DE1915039C3 - Dampferzeuger für Dampfkraftanlagen mit einem Reaktorkern zur Dampfüberhitzung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dampferzeuger für Dampfkraftanlagen mit Betrieb durch Kernenergie, bei dem gemäß dem Dampfumwälzverfahren die Überhitzungswärme einer Teilmenge des erzeugten Dampfes zur Verdampfung des Speisewassers herangezogen wird, wie dies beispielsweise beim Prinzip des Löffler-Kessels bekannt ist. Ein Dampferzeuger im Sinne des Löffler-Kessels enthält im allgemeinen eine Kesseltrommel mit einem Wasser- und einem Dampfraum, wobei laufend überhitzter Dampf in den Wasserraum der Kesseltrommel eingeleitet wird, so daß auf diese Weise ständig eine Verdampfung des zugeführten Kesselspeisewassers stattfindet. Der den Heizflächen des Kessels zugeführte Naßdampf wird dort überhitzt, wobei ein Teilstrom des überhitzten oder vorüberhitzten Dampfes abgezweigt und zur Neubildung von Dampf herangezogen wird.

Aus den französischen Patentschriften 15 20 095 und 12 76 425 sowie aus der Zeitschrift »Atom-Energie«, April 1958, S. 134, sind Dampferzeuger tür Dampfkraftanlagen mit Beheizung durch Kernenergie bekannt, bei denen die Überhitzungswärme einer Teilmenge des erzeugten Dampfes zur Verdampfung des Speisewassers nach Art des Löffler-Kessel-Prinzips herangezogen wird. Es ist weiterhin vorgeschlagen worden (deutsche Offoiilegungsschrift 15 76 850) für einen derartigen Dampferzeuger Dampfstrahlpumpen zur Erzeugung eines Dampfumlaufes vorzusehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, bei der der die Verdampfung Hewirkende Wasserspeicher mit im Druckbehälter des Kernreaktors angeordnet werden kann und bei dem der Dampfumlauf durch Dampfstrahlpumpen aufrechterhalten wird. Als Treibmittel für die Dampfstrahlpumpen dient ein Teil der ohnehin notwendigen Speisewassermenge.

Die Erfindung betrifft damit einen Dampferzeuger für Dampfkraftanlagen mit in einem Reaktordruckbehälter angeordnetem Reaktorkern zur Dampfüberhitzung und einem Wasserspeicher, in den zur Verdampfung ein Teil des überhitzten Dampfes eingeleitet wird und bei dem Dampfstrahipumpen zur Erzeugung eines Dampfumlaufes vorgesehen sind.

Das Neue besteht erfindungsgemäß darin, daß als Treibmittel für die DampfstrahJpumpen Dampf höheren Druckes in Oberflächenwärmetauschern erzeugt wird und daß diese Oberfüächenwärmetauscher mit der wärmeabgebenden Seite zwischen den Reaktorkern und den Wasserspeicher geschaltet sind.

Der Dampfumlauf im Druckbehälter des Kernreaktors wird damit durch Dampfstrahlpumpen sichergestellt, wobei Dampf von höherem Druck als dem Druck des Umlaufdampfes als Treibmittel dient. Der Dampf höheren Druckes läßt sich getrennt in Oberflächenwärmeaustauscheni erzeugen, in denen der zu den Wasserräumen geführte Heißdampf einen Teil seiner Überhitzungswärme als Heizmittel abgibt Ein solcher Oberflächenwärmeaustauscher läßt sich ebenfalls innerhalb des Dampfraumes des Reaktorgehäuses an geeigneter Stelle anordnen.

