DE1576954B2 - Stroemungsmedium zirkulator fuer kernreaktoren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Strömungsmedium-Zirkulator mit rotierenden Elementen zur Erzeugung eines Kühlmittelflusses in Kernreaktoren, einer Antriebswelle für die rotierenden Elemente des Zirkulators und mit einer Turbineneinrichtung zum Antrieb der Antriebswelle.

Aus der deutschen Patentschrift 612 370 ist ein Dampferzeuger mit einer unter hohem Druck arbeitenden Feuerung bekannt. Der Druck in der Brennkammer wird durch einen Verdichter aufrechterhalten und der Verdichter durch eine Gasturbine angetrieben. Diese Gasturbine wird durch eine weitere, einen zweiten Turbinenteil bildende Dampfturbine unterstützt.

Schließlich sind aus den deutschen Patentschriften 674, 505 895, 568 505, 628 661, 658 439 und 779 Antriebssysteme für Pumpen oder Arbeits-

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maschinen bekannt, bei denen eine Antriebswelle tert wird, Kompatibilitätsprobleme zwischen ge-

durch zwei Antriebsmittel unabhängig voneinander in trennten Leistungsquellen vermieden werden, und ein

Rotation versetzt werden kann. Geeignete Antriebs- Austreten von Lagerschmiermittel sowohl in das

mittel sind Motoren, wie Elektromotoren, und als Primärkühlmittel-Gassystem als auch in das Antriebs-

Hilfsantrieb wirkende Turbinen. S systems für den Zirkulator ausgeschlossen ist.

Ein Strömungsmedium-Zirkulator besitzt oft eine Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-Rotationseinrichtung, welche zum Aufbau eines Strö- gründe, einen verbesserten Strömungsmedium-Zirkumungsmediumflusses in Rotation versetzt wird. Der lator der vorgenannten Art für einen Kernrektor an-Zirkulator erzeugt zwischen zwei Bereichen im Strö- zugeben, welcher in das Reaktorgehäuse einbaubar mungsmedium-Flußweg eine ausreichende Druck- io und einfach montierbar ist, welcher durch zwei gedifferenz, um die gewünschte Strömungsmedium- trennte Leistungsquellen antreibbar ist, ohne daß Flußrate aufrechtzuerhalten. In einem Kernreaktor- Rotationselemente durch die Wände des Reaktorsystem können ein oder mehrere derartige Zirkula- gehäuses geführt werden müssen, und welcher ein toren zur Aufrechterhaltung des Flusses eines Kühl- einfaches Kühl- und Schmiermittelsystem ermöglicht, mittels in Form eines strömenden Mediums verwen- 15 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gedet werden, um Wärme vom Reaktorkern zu einer löst, daß die Turbineneinrichtung in an sich bekannter geeigneten wärmeabsorbierenden Einrichtung zu Weise einen ersten Turbinenteil und einen zweiten übertragen. Diese letztgenannte Einrichtung ist im Turbinenteil aufweist, daß die Turbineneinrichtung Fall eines Leistungsreaktors eine dampferzeugende eine Anordnung zum Ankoppeln des ersten und zwei-Einrichtung. 20 ten Turbinenteils an getrennte Quellen für ein unter

Unter bestimmten Bedingungen kann es wünschens- Druck stehendes Strömungsmedium aufweist und daß wert sein, die Kühlmittel-Zirkulatoren eines durch ein der erste und zweite Turbinenteil in ebenfalls an sich strömendes Medium gekühlten Kernreaktors in dem bekannter Weise die Antriebswelle des Zirkulator den Reaktorkern enthaltenden Reaktorgehäuse anzu- unabhängig voneinander in Rotation zu versetzen verordnen. Ein gasgekühlter Kernleistungsreaktor ist ein 25 mögen.

Typ eines Reaktorsystems, in dem diese Anordnung Der angegebene Strömungsmedium- bzw. Kühlvorteilhaft ist. Bei dem derartigen gasgekühlten Kern- mittelzirkulator hat einen guten Wirkungsgrad und leistungsreaktor ist der gesamte Primärteil des Sy- ist regelbar. Damit erfüllt er die schwierigen Anfordestems (Reaktorkern, Primär-Kühlmittelzirkulatoren, rungen eines Kernreaktorsystems. Der Zirkulator ist Dampfgeneratoren und zugehörige Haupt-Primär- 30 einfach im Aufbau, er arbeitet zuverlässig und ist kühlmittelführung) in einem einzigen Reaktorgehäuse leicht zu warten. Er kann leicht in ein Reaktoreingeschlossen. Durch die Tatsache, daß äußere gehäuse eines Kern-Leistungsreaktorsystems einge-Haupt-Primärkühlmittelführungen durch Einschließen baut werden und ist so ausbildbar, wie noch erläutert des gesamten Primärteils des Systems im Kern- wird, daß die Möglichkeit eines Schmiermittelüberreaktorgehäuse vermieden sind, wird die Möglichkeit 35 tritts sowohl in das primäre Kühlsystem, als auch in eines plötzlichen Verlustes von Kühlmittel ausge- das Dampfgeneratorsystem so klein wie möglich geschlossen. Besteht das Reaktorgehäuse aus vor- halten ist.

gegossenem Beton, so ist eine zusätzliche, sorgfältig Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung

gearbeitete biologische Abschirmung zum Einschluß ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung

der Dampfgeneratoren und der Haupt-Primärkühl- 40 eines Ausführungsbeispiels an Hand der Figuren. Es

mittelführung nicht erforderlich, da das Reaktor- zeigt

gehäuse diese Funktion selbst übernimmt. Sind der F i g. 1 einen verschobenen Schnitt eines Gaszirku-

Gaszirkulator oder die Gaszirkulatoren im Reaktor- lators gemäß der Erfindung, wobei ein Teil eines

gehäuse angeordnet, so ist es wenig aufwendig Reaktorgehäuses mit dargestellt ist, in das der Zirku-

und schwierig, ein geeignetes Gehäuse vorzusehen, 45 lator eingebaut werden kann,

wenn keine Antriebswellen oder entsprechende Rota- F i g. 2 einen um 90° gedrehten, vergrößerten

tionselemente für die Zirkulatoren durch die Wände Querschnitt eines Teils des Gaszirkulators nach

des Reaktorgehäuses geführt werden müssen. Fig. 1.

