DE1576954C - Strömungsmedium-Zirkulator für 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. 5 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 Zirkulators 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 j leistungsreaktor ist der gesamte Primärteil des Sy- ist regelbar. Damit erfüllt er die schwierigen Anfordestems (Reaktorkern, Primär-Kühknittelzirkulatoren, 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-J Haupt-Primärkühlmittelführungen durch Einschließen baut werden und ist so ausbildbar, wie noch erläutert j 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 Fig. 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 Strömungsmediumquellen 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 erleich- Wasser. Der erste und zweite Turbinenteil sind so

ausgebildet, daß sie die Antriebswelle unabhängig voneinander anzutreiben vermögen. Die Schmierung der Antriebswelle kann durch ein Strömungsmedium erfolgen, welches die gleiche Substanz ist wie das Antriebsströmungsmedium oder das zirkulierte Strömungsmedium. Beim Einbau in eine Gehäusedurchdringung sind die rotierenden Teile des Zirkulators aus Wartungsgründen in ihrer Gesamtheit entfernbar. Der in der Zeichnung dargestellte Strömungsmedium-Zirkulator 21 gemäß der Erfindung dient zur Zirkulation des Kühlmittels in einem gasgekühlten Kernleistungsreaktor. Der Reaktor besitzt ein Reaktorgehäuse 11, das eine das gasförmige Kühlmittel enthaltende Kammer 12 bildet. Das gasförmige Kühlmittel kann Helium, Kohlendioxyd oder ein anderes Gas sein, das mit den anderen Elementen des Reaktorsystem sowohl chemisch als auch kernphysikalisch so wenig wie möglich in Wechselwirkung tritt. Das Reaktorgehäuse kann aus irgendeinem geeigneten Material bestehen; bei der dargestellten Ausführungsform besteht es aus vorgegossenem Beton. Eine derartige Struktur bildet sowohl eine biologische Abschirmung als auch ein Gehäuse für den Reaktor, das nicht so leicht explodieren kann.

Das Reaktorgehäuse 11 wird durch eine nicht dargestellte Einrichtung so gelagert, daß eine oder mehrere seiner Außenflächen zugänglich sind. In diesen Außenflächen können dann mit der Kammer 12 kommunizierende Durchdringungen vorgesehen werden, welche Einrichtungen, wie Instrumente, Regelstäbe, Anordnungen zur Brennstoffbeschickung, Dampfgeneratoranlagen und Kühlmittelzirkulatoren aufnehmen. Eine dieser Durchdringungen für die letztgenannten Kühlmittelzirkulatoren ist bei 13 dargestellt. Das Reaktorgehäuse 11 ist in der Kammer 12 mit einer Auskleidung 14 aus rostfreiem Stahl versehen. Die durch die Durchdringung 13 eingebrachte Auskleidung 14 ist an ihrer in der Kammer 12 liegenden Fläche mit einem geeigneten thermischen Isolationsmaterial 16 bedeckt. Das Isolationsmaterial ist in einen ringförmigen Vorsprung 17 ausgeformt, welcher sich in eine angepaßte Ausnehmung in der Auskleidung 14 am oberen Ende der Durchdringung 13 erstreckt.

In der Kammer 12 ist ein nicht dargestellter Reaktorkern angebracht. In der Kammer ist ein ebenfalls nicht dargestelltes System von Leitungen und Gebläsen vorgesehen, um einen Strom von Kühlgas über und durch den Reaktorkern zu treiben. Das Gas wird durch den Kern erhitzt und zur Erzeugung von Dampf durch eine nicht dargestellte Dampfgeneratoranordnung geleitet. Der Dampf kann zum Antrieb von Turbinen oder entsprechenden Maschinen verwendet werden, um Elektrizität zu erzeugen. Aus im folgenden noch darzulegenden Gründen ist es vorteilhaft, daß die Dampfgeneratoranlage einen Wiedererhitzerteil enthält, durch welchen der Dampf im Dampf-Wasser-System nach dem Durchtreten durch eine Expansionsstufe in einer Turbine für eine Elektrizität erzeugende Maschine zurückgeführt wird.

