DE1451263A1 - In einem Druckgefaess mit kreisfoermigem Querschnitt angeordneter Waermeuebertrager - Google Patents

Description

i.Westf.

Po 38X1 Qebrttder 8 ο 1 t « r Aktiengesellschaft, Winterthur (Sehweis)

In elnaa drucegefftss ait kreisförmige« Querschnitt angeordneter Wäraeübertrager

Wärmeübertrager von Atoakraftanlagen werden Üblicherweise in zy. Indrischen Druckgefässen ait kreiafuraigea Quer· aohnltt angeordnet, welche dea beträchtlichen Druck des ReaJctorkUhlaittela alt geringe tea Materialaufwand standtuhalten veraugen. Dabei besteht daa Problea der Unterbringung der Heizflächer, die leicht herstellbar und auswechselbar sein sollen» Dl· Üblicherweise bei Wärmeübertragern verwendeten, in Pora von zylindrischen Schraubenlinien konsentriach ait dea Druckgefäß.f gewundenen Rohrschlangen sind nur bei relativ kleinen Wäreeaaatauschern anwendbar und gestatten nicht dlt Verwendung von Druckgefftssen ait gröeseren Durchaessern«

Erfindungageattss wird ein WärmeÜbertrager geschaffen» welcher ohne Fabrikationsschwierigkeiten die Ausbildung von Wäraeaustausohern fttr Druckgef ässe auch der gross ten Durch aesser gestattet! wobei die einseinen Teile des VKraeaustau-

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schers leicht montierbar > wie auch demontierbar sind_s und zwar durch relativ klein?. Oeffnungen im Druckgefäss©

Das wird erfiadungsgemäss durch eine Ausführung erzielt₃ welche gekennzeichnet ist durch eine Mehrzahl nebeneinander mit ihren Achsen in Achsenrichtung des Druckgefässes angeordneter Heizflächenelemente₉ von welchen jedes innerhalb eines zylindrischen Mantels befindliche₂ die Heizfläche bildend3 Rohre enthält«

Die Erf Indang wird anhand eines in der Zeichnung sehe** jcatisch dargestellten Aurrtihrungsbeispieles erläutert_a ICa :seigem

FIg₅I den Querschnitt eines erfindungsgemässen Wärmeübertragers} Schnitt -A - A in Fig_a2₃

Pig »2 den äruoclrise einss erflndungsgeiiLässen Wärmeübertragers» die -o'-iBTQ HiLf te dan Schnitt B - 13, die untere Hälfte den Schnitt C - C .in Fig ,I₃

Pig-.,3 den ,Schnitt E - D in Fig„2₉

Fig_e4 den ^uecsclmitt eines Heizflächei.eleaientesj Schnitt E - E in Fig.'>» ■-·..-

- :. Pi,go5 den Ira-driss einss EelzflächsneXementea nach

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BAD ORiGiNAL

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Fig.4o

In Flgol 1st In einem Betonblock 1 eine zylindrische, metallische Wand 2 einbetoniert, welche zusammen alt de« Betonblock den Mantel eines Druckgefäßes bildete Im Druckgefäss 1st eine zylindrische Führungsvand 3 angeordnet, die mit , weiteren Wandteilen 4₉5 und 6 einen Strömungsk&nal für das Kühlgas bildet» welches aus des oberhalb des Druckgefäases 1« 2 angeordneten Atomkernreaktor nach unten strömt· Innerhalb der zylindrischen Führungsband 3 sind Helsflächeneleaente 7 angeordnetι die eine zylindrische Auesenform aufweisen and schraubenlinienförmig gewundene, in mehreren konzentrischen

Schichten angeordnete Rohre 30 enthalten (FIg.4)» die an Ab·

( leitrohre 1O₉Il und Zufuhrrohre 11 angeschlossen sind· Die Ableitrohre 10 dienen der Ableitung des im Wärmeübertrager entstandenen Dampfes» die Rohre 11 der Zufuhr von Speisewasser· Obwohl in Fig.l aus AnschaullchkeitsgrUnden jeweils nnr die Anschlüsse dreier Rohre 30 an ein Ende des Rohres 10» bzw· 11 gezeichnet worden sind, versteht es sich, dass diese Anschlüsse in grösserer Anzahl vorhanden sind« Jedes der Heizflächenelemente 7 enthält zentrisch angeordnet einen zylindri-

