DE1526998A1 - Verfahren zur Dampferzeugung - Google Patents

Description

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BW «82/CK 275o KÖ/AC1.

Anmelden Combustion Engineering, Inc·
Windsor, Connecticut, ü_rS,A,

Verfahren eur Daapferieugung

Die Erfindung betrifft Atomkraftwerke und i&ebesondere ein 7erfahren und Vorrichtungen ear Herstellung und Verwendung von überhitzten Dampf in aolchen Kraftwerken-

den

Wegen Beyohränkungen auf Grund metallung. scher und/nuklearon Brer 1-

otoff her gestiisater Charakteristiken; erzeugen die meisten, dar .eutigen KVvnreiktoraulagen gesättigten Niederdruck oder Niedere »up rafcurdiiiayf Jedoch ist es bekannt, daß die Leistung eines Deaipfkrai'twerks verhältnismäßig niedrig iet wenn ein Daapfkreif. mit g anttigtiiifl Dampf verwendet wird« Die Dampfturbine seibat is- etwe weniger leistungsfähig auf Grund der in de» Sättigungagebiot at ttfindenden Expansion und die Korrosion kann ein Problem werden vt en der Wasaerbildung in den ühirblnenschaufeln» Außerdem sind äußere Wasserabscheider ewieohen dem Hochdruck und den Miederdruckcylir ern erforderlich und aanchaal iat eine ffacherhltsung des Dampfes not wendig, um die Schaufeln an Ende der Turbine aus eines Bereich s . hoher Feuchtigkeit heraueeuhalten- Damit eine große elektrische uagaugsleiatung erreicht wird, auß die Dampfströming des Kreises a t gesättigte« Dampf wesentlich gesteigert werden und es ergeben aich Turbinenidie sehr groB· Abmessungen besitsen Ein· Grenze für di.» Kapazität ist in dieses Fill die Größe der Turbine, Paradoxerwei te sind nukleare Reaktoren nur für sehr große Einheiten gerechtfert gt.

Da die meisten dieser Probleme durch die Verwendung von überhitz!;«« Deaapf vermieden werden können, sind separate, alt fossile» Brenn stoff befeuert· lib*rhit*er verwendet wordene Dadurch wird der ϊβ-ΐι-inhalt des Ireises gesteigert und ein beträchtliches Anwachsen dor

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elektrischen Auegengalelstung dtr Turbine bsi der gleichen Daepf ftröaung erreicht, Z.B. verwindet dl· Indian Point Station, dl· •Inen Betriebsdruck ron 28,i ata (4oo pal) und eine Temperatur d«a gesättigten Daepf·· Ton 227 ° C (44o ° F) ausgelegt wir, einen alt Ol befeuerten tberhitser, dar den Daepf auf 538° C (1ooo ° F) erhitit, sodnß dar Wäraelnhslt das Xrelaesyttngefähr 17 % verbessert wird ο

DIt Planung ein·· Beparatbef euerten Iberhitsars alt aainar daapfgekühlten Brennkamaer ist iaaer ein fohr aohwierigea Problea wegen ™ der erforderlichen auftretenden hohen Hetallteaperatur der Brenn kaaaer, Bei einer aolchen Einheit auß die Warne der Brennkammer über einen Oaefila auf der Außenseite der Rohre, 'lurch die Hohre aelber und durch einen Daapffila auf der Innenseite der Rohre auf den durch die Rohre geleitete Daapf übertragen werden. Die Metallteaperatur der Rohre liegt über der !Temperatur dea zu erhitsenden Daapfββ und aie befindet sich in einer direkten Besiehung alt des Wärmeübergängekoaffliienten dee inneren Daapffilae Da diaaer WänateüberganKsko'if ^ ficient für Daapf kLelner ala für Waeeer 1st, sind erfahrungsgemäß die Metallteaperaturen in Brennkwaerrohren bei einea separat befeuerten tiberhitser wesentlich höher, ala aie es in einer waaBQrgekühlten Brennkammer einea herköaalichen Daapferzeugera wäron

Da ia allgeaeinen der Druok dea/'nuklearen Diapferzeuger verlassenen Daapfee verhiltnlaaäßig niedrig iat, erfordert die Leistung dta Daapfkrelsea einen niedrigen Druckabfall aa Lbarhibxer. Ein erhöhter Druckabfall über dea Iberhitser würde entweder eine Erhöhung des Betriebsdrucks des nuklearen Daapferseugera (der durch metallurgiache oder von Charakteristiken besügllch dea nuklearen Brennstoffs begrenst 1st) oder eine Senkung des Turbinendrucke bedeuten, was •loh in einer geringeren Turbinen-und geaaaten theralsehen Leiatunge· fähigkelt äußern würde, Der für einen separat befeuerten tberhitser abgliche niedrige Druck und niedrige Druckabfall verechärft außerdea den Zustand der hohen Hetallteaperatur- Der verfügbare niedrige Druckabfall erfordert eine Verkleinerung der Durchaätae der Rohrkreise, waa aeineraeita dan Wäraeübergangskoeftisianten erniedrigt*

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Außerdem ist für irgendeinen bestimmten Daro&sats der gangskoefrisient su klein für Iiederdruckasmpf.

Deshalb let dtr Entwurf, wenn in tinea eeparet befeuertes l/berhitser, der für eisen niedrigen Druckabfall ausgelegt sein ami, Niederdruokdajipf erhitst «erden soll, ein außerordentlich schwieriges Problem. Ee erfordert verhältnismäßig große Brenn-» kammern, eodaß die Wärmesbsorption durch die Rohre niedrig gehalten werden kann und eine Übermäßige Anwendung von hochlegiertem Stahl, Der erforderliche niedrige Druckabfall susammea mit dem hohen spezifischen Volumen dee Hiederdruckdampfes, erfordert die Verwendung von Rohren großen Durchmessers, wodurch wiederum die Dioke der Wände gesteigert wird,was seinerseits wiederum die Metalltemperatur erhöht. Die verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeiten auf Grund der Vieleahl von parallen Kreisen, die nötig sind um den erforderlichen niedrigen Druckabfall hervorzurufen, macht eine gleichmäßige Verteilung des Dampfes durch die Rohre längs des Umfange der Brennkammer mehr sweifelhaft» Eine ungleichmäßige Verteilung der Dampf strömung macht sich in höheren Temperaturschwaninnigen und lokalisierten hohen Metalltemperaturen bemerkbar, was seinerseits weitere Anforderungen *& die Planung bezüglich der Metalltemperaturen stelltο In dieser Sicht werden oft Planungsentwürfe getroffen_r welche die Grenzen der heutigen Materialien überschreiten ,entweder bezüglich der möglichen Spannungen,der Metalloxidation oder der Hochtemperaturkorrosion.

Ein separat befeuerter Überhitzer zusammen mit irgendeinem Reaktortyp bringt außerdem Schwierigkeiten bezüglich der Betriebstemperaturen des Metalls während des Anlassens des Systeme · Wenn Dampf mit kleinen Durchsetzen durch die Rohre strömt, so resultiert ein g sehr geringer W&rmeübergangskoeflrisient« Das macht ein sicheres Be-(o feuern der Einheit ohne übersteigen der sulässigen Metalltemperaturei

oo unmöglich, da die Rohre in der Brennersone der Einheit angeordnet ^ Binde Deshalb sind große Turbinennebenechlußanlagen installiert, so- ° daß die für überhitzten Dampf ausgelegten Turbinen solange kursgecn schlossen werden können, bis sdbh ein ausreichender Durchsatz durch den separat gesteuerten Überhitzer erreicht ist, daß dieser auch befeuert werden kann_tum die Dampfteaperatur über dem Sättigungspunkt

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tu steigern«

Die Anwendung einer Gasumwälzung auf einen separat befeuerten überhitzer erniedrigt den Grad der Wärmeabeorption in der Brennkammer in einigem Ausmaß, Da in dem separat befeuerten überhitzer keine Oberfläche Yorhanden iet_t die bei niedriger Temperatur Wärme aufnimmt, hat das durch die Brennkammer umgewälste Oftβ eine verhältnismäßig hohe Temperatur Außerdem bewirkt die Umwälzung dec Qases ein weiteres Anwachsen der Temperatur des den überhitser ▼erlassenden Gases und demgemäß ein Anwachsen der Temperatur des Gases das wieder in die Brennkammer eingeführt wird«. Eine einfache W Anwendung der Gasumwälzung auf einen separat befeuerten überhitzer ▼ermeldet deshalb Aie oben beschrieben Probleme der Metalltemperaturen nicht in befriedigender Welse«

Kernreaktoren bilden während des Betriebes Xenon, das ein nukleares Gift ist. Während des Betriebs mit voller Leistung wird dieses Gas mit einer Geschwindigkeit verbrannt, sodaß sein Auftreten innerhalb xulaasiger Greneen bleibt, während bei redusierter Leistung, überschüssige Mengen dieses Gases gebildet werden. Wenn der Reaktor mit sehr geringer Leistung betrieben wurde oder ktirslich stillgelegt worden ist, 1st deshalb eine beträchtliche übe schussreaktltoit&t erforderlich un den Tergiftu&gseffekt des Xenons su überwindenο Bei . * fieaktoren mit niedriger Reaktivität, besondere bei denen,die natürlichee Uran verwenden, existiert eine nicht ausreichende Reaktivität nur Überwindung der Vergütung und die Einheit kann nach der Stilllegung nicht wieder angelassen werden, bis das Gas in ausreichender Weise serf allen 1st, was ungefähr 36 bis 48 Stunden dauert«

Sogar Reaktoren die anfänglich ein sehr hohe überschussreaktlvltät co haben leiden an einer Brennstoffabrelcherung während des Betriebs« ° Deshalb bestehen bei diesen fieaktoren gegen das Ende der Lebenszeit des Brennstoff4 hin die selben Probleme wie bei Reaktoren, die an-

cn fänglich für geringe bberechuaareaktivltät ausgelegt sind und sie Q können nicht leicht bei gedrosselter Leistung betrieben oder wieder angelassen werden·

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Beaktoren, die natürlich·« Uran verwenden und eine geringe tJberschußreaktivitat haben and die sogar mit 2usatabrennstoff-•ttiben ausrüstet sind, können nicht für längere Zeit «it Leistung unterhalb von 7o bis 80 % betrieben «erden, ohne da3 die Xenonvergiftung eine Stillegung eriwingt. Demgemäß ein Hebenschluß für die rolle Turbinenkapasität verwendet, der ee gestattet» den Reaktor ständig mit voller Leistung su fahren, wenn dio elektrische Belastung des Kraftwerkes ausfällt oder seitwellig verr lagert wird, Offensichtlich sind die Lei tun ge und Kühlungseinrichtungen die für einen solchen Nebenschluß für die volle Kapasltät erforderet lieh sind sieallch teuer„

Wenn ein solcher Reaktor zur Dampferseugung in Verbindung mit einem fossil befeuerten l/be rhi teer verwendet wird, erfordert ein Fehler am Überhitzer oder an, einem anderen Bestandteil der Anlage eine Stillegung des gansez* Kraftwerkern für eine Zelt bis iu 48 Stunden, während der keine Dampferseugung möglich ist»

Es ist also ersichtlich, daß durch die Begrensung des niedrig.e*tbetrieb eines Reaktors das nukleare Kraftwerk am besten für elre Grundleirtung (base load) und nicht für eine wechselnde Leistung oder einen Spltienbetrieb (peaking operation) geeignet 1st. Wem das Kernkraftwerk in einer Anlage verwendet wird, welche die meiste " ihrer Elektrisität durch billige Energie erseugt, wie s„Bo ein Wasserkraftwerk, so ist es wegen der Wirtschaftlichkeit wünechensi«rt, den Wasserkraftswerkteil mit Grundleistung su fahren und sämtliche Belastungssehwankungen auf den nuklearen Reaktor oder auf then lache Einheiten su übertragen ο Wegen der suvor erwähnten Begrensungec des Mledriglastbetrieb» sind einig« der nuklearen Reaktoren sehr schlecb einer solchen variablen Leistung angepasste

<° Sin Atomkraftwerk hat höh· Kapitalkosten aber verhältnismäßig ge-

CD ringe Brennstoffkosten verglichen mit fossil befeuerten Einheit sn.

