DE1201499B - Nuclear power plant with steam-cooled nuclear reactor - Google Patents
Nuclear power plant with steam-cooled nuclear reactorInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
G21dG21d
Deutsche Kl.: 21g-21/24 German class: 21g-21/24
Nummer: 1201499Number: 1201499
Aktenzeichen: S 79736 VIII c/21 gFile number: S 79736 VIII c / 21 g
Anmeldetag: 1. Juni 1962Filing date: June 1, 1962
Auslegetag: 23. September 1965Opening day: September 23, 1965
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kernenergieanlage mit dampfgekühltem Kernreaktor, bei welcher der Dampf im Reaktor überhitzt und der austretende Dampf in zwei Ströme aufgeteilt wird, von denen der eine in einem ersten Kreislauf durch einen mit einer Dampferzeugungseinrichtung ausgestatteten Wärmeaustauscher und zurück in den Reaktor und der andere in einem zweiten Kreislauf durch eine zweistufige Turbine, einen Kondensator, die Dampferzeugungseinrichtung des genannten Wärmeaustauschers und ebenfalls zurück in den Reaktor führt. Der zur Kühlung des Kernreaktors dienende Dampf wird also teilweise in einer zweistufigen Turbine entspannt und leistet somit Arbeit.The invention relates to a nuclear power plant with a steam-cooled nuclear reactor, in which the steam in the reactor is superheated and the exiting steam is split into two streams, one of which is the one in a first circuit through a heat exchanger equipped with a steam generator and back to the reactor and the other in a second cycle through a two stage Turbine, a condenser, the steam generating device of said heat exchanger and also leads back into the reactor. The steam used to cool the nuclear reactor is therefore partially relaxed in a two-stage turbine and thus does work.
Es sind Kernenergieanlagen dieser Art bekannt, bei denen der Arbeit leistende Teilstrom des Dampfes nach dem Entspannen wieder erhitzt und daraufhin in einer Mischvorrichtung mit dem anderen, die Erhitzung durchführenden Teildampfstrom vermischt wird. Dieses Gemisch wird dann in den Reaktor mittels einer Fördereinrichtung zurückgeführt. Bei einer anderen bekannten Kernenergieanlage gelangt der Arbeit leistende Teildampfstrom zunächst in den Hochdruckteil einer zweistufigen Dampfturbine und entspannt sich in diesem. Daraufhin wird er in einem Wärmeaustauscher von dem anderen Teildampfstrom erneut erhitzt, woraufhin er in die zweite Turbinenstufe gelangt, wo er sich nochmals entspannt. Beide Teildampfströme werden daraufhin in einer Mischvorrichtung wieder miteinander vereinigt und mittels eines Gebläses in den Reaktor zurückgefördert. Bei diesen Kernenergieanlagen besteht der Nachteil, daß der Dampfdruck im Reaktor nicht unter dem Maximaldruck in der Arbeitsturbine od. dgl. gehalten werden kann, so daß der in den Reaktor zurückgeleitete Dampf in diesen zwangsweise mittels einer besonderen Gebläseeinrichtung od. dgl. zurückgeführt werden muß.Nuclear power plants of this type are known in which the work-performing partial stream of the steam heated again after relaxation and then in a mixing device with the other, the heating performing partial steam flow is mixed. This mixture is then put into the reactor by means of returned to a conveyor. In another known nuclear power plant, the Partial steam flow performing work first in the high pressure part of a two-stage steam turbine and relaxes in this. Thereupon it is in a heat exchanger from the other partial steam flow heated again, whereupon it enters the second turbine stage, where it relaxes again. Both Partial steam flows are then combined again in a mixing device and by means of conveyed back into the reactor by a fan. In these nuclear power plants there is the disadvantage that the steam pressure in the reactor must not be kept below the maximum pressure in the power turbine or the like can, so that the returned steam in the reactor in this forced by means of a special Blower device or the like. Must be returned.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die bekannten Kernenergieanlagen zu verbessern und dabei die Möglichkeit zu schaffen, auf eine Mischung der Teildampfströme vor dem Wiedereintritt in den Reaktor verzichten zu können.The object of the invention is to improve the known nuclear power plants and thereby to create the possibility of a mixture of the partial steam flows before re-entry into the To be able to do without the reactor.