Es ist aber auch möglich, den Oberflächenwärmeaustauscher und die Dampfstrahlpumpe bzw. die Dampfstrahlpumpen außerhalb des Reaktorgehäuses anzuordnen, wobei der durch den Dampf höheren Drukke.i betriebene Injektor den aus dem Oberflächenwärmeaustauscher austretenden Heißdampf ansaugt und in die Wasserräume des Kessels fördert. In diesem Falle erhält der Oberflächenwärmeaustauscher mit Vorteil eine zusätzliche Außenbeheizung, so daß dieser zur Anwärmung des Gesamtsystems und zur Ingangsetzung der Umlauf strömung dienen oder zumindest mit herangezogen werden kann. Der aus dem Oberflächenwärmeaustauscher austretende teilweise abgekühlte Dampf kann aber auch von einer Dampfumwälzpumpe angesaugt werden, die ihn in die Wasserräume des Kessels zurückpumpt. Diese Umwälzpumpe läßt sich von einer Gegendruckturbine antreiben, die als Antriebsdampf den im Oberflächenwärmeaustauscher erzeugten Dampf höheren Druckes erhält und deren Auspuffdampf dem von der Dampfumwälzpumpe geförderten Umlaufdampf zugemischt wird.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen in stark vereinfachter, schematischer Darstellung. Gleiche oder einander entsprechende Teile sind in sämtlichen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Druckbehälter I vorgesehen, in dessen oberem Teil sich ein Reaktorkern 2 befindet. Der untere Teil des Druckbehälters 1 ist mit Wasser 3 gefüllt. Oberhalb der Wasseroberfläche befinden sich eine oder mehrere Wannen 18, 19, die ebenfalls mit Wasser gefüllt sind und damit zur Vergrößerung der insgesamt vorhandenen Wasseroberfläche beitragen. Neben dem Reaktorkern 2 ist der Druckbehälter 1 durch eine Wand unterteilt, in die Dampfstrahlpumpen 22,23 eingesetzt sind.

Die Pfeile 8 und 9 kennzeichnen den Weg des Umlaufdampfes. Durch die Leitung 15 wird der sich im Heißdampfsammelkasten 13 ansammelnde Dampf zu einem Teil abgeführt. Der restliche Dampf strömt aus dem Heißdampfsammelkasten 13 über Oberflächenwärmetauscher 24, 25 in ein Röhrensystem 41, 42, 43, 44, von wo aus der Dampf in den mit Wasser 3 gefüllten Raum sowie in die ebenfalls mit Wasser gefüllten Wannen 18, 19 strömt. Das Speisewasser strömt durch die Speisewasserleitung 4 in Richtung des Pfeiles 5 in

die Wannen t8,19 ein. Ober die Leitungen 6 und 7 wird unter hohem Druck stehendes Wasser den Oberflächenwärmetauschern 24, 25 zugeführt In diesen Wärmetauschern verdampft das Wasser und dient anschließend als Treibmittel für die Dampfstrahlpumpen 22 und 23.

Bei dem in F i g. 2 dargesteilten Ausführungsbeispie! sind Oberflächenwärmeaustauscher 26 und Dampfstrahlpumpe 27 außerhalb des Reaktorgehäuses 1 angeordnet, wobei die durch den Dampf höheren Drukkes betriebene Dampfstrahlpumpe 27 den aus dem Oberflächenwärmeaustauscher 26 über die Leitung 28 austretenden Heißdampf ansaugt und in die Wasserräume des Kessels fördert. Dabei kann der Oberflächenwärmetauscher 26, wie durch die Pfeile 29 angedeutet ist, eine zusätzliche Außenbeheizung erhalten, so daß auf diese Weise eine Anwärmung des Gesamtsystems erfolgt Außerdem kann der Kessel auf diese Weise angefahren werden.

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der aus dem Oberflächenwärmetauscher 26 über die Leitung 28 austretende teilweise abgekühlte Dampf von einer Dampfumwälzpumpe 30 angesaugt die ihn über die Leitung 31 in die Wasserräume des Kessels zurückpumpt, wobei die Umwälzpumpe 30 von einer Gegendruckturbine 32 angetrieben wild, die als Antriebsdampf den im Oberflächenwärmeaustauscher erzeugten Dampf höheren Druckes über die Leitung .)3 zugeführt erhält. Der Abdampf der Turbine 32 w.rd über die Leitung 34 dem von der Dampfumwälzpumpe 30 geförderten Umlaufdampf zugemischt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

"-.-< Patentansprüche:

1. Dampferzeuger für Dampfkraftanlagen mit in einem Reaktordruckbehälter angeordnetem Reaktorkern zur Dampfüberhitzung und einem Wasserspeicher, in den zur Verdampfung ein Teil des überhitzten Dampfes eingeleitet wird und bei dem Dampfstrahlpumpen zur Erzeugung eines Dampfumlaufes vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Treibmittel für die Dampfstrahlpumpen (22, 23) Dampf höheren Druckes in Oberflächenwärmetauschern (24, 25) erzeugt wird und daß diese Oberflächenwärmetsuscher mit der wärmeahgebenden Seite zwischen den Reaktorkern (2) und den Wasserspeicher (17, 18, 19) geschaltet sind.

2. Dampferzeuger nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenwärmetauscher an eine Kammer eines unterhalb des Reaktorkerns angeordneten und in mindestens zwei Kammern unterteilten Heißdampfsammelbehälters angeschlossen ist, während die den Verbrauchsdampf führende Leitung (14) von einer anderen Kammer abzweigt.