\ Während das nukleare Kraftwerk sur Aufnahme von Belastungsechweii-

J klingen erforderlich ist« was im wesentlichen eine Einheit für o>

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Spitzenlast bedeutet, wäre dl· Verwendung ·1η·· nakleexea Kraftwerke besonders unwirtschaftlich.

Zur SwIt siad Atomkraftwerk· unvorteilhaft wegen ihrer v*rhÄltnieaäflig langen Konttruktioneseit Terglichen alt einta fossil befeuerten Kraftwerk. Während dieser IeIt kann daa Kraftwerk kein· elektrische Energie liefernο

Et 1st eine Aufgab· der Erfindung ein verbessert·· Atomkraftwerk tu schaffen, das Überhitzen Dampf verwendet.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es ein Atomkraftwerk zu schaffen, das Energie alt geringeren Kosten pro Kilowattstunde produziert.

Hoch eine weitere Aufgabe let et»eine billige Iberhitzeranlage mit einem geringen Druckabfall und sicheren Metalltemperaturen tu schaffen·

Die Erfindung lb'et diese Aufgabe durch ein Verfahren tür Dampferzeugung, bei dem der von einem Kernreaktor erzeugte Dampf vor der Einspeisung in einer Turbine überhitz wird, bei dem ein fosail befeuerter Dampferzeuger weiteren Dampf erzeugt und seine Verbrennungsgase den Dampf des Kernreaktors durch Wärmeaustausch überhitzen

Außerdem schafft die Erfindung ein Dampfkraftwerk alt einer dampf verbrauchenden Turbine und einem fossil befeuerten Dampferzeuger, der eine Brennkammer enthält, deren Wände durch Rohre wassergekühlt sind und die eine Brennersone enthält, von der die Verbrennungsgase durch eine Gasführung abgeführt werden und bei dem der fossil befeuerte Dampferzeuger mit einem nuklearen Miedertemporatur- Dampf« erzeuger verbunden ist, dessen Überhitzer in der Gasführung fern der Brennereone angeordnet ist und bei dem der Dampf vom nuklearen Dampferzeuger dem Lberhitzer über eine Leitung zugeführt und von ihm über eine Leitung zur Turbine abgeführt wird.

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Zum besseren Verständnis wird dl· Erfindung Jetzt anhaad ron Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen «teilen dar»

FIg ρ 1 eine Anwendung der Erfindung auf «inen Arbeitskreis der zwei getrennte Turbinen verwendet;

Fig. 2 Ein !Collier Diagramm, das den Zustand des Dampfes während

des Durehstrumene der Turbine und des nuklearen Dampfkrelaes bei v· r schied men Lelstungsbedlngungen darstellt;

Fig. 5 Ein Aueführungsbeispiel der Erfindung _v das einen Durchlauf dampf erzeuger verwendet und bei dem die Webensohlußanlage für den Durchlauf dampf erzeuger mit der Turbinennebenzchlußanlage des nuklearen Daapfkrelses integriert ist;

S¹Ig₀ 4 Ein Auaführungshelspiel der Erfindung bei dem der nukleare und der fossil befeuerte Dampferzeuger eine eineige Turbine parallel geschaltet betreiben!

Figo 5 Ein Ausführungsbelspiel der Erfindung, bei dem die fossil befeuerte Einheit die Hoch- und Klederdruckatufen der Turbine betreibt, während die Niederdruokstufe der Turbiie nußer dem noch von der nuklearen dampferzeugenden Einheit betrieben wird; und

Fig« 6 Ein Ausführungebeispiel der Erfindung bei dem ein fossil befeuerter Dampferseuger mit einer Soppelbrennkammer (twin furnace) verwendet wird.

GecäS der Erfindung wird ein Kernreaktor, der Dampf mit Sättigu igetemperatur oder geringerer Temperatur ereeugt, so mit einem foe 11 befeuerten Dampferseuger kombiniert, daß der vom Kernreaktor er eugt Dampf von einem tiberhimtser übernitst wird, der sloh in dem ?οε 11 befeuerten Dampferzeuger befindet. Dieser Dampf wird dann ei:iex Dampfturbine lugeführt, die mit überhitztem Dampf arbeitet ₀ 3ei dem fossil befeuerten Dampferzeuger ist der Überhitzer fern der Src nerRone angeordnet, während die Äaapferzeugenden Rohre die B:er

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cone umgeben. Generell kann jeder dieser Dampferzeuger unabhängig tob anderen betrieben werdenο Demnach wird, wenn nur der Kernreaktor arbeitet und der foszil befeuerte Dampferzeuger außer Dienet let, der Turbine gesättigfer Dampf gugeftihrt· Es sind Torkehrungen getroffen, us zu dieser Zelt die Hochdruckturbine kurzzuschließen, sodaß eine übermäßige Befeuchtung der Turbinenschaufel* vermieden wird«

In Figur 1 ißt dargestellt wie ein primäres Arbeitsmedium durch den Reaktor 2 mittels einer Umwälzpumpe 3 geführt wirdο Der Wärmeaue tauscher 4 erieugt im wesentlichen gesättigten Dampf, der über die Dampfleitung 5 abgeführt wirdo

Dieser Dampf wird dann durch den überhitzer 7 und anschließend durch die Dampfleitung 0 sum Turblnendrosselventil 9 geführte Er strömt dann nacheinander über die verschiedenen Turbinenatufen_t näalich die Hochdruckstufe 1o, die Mitteldruckstufe 12 und die Niederdruokstufe 13 zum Kondensator 14_e Diese Turbinenstufen sind direkt an den elektrischen Generator 15 angeschloflseno Das Kondensat wird dann wieder dem nuklearen Dampferzeuger oder Wärmeaustauscher 4 mittels der Speisepumpe 17 über die Speisewassererhitzer .18 und Economizer 19 zugeführt«

Der überhitzer 7 und Economizer 19 für den rom Kernkraftwerk erzeugten Dampf sind in dem Gasstrom des fossil befeuerten Dampferzeugers 22 angeordnete Dieser Dampferzeuger arbeitet unabhängig τοη dem nuklearen Dampferzeuger« Der gesättigte Dampf strömt τοη der Dampftrommel 25 durch den Hiedertemp atur&nStzer 24 und den Hochtemperaturüberhitser 25. Dann strömt er durch ein Drosselventil 27, das den Vlufi dureh den Hochdruckabschnitt 28 und Hlederdruckabsohnitt 29 einer separaten Dampfturbine regelt, welche einen elektrischen Generator 3o treibt. Der Dampf wird im Kondensator 32 kondensiert und über Speisewassererhitzer 33 und eine Speisewasserpumpe 54 dem Dampferzeuger 22 wieder zugeführt. Tor dem Eintritt in die Dampfwassertrommel durchströmt das Speisewasser den Economizer

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Innerhalb d#e Dampferzeugers wird Wasser durch dl· Umwälzpumpe 37 umgewälzt, Dae PTaaser strömt abwart· durch dl· IaIleitung 38 In dl» Kopf leitung 39 und dann aufwärts durch dl· Rohr« 4o_f wtlche die v/änrte der Brennkammer auskleiden. Die eo gebildete Wasser Danpfzaiochung atrbmt duroh die Auslaaakopfleitung 42 und wird der Dampf trommel 23 zugeführt; in der sich Dampf und V/aaaer trennen und dna w&aeer strömt wieder durch die Palleitung 38 und der Dampf wird zum überhitzer 24 weitergeleitet

Di« Bveuner 43 verfeuern einen fossilen Brennstoff wie z₀B> Öl₀

über da» Gebläse 44 wird den Brennern Verbrennungeluft zugeführt« μ

Die Verbx'eaaufigagaae strömen durch die Brennkammer 4*L aufwärts

qnrca

über den HoohtemperaturÜberhitzer 25 und atrb'men dann/swei unabhängige Gaaführungen> Eine dieser Gaeführungen enthält den NiederttmperaturüberhitBor 24 und den Economl«er 35 der stromabwärts vom überhitzer 24 angeordnet iat» Die tweite Gasführung enthält den tiberhitier 7 und &_9n Economlier 19» der stromabwärts vom tberhitser 7 eingeordnet ist.> Sie dienen beide zur Behandlung des rom Kernreaktor erzeugten Dampfe« und zur Behandlung seines Speisewassers und werden im folgendem als nuklearer überhitzer und nuklearer Economize bezeichnet. In dieser Oaaführung sind auch Klappen 46 angeordnet, mit denen der Oaβstrom durch die Führung 47_t welch· den nuklearen Überhitzer 7 enthält, beschränkt werden kann₀ Die Oase aus beiden Gasführungen atrömen susaamen zum Ausgang über die Gas- | führung 48. Diese Gasführung enthält einen nicht dargestellten Lufterhitzer weloher die, in das Gebläse 44 eintretende Verbrennung«, luft vorerhltst und die Abgaetemperatur auf wirtschaftlich· Wert· bringt c

Stromabwärts rom nuklearen Economizer 19 in der Gasführung 47 iat eine Gaaumwälsleitung 49 angeordnet über weiche mittel« ein·· umwälzgebläsea 5o abgekühlt· Verbrennungegase zurück in die Brennkammer geführt werden können. Durch d*u Betrieb dieses Gasumwälzgebläees wird dl· Gaaströmung über den nuklearen Dampfheisflächen innerhalb des Gasführung 47 gesteigert und so ein· Vergrößerung der Wärmeabsorption und demgemäß d»r Temperatur des nuklearen Dampf·· bewirkt» Ein Temperaturfühler 33 ni&t die Temperatur dea den nukle-

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aren Überhitzer 7 über die Leitung 8 rerlaseenden Dampfe· und überträgt ein Steuersignal sum Regler 84. Dieser Regler betreibt die Klappen 46 in Abhängigkeit Ton der Dampftemperatur und wenn die Klappen eine äußerste Stellung erreichen, läuft ein Steuersignal ium Regler 85, der die Geschwindigkeit des Oasuavälsgebläses 5o abhänig ron der Dampftemperatur steuert. Jede beliebige öffnung der Klappen 46 mwischen der rölllg geöffneten bis mir röllig geschloseenen Stellung kann gewählt «erden« Venn die Klappen röllig geschlossen gehalten werden, wird die Dampfteaperatur nur durch das ümwälsgebläae 5o geregelt»

Während normalen Betriebes des nuklearen Dampfkreises wird überhitzter Dampf der Hochdruekstufe 1o der nuklearen Dampfturbine iugeführto Dies gesohleht durch Terwendung des nuklearen Dampfüberhltiers 7 der innerhalb des Dampferseugers 22 fern τοη der Verbrennungeione in der Brennkaamer 45 angeordnet 1st. Die Verbrennung» ione befindet sich in einem Gebiet, das -von wassergekühlten dampf erseugenien Rohren 4o umgeben 1st, die einen sicheren Betrieb bei den in solchen Hoehtemperiturionen auftretenden lärmeabsorbtionen angepaßt sind» Die Verwendung solcher dampf erzeugender Rohre ermöglioht eine sehr hohe Wärmeabgabe in der Brennkammer 45 und demgemäß eine Verkleinerung der Brennkammer bei einer bestimmten Befeuerung. Da der nukleare tberhitser 7 feca τοη der Verbrennungsione angeordnet ist, muß er nicht mit so hoher Wärmeabsoiption arbeiten, wie es bei einem separat befeuerten überhitzer oder wie es innerhalb der Brennkammer dieses Dampferseugers der Fall wärsc Demgemäß kann der nukleare Überhitzer 7 thx geringe Geschwindigkeit« und einen kleinen Druckabfall ausgelegt sein ohne daß die Gefahr einer ungenügenden Kühlung der Rohre des nuklearen überhitzer β besteht.