Es ist erforderlich, daß der Kühlmittelzirkulator Generell sieht die Erfindung einen Strömungsbzw, die Kühlmittelzirkulatoren in einem Reaktor- 50 medium-Zirkulator 21 vor, welcher eine Rotorscheibe system die Fähigkeit besitzen, einen ununterbrochenen 48 zum Aufbau eines Strömungsmediums, eine An-Kühlmittelfluß sicherzustellen. Um diese Fähigkeit zu triebswelle 53 für die Rotationseinrichtung und eine gewährleisten, kann ein Zirkulator so konstruiert Turbineneinrichtung zum Antrieb der Antriebswelle werden, daß er durch zwei getrennte und verschie- aufweist. Die Gesamtheit dieser Elemente kann in dene Leistungsquellen anzutreiben ist. Ein derartiger 55 einem Gehäuse, wie beispielsweise einem Kern-Antrieb ist an sich aus den eingangs erwähnten reaktorgehäuse, angeordnet werden. Die Turbinenein-Druckschriften bekannt. Soll ein Zirkulator in einem richtung besitzt einen ersten Turbinenteil 107, 111, Reaktorgehäuse angeordnet werden, ohne daß Rota- 112 usw. und kann einen zweiten oder Hilfsturbinentionselemente durch die Wände des Reaktorgehäuses teil 142,147,148 usw. besitzen. Eine Anordnung 116, geführt werden müssen, so kann es schwierig und auf- 60 149 usw. ist vorgesehen, um den ersten Turbinenteil wendig sein, den Zirkulator so auszubilden, daß er an eine Quelle eines unter Druck stehenden Andurch zwei getrennte Leistungsquellen angetrieben triebs-Strömungsmediums und den zweiten Turbinenwerden kann. Der Zikulator soll weiterhin fähig sein, teil an eine andere Quelle eines unter Druck stehenden Anforderungen des Reaktor-Kühlmittelsystems den Antriebs-Strömungsmediums anzukoppeln. Die zufriedenstellend zu folgen, indem er, wenn nötig, 65 Strömungsmcdiumquellcn befinden sich außerhalb des auf eine geänderte Drehzahl geregelt werden kann. Gehäuses und sind unabhängig voneinander. Bei den Es ist darüber hinaus wünschenswert, den Zirkulator Strömungsmedien handelt es sich um Dampf und so zu konstruieren, daß eine Instandsetzung erlcich- Wasser. Der erste und zweite Turbinenteil sind so

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ausgebildet, daß sie die Antriebswelle unabhängig Kammer 12 einen Niederdruckbereich, so daß ein voneinander anzutreiben vermögen. Die Schmierung kontinuierlicher Strom von Kühlgas durch den Kern der Antriebswelle kann durch ein Strömungsmedium und die Dampfgeneratoranlage aufgebaut wird,
erfolgen, welches die gleiche Substanz ist wie das An- Um das Kühlgas durch geeignete Führungen vom

triebsströmungsmedium oder das zirkulierte Strö- 5 Speicherraum 19 zur Einlaßseite des Kerns und durch mungsmedium. Beim Einbau in eine Gehäusedurch- diesen hindurch zu führen, sind ein oder mehrere dringung sind die rotierenden Teile des Zirkulators Zirkulatoren vorgesehen. Einer der Gaszirkulatoren aus Wartungsgründen in ihrer Gesamtheit entfernbar. gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Der in der Zeichnung dargestellte Strömungs- Der dargestellte Zirkulator 21 besitzt ein Gehäuse, medium-Zirkulator 21 gemäß der Erfindung dient zur _i0 das zum Einbau in die Kammer 12 dient. Das Ge-. Zirkulation des Kühlmittels in einem gasgekühlten häuse umfaßt eine zylindrische Außenwand 22 mit Kernleistungsreaktor. Der Reaktor besitzt ein Reak- einem unteren ringförmigen Teil 23 mit einer vertorgehäuse 11, das eine das gasförmige Kühlmittel größerten Dicke und einer abgerundeten Unterkante, enthaltende Kammer 12 bildet. Das gasförmige Kühl- An der Oberseite der zylindrischen Außenwand 22 mittel kann Helium, Kohlendioxyd oder ein anderes 15 erstreckt sich ein ringförmiger Flansch 26 nach innen. Gas sein, das mit den anderen Elementen des Reak- Von diesem Flansch erstreckt sich eine kegelstumpftorsystem sowohl chemisch als auch kernphysikalisch förmige Auslaßleitung 27 nach oben, welche zur Abso wenig wie möglich in Wechselwirkung tritt. Das führung des Kühlgases in die Kammer 12 oberhalb Reaktorgehäuse kann aus irgendeinem geeigneten der Stauplatte 18 dient. Vier in gleichem Abstand Material bestehen; bei der dargestellten Ausführungs- 20 voneinander befindliche Führungsrippen 28 verlaufen form besteht es aus vorgegossenem Beton. Eine der- ■ oberhalb der Auslaßleitung 27 nach innen. Der Zweck artige Struktur bildet sowohl eine biologische Ab- dieser Führungsrippen wird im folgenden noch geschirmung als auch ein Gehäuse für den Reaktor, das nauer erläutert.

nicht so leicht explodieren kann. Der vorerwähnte Zirkulator 21 dient zur Sammlung

Das Reaktorgehäuse 11 wird durch eine nicht dar- 25 des Gases, das von der Dampfgeneratoranlage abgegestellte Einrichtung so gelagert, daß eine oder meh- führt wird, im Speicherraum 19. Der Gaszirkulator rere seiner Außenflächen zugänglich sind. In diesen komprimiert das gesammelte Gas und führt es durch Außenflächen können dann mit der Kammer 12 korn- die Auslaßleitung 27 in die Kammer 12 oberhalb der munizierende Durchdringungen vorgesehen werden, Stauplatte 18 ab. In der Stauplatte ist eine Öffnung 29 welche Einrichtungen, wie Instrumente, Regelstäbe, 30 vorgesehen, durch welche die zylindrische Außen-Anordnungen zur Brennstoffbeschickung, Dampf- wand 22 sich erstreckt. Unmittelbar unterhalb der generatoranlagen und Kühlmittelzirkulatoren auf- Öffnung 29 ist ein nach außen verlaufender Ring 31 nehmen. Eine dieser Durchdringungen für die letzt- an der zylindrischen Außenwand 22 vorgesehen, genannten Kühlmittelzirkulatoren ist bei 13 darge- Dieser Ring 31 trägt ein Paar von ringförmigen Dichstellt. Das Reaktorgehäuse 11 ist in der Kammer 12 ₃₅ tungen 32, welche sich nach außen erstrecken und mit einer Auskleidung 14 aus rostfreiem Stahl ver- mit der Oberfläche einer federnden Balgstruktur 33 in sehen. Die durch die Durchdringung 13 eingebrachte Eingriff stehen. Die Balgstruktur ist an der Unterseite Auskleidung 14 ist an ihrer in der Kammer 12 liegen- der Stauplatte 18 befestigt, wodurch eine Dichtung an den Fläche mit einem geeigneten thermischen Isola- der Öffnung 29 zwischen dem Speicherraum 19 und tionsmaterial 16 bedeckt. Das Isolationsmaterial ist 40 dem Rest der Kammer 12 gebildet wird. Das Gasin einen ringförmigen Vorsprung 17 ausgeformt, zirkulatorgehäuse besitzt weiterhin eine zylindrische, welcher sich in eine angepaßte Ausnehmung in der zur Außenwand 22 konzentrische Innenwand 34, Auskleidung 14 am oberen Ende der Durchdringung welche eine Strömungsführung zur Aufnahme des 13 erstreckt. Gases vom Kompressorteil des Zirkulators bildet.

