3 gesammelt und tritt von unten in den Dampferzeuger 2 ein. Das abgekühlte Gas verlässt den Dampferzeuger 2 oben, wird in Umwälzgebläsen verdichtet und in einem Ringraum 4 zwischen dem Stahldruckbehälter 1 und dem Dampferzeuger 2 sowie in einem weiteren Ringraum 5 zwischen dem Stahldruckbehälter 1 und dem HT-Kleinreaktor unten dem HT-Kleinreaktor wieder zugeführt. Die (nicht-dargestellten) Umwälzgebläse befinden sich oberhalb des Dampferzeugers 2, und zwar ausserhalb des Stahldruckbehälters 1. Melraum 3 collected and enters the steam generator 2 from below. The cooled gas leaves the steam generator 2 at the top, is compressed in circulation fans and fed back to the small HT reactor in an annular space 4 between the steel pressure vessel 1 and the steam generator 2 and in a further annular space 5 between the steel pressure vessel 1 and the small HT reactor. The circulation fans (not shown) are located above the steam generator 2, specifically outside the steel pressure vessel 1.

Der Dampferzeuger 2 besteht aus drei voneinander unabhängigen Teilsystemen 6, die je von einem im Querschnitt kreisringförmigen Heizflächenbündel 7 gebildet werden. Die Heizflächenbündel (in Form einer Helix) sind koaxial ineinander angeordnet, so dass sich ein inneres Teilsystem 6A, ein mittleres Teilsystem 6B und ein äusseres Teilsystem 6C ergibt. Jedem der Teilsysteme 6 ist ein Umwälzgebläse zugeordnet, und jedes Teilsystem 6 verfügt über eigene Rohrsysteme 9 für die Zuführung und Abführung des Sekundärmediums. Diese Rohrsysteme, die radial oberhalb des Dampferzeugers 2, also an seinem kalten Ende, angeordnet sind, bestehen je aus zu einem Bündel zusammengefassten Anschlussleitungen 10, einer Lochplatte 11 und einer von der Lochplatte 11 aus dem Stahldruckbehälter 1 herausgeführten Leitung 12. Jedes Teilsystem besitzt zwei dieser Rohrsysteme 9, die zueinander diametral angeordnet sind und auf einer Ebene liegen. Das eine Rohrsystem dient der Zuführung von Speisewasser, während in dem anderen Rohrsystem der in dem betreffenden Teilsystem erzeugte Frischdampf abgeführt wird. In der Figur 1 wie auch der Figur 4 sind alle Rohrsysteme 9 in die Schnittebene gelegt. The steam generator 2 consists of three mutually independent subsystems 6, each of which is formed by a heating surface bundle 7 with an annular cross section. The heating surface bundles (in the form of a helix) are arranged coaxially one inside the other, so that there is an inner subsystem 6A, a middle subsystem 6B and an outer subsystem 6C. A circulation fan is assigned to each of the subsystems 6, and each subsystem 6 has its own pipe systems 9 for the supply and discharge of the secondary medium. These pipe systems, which are arranged radially above the steam generator 2, i.e. at its cold end, each consist of connecting lines 10 combined into a bundle, a perforated plate 11 and a line 12 led out of the steel pressure container 1 by the perforated plate 11. Each subsystem has two of these pipe systems 9, which are arranged diametrically to one another and lie on one level. One pipe system is used to supply feed water, while in the other pipe system the live steam generated in the subsystem in question is removed. In Figure 1 as well as Figure 4, all pipe systems 9 are placed in the cutting plane.