Deshalb wird gemäß der Erfindung eine Kernenergieanlage der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen,
bei der im zweiten Kreislauf die Niederdruckstufe der Turbine, der Kondensator, die
Dampferzeugungseinrichtung, eine ebenfalls in dem Wärmeaustauscher angeordnete Überhitzereinrichtung
und die Hochdruckstufe der Turbine strömungsmäßig hintereinandergeschaltet sind und bei der der
entspannte Dampf aus der Hochdruckstufe der Tur-Kernenergieanlage mit dampfgekühltem
KernreaktorTherefore, according to the invention, a nuclear power plant of the type described at the outset is proposed in which the low pressure stage of the turbine, the condenser, the steam generating device, a superheater device also arranged in the heat exchanger and the high pressure stage of the turbine are flow-connected in series in the second circuit and in which the expanded steam from the high-pressure stage of the Tur nuclear power plant with steam-cooled
Nuclear reactor
Anmelder:Applicant:
Societe Rateau S. A., ParisSociete Rateau S.A., Paris
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. Dr. jur. F. Redies,Dr.-Ing. Dr. jur. F. Redies,
Dr. rer. nat. B. Redies undDr. rer. nat. B. Redies and
Dr. rer. nat. D. Türk, Patentanwälte,Dr. rer. nat. D. Türk, patent attorneys,
Opladen, Rennbaumstr. 27Opladen, Rennbaumstr. 27
Als Erfinder benannt:
Roger Jean Imbert, Paris;
Jacques Pierre Chaboseau,
Brevannes, Seine-et-Oise (Frankreich)Named as inventor:
Roger Jean Imbert, Paris;
Jacques Pierre Chaboseau,
Brevannes, Seine-et-Oise (France)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Frankreich vom 21. JuU 1961 (868 644)France of June 21, 1961 (868 644)
bine und der aus dem Wärmeaustauscher austretende Dampf des ersten Kreislaufs getrennt voneinander in den Reaktor zurückströmen. Hierdurch erhält man die Möglichkeit, den Dampfdruck im Reaktor unter dem Maximaldruck der Arbeitsturbine zu halten und die Hochdruckstufe der Turbine mit einer leicht unterhalb der Austrittstemperatur des Reaktors liegenden Temperatur zu betreiben, wobei jedoch die unmittelbare Speisung der Niederdruckstufe der Turbine mit einem Teil des aus dem Reaktor austretenden Dampfes beibehalten wird. Die Überhitzung des Arbeit leistenden Teildampfstromes zwischen den beiden Turbinenstufen kann dergestalt stattfinden, daß der überhitzte Teilstrom einen höheren Druck besitzt als der ihn überhitzende andere Teildampfstrom. Daher kann der überhitzte Teildampfstrom in der Hochdruckstufe der Turbine Arbeit leisten und nach der entsprechenden Entspannung noch untei einem höheren als dem im Reaktor herrschenden Druck in diesen zurückströmen, so daß keine Mischvorrichtungen und Fördergebläse zum Zurückführen der Dampfströme in den Reaktor erforderlich sind.bine and the steam of the first circuit emerging from the heat exchanger separated from one another in flow back through the reactor. This gives you the opportunity to reduce the vapor pressure in the reactor to keep the maximum pressure of the power turbine and the high pressure stage of the turbine with an easy to operate below the outlet temperature of the reactor lying temperature, however, the direct feeding of the low-pressure stage of the turbine with part of the output from the reactor Steam is retained. The overheating of the work performing partial steam flow between the Both turbine stages can take place in such a way that the superheated partial flow has a higher pressure possesses than the other partial steam flow that overheats it. Therefore, the superheated partial steam flow in the high pressure stage of the turbine do work and after the corresponding relaxation still untei a higher pressure than the pressure prevailing in the reactor flow back into them, so that no mixing devices and conveying fans are required to return the steam streams to the reactor.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel schematisch eine Kernenergieanlage mit dampfgekühltem Kernreaktor nach der Erfindung dargestellt.In the drawing is a schematic embodiment of a nuclear power plant with steam-cooled Nuclear reactor according to the invention shown.