In der Kammer 12 ist ein nicht dargestellter Reak- 45 Dieser Sachverhalt wird im folgenden noch genauer torkern angebracht. In der Kammer ist ein ebenfalls beschrieben. An der Oberkante der Innenwand 34 ist nicht dargestelltes System von Leitungen und Gebläsen ein ringförmiger Flansch 36 vorgesehen, welcher sich vorgesehen, um einen Strom von Kühlgas über und nach außen erstreckt und gegen die Unterseite des durch den Reaktorkern zu treiben. Das Gas wird Flansches 26 auf der Außenwand 22 eingepaßt ist. Die durch den Kern erhitzt und zur Erzeugung von 50 Unterkante der Innenwand 34 ist mit einem ringför-Dampf durch eine nicht dargestellte Dampfgenerator- migen Flansch 37 versehen, welcher sich nach außen anordnung geleitet. Der Dampf kann zum Antrieb erstreckt und im erweiterten ringförmigen Teil 23 der von Turbinen oder entsprechenden Maschinen ver- Außenwand 22 verankert ist.

wendet werden, um Elektrizität zu erzeugen. Aus im Im Inneren des Zirkulatorgehäuses ist ein zentraler,

folgenden noch darzulegenden Gründen ist es vorteil- 55 kegelstumpfförmiger Teil 38 vorgesehen, welcher von haft, daß die Dampfgeneratoranlage einen Wieder- vier, an der zylindrischen Innenwand 34 befindlichen, erhitzerteil enthält, durch welchen der Dampf im radial verlaufenden Rippen 38 nach unten hängt. Das Dampf-Wasser-System nach dem Durchtreten durch untere Ende des zentralen Teils 38 ist durch eine eine Expansionsstufe in einer Turbine für eine Elek- Platte 41 mit einer zentralen Öffnung verschlossen, trizität erzeugende Maschine zurückgeführt wird. 60 Diese dient zur Halterung einer pneumatischen Ein-

Im dargestellten Reaktor erstreckt sich ein Balken richtung, wie im folgenden noch genauer erläutert oder eine Stauplatte 18 quer zur Kammer 12; diese wird.

Stauplatte ist am Reaktorgehäuse 11 befestigt und Der Gaszirkulator 21 enthält einen Kompressorteil,

bildet zwischen ihrer Unterseite und dem unteren welcher das Kühlgas im Speicherraum 19 sammelt Ende der Kammer 12 einen Speicherraum 19. Die 65 und es zur Abführung in die Kammer 12 oberhalb nicht dargestellte Dampfgeneratoranlage führt das der Stauplattc 18 komprimiert. Die Druckzunahme Gas nach dem Abführen der Wärme in diesen Spei- auf der Auslaßseite des Komprcssorteils bewirkt die chcrraum 19. Der Speicherraum 19 bildet in der Zirkulation des Gases in der vorbeschriebenen Weise.

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Der Kompressorteil des Gaszirkulators besitzt einen Stator in Form von mehreren Statorblättern 42, welche sich radial von einer Montierscheibe 43 wegerstrecken. Die von der Scheibe 43 abgewandten Enden der Statorblätter 42 sind an einem Statorring 44 befestigt. Dieser Statorring stößt an der Innenfläche des Teils 23 der Außenwand 22 an. Zwischen dem Ring 44 und dem Teil 23 ist ein Paar von ringförmigen Dichtungen 46 vorgesehen (s. Fig.'2). Der Ring 44 wird von vier in gleichem Abstand voneinander befindlichen Streben 47 gehalten, welche von einem im folgenden noch zu erläuternden Lagergehäuse wegverlaufen. An seiner Unterkante ist der Ring 44 zur Fortsetzung der abgerundeten Fläche des Teils 23 ebenfalls abgerundet.

Der Rotor des Kompressors des Gaszirkulators 21 besitzt eine Rotorscheibe 48, von der sich mehrere Rotorblätter 49 radial wegerstrecken. Wie F i g. 2 zeigt, besitzt die Rotorscheibe 48 einen ringförmigen Flansch 51 und einen schmaleren konzentrischen und ringförmigen Flansch 52. Der äußere Flansch 42 ist am Ende einer Antriebswelle 53 durch Bolzen befestigt.

Die Antriebswelle 53 wird zwischen ihren Enden durch eine Lageranordnung gelagert, welche sich in einem Lagergehäuse befindet. Das Lagergehäuse besitzt einen oberen zylindrischen Teil 54, von welchem die Streben 47 zur Halterung des Statorrings 44 wegverlaufen. Am oberen Teil des Lagergehäuses ist ein nach innen weisender ringförmiger Flansch 56 vorgesehen. Dieser Flansch 56 ist an einer ringförmigen Schulter 57 angeschraubt, welche von einem unteren zylindrischen Teil 58 des Lagergehäuses nach außen verläuft. Der untere zylindrische Teil 58 erstreckt sich im oberen zylindrischen Teil 54 nach oben, wobei der dazwischenliegende Raum mit einer geeigneten ringförmigen Wärmeisolationsstruktur 59 gefüllt ist. Dadurch werden die im Lagergehäuse enthaltenen Lager gegen die hohe Temperatur des in den Kompressorteil des Gaszirkulators 21 strömenden' Gases geschützt. Beim dargestellten Zirkulator besteht die Isolationsstruktur aus mehreren durch geeignete Gurte getrennten Metallschichten. Es können jedoch auch andere Isolationsformen verwendet werden.

Die Lager, in denen die Antriebswelle 53 läuft, befinden sich im Lagergehäuse zwischen einer oberen und unteren Dichtungskappe 61 und 62. Der Außenrand der Dichtungskappe 61 ist an das Ende des oberen zylindrischen Teils 54 eingepaßt und am oberen Ende des unteren zylindrischen Teils 58 angeschraubt. An der Dichtungskappe 61 ist ein zylindrischer Ring einer thermischen Isolation 63 angeschraubt, während ein entsprechender zylindrischer Ring 65 an der Statorplatte 43 des Kompressors angeschraubt ist. Die Isolationsringe 63 und 65 sind entsprechend der Isolationsstruktur 59 ausgebildet und so geformt, daß sie zwischen den Flanschen 51 und 52 der Rotorscheibe 48 eingepaßt sind. Die thermischen Isolationsringe unterstützen den Schutz der Lager im Lagergehäuse vor der hohen Temperatur des Kühlgases im Kompressorteil des Gaszirkulators 21.