Die Rohrsysteme 9 der drei Teilsysteme 6A, B, C sind in axialer Richtung gestaffelt angeordnet, wobei sich die beiden Rohrsysteme des Teilsystems 6A auf der höchsten Ebene und diejenigen des Teilsystems 6C auf der niedrigsten Ebene befinden. Wie sich aus der Figur 3 erkennen lässt, sind die Anschlussleitungen 10 aller Rohrsysteme 9 in Umfangsrich-tung des Dampferzeugers 2 um 60° gegeneinander versetzt. H:0-seitig arbeitet der Dampferzeuger 2 nach dem Zwangsdurchlaufsystem. Durch die Strömungsrichtung des Kühlgases von unten nach oben ist die Strömung des Wasser/ Dampfes in den Heizflächenbündeln 7 abwärts gerichtet. The pipe systems 9 of the three subsystems 6A, B, C are staggered in the axial direction, the two pipe systems of the subsystem 6A being at the highest level and those of the subsystem 6C at the lowest level. As can be seen from FIG. 3, the connecting lines 10 of all pipe systems 9 are offset from one another by 60 ° in the circumferential direction of the steam generator 2. H: 0 side, the steam generator 2 works according to the forced flow system. Due to the flow direction of the cooling gas from bottom to top, the flow of the water / steam in the heating surface bundles 7 is directed downwards.

Die Teilsysteme 6 sind mit Abstand voneinander angeordnet, so dass zwischen dem inneren und dem mittleren sowie zwischen dem mittleren und dem äusseren Teilsystem 6 je ein ringartiger Zwischenraum 8 vorhanden ist. Jedes Teilsystem 6 weist einen unten für den Kühlgaseintritt offenen Gasführungsraum 15 auf, der im Bereich des Heizflächenbündels 7 sowie der Rohrsysteme 9 von einem inneren Gasleitmantel 13 und einem äusseren Gasleitmantel 14 begrenzt wird. Oberhalb der Rohrsysteme 9 sind die Gasführungsräume 15 je durch zwei haubenartige Gasleitstrukturen 16,17 abgeschlossen. Der Einfachheit der Darstellung willen sind sowohl in der Figur 1 als auch in der Figur 4 die Zwischenräume 8 weggelassen, und es werden nur jeweils ein Gasleitmantel 13 bzw. 14 sowie eine Gasleitstruktur 16 bzw. 17 zwischen den Teilsystemen 6 gezeigt. Eine detaillierte Darstellung der Gasleitmäntel und Zwischenräume ist in der Figur 5 wiedergegeben. The subsystems 6 are arranged at a distance from one another, so that an annular space 8 is provided between the inner and the middle and between the middle and the outer subsystem 6. Each subsystem 6 has a gas guide space 15 open at the bottom for the cooling gas inlet, which is delimited in the area of the heating surface bundle 7 and the pipe systems 9 by an inner gas guiding jacket 13 and an outer gas guiding jacket 14. Above the pipe systems 9, the gas guide spaces 15 are each closed off by two hood-like gas guide structures 16, 17. For the sake of simplicity of illustration, the interspaces 8 are omitted in both FIG. 1 and FIG. 4, and only one gas guiding jacket 13 and 14 and one gas guiding structure 16 and 17 between the subsystems 6 are shown. A detailed illustration of the gas guiding jackets and spaces is shown in FIG. 5.

Jedes der drei Teilsysteme 6A, B, C ist mit dem ihm zugeordneten Umwälzgebläse durch eine Ansaugleitung 18 verbunden. Die Ansaugleitungen 18 sind jeweils an den äusseren Gasleitstrukturen 17 der Teilsysteme 6 angeschlossen, wobei ihre Anordnung so getroffen ist, dass ihre Anschlussstutzen 20 um 120° zueinander versetzt auf einem Teilkreis um die Danpferzeuger-Achse liegen. Dies ist in der Figur 2 dargestellt. Jede Durchdringung der Ansaugleitungen 18 durch die jeweiligen Gasleitstrukturen ist mit einer Schiebeverbindung 19 abgedichtet, die radiale und axiale Bewegungen zulässt. Each of the three subsystems 6A, B, C is connected to the circulation fan assigned to it by an intake line 18. The suction lines 18 are each connected to the outer gas guiding structures 17 of the subsystems 6, their arrangement being such that their connecting pieces 20 are offset by 120 ° to one another on a pitch circle around the axis of the steam generator. This is shown in Figure 2. Each penetration of the suction lines 18 through the respective gas guide structures is sealed with a sliding connection 19, which allows radial and axial movements.

