DE2115900A1

DE2115900A1 - Oberflächenkondensator

Info

Publication number: DE2115900A1
Application number: DE19712115900
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. Västeraas Fejes (Schweden). P
Original assignee: ASEA Atom AB
Current assignee: Westinghouse Electric Sweden AB
Priority date: 1970-04-13
Filing date: 1971-04-01
Publication date: 1971-10-28
Also published as: CH522865A; GB1336769A; FR2089012A5; SE335994B; DE7112592U

Description

Oberflächenkondensator

Die Erfindung betrifft einen Oberflächenkondensator für die Kondensation eines mit Kernenergie erzeugten Dampfes, und zwar einen Oberflächenkondensator, bei dem das Gehäuse eine Eintrittsöffnung für den Dampf und mehrere Sammelbassins hat, von denen jedes für Kondensat und etwa herausleckendes Kühlwasser einer Kondensatorgruppe bestimmt ist, und eine absperrbare Rückleitung für reines Kondensat und ein Ventil hat, durch das das Bassin an eine Dränageleitung für verunreinigte Flüssigkeit anschließbar ist.

Das aus einem Kondensator kommende Speisewasser einer dampferzeugenden Anlage muß einen hohen Reinheitsgrad haben, wenn der Betrieb der Anlage nicht gefährdet werden soll. Bei Kernkraftanlagen mit Direktkreissiedereaktoren werden besonders große Ansprüche an das Speisewasser gestellt, da bei diesen Reaktoren der zur Turbine strömende Dampf und das vom Turbinenkondensator zurückgeleitete Kondensat radioaktiv sind. An das Kühlwasser des

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Turbinenkondensators brauchen dagegen nicht annähernd so hohe Forderungen gestellt zu werden.

Durch die GB-PS 384 147 ist es bekannt, die Kondensat! onsf la ehe eines Oberflächenkondensators in mehrere voneinander getrennte Gruppen aufzuteilen, von denen jede durch eine verhältnismäßig enge Öffnung mit je einer darunterliegenden Sammelkammer für das Kondensat verbunden ist. Jede der Kammern kann durch je ein Zweiwegventil entweder mit einer Dränageleitung für verunreinigtes Wasser oder mit einer Rückleitung für reines Kondensat verbunden werden. Der bekannte Kondensator enthält nur ein Kühlrohrbündel, und jedes Kühlrohr durchläuft säntliche Gruppen des Kondensators. Sollte in einer Gruppe eine Kühlwasserleckage entstehen, hat man infolgedessen keine Möglichkeit, nur die Kühlasserströmung durch die beschädigte Kondensatorgruppe abzustellen. Anstatt dessen vermeidet man eine Kondensation, indem man die Kondensationsfläche der beschädigten Gruppe der freien Luft aussetzt. Eine solche Lösung ist nicht anwendbar, wenn es sich um Dampf handelt, der in einem Kernreaktor erzeugt wird. Sie ist mit den Sicherheitsfor-

nicht
derungen/zu vereinbaren, die hinsichtlich der Gefahr radioaktiver

Vergiftung gestellt werden.

Aufgabe der Erfindung ist, einen Oberflächenkondensator der einleitend genannten Art so auszubilden, daß man den Nachteil des bekannten Kondensators vermeidet und weiter den Vorteil gewinnt, daß Reparaturen am Kondensator ausgeführt werden können, ohne daß der sie Ausführende in nennenswerten Kontakt mit radioaktiven

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Teilen kommt, und auch nur so kurze Zeit, daß der Zeitfaktor der Strahlungsdosis sehr niedrig ist.

Ein Oberflächenkondensator gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenkondensator mehrere aus je einem Rohrbündel bestehende Kühlrohrgruppen mit je einer Einlaufkammer und einer Auslaufkammer für das Kühlwasser hat, und daß die Rohrgruppen über je einem Bassin mit zumindest einer Ventilanordnung angeordnet sind, mit der die Kühlwasserdurchströmung einer Gruppe bei einer etwaigen Kühlwasserleckage abgesperrt werden kann.

Vorzugsweise wird die Dränage primär von dem Verunreinigungsgrad und sekundär von dem Wasserniveau im Bassin gesteuert, und es ist zweckmäßig, daß unter jedem Rohrbündel des Kondensators ein Bassin angeordnet ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer beigefügten Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Dampfturbine mit Generator und Kondensator teilweise im Schnitt,

Fig. 2 schematisch den Kondensator nach Fig. 1 mit Kühlwasserleitungen, Kondenswasserleitungen und Dränagesystem,

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Fig. 3 ein Kühlwasserrohrbündel im Vertikal schnitt und

Fig. 4 Einlauf- und Auslauföffnung für das Kühlwasser bei einem Rohrbündel im Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3.