Das Lagergehäuse wird von der Auskleidung 14 der Kammer 12 im Reaktorgehäuse 11 mit Hilfe einer kegelstumpfförmigen Halterung 64 gehalten. Dar. untere Ende der Halterung 64 besitzt einen nach außen gewandten Flansch 66, welcher an einen nach innen gewandten Flansch 67 der Auskleidung angeschraubt ist. Das obere Ende der kegelstumpfförmigen Halterung 64 ist an der Schulter 57 auf der abgewandten Seite des oberen zylindrischen Teils 54 des Lagergehäuses angeschraubt. Auf diese Weise wird das Lagergehäuse am oberen Teil der Durchdringung von der Auskleidung 14 gehalten. Das Isolationsmaterial 16 wird über die Außenfläche der Halterung 64 längs der Außenfläche des Lagergehäuses bis zu den Streben 47 eingebracht.

Die Lager zur Lagerung der Antriebswelle 53 im

ίο Lagergehäuse umfassen ein erstes Achslager 68 nahe dem oberen Ende der Antriebswelle. Dieses Achslager 68 ist zwischen einem Paar von Lagerhalterungsringen 69 und 71 gehalten, wobei sich diese Ringe von der Innenfläche des zylindrischen Teils 54 zum Außenrand der Antriebswelle 53 erstrecken. Die Lagerhalterungsringe 69 und 71 sind benachbart zum Lager 68 mit Ausnehmungen versehen, um Schmierkammern 72 und 73 zu bilden. Zwischen dem Lagerhalterungsring 71 und der Enddichtungskappe 61 ist ein Abstandsring 74 vorgesehen. Die Lagerhalterungsringe 69 und 71, das Achslager 68 und der Abstandsring 74 sind gegen die Dichtungskappe 61 zusammengeschraubt. Aus Gründen, die im folgenden noch genauer angegeben werden, besitzt der Abstandsring 74 eine eine Kammer 76 bildende ringförmige Ausnehmung, die eben zwischen diesem Abstandsring 74 und dem Lagerhalterungsring 71 liegt. Entsprechend ist die Dichtungskappe 61 mit einer ringförmigen Ausnehmung versehen, welche zwischen der Dichtungskappe 61 und dem Abstandsring 74 eine Kammer 77 bildet. Zwischen dem Abstandsring 74 und der Antriebswelle 53 sowie zwischen der Dichtungskappe 61 und der Antriebswelle 53 sind geeignete Labyrinthdichtungen 78 vorgesehen.

An dem vom Achslager 68 abgewandten Ende der Antriebswelle 53 ist ein zweites Achslager 79 und die Kombination eines Achs- und Drucklagers 81 vorgesehen. Das Achslager 79 befindet sich zwischen einem Lagerhalterungsring 82 und einem Abstandsring 83. Das kombinierte Achs- und Drucklager 81 befindet sich zwischen dem Abstandsring 83 und einem nach außen weisenden ringförmigen Flansch 84 an der unteren Dichtungskappe 62. Das untere Ende des zylindrischen Teils 58 ist mit einem nach innen gewandten ringförmigen Flansch 86 versehen. Die abwärts gerichteten Drucke der Antriebswelle 53 werden durch eine ringförmige Schulter 87 auf der Welle auf das Lager 81 übertragen, wobei sich die Schulter zwischen den beiden Lagern 79 und 81 nach außen erstreckt. Der Flansch 84, das Lager 81, der Abstandsring 83, das Lager 79 und der Halterungsring 82 sind als eine Einheit am Flansch 86 angeschraubt. Der Lagerhalterungsring 82 verläuft vom zylindrischen Teil 58 zum Umfang der Antriebswelle.

Im Halterungsring 82 ist zur Bildung einer Kammer 88 zwischen eben diesem Ring und dem Lager 79 eine ringförmige Ausnehmung vorgesehen. Entsprechend ist die Dichtungskappe 62 benachbart zum Lager 81 zur Bildung einer Kammer 89 mit einer ringförmigen Ausnehmung versehen.

Die Dichtungsanordnung, für die Lager und die Antriebswelle, deren Funktion im folgenden noch zu beschreiben ist, wird durch die untere Enddichtungskappe 62 vervollständigt. Diese Kappe besitzt einen

nach innen weisenden ringförmigen Flansch 91, wobei zwischen diesem Flansch und dem Außenumfang der Antriebswelle 53 eine Labyrinthdichtung 92 vorgesehen ist. Es ist zu bemerken, daß die Antriebswelle

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53 an dieser Stelle durch einen nach unten verlaufen- bei, das in der Kammer 103 gesammelt wird. Ar

den, zylindrischen Teil 93 fortgesetzt ist. Den Außen- dieser Kammer können ebenfalls (nicht dargestellte';

umfang dieses zylindrischen Teils 93 der Antriebs- Senken vorgesehen werden, um die darin befindliche

welle 53 umgibt ein Abstandshalter 94, welcher zwi- Mischung von Gas und Schmiermittel zu entfernen,

sehen dem Flansch 91 und einem Klemmring 96 in 5 Der Gaszirkulator 21 kann sowohl durch einen

seiner Stellung gehalten wird, wobei der Klemmring Dampfturbinenantrieb als auch durch einen Wasser-

an die Dichtungskappe 62 angeschraubt ist. Die Dich- turbinenantrieb angetrieben werden. Die Turbinen-

tungskappe ist so ausgebildet, daß zwischen ihr und einrichtung des Zirkulators befindet sich am unteren

dem Abstandshalter 94 eine Kammer 97 ausgebil- Ende der Antriebswelle 53. Ein Rotor 107 für die

det ist. ίο Dampfturbine ist am zylindrischen Teil 93 der An-

Um bei verschiedenen im System verwendeten triebswelle mittels Zähnen an der Unterseite des zy-Strömungsmedien die Kompatibilitätsprobleme so lindrischen Teils antreibend befestigt, wobei diese klein wie möglich zu halten, werden die Lager 68, 79 Zähne mit Zähnen auf einem ringförmigen Wulst 108 und 81 für die Antriebswelle 53 mit einem der in Ver- des Rotors 107 in Eingriff stehen. Am Äußenrand bindung mit dem Gaskompressor verwendeten Strö- 15 des Rotors 107 ist ein Flansch 109 vorgesehen, auf mungsmedien geschmiert. Bei der dargestellten Aus- dem mehrere radial verlaufende Dampfturbinenführungsform handelt es sich bei diesem Strömungs- Rotorblätter 111 angebracht sind. Mittels Ringen 113 medium um Wasser, das mit dem zum Antrieb des und 114 sind mehrere Statorblätter 112 für die Zirkulator verwendeten Dampf-Wasser-System voll- Dampfturbine angebracht, welche sich über die öffkommen kompatibel ist, wie im folgenden noch ge- 20 nung eines ringförmigen Dampfeinlaßdurchlasses 116 nauer erläutert wird. Die Lagerung ist zweifacher erstrecken. Der Einlaßdurchlaß 116 ist zwischen Natur; damit ist die Fähigkeit zur Lagerung der einem Paar von konzentrischen, zylindrischen Leitun-Welle sowohl durch den durch außen zugeführten gen 117 und 118 vorgesehen, welche sich durch die hydrostatischen Druck als auch durch den durch Durchdringung 13 im Reaktorgehäuse 11 nach außen Rotation erzeugten hydrodynamischen Strömungs- 25 erstrecken. An den oberen Enden der Leitungen 117 mediumfilm gemeint. und 118 sind Flansche 119 und 121 vorgesehen, um

