DE2244207C3 - Dampferzeuger - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger, insbesondere für Druckwasserreaktoren, mit einer U-Rohrbündel-Mehrfachanordnung für das Primärmedium, bei der die U-RohrbUndel räumlich parallel zueinander angeordnet und von Gehäusemänteln um- η geben sind, in denen sie vom aufzuheizenden Sekundärmedium umströmt werden, wobei die Gehäuse mantel an einen gemeinsamen Dampfsammclraum angeschlossen sind.

Ein solcher Dampferzeuger ist durch die US-PS x) .1682 140 bekannt. Solchen Mehrfachunordnungen liegt die Überlegung zugrunde, dall mit steigender Leistung der Druckwasserreaktoren naturgemäß auch die Abmessungen der zugehörigen Dampferzeuger wachsen. Dies führt jedoch zu ühcrproportionalen v> Koslenslcigcrungen, weil die einzelnen Komponenten, insbesondere die Rohrboden, bei steigendem Durchmesser immer aufwendiger zu fertigen sind. Andererseits kann man sich auch nicht dadurch helfen, (hü man mehrere kleine Dampfer/enger einsetzt, mi weil damit die Kosten u. a. fur die /um Anschluß tier Dampferzeuger erforderlichen Rohrleitungen wachsen. Außerdem erfordern die in Dampfer/engem zu meist vorgesehenen Dainpfaltscheider einen be stimmten Raum,der nicht unterschritten werden darf. ι.·

Heim vorgenannten bekannten Dampferzeuger umsihliellt ein kugelförmiges (ichäusc ilen Ali si beide und (Mverhilzer Iknunle enthaltenden Dampfsammeiraum, wobei zwei U-Rohr-Dampferzeuger mit ihrem oberen Ende an die Kugel angeschlossen sind und über je einen Separator in den Kugclinncnraum münden. Hierbei ist noch für jedes U-Rohrhündel ein gemeinsamer Rohrboden mit Kalotten-Trennwand vorgesehen.

Demgegenüber sollen durch die vorliegende Erfindung die Gehäusemäntel der U-Rohrbündcl an ein im wesentlichen zylindrisches, den Dampfsammelraum definierendes Gehäuse angeschlossen werden, das im Vergleich zu einem Kugelgehäuse eine bessere Gnindflächenausnutzung gestattet, und die Integration soll so ausgebildet sein, daß sich im Vergleich zum bekannten Dampferzeuger eine weitere Verkleinerung der Rohrboden und ein Fortfall der Trennwand-Kalotten ergibt.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einem Dampferzeuger der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß je ein Schenkel eines Doppe I-U-Rohrbündcls von je einem Rohrschenkel einer Doppel-Hosenrohranordnung umgeben ist, die in ihrem Verzweigungsbereich vier einander gleiche, vom jeweiligen Rohrschenkelquerschnitt in einen gemeinsamen Zylinderquerschnitt übergehende Abschnitte aufweist. Die mit der Erfindung erziel bare η Vorteile sind vor allem in Folgendem zu sehe»)

1. Getrennte und dadurch verkleinerte Rohrboden für jeden Schenkel, damit Verbilligung der Rohrböden pro Dampferzeuger. Trennwandfreie Kalotten;

2. durch gleichsinnigen Wärmestrom und freie Wärmedehnung für jeden Schenkel Reduzierung der Differenzdehnungen und Wärmespannungen im Schenkel und Rohrboden;

J. strömungsgünstiger Übergang im Verzweigungsbereich, der dem anwachsenden spezifischen Volumen des Dampf-Wasser-Gemisches Rechnung trägt;