Der nukleare Dampfüberhitzer 7 kann wesentlich billiger gebaut werden als ein Tergleichbarer separat befeuerter überhitzer.= Da jedoch dieser nukleare Dampfkreis mit Überhitzern Dampf arbeitet, erreicht er die hohe Leistungsfähigkeit eines mit überhitzen Dampf arbeitenden Kreises· Zur gleichen Zelt wird zusätzlicher Dampf in dem Dampferzeuger 22 erzeugt und eine zusätzliche Leistung im elek-

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trlsehen Generator 3o erxeugtc

Bei nuklearen Kraftwerken treten hohe Kapitale und niedrig· Brermstoffkoeten auf« während dagegen ein Bit fosailem Brennstoff arbeitende« Kraftwerk im allgemeinen verhältnismäßig niedrig« Kapitalisten aber hohe Brennetoffkoeten hat_c Die Geeamtkosttm der Energieproduktion sind eine Funktion dee kapitalisierten Investierungswertes und der Brennstoff ~ und Betriebelauten·:

Bei dieeer kombinierten Anlage aind die Kosten einee nuklearen nit Überhitstem Dampf arbeitendes Kreises wenentlich reduziert \ϋκΛ errwr uuf Gmod der beträcht3.ich niedrigeren Koeten des nukleff.r-ürt Uberhltsers, während dagegen die Kosten des ait fo;niloia Brenn-G {,off bfsfouerten itaitpferseugere 22 nur geriugfügig erhöht eind imd »rar auf Gmaid der «uoätiliohea Verbrennungsvorrichtungen und der Kifiaufügung dex· Gaeführung 47c Duroh die Kombination beider Gyst^we auf diese Weise, wo der foeeil befeuerte Dampferzeuger 22 alle Vorteile eines idealen Brennkammorentwurfe erhält, während der nukleare Lfcei-hiteer ? die tberhitiung dee nuklearen Daexjfe durch «inen billigen tberhitier »it kleine» Druckabfall bewirkt, wird ein System geschaffen_t das auf der kapitalisierten Basie billiger i^t als eines von beiden allein· Unter üblichen wirtschaftlichen Bedingungen sind außerdem die fhergieproduktionskocten kleiner«

Beide Systeme, sowohl das nukleare als auch das fossil befeuerte können allein, unabhängig voneinander betrieben werden« Fall der Dampferzeuger 22 allein betrieben werden soll, werden die Klappen MS geschlossen sodaS durch die Gasführung 47 kein Gas strömt und die gesaute Energieerzeugung in elektrischen Generator 5o stattfindet. Andorerseite ka*m der Reaktor 2 bei stillgelegte» Dämpferteuger 22. betrieben werden« In diesem Fall (jedoch, wäre der den nuklearen liberhiteer 7 verlassende Dampf nicht überhitst und demgemäß wurde der Turbine 1o gesättigter Dampf zugeführt« Damit oine große Befeuchtung der Sehaufein der Hochdruckstufe 1o der Turbine vermieden wird, let eine ÜfebenschluBleitung 51 für dJe Hochdruckstufe do.v Tui-Mne vorgeoGöon, reJ.che ein RebenschlT^r j^'j. ^t

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enthält über das dl« Hochdruckitufe der Turbine kuregeeohloenen werden kann_t

Li*r Betrieb dieiea Nebenechlueeeg bezüglich der Deeipfeigeneohftften dpr Hoch' und Niederdruckturbinen wird am beoten anhand d«e Mollier·· Diagramme der Figur 2 beneb-riehen* Unter normalen Batrlebßbedingungei bti Vollast_t wird vom nuklearen Daapferzeuger 4 gesättigter Dampf ■It;" 38,7 atm (55o päi) err.eugt, Der Zuatand des Dampfen int als Packt; f>J beaeiebnet.» Er strömt duroh den nuklearen tberhitater und wird xi\D{tM Linie 5* auf oine TeMper-atui- von 538⁰G-. (1οο°ΙΊ j wie fi: dareh I¹UuICt $5 bec-eiohnet ist ex-hitst _s Per Daapf erpmn^lert Irurs X>ini® 5β unrt sein Zustand der am Auegang; d#»r Hooh<lri'cktur· biae 1« »i^^rs-'.ht -.'et Kit Punkt 5? b»f.ei<^vijyi<?t. Her Pampf expandiert weiter über die Mitteidmclc-mid Hiederdr-ucktiiT-binen läußa Linie 5ß und^feicht den Eondenfiatordruck von 25-4 ew/Queokeilbüraäule (1 inch of »ercuiTT.* λ* Pimkt 59-

V/«nn die Turbine nit nur teilweise ■ iibe^hitgteft Daajif von ungefähr ?9ο°σ ?74o°P< wie ©β durch Punkt 6o beeeiohnet iet arbeitet, findet die Eypaneion länge Linie 61 durch die Hochdruokotufe der Turbine afcattr I)«r Dampfeuetand bei» Verlassen der Hochdruckstuf· άφτ Turbine ist als Punkt 62 beselchnet. Per Dampf expandiert weiter 3änge Linie 63 über die Kitteldruck-- und Kifderdruckturb^nen und erreicht d.fn Kondeaeator ic aiaem Zustand der als Punkt 64 beeelchnet 1st· Etj wixd bemerkt, daß unter diesen Bedingungen keine Feuchtigkeit In der Hochdrucketufe der Turbine auftritt obwohl sie sich in der Mltteldruck- und Niederdruokatufe der Turbine bildete Jedoch übersteigt die Feuchtigkeit bei den letr.ten Hiederdnscksehaufeln 12% ecdaß übeniäßige Eorrosioneprobjβ*β durch Waeeer rereieden

W*&n jedoch der uberhitmungagrad unter eines bestimmten Wert liegt was der Fall iit_f wenn der theraleche Dampferzeuger außer Dienst ist. bildet eiob Feuchtigkeit in der Hochdruckstuf· der Turbine imd »eträchtliche Peuchtigkeit wird ia den Mitteldrusk« und Hiedtrdruckstufen der Turbinen gebildet, Z_cBr let unter der Annmhme_t daß der thejraiöcke Dampforiseuger außer Dienet ist der Zustand dea but-.

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Turbine eugeführten Dampfe· wie durch Funkt 53 dargestellte Der durch Drosselung tntabehende Druckabfall an der Turbine verringert den Druok des Danpfes, sodaB er in die Hochdruckstufe der Turbine in einen lurch Punkt 65 beseiohneten Zustand eintritt· Der sich in der Hoohdruokturbine länge Linie 66 entspannende Dampf verläßt; diese Turbine in einem durch Punkt; 67 bezeichneten Zu^tan^ an den ungefähr 5% Feuchtigkeit herrechenο Line fortgesetzte Expansion durch die Mittel und Hiederdruckturbinen findet längs Linie 68 atatt und der Daapf erreicht die Hiederdruckturbine in einem alt Punkt 69 bezeichneten Zustand, bei des bereits ungefähr 16% !feuchtigkeit h#rrochen=, Demgemäß ist ersichtlich, daü in der Hochdruckturbine Feuchtigkeit existiert, und dieee Turbine ist M nicht fürflBfHhen Dampfzustand ausgelegt) was JKorfür die Schaufeln *ur Folge hat. Der die Niederdruokturbiue verlassende üanpf hat einen Feuchtigkeitsgehalt der wesentlich die euläscigen 12% Übersteigt und deshalb iu ernsten Korrosionen der Schnufeln der Niederdruckturbine führt.

Damit solche Schwierigkeiten vermieden werden, wird die Hochdruckturbine über die Leitung 51 und das Ventil 52 kurcgeschlosson sodaß der Dampf vom Punkt 53 auf den Punkt 7o gedrosselt wird_s Dampf in diesem Zustand tritt in die Uitteldruckturbine ein und expandiert in der Mitteldruek- und Niederdruckturbine längs Linie 71, Er tritt aus der Niederdruckturbine in einem Zustand aus, der als Punkt 72 becelohnet ist. Da die Hochdruokturbine kurigeschlossen let, besteht { offensichtlich keim Feuohtlgkeitsproblem in den Schafein dieser Tur~ bine, während der Feuchtigkeitsgehalt des die niedere Turbine verlassendes Danpfes jetzt unterhalb von 12% liegt, aodaß übermäßige Korrosionsproblem· der Schaufeln nahe dem Ausgang dieser Turbine vermieden werden. Außerdea 1st die Leistung der Turbine in besserer ÜbereinstiBnung mit der für die sie ausgelegt 1st, da die Kittel' und Niederdrucksylinder mit den längs der Expansionslinie auftreten* den Dampfbedingungen besser fertig werdenο Obwohl das ?euehtigkeiti~ problem bei einer Einlasetemperatur von ungefähr 3£8°C (7oo°P) bedeutsam wird, kamn die Regelung vorteilhaft auf des Qsmpfsustand aufgebaut werden, der am Auegang der Hochdruckturbine vorhanden 1st· Demgemäß wird der Dampfzustand am Ausgang der Hochdrucketufe 1o de£

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Turbine gemessen und das Hebenaohiuuventil $2 In Abhängikeit davon geregelt. Demgemäß werden feuchtigkeitsprobleme im den Hoch- und Niederdruokturbinenstufen vermieden*