Im dargestellten Reaktor erstreckt sich ein Balken oder eine Stauplatte 18 quer zur Kammer 12; diese Stauplatte ist am Reaktorgehäuse 11 befestigt und bildet zwischen ihrer Unterseite und dem unteren Ende der Kammer 12 einen Speicherraum 19. Die nicht dargestellte Dampfgeneratoranlage führt das Gas nach dem Abführen der Wärme in diesen Speicherraum 19. Der Speicherraum 19 bildet in der Kammer 12 einen Niederdruckbereich, so daß ein kontinuierlicher Strom von Kühlgas durch den Kern und die Dampfgeneratoranlage aufgebaut wird.

Um das Kühlgas durch geeignete Führungen vom Speicherraum 19 zur Einlaßseite des Kerns und durch diesen hindurch zu führen, sind ein oder mehrere Zirkulatoren vorgesehen. Einer der Gaszirkulatoren gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Der dargestellte Zirkulator 21 besitzt ein Gehäuse, ίο das zum Einbau in die Kammer 12 dient. Das Gehäuse umfaßt eine zylindrische Außenwand 22 mit einem unteren ringförmigen Teil 23 mit einer vergrößerten Dicke und einer abgerundeten Unterkante. An der Oberseite der zylindrischen Außenwand 22 erstreckt sich ein ringförmiger Flansch 26 nach innen. Von diesem Flansch erstreckt sich eine kegelstumpfförmige Auslaßleitung 27 nach oben, welche zur Abführung des Kühlgases in die Kammer 12 oberhalb der Stauplatte 18 dient. Vier in gleichem Abstand voneinander befindliche Führungsrippen 28 verlaufen oberhalb der Auslaßleitung 27 nach innen. Der Zweck dieser Führungsrippen wird im folgenden noch genauer erläutert.

Der vorerwähnte Zirkulator 21 dient zur Sammlung des Gases, das von der Dampfgeneratoranlage abgeführt wird, im Speicherraum 19. Der Gaszirkulator komprimiert das gesammelte Gas und führt es durch die Auslaßleitung 27 in die Kammer 12 oberhalb der Stauplatte 18 ab. In der Stauplatte ist eine Öffnung 29 vorgesehen, durch welche die zylindrische Außenwand 22 sich erstreckt. Unmittelbar unterhalb der Öffnung 29 ist ein nach außen verlaufender Ring 31 an der zylindrischen Außenwand 22 vorgesehen. Dieser Ring 31 trägt ein Paar von ringförmigen Dichtungen 32, welche sich nach außen erstrecken und mit der Oberfläche einer federnden Balgstruktur 33 in Eingriff stehen. Die Balgstruktur ist an der Unterseite der Stauplatte 18 befestigt, wodurch eine Dichtung an der Öffnung 29 zwischen dem Speicherraum 19 und dem Rest der Kammer 12 gebildet wird. Das Gaszirkulatorgehäuse besitzt weiterhin eine zylindrische, zur Außenwand 22 konzentrische Innenwand 34, welche eine Strömungsführung zur Aufnahme des Gases vom Kompressorteil des Zirkulators bildet. Dieser Sachverhalt wird im folgenden noch genauer beschrieben. An der Oberkante der Innenwand 34 ist ein ringförmiger Flansch 36 vorgesehen, welcher sich nach außen erstreckt und gegen die Unterseite des Flansches 26 auf der Außenwand 22 eingepaßt ist. Die Unterkante der Innenwand 34 ist mit einem ringförmigen Flansch 37 versehen, welcher sich nach außen erstreckt und im erweiterten ringförmigen Teil 23 der Außenwand 22 verankert ist.

Im Inneren des Zirkulatorgehäuses ist ein zentraler, kegelstumpfförmiger Teil 38 vorgesehen, welcher von vier, an der zylindrischen Innenwand 34 befindlichen, radial verlaufenden Rippen 38 nach unten hängt. Das untere Ende des zentralen Teils 38 ist durch eine Platte 41 mit einer zentralen Öffnung verschlossen. Diese dient zur Halterung einer pneumatischen Einrichtung, wie im folgenden noch genauer erläutert wird.

Der Gaszirkulator 21 enthält einen Kompressorteil, welcher das Kühlgas im Speicherraum 19 sammelt und es zur Abführung in die Kammer 12 oberhalb der Stauplatte 18 komprimiert. Die Druckzunahme auf der Auslaßseite des Kompressorteils bewirkt die Zirkulation des Gases in der vorbeschriebenen Weise.

