DE1107351B - Siedewasserreaktor mit einem in das Druckgefaess eingebauten Dampf-Wasser-Abscheider - Google Patents
Siedewasserreaktor mit einem in das Druckgefaess eingebauten Dampf-Wasser-AbscheiderInfo
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- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
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- G21C15/26—Promoting flow of the coolant by convection, e.g. using chimneys, using divergent channels
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- G21C—NUCLEAR REACTORS
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- G21C1/04—Thermal reactors ; Epithermal reactors
- G21C1/06—Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated
- G21C1/08—Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated moderator being highly pressurised, e.g. boiling water reactor, integral super-heat reactor, pressurised water reactor
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- G21C—NUCLEAR REACTORS
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Siedewasserreaktor mit einem in das Druckgefäß eingebauten
Dampf-Wasser-Abscheider und mit Naturumlauf des Kühlmittels, bei dem über dem Reaktorkern für Beförderung
des umlaufenden Wassers Kamine vorgesehen sind.
Es ist bekannt, das Dampf-Wasser-Gemisch, das aus dem Reaktorkern eines Siedewasserreaktors austritt,
in Dampf und Wasser zu trennen. Diese Trennung kann sowohl im Druckgefäß selbst — durch Ausnutzung
der Schwerkraft oder mit Hilfe üblicher Wirbelkammerabscheider — als auch außerhalb des
Druckgefäßes durchgeführt werden. Zur Verwendung von Wirbelkammerabscheidern in Dampferzeugern
ist es ferner bekannt, entweder wenige, große Zyklone oder viele kleine Zyklone anzuordnen. Da bei konventionellen
Dampferzeugern die Ausdampfziffer (Kubikmeter erzeugter Dampf pro Quadratmeter Ausdampffläche und Stunde) nicht allzu hoch
liegt, reicht gewöhnlich die erstgenannte Lösung zur Separation des Dampf-Wasser-Gemisches aus. Erreicht
man sehr große Werte für die Ausdampfziffer, so ist die Anordnung von Multizyklonen vorzuziehen.
Im Reaktorbau strebt man aus wirtschaftlichen Gründen sehr hohe spezifische Leistungen und damit
für Siedewasserreaktoren auch außerordentlich große Ausdampfziffern an. Führt man dabei die Dampf-Wasser-Separation
mit den üblichen Zyklonen bzw. mit Multizyklonen durch, so ergibt sich im ersten
Fall ein relativ großer Druckabfall im Zyklon, um die Abscheidung wirklich zu bewerkstelligen. Im zweiten
Fall hat man durch das Kreuzen des senkrecht nach oben fließenden Dampf-Wasser-Gemisches und des
radial nach außen fließenden abgeschiedenen Wassers starke Einschnürungen des Strömungsquerschnittes
und damit große Strömungswiderstände zu erwarten. Die üblichen Zyklone sind überdies oberhalb des
Wasserspiegels angeordnet, so daß auch durch den Höhenunterschied zwischen dem Auslauf der Zyklone
und dem Wasserspiegel geodätische Höhe verlorengeht, was sich insbesondere bei Naturumlauf im
Reaktordruckgefäß ungünstig auswirkt.
Die genannten Nachteile werden bei dem eingangs genannten Siedewasserreaktor mit Naturumlauf des
Kühlmittels erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß in die Kamine Dampfabführungsrohre hineinragen
und daß an sich bekannte Mittel vorgesehen sind, um die Höhe des Wasserspiegels im Reaktordruckgefäß
über dem oberen Ende der Kamine einzustellen und einzuhalten.
An Hand eines Ausführungsbeispiels, das in der
Druckgefäß eingebauten
Dampf-Wasser-Abscheider
Dampf-Wasser-Abscheider
Anmelder:
LICENTIA Patent-Verwaltungs-G. m. b. H.,
Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1
Dr.-Ing. Heinz Kornbichler, Walldorf (Bez. Langen),
ist als Erfinder genannt worden
Figur dargestellt ist, soll die Erfindung näher erläutert werden.
In einem Reaktordruckgefäß 1 eines Siedewasserreaktors befinden sich Brennstoffelemente 2, die den
Reaktorkern bilden. Unter einem Brennstoffelement ist die Zusammenfassung von beispielsweise 6 · 6
oder 10 · 10 Brennstoffstäben in einem Kasten zu verstehen. An jedes der Brennstoffelemente schließt
je ein Kamin 3 an, der im oberen Teil zweckmäßig einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Derartige
Kamine sind bei Siedewasserreaktoren mit Naturumlauf bekannt. Nach der Erfindung ragen die Enden
von Dampfabscheidungsrohren 4 in die Kamine 3 hinein. Außerdem liegt die Wasseroberfläche 5 im
Siedewasserreaktor über dem oberen Ende der Kamine. In einem senkrecht nach oben durch ein
Rohr oder einen Kanal hindurchgeleiteten Dampf-Wasser-Gemisch stellt sich bekanntlich im zentralen
Teil des Rohres bzw. des Kanals von selbst eine höhere Dampfkonzentration ein. Durch eine geeignete
Anordnung der Dampfabführungsrohre kann also eine weitgehende Trennung des Dampf-Wasser-Gemisches
erfolgen.