Um den Lagern schmierendes Wasser zuzuführen, Flächen zu bilden, an denen die Ringe 113 und 114

ist im zylindrischen Teil 58 ein Durchlaß 98 vorge- angeschraubt werden können.

sehen, welcher mit dem Raum zwischen den zwei Nachdem Dampf an den Blättern 112 und 111 Lagerhalterungsringen 69 und 82 kommuniziert. Im 30 vorbeigeströmt ist, tritt er in eine Sammelkammer 122 Lagerhalterungsring 69 ist ein weiterer Schmiermittel- ein. Die Außenwand dieser Sammelkammer 122 wird durchlaß 99 vorgesehen, welcher mit der Schmier- durch einen nach innen weisenden und abgerundeten mittelkammer 72 kommuniziert. Die Schmiermittel- Endteil 123 einer zylindrischen Dampfleitung 124 gekammer 72 kommuniziert durch das Lager 68 mit der bildet. Am Endteil 123 ist ein Ringflansch 110 vor-Schmiermittelkammer 73. Im Lagerhalterungsring 82 35 gesehen, welcher an einer von der kegelstumpfförist ein Durchlaß 101 vorgesehen, welcher mit der migen Halterung 64 nach unten verlaufenden zylin-Schmiermittelkammer 88 kommuniziert. Zur Schmie- drischen Halterung 115 angeschraubt ist. Der innere rung des Lagers 81 ist ein Wasserstrom durch den Rand des Teils 123 ist durch eine geeignete Expanringförmigen Raum zwischen der Schulter 87 und sionsverbindung 125 an einem ringförmigen Dampfdem Abstandsring 83 möglich, wobei dieses Wasser 40 schild 120 befestigt, um eine thermische Expansion die Schmiermittelkammer 89 füllt. Durch nicht dar- zu ermöglichen. Der Schild 120 ist an der Dichtungsgestellte Rohre kann Schmierwasser zum Durchlaß 98 kappe 62 angeschraubt und erstreckt sich von dieser geleitet werden. Zwischen den Ringen 69 und 82 er- nach außen.

streckt sich ein zylindrisches Schild 102, um eine Ein rohrförmiger Ring 126 bildet die Innenwand

ringförmige Kammer 103 zwischen diesem Schild und 45 der Kammer 122. Die Außenfläche dieses Rings 126

der Antriebswelle 53 zu bilden. Der Zweck dieser ist so geformt, daß sie das gewünschte Volumen und

Kammer 103 wird im folgenden noch erläutert. die gewünschte Kontur für die Kammer 122 bildet.

Um zu verhindern, daß Schmiermittel in das pri- Der Ring 126 ist durch mehrere Rippen 127 an der

märe Kühlsystem eintritt, wird sauberes Gas durch Leitung 124 befestigt und weiterhin am Ende eines

einen Durchlaß 104 in der Dichtungskappe 61 in die 5° Durchlasses oder einer Leitung 128 angeschraubt, so

Kammer 77 zwischen den Labyrinthdichtungen 78 daß der Ring 113 zwischen dem Flansch 121 und dem

eingebracht. Das saubere Gas wird von einer Quelle Ring 126 gehalten wird. Der Raum zwischen denLei-

106 geliefert, wobei es sich bei diesem Gas aus tungen 117 und 124 bildet den Auslaßdurchlaß für

Kompatibelitätsgründen um das gleiche Gas wie den Dampf, nachdem dieser durch die Dampfturbine

das primäre Kühlgas handelt. Es wird in die Kammer 55 gegangen ist.

77 mit einem Druck eingeführt, welcher wesentlich Wie oben erwähnt, werden die Leitungen 117 und größer als der Druck des primären Kühlmittels im 118 durch eine Durchdringung 13 in das Reaktor-Kompressor ist. Eine Druckdifferenz von 51,733: gehäuse 11 eingebracht. Ebenso wird die Leitung 124 103,466 Torr (1:2 psi) reicht in vielen Fällen aus. durch diese Durchdringung eingebracht. Das untere Als Ergebnis der Einbringung des Gases in die Kam- 60 Ende des Durchlasses 128 ist durch eine Sperre 129 mer77 ergibt sich ein Strom sauberen Gases von der verschlossen. Eine Öffnung 131 kommuniziert mit dem Kammer 77 durch die Labyrinthdichtungen 78. Damit Durchlaß 128, um einen Auslaß für den Dampf vom wird ein Durchtreten von Schmiermittel durch die Rückführdurchlaß zu bilden. Das untere Ende des untere der Labyrinthdichtungen 78 vermieden. An die Durchlasses 116 ist durch eine Sperre 132 verschlos-Kammcr 76 können geeignete nicht dargestellte Sen- 65 sen, wobei eine geeignete Öffnung 133 mit dem Durchken angekoppelt werden, um die Gas-Schmiermittel- laß 116 kommuniziert, um die Einführung von Dampl mischung darin zu sammeln. Weiterhin fließt sauberes in diesen Durchlaß zu ermöglichen.
Gas am Lager 68 und am Lagerhalterungsring 69 vor- Balganordnungen 134 und 136 ermöglichen eine

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thermische Ausdehnung der Leitungen 117 und 118. ist eine mit deren Innerem kommunizierende öff-

Auf der Leitung 124 ist eine ringförmige Manschette nung 157 vorgesehen, damit das von der Wassertur-

137 vorgesehen, an der ein Ende einer Balganordnung bine kommende Wasser durch diese Leitung abge-

138 befestigt ist. Das andere Ende der Balganord- führt werden kann.

nung 138 ist an einem montierten Ring 139 befestigt, 5 Während des Betriebs des Gaszirkulators 21 kann

welcher gleitend mit dem Umfang der Leitung 124 in die Temperatur des Dampfes in der Dampfturbine in