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 Ring44 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 kegelstumpfförmiäen 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. An

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 Außenrand 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 den Lei-

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 mer 77 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-Kammer 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 Dampf 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

thermische Ausdehnung der Leitungen 117 und 118. Auf der Leitung 124 ist eine ringförmige Manschette

137 vorgesehen, an der ein Ende einer Balganordnung

138 befestigt ist. Das andere Ende der Balganordnung 138 ist an einem montierten Ring 139 befestigt, welcher gleitend mit dem Umfang der Leitung 124 in Eingriff steht. Der Montierring 139 ist an einem Verbindungsring 141 angebracht, welcher seinerseits an den unteren Rand der Auskleidung 14 der Durchdringung 13 angeschraubt ist. Auf diese Weise ist das untere Ende der Leitung 124 an der Auskleidung 14 und damit am Reaktorgehäuse 11 befestigt; eine thermische Ausdehnung der Leitung 124 in bezug auf die Auskleidung wird durch die Balganordnung 138 ermöglicht.

Wie F i g. 2 zeigt, besitzt der Turbinenteil des Gaszirkulators 21 eine Wasserturbine. Die Wasserturbine bildet, wie im folgenden noch genauer erläutert wird, einen Notantrieb und enthält eine Halterungskappe 142, welche an ihrem offenen Ende mittels blockierenden Zähnen an einem ringförmig erhabenen Wulst 143 auf der Rotorscheibe 107 befestigt ist. Das geschlossene Ende der Kappe 142 ist mit einer Öffnung versehen, durch welche ein Dorn 144 verläuft. Dieser Dorn 144 ist koaxial an der Antriebswelle 53 befestigt; weiterhin ist er durch einen Endaufsatz 146 an der Kappe 142 befestigt; weiterhin ist er durch einen Dorn befestigt. Die Kappe und der Dorn bewegen sich daher als Einheit. Von der Kappe 142 erstreckt sich ein Spritzschutz 140 radial nach außen. Ein Spritzring 145 ist am Flansch 119 am Ende der Leitung 117 angeschraubt. Dieser Ring erstreckt sich nach innen und trifft auf den Spritzschutz 140. Zwischen dem Außenrand des Spritzschutzes 140 und dem Innenrand des Ringes 145 darf etwas Dampf oder Wasser durchtreten, da die Dampfturbine und die Wasserturbine nicht gleichzeitig arbeiten.

Durch die Kappe 142 werden mehrere radial von ihr wegverlaufende Wasserturbinenblätter 147 gehalten. Diese Wasserturbinenblätter 147 werden durch einen Wasserstrahl angetrieben, welcher von einem Düsenteil 148 in einem Wassereinlaßrohr 149 ausgeht. An der anderen Seite der Kappe 142 ist eine dem Düsenteil 148 gleichartige Düse vorgesehen, um einen zweiten, auf die Blätter 147 auftreffenden Wasserstrahl zu erzeugen. Das Wasser für die zweite Düse wird von einem Rohr 151 geliefert, welches in. F i g. 1 dargestellt ist. Nachdem das von den Düsen gelieferte Wasser auf die Blätter 147 aufgetroffen ist, wird es durch die Leitung 117 durch die Durchdringung 13 zurückgeführt.

Um eine thermische Ausdehnung der verschiedenen Elemente in der Durchdringung 13 zu ermöglichen, ohne die Rohre 149 und 151 zu beschädigen, sind diese mit Spulenteilen 152 und 153 versehen. Die Rohre 149 und 151 stellen im Bereich des unteren Endes der Durchdringung eine Verzweigung eines Haupt-Wassereinlaßrohres 154 dar. Die Rohre 154, 151 und 149 sowie die Spulenteile 152 und 153 der beiden letztgenannten Rohre sind alle in der Leitung 117 enthalten. Die beiden spulenförmigen Teile 152 und 153 sind axial zueinander ausgerichtet, wobei ein Teil des Rohres 149 durch den Spulenteil 153 und ein Teil des Rohres 151 durch den Spulenteil 152 verläuft. Mit dem unteren Ende des Rohres 154 kommuniziert eine Öffnung 156, um diesem Rohr von einer noch näher zu erläuternden Quelle Wasser unter Druck zuzuführen. Am unteren Ende der Leitung 117 ist eine mit deren Innerem kommunizierende Öffnung 157 vorgesehen, damit das von der Wasserturbine kommende Wasser durch diese Leitung abgeführt werden kann.