Die in Fig. 1 gezeigte Turbinenanlage besteht aus einem Turbinenaggregat 1 und einem Kondensator 2. Das Turbinenaggregat 1 hat einen Hochdruckteil 3 und einen Niederdruckteil 4, die auf eine gemeinsame Welle arbeiten und einen Generator 6 antreiben. Von einem nicht gezeigten Dampferzeuger, in diesem Fall ein Direktkreissiedereaktor, wird Dampf in den Hochdruckteil 3 geleitet, wo er zwei parallelgeschaltete Axialturbinen 7 antreibt. Von diesen wird der Dampf durch kombinierte Feuchtigkeitsabscheider und Zwischenerhitzer 8 dem Niederdruckteil 4 zugeleitet, wo er acht parallelgeschaltete und paarweise angeordnete Axialturbinen 9 antreibt. Die Niederdruckturbinen 9 sind in einem gemeinsamen Turbinengehäuse 10 angeordnet, das von dem Kondensator 2 getragen wird und gleichzeitig als Dampfeinsaß zu diesem dient. Dadurch erhält das Turbinengehäuse 10 eine beinahe genau so niedrige Temperatur wie der Kondensator, so daß der Strahlungsverlust gering und der Wirkungsgrad groß wird.

Der Kondensator 2 ruht auf fünf Betonfundamenten 11 und hat vier parallel und horizontal liegende Kühlwasserrohrbündel 12 (Fig. 2), die nebeneinander und quer zur Turbinenachse 5 angeordnet sind,

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sowie ein Kondensatorgehäuse 13_f dessen Längsseiten von Durchführungsstutzen 16 bzw. 17 für die Rohrbündel 12 durchbrochen sind. Die Durchführungsstutzen sind mit Deckeln 14 und 15 versehen.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, liegen die vier Rohrbündel über und in den Zwischenräumen zwischen den fünf Betonfundamenten 11. Der Boden des Kondensatorgehäuses 13 ist unter jedem Rohrbündel 12 als langgestrecktes, rinnenförmiges Bassin 18 aisgebildet. Von diesen gehen Ablaufleitungen 19 für Kondenswasser ab, die mit normalerwa.se offenen, nicht gezeigten Ventilen versehen sein können. Die Ablaufleitungen 19 enden in einem Sammelbehälter oder in einer Sammelleitung 20_f von der das Kondenswasser von drei parallelgeschalteten Kondensatpumpen 21 zu nicht gezeigten Speisewasservorwärmern weitertransportiert wird. Das Kühlwasser wird durch eine Hauptleitung 22 mit Abzweigleitungen 23 den Rohrbündeln 12 und nach Durchströmen der Rohrbündel 12 durch Ablaufleitungen 24 und eine Sammelleitung 25 eimern nicht gezeigten Behälter zugeführt. Obwohl die Kühlwasserleitungen 22-25 aus Platzgründen in Fig. 2 über den Rohrbündeln 12 eingezeichnet sind, liegen sie in Wirklichkeit wie in Fig. 3 und 4 angedeutet unter den Rohrbündeln. In den Einlaufleitungen 23 und den Ablaufleitungen 24 sind normalerweise offene Sperrventile 26 bzw. 27 angeordnet. Vom Boden jedes Bassins 18 geht eine Dränageleitung 28 aus, die mit einem normalerweise geschlossenen Ventil 29 versehen ist. Die Dränageleitungen 28 laufen in einer Sammelleitung 30 mit einer Pumpe zusammen, die anfallendes Wasser zu einem nicht gezeigten Bassin

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einer Abfallsammelanlage fördert, von wo es nach Aktivitätskontrolle meistens unmittelbar in die Umgebung abgelassen werden kann. In jedem Bassin 18 ist weiter eine Kontrolleinheit 32 angeordnet. Bei Leckage vom Kühlwasser zu einem der Bassins 18, was auf mehrere Weisen festgestellt werden kann, z.B. dadurch, daß die Kontrolleinheit Organe zum Messen der Konduktivität des Wassers im Bassin enthält, sperrt die Kontrolleinheit 32 den Kühlwasserstrom durch das dazugehörige Rohrbündel 12 durch Schließen der Kühlwasserventile 26 und 27. Wenn die Kondenswasserablaufleitung

W? 19 mit einem Ventil versehen ist, wird auch dies von der Kontrolleinheit 32 geschlossen. Ist kein solches Ventil vorhanden, liegt der Einlauf zu der Kondenswasserablaufleitung 19 über dem Einlauf zu der Dränageleitung 28 und unmittelbar unter dem maximal zugelassenen Wasserniveau und kann als Lberlauf dienen. Außerdem öffnet die Kontrolleinheit das Dränageventil 29 und startet die Dränagepumpe 31. Nach abgeschlossener Dränage wird das Ventil geschlossen und die Pumpe 31 abgeschaltet. Die Kontrolleinheit auch einen Niveaumesser enthalten, der das Dränagesystem aktiviert,

A wenn sich das Bassin nach der ersten Dränage wieder füllen sollte.