Temperatur-und Druckfühler 87 und 88 messen Temperatur und Druck doβ die Hochdruckstufe 1o der Turbine verlaeoenden Dampfe«, Von den Fühlern werden Steuereignale kub Regler 89 übertragen, der din Ventile $2 und 9 abhängig vom Zustand des die Hochdruckatufe der Turbine verlassenden Dampfes steuert,um da.a Auftreten von Feuchtigkeit an dieser Stelle au vermeiden Wie aua der Beschreibung der Figur 2 eruiohtlioh, iat es im wesentlichen aua Planungabereohnungen oder vom Tentbetrieb her bekannt, welche Eingangetemperatur der Turbine welchem Ausgangszustand unter verschiedenen Betriebsbedingungen entspricht. Ss wäre demnach auch mlglich die Ventile 52 und 9 falls gewünscht abhängig von der Eingangs U »peratrur «u regeln = Wegen des Problems dea Wiederanlaesens eines fieaktors ne.cn dem er wegen einer Xenonvergiftimg stillgelegt worden ist,werden Volleistungsnebenschltisse um die Turbine herum häufig elngeeetstc Wieder besugnehmend auf Figur 1, enthält der Turbinennebenschluß 8I «in Turbinennebenschlurentil 82_eDer Nebenschluß laitet den gansen Dampfstrom um die Turbinonabschnltte Io,12, und 15 herum sum Kondensator 14₉ In dem Fall, daß das Kraftwerk mit voller Leistung sowohl des Danpferseugers 22 als auch das Reaktors 2 arbeitet und die elektrische Belastung wegfällt, müssen beide Generatoren abgeschaltet werdenο Die Brennstoffzufuhr sum fossil befeuerben Dampferseuger 22 kann auch abgeschaltet werden„ Zu diesem Zeitpunkt arbeitet der Reaktor mit voller Dampfauagangsleistung aber durch die Leitung 8 strömt gesättigter Dampf an Stelle von überhitztem Dampf· Demgemäß muß die Hebenschlufileitung 81 und die Kondensationkapasität des Kondensators 14- so bemessen sein, daß sie nur die vom nuklearen Dampferzeuger 4 in gesättigtem Zustand ausgestoßende Dampfmenge aufnehmen. Dies erfordert natürlich einen sehr kleinen Nebenschluß verglichen mit der Geaaatgrööe das Kraft*m-k3.

Mit diesem kombinierten Kreis werden die meisten, wenn nicht alle Leistungiachwankungen auf die fossil befeuerte Einheit übertragen« Der Reaktor 2 mit seinen geringen Brennstoffkosten wird alt seinen

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maxlmalen Ausgangsleistung mis Grundiaet gefahren (base loaded), während di· In den Brennern 44 verfeuerte Brennstoffmenge nach den Erfordernissen der gesamten Anlage geregelt wird* Während dieses Betriebs wird die Temperatur des dem nuklearen Überhitzer 7 verlassenden Dampfes durch die Manipulation der Oeaatromklappen 45 abhängig von der Temperatur des den nuklenren überhitzer 7 verfassenden Dampf geregelt» IHa Gasumwäl!gebläse 49 wird in Betrieb genoamens wenn die Regelung durch die Klappen unzureichend sein oolite. Offeneichtlich können andere Vorrichtungen zur tberhitzungsrepelung verwendet werden, wie Z₃B₆ eine Brennerachwenkung oder DaapfTemperierung*

Hie Temperatur der in den nuklearen tberhitzer 7 eintretenden Gase iet wesentlich niedriger als die Temperatur des die Brenn-.kammer 45 verlassenden Gases_r da die Gase über den Hochteaperaturuberhtoitzer 25 streichen > Die Anordnung des nuklearen überhitzer· atroiiabwärts von einer tJberhltzerf lache wie i_cB₍ 25 ist vorteilhaft« da die niedrige Temperatur der Oase die Verwendung von niedrig legierten Materialien im nuklearen Überhitzer gestattete Außerdem bewirkt die Anordnung des nuklearen Economizers 19 stromaufwärts von der Gaaumwälzleltung 49 eine Reduzierung der Tempe~ ratur der umgewälzten Gase sodafl das Uawälzgebläee 5o nicht unkedingt aus hochlegiertem Material bestehen muß₀ Der nukleare tJberhitzer 7 1st bezüglich des Gastrom* parallel zum Econonizer 55 und a zum Hlederdrucküberhitzer 24 geschaltete Wenn durch den nuklearen Dberhitzer zur überhitzung Gas geführt wird, wird dadurch der Gasstrom sowohl über den Economizer 35 ale auch den Niedertemper vturüberhitzer 24 reduzierte Diese Verringerung der Wärmeab·orbtion im Economizer 35 verringert die Temperatur desT&le Trommel eingeführten fjpeisewassars und demgemäß die Ausgaifsleistung des Dampferzeugers 22 5 während die Verringerung der Wärmenbsorpttfcn im tberhitzer 24 in. Verbindung mit der verkleinerten Dampfauegangeleistung dazu neigt die Temperatur des den Dampferzeuger 22 verlassenden überhitzten Dampfs zu stabilisierenο

Andererseits können die Happen 4$ ständig geschlossen bleiben oder eine feste Wand kann mn ihre Stelle gesetzt werden, sodaß die Gas-

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strömung über den nuklearen überhitzer nur bei laufende« GasumwUlsgwbläee erdelt wird. Bei einer solchen Gasführung Bit geschlossenem Ende wird die Temperatur des den nuklearen Iberhiteer 7 verlassenden Dampfte durch den Betrieb des Gaeumwälzgebläeei 49 abhängig von der Dampftemperatur In der Dampfleitung β geregelt.

Diese· Dampfkraftwerk kann in vielfältiger \7eiae abhängig von be-•tehenden Bedingungen angelaasen werden α Wenn die Dampfturbine kürzlich stillgelegt worden iet und sich in heißem Zustand befindet, ist es wünschenswert, sie mit heißem Dampf wieder anzulassen? Bei einem solchen Anlasstnrgang würde die fossil befeuerte Einheit 22 luerit befeuert« Wenn heiße Verbrennungsgase verfügbar sind, welche über den nuklearen tberhltzer 7 geführt werden können_t kann der Reaktor 2 angelassen werden und Dampf von dem nuklearen Dampferaeuger 4 über den Überhitzer 7 *ur Turbinenstufe 1o geführt werden, sofiaß der Anlassvorgang mit tiberhititem Dampf durchgeführt wird#

Die den Generator 15 intreibende Turbine kann anfänglich mit ge» sättigten Dampf von den nuklearen Dampferzeuger 4 falle gewünscht, angelassen werden. Bei diesem Betrieb würde der nukleare Reaktor 2 mit den durch den nuklearen liberal tier 7 strömenden Dampf angelassen werden, der aber keine Wärme aufnimmt und deshalb zur Turbine geleitet wird: Di>e Hochdruckstufβ 1o der Turbine würde eu dieser Zeit über die JfebensehluBleitung 51 kursgeaohlossen werden« Später wenn der fossil befeuerte Dampferzeuger befeuert wird und überhitzer Dampf in der Dampfleitung θ verfügbar ist, wird das Ventil 9 geöffnet, während daa Ventil 32 geschlossen ist, eofdaß der Dampf durch die Hochdruckturbine strömte

Aueführungsbeispiel der Figur 3 enthält 2 unabhängige Kreise in einer dem Ausführungabeispiel der 7ig· 1 ähnlichen Weise« Ein primäres Arbeitemedium wird durch den Reaktor 3o2 über eine Umwälzpumpe 3o3 geführt« Der Wärmeaustauscher 3o4 erzeugt im wesentlichen gesättigten Dampf _t der über die Dampfleitung 3o5 abströmt·

Der Dampf wird durch den nuklearen überhitzer 3o7 und dann durch die Daapfleitung Jo8 sus Turbinendrosselventil 3o9 geleitet« Dann striiat Desipf naoheinandor duro^d^gv^r^ch^lenen Turbinonatufen_t die-

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aue der Hochdruokstufe 31o, der Mitteldruokstufe $12 und der HlederdruckstuXe 313 besteh·*«. Anschließend strömt ·γ sub Kondensator 314-ο Dies· Turbinenstufe^, sind direkt an einen elektdsohen Generator 315 angeschlossen_o Dae Kondensat wird dann wieder ium nuklearen Dampferzeuger oder Wärmeaustmusoher 3o4 Über eine Speisewasserpumpe 317 turückgefiihrt -, Das Wasser strömt durch Speisewasser» «rhiteer 3Id und den nuklearen Economizer 3"19*

Der nukleare überhitzer 3o? und der nukleare Economieer 319 sind in der Gasströmung des fossil befeuerten Danpferseugers 22 des Durchlauftype angeordnet. Dieser Dampfersauger arbeitet unabhängig von den nuklearen Dampfer*euger_c Der von der Auilaeakopfleitung ™ 323 dwi¹ Brennkammerwand stammende Dampf strömt den Nledertemperaturtiberhitses· 324 und den Hochtanporaturfiberhitaer 325c Dann strömt der Dampf durch djts Drosselventil 327_s das die DaapffltrÖmung durch die Turbine regelte Der Dampf atvöiat nacheinander durch die tiberdruokturbine 326, den Hacherhiteer 33'h die llitteldruckturbinen-stufe 328 und die Niederdruckturbinenebufβ 329. Die Thirbinen sind direkt an dem elektrischen Generator 33o angeschlossen, Der Dampf wird im Kondensator 332 kondensiert und das Kondensat strömt durch Spelsewassererfaitser 333 und über die Speisewasserpumpe 334 sum Dampferieuge? 392.-

Dae in den Dampferzeuger eintragende Wasser strömt dann cueret durch d den Economizer 335 und dann eur Speiaekopfleitung 339 von der aus es aufwärts durch die Bohre ?4o geführt wird, welche die Wände der Brennkammer 3^5 auskleiden«

Den Brenner 3*3 wird ein fossiler Brennstoff wie SeB₃ öl und Verbrennungsluft lugefuhrt« Die TEerbrennungagage strömen durch die Brennkamaar 34-5 aufwärts durch swei ijmbhängige Gasführungen₀ Eine dieser Gaäführungen enthält den Hocixtemparaturüberhitser 325 und nach ffacherhitiser 331, während die swsite Gasführung den nuklearen Dampf überhit i.er 3o7 enthält α In den entsprechenden Gasführungen sind Klappen 353 und 346 angeordnet, welche die Gaatrömung regeln» Die Gase aus beiden Gasführungen strömen sueA&x&i rub Ausgang über die Gasführung 346, Diese Gasführung enfhäit einen Fieaertemperaturüber-

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hitier 524, dea Economizer 335 und den nuklearen Economizer 319o He Gasführung enthält außerdem einen nicht dargestellten Lufterhitzer, welcher die in die Brenner 543 eintretende Verbrennungsluft vorwärmt.