4. fertigungstechnische Vorteile mit den Möglichkeiten, den Verzweigungsbereich aus vorgeschnittenen und vorgebogenen Blechen zusammenzuschweißen,, die Verdampferrohre von der Verzweigungsseite her in die Gehäuserohrschenkcl einzuschieben und den Verzweigungsbereich mit dem Zylinderabschnitt z.u verschweißen und die Schweißnaht zu glühen, ohne daß die U-Rohre mitgeglüht werden.
Gesonderte Gehäuscsthcnkel für je einen U-Rohrhündclschenkel sind Ix:i Dampferzeugern an sich bekannt (DE-AS I05H06K, GH-PS 1060 22» und US-PS 2845906), an einem Anschluß mehrerer U-Rohrbündel an einen gemeinsamen Dampfsammeiraum ist jedoch nicht gedacht, geschweige denn un eine Mehrfachverzweigung mittels Doppel-Hosenrohranordnung. Letztere kann man sich so entstanden denken, daß vier gleichartige, schiefe Kegelstümpfe mit einer gemeinsamen IJasisllache für den Verzwcigungslu:- reich verwendet sind, so daß auf diese Weise ein allen Verzweigungsalischiüllcn gemeinsamer Zylinder· querschnitt gegeben ist. Hierdurch tritt eine ilcnirt günstige Versteifung und gegenseitige Abstützung der miteinander zu verschweißenden Rohrabschnitte auf, daß bereits ohne die Verwendung komplizierter Ver steifuugsrip|)cn (siehe hierzu das Rohrverzweigung stuck nach DL-AS I (MiO 201) sehr günstige span mingsoplische l^:.rgebnisse erzielt wer ilen konnten

(!email einer l>evoir/iiglcii Aiisfiiliriingsforin der I ifiiidung sind die vieir Rolirsclienkel des lloscnroli

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res mit vier gleichen Rohrboden abgeschlossen. Man erhalt dadurch Rohrböden, die in größeren Stückzahlen mit entsprechender Kostenverringerung hergestellt werden können. Die zylindrischen Ausläufer werden entsprechend der gewünschten Lange der U-Rohrschenkel bemessen, die für den Wärmeübergang benötigt wird. Die Rohrböden können ferner auf der den Zylindern abgekehrten Seite Kugelkalotten mit je einem Anschlußstutzen tragen. Die Anschlußstutzen sind für das durch die U-Rohrbündel strömende Medium vorgesehen. Vorteilhaft geht die Hosenrohranordnung in einen Zylinder über, der einen gemeinsamen Anschluß für das Sekundärmedium aufweist und Dampfabscheider enthält.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei ist in perspektivischer Darstellung ein Dampferzeuger gezeichnet, der für einen nicht sichtbaren Druckwasserleistungsreaktor vorgesehen ist.

Das äußere Gehäuse des neuen Dampferzeugers umfaßt ein Vierfach-f losenrohr 1, dessen einzelne Abschnitte mit 2,3,4 und 5 bezeichnet sind. L>ie einzelnen Abschnitte sind gleich. Sie führen von vier gleichen zylindrischen Öffungen 8, die in einer Ebene liegen, zu einer wesentlich größeren zylindrischen Öffnung 9, an die sich ein Zylindermantel 10 anschließt. Parallelachsig zum Zylindermantel 10 sind an die Öffnungen 8 vier Zylinder 12, 13, 14 und 15 angeschlossen, die gleich ausgebildet sind und an ihrem der Öffnung 8 abgekehrten Ende durch gleiche Rohrboden 16 verschlossen sind. In den Rohrböden beginnen, wie gestrichelt angedeutet, zwei U-Rohrbündel 17 und 18, die parallel zueinander liegen und einmal vom Zylinder 12 in den Zylinder 14 und zum anderen vom Zylinder 13 in den Zylinder 15 führen.

Die gegenüberliegende Seite der Rohrböden 16 ist jeweils mit Kugelkalotten 20 verschlossen, an denen Anschlußstutzen 21 und 24 angebracht sind. Die Anschlußstutzen 21 sind an den Priinärkreis des Druck wasserreaktors angeschlossen. Dies bedeutet, daß, wie durch die Pfeile 22 angedeutet ist, die in den Zylindern 12, 13 untergebrachten Rohrbündel 17, 18, mit dem sogenannten heißen Strang des Kühlsystems in Ver-• bindung stehen, in dem das Druckwasser aus dem Reaklordruckhchälterzum Dampferzeuger geführt wird. Die Rohrstutzen 24 sind dagegen an die Kühlmittel -pumpen angeschlossen, die das Druckwasser aus dem Dampferzeuger in Richtung der Pfeile 25 absaugen

ι» und in den Druckbehälter zurückfördern.