Fig. 3 und 4 zeigt ein Rohrbündel 12 mit Kühlwasseranschlüssen. Das Bündel enthält mehrere Rohre 33, die an ihren Enden in Rohrplatten 34 und 35 befestigt sind, von denen die eine 34 radial vergrößert ist, um das eine Ende des Rohrbündels an dem aus dem Kondensatorgehäuse herausragenden Durchführungsstutzen 17 festlegen zu können. Das andere Ende des Rohrbündels ist in axialer Richtung frei beweglich, ragt durch den zweiten Durchführungs-

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stutzen 16 heraus und ist mit einer Haube 36 versehen, die eine Umleitungskammer 37 für das Kühlwasser einschließt. Zwischen dem Deckel 15 und der größeren Rohrplatte 34 liegt eine Einlaufkammer 38, die durch eine vertikale Trennwand in eine Zulaufkammer und in eine Auslaufkammer unterteilt ist. Ein Einlaufstutzen 40 dient zum Anschluß an die Kühlwasserabzweigung 23 und ein Auslaufstutzen 41 zum Anschluß an die Ablaufleitung 24. Das Kühlwasser kann Seewasser oder Meerwasser sein, das gewöhnlich einen sehr niedrigen Reinheitsgrad hat.

Sollte in dem Kondensator aufgrund eines Rohrbruches eine Kühlwasserleckage entstehen, wird der Kühlwasserfluß in dem entsprechenden Rohrbündel und auch der normale Ablauf von Kondenswasser vondem Bassin zu den Kondensatpumpen gesperrt und das Bassin wird an ein Dränagesystem angeschlossen. Dadurch hört die Kondensation an den Rohren auf, und dem Bassin wird nur ein mehr und mehr abnehmender Leckagefluß von Kühlwasser zugeleitet. Es ist auch möglich, die Sperrventile 26 und 27 im Kühlwassersystem forzulassen, was eine billigere Konstruktion ergibt, aber höhere Pumpkosten, da bei einer solchen Ausführung die Dränagepumpe 31 nach einem Rohrbruch kontinuierlich arbeiten muß. Wenn man befürchtet, daß das Bassin bei einem Rohrbruch so weit gefüllt werden könnte, daß die Gefahr des Überlaufens in ein an grenzendes Bassin besteht, kann diese Gefahr wie in Fig. 2 gezeigt durch abschirmende Zwischenwände 42 vermieden werden.

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Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte und beschriebene Ausführungsform begrenzt, mehrere Varianten sind im Rahmen der Patentansprüche möglich. Z.B. kann der Kondensator ein rohrförmiges Gehäuse haben, das ein Rohrbündelaggregat umgibt, das zumindest im wesentlichen den Querschnitt des Kondensatorgehäuses ausfüllt. Zumindest einige der Rohrbündel liegen über anderen Rohrbündeln, und die Bassins bestehen nicht aus dem Boden des Kondensatorgehäuses, sondern aus über dem Boden liegenden und an den Enden verschlossenen Rinnen oder Trögen. Dabei können die Bassins also in verschiedener Höhe liegen.

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Claims

211.S 900 Patentansprüche;

1. Für die Kondensation eines mit Kernenergie erzeugten Dampfes dienender Oberflächenkondensator mit mehreren in einem gemeinsamen Gehäuse angeordneten Kühlrohrgruppen, bei dem das Gehäuse eine Eintrittsöffnung für den Dampf und mehrere Sammelbassins hat, von denen jedes für Kondensat und etwa herausleckendes Kühl v/asser einer Kondensatorgruppe bestimmt ist, und eine absperrbare Rückleitung für reines Kondensat und ein Ventil hat, durch das das Bassin an eine Dränageleitung für verunreinigte Flüssigkeit anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenkondensator mehrere aus je einem Rohrbündel bestehende Kühlrohrgruppen (12) mit je einer Einlaufkammer (40) und einer Auslaufkammer (41) für das Kühlwasser hat, und daß die Rohrgruppen (12) über je einem Bassin (18) mit zumindest einer Ventilanordnung (26, 27) angeordnet sind, mit der die Kühlwasserdurchströmung einer Gruppe bei einer etwaigen Kühlwasserleckage abgesperrt werden kann.

2. Flächenkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (26, 27) von dem Ausgangssignal eines den Verunreinigungsgrad im Bassin (18) messenden Gerätes (32) gesteuert ist.

3. Flächenkondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (26, 27) zusätzlich von einem Gerät für das Messen des Wasserstandes im Bassin (18) gesteuert wird.

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4. Flächenkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß unter jedem Rohrbündel (12) ein Bassin (18) angeordnet ist.

5» Flächenkondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des B-ssins (18) größer ist als der Durchmesser des Rohrbündels (12).

6. Flächenkondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kühlrohrbündel (12) durch einen Durchführungs stutzen (16, 17) aus dem Kondensatorgehäuse (13) herausragt und an diesem Durchführungs stutz en mit einer an seinem äußeren Ende angeordneten Rohrplatte (34, 35) "befestigt ist«

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