Während des Betriebs des Gaszirkulators 21 kann die Temperatur des Dampfes in der Dampfturbine in der Größenordnung von 134,8° C liegen, während die Temperatur des Schmierwassers lediglich etwa 33,8° C beträgt. Diese beträchtliche Temperaturdifferenz kann zu starken thermischen Spannungen in den Teilen der Vorrichtung führen, welche sich in der Nähe sowohl des Schmiermittels als auch des Dampfes befinden. In der dargestellten Vorrichtung bildet die Kammer 87 eine Pufferzone längs der Antriebswelle zwischen den Dampf- und Schmiermittelbereichen, um beträchtliche thermische Spannungen in der Antriebswelle zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist der Abstandshalter 94 zwischen dem Ring 96 und dem Außenumfang der Antriebswelle so ausgebildet, daß Wasser von der Kammer 89 an der Dichtung vorbei in die Kammer 97 strömen kann. In diese Kammer tritt Dampf durch die Labyrinthdichtung 92 ein. Die Menge des einströmenden Wassers ist ausreichend groß gewählt, damit Dampf, welcher in die Kammer 97 eintritt, kondensiert wird. Damit wird Wärme von den umgebenden Elementen und der Antriebswelle abgeführt. Längs der Antriebswelle wird also eine Pufferzone gebildet, welche einen längeren Bereich von Übergangstemperatur vom Dampfbereich zum Wasserbereich bildet. Eine Kondensation von Dampf innerhalb des Zylinderteils 93 der Antriebswelle, welche zur Rückströmung von Wasser in den Dampfturbinenbereich führen kann, wird durch einen Wärmeschild 158 vermieden. Dieser Schild besitzt die Form einer Kappe, welche über den Dorn 144 und einen Ring 159 aufgepaßt ist. Der Schild schließt den Raum zwischen einem Ring 161 auf dem Dorn 144 und dem zylindrischen Teil 93.

Wie F i g. 1 zeigt, ist auf der Auslaßseite des Zirkulators 21 ein Ventil vorgesehen, um einen Rückstrom von Kühlgas zu verhindern, wenn der Zirkulator nicht in Betrieb ist. Das Ventil besitzt eine Scheibe 162, welche am Ende eines Ventilstößels 163 angebracht ist und durch vier Rippen 28 geführt wird. Der Stößel ist in F i g. 1 in seiner voll ausgespannten Stellung dargestellt. Es ist zu bemerken, daß der Stößel gleitend in einer pneumatischen Vorrichtung 164 angebracht ist. Diese Vorrichtung 164 ist in einem pneumatisch betätigbaren Kolben enthalten, welcher am Ventilstößel 163 befestigt und in einem Zylinder bewegbar ist, an dem pneumatische Steuereinrichtungen angebracht sind. Die letztgenannten Elemente sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Es sei bemerkt, daß der Ventilstößel 163 durch irgendeinen geeigneten Mechanismus betrieben werden kann. Die Vorrichtung 164 ist an ihrem unteren Ende durch einen Flansch 166 an der Unterseite der Platte 41 befestigt. Ist der Gaszirkulator in Betrieb, so kann die Vorrichtung 164 betätigt werden, um den Ventilstößel in die in F i g. 1 dargestellte Stellung zu bringen, so daß das Kühlgas aus der Leitung 27 ausströmen kann. Wird der Zirkulator angehalten, so wird der Ventilstößel 163 in das Gehäuse gezogen, so daß die Platte 162 bündig mit der Oberseite des Gehäuses abschließt und an der Innenfläche der Innenwand 34 anliegt. Damit wird ein wesentlicher Teil der Durchflußfläche für das Gas abgeschlossen, so daß ein Rückfluß von Kühlgas durch den Zirkulator vermieden wird. Falls

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gewünscht, kann die Vorrichtung 164 so konstruiert bine in der Größenordnung von 400 PS liegt. Die Bewerden, daß bei in Betrieb befindlichem Zirkulator triebsdrehzahl des Zirkulators kann für das oben ander Druck des Gases in den Leitungen 34 und 27 aus- gegebene System 9000 bis 10 000 U/min betragen,
reicht, um die Platte um eine Strecke nach außen zu Die vorgenannten Betriebsbedingungen des Zirkubewegen, welche ausreicht, damit eine ausreichende 5 lators können zur Erfüllung der Anforderungen des Menge Gas in den Bereich über der Staüplatte 18 obengenannten Systems erwartet werden. Solche gebracht wird. Eigenschaften wurden angenähert durch Verwendung