Die gebündelten Anschlussleitungen 10 jedes Rohrsystems 9, die Speisewasser führen, sind direkt oben an die Rohre des betreffenden Heizflächenbündels 7 angeschlossen. Auf ihrem Weg zwischen der als Verteiler dienenden Lochplatte 11 und dem Heizflächenbündel 7 sind sie in einem Bogen 21 geführt (nur in Figur 4 dargestellt), so dass sie in der Lage sind, die zwischen der Lochplatte 11 und der Oberkante des Heizflächenbündels 7 auftretenden Wärmespannungen aufzunehmen. The bundled connecting lines 10 of each pipe system 9, which carry feed water, are connected directly to the pipes of the heating surface bundle 7 in question. On their way between the perforated plate 11 serving as a distributor and the heating surface bundle 7, they are guided in an arc 21 (only shown in FIG. 4), so that they are able to withstand the thermal stresses occurring between the perforated plate 11 and the upper edge of the heating surface bundle 7 to record.

Die Stellen, an denen die gebündelten Anschlussleitungen 10 für das Sekundärmedium die Gasleitmäntel 13,14 durchdringen, sind mit Schiebeverbindungen 36 abgedichet, die radiale und axiale Bewegungen zulassen. The points at which the bundled connecting lines 10 for the secondary medium penetrate the gas guiding jackets 13, 14 are sealed with sliding connections 36 which permit radial and axial movements.

Zur Herausführung des Frischdampfes weist jedes Teilsystem 6 Verbindungsrohre 22 auf, die oberhalb des Heizflächenbündels 7 an die Anschlussleitungen 10 für den Frischdampf und unten an die unteren Enden der Rohre des Heizflächenbündels angeschlossen sind. In diesem unteren Bereich werden die Verbindungsrohre 22 um 180° umgelenkt und besitzen einen Festpunkt 37. In order to lead out the live steam, each subsystem 6 has connecting pipes 22 which are connected above the heating surface bundle 7 to the connecting lines 10 for the fresh steam and below to the lower ends of the pipes of the heating surface bundle. In this lower area, the connecting pipes 22 are deflected by 180 ° and have a fixed point 37.

In dem Dampferzeuger 2 ist zentral ein Kernrohr 23 angeordnet. Innerhalb dieses Kernrohrs sind die Verbindungsrohre 22 des inneren Teilsystems 6A senkrecht nach oben verlegt (sie können auch in Form einer Helix angeordnet sein). Vor ihrem Anschlusss an die Anschlussleitungen 10 sind diese Verbindungsrohre 22 in einem oben an das zentrale Kernrohr 23 anschliessenden Kompensationsraum 24 in einer Dehnschleife 25 geführt. Die Verbindungsrohre 22 des mittleren Teilsystems 6B und des äusseren Teilsystems 6C sind im dem jeweiligen Zwischenraum 8 zwischen den Teilsystemen 6 nach oben verlegt. Zum Ausgleichen von Differenzdehnungen zwischen ihren Festpunkten 37 und den jeweiligen Lochplatten 11, die als Sammler fungieren, sind diese Verbindungsleitungen in Form einer Helix geführt. Hierbei ist schon eine geringe Neigung der Verbindungsrohre 2 ausreichend. A core tube 23 is arranged centrally in the steam generator 2. The connecting tubes 22 of the inner subsystem 6A are laid vertically upward within this core tube (they can also be arranged in the form of a helix). Before they are connected to the connecting lines 10, these connecting tubes 22 are guided in an expansion loop 25 in a compensation space 24 which adjoins the central core tube 23 at the top. The connecting pipes 22 of the middle subsystem 6B and the outer subsystem 6C are laid up in the respective space 8 between the subsystems 6. To compensate for differential expansions between their fixed points 37 and the respective perforated plates 11, which act as collectors, these connecting lines are in the form of a helix. Here, a slight inclination of the connecting pipes 2 is sufficient.

