DE1551028A1 - Sattdampferzeuger fuer dampfgekuehlten Kernreaktor - Google Patents
Sattdampferzeuger fuer dampfgekuehlten KernreaktorInfo
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Description
Patent~Verwaltungs-G»mb»Ho
Frankfurt/Main, Theodor-Stern-Kai 1
5 ο" April 1966 12/046
Sattdampferzeuger für dampfgekühlten Kernreaktor
Die Erfindung betrifft einen Sattdampferzeuger nach Bauart eines Löfflerkesaela für dampfgekühlte Kernreaktoren«
Eb handelt sich bei dem Löfflerkeaaol um einen umlauflosen
Blasenvsrdampfer^ bei dem Heißdampf über ein Röhrensystem
in Wasser eingeblasen wird. Bekanntlich werden diese Kessel in zylindrischer oder kugelförmiger Bauart verwendet«
Das Problem der Sattdampferzeugung wurde bislang in der Hauptsache
mit drei Methoden zu lösen versucht9 nämlich mit Wärmetauschern,
Löfflerkesseln und Binspritzkühlern«
Für die Erzeugung won großen Sattdampfmengen, wie sie für Kernreaktoren erforderlich sind-» erweisen sich die konventionellen
Wärmetauscher, in denen eis sekundärseitig umlaufendes Wasserdampf gemisch primärseitig geheizt wird, als zu unwirtschaftlich.
Bei der zweiten Methode, nämlich Sattdampf mittels Löfflerkesseln
zu erzeugen, wird die Überhitzerwärme direkt zur Verdampfung be-»
nutztρ In Kernreaktoren besteht die Aufgabe, besonders große
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Mengen von Sattdampf unter besonders hohem Druck au erzeugen. Dies würde, da man gerade bei hohem Druck in der spez. Wasser-Spiegelbelastung sehr begrenzt ist, bei den bisher bekannt
gewordenen Löfflerkesselbauarten mit nur eines Wasserspiegel
su einer wenig kompakten Bauweise und damit zu unbeherrschbar
großen Abmessungen und Wandstärken führen. Als Ausweg bliebe nur eine Auflösung in unwirtschaftlich viele Baueinheiten.
Bei der dritten möglichen Methode, zur Sattdaepferzeugung wird
Wasser in Heißdampf eingespritzt· Solche Einspritekühler dienen im allgemeinen aber nur der Regelung von Dampftemperaturen und
weniger der Sattdampferzeugung. Ihr Hauptnachteil bei der Satt*
dampferzeugung für Kernreaktoren ist das geringe Wasserspeicher« volumen, wodurch die Regelung der gesamten Anlage erschwert wird.
Außerdem führen die schlechten Wärmeübergangsverhältnisee von
Dampf en Tröpfchen in der Nähe dee Siedepunktes entweder zu
hoher Endfeuchte oder* großen Abmessungen der Kühler oder zum
Einsat» von Füllkörpern; diese aber neigen xur Verschmutzung,
was seinerseits wegen der ie Reaktor vorhandenen Radioaktivitäten ^u grofen Schwierigkeiten führt«
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei eine« dampfgekühlten Kernreaktor außerhalb dee Reaktordruckgef&ßes bei hohem
Druck große Mengen von Sattdampf zu erzeugen unter Umgehung der
oben genannten mit großen Nachteilen behafteten Methoden*
Gemäß der Erf.inding werden daher in dem Settdampferzeuger
mehrere Wasserspiegel übereinander angeordnet. In jeder dieser
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Ebenen wird Wasser von einer öder mehreren Wannen gehalten, von denen jede einen eigenen Wasserzulauf-hat. Besondere vorteilhaft ist es9 seperat für jeden Wasserspiegel ein oder
mehrere Dampfabzugsetutzen möglichst hoch über dem jeweiligen
Wasserspiegel an der Trommel anzubringen. Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß über den jeweiligen Wasserspiegel Dampfführungskanal· angeordnet sind, die den Dampf zu
den Dampfabzugsstutzen führen. Man kanu auch zur Dampftrocknung