Quantitative Betriebseinzelheiten des Gaszirkula- eines Zirkulators erreicht, welcher eine Antriebswelle tors gemäß der Erfindung seien nun zweckmäßig an von 96,4 cm Länge, einen Blattspitzendurchmesser Hand von speziellen Beispielen von Betriebscharakte- io des Gaskompressors von 70,1 cm, einen Blattspitzenristiken gegeben. Bei einem Reaktorsystem mit Helium durchmesser der Dampfturbine von 43,2 cm und als Kühlmittel kann bei normaler voller Last des einen Blattspitzendurchmesser der Wasserturbine von Gaszirkulators eine Heliumströmungsrate von etwa 16,5 cm besitzt. Es sei erwähnt, daß die vorgenannten 396,45 Tonnen pro Stunde gefordert werden. Die Forderungen für ein Reaktorsystem und die Angaben Temperatur des Heliums kann etwa 399° C betragen, 15 für einen Gaszirkulator gemäß der Erfindung ledigwobei die Einlaßtemperatur wenig geringer als die lieh beispielhaften Charakter haben. Falls es erforder-Auslaßteniperatur ist. Bei einem Zirkulator-Auslaß- lieh ist, die sich bewegenden Teile des Zirkulators 21 druck von etwa 49 kg/cm² kann das· System fordern, zur Instandsetzung oder zum Ersatz zu entfernen, ist daß der Zirkulator den Einlaßdruck um etwa dies auf Grund der erfindungsgemäßen Auslegung des 0,105 kg/cm² erhöht. 20 Zirkulators sehr leicht möglich. Speziell können der ■ Um die Forderungen des vorgenannten Systems zu Rotationsteil des Gakompressors, die Antriebswelle erfüllen, ist es vorteilhaft, daß die Dampfturbine des und ihre Lagerelemente sowie der Turbinenteil des Zirkulators mit dem wieder zu erhitzenden Dampf Zirkulators als Einheit durch die Durchdringung 13 vom Abdampf der Hochdruck-Eingangsstufe der aus dem Reaktorgehäuse 11 ausgebaut werden. Dieses Hauptelektrodengeneratorturbinen in Serie gekoppelt 25 Ausbauen wird durch Lösen des kegelstumpfförmiist. Der Dampf vom Auslaß der Zirkulatorturbine gen Halterungsteils 64 an seinem Flansch 66 vom fließt vom Wiedererhitzer der Dampfgeneratoranlage. Flansch 67 der Auskleidung 14 erreicht. Der Mon-Damit werden Leistungsanforderungen für Vollast- tierring 141 außerhalb der Durchdringung 13 wird bedingungen erfüllt, welche eine Dampfstromrate von dann von der Auskleidung 14 gelöst. Danach können 243,94 Tonnen pro Stunde bei einer Einlaßtempera- 30 der Rotor 48, der Ring 44, die Antriebswelle 53 mit tür von etwa 393,3° C und einer Auslaßtemperatur ihren Lagerelementen und die anderen Elemente des von etwa 357,2° C erfordern. Der Dampfeinlaßdruck Zirkulators 21 unterhalb des Rotors 48 aus der beträgt fast 60,9 kg/cm², während der Dampfauslaß- Durchdringung 13 herausgezogen werden. Die entdruck etwa 45,15 kg/cm² beträgt. Dabei kann ein fernten Teile des Zirkulators können durch Umkehr geringer Prozentsatz des Dampfstroms bei Vollast an 35 des vorgenannten Vorgangs ersetzt werden,
der Turbine vorbeiströmen, um einen Kontrollspiel- Der erfindungsgemäße Zirkulator stellt also eine raum zu gewährleisten. Um die Drehzahl des Zirku- wirksame Anordnung mit axialer Strömung dar, lators in Übereinstimmung mit den Anforderungen welche mit wieder erhitztem Dampf zu betreiben ist des Systems zu steuern, können nicht dargestellte und welche den Anforderungen des Reaktorsystems Dampfdrossel- und Überströmventile vorgesehen wer- 40 in richtiger Weise folgt. Der grundsätzliche Aufbau den. Soll der Zirkulator bei einem Viertel der Voll- ist einfach und betriebsgerecht. Er stellt weiterhin ein last mit einem Heliumdruck am Auslaßende des Zir- Not- oder Hilfsantriebssystem dar, welches mit einer kulators von etwa 42 kg/cm² betrieben werden, so Vielzahl von Leistungsquellen verwendbar ist. Weiterkönnen die Drossel- und Überströmventile leicht auf hin wird mit dem erfindungsgemäßen Zirkulator ein den erforderlichen Wert eingestellt werden. Aus 45 guter Einbau in das Reaktorgehäuse erreicht, da alle Sicherheitsgründen können Hilfs-Dampf-Zuführungs- sich bewegenden Teile im Reaktorgehäuse enthalten systeme vorgesehen werden. sind und keine rotierenden Elemente durch die Durch-

