DE2164574C3

DE2164574C3 - Einrichtung zum Entgasen von schwach radioaktiven Kondensaten in Kernkraftwerken

Info

Publication number: DE2164574C3
Application number: DE2164574A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Gross; Johann Plotz
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1971-12-24
Filing date: 1971-12-24
Publication date: 1975-01-02
Also published as: BE793128A; JPS4877238A; DE2164574B2; AU5058072A; GB1414179A; CH550968A; JPS5526440B2; ATA1025572A; FR2170519A5; AT330313B; IT974722B; ES409941A1; NL7216998A; SE398409B; AU470130B2; DE2164574A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Entgasen von schwach radioaktiven Kondensaten in Kernkraftwerken unter Einleiten von Nebenkondensaten höheren Druckes und höherer Temperatur in das in einem unterhalb des Kondensators angeordneten Sammelbehälter befindliche Hauptkondensat.

Eine derartige Einrichtung zum Entgasen von neutralen Kondensaten fossil beheizter Kraftwerke ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 929 469 bekannt. Dabei werden (Me anfallenden Nebenkondensate nach Durchlauf durch einen gesonderten Vorwärmer zur Einstellung der gewünschten Temperatur über einen sehr aufwendigen Regelmechanismus direkt in das aus dem Kondensator ablaufende Kondensat im Hotwell über Einführungsrohre mit einer Vielzahl von weit verteilten feinen Austrittsöffnungen eingeleitet.

Bei der Entgasung von Kondensaten in Kernkraftwerken mit Siedewasserreaktoren ergeben sich jedoch besondere Schwierigkeiten dadurch, daß das Kondensat schwach radioaktiv ist und derartige Siedewasseranlagen im allgemeinen keinen Speisewasserbehälter aufweisen. Aus diesem Grunde muß in dem den Turbinen nachgeschalteten Kondensator selbst ein gewisser Speicherraum für das Kondensat geschaffen werden, in dem auch ein Abklingen der Radioaktivität des Kondensats erreicht werden kann. Wegen des Fehlens eines Speisewasserbehälters muß auch der Ableitung der Nebenkondensate besondere Beachtung geschenkt werden, da eine direkte Einleitung in den Hotwell und eine Entgasung an dieser Stelle nicht ausreichend ist und dieser Hotwell, aus dem das anfallende Kondensat sofort abgepumpt wird, nicht als Abklingstrecke verwendet werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der eingangs beschriebenen Einrichtung, eine Einrichtung zum Entgasen der anfallenden Kondensate direkt im Kondensator ra schaffen, wobei gleichzeitig ein Abklingen der Radioaktivität des Kondensats durch Schaffung entsprechender Abklingstrecken ermöglicht ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Oberteil des Kondensatsammelbehälters mehrere mit dem Hauptkondensat bis zur Höhe eines seitlichen Überlaufs gefüllte Entgasungsrinnen angeordnet sind, in denen unterhalb des Kondensatspiegels horizontale, mit den aus gesonderten Vorentspannern ablaufenden Nebenkondensaten gespeiste und auf ihrer Unterseite mit Austrittsöffnungen versehene Zuleitungsrohre verlaufen, und daß das Unterteil des Kondensatsammelbehälters mit Hilfe von gegeneinander versetzte Durchbrüche aufweisenden Trennwänden als Abklingstrecke für das über den Überlauf und ein Ablaufblech ablaufende Kondensat ausgebildet ist.