Das Sekundärmedium wird in die Zylinder 14 und 15 eingespeist. Es steigt in diesen Zylindern nach oben und gelangt in die Zylinder 12 und 13. In diesen wird es an dem vom ankommenden Primärmedtum er

Γι wärmten Schenkel der U-Rohrbündel 17 und IK soweit erhitzt, daß es verdampft. Der aufsteigende Dampf sammelt sich im Zylinder 10. Dort sind, wie ifit der Figur angedeutet. Dampfabscheider 27 auge ordnet, die im Dampf mitgerissenes Speisewasser zu-

-¹H rückhalten. Der entfeuchtete Dam,,: strömt dann in den Korbbodenbogen 28, der den ZyIi.ider 10 oben abschließt und von dort in den gemeinsamen Auslaß 29, der zu einer nicht gezeichneten Dampfturbine führt.

.'i Man _rkennt, daß der neue Dampferzeuger aus leicht herstellbaren Einzelteilen zusammengesetzt isl. wobei insbesondere die kostenbestimmendcn Rohrböden eine wirtschaftlich günstige Größe aufweisen. Die Dampfsammlung im gemeinsamen Zylinder 10

in gestattet eine einfache l.eitungsführung. Auch «lic Anschlußstutzen 21 und 24 können mit kurzen Rohrlcitungsstücken so verbunden werden, daß die fur Druckwasserreaktoren gewünschte einfache I ei tungsführung insgesamt erhalten bleibt. Da!>ci ist zu

Γι beachten,daß vier Rohrboden, die den halben Durchmesser und die halbe Höhe eines sonst erforderlichen gemeinsamen Rohrbodens aufweisen, zusammen nur das halbe Gewicht dieses großen Rohrhodcus .nssm.i dien. Außerdem wird auch die sogenannte verlorene

in Rohrlänge des U-Rohrbündels verkleinert, weil die Höhe der Rohrboden geringer ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Dampferzeuger, insbesondere für Druckwasserreaktoren, mit einer U Rohrbündel-Mehr- > fachanordnung für das Primärmedium, hei der die U-Rohrbündel räumlich parallel zueinander angeordnet und von Gehäusemänteln umgeben sind, in denen sie vom aufzuheizenden Sekundärmedium umströmt werden, wobei die Gehäusemäntel '" an einen gemeinsamen Dampfsammeiraum angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Schenkel eines Doppel-U-Rohrhündels (17, 18) von je einem Rohrschenkel (12, 13, 14, 15) einer Doppel-Hosenrohranordnung (1) umgeben ι > ist, die in ihrem Verzweigungsbereich vier einander gleiche, vom jeweiligen Rohrschenkelquerschnitt (8) in einen gemeinsamen Zylinderquerschnitt (9) übergehende Abschnitte (2, 3, 4, S) aufweist. -·'

2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Rohrschenkel (12, !3, 14, 15) des Hosenrohres (!) mit vier gleichen Rohrboden (16) abgeschlossen sind.

3. Dampferzeuger nach Anspruch 2, dadurch -> gekennzeichnet, daß die RohrvxkJen (16) auf der den Zylindern (12,13, 14, 15) abgekehrten Seite Kugelkalotten (20) mit je einem Anschlußstutzen (21, 24) tragen.

4. Dampferzeuger nach Anspruch I, 2 oder 3, u> dadurch gekennzeichnet, daß die Hosenrohranordnung (1) in einen Zylinder <10) übergeht, der einen gemeinsamen Anschluß (29) für das Sekundärmedium aufweist und Dam-, !abscheider (27) enthält. r>