Unter gewissen Gefahrenbedingungen kann es in dringung nach außen verlaufen. Die sich bewegenden einem Kernreaktor notwendig sein, einen Gaszirku- Teile sind zur Erleichterung der Wartung in einfacher lator auch dann zu betreiben, wenn kein Dampf zu 50 Weise als Einheit durch die Durchdringung ausbauseinem Antrieb durch die Gasturbine verfügbar ist. bar. Durch Verwendung von Wasser als Schmier-Die vorbeschriebene Wasserturbine bildet ein voll- mittel wird die Möglichkeit einer Verschmutzung kommen unabhängiges Hilfsantriebssystem, das auf durch Mischung des Schmiermittels und des Dampfeine Weise vollständig im Reaktorgehäuse ent- Wasserantriebssystems vermieden, da dieses Schmierhalten sein kann, daß keine rotierenden Elemente 55 mittel mit dem Dampf-Wassersystem kompatibel ist. durch die Durchdringung nach außen geführt werden. Schließlich wird eine Verschmutzung des Primärkühl-Zum Antrieb der Wasserturbine kann Wasser von systems durch die Wasserschmierung durch Verweneinem Speisewasser-Notsystem für die Dampfgenera- dung eines Gasreinigungsdichtungssystems vermieden, toranlage oder von einer anderen Quelle für unter Der Zirkulator gemäß der Erfindung kann auch Druck stehendes Wasser, wie beispielsweise Feuer- 60 mit anderen Kühlmitteln als Gas, wie beispielsweise schutzwasser, geliefert werden. Obwohl die verwen- Wasser oder flüssiges Sodium, verwendet werden. In dete Wasserzuführung zum Antrieb der Turbine mit diesen Fällen können das schmierende Strömungsvoller Leistung nicht ausreichen kann, wird doch eine medium und das Antreib-Strömungsmedium bzw. die gewisse Kühlung erreicht. Diese reicht aus, um die Antreib-Strömungsmedien in Übereinstimmung mit Reaktorwärme bei Stillstandsbedingungen abzufüh- 65 den Kompatibilitätsbetrachtungen gewählt werden, ren. Beispielsweise kann die von der Dampfturbine wie sie im vorstehenden beschrieben wurde. Beibei Vollast erzeugte Leistung 6000 PS übersteigen, spielsweise kann das Kühlmittel Wasser, das Anwährend eine ausreichende Leistung der Wasscrtur- triebsmedium Dampf, das Hilfsantriebsmedium 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) angeord net sind und durch eine Einrichtung (61, 104 zum Zuführen eines Strömungsmediums, de gleichen Substanz wie eines der Antriebsmediei und die Zirkulationsflüssigkeit, in den Raum (77 zwischen den Labyrinthdichtungen mit einen Druck, der größer als der Druck des zirkulieren den Mediums in den rotierenden Elementen ist.

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

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

10. Zirkulator nach einem der Ansprüche bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil eine in ihren Abmessungen dem Querschnitt der Leitung (27) entsprechende Scheibe (162) unc einen mit einem Ende an der Scheibe befestigter Ventilstößel (163) aufweist und daß das andere Ende des Ventilstößels an eine pneumatisch be tätigbare Vorrichtung (164) angekoppelt ist, wöbe der Ventilstößel zwischen einer geschlossener Stellung, in der die Scheibe die Leitung blockiert, und einer Stellung, in der die Scheibe zum Er möglichen eines Strömungsmediumflusses von de Leitung ausreichend weit entfernt ist, axial beweg bar 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, dei die Ventilscheibe in offener Stellung hält.