DE1501509C3

DE1501509C3 - Wärmetauscher für Reaktoren

Info

Publication number: DE1501509C3
Application number: DE1501509A
Authority: DE
Inventors: Reginald Kenneth Weymouth Cook; Samuel Brittan Warehain Hosegood
Original assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Current assignee: European Atomic Energy Community Euratom
Priority date: 1965-06-15
Filing date: 1966-06-14
Publication date: 1975-11-13
Also published as: BE682268A; US3547187A; NO119360B; DE1501509A1; LU51311A1; AT290579B; CH434321A; GB1147064A; NL6607825A; DE1501509B2

Description

Die Erfindung betrifft Wärmetauscher für Reaktoren mit in einem Wärmetauschergehä'use angeordneten, eine Einheit bildenden Rohrpaketen, die aus einzelnen Rohrtafeln bestehen und mit einer am oberen Deckel zentral zur Einheit angeordneten Montageöffnung, deren lichte Weite kleiner ist als die maximale Abmessung des Querschnitts der Einheit. <

Bei Kernreaktoren zur Energieerzeugung ist es besonders bei Verwendung eines Spannbeton-Reaktordruckgefäßes vorteilhaft, den gesamten Primärkühlmittelkreislauf einschließlich der Wärmetauscher, d. h. der Dampferzeuger, im Innern des Reaktorgefässes unterzubringen.

Es hat offensichtliche Vorteile, die Wärmetauscher so auszubilden, daß sie erforderlichenfalls ausgebaut und ausgewechselt werden können, jedoch kann das Betreten des Reaktorgefäßes zum Herstellen und zum Lösen von Rohrverbindungen schwierig oder unmöglich sein.

Aus der BE-PS 5 58 667 sind bereits Wärmetauscher für Kernreaktoren bekanntgeworden, bei welchen zu Rohrpaketen zusammengefaßte Rohrtafeln Anwendung finden, die durch eine Montageöffnung im Wärmetauschergehäuse und einen unter dieser Öffnung befindlichen Schacht in das Gehäuse an ihren zugehörigen Platz verbringbar sind, wo sie dann a.i Sammelleitungen anschlicßbar sind, die sich jedoch im Innern des Wärmetauschergehäuses befinden. Auch diese bekannten Wärmetauscher haben den Nachteil, daß es praktisch kaum möglich ist, schadhafte Rohrtafeln oder Pakete abzuschalten oder zu erneuern, ohne daß der Betrieb stillgelegt werden muß und alle möglichen Gefahrenquellen während der Reparaturarbeiten u.dgl. ausgeschaltet sind.

Ähnliche Anordnungen von Rohrpaketen bzw. Rohrtafeln in Wärmetauschern zum Zwecke optimaler Raumausnutzung sind aus der FR-PS 13 70 306 bekannt, ohne daß aus dieser Druckschrift hervorgeht, wie die einzelnen Rohrpakete bzw. Rohrtafeln in den Wärmetauscherinnenraum eingebracht und entfernt werden bzw. miteinander oder an Sammelleitungen angeschlossen werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wärmetauscher für Kernreaktoren derart auszubilden, daß die

ίο einzelnen Rohrtafeln der Rohrpakete ohne Schwierigkeiten in einfacher Weise demontierbar und aus dem Wärmetauschergehäuse durch die relativ enge Montageöffnung hindurch ein- und ausbaubar und daß die Anschlüsse der Rohrtafeln außerhalb des Reaktorgefäßes herstellbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Wärmetauscher der in Betracht kommenden Art derart auszubilden, daß die Einheit aus drei in einer Reihe liegenden Rohrpaketen besteht, von denen die Rohrtafeln des mittleren Rohrpakets rechtwinklig zu den Rohrtafeln der äußeren Rohrpakete stehen, daß die lichte Weite der Montageöffnung geringfügig größer ist als die Diagonale des Querschnitts eines Rohrpakets und daß die in der Ebene der Rohrtafeln liegenden Zu- und Abflußleitungen der einzelnen Rohre der Rohrpakete durch die Montageöffnung hindurch nach außen zu Sammlern und Verteilern geführt sind, derart, daß die Zu- und Abflußleitungen der Rohrtafeln des mittleren Rohrpaketes in den von den Zu- und Abflußleitungen der Rohrtafeln der äußeren Rohrpakete freigelassenen Gassen verlaufen und die Ebenen der Zu- und Abflußleitungen dieser Rohrtafeln der äußeren Rohrpakete gegeneinander versetzt sind.

In den F i g. 1 bis 3 der Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand an Hand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels dargestellt, welches nachstehend im einzelnen näher erläutert ist. Es zeigt

F i g. 1 eine Aufsicht auf einen Teil des Kerns eines Kernreaktors mit eingebauten, gemäß der Erfindung ausgebildeten Wärmetauschern,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch einen Wärmetauscher längs der Linie H-II in F i g. 1,

F i g. 3 einen Horizontalschnitt durch den Hals des Wärmetauschergehäuses längs der Linie III-1II in F i g. 2.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, sind sechs Wärmetauscher 1 in einem Kernreaktor-Druckgefäß 2 um den zentralen Reaktorkernraum 3 herum in gleichem Abstand voneinander angeordnet. Diese Wärmetauscher 1 können in der Wand des Druckgefäßes befindlichen Primärkühlmittel-Kanälen oder, wie gezeigt, in einem ringförmigen Raum angeordnet sein, der von dem Reaktorkernraum durch eine Abschirmwand 4 getrennt ist.