Eingriff steht. Der Montierring 139 ist an einem Ver- der Größenordnung von 134,8° C liegen, während

bindungsring 141 angebracht, welcher seinerseits an die Temperatur des Schmierwassers lediglich etwa

den unteren Rand der Auskleidung 14 der Durchdrin- 33,8° C beträgt. Diese beträchtliche Temperaturdiffe-

gung 13 angeschraubt ist. Auf diese Weise ist das io renz kann zu starken thermischen Spannungen in

untere Ende der Leitung 124 an der Auskleidung 14 den Teilen der Vorrichtung führen, welche sich in der

und damit am Reaktorgehäuse 11 befestigt; eine ther- Nähe sowohl des Schmiermittels als auch des Damp-

mische Ausdehnung der Leitung 124 in bezug auf fes befinden. In der dargestellten Vorrichtung bildet

die Auskleidung wird durch die Balganordnung 138 die Kammer 87 eine Pufferzone längs der Antriebs-

ermöglicht. 15 welle zwischen den Dampf- und Schmiermittel-

Wie F i g. 2 zeigt, besitzt der Turbinenteil des Gas- bereichen, um beträchtliche thermische Spannungen zirkulators 21 eine Wasserturbine. Die Wasserturbine in der Antriebswelle zu vermeiden. Zu diesem Zweck bildet, wie im folgenden noch genauer erläutert wird, ist der Abstandshalter 94 zwischen dem Ring 96 und einen Notantrieb und enthält eine Halterungskappe dem Außenumfang der Antriebswelle so ausgebildet, 142, weiche an ihrem offenen Ende mittels blockie- 20 daß Wasser von der Kammer 89 an der Dichtung renden Zähnen an einem ringförmig erhabenen Wulst vorbei in die Kammer 97 strömen kann. In diese 143 auf der Rotorscheibe 107 befestigt ist. Das ge- Kammer tritt Dampf durch die Labyrinthdichtung 92 schlossene Ende der Kappe 142 ist mit einer öffnung ein. Die Menge des einströmenden Wassers ist ausversehen, durch welche ein Dorn 144 verläuft. Dieser reichend groß gewählt, damit Dampf, welcher in die Dorn 144 ist koaxial an der Antriebswelle 53 be- 25 Kammer 97 eintritt, kondensiert wird. Damit wird festigt; weiterhin ist er durch einen Endaufsatz 146 Wärme von den umgebenden Elementen und der Anan der Kappe 142 befestigt; weiterhin ist er durch triebswelle abgeführt. Längs der Antriebswelle wird einen Dorn befestigt. Die Kappe und der Dorn be- also eine Pufferzone gebildet, welche einen längeren wegen sich daher als Einheit. Von der Kappe 142 Bereich von Übergangstemperatur vom Dampfbereich erstreckt sich ein Spritzschutz 140 radial nach außen. 30 zum Wasserbereich bildet. Eine Kondensation von Ein Spritzring 145 ist am Flansch 119 am Ende der Dampf innerhalb des Zylinderteils 93 der Antriebs-Leitung 117 angeschraubt. Dieser Ring erstreckt sich welle, welche zur Rückströmung von Wasser in den nach innen und trifft auf den Spritzschutz 140. Zwi- Dampfturbinenbereich führen kann, wird durch einen sehen dem Außenrand des Spritzschutzes 140 und Wärmeschild 158 vermieden. Dieser Schild besitzt dem Innenrand des Ringes 145 darf etwas Dampf 35 die Form einer Kappe, welche über den Dorn 144 oder Wasser durchtreten, da die Dampfturbine und und einen Ring 159 aufgepaßt ist. Der Schild schließt die Wasserturbine nicht gleichzeitig arbeiten. den Raum zwischen einem Ring 161 auf dem Dorn

Durch die Kappe 142 werden mehrere radial von 144 und dem zylindrischen Teil 93.
ihr wegverlaufende Wasserturbinenblätter 147 ge- Wie F i g. 1 zeigt, ist auf der Auslaßseite des Zirkuhalten. Diese Wasserturbinenblätter 147 werden 40 lators 21 ein Ventil vorgesehen, um einen Rückstrom durch einen Wasserstrahl angetrieben, welcher von von Kühlgas zu verhindern, wenn der Zirkulator einem Düsenteil 148 in einem Wassereinlaßrohr 149 nicht in Betrieb ist. Das Ventil besitzt eine Scheibe ausgeht. An der anderen Seite der Kappe 142 ist eine 162, welche am Ende eines Ventilstößels 163 angedem Düsenteil 148 gleichartige Düse vorgesehen, um bracht ist und durch vier Rippen 28 geführt wird. Der einen zweiten, auf die Blätter 147 auf treffenden 45 Stößel ist in F i g. 1 in seiner voll ausgespannten Stel-Wasserstrahl zu erzeugen. Das Wasser für die zweite lung dargestellt. Es ist zu bemerken, daß der Stößel Düse wird von einem Rohr 151 geliefert, welches in gleitend in einer pneumatischen Vorrichtung 164 an-F i g. 1 dargestellt ist. Nachdem das von den Düsen gebracht ist. Diese Vorrichtung 164 ist in einem pneugelieferte Wasser auf die Blätter 147 aufgetroffen ist, matisch betätigbaren Kolben enthalten, welcher am wird es durch die Leitung 117 durch die Durchdrin- 50 Ventilstößel 163 befestigt und in einem Zylinder begung 13 zurückgeführt. wegbar ist, an dem pneumatische Steuereinrichtungen

Um eine thermische Ausdehnung der verschie- angebracht sind. Die letztgenannten Elemente sind in

denen Elemente in der Durchdringung 13 zu ermög- der Zeichnung nicht dargestellt. Es sei bemerkt, daß

liehen, ohne die Rohre 149 und 151 zu beschädigen, der Ventilstößel 163 durch irgendeinen geeigneten

sind diese mit Spulenteilen 152 und 153 versehen. Die 55 Mechanismus betrieben werden kann. Die Vorrich-

Rohre 149 und 151 stellen im Bereich des unteren tung 164 ist an ihrem unteren Ende durch einen

Endes der Durchdringung eine Verzweigung eines Flansch 166 an der Unterseite der Platte 41 befestigt.

Haupt-Wassereinlaßrohres 154 dar. Die Rohre 154, ist der Gaszirkulator in Betrieb, so kann die Vorrich-

151 und 149 sowie die Spulenteile 152 und 153 der tung 164 betätigt werden, um den Ventilstößel in die

beiden letztgenannten Rohre sind alle in der Leitung 60 in F i g. 1 dargestellte Stellung zu bringen, so daß das

117 enthalten. Die beiden spulenförmigen Teile 152 Kühlgas aus der Leitung 27 ausströmen kann. Wird

und 153 sind axial zueinander ausgerichtet, wobei ein der Zirkulator angehalten, so wird der Ventilstößel

Teil des Rohres 149 durch den Spulenteil 153 und ein 163 in das Gehäuse gezogen, so daß die Platte 162

Teil des Rohres 151 durch den Spulenteil 152 ver- bündig mit der Oberseite des Gehäuses abschließt

läuft. Mit dem unteren Ende des Rohres 154 kommu- 65 und an der Innenfläche der Innenwand 34 anliegt,

niziert eine Öffnung 156, um diesem Rohr von einer Damit wird ein wesentlicher Teil der Durchflußfläche

noch näher zu erläuternden Quelle Wasser unter für das Gas abgeschlossen, so daß ein Rückfluß von

Druck zuzuführen. Am unteren Ende der Leitung 117 Kühlgas durch den Zirkulator vermieden wird. Falls

gewünscht, kann die Vorrichtung 164 so konstruiert werden, daß bei in Betrieb befindlichem Zirkulator der Druck des Gases in den Leitungen 34 und 27 ausreicht, um die Platte um eine Strecke nach außen zu bewegen, welche ausreicht, damit eine ausreichende Menge Gas in den Bereich über der Stauplatte 18 gebracht wird.

