DE1528906C - Strahlpumpe mit einer Strahldüse und mit einem für sich steuerbaren Treibdüsensatz - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Strahlpumpe mit einem Einlaß- und einem Auslaßende und dazwischen liegender Mischkammer und mit ihr in Reihe liegendem Diffusor, sowie mit einer am Einlaßende der Pumpe liegenden Strahldüse, die einen Treibmittelstrahl durch die Mischkammer in Richtung des Auslasses richtet, sowie mit einem für sich steuerbaren Treibdüsensatz, der ebenfalls einen Treibstrahl in die Mischkammer richtet.

Bei einer aus der.USA.-Patentschrift 2,106,804 bekannten Strahlpumpe dieser Art wird mittels der Strahldüse und des für sich steuerbaren Treibdüsensatzes die Durchflußmenge geregelt. Da beide Baugruppen an demselben Ende der zylindrischen Mischkammer angeordnet sind, ist dabei nur eine begrenzte Regelbarkeit gegeben und eine Umkehrung der Förderrichtung nicht möglich.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Strahlpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die geförderte Menge in weiten Grenzen regelbar und die Strömungsrichtung umkehrbar ist, das. heißt die Fördermenge von 100% Strömung in. Vorwärtsrichtung auf 100% Strömung in Rückwärtsrichtung verändert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Treibdüsensatz am Auslaßende der Pumpe angeordnet ist und einen Treibmittelstrahl in Richtung des Einlasses der Pumpe erzeugt. Auf diese Weise kann die Pumpleistung "einer derartigen Strahlpumpe stufenlos bis zur Strömungsumkehr geregelt werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Strahlpumpe besteht darin, daß für die Einlaßstrahldüse und den Treibdüsensatz eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die aus einem Flüssigkeitsschalter mit einem Einlaß und zwei Auslässen besteht, die über Auslaßleitungen mit der Einlaßstrahldüse und dem Treibdüsensatz verbunden sind und bei der mit Hilfe einer Steuerflüssigkeit der Betrag des aus der Druckflüssigkeitsleitung der Einlaßstrahldüse und dem Treibdüsensatz zufließenden Treibmittels veränderlich ist.

Durch eine solche Ausführungsform wird ohne Verwendung von Schaltelementen mit beweglichen Teilen eine Regelung der Pumpleistung innerhalb eines sehr großen Regelbereiches erreicht.

Gemäß einer einfachen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht der Treibdüsensatz' aus einer einzigen Düse. Es hat sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Treibdüsensatz an dem der Einlaßstrahldüse abgewandten, mit dem Diffusor verbundenen Ende der Mischkammer angeordnet ist und vorzugsweise aus einer Mehrzahl von an ihrem Umfang angeordneten und an einen Verteiler angeschlossenen Düsen besteht.

Mehrere erfindungsgemäße Strahlpumpen finden zweckmäßig in einer gemeinsamen Baugruppe, gegebenenfalls zusammen mit einer oder mehreren Pumpen ohne Gegendüse Verwendung, wobei die Pumpen der Baugruppe in einem zur Aufnahme eines Kühlmittels geeigneten Druckgefäß angeordnet sind, das einen mit Einlaß und Auslaß versehenen Kern enthält und die Pumpenauslässe mit dem Kerneinlaß und die Pumpeneinlässe mit dem Kernauslaß verbunden sind, und wobei vorzugsweise die Steuereinrichtungen bzw. Flüssigkeitsschalter außerhalb des Druckgefäßes liegen und die Flüssigkeitsschalter für die Pumpen mit Gegendüse unabhängig voneinander einstellbar sind.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dabei in der Bau-

Anzahl der
Strahlpumpen

Art der Flüssigkeitsschaltersteuerung

12 Flüssigkeitsschalter oder Düsen für

Strömungsumkehr nicht vorhanden.

Flüssigkeitsschalter bewirkt Strömung zur Düse für Vorwärtsrichtung, wenn die Steuerflüssigkeit ausfällt (Fig. 3).

Flüssigkeitsschalter bewirkt Strömung zur Düse für Strömungsumkehr, wenn die Steuerflüssigkeit ausfällt (Fig. 2).

Wenn bei dieser Anordnung Steuerflüssigkeit für alle Flüssigkeitsschalter ausfällt, kommt die Strömung durch den Reaktor zu einem noch sicheren Gleichgewichtszustand. Die 16 Strahlpumpen mit Strömung in Vorwärtsrichtung und die 4 mit Strömung in umgekehrter Richtung ergeben dann eine Gesamtströmung durch den Reaktorkern von annähernd ¹V₂₀ oder 60% des Maximaldurchsatzes. Die Wahl dieses Gleichgewichtsdurchsatzes ergibt einen verhältnismäßig kleinen Abfall der strömenden Menge unabhängig davon, ob man von hohen und niedrigen · Durchflußbedingungen ausgeht.

Die genaue Anzahl der mit der einen oder anderen Steueranordnung ausgerüsteten Strahlpumpen hängt von den Konstruktionsbedingungen für einen besonderen Anwendungsfall und von dem Verhältnis der· Vorwärtskapazität zur Umkehrkapazität der besonderen Strahlpumpenkonstruktion ab. Man muß auch bei der Aufeinanderfolge für normale Strömungsumkehr der Strahlpumpe der beiden Steueranordnungen darauf achten, daß der Strömungsabfall unabhängig von der Reaktorströmung bei Beginn des Abfalls annehmbar bleibt.