in den Dampfführungekanälen Bleche anordnen*, Von besonderem
Vorteil ist es, an den Wannen überlaufrohre anzubringen, die
überschüssiges Äasser in die nächste untere Wasserebene führen»
Dadurch wird vermieden, daß überlaufendes Wasser den abströmenden Dampf naß macht. Außerdem kann dadurch erreicht werden, daß
nur ein Wannenstand, nämlich der unterste, geregelt zu werden braucht; dies ist dann möglich, wenn alle darüberliegenden
Wannen überspeist werdeno
Bezüglich der Heißdampfzufuhr zum Wasser kann man gemäß der Erfindung beispielsweise die Dampfaustrittslöcher in den Heißdampfzufuhrrohren am unteren umfang der Rohre anbringen oder in den
Wannen einen doppelten Boden anbringen, dessen Oberseite mit
Dampfaustrittsöffnungen versehen ist. In Weiterbildung dieser
doppelten von dem Heißdampf beheizten Böden kann die Unterseite dieser Böden mit nach inten ragenden Rippen versehen werden, die
- durch Wärmeleitung ebenfalls erhitzt - in der Lage sind, den in der darunterliegenden Wanne erzeugten Dampf zu trocknenπ
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Al3 eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung können VerwirbelungsblC'Che in dem Wasserraum der Wannen angesehen
werden; diese Bleche erhöhen die Verweilzeit der Blasen im Wasser und ermöglichen dadurch eine geringere Bauhöhe der
Mannenο
Pig. 1 stellt einen Längsschnitt, Fig, 2 einen Querschnitt durch eine« Löiflerkessel in zylindrischer Bauart mit
riehrei-en Wasserspiegeln dar. Im Innenraum des Behälters 1
et o.ich eino Querwand 2 mit öffnungen 3· Der Heiß-H
3trömt durch den Stutzen 4 in den HeißdampfverteiierrauiH
5 und von diesem durch die öffnungen 3 in die an
der Querwand befestigten Röhren 6. Ebenfalls an der ^uerwand
befestigt sind die Wannen 7« In diese strömt durch die
ZulGui'rohre 8 das Speisewasser W und wird dort durch den
aus den Löchern 9 in das Wasser austretenden Heißdampf verdampft.
Der entstehende Sattdampf S wird durch den Stutzen 10 auf; den Behälter entnommen.» Der unterste der in diesem
Beispiel drei gezeichneten Wasserspiegel 11 benötigt keine Wanne( da hier der Behälter 1 selbst die Afanne darstellt.
Um difc gemäß Fi^0 1 und 2 für die SattdampfaiDfuhr nötige
Spalte 12 zwischen Wannen- und Behälterlängewand zugunsten großer Wesserspiegelflächen verkleinern zu können, wird der
Stutzen S in viele Eiazelstutzen aufgeteilt, in Pig. 3 für
Wasserspiegel mehrere (13» 14, 15 und 16)·
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in Fign M- hingegen ist die Darop fab fuhr von je zwei Wasserspiegeln
zusammengefaßt, um nicht zu viele Stutzen zu habenalso
Zc Bo Stutzen 13 für Spiegel 17 und 18,
Fig. 5 zeigt unter den Wannenböden bzw« unter dem obersten
Stutzen angebrachte Bleche 19t die die Daiapfführungskanäle
20 bilden. Die Bleche sind so lang wie die Wannen und sorgen
dafür» daß der Sattdampf vom Wasserspiegel aus möglichst lange
vertikal aufwärts strömt; andernfalls - wenn der Dampf nicht überall am höchsten Punkt entnommen wird - würden iuerge-Qchwi£dig!c€iten
des Dampfes unerwünscht hohe Dampf feuchte bewirken
Fig. 6 zeigt in Weiterbildung von Flg. 5 Dampfführungskanal,
"bei denen gewellte oder anders geformte Bleche 21 zur Dampftrocknung angebracht sind. Diese Bleche sind - wie Fig. 7
im Längsschnitt AB durch Fig. 6 zeigt - in Längsrichtung leicht geneigt^ damit das abgeschiedene Wasser ablaufen kann
in eine Rinne 21·. Von dort^wIrda· durch Röhrchen 22 in die
Wasserebene
Fig. 8 zeigt die üWrlaüf^onrV 23.