Stromabwärts vom nuklearen überhitzer in der Darstellung 347 mündet eine Gaeumwälsleitung 349» über die mittels des Gaeumwiilzgebiases 35o abgekühlte Verbrennungagase surüok zur Brennkammer geführt werden können« Der Betrieb dieses GaBumwälsgebläses steigert die Gasströmung über die nukleare Dsspfheisfläohe 3o7» die inner" halb der Gasführung 34? angeordnet let und steigert so die dort absorbierte Wärmemenge und demgeaäS dia Temperatur des nuklearen Dampfes ₀

Während den Betriebs wird die Tmperatur dee den nuklearen überhitzer 3o7 verlassenden Dampfes durch Manipulation d«r Klappen 353 und und das Gaaumwälegebüiae 35o gesteuert· Die Temperatur den den nuklearen Lberhiteer 3<>7 verlassenden Daapfas wird durch Temperaturfühler 360 gniaesaen und ein Steuersignal wird sum Regler 361 gesendet. Dlαaor Regler betreibt die Klappen 346 und 353ο Er öffnet die Klappen 346 wenn eine Steigerung der Dampftemperatur erforder» Hch let jährend er gleichseitig die Klappen 353 schließt_e Wenn die Klappen eine vorgegebene maximale Stellung erreichen, wird eine weitere Temperaturregelung abhängig von einem durch den Regler 361 sum Regler 363 gesendeten Steuer»ignal erreicht, das den Betrieb des Gaaumwälageblesee 35o ändert« Die Klappen 356 in der Gasumwälelsitung werden in der geschlossenen Stellung gehalten, wenn das Gasumwälfcgebläse nicht arbeitet, damit ein Gasstrom in gegenläufiger Richtung durch das Gebläse verhütet wird·

Die Klappen 346 können ständig geschlossen bleiben oder durch eine feste Wand eraetst werden sodaß eine Gasführung mit geschlossenem Ende gebildet wird3 Bei einem solchtn Betrieb würde der Begier natürlich nicht die Klappen betreiben sondern das Konti-oll signal würde sofort sum Regler 362 laufen; sodsB das GasumwälsgebläBe abhängig von der vöai Temperaturfühler 360 gemessene Temperatur be«· trieben wird«

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Wenn die fossil befeuert« Einheit bei stillgelegter nuklearer . Einheit betrieben wird₉ strömt kein Dampf durch den nuklearen tJberhitser 3o?· Sogar wenn dl· Klappen 346 geschlossen Bind, besteht die Möglichkeit elsee Lecke in dieeen Klappen oder thermische Gasströme wären ausreichend groß um die Rohre des tjberhitsers 3o7 Ki\ überhitsen· Damit die« vermieden wird, wird ein Inertgas wie Bt> B, Helium ku dieser Zeit durch da* Inertgaseinlaaeventil 37o über die nukleare tberhitserfläche 3o7 und durch dae Inertgasaus-3ne«ventil 371 geleitete Das ·ο geführt· Q&s wird gekühlt und umgcwälst oder kann falle dies wirtschaftlich gerechtfertigt ist,in die Atmosphäre abgeleitet werden. Bin Inertgas anstelle von Luft iet natürlich empfehlenswert, damit innere Korrosionsproblcae der Dampfflächen vermieden werden.

Per -von einem Kernreaktor betriebene Dampferzeuger 3o4 iat la allgemeinen für einen geringeren Betriebsdruck ausgelegt ale der fossil befeuerte Dampferzeuger 322. Bei typischen DaapfkreiBifiufen let die ßpeisew&esertenperatur des nuklearen Dampferseugere kleiner als die der fossil befeuerten Einheit und demgemäß ist der nukleare Economizer 319 in de& Gasführung 348 an einer Stelle Btronabwörts angeordnet, sodaß er die Verbrennungsprodukte ausreichend abkühlen kanne

Der nukleare Dampfkreielauf enthält einen Turbinennebenschluß 381 und ein Turbinennebenechluflventil 382, das in einen Wasserabscheider

383 mündete Das Wasser von dem Abscheider wird über die Wasserleitung

384 sum Kondensator 3*14 über die Leitung 385 oder sum Kondensator 332 über die Leitung 386 Abgeführte Der im Wasserabscheider 383 abgeführte Dampf atrömt Über die Leitung 387 ab und über die Lei» tung 388 sum Kondensator 314 oder üftvr die Leitung 389 sum Kondensat· tot· 332 c Diese IfebeneohluBanlage wird während kurser elektrischer Ausfälle wie es an Hand von Slgur 1 beschreiben wufjde, verwendet₀

Die gleiche NebenschluSanlage bestehend aus dem Dampfabscheider 383 und den Leitungen 334 bis 389 wird sum Anlassen des Durchlauf« dampferseuger· 322 verwendete Die Turbinennebenschlußleitung 39o wird xum Furzaehließen der Turbinen 526,328 und 329 verwendet, so»

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daß die geearnte Strömung dta Arueitamediuma durch die Brennkammerwandrohre £4o während de» Anlaaoene geführt: wird ohne daß durch die Turb.tnenatujfen Danpf atrömt. Durchlauf dampf «r«eup;er des <3argestellten Tfpe enthalten in allgemeinen eine NebenschlußanlH^e *ur Erleichterung dee Anlaaaenio Dieie Anlagen nind Im wenentliehen dnfür ausgelegt ungefähr 3o% dta DsuapferiEeugeriiUßflußßea wäbrtjjv¹ de· Anlaeeene im Heben«chluQ zu führen,; wie es auch bei dem darfjpetellteu Syate» fler J! ill iato Der ΚοηΛβηο-itor MUß mit* βΐηβλ* auß reicbonden Kiih>.kapaBi1.-ät vorgehen sein- uo dem in ihm einetrömendim D'mpf cU»β Verlust des Eondeneatorrakuuiöß su Von'Jejn.rii*r*n.- /^;^erdem iat auch la Hinblick auf den möglichen Habenfluß für di· nukie are Tiirbi>ie eine betiächtliohe Kyndenaatorkapatität erforderllch, Die hi or <V*rg*«teilte Anordnung geotattet ,jidcirBftit die TerwentJurifr eitt!»p oder· r »!der Kordenaatoren ielaichZaiti.^- Ia JFaIl eines ele>:~ triacliftn Ausii'alla« htmn die fossil bofeuertf* iitnhelt völlig abfje ach'iltet ν#·Ίι»τϊ und die nuk »ear© Einheit arbeitet im Hebftnnc'i3uß mit beiden ii'ondenRatoren Wenn die «lektrißche Belaatung wieder auf genonnieü wird-, übernimmt der nukleare Krela die anfängliche Belantui: ■it dem fc'.ei fjr'sehen Generator 5Ί5 und der nukleare Dampferzeuger JoA wird nut dem Hcbenscblußayatem herausgenommen. Zu diener Zeit int daa HebanachlußM^atem sum Anlaaoen <iea foosll befeuerten Durch }aufdampferzeuger« Wd verfügbar»

In diesem Auaführungabelapiel erhält der nukleare Iberhiteer Jo? heiße Verbrennungagaae direkt τοη der Brennkejnmer und nur wenig oder gar keine aeiner Heiefläohen befinden eich weiter etromauf» wärta. Demgemäß etrömen i»ehr heiße Verbrennungagaee über diesen nuklearen überhitzer* Bei der hohen Oaa temperatur ist nur eine ver hältniamäßlg kleine Heilfläche für den nuklearen Uberhiteer Jo7 erforderlich und zwar wegen den Terfügbaren hohen ümperaturgefällea, obwohl Terhautuiamäßig ho&legierte Materialen erforderlich aein könnenc la dieaea Qaa bei seiner hohen Temperatur einen großen Wärm*, inhalt hat_t iat diese Anordnung besondere dann wirkaam, wenn wesentliche Wärmemengen in dem nuklearen bberhitter abaorbiert werden aol len« Die Umwälzung τοη Gaaen von einer Stelle gerade atromabwärte ▼on diesem Uberhitier geatattet eine Rückführung τοη Verhältnisheißen Qisßeji in die Brennkammer rerglichen mit der RtickführuD;

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von den weiter hinten gelegenen Abschnitten in der Gasführung 348 und demgemäß neigt dl·«· Rückführung dasu den Verbrennungsgaaen einen grofien Wärmeinhalt iu erhalten und vermeidet störend« Effekb· der Gasrückführung an anderen, stromabwärts gelegenen Heiι(1äöhen Di· Anordnung des nuklearen EoonomiserB nah· dem Ausgang der Gasführung 3*8 bewirkt ein· wirtschaftliche Verringerung der Tfliiperitur der in die Atmosphäre strömenden. Abgaee Da dor nukleare Strömungekreis im allgemeinen bei eine» niedrigeren Druck als der foaeil befeuerte Kreis arbeitet, 1st dl« Temperatur des In d»i nuklearen Ee<tnoml2er/«intretenden Wassers Im allgemeinen geringer als die Temperatur des in den fossil befeuerten Economizer 355 eintretenden Wassers.

■flg.. 4 saigfc tiin Ausfühnmgßteiapielf bei de» die nuklear und die f<>3vjii hefsuarte Einheit so kombiniert siad, diß der von ihnen er- «äugte Dacipf durch gmmeiosaB» Turbinen strömt. Durch den gasgekühlt·! Reaktor 4o2 wird öas mittels eines Öas^sbläsas 4o3 umgewälit. Der

Wärmeouatauscher 4o4- erseugt lsi wesentlichen gesättigten Dampf der über die Leitung 4o5 abströmt₀ Dann wird der Danpf der Miechleitung

Von der Dampftrommel 425 strömt gesättiger Dampf sur Mischleitung 4ü6; und »lacht «loh dort mit dem Daapi rom nuklearen Dampferseu»-- ger 4i>4> Der Uiaohdampf strömt nacheinander dureh die Lberhitsei« abschnitta 4o7,424 und den Hochtemperaturuberhltxar ^5· Der Dampf wird daiiu über die Dampfleitung 426 und das TurbinendroaselTentil 427 über die Hochdrucketufe 428, Mitteldruckstufe 429 und Ifiederdruekstufe 451 der Turbine geführt, die mit einem elektrischen Generator 43o verbunden sind. Der Dampf wird im Kondensator 432 kondensiert und das Kondensat wird über eine Speisewasserpumpe 434 und Über Epeisewaeeer-erhieBer 433 dem Dampferzeuger fugeführt* Das au den Dampfeneugero auriiokgeführte Wasser strömt euerst durch •inen Eoonomiser 436*

Ein Teil des Aueflusees des Economizer« 436 «trömt über die Speisewasserleitung 416 und das SpeisewasserregelYentil 417 »um nuklearen Dampferseuger* Der restliche Teil strömt über die Speisewatserleitung

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418 und da· ßpeiaewasaerrentii 419 »um toeail befeuerten Economizer 435, Von dort etrömt ee welter iur Dampftrommel 423.

Von der Trommel 423 wird Wasser über die Falleltung 4?8 tür Opelsekopfleitung 439 geführt, von der es aufwärts duroh die Brennkaaaerwandrohre 44e etrömt» welch· die_; dl· Brennkammer 445 uo~ gebenden Wände,auskleiden*

Di» Was*«? DAMpfmifOhung wird dann in der Auslasakopfleitung gesammelt und der Trommel 423 anleitet wo Waeear und Dampf geechieden werden,

Brennstoff und Luft worden der Brennkammer über schwenkbare Tungen» tialbreimer 443 *ugeführt> Die Vertrennuiigsprodukfce ehroatn auf« wart· durch die Brennkammer über den Hochteaperitur-übexhitser und die MltteltemperaturUbtrhitier 424 für dae Geaiech, Da» Oas strömt dann durch unabhängige Fiüiruug«n 444 und 446ο Die Qaeführung 446 enthält den fossilen Economizer 4t5,wl dar Gaeefcroi* durch diese Gasführung wird dux'ch Klappen 447 gf.at;euert: Die «Jidor» unabhöngiga Gasführung 444 enthalt dtn Ifi edsrteaperaturiibevhitZB^ Ho? für dan Gemisch, und der Ga at rom durch diese Vii&mng wlxd durch die Klappen 44Ö geeteuert- Pann strömt da« Cina sum Ausging du -oh die öasfiihrung 441»die den Eoonomiaer 436 für das Genisch und ein!*nicht dargestellteiLuftethiteer enthält.