Bei Reaktoranlagen bringen Pumpen gemäß der vorliegenden Erfindung unter anderem die folgenden Vorteile:

1. Man erhält einen weiten Bereich von genau gesteuerten Durchflußveränderungen durch den Reaktorkern.

2. Die Strömungsstabilität bleibt auch bei kleinen Flüssigkeitsdurchs ätzen erhalten.

3. Die erforderlichen Steuereinrichtungen können ίο einfach sein und sind dabei doch zuverlässig und von großer Lebensdauer. Sie sind für Kernreaktoreninstallationen besonders gut geeignet, da sie keine beweglichen Teile aufweisen.

4. Die Strömung durch die Strahlpumpen wird auf π Werte weit unterhalb des natürlichen Zirkulationswertes herabgesetzt, und man kann sogar die Strömungsrichtung der Pumpen umkehren.

Das abgeänderte in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Pumpe ist der Pumpe der Fig. 2 ähnlich, nur sind eine Mehrzahl von Düsen für Strömungsumkehr in einer ringförmigen Anordnung innerhalb des Auslaßendes der Mischkammer und koaxial mit derselben angeordnet. Die Treibflüssigkeit wird den Düsen für Strömungsumkehr aus dem ersten Auslaß 58 des Flüssigkeitsschalters 56 zugeführt. Der Auslaß ist mit ejnem Verteiler 72 verbunden, von dem Flüssigkeit..allen 'Düsen für Strömungsumkehr zugeführt wird. Da die übrigen Einzelheiten der Pumpe mit denen der Pumpe nach Fig. 2 übereinstimmen, erübrigt sich eine weitere Beschreibung der Fig. 4.

Soweit das Ausführungsbeispiel Einzelheiten enthält, die über eine Erläuterung beanspruchter Merkmale hinausgehen, gehören diese nicht zur geschützten Erfindung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209 535/96

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Strahlpumpe mit einem Einlaß- und einem Auslaßende und dazwischen liegender Mischkammer und mit ihr in Reihe liegendem Diffusor, sowie mit einer am Einlaßende der Pumpe liegenden Strahldüse, die einen Treibmittelstrahl durch die Mischkammer in Richtung des Auslasses richtet, sowie mit einem für sich steuerbaren Treibdüsensatz, der ebenfalls einen Treibstrahl in die Mischkammer richtet, dadurch ge-kennzeichnet, daß der Treibdüsensatz am Auslaßende der Pumpe angeordnet ist und einen Treibmittelstrahl in Richtung des Einlasses der Pumpe erzeugt.

2. Strahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge- π kennzeichnet, daß für die Einlaßstrahldüse (18) und den Treibdüsensatz eine Steuereinrichtung (32) vorgesehen ist, die aus einem Flüssigkeitsschalter (56) mit einem Einlaß (57) und zwei Auslässen besteht, die über Auslaßleitungen (58, 61) mit der Einlaßstrahldüse (18) und dem Treibdüsensatz verbunden sind und bei der mit Hilfe einer Steuerflüssigkeit der Betrag des aus der Druckflüssigkeitsleitung (30) der Einlaßstrahldüse und dem Treibdüsensatz zufließenden Treibmittels 'veränderlieh ist.

3. Strahlpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibdüsensatz aus einer einzigen Düse (55) besteht.

4. Strahlpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibdüsensatz an dem der Einlaßstrahldüse (18) abgewandten, mit dem Diffusor (54) verbundenen Ende der Mischkammer (52) angeordnet ist und vorzugsweise aus einer Mehrzahl von an ihrem Umfang angeordneten und an einen Verteiler (72) angeschlossenen Düsen (70) besteht.

5. Verwendung mehrerer Strahlpumpen (12, 14) nach Anspruch 1 bis 4 in einer gemeinsamen Baugruppe, gegebenenfalls zusammen mit einer oder mehreren Pumpen (13) ohne Gegendüse, wobei die Pumpen der Baugruppe in einem zur Aufnahme eines Kühlmittels (16) geeigneten Druckgefäß (11) angeordnet sind, das einen mit Einlaß und Auslaß versehenen Kern (10) enthält, und die Pumpenauslässe mit dem Kerneinlaß und die Pumpeneinlässe mit dem Kernauslaß verbunden sind und vorzugsweise die Steuereinrichtungen (32) beziehungsweise Flüssigkeitsschalter (56) außerhalb des Druckgefäßes (11) liegen und die Flüssigkeitsschalter (56) für die Pumpen (12, 14)' mit Gegendüse (55) unabhängig voneinander einstellbar sind.

6. Verwendung von Strahlpumpen nach Anspruch 5, wobei in der Baugruppe wenigstens einer der Flüssigkeitsschalter (56).so gebaut und angeordnet ist, daß bei Ausfall der Steuerflüssigkeit (31) wenigstens der größte Teil der Treibflüssigkeit durch die Düse (55) für Strömungsumkehr fließt (Fig. 2 und 4), während wenigstens bei einer anderen Strahlpumpe (14, Fig. 3; 13) unabhängig vom Ausfall der Steuerflüssigkeit der größte Teil ihrer Treibflüssigkeit zur Düse (18) für Vorwärtsströmung fließt.