I'ig. 9 zeigt HelBdanpfverteilerrohr 6 mit der am unteren
Umfang angebrachten Ha ißdampf austritt «bohrungen 9·'
Fig. 10 aeißt aiß Ausführung einer Wanne-7? die statt Heißdampfverfceilerrohren
«inen doppelten Boden bat. Zwischen der Unterseite 24 und der gelochten Oberseite 25 befindet sich
Heißdgnnpf; über der gelochten Oberseite ist Wasser,
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Fig. 11 seigt in der Wanne 7 oberhalb des Lochbodene 25
angeordnete Verwirbelungsbleche 27* Die Heißdampfblase B
hat einen längeren Strömungsweg im JPaaser als ohne Verwirbelungsbleche
und damit ist die Wahrscheinlichkeit zur Kondensation größer.
Die Figen. 12 und 13 zeigten im Längs- und Querschnitt
die Trocknungsrippen 26 gemäß Anspruch 120
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Claims (3)
1) Sattdampferzeuger nach Bauart eino3 Löfflerkessels
für dampfgekühlte Kernreaktoren, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Sattdampferzeuger mehrere Wasserspiegel übereinander angeordnet sind*
2) Settdampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,·
daß innerhalb €ea Sattdampferzeugers in jeder Ebene eine Wanne
!,um Halten den Wassers mit: eigenen Wasserzulauf angebracht
let. .
5) Batidampferzeuger nach Anspruch 28 dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb des SattdampferKeitgors in ^edcr Ebene mehrere
Wannen zum Halten des Wassers mit eigenem Wasserzulauf angebracht «sind=,
4) Sattdttmpf erzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dnß über dem jev/eiligen Wasserspiegel ein oder mehrere
an. äev Trommel angeordnet sind-«
Ssttdampferzeuger nach AHßpruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Abführung des.Dampfet mehrerer Wasserspiegel-ßbenen
5in oder mehrere Dampfabzugustutzen'ah der !Trommel angebracht
sind«
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6) Sattdampferzeuger nach Anspruch 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß über allen oder einzelnen Wasserspiegeln
Dampfführungskanale angeordnet sind, die den Dampf zu dem
Dampfabzugsskutzon führen»
7) Sfcttdainpferzeuger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Dampftrocknung in den Dampfführungskanälen Bleche angeordnet sind<
.8) Sattdampferzeuger nach Anspruch 1 "bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wannen Überlaufrohre angebracht sindt
die überschüssiges Wasser in die nächste untere Wasnerobene
führen.
9) Sattdampferzeuger nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die DampfaustrittslÖcher in den Heißdampfzufuhrrohren
in der unteren Hälfte dea Rohrumfanges angebracht sind.
10) Sattdampferzeuger nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekenn»
zeichnet, daß in den Wannen zur Heißdampfzufuhr ein doppelter
Bo.ien angebracht ist, dessen Oberseite mit Denipfaustrittsöffnungen
versehen ist.
11) Setbdempfei'zeuijf r räch Anspruch 9 und 10, dadurch gekennss,ri:ihxietT
daß im ',Vasserraura der Wannen Verwirbelungsblecho
angscrane*; sind*
■1?) Satüdampi'erzeuger ,vach Anejruch 1 bis 6t 8 und 10, dadurch
gek -.'-τη zeichnet, äuV zvv Dampftrocknung an der Unterseite den
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iu.riS.-ex'«!! dex' beiden 7/amieiibö<löi\ η£·ύι nubun vag-anüe Ti ippen
Hr>f;,ebracht; Bind,
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