Eine Gasumsräissleltung 449 mündet atrosabwärta von dos« £conoiaiser 436 für das Gemisch ein. t»ber das Oasumwälajjebläas 45o köztnen da» dureh abgekühlte Terbrennungsgase In die Brennkammer 445 führt werden. Wenn ein steigender Frocentsats dee gaoamten ■tromem in nuklearen Dampf·γasuger 4o4 erzeugt wird, muß der fossil befeuerte Dampferieuger eine stärkere tberhitiungaJelaiung abgölten. Durch öffnen der Happen 448 und durch Schließen der Klappen 447 wird ein verstärkter Oaaatro« über den Viedertamperaturüberhitzer 4o7 und damit eine gesteigerte iberhitsung bewirkt. Das Gaeuawälagebläae 45o kann ein weitere· Ansteigen der tberhitsung bewirken und daduroh eine Erweiterung des Regelbereiches erzielen. Die Temperatur des den tbexhitear verlassenden Dampf·· wird dureh eine

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Temperaturfühler 49o gemessen und die Klappen werden In Abhängigkeit von ihm gesteuert« Wann di· Klappen «ine äußerst· Stellung err·ichin, wird das Steuersignal dem <Je.su«w&lsgebläee 45o übermittelt.

Die Ifebensohlußleitung 451 für die Hochdruokturbine und die Turbiöennebenschlußleitung 461 werden in einer Weise betrieben, di· cuvor anhand der anderen Ausfuhrungsbelspiele beschrieben wurde» J¹Ie Verwendung de« Eeono»lrers 436 uxid der Überhiteerflächen für Λάβ Geisiach hat den Vorteil, daß tiberhitsungsprobleme für irgendwelche Oberflächen vermieden werden und während der Zeit, in der der nukleare Dampferieuger außer Betrieb iat₀ Da in de» vorliegenden Pell der fossil· Brennstoff teurer ale der nukleare Brennstoff ist * ist die Verwendung eines Economisers für das Speisewasser des nuklearen Dampferseugera nur dann von besondere« Vorteilt wenn dadurch eine Veränderung der Qaete&peratur erxielt wird« Demgemäß ist ei unwirtschaftlich KusStslichen fossilen Brennstoff tu verbrennen um amfclearen Brennetoff su sparen« Während dae Epeieewaoeer für den fossilen Dampferteuger 422 towohl durch den Econo«i«er für da· Gemisch und einen separaten foasilen Eoonomieer *35 geführt wird, wird also weniger ßpelsewaseer für den Reaktor erhltstc Die Anordnuoi der Einmündung der Oasumwäleleitung atromabwärtβ von den Eoonomlser 436 für das Uemlsch ist vorteilhaft_t da der £oomomixer so die Temperatur der Absugsga.se nicht wesentlich senken kann, wenn die Gasumwälsung in Betrieb ist« Würde die Qasumwälsung stromabwärts vom ä Economizer für das OeEiech stattfinden, würde der gesteigerte GasfluS die Qaatemperatur am Ausgang des Eoonomisers wesentlich er» höhenο

Bas AusführungBbeiepiel der Figur 5 besteht «us einer Anlage, wo der ^ fossil befeuerte Daapfereeuger mit einem nuklearen Dampferteuger und ο einer Turbine so kombiniert ist, daß der vom fossilen Dampferzeuger erseugt Dampf durch die gesamte Turbine strömt, während der nuklear ^ erteugteeDampf nur durch, die Hiederdruckstufen geführt wirde Ein primäres Arbeitsmedium wird durch den Reaktor 5o2 durch eine Ha-

*- wälspumpe 5o5 umgewälzt ₀ Der Wärmeaustauscher 5o4 err engt im we» ro «entliehen gesättigten Dampf der über die Dampfleitung 5o5 abetröat

Dampf wird durch den nuklearen Dampfübei'hit&er 5o7 und dann BAD ORIGINAL

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durch di· Dampfleitung 5οθ, und durch da· Steuerventil 5o9 tu einem Miechkessel 51 ο geführt. Ton diese» Mieohkesael wird Dampf über da· TurbinendroaaelTentil 5o6 durch dl« Hochdruokatufe 511, dl· Mltteldruckatufe 512 und Hiederdruckatufe 513 der Turbine ium Kon« densttor 514 geführt· Sie Turbinenstufen elnd direkt an «Inen elektrleohen Generator 515 angeschlossen. Das Kondensat wird dann dem nuklearen Dampferzeuger 5o* über die Speisewasserpumpe 517 nach Durchströmen τοη ßpeisewassereifaiteern 518 und des nuklearen Econo-Mi lere 519 ««geführt. QIe Strömung tun nuklearen Dampferzeuger 5o4> wird duroh ein SpeisewasaerregelYentil 516 gesteuert«

Der nukleare tberhitier 5o7 und der nukleare Economizer 519 alnd In der Gnsströmung dee foaell befeuerten Dampferzeugers 522 ange~ ordnet« Ton der Dampftrommel 525 etrönt Dampf dleies Dampferseugere duroh den Hiederdruekübarhlteer 524 und den Hoohtemperaturüberhltier 525- Von hler strömt er dann duroh das Drosselventil 526> das die Dampfstrumung durch die Iberdruckstufe 527 der Turbine steuert, die den elektrischen Generator 515 antreibt. Der die überdruckturbine 527 verlassende Dampf strömt duroh die Dampfleitung 528 sum Dampfnaoherhltxer 529 und dann über das Regelventil 530 *ur Mischleitung 5I0, Hier wird dieser -rom fossil befeuerten Dampf erzeuger ■tammende Dampf mit dem Dampf des nuklearen Dampf er Beugers gemischt und der lilsohdampf durchströmt die Ifltteldruokstufe 512 und Hlederdruckstufe 513 der Turbine und den Best des suvor beschriebenen Teilesc

Nachdem Verlassen des Speisewasaererhltxer· 518 wird ein Teil des Speisewasser· dem fossil befeuerten Dampfereeuger 522 über die Speisewasserleitung 531 zugeführt. Eine separate Hochdimokspeisewae-•erpumpe 532 läßt das Speisewasser duroh die Hochdruckspeisewassererhltser 533 und den Economizer 534 der fossil befeuerten Einheit tür Dampftrommel 523 strömen₀ Die Strömung zur Trommel wird duroh die Regelung des Spelsewasserventlls 535 gesteuert«

_o Innerhalb des Dampferceugers wird Wasser durch die TJmwälrpumpe ^ 537 umgewälzt» £· strömt mbwärts durch die Palleitungen 538 in k> die Sp«3.ePkfipi*!eitunß*tt 539 und dann aufwärts durch die Rohre

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540 welche die Wände der Brennkammer 541 auskleiden. Die ao gebildete Dampf- Waiiermlechung strömt durch die Auslasskopfleitung 542 und wird der Dampftrommel 523 sugeleltet, in der Wasser und Dampf geschieden werden. Dae Waeeer strömt abwärt· duroh die JaIlleitung 538 und der Dampf strömt weiter ium bberhltser 524. Den Brennern 543 wird foaeiler Brennstoff wie s«B₉ öl und Verbrennungsluft lugeführt. Die Verbrennungegase strömen in der Brennkammer

541 aufwärts durch die Gasführungen 544· und 5^5, Die Gasströmung lurch, jede dieser Gasführungen wird durch die Manipulation von OaB-etrömuu^sklBppen 546 und 5^7 geregelte An Ausgang dieser Gaaführungen mi β oh en alch die Gase und werden über eine Gasführung dem Ausgang Kugeleitet. Dieoe Gasführung enthalt den Economiser 534, den Bcouominer 519 für den vom nuklearen Dampfersauger erieugteu Dampf und einen nicht dargestellten Lufbtihitser.

Die Gn ai»RwäT, ableitung 549 1st so angeordnet! daß sie AbBUgsßase aue dür Gasführung 548 an einer Stelle stromabwärts voa Economlieer 55^ aber stromaufwärts vom nuklearen Eotmamiser 5^9 absieht_e In der GaauEwäl% leitung ist ein Gisumwälsgebläse 55o angeordnet, das abgekühlte Gase sur Brennkammer surückführt. Diese Gase können in den Unterteil der Brennkammer nahe dem Gaseingang 6er Gasführung

545 durch die Leitung 552 oder an einer Stelle gerade oberhalb der Brenner 543 duroh eine Leitung 553 in die Brennkammer eingeführt werdenβ

Ein Temperaturfühler 554 miSt die Temperatur des den nuklemren Überhitzer 5o7 verlassenden Dampfes₀ Ein Steuersignal wird von dem Temperaturfühler sum Begier 556 geleitet, welcher die Klappen

546 regelt und »um Regler 557 welcher die Klappen 547 regilt. Biese Kegler öffnen die Klappen 547 und schließen die Klappen 546, wenn

to dar Temperaturfühler 554- einen Temperatur abfall mißt. Der Begier u> 556 ist durch die Einstellung einer minimalen Stellung der Kidppen J 546 gesichert,

o Wenn die Klappen 547 eine bestimmte, fast völlig geöffnete Stellung Ji erreichen, wird von Regler 557 ein Hegelsignal sum Regler 556 aus- *° gesendet, der die Klappen 559 steuert, über die abgekühlte Absugsgase fur Brennkammer über die Leitung 553 rückgeführt werden»

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Durch dl··· Rückführung wird dl) Strömen*; vm hellen Tti en ■!■—■! gasen au· der Brennkammer 541 durch dl· flesffihrang 3*5 eAäht «ad demzufolge cueh dl· Strömung über den nuklearem Überhitzer 5o7 vergrößert. Wenn dl· Klappen 559 ·1&· bestimmt· nrnhesu völlig ge-Bffnete Stellung erreichen, wird ein Steuersignal to« Segler ■us Segler 56o gesendet, eodafi dieser die Geschwindigkeit des Gasumwälsgebiäsee 55o vergrößern kann«

Der Temperaturfühler 561 mißt die Temperatur . der Oase in der Oasführung 5^5 vor dem nuklearen tberhitier 5<>7« Venn die Temperatur dieser Oase ein bestimmtes Maximum übersteigt wird ein Begelsignal sum Begier 562 gesendet, der die Klappe 562 in der Gasleitung 552 öffnet₀ Dadurch wird in den Unterteil der Brennkammer nahe der öffnung swisehen dem Unterteil der Brennkammer und der Gasführung 5*5 abgekühltes Absugsgas eingeführt, das von der Gasführung 5*8 abgesogen worden ist« Diese Einführung abgekühlter Gase an dieser Stelle bewirkt ein Abfallen, der Gastenpermtur in der Gasführung 545 undfflüttt so den nuklearen überhitzer 5o7 vor einer übermäßigen Gastemperatur oder ror Tersohlackungsproblemen_t welohe bei höheren Temperaturen auftreten. Wenn die Steuerklappe 565 eine bestimmte fast völlig geöffnete Stellung erreicht, wird ein Steuersignal vom Begier 562 sum Begier 56o gesendet um die Geschwindigkeit des GasumwKlsgsbläses 55o au erhöhen,

Obwohl das dargestellte Steuersystem die Kontrolle nur in einer Sichtung wirkend beschreibt, nämlich so, daß das Gaaumwälsgebläse seine Geschwindigkeit vergrößert, kann es offensichtlich so angepaßt werden, daß die Geschwindigkeit verkleinert wird, wenn die Klappen 559 und 565 sich beginnen tu schließen· Die Geschwindigkeit des Gmsumwälsgebläses muß jedoch immer ausreichend groß sein, daß die Erfordernisse der am weitesten geöffneten Klappe stets befriedigt werden, da die andere Klappe den Gasstrom drosseln kann wenn der Ausstoß des Gebläses übermäßig anwächst.