Da das Nebenkondensat mit höherem Druck und höherer Temperatur als das Hauptkondensat in diese Zuleitungsrohre eingespeist wird, kann es auch über

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die auf der Unterseite der Zuleitungsrohre liegenden In F i g. 1 ist zunächst das Prinzip der Schaltung öffnungen in das Hauptkondensat austreten und dargestellt. Der vom Niederdruckteil der Turbine 1 wird dabei durch die plötzliche Druckabsenkung ver- über die Abdampfleitungen 2 abströmende Dampf dampfen und in Form von Dampfblasen zur Ober- wird im Kondensator 3 kondensiert und läuft von fläche des Hauptkondensab, aufsteigen. Dadurch 5 dort in den Kondenuatsammelbehalter 4 nach der Erwird gleichzeitig eine weitgehende Entgasung des findung ab, der in etwa der Funktion eines her-Hauptkondensats erreicht Durch die entsprechende kömmlichen Hotwells entspricht. Parallel zum Kon-Ausbildung des Kondensatsammelbehälters ist dar- densator3 ist mindestens ein Vorentspanner 5 geüber hinaus gewährleistet, daß das ablaufende Kon- schaltet, in den über die Leitungen 6 die anfallenden densat dort so lange verweilen kann, bis etwa vor- io Nebenkondensate eingespeist werden. Dieser Vorenthmdene Radioaktivitäten sicher abklingen können. spanner 5, der auch als Standrohr bezeichnet wird,

Dabei ist es zweckmäßig, wenn sauerstoffreiches steht mit seinem oberen Ende über eine Drossel 7 mit

Kondensat aus den Luftkühlerbündeln über Ablauf- dem Kondensator 3 in Verbindung, wobei die Dros-

bleche dem einen Teil der Entgasungsrinnen und das sei so eingestellt ist, daß im Standrohr 5 ein höherer

übrige Turbinenkondensat dem anderen Teil der 15 Druck als im Kondensator 3 herrscht. Vom unteren

Entgasungsrinnen zufuhrbar ist und eine Venni- Ende des Standrohres 5 führt eine Nebenkondensat-

schung beider Kondensate nach Ablaufen aus den leitung 8 in den Kondensatsammelbehälter, in dem

Entgasungsrinnen auf dem Ablaufblech erfolgt. dann — wie noch ausführlich beschrieben wird —

Da bei einem Störfall — beispielsweise dem Aus- das Nebenkondensat entspatnnt wird und zur EntgafalJ einer Vorwärmstraße — erhebliche Mengen an *o sung des Hauptkondensats beiträgt,
zusätzlichem Kondensat anfallen und die Vorent- In F i g. 2 ist noch einmal die Führung des Nebenspanner für das betriebsmäßig anfallende Nebenkon- kondensats im Prinzip dargestellt. Dabei dient das densat diese Kondensatmengen nicht fassen können, Standrohr 5 zur Aufnahme der betriebsmäßig anfalsind für den Störfall zusätzliche Vorentspanner vor- !enden Nebenkondensate, während die Standrohre 9 gesehen, aus denen das Kondensat dann gesondert in as und 10 für zusätzliche, im Störfall anfallende Nebenden Hauptkondensator eingeleitet wird. Aus diesem kondensate vorgesehen sind. Das Nebenkondensat Grunde ist es auch zweckmäßig, wenn sich die Zulei- vom Standrohr 5 wird nunmehr über die Leitung 8 tungsrohre bis über mindestens drei Viertel der jeweils zwei parallelen Zuleitungsrohren 11 und 12 Länge der Entgasungsrinnen erstrecken und im Be- bzw. 13 und 14 zugeführt, aus denen das Nebenkonreich der restlichen Länge von unten einmündenden 30 densat das einen höheren Druck als das Hauptkon-Zuführungsstutzen für im Störfall anfallende, zu- densat aufweist, in das Hauptkondensat übertritt, das nächst in gesonderten Vorentspannern gesammelte in den Entgasungsrinnen 15, 16, 17 und 18 vom Kondensate vorgesehen sind. Kondensator 3 aus zulaufend aufgefangen wird. Das

Zur Abführung des ablaufenden entgasten Kon- im Störfall anfallende zusätzliche Nebenkondensat

densats ist ferner vorgesehen, daß das unterhalb der 35 wird von den Standrohren 9 und 10 direkt über die

Entgasungsrinnen angeordnete, schwach geneigte Zuleitung 19 und die Zuführungsstutzen 20, 21, 22