Quantitative Betriebseinzelheiten des Gaszirkulators gemäß der Erfindung seien nun zweckmäßig an Hand von speziellen Beispielen von Betriebscharakteristiken gegeben. Bei einem Reaktorsystem mit Helium als Kühlmittel kann bei normaler voller Last des Gaszirkulators eine Heliumströmungsrate von etwa 396,45 Tonnen pro Stunde gefordert werden. Die Temperatur des Heliums kann etwa 399° C betragen, wobei die Einlaßtemperatur wenig geringer als die Auslaßtemperatur ist. Bei einem Zirkulator-Auslaßdruck von etwa 49 kg/cm² kann das· System fordern, daß der Zirkulator den Einlaßdruck um etwa 0,105 kg/cm² erhöht.

■ Um die Forderungen des vorgenannten Systems zu erfüllen, ist es vorteilhaft, daß die Dampfturbine des Zirkulators mit dem wieder zu erhitzenden Dampf vom Abdampf der Hochdruck-Eingangsstufe der Hauptelektrodengeneratorturbinen in Serie gekoppelt ist. Der Dampf vom Auslaß der Zirkulatorturbine fließt vom Wiedererhitzer der Dampfgeneratoranlage. Damit werden Leistungsanforderungen für Vollastbedingungen erfüllt, welche eine Dampfstromrate von 243,94 Tonnen pro Stunde bei einer Einlaßtemperatur von etwa 393,3° C und einer Auslaßtemperatur von etwa 357,2° C erfordern. Der Dampfeinlaßdruck beträgt fast 60,9 kg/cm², während der Dampfauslaßdruck etwa 45,15 kg/cm² beträgt. Dabei kann ein geringer Prozentsatz des Dampfstroms bei Vollast an der Turbine vorbeiströmen, um einen Kontrollspielraum zu gewährleisten. Um die Drehzahl des Zirkulators in Übereinstimmung mit den Anforderungen des Systems zu steuern, können nicht dargestellte Dampfdrossel- und Überströmventile vorgesehen werden. Soll der Zirkulator bei einem Viertel der Volllast mit einem Heliumdruck am Auslaßende des Zirkulators von etwa 42 kg/cm-' betrieben werden, so können die Drossel- und Überströmventile leicht auf den erforderlichen Wert eingestellt werden. Aus Sicherheitsgründen können Hilfs-Dampf-Zuführungssysteme vorgesehen werden.

Unter gewissen Gefahrenbedingungen kann es in einem Kernreaktor notwendig sein, einen Gaszirkulator auch dann zu betreiben, wenn kein Dampf zu seinem Antrieb durch die Gasturbine verfügbar ist. Die vorbeschriebene Wasserturbine bildet ein vollkommen unabhängiges Hilfsantriebssystem, das auf eine Weise vollständig im Reaktorgehäuse enthalten sein kann, daß keine rotierenden Elemente durch die Durchdringung nach außen geführt werden. Zum Antrieb der Wasserturbine kann Wasser von einem Speisewasser-Notsystem für die Dampfgeneratoranlage oder von einer anderen Quelle für unter Druck stehendes Wasser, wie beispielsweise Feuerschutzwasser, geliefert werden. Obwohl die verwendete Wasserzuführung zum Antrieb der Turbine mit voller Leistung nicht ausreichen kann, wird doch eine gewisse Kühlung erreicht. Diese reicht aus, um die Reakiorwärme bei Stillstandsbcdingungcn abzuführen. Beispielsweise kann die von der Dampfturbine bei Vollast erzeugte Leistung 6000 PS übersteigen, während eine ausreichende Leistung der Wasserturbine in der Größenordnung von 400 PS liegt. Die Betriebsdrehzahl des Zirkulators kann für das oben angegebene System 9000 bis 10 000 U/min betragen.
Die vorgenannten Betriebsbedingungen des Zirkulators können zur Erfüllung der Anforderungen des obengenannten Systems erwartet werden. Solche Eigenschaften wurden angenähert durch Verwendung eines Zirkulators erreicht, welcher eine Antriebswelle von 96,4 cm Länge, einen Blattspitzendurchmesser

ίο des Gaskompressors von 70,1 cm, einen Blattspitzendurchmesser der Dampfturbine von 43,2 cm und einen Blattspitzendurchmesser der Wasserturbine von 16,5 cm besitzt. Es sei erwähnt, daß die vorgenannten Forderungen für ein Reaktorsystem und die Angaben für einen Gaszirkulator gemäß der Erfindung lediglich beispielhaften Charakter haben. Falls es erforderlich ist, die sich bewegenden Teile des Zirkulators 21 zur Instandsetzung oder zum Ersatz zu entfernen, ist dies auf Grund der erfindungsgemäßen Auslegung des Zirkulators sehr leicht möglich. Speziell können der Rotationsteil des Gakompressors, die Antriebswelle und ihre Lagerelemente sowie der Turbinenteil des Zirkulators als Einheit durch die Durchdringung 13 aus dem Reaktorgehäuse 11 ausgebaut werden. Dieses Ausbauen wird durch Lösen des kegelstumpfförmigen Halterungsteils 64 an seinem Flansch 66 vom Flansch 67 der Auskleidung 14 erreicht. Der Montierring 141 außerhalb der Durchdringung 13 wird dann von der Auskleidung 14 gelöst. Danach können der Rotor 48, der Ring 44, die Antriebswelle 53 mit ihren Lagerelementen und die anderen Elemente des Zirkulators 21 unterhalb des Rotors 48 aus der Durchdringung 13 herausgezogen werden. Die entfernten Teile des Zirkulators können durch Umkehr des vorgenannten Vorgangs ersetzt werden.