Eine solche Anlage besteht im wesentlichen aus einem Kernreaktor a, einem Wärmeaustauscher g, Such a plant essentially consists of a nuclear reactor a, a heat exchanger g,
509 688/372509 688/372
einer Turbine mit einer Hochdruckturbinenstufe bv einer Mittel- und Niederdruckturbinenstufe b2, einer Verbrauchereinrichtung c, beispielsweise einem Wechselstromgenerator, und einem von einem Motor / angetriebenen Gebläse h. Eine von dem Reaktor α ausgehende Rohrleitung teilt sich in zwei Zweige, von denen der Zweig J1 unmittelbar die Niederdruckstufe der Turbine speist und der Zweig /, an den Wärmeaustauscher g angeschlossen ist. Eine Leitung f2 verbindet diesen Wärmeaustauscher mit dem Gebläse h, welches mit dem Reaktor über eine Leitung/2", die bei a2 mündet, verbunden ist. Der Ausgang der Mitteldruckturbinenstufe b2 führt zu einem Kondensator d, dem eine Speisewasserpumpe e nachgeschaltet ist. Ein Wassersammler s sammelt das Wasser aus dem Kondensator. Ferner münden in den Kondensator d Dampfanzapfleitungen aus den einzelnen Turbinenstufen. Eine Leitung J1' führt zu dem innerhalb des Wärmeaustauschers g angeordneten Verdampfer ^1, dem ein Überhitzerbündel g2 nachgeschaltet ist. Die Hochdruckturbinenstufe bx wird über eine Leitung fx" gespeist, welche aus dem Verdampfer kommt und die Verbindung zu einem Überhitzerbündel g2 im Wärmeaustauscher g herstellt. Eine Leitung Z1'" verbindet den Ausgang der Hochdruckturbinenstufe bx mit dem Reaktor und mündet in diesen bei ö3.a turbine with a high pressure turbine stage b v, a medium and low pressure turbine stage b 2 , a consumer device c, for example an alternator, and a blower driven by a motor / h. A pipeline emanating from the reactor α divides into two branches, of which branch J 1 feeds the low-pressure stage of the turbine directly and branch / is connected to the heat exchanger g. A line f 2 connects this heat exchanger with the fan h, which is connected to the reactor via a line / 2 "which opens at a 2. The output of the medium-pressure turbine stage b 2 leads to a condenser d, which is followed by a feed water pump e A water collector s collects the water from the condenser. Furthermore, steam extraction lines from the individual turbine stages open into the condenser d . A line J 1 ' leads to the evaporator ^ 1 arranged within the heat exchanger g , followed by a superheater bundle g 2. The high-pressure turbine stage b x is fed via a line f x ″ , which comes from the evaporator and establishes the connection to a superheater bundle g 2 in the heat exchanger g . A line Z 1 '"connects the outlet of the high-pressure turbine stage b x with the reactor and opens into this at ö 3 .
Im Überhitzerbündel g2 wird eine Überhitzung eines Dampfes durchgeführt, der unter einem Druck steht, welcher höher ist als der, der im Innern des Reaktors herrscht. Der aus der Hochdruckturbine austretende Dampf kann daher unmittelbar zum Reaktor zurückfließen.In the superheater bundle g 2 , superheating of a steam is carried out which is under a pressure which is higher than that which prevails inside the reactor. The steam emerging from the high-pressure turbine can therefore flow back directly to the reactor.
Eine solche Anlage ermöglicht es, die Vorteile des Kühlens des Reaktors mit einem gasförmigen Mittel und die der unmittelbaren Entspannung wenigstens eines Teiles des gleichen Mittels in einer Turbine miteinander zu verbinden. Weiterhin ist es hierdurch möglich, den Reaktor nur mit einem Bruchteil des maximalen Druckes im Kreislauf zu beaufschlagen und gleichzeitig diesen maximalen Druck zu steigern, da er ausschließlich auf konventionelle Einrichtungen einwirkt. Die hieraus resultierende Steigerung des Wirkungsgrades muß ebenfalls beachtet werden.Such an installation enables the advantages of cooling the reactor with a gaseous medium and that of the immediate expansion of at least part of the same agent in a turbine to connect with each other. Furthermore, this makes it possible to use the reactor with only a fraction of the to apply maximum pressure in the circuit and at the same time to increase this maximum pressure, as it only acts on conventional facilities. The resulting increase in Efficiency must also be taken into account.
In Abänderung zu dem Vorstehenden kann der das Gebläse h antreibende Motor / durch eine Turbine ersetzt werden, die vorzugsweise durch einen Dampfstrom gespeist wird.As a modification to the above, the motor / motor driving the fan h can be replaced by a turbine, which is preferably fed by a steam flow.
Durch Auswechseln des Wechselstromgenerators c gegen eine Schraube ist es möglich, die Anordnung auch auf Fahrzeuge anzuwenden. Schließlich ist die Unterteilung der Beheizung des Kondenswassers, der Antrieb der Speisewasserpumpe durch eine Turbine oder das Aufteilen der Turbine in drei Druckstufen möglich.By replacing the alternator c with a screw, it is possible to change the arrangement also apply to vehicles. Finally, the subdivision of the heating of the condensed water, the The feed water pump is driven by a turbine or the turbine is divided into three pressure stages possible.
Claims (1)
Belgische Patentschrift Nr. 571 011;
Nuclear Engineering, Juni 1961, S. 235 bis 244.Considered publications:
Belgian patent specification No. 571 011;
Nuclear Engineering, June 1961, pp. 235 to 244.
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Patent Citations (1)
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