Ablaufblech mit seitlichen, zum Unterteil des Kon- und 23 in das Hauptkondensat eingeleitet,

densatsammelbehälters führenden Ablaufstutzen in In F i g. 3 ist ein Querschnitt durch den Konden-

Verbindung steht. satsammelbehälter4 dargestellt. Dabei sind in dessen

Das Unterteil des Kondensatsammelbehälters ist 4° Oberteil vier Entgasungsrinnen 15, 16, 17 und 18

dabei so ausgebildet, daß die Trennwände das Unter- vorgesehen, in die das Kondensat aus dem in dieser

teil in einzelne Gassen unterteilen, die in Verbindung Figur nicht näher dargestellten, darüber angeordne-

mit den versetzt angeordneten Durchbrüchen einen tea Kondensator über die Ablaufbleche 25, 26, 27,

mäanderförmigen Abklingkanal für das Kondensat 27 ο und 27 b zuläuft. Die Entgasungsrinnen 15, 16.

bilden. 45 17 und 18 weisen dabei auf der der Zulaufseite ge-

Ferner sind die als Standroh' ausgebildeten und genüberliegenden Längswandung je einen Überlauf Zuleitungen für die anfallenden Nebenkondensate 28 auf, so daß sich in den Entgasungsrinnen ein aufweisenden Vorentspanner dem Kondensator par- Kondensatspiegel A einstellt. In diesen Entgasungsalle: geschaltet und stehen über eine Drossel zur rinnen 15, 16, 17 und 18 sind nunmehr die Zulei-Druckhaltung mit dem Kondensator und über einen 5° tungsrohre 11 bis 14 für das Nebenkondensat derart Ablauf mit den Zuleitungsrohren in Verbindung. angeordnet, daß sie unterhalb des sich einstellenden

An Hand einer schematischtr. Zeichnung sind Kondensatspiegels liegen. Die Zuleitungsrohre 11, 12

Aufbau und Wirkungsweise eines Ausfiihrungsbei- 13 und 14 weisen auf der Unterseite Austrittsöffnun-

spiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei gen 30 auf, durch die das Nebenkondensat, das einen

zeigt 55 höheren Druck als das Hauptkondensat aufweist.

F i g. 1 ein Prinzipschaltbild des Kondensators und austreten kann. Dabei muß der Druck des Neben-

der Sammlung der Nebenkondensate, kondensats in den Zuleitungsrohren 11, 12 13 und

F i g. 2 ein Prinzipschaltbild zur Entgasungsein- 14 so groß sein, daß das Kondensat sicher aus den

richtung, öffnungen 30 nach unten austritt und den Druck der

F i g. 3 einen Querschnitt durch den Kondensat- ⁶° Wassersäule des Hauptkondensats überwindet, so

sammelbehälter mit den Zuleitungsrohren für die N?- daß dieses Nebenkondensat erst beim Aufsteigen ver-

benkondensate und den Entgasungsrinnen, dampft und somit zur Entgasung des Hauptkonden-

F i g. 4 einen Längsschnitt durch den Kondensat- sats dient. Da in einem derartigen Kondensator un-

sammelbehälter und eine Entgasungsrinne entspre- terschiedliche Kondensate, nämlich sauerstoffreiches

chend der Schnittlinie IV-IV nach F i g. 3 und 65 aus den Luftkühlerbündeln und das übrige Turbinen-

F i g. 5 einen Horizontalschnitt durch das Unterteil kondensat, anfallen, ist es zweckmäßig, diese beiden

des Kondensatsammelbehälters entsprechend der Kondensate zunächst auch getrennt zu entgasen.

Schnittlinie V-V nach F i g. 4. Dazu ist nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel

vorgesehen, das sauerstoffreiche Kondensat über die Ablaufbleche 25 und 26 den beiden mittleren Entgasungsrinnen 16 und 17 zuzuführen und das übrige Kondensat über die angestellten Bleche 27 a und die Ablaufbleche 27 b so zu führen, daß es über die Ablaufbleche 27 den beiden äußeren Entgasungsrinnen 15 und 18 zuläuft und dort für sich entgast wird.