Die in Form einer Helix gebogenen Rohre der Heizflächenbündel 7 sind in vertikal angeordneten Tragplatten fixiert, welche an ihren oberen, kalten Enden an einem der beiden Gasleitmäntel 13 bzw. 14 jedes Teilsystems 6 befestigt sind (nicht dargestellt). Die Last der Heizflächenbündel 7 wird über mehrere Komponenten (wie noch beschrieben wird) auf den Stahldruckbehälter 1 abgetragen, auf welchem der äussere Gasleitmantel 14 des Teilsystems 6C aufgelagert ist. Dieser Gasleitmantel ist bis in die Höhe der Auflagerungsstelle 26 als Doppelmantel 27 ausgebildet. Über ein an den Doppelmantel 27 angesetztes Thermosleeve 28, das einen Verstärkungsring 29 aufweist, erfolgt die Auflagerung auf den Stahldruckbehälter 1. The tubes of the heating surface bundles 7, which are bent in the form of a helix, are fixed in vertically arranged support plates which are fastened at their upper, cold ends to one of the two gas guiding jackets 13 and 14 of each subsystem 6 (not shown). The load of the heating surface bundle 7 is transferred via several components (as will be described later) to the steel pressure vessel 1, on which the outer gas guiding jacket 14 of the subsystem 6C is supported. This gas guide jacket is designed as a double jacket 27 up to the level of the support point 26. Via a thermosleeve 28 attached to the double jacket 27, which has a reinforcement ring 29, it is supported on the steel pressure vessel 1.

Die Last des äusseren Heizflächenbündels 7 wird über eine an dem äusseren Gasleitmantel 14 des Teilsystems 6C angebrachte Pratze 30 auf diesen Gasleitmantel abgetragen; das Heizflächenbündel ist an der Pratze 30 aufgehängt. The load of the outer heating surface bundle 7 is transferred to this gas guiding jacket via a claw 30 attached to the outer gas guiding jacket 14 of the subsystem 6C; the heating surface bundle is suspended from the claw 30.

Das mittlere und das innere Heizflächenbündel 7 sind je an einer weiteren Pratze 31 bzw. 32 aufgehängt; auch diese Pratzen sind an den äusseren Gasleitmänteln 14 der betreffenden Teilsysteme befestigt. In der Dampferzeuger-Achse wird das Gewicht der beiden Heizflächenbündel 7 durch eine Aufhängung 34 von den äusseren Gasleitstrukturen 17 der beiden Teilsysteme 6B und 6A auf die äussere Gasleitstruktur 17 des Teilsystems 6C abgetragen, die mit dem auf dem Stahldruckbehälter 1 aufgelagerten Gasleitmantel 14 fest verbunden ist. The middle and the inner heating surface bundle 7 are each suspended on a further claw 31 or 32; these claws are also attached to the outer gas guiding jackets 14 of the subsystems concerned. In the steam generator axis, the weight of the two heating surface bundles 7 is removed by a suspension 34 from the outer gas guide structures 17 of the two subsystems 6B and 6A to the outer gas guide structure 17 of the subsystem 6C, which is firmly connected to the gas guide jacket 14 supported on the steel pressure vessel 1 .

Das von dem Heissgassammelraum 3 kommende erhitzte Kühlgas tritt unten in die Teilsysteme 6A, B, C ein und durchströmt die Heizflächenbündel 7, wobei es sich abkühlt. The heated cooling gas coming from the hot gas collecting space 3 enters the subsystems 6A, B, C below and flows through the heating surface bundle 7, where it cools down.

4 4th

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

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Dabei wird das in den Bündelrohren strömende Sekundärmedium verdampft und überhitzt. In den Ansaugleitungen 18 wird das Kühlgas den ausserhalb des Stahldruckbehälters 1 befindlichen drei Umwälzgebläsen zugeleitet und dort verdichtet. Der Wiedereintritt des Kühlgases in den Stahldruckbehälter 1 erfolgt in koaxial zu den Ansaugleitungen 18 angeordneten Gasleitungen 33. The secondary medium flowing in the bundle tubes is vaporized and overheated. In the intake lines 18, the cooling gas is fed to the three circulation fans located outside the steel pressure vessel 1 and compressed there. The re-entry of the cooling gas into the steel pressure vessel 1 takes place in gas lines 33 arranged coaxially to the suction lines 18.

Das in den Figuren 4 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem eben beschriebenen nur in der Verlegung der Verbindungsrohre 22, die die unteren Enden der Heizflächenbündelrohre mit den Anschlussleitungen 10 der für den Frischdampf bestimmten Rohrsysteme 9 verbinden. Daher werden für diese Figuren die gleichen Bezugsziffern verwendet wie für die Figur 1. The exemplary embodiment shown in FIGS. 4 and 5 differs from the one just described only in the laying of the connecting pipes 22 which connect the lower ends of the heating surface bundle pipes to the connecting lines 10 of the pipe systems 9 intended for the live steam. The same reference numbers are therefore used for these figures as for FIG. 1.