Der erfindungsgemäße Zirkulator stellt also eine wirksame Anordnung mit axialer Strömung dar, welche mit wieder erhitztem Dampf zu betreiben ist und welche den Anforderungen des Reaktorsystems in richtiger Weise folgt. Der grundsätzliche Aufbau ist einfach und betriebsgerecht. Er stellt weiterhin ein Not- oder Hilfsantriebssystem dar, welches mit einer Vielzahl von Leistungsquellen verwendbar ist. Weiterhin wird mit dem erfindungsgemäßen Zirkulator ein guter Einbau in das Reaktorgehäuse erreicht, da alle sich bewegenden Teile im Reaktorgehäuse enthalten sind und keine rotierenden Elemente durch die Durchdringung nach außen verlaufen. Die sich bewegenden Teile sind zur Erleichterung der Wartung in einfacher Weise als Einheit durch die Durchdringung ausbaubar. Durch Verwendung von Wasser als Schmiermittel wird die Möglichkeit einer Verschmutzung durch Mischung des Schmiermittels und des Dampf-Wasserantriebssystems vermieden, da dieses Schmiermittel mit dem Dampf-Wassersystem kompatibel ist. Schließlich wird eine Verschmutzung des Primärkühlsystems durch die Wasserschmierung durch Verwendung eines Gasreinigungsdichtungssystems vermieden. Der Zirkulator gemäß der Erfindung kann auch mit anderen Kühlmitteln als Gas, wie beispielsweise Wasser oder flüssiges Sodium, verwendet werden. In diesen Fällen können das schmierende Strömungsmedium und das Antreib-Strömungsmedium bzw. die Antrcib-Strömungsmedicn in Übereinstimmung mit den Kompatibilitätsbetrachtungen gewählt werden, wie sie im vorstehenden beschrieben wurde. Beispielsweise kann das Kühlmittel Wasser, das Antriebsmedium Dampf, das Hilfsantriebsmcdium Was-

ser, das Schmiermittel Wasser und das Reinigungsmedium Dampf sein. In einem Reaktorsystem, in dem flüssiges Sodium als Kühlmittel verwendet wird, kann auch im Zirkulator flüssiges Sodium sowohl für den Antrieb, die Schmierung als auch die Reinigung verwendet werden. Andererseits kann in einem derartigen System auch Quecksilberdampf als Antriebs-

medium, flüssiges Quecksilber als Schmiermittel und flüssiges Sodium als Reinigungsmedium verwendet werden. Schließlich kann der Zirkulator gemäß der Erfindung auch mit Vorteil in anderen Anlagen, wie beispielsweise in einer Dampfgenerator-Speisewasserpumpe, verwendet werden, wobei die Probleme mit einer Kühlmittelzirkulation vergleichbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209 514/177

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Strömungsmedium-Zirkular mit rotierenden Elementen zur Erzeugung eines Kühlmittelflusses in Kernreaktoren, einer Antriebswelle für die rotierenden Elemente des Zirkulators und mit einer Turbineneinrichtung zum Antrieb der Antriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbineneinrichtung in an sich bekannter Weise einen ersten Turbinenteil (107,111,112,...) und einen zweiten Turbinenteil (142, 147, 148,...) aufweist, daß die Turbineneinrichtung eine Anordnung (116,149, ...) zum Ankoppeln des ersten und zweiten Turbinenteils an getrennte Quellen für ein unter Druck stehendes Strömungsmedium aufweist und daß der erste und zweite Turbinenteil in ebenfalls an sich bekannter Weise die Antriebswelle (53) des Zirkulators unabhängig voneinander in Rotation zu versetzen vermögen.

2. Zirkulation nach Anspruch 1, bei dem die rotierenden Elemente (48, 49) in einem Reaktorgehäuse (11) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (116, 149, . ..) zum Ankoppeln des ersten Turbinenteils (107, 111, 112 . ..) und des zweiten Turbinenteils (142, 147, 148, ...) an die Quellen für ein unter Druck stehendes Strömungsmedium das Innere und Äußere des Reaktorgehäuses (11) über eine Durchdringung (13) dieses Gehäuses verbinden.

3. Zirkulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Turbinenteil (142, 147, 148, . ..) durch ein Medium in flüssiger Form und der erste Turbinenteil (107, 111, 112, ...) durch den Dampf des gleichen Mediums antreibbar ist und daß eine Schmierung von Lagern (68, 79, 81) der Antriebswelle (53) durch dieses Medium in flüssiger Form vorgesehen ist.

4. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Reaktorgehäuse (11) anzubringendes Gehäuse (14) vorgesehen ist, und daß die rotierenden Elemente (48, 49) die Antriebswelle (53) und die Turbineneinrichtung als Einheit vom Gehäuse (14) lösbar und als Einheit durch die Durchdringung (13) aus dem Reaktorgehäuse (11) ausbaubar ist.

5. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (72, 88, 98, 99, 101) zur Schmierung der Lager (68, 69, 81) der Antriebswelle (53) mit einem Medium vorgesehen ist, das von der gleichen Substanz wie eines der Zirkulationsmedien und wie das Turbinenantriebsmedium ist.

6. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem dampfförmigen Antriebsmedium und einer Schmierflüssigkeit der gleichen Substanz, gekennzeichnet durch eine Kondensationskammer (97) zwischen den Lagern (68, 79, 81) und der Turbineneinrichtung und eine Einrichtung (94) zum Ermöglichen eines Flüssigkeitsstroms von den Lagern in die Kondensationskammer, wobei die Menge der Flüssigkeit so groß ist, daß der von der Turbineneinrichtung in die Kondensationskammer strömende Dampf kondensiert.

7. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein Paar von im Abstand befindlichen Labyrinthdichtungen (78), welche auf der Antriebswelle (53) zwischen dem Lager (68) und den rotierenden Elementen-(48, 49) angeordnet sind und durch eine Einrichtung (61, 104) zum Zuführen eines Strömungsmediums, der gleichen Substanz wie eines der Antriebsmedien und die Zirkulationsflüssigkeit, in den Raum (77) zwischen den Labyrinthdichtungen mit einem Druck, der größer als der Druck des zirkulierenden Mediums in den rotierenden Elementen ist,

8. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Elemente (49, 48) zur Zirkulation von Gas dienen, daß die Turbineneinrichtung eine Gasturbine enthält und daß die Lager (68, 79, 81) mit Wasser geschmiert sind.

9. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine zu den rotierenden Elementen (48, 49) benachbarte Leitung (27) zur Aufnahme des durch diese zirkulierenden Strömungsmediums und durch ein in der Leitung angeordnetes Ventil (162, 163) zur Unterbindung eines Rückstroms des Strömungsmediums in den Zirkulator, wenn dieser nicht in Betrieb ist.

10. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil eine in ihren Abmessungen dem Querschnitt der Leitung (27) entsprechende Scheibe (162) und einen mit einem Ende an der Scheibe befestigten Ventilstößel (163) aufweist und daß das andere Ende des Ventilstößels an eine pneumatisch betätigbare Vorrichtung (164) angekoppelt ist, wobei der Ventilstößel zwischen einer geschlossenen Stellung, in der die Scheibe die Leitung blockiert, und einer Stellung, in der die Scheibe zum Ermöglichen eines Strömungsmediumflusses von der Leitung ausreichend weit entfernt ist, axial bewegbar ist.

11. Zirkulator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (162) senkrecht zu ihrer Fläche bewegbar ist und daß die pneumatisch betätigbare Vorrichtung (164) einen Druck des in die Leitung (27) strömenden Strömungsmediums ermöglicht, der die Ventilscheibe in offener Stellung hält.