Das über die Überläufe 28 ablaufende Kondensat wird dann von einem unterhalb der Entgasungsrinnen angeordneten, schwach geneigten Ablaufblech 31 aufgefangen und zu einem Ablaufstutzen 32 über die geneigte Ablaufleitung 33 an den äußeren Seiten des Ablaufbleches 31 geführt. Bei einer getrennten !Entgasung der beiden anfallenden Kondensate erfolgt eine Vermischung somit erst auf dem Ablaufblech 31.

Wie sich aus dem Längsschnitt nach Fig.4 ergibt, erstrecken sich die Zuführungsrohre 11, 12, 13 und 14 nur etwa über drei Viertel der Gesamtlänge der Entgasungsrinnen 15, 16, 17 und 18. Die restliche Länge dieser Entgasungsrinnen ist dabei über ein senkrechtes Blech 34 abgtrennt. In diesem von dem Blech 34 abgetrennten Bereich werden nunmehr im Störfalle die von den in Fig.2 dargestellten, gesonderten Vorentspannern 9 und 10 anfallenden Nebenkondensate über die Rohrleitung 19 und den in die Entgasungsrinne 18 von unten einmündenden Zuführungsstutzen 23 direkt eingeleitet. Wegen der im Störfall anfallenden größeren Mengen ist dabei eine Entgasung, wie bei dem betriebsmäßig anfallenden Nebenkondensat, nicht mehr möglich und auch nicht erforderlich.

Da die Kondensate bei einem Siedewasserreaktor wegen des direkten Kreislaufes schwach radioaktiv sind, ist es erforderlich, für diese Kondensate zusätzlich noch eine Abklingstrecke zu schaffen, in der die Kondensate eine bestimmte Zeit verweilen müssen, bis sie über die Kondensatpumpen erneut in den Kreislauf zurückgeführt werden. Derartige Abklingstrecken werden durch besondere Ausbildung des Unterteils 35 des Kondensatsammelbehalters 4 erreicht. Aus Fig.S, die einen Horizontalschnitt entsprechend der Schnittlinie V-V nach Fi g. 4 zeigt, ist dieses Unterteil 35 durch senkrechte Trennwände 36 i einzelne Gassen 50 unterteilt. Dabei weisen dies Trennwände 36 gegeneinander versetzte Durch briiche 37 und 38 auf, so daß die über die Eintritts stutzen 44, 45, 46 und 47 eintretenden Kondensat entsprechend den gestrichelten Linien 41 au: mäanderförmigen Bahnen durch das Unterteil 35 de Kondensatorsammelbehälters 4 geführt werden Durch diese Führung des Kondensats ergibt sich so

ίο mit wegen der damit verbundenen längeren Strc mungsdauer eine gewisse Abklingzeit für die Radii aktivität des Kondensats. Nach Durchlauf dieser Ab klingstrecke wird das Kondensat über die Stutzen 42 der Hauptkondensatpumpe zugeführt.

Wie aus Fig.3 ersichtlich, ist der Dampfraum oberhalb des Ablaufbleches 31 durch eine Trennwand 31 a, die quer zu den Trennwänden 36 oberhalb des Kondensatsammelbehälters 4 verläuft, in zwei Hälften geteilt. Jede Hälfte weist dabei an den

so äußeren Enden jeweils einen Kondensateintrittsstutzen 44 und 45 bzw. 46 und 47 auf, die über nicht näher dargestellte Umführungsleitungen mit den Ablaufstutzen 32 für das aus den Entgasungsrinnen 15, 16, 17 und 18 ablaufende Kondensat in Verbindung

stehen. Durch diese Aufteilung des Kondensators in zwei Hälften, wobei jede Hälfte für sich allein voll funktionstüchtig ist, kann bei einer Leckage auch die entsprechende Kondensatorhälfte abgestellt werden, um zu verhindern, daß Kühlwasser in den Kreislauf gelangt