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sehen Körper 12, an welchem die die Heizfläche des Elementes bildenden Rohre befestigt sind und welcher gleichzeitig auch den diese Rohre umschliessenden zylindrischen Mantel 13 trägtο Zudem bildet der Körper 12 einen Verdrängungskörper» welcher das Zentrum des Elementes 7 ausfülltο Der Körper 12 ist an seinem unteren Ende mit einem Aufstellfuss 14 versehen» welcher Rollen 15 aufweist» Der Fuss 14 1st mit Hilfe der Rollen 15 auf einer ebenen metallischen Bodenplatte 16 beweglich» Die Bodenplatte 16 ist mit der zylindrischen Wand 2 verschwelest und mit dieser zusammen im Betonteil 1 einbetoniert. Die Zwischenräume zwischen den zylindrischen Mänteln 13 der Heizflächenelemente 7 sind durch Deckbleche 17 abgedeckt _β Am Umfang der Wände 2 und 3 sind Oeffnungen angeordnet, von denen Rohre 18^20 und 21 (Fig«2) radial nach aussen führen· Die Rohre 18,,20 führen je zu einem nlchtdargestellten Umwälzgebläse₉ die Rohre 21 dienen zur Führung der Wasser- und Dampfrohre, weiche die Wärmeaustauschelemente alt der ausserhalb des Betonblocks 1 angeordneten Speise- und Turbinenanlege verbinden

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In Pig·3' 1st ein Querschnitt des Rohres 21 mit den darin angeordneten Rohren 10 für Dampf und den Rohren 11 für Speisewasser dargestellt. Am Austritt aus dem Rohr 21 sind die Rohre 1O₉Il in an sich bekannter Weise dichtend durch eine Abschlusswand geführt.

Das von dem oberhalb des Wärmeaustauschers angeordneten Reaktor zugeführte erhitzte Kühlgas strömt in Pfeilrichtung durch den innerhalb der Teile 6₉5₃4_f3 gebildeten Raum· Innerhalb der Füh:?ungswand 3 durchströmt das Kühlgas die zylindrischen Mäntel 13 der Heizflächenelemente 7, da ihm durch die Abdeckbleche 17 der Weg zwischen diesen gesperrt ist» Bei der Durchströmong durch die Mantel 13 gibt das Kühlmittel seine Wä-ne an die Rohre der Heizflächenelemente ab und verdampft ind überhitzt das in diese eingespeiste Wasser, Das dabei a njekühlte Gas strömt durch den Zwischenraum zwischen dan /inden 2 und 3 nach oben, gelangt durch dan 'Zwischenraum .wischen den Rohren 18 und 20 in die nicht dargestellten Gebläse und wird von diesen durch das Rohr 20 und den aussarhilb der Wände 4,5j6 befindlichen Zwischenraum in den Reaktor gefördert ₉ wo es von neuem er-

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hitzt wirdc

Pig.4 zeigt dan Querschnitt eines Wärmeübertragungselementes ?_e Innerhalb cas zylindrischen Führungsmantels 13 sind schraubenlinienförmig gewundene Rohre 30 angeordnet. Die Rohre bilden Rohrzylinder mit verschiedenen Durchmesser^ die Kueinancier konzentrisch angeordnet sind ο Die Mitte des Wärme·· übertragirngselementes 7 ist durch den zylindrischen Körper 12 ausgefüllte Der Körper 12 trägt radiale Arme 31, welche mit cam Mantel 13 verbunden sind und diesen stützen. Die Arme 31 tragen auch flache St&ng s:i 32 mit gekrümmtem₉ den Rohrzylin- <3ern angopa.J3tem Qaer-ich.i.lttj welche die Rohre 30 voneinander dlstfuiz leren* Jie Rori:.*e 30 sind gleichzeitig auf den i)taagea :)?. befestlijt* Da.; untere Unde de« Elementes 7 kaiin in iSEsni.liehen gleich w:μ das largestellte obere Ende ausgebildet r.e:jnu

0ί=ι· arf Indung£]ge./i.s^e Wiiraieübertrager Lat trotz i;rcs- £=or AUijii'-sst den Vorteil einer einfachen Fertiirong in der Werk-& -r.ä "■; te, V.fil äln'jm Ciestmtcirehnce^ser der lylind:: ischen Ward 2 des Druckbehälter3 von z-?_s 16 m kann der Durchiaesser dex He;ii;flHchensleiaente 7 a«l;₉ na. 1(50 iw. betragen,. Es bar lsi t