Wie sich aus den Figuren 4 und 5 erkennen lässt, sind bei diesem Dampferzeuger sämtliche Verbindungsrohre 22 in dem zentralen Kernrohr 23 senkrecht nach oben verlegt, so dass die Zwischenräume 8 (siehe Figur 5) von Rohren frei bleiben. In dem Kompensationsraum 24 bilden alle Verbindungsrohre 22 Dehnschleifen 25, bevor sie an die Frischdampf-Anschlussleitungen 10 angeschlossen werden. As can be seen from FIGS. 4 and 5, in this steam generator all connecting pipes 22 are laid vertically upward in the central core pipe 23, so that the spaces 8 (see FIG. 5) remain free of pipes. In the compensation chamber 24, all connecting pipes 22 form expansion loops 25 before they are connected to the live steam connection lines 10.

5 Die Speisewasser-Anschlussleitungen 10 der drei Teilsysteme 6 sind, wie bereits erwähnt, von den Lochplatten 11 zu den Rohren der Heizflächenbündel 7 in je einem Bogen 21 geführt. Die Figur 4 lässt auch die Aufhängung 34 gut erkennen, mittels welcher die Lastabtragung von den Gas-10 leitstrukturen 17 der Teilsysteme 6A, B auf die Gasleitstruktur 17 des äusseren Teilsystems 6C erfolgt. 5 As already mentioned, the feed water connecting lines 10 of the three subsystems 6 are guided from the perforated plates 11 to the tubes of the heating surface bundles 7 in an arc 21 each. FIG. 4 also clearly shows the suspension 34, by means of which the load is transferred from the gas guide structures 17 of the subsystems 6A, B to the gas guide structure 17 of the outer subsystem 6C.

Um zu vermeiden, dass sich in den Zwischenräumen 8, die für eine unabhängige radiale Ausdehnung der Gasleitmäntel 15 13,14 erforderlich sind, Bypassströmungen des Kühlgases herausbilden, sind die Zwischenräume 8 mit Dichtungselementen 35 abgedichtet. Dies ist in der Figur 5 dargestellt. In order to prevent bypass flows of the cooling gas from forming in the interspaces 8, which are required for an independent radial expansion of the gas guiding jackets 15 13, 14, the interspaces 8 are sealed with sealing elements 35. This is shown in FIG. 5.

B B

4 Blatt Zeichnungen 4 sheets of drawings

Claims

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PATENT CLAIMS

1. A steam generator for the small HT reactor, which can be accommodated together with and above a small HT reactor in a standing, cylindrical steel pressure vessel and consists of several independent subsystems, through which a steam gas heated in the small HT reactor flows from bottom to top and which contains a plurality of downstream circulation fans in the direction of flow, the number of which corresponds to the number of subsystems, the subsystems each consisting of a heating surface bundle with an annular cross section, which are arranged coaxially one inside the other, and each of the subsystems having two separate pipe systems for supplying and discharging a secondary medium has, which are arranged radially directly above the heating surface bundle, which ensures the removal of the residual heat, characterized by the following features:

a) each subsystem (6) has a gas supply space (15) which is open at the bottom and is otherwise closed and which in the area of the heating surface bundle (7) and the pipe systems (9) for the supply and discharge of the secondary medium from an inner and an outer gas guiding jacket ( 13, 14) and in the area above it is delimited by two hood-like gas guide structures (16, 17), gaps (8) remaining free between the individual subsystems (6);

b) the respective pipe systems (9) of each subsystem (6) each comprise connecting lines (10) for the secondary medium combined into a bundle, for the penetration of which in the gas guiding jackets (13, 14) sliding connections (36) are provided, the radial and axial movements allow;

c) in each subsystem (6) is on the outer gas guide structure

(17) an intake duct leading to a circulation fan

(18) connected, the penetration points in the respective gas guiding structures by means of sliding connections

(19) are sealed, which allow radial and axial movements;

d) the load transfer of the heating surface bundles (7) takes place in the inner subsystems (6A, 6B) via their gas guiding jackets (14), of which the weight initially on their gas guiding structures (17) and from these in the steam generator axis on the outer gas guiding structure ( 17) of the outermost subsystem (6C), the outer gas guide jacket (14) of which can be supported on a steel pressure vessel (1).