Die Vebenschlußleitung 551 tu* die Hoohdruckturbine und !Durblnennebaneohlußleitung 581 arbeiten wie es an Hand der früheren Aus» fuhrungsbeispiele beschrieben wurde. Die Anordnung der gesamten nuklearen tberhitserheisflftohen in der einen Gasführung und die

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OP(IGSNAL

fos*llen lberhitierfla*ham In der «weiten Gasfflnxvag dm Regelbereich der BUfeelt, da βο ein· (iberachmeidtiag der absorbtion beider Kral·· Teraiaden wird. 01« Verwendung einer melneamen Gasführung mit dea foasllam Boonoaiser verringert dl· Jtogarteaperatur und steigert dl« Wlrtaohaftllohkelt der ftlmheit, 91· Verwendung eines nukleare« Beonomlsera atroaabwirta tob da« foaailan £ooaosliar ist für dl· Batrinmg d»r Abgaataaparatur eondara wirke«·, wagen dar miedrl^rta Tavparatur dar la dan klaaran £οολο«1μγ atntrfttaadau fltiaeigktit, Sadoreh kana dia Oaa«- taaiperatiir am Auegaa« da« fo« allan Eeo&oalsara höher «ein und dae« ittfolga kann aln höiiarar Taepcraturabfall übax dam foasilan Sooaomlier *xlstl«ran_f «odnrok aioh eine Obarflächanarepaitala argitot« Dlaae höher· QaataKparatitr 1st Shnlloh «lrluas «ur VarriDgartsae Aar Oberfltächan dar foasilan and miklaaran tibaxnitiar·

dia Qasftinroagan an vo& aiaaadar antfarntan Btellan la dia Brann-

münden, let ·β weniger eohwlerlg den naklaaran tberfaitter kalit m halten, wenn nur dar f ο seil befeuerte Krale betriaban wird· Bei geschlossenen Happen $47 «trtet kein öea übar das auklaaraa Überhitzer 5o7 und dia gaaaiten Brannlce«aerfjaae strQaam aufwart· durch dia Hrarmka—r· und ab durch dia Gasführung 544, Peasenlfl existiert mir eine Terhgltni MuMg kleine StQroBg dar QaaatrSanne Atm unteren Tall dar firannkajsier und dadurch nur eina gerine· fende&i dar heißen Brennkaaaerkaaa dan nuklearen tberhitier 5o7 <u Überhit sen ο Zusätalioh kann data Qaauawalageblaaa 93« betrieban werden und abeekühlte (hoa s«r Kühlung dea unteren Sail· dar Brennkaaeer basaahbart dar Oeefähreng 5*5 durch dia Leitung 552. strömen laaeaa.

Das Auafühmngflbeisplal· der liger 6 Yarwendet einen snklaaran Daapfkraia in Terbindung eit ·!«— foaeil befeuerten Deapfaraauger alt einer Itoppelbrennkaaear. Dampf von dam Siedawasserraektor 6o2 etrcet duroh dia Daapfleitung 6o3 so dar liederteeperaturatufa 6o4, Mittelteeperaturetuf e 6o5 «ad Hoehtemparaturetuf · 6o6 dea neklearen Dampfüberhitsers. Der so auf 538°0 (1ooo°F) erhitate Dampf atrömt über die Dampf leitung 6o7 und durch?ffirbinandroeaalTentil 6o8. Bann strömt er duroh dia Hoohdruokstufa 6o9, dl· Mlttaldrucketufeeio und dia Hederdrucketufe 611 dar Turbine und treibt ela an. Ihr die Hederdruok-

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stufe 611 verlassend« Dampf wird im Kondensator 61? kondensiert, Die Turbine iat direkt an einen elektrischen Generator 614 anjpschlossena

Bas so kondensierte Wasser wird zum Reaktor 6o2 über Speisewasser* erhitzer 617₉ ein Speisewasaerventil 618 und einen nuklearen Economizer 619 rückgeführtο

Der fossil befeuerte Dampferzeuger 622 ißt vom Typ alt !Doppelbrennkammer und besitzt eine erste oder Brennkammer 625 für nuklearen Dampf j welche in erater Linie mit den Lbarhitzern 6o4, 6o5 und 606 für den nuklearen Dampf verbunden 1st« Die cwelte oder fossil befeuerte Dampftei«fläche 624 1st nur alt fossilen Dampferhitzung·· flächen verbunden„ Von der Dampftrommel 624 strömt der Dampf durch einen primären tiberhitzerabschnitt 625, der mit der ersten Brennkammer 623 verbunden ist ο Dann strömt der Dampf durch einen Biedertempera turüberhi teer 627 _f der in der Gas führung der «weiten Brennkammer angeordnet let <-. Der Dampf strömt dam? nacheinander durch den Mitteltempsraturüberhitzer 628, den Hochc«aperαtu^überhitzer 629 unö den Endüberhitzer 63© _o Der Dampf hat dann eine Temperatur von 558⁰C (1ooo°7> erreicht und strömt über die Dampfleitung 632 und das Tür bi&endrosselventll 633 ο Er wird dann Über die Hoehdrucketufe 634 und Niederdruokstufe 635 zu einer Turbine geleitet,die einen elektrischen Generator 637 antreibtο Der die Hlederdruokstufe verlassene Dampf wird kondensiert in einem Kondensator 638 und zu dem Kessel über eine Speisepumpe 659 nach dem Durchströmen von Speisewasserer^ hittern 64c und eines Speisewasserregelventlls 642 rückgeführt. Vor dem Eintritt in die Trommel 624 strömt das Wasser durch einen Nie« dertemperatureoonomiser 643₀ Das Wasser innerhalb des fossil befeuerten Dampferzeugers zirkuliert über die Palleitung 644 tinter« stützt von einer Umwälzpumpe 645 abwärts und wird den Einlaaakopfleitungen 647 und 648 zugeführt,. Dann strömt das Wasser aufwärts durch die Bohre 649» welche die Wände der entsprechenden Brennkammern auskleiden ο Es tritt in die Aue las ekopf leitungen 65o ein wat wird von hier zu der Dampftrommel 624 A geführt« Innerhalb der Trommel wird die in den Brennkammerwandrohren 649 gebildete Dampf» Wae-

sermischnBg in Dampf und Wasser getrennt und Aas Wasser strömt abwärts durch die Falleitung_ 644 und der Dampl5etrömt weiter zum

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prlmären tiberhitserabschnltt 625«

Jede der Brennkammern wird alt pulverisierter Kohle übersohwenkbare Tangentialbrenner 653 befeuert» Asche wird in Form ron geschmolzener Schlacke duroh die Abstlohöffnungen 654 entfernt und in die Lesohtanks 65? geleitet. Abiugsgase strömen aufwärts durch die entsprechenden Brennkammern. Die Verbrennungegase der Brenn· kamaer 624- strtimen über die Gasführung 656 ab während dl· Verbren· nungsgase Ton der Brennkammer 623 über die Gasführung 65? abgeführt werden«. Da durch die Verbrennung in jeder Brennkammer in der fossil befeuerten Einheit Dampf erceugt werden kann, wahrend dagegen nur durch Befeuerung der Brennkammer 623 Dampf von der nuklearen Einheit/ riWen kann, wird die Ausgangsleistung de» fossil befeuerten Dampferieugers duroh Regelung der Brennstoffsufuhr in die Brennkammer 624 gesteuert während die Temperatur des den nuklearen tberhitser 6o7 verlassenden Dampfes duroh Regelung der Befeuerung der Brennkammer 623 gesteuert wird«

Eine NebenschluBleltung 651 für die Hoch druck turbine und eine Turbinennebensohlufileitung 681 arbeiten wie an Hand von figur 1 be« schrieben*

Obwohl ein verge»ogenes Ausführungsbelsplel der Erfindung beschrieben wurde, versteht es sioh,daß dies nur der Veranschaulichung dientι und keine Beschränkung darstellt und daß änderungen gemacht werden können ohne vom Bereich der Erfindung abtuweichen. Qa i.Bo bei üb* Hohen nuklearen Dampferzeugern gesättigter Dampf erseugt wird, wurde die Beschreibung auf Vorrichtungen gerichtet, die solchen Dampf erseugeno Jedoch ist die Erfindung gleichermaßen anwendbar auf einen nuklearen. Dampferseuger, der Dampf mit einem gewissen Uberhitsungsgrad erieugt, falls es gewünscht ist diesen Dampf welter auf eine so höh· Temperatur su überhltiem, daß die Temperatur des vom nuklearen Reaktor erieugten Dampfes verhältnismäßig niedrig ist. Wo ein nuklearer Reaktor selbst überhitzten Dampf hohen Drucke und hoher Temperatur erseugt, kann das nukleare System mit einem Vaehernitsungskreis arbeitenο Der Dampf für diesen Kreis kann Heisflächen erhitst werden die in einer fossil befeuerten Einheit angeordnet sind,

Anläget 6 Blatt Zeichnungen mit 6 Figuren

28 Patentansprüche 9 0 9 8 8 5/0462 *

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Claims (1)

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Patentanspruch·

Verfahren iur Dampferzeugung, hei den der ron eine» Kernreaktor erzeugte Dampf τοπ der Einspeisung in eine Turbine überhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein foeail befeuerter Dampf-•rieuger weiteren Dampf erBeugt, und seine Verbrennungegaet den Dampf dea Kernreaktors durch Wärmeaustausch überhitzen.

2« Verfahren nach Anspruoh 1» daduroh gekennselohnet, daß der Dampf des fossilehefeuerten Dampferseugers im Wärmeauatauach mit seinem Verbrennungagaeen geführt und der genannten Turbine oder einer weiteren Turbine zugeführt wird.

3« Verfahren naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß turn Beginn der Dampferseugung der fossil befeuerte Dampferzeuger zunächst Verbrennungagase erieugt, die anschlleBend mit dem tob Kernreaktor erzeugten Dampf in Wärmeaustausch gebracht werden>

4, Verfahren naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennseichnet, daß der Kernreaktor im wesentlichen gesättigten Dampf erzeugt, der stt Beginn der Dampf erzeugung der Turbine unter Umgehung ihrer Hoohdruol stufe sugeführt wird und daß anschlleBend der überhltste Dampf dec Kernreaktors ohne die Umgehung durch die Hoohftruokstufe geführt wird.