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sich somit bei diesen Elementen um Grössen_g die ohne Schwierigkeiten herstellbar sind und auch beim Transport keine Schwierigkeiten bieten« Wie in Figd der Zeichnung durch die gestrichelten Uarisse 40,41 angedeutet Ist_t kann ein Helzflächeneleeent bei der Montage oder bei einer Reparatur durch eines der Rohre 18 in das Druckgefäss hineingebracht, oder aus diesem heraus befördert werden» Es ist dazu nur nötig, das Rohr 20 auf geeignete Weise, z.B. durch Herausschneiden, zu entfernen, und in der Wand 4 eine entsprechende Oeffnung auszuführen» Das Element 7 wird darauf, wie durch den Umriss 41 angedeutet, innerhalb des Druckgefässes aufgerichtet und auf die Bodenplatte 16 gesenkt« Hit Hilfe der Rollen 15 wird dann das Element in seine Stellung gebracht und an die Rohre 10 und 11 angeschlossen* Darauf werden durch die Deckbleche 17 dia Zwischenräume zwischen den einzelnen Elementen 7 abgeschlossen. Beim Ausbau von Elementen wird in entsprechend umgekehrter Weise vorgegangen· Die Rollen ermöglichen auch während des Betriebes kleine Bewegungen der Elemente, die Z₀Bo durch Wärmedehnungen verursacht sindο

Der erfindungsgomässe Wärmeübertrager kann durch sei-

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nen besonderen Aufbau auch für die grössten Durchmesser von Druckgefässen verwendet werden^ was andererseits den Bau kurzer, flacher Wärmeübertrager mit geringer Bauhöhe gestattet₉ welche gegenüber den bisher üblichen Wärmeübertragern von kleinem Durchmesser und grosser Länge$ bzw» Höhe viele Vorteile baulicher Art aufweisen*

Die la Pig.l dargestellte wabenfömig versetzte Anordnung der Elemente ? stellt keine Bedingung der Erfindung darο Es kann bei einem gewissen Verhältnis der Durchmesser des Druckgefässes bzw· der Wand 3 und der Elemente auch SoB« eine quadratische Anordnung₉ bei welcher die Zentren der Elemente Ecken von Quadraten bilden, vorteilhaft sein« Es sind aber auch noch andere Anordnungen denkbar* ζ·Β· eine Kombination der beiden erwähnten.

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Claims (1)

1. U51263

   Patentansprüche

   In einen Druckgefäss mit kreisförmigem Querschnitt angeordneter Wärmeübertrager ₉ insbesondere für eine Atomkraftanlage_y gekennzeichnet durch eine Mehrzahl nebeneinander mit ihren Achsen in Achsenrichtung des Druckgeffisses angeordneter Heizflächenelemente, von «eichen jedes innerhalb eines zylindrischen Mantels befindliche₉ die Heizfläche bildende Rohre enthält«

   2« Wärmeübertrager nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, dass die Heiaflächenelemente im zylindrischen Mantel in mehreren Schichten angeordnete, schraubenlinienförmig gewundene Rohre enthalten.

   3 * Wärmeübertrager nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeich- ' net, dass die Beisflächenelemente wabenförmig versetzt, in hexagonaler Anordnung den Querschnitt des Druckgef ässes ausfüllen.

   4, Wärmeübertrager nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zylindrische Körper,um welche In Schichten die Rohre angeordnet sind und welche die Rohre zusammen sit dem zylindrischen Mantel tragen·

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   5ί ^ärmaitbe.·: träger nach Anspruch l_s dadurch gelennselehnet;, dass die Zwischenräume zwischen den Heizfläeasnelcmenten durch Abdec.:bleche verschlossen sind ο

   5ο Wärmeübertrager nach Anspruch 4_S dadurch gel".ennzeichnet ₉ dass die zylindrischen Körper am unteren Ende mit Auf stellfUasen versahen sind.-

   ?o Wärmeübertrager nach Anspruch 6_S dadurch gekennseichnetj dass tile Aufstellftlsse Rollen zum leichteren. Verschieben der Elemente aufweisenο

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