Durch die Trennung von Dampf und Wasser unterhalb des Wasserspiegels wird erreicht, daß der
Dampf, welcher 50 Volumprozent und mehr des Volumens des Dampf-Wasser-Gemisches am Austrittsort
aus dem Reaktorkern betragen kann, nicht durch das Wasser relativ langsam emporperlen muß
bzw. relativ langsam mit dem Wasser hochgeführt wird, sondern relativ hohe Geschwindigkeiten in den
Dampfabführungsrohren annehmen kann. Dadurch kann der Querschnitt der Rohre verhältnismäßig
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klein gewählt werden, so daß die radiale Strömung des abgeschiedenen Wassers oberhalb der Kamine
nicht nennenswert behindert wird. Die Dampfgeschwindigkeit in den Rohren kann durch die Änderung
der Höhe der Wassersäule über den Kaminen, welche den Druckabfall im Dampfabführungsrohr bestimmt,
beeinflußt werden.
Damit das vom Dampf in die Dampfabführungsrohre mitgerissene Wasser nicht zu hoch gehoben
werden muß, ist es zweckmäßig, die Dampfabführungsrohre 4 unterhalb des Wasserspiegels 5 enden
zu lassen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind in den Kaminen 3 an sich bekannte Dralldampfabscheider
vorgesehen, die aus einer Drallerzeugungsspirale 6 und einer Drallentzugsspirale 7 aufgebaut
sind. Durch die Drallentzugsspiralen, die oberhalb des Orts der Dampfabscheidung angeordnet sind, wird
dem abgeschiedenen Wasser der Drall entzogen, so daß bei der Anordnung nach der Erfindung der
Druckabfall verhältnismäßig klein gehalten werden kann.
Auch bei dieser Anordnung der Dralldampfabscheider wird die Tatsache ausgenutzt, daß in
einem senkrechten Kanal, in dem ein Dampf-Wasser-Gemisch von unten nach oben fließt, sich von selbst
eine höhere Dampfkonzentration im zentralen Teil des Kanals einstellt. Durch diese Tatsache wird das
Arbeiten der Abscheider erleichtert bzw. gelingt die Abscheidung schon bei niedrigen Druckverlusten,
verglichen mit dem Einbau von Abscheidern, die auf die natürliche Dampfblasenkonzentration in den senkrechten
Kanälen keine Rücksicht nehmen, wie dies z. B. bei Tangentialabscheidern der Fall ist.
Die Anordnung von Dralldampfabscheidern ist vor allem bei größeren Ausdampfziffern zweckmäßig.
Bei der Verwendung von Dralldampfabscheidern enden die Dampf abscheidungsrohre 4 vorteilhaft oberhalb
der Wasseroberfläche S.
Bei Siedewasserreaktoren mit Zwangsumlauf sind Kamine 3 zur Verbesserung des Umlaufes im allgemeinen
nicht erforderlich. In diesem Fall werden entweder nur verhältnismäßig kurze Kamine 3 vorgesehen,
oder die Drallerzeugungsspiralen 6 und Drallentzugsspiralen 7 werden in den Oberteilen der
Brennstoffelemente 3 angeordnet, während die Dampfabführungsrohre 4 in den Oberteil der Brennstoffelemente
2 hineinragen.
Claims (4)
- PATENTANSPRÜCHE:ίο 1. Siedewasserreaktor mit einem in das Druckgefäß eingebauten Dampf-Wasser-Abscheider und mit Naturumlauf des Kühlmittels, bei dem über dem Reaktorkern zur Beförderung des umlaufenden Wassers Kamine vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kamine Dampfabführungsrohre hineinragen und daß im Reaktorgefäß an sich bekannte Mittel vorgesehen sind, um die Höhe des Wasserspiegels im Reaktordruckgefäß über dem oberen Ende der Kamine einzustellen und einzuhalten.
- 2. Siedewasserreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der Kamine ein Dralldampfabscheider vorgesehen ist.
- 3. Siedewasserreaktor mit einem in das Druckgefäß eingebauten Dampf-Wasser-Abscheider und mit Zwangsumlauf des Kühlmittels, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb jedes Brennstoffelements Dampfabführungsrohre vorgesehen sind und daß im Reaktorgefäß an sich bekannte Mittel vorgesehen sind, um die Höhe des Wasserspiegels im Reaktordruckgefäß über dem unteren Ende der Dampfabführungsrohre einzustellen und einzuhalten.
- 4. Siedewasserreaktor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende jedesBrennstoffelements Drallabscheider vorgesehen sind.In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1173 334;Brennstoff-Wärme-Kraft, Nr. 1, Januar 1957, S. 15.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (4)
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GB19748/60A GB928915A (en) | 1959-06-12 | 1960-06-03 | A boiling-water reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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DE1107351B true DE1107351B (de) | 1961-05-25 |
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Family Applications (1)
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Families Citing this family (2)
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JPS5944693A (ja) * | 1982-09-07 | 1984-03-13 | 株式会社日立製作所 | 原子炉 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1173334A (fr) * | 1956-04-06 | 1959-02-24 | Babcock & Wilcox Co | Chaudière nucléaire |
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- 1959-06-12 DE DEL33436A patent/DE1107351B/de active Pending
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1960
- 1960-05-31 FR FR828650A patent/FR1262780A/fr not_active Expired
- 1960-06-03 GB GB19748/60A patent/GB928915A/en not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR1173334A (fr) * | 1956-04-06 | 1959-02-24 | Babcock & Wilcox Co | Chaudière nucléaire |
Also Published As
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FR1262780A (fr) | 1961-06-05 |
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