Mit der Einrichtung nach der Erfindung wird also die Entgasung des Kondensates unmittelbar im Kondensator vorgenommen, wobei eine entsprechende Aufteilung der Kühlrohre es ermöglicht, das aus den

Luftkühlerbündeln austretende sauerstoffreiche Kondensat getrennt vom übrigen Kondensat zu entgasen. Darüber hinaus ist eine echte Trennung von Entgasungs- und Speicherräumen vorgenommen worden, wobei die Speicherräume selbst durch die entspre-

chende Ausbildung zusätzlich noch als Abklingstrecke für die Radioaktivität des Kondensates dienen. Die beschriebene Anordnung ergibt eine sehr geringe Bauhöhe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Entgasen von schwach radioaktiven Kondensaten in Kernkraftwerken un- ter Einleiten von Nebenkondensaten höheren Druckes und höherer Temperatur in das in einem unterhalb des Kondensators angeordneten Sammelbehälter befindliche Hauptkondensat, dadurch gekennzeichnet, daß im Oberteil to des Kondensatsammelbehälters (4) mehrere mit dem Hauptkondensat bis zur Höhe eines seitlichen Überlaufs (28) gefüllte Entgasungsrinnen (15, 16,17, 18) angeordnet sind, in denen unterhalb des Kondensatspiegels (A) horizontale, mit den aus gesonderten Vorenispannern (5) ablaufenden Nebenkondensaten gespeiste und auf ihrer Unterseite mit Austrittsöffnungen (30) versehene Zuleitungsrohre (11, 12, 13, 14) verlaufen, und daß das Unterteil (35) des Kondensatsammelbe- *> hälters (4) mit Hilfe von gegeneinander versetzte Durchbrüche (37, 38) aufweisenden Trennwänden (36) als Abklingstrecke für das über den Überlauf (28) und ein Ablaufblech (31) ablaufende Kondensat ausgebildet ist. as

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sauerstoffreiches Kondensat aus den Luftkühlerbündeln über Ablaufbleche (25, 26) dem einen Teil der Entgasungsrinnen (16, 17) und das übrige Turbinenkondensat dem anderen Teil der Entgasungsrinnen (15, 18) zuführbar ist und eine Vermischung beider Kondensate nach Ablaufen aus den Entgasungsrinnen (15, 16, 17, 18) auf dem Ablaufblech (31) erfolgt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zuleitungsrohre (11, 12, 13, 14) bis über mindestens drei Viertel der Länge der Entgasungsrinnen (15, 16, 17, 18) erstrecken und im Bereich der restlichen Länge von unten einmündende Zuführungsstutzen (20, 21, 22, 23) für im Störfall anfallende, zunächst in gesonderten Vorentspannern (9, 10) gesammelte Kondensate vorgesehen sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das unterhalb der Entgasungsrinnen (15, 16, 17, 18) angeordnete, schwach geneigte Ablaufblech (31) mit seitlichen, zum Unterteil (35) des Kondensatsammelbehälters (4) führenden Ablaufstutzen (32) in Verbindung steht.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (36) das Unterteil (4) in einzelne Gassen (50) unterteilen, die in Verbindung mit den versetzt angeord- neten Durchbrüchen (37, 38) einen mäanderförmigen Abklingkanal iür das Kondensat bilden.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitungen von den Ablaufstutzen (32) zu den Eintrittsstutzen (44, 45, 46, 47) in den Unterteil (35) des Kondensatsammelbehälters (4) eine Leitfähigkeitsmeßstrecke eingeschaltet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Standrohr ausgebilde- ten und Zuleitungen (6) für die anfallenden Nebenkondensate aufweisenden Vorentspanner (5) dem Kondensator (3) parallel geschaltet sind und über eine Drossel (7) zur Drackhaltung mit dem Kondensator (3) und über einen Ablauf (8) mit den Zuleitungsrohren (11, 12, 13, 14) in Verbindung stehen.