5β Verfahren naoh irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche zur Eriwugung Ton elektrischer üiergie mit wechselnder Leistung, dadurcl gekennBelohnet, daß die Dampferseugung des Kernreaktors im wesentlichen konstant gehalten wird, während die Brennstoffaufuhr des fossil befeuerten Dampferseugers gemäß der angeforderten elektrischen Leistung gesegelt wird₀

6· Verfahren naoh Anspruch 5t dadurch gekennseiohnet, daßbeim Verschwinden der elektrischen Belastung die Befeuerung des fossil befeuerten Dampferseugers und damit seine Dampferseugung und die Überhitzung des vom Kernreaktor erzeugten Dampfes aufhört und daß

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der Kernreaktor fortgeaetit Dampf niedriger Temperatur erzeugt, der in Hebensehluß um die Turbine geführt wird*

. 7 ο Dampfkraftwerk but Ausführung de· Verfehren« nach den vorangegangenen Ansprüchen alt einer lampfverbrauchenden Turbine und einen foseil befeuerten Dampferzeuger, der eine Brennkammer enthält, deren Wände durch Rohre wassergekühlt sind und die eine Brennerzone enthält, τοη der die Yerbrenmingegase durch eine Gasführung abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daB der fossil befeuerte Dampferzeuger (22) mit einem nuklearen Hledertemperatur* Dampfereeuger (2,4) verbunden ist, dessen überhitzer (7) in der Gasführung (47) fern der Brennerzone angeordnet ist und daß der Dampf rom nuklearen Dampferzeuger dem Überhitzer (7) über μ eine Leitung (5) zugeführt und τοη ihm über eine Leitung (8) tür Turbine (1o,12,1J) abgeführt wird₀

Dampfkraftwerk naoh Anspruch 7, dadurch gekennieiohnet, daB der überhitzer (7) des nuklearen Dampferseugers gegen die divekte intensive Strahlung der Brennertone abgeschirmt lato

9ο Dampfkraftwerk nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennseiohnet, daß der Kernreaktor (2) des nuklear«« Dampferseugers eine geringe übersohußreaktivität hat, eadaß er wegen der Bildung nuklearer Gifte nicht für einen Niedriglastbetrieb geeignet istο

1ο· Dampfkraftwerk naoh Anspruch 7,8 oder 9« dadurch gekennseiohnet_t { dafi die Turbine mehrstufig (1o,12,13) ist, ihre erste Stufe (1o) ausschließlich für Überhitsten Dampf ausgelegt ist und daB der Dampf durch Vorrichtungen (87 bis 89) regelbar über Leitungen und Ventile (5*1,52) im Nebenschluß um die erste Gtufe geführt und in die restlichen Turblnenstuf en eingespeist werden kann«

11. Dampfkraftwerk naoh irgendeinem der Ansprüche 7 bis 1o,dadurch gekennseiohnet, daß Cer fossil befeuerte Dampferzeuger (22) über Leitungen mit der zuerst genannten oder einer weiteren (28,29) Turbine verbunden

12„ Dampfkraftwerk naoh Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daB die zuerst genannte Turbine mit einem ersten elektrischen Generator (15) und die weitere Turbine mit einem zweiten elektrischen

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Generator (3o) verbunden ißtj dia beide mit einem gemeinsamen oloktrißchen Belastungaoyetem verbunden sind.

Ί3-1 Dampfkraftwerk nach irgendeinem der vorangegangenen Anspruch·, dadurch gekennzeichnet, daß der foaalJ beheizte Dampferzeuger (22) eine Qasfiihrung mit geschlosoenem Ende enthält» von dem aus Verbrennungogaee durch Vorrichtungen (49_t5o) der Brennkammer wieder zugeführt werden können und daß aich der überhitzer (7) dta nuklearen Dampferzeugars in dieser Gasführung befindete

Dampfkraftwerk nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet 1 daß die 1'«iüper-5tur des den nuklearen tiberhitaer (7) verlaecenden Dampfe« durch einen Fühler (85) gemessen wird, abhängig von dem die Rück** führungfigeßchwindigfceit der Verbrennungsgase durch Hegelglieder (84,85) gesteuert wird«,

15c Dampfkraftwerk nach Anspruch 13 oder 14_S dadurch gekennzeichnet, daß sioh in der Gasführung etromabwürte vom nuklearen überhitzer (7) aber stromaufwärts von der Vorrichtung (4-9) nur Kückführung der Verbrennungsgaee noch eine nuklearer Economizer (19) befindet, der über Leitungen dem nuklearen Dampferzeuger (4) PlUesigkeit zuführte

16, Dampfkraftwerk nach Anspruch 7t dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsgasβ von der Brennerzone durch eine zweite Gasführung abgeführt werden, daß sich der Überhitzer (3o7) für den vom nukle aren Dampferzeuger erzeugten Dampf in einer der Gasführungen befindet und daß Vorrichtungen (346, 555) die relative Strömung der Verbreanungsgaoe durch jede der Gaoführungen regeln₀

17c Dampfkraftwerk nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des den nuklearen ^überhitzer (5o7) verlassenden Dampf ei durch einen Fühler (56o) gemessen wird, abhängig von dem durch Regelglieder (546,355t361) die relative Strömung der Verbrennungs produkte durch jede der Gasführungen geregelt wird.

18, Dampfkraftwerk nach irgendeinem der Ansprüche 7 hie 11, bei dem die Turbine mit einem Kondensator versehen ist, dadurch gekenn-

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ieiohnet, daß der den nuklearen Dampferzeuger (3o*0 yerlaseende Dampf durch Vorrichtungen (381»382,383»387»388) um die Turbine (51o_t312,313) herum sum Kondensator (314) geleitet werden kann»

19" Dampfkraftwerk nach Anspruch 18, dadurch gekennieichnet, daß die» Neben«cnIußyorrichtungen auf eine eolehe Groß· beschränkt sind, daß ei· den Tollen ftampfauafluß dee nuklearen Dampferzeuger* bei Sättigungasuetand sum Kondensator (314) leiten können, dessen Kondensationakapasität auf die sur Kondensation dieses Dampfaus« flue3ei erforderliche begrenzt ist.

20. Dampfkraftwerk nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 19« dadurch gekennieichnet, daß aus der, den nukle&ren überhitzer (3o7) sathaltenden Gasführung (Tig, 3» 5*7) durch Vorrichtungen Verbrennungsgas· von einer Stelle unmittelbar stromabwärts rom nuklearen Iberhitser abgesogen und wieder in die Brennkammer (3*5) eingeführt werden können»

21. Dampfkraftwerk naoh irgeneinem der Ansprüche 7 bis 2o, dessen fossil befeuerter Dampfereeuger rom Durchlauftyp ist, gskenn-Beiohnet durch einen ersten Kondensator Cigο 3» 31*)« ^iem normalerweise Dampf von der ersten Turbine (313) und durch einen «weiten Kondensator (332) dem normalerweise Dampf von einer !weiten Turbine (329) sugeführt wird und durch eine Hebenschlußan- * lage, die sowohl vom nuklearen Dampferzeuger als auch rom fossil befeuerten Dampferseuger Dampf erhält und ihn einem der Kondensatoren auf einem, sur angeschlossenen Turbine parallel geschalteter Weg tuführen kannο

22ο Dampfkraftwerk naoh irgendeinem der Ansprüche 7 WLβ 21, dadurch gekennzeichnet, daß der nukleare tiberhitser (7) auch sur Iberhitsung des ron dem fossil befeuerten Daapferseuger erseugten Dampfes verwendet werden kann»

23· Dampfkraftwerk naoh irgendeinem der Ansprüche 7 bis 21 mit einem, in dem Strom der Verbrennungsgase τοη der Brennersone angeordneter fossilen Überhitser, gekennseiohnet durch eine swtite Turbine(fifc

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5, 327) der durch Vorrichtungen über den fossilen Überhitier (325) tob fossil befeuerten Dampferzeuger (522) Dampf züge*· führt werden kann und durch Vorrichtungen (528)bi· 53o) die Dampf Ton der sweiten (527) zur ersten (511 bis 51?)/leiten können, ^¹¹*

24, Dampf kraf-twtrk nach Anspruch 16 oder 17 gekennzeichnet durch eine gemeinsame Gasführung (Hg₉5» 543) welohe die Verbrennungsgage aus den beiden Gasführungen aufnimmt und in der ein fossiler Ekonomiser (534) angeordnet let« von dem aus Wasser über Leitungen des dmapferzeugendsn (teil der fossil befeuerten Einheit zugeführt wird und durch Vorrichtungen (549t 55o) mittels denen Verbrennungsprodukt» aus dar gameiäeauen Gasführung von einer Stelle stromabwärts vom fossilen EoonomiBer abgesogen und wieder in die Brennkammer eingeführt werden können·

25· Dampfkraftwerk nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 24, dadurch gekennzeiöhn®t, &a£ ein fossil befeuerter Dampferzeuger, mit eine »weiten Brennkammer (Flg. 6,624), einer »weiten Brennersone und einer «weiten Gasführung (6%) für die Verbrennungsgas β vorgesehen ist, daß beide finheltsn als Doppelbrennkammer mit einer gemeinsamen Dampf« Wassert^onel (624 A) angeordnet sind und dnfi die nuklearen Bampfüberhitzungaflächen (6o4 bis 606) nur in der ersten (657) beider Gasführungen, die fossilen überhitzer (627 bis 63o) nur in der zweiten (656) angeordnet sind und daß von dem ersten fossilen Dampferzeuger (623) erzeugter Dampf mittels Vorrichtungen durch die tiberhitcer (627 bis 63o) in der sweiten Gasführung (656) geführt werden kann«

Dampfkraftwerk nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Brennkammern erzeugter Dampf mit Vorrichtungen durch die foenil befeuerte ffampferzeugende Fläche der ersten Brennkammer (623) geführt werden kann und daß Dampf aus dem fossilen Überhitzer in der ersten Brennkammer über Vorrichtungen zum fooailen überhitzer in der zweiten Brennkammer geleitet werden kann.

27. Verfahren zum Betrieb einer Turbine für überhitzten Dampf mit einer Hochdrucketufβ und mit Vitderdruokstufen, dadurch gekenn«

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zeichnet, daß der Dampf nacheinander durch die Turbinenstufe geführt wird, der Zustand des Daapfea beim Auetritt au· der Hochdruckefcufe.bestimmt wird und Dampf in ausreichender Menge ab» hängig von dem bestimmten Dampfzustand um die Hochdruoketufe herumgeführt wird, aodaß in der Hochdruckstufekein nasser Dampf vorhanden iSt C

28c Verfahren »um Betrieb einer Turbine für Überhitsen Dampf mit eines Hochdr-uck- und Niederdruckstufe, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf nacheinander durch die Turbinenstufen geführt wirdj der Zustand des in die Hochdruckstufe eingespeisten Dampfes gemeeeen wird; ein Sollwort des Zuetandes des in die Hochdrucketufe eintretenden Dampfes für eine "bestimmte Turbinenlast bestimmt wird, um in der Hoch druckstufe den Dampf in trockenem Zustand su halten und daß Dampf um die Hochdrucketufe im Nebenschluß immer dann isur Veΐτηβidung des Auftretens von nassem Dampf herumgeführt wird, wenn der Wärmeinhalt des der Turbine zugeführten Dampfes Meiner ist ale es den Sollwert des Dampfsustandes entspricht«

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