2. Steam generator according to claim 1, characterized in that the steam generator (2) consists of three subsystems (6A, 6B, 6C), each of which is followed by a circulation fan, and that connecting piece (20) of the suction lines (18) leading to the circulation fans. are arranged offset by 120 ° on a pitch circle around the axis of the steam generator.

3. Steam generator according to claim 2, characterized in that the two pipe systems (9) of each subsystem (6) are arranged diametrically to one another in one plane, but the pipe systems (9) of the different subsystems (6) are staggered in the axial direction, the two Pipe systems (9) of the inner subsystem (6A) are in the highest level, and that the penetration points of the connecting lines (10) of all pipe systems (9) in the gas guiding jackets (13, 14) on the circumference of the steam generator (2) are offset by 60 ° are.

4. Steam generator according to claim 1 or 3, characterized in that each of the two pipe systems (9) of all subsystems (6) has a perforated plate (11) in which the bundled connecting lines (10) for the respective heating surface bundle (7) are collected, and that on each perforated plate (11) a horizontally guided line (12) for the

Supply of feed water or discharge of live steam is connected.

5. Steam generator according to claim 4, characterized in that the feed water-carrying connecting lines (10) are connected at the top to the heating surface bundle (7) and are laid in an arch (21) between the perforated plates (11) and the heating surface bundle (7).

6. Steam generator according to claim 1, characterized in that the live steam leading connection lines (10) are connected at the bottom to the heating surface bundle (7) via connecting pipes (22) which are deflected by 180 ° below and have a fixed point (37) in this area .

7. Steam generator according to claim 6, characterized in that all the connecting tubes (22) in a central in the steam generator (2) arranged core tube (23) are guided vertically or in the form of a helix upwards.

8. Steam generator according to claim 6, characterized in that the connecting tubes (22) of the inner subsystem (6 A) in a centrally in the steam generator (2) arranged core tube (23) are guided vertically upwards, while the connecting tubes (22) other subsystems (6B, 6C) are laid upwards between the gas guiding jackets (13, 14).

9. Steam generator according to claim 7 or 8, characterized in that the connecting tubes (22) laid vertically in the central core tube (23) each have an expansion loop (25), the expansion loops (25) of one at the upper end of the core tube (23 ) provided compensation space (24).

10. Steam generator according to claim 8, characterized in that the connecting pipes (22) laid between the gas guiding jackets (13, 14) are guided upwards in the form of a helix.

11. Steam generator according to claim 1, characterized in that the spaces (8) between the gas guiding jackets (13, 14) are sealed by means of sealing elements (35).

12. Steam generator according to claim 1, characterized in that the outer gas guide jacket (14) of the outermost subsystem (6C) is designed as a double floor jacket (27) up to the level of a support point (26), the support at the level of the upper ends of the heating surface and via a thermal sleeve (28).

13. Steam generator according to claim 1, characterized in that the heating surface bundles (7) of all subsystems (6) are suspended from claws (30, 31, 32), which are each attached to the outer gas guiding jacket (14) of the subsystem (6) in question .

14. Steam generator according to claim 1 or 13, characterized in that the gas guide structures (16, 17) of the inner subsystems (6A, 6B) are suspended in the steam generator axis on the outer gas guide structure (17) of the outermost subsystem (6C).

15. HT small reactor system with a steam generator according to claim 1, characterized in that the steam generator is accommodated together with and above the HT small reactor in a standing, cylindrical steel pressure vessel (1) that each of the two pipe systems (9) of all subsystems (6 ) has a perforated plate (11) located within the steel pressure container (1), that a line (12) guided horizontally out of the steel pressure container (1) is connected to each perforated plate (11) and that the bearing is carried out on the steel pressure container (1).

2nd

5

10th

15

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

60

65