Die Rohrtafeln 5 für das Sekundärkühlmittel in Form flacher Rohrreihen bilden drei Rohrpakete 6, 7, 8. Die Ebenen der Rohrtafeln in den beiden äußeren Rohrpaketen 6, 8 verlaufen zu den Ebenen der Rohrtafeln des inneren Rohrpakets 7 rechtwinklig. Alle Rohrtafeln 5 sind im Primärkühlmittelkanal, in welchem sich eine Umwälzvorrichtung 10 befindet, durch Böcke 9 (F i g. 2) gestützt.

Jede ebene Rohrreihe einer Rohrtafel 5 bildet für sich eine vollständige Kesseleinheit mit Vorwärmer, Verdampfer, Überhitzer und Rückerhitzer. Die einzelnen Rohrreihen der Rohrtafeln 5 sind an Sammelrohre außerhalb des Reaktordruckgefäßes parallel zueinan-

der angeschlossen.

Die Zu- und Abflußleitungen 11 der Rohrreihen der Rohrtafeln 5 sind derart geformt, daß sie durch eine Montageöffnung 12 mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser hindurchgeführt werden können; die Montageöffnung muß jedoch groß genug sein, um alle Rohrtafeln 5 in ihre Lage bzw. aus dieser heraus zu bringen; sie ist daher etwas größer als die Diagonale eines Rohrpakets.

Die Zu- und Abflußleitungen 11 sind, wie in Fig.3 gezeigt, so angeordnet bzw. geformt, daß es möglich ist, jede Rohrtafel 5 der Reihenfolge nach an eine vorbestimmte Stelle zu bringen und von dort auch wieder zu ihrer Wartung herauszunehmen. Die zu den Rohren des mittleren Rohrpakets 7 gehörenden Leitungen 14 sind der besseren Deutlichkeit wegen schraffiert. Die Leitungen der äußeren Rohrpakete 6 und 8 verlaufen durch die Montageöffnung beiderseits eines in der Mitte liegenden Durchlasses 13, in dem ausschließlich die Leitungen 14 der mittleren Rohrtafel des mittleren Rohrpakets 7 liegen. Die Leitungen 16,17,18 der Rohrtafeln der äußeren Rohrpakete 6 und 8 sind so angeordnet, daß sie zwischen sich Gassen 15 freilassen, in denen die (schraffiert gezeichneten) seitlich der Mitte angeordneten Leitungen 14 der anderen Rohrtafeln des mittleren Rohrpakets 7 liegen. Weiterhin sind die Leitungen des einen äußeren Rohrpakets 6 in bezug auf die Leitungen des anderen äußeren Rohrpakets 8 versetzt angeordnet, so daß nach dem Herausnehmen der Rohrtafeln des mittleren Rohrpakets 7 zwischen den Leitungen der anderen Rohrpakete 6, 8 Gassen 15 vorhanden sind, in welche beim Herausnehmen der Rohrtafeln der äußeren Rohrpakete 6, 8 deren Leitungen (beispielsweise die Leitungen 16, 17, 18 der Rohrtafeln 6a, 6b, 6c) hineinbewegt werden können.

Die einzelnen Rohre der Zu- und Abflußleitungen sind außerhalb der Montageöffnung in an sich bekannter Weise miteinander oder mit Sammelrohren verbunden, die jedoch der besseren Übersicht wegen in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform eines Wärmetauschers für Kernreaktoren bietet den Vorteil, daß die in dem Reaktordruckgefäß installierten Rohrtafeln von Rohrpaketen aus- bzw. eingebaut werden können, ohne daß das Personal sich in das Druckgefäß hineinbegeben muß, da alle Rohrverbindungen bzw. -anschlüsse außerhalb des Reaktordruckgefäßes liegen können. Außerdem lassen sich die Durchbrüche oder Öffnungen in der Druckgefäßwand auf ein Minimum begrenzen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

15 Ol 509

Patentanspruch:

Wärmetauscher für Reaktoren mit in einem Wärmetauschergehäuse angeordneten, eine Einheit bildenden Rohrpaketen, die aus einzelnen Rohrtafeln bestehen und mit einer am oberen Deckel zentral zur Einheit angeordneten Montageöffnung, deren lichte Weite kleiner ist als die maximale Abmessung des Querschnitts der Einheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit aus drei in einer Reihe liegenden Rohrpaketen (6, 7, 8) besteht, von denen die Rohrtafeln des mittleren Rohrpakets (7) rechtwinklig zu den Rohrtafeln der äußeren Rohrpakete (6, 8) stehen, daß die lichte Weite der Montageöffnung (12) geringfügig größer ist als die Diagonale des Querschnitts eines Rohrpakets und daß die in der Ebene der Rohrtafeln (5) liegenden Zu- und Abflußleitungen der einzelnen Rohre der Rohrpakete (6, 7, 8) durch die Montageöffnung (12) hindurch nach außen zu Sammlern und Verteilern geführt sind, derart, daß die Zu- und Abflußleitungen (14) der Rohrtafeln des mittleren Rohrpaketes (7) in den von den Zu- und Abflußleitungen (16, 17, 18) der Rohrtafeln (5) der äußeren Rohrpakete (6, 8) freigelassenen Gassen (15) verlaufen und die Ebenen der Zu- und Abflußleitungen dieser Rohrtafeln der äußeren Rohrpakete (6, 7) gegeneinander versetzt sind.