DE2252077B2 - Dampfturbinenkraftwerk mit einem Dampferzeuger sowie einer Dampfturbine mit Hoch- und Niederdruckteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Dampfturbinenkraftwerk, in dem ein Dampferzeuger und eine Dampfturbine mit einem Hochdruckteil und einem Niederdruckteil vorgesehen sind, der Niederdruckteil sich an einen Kühlflüssigkeitskreis mit einem Mischkondensator anschließt, zwischen Hochdruckteil und Niederdruckteil der Dampfturbine ein Dampftransformator vorgesehen ist, wobei der Dampfkreis des Hochdruckteils der Dampfturbine über die Primärseite des Dampftransformators und der Dampfkreis des Niederdruckteils der Dampfturbine über den Mischkondensator des Kühlflüssigkeitskreises und die Sekundärseite des Dampftransformators geschlossen sind.

Eine derartige Anlage ist durch die US-PS 32 57 806 bekannt Dabei wird das Kühlmittel für den Kühlflüssigkeitskreis des Niederdruckteils aus einer äußeren Quelle bezogen und dem Mischkondensator zugeführt, von wo es auf den Niederdruckteil der Turbine geht. Hier kommen also zwei verschiedene Flüssigkeiten zur Anwendung, deren eine als Arbeitsmittel und deren andere als Rückkühlmittel verwendet wird. Es handelt sich also bei der bekannten Anlage um eine solche mit einem offenen Kühlkreis.

Nun ist jedoch bei Atomkraftwerken damit zu rechnen, daß radioaktiver Dampf in die Dampfturbine gelangt, wie dies z. B. bei den sog. Siedewasserreaktoren der Fall ist Hier besteht im erhöhtem Maße die Gefahr, daß radioaktive Verunreinigungen nach außen gelangen, was insbesondere bei den erwähnten offenen Kühlkreisläufen befürchtet werden muß.

Durch die US-PS 33 65 888 ist es außerdem bekannt, zwei über einen Dampftransformator verbundene Kreisläufe mit Wasserdampf unterschiedlichen Druckes zu betreiben, um einerseits den Kreislauf mit dem Dampferzeuger vollständig von dem Arbeitsmittel des nachgeschalteten Kreislaufes zu trennen und andererseits eine Trocknung des Dampfes ohne besondere Dampftrockner zu erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei dem Dampfturbinenkrafiwerk eines Atomkraftwerkes, bei dem radioaktiver Dampf der Turbine zuströmt und somit die Gefahr der radioaktiven Verseuchung auch des Kühlwassers besteht, eine Anordnung so zu teffen, daß dieser Gefahr mit Sicherheit begegnet ist und somit den zunehmenden Forderungen an den Umweltschutz völlig Rechnung getragen wird. Dies soll bei hohem thermischen Wirkungsgrad der Anlage und trotzdem niedrigen Gestehungskosten erreicht werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Atomkraftwerk und Verwendung von Wasserdampf in beiden Kreisläufen im Kühlkreis des Mischkondensators ein Trockenkühlturm vorgesehen ίο ist, wobei das Kühlwasser in geschlossenem Kreislauf umgewälzt wird.

Diese Maßnahmen haben die Wirkung, daß durch die gleichzeitige Anwendung eines Dampftransformators in der Hochdruckstufe und eines Mischkondensators in der Niederdruckstufe mit geschlossenem Rückkühlkreislauf eine Trennung der radioaktiven Stoffe von der Umwelt in doppelter Weise gesichert ist. Der Dampftransformator verhindert, daß radioaktive Dämpfe aus der Hochdruckstufe der Turbine mit dem Rückkühlmittel der Niederdruckstufe im Mischkondensator in Berührung gelangen und es verunreinigen können. Darüber hinaus wird im Mischkondensator bereits ein Arbeitsmittel kondensiert, das keine unmittelbare Berührung mit dem radioaktiven Dampf der Hoclidruckstufe hatte. Aber selbst das dabei entstehende Kondensat ist daran gehindert, mit der Umwelt in unmittelbare Berührung zu gelangen, indem das Rückkühlmittel im geschlossenen Kreislauf über Oberflächenwärmetauscher eines Trockenkühlturmes geleitet und durch indirekte Luftkühlungs rückgekühlt wird.

Durch die Anwendung des Dampftransformators wird außerdem das Trocknen des Dampfes überflüssig, da der für die weitere Expansion zu nasse Dampf im J5 Dampftransformator niederschlägt, während an der Sekundärseite die Dampfmenge praktisch trocken ist. Außerdem ist ein Nacherhitzen des Dampfes mit Rücksicht auf den Temperaturabstand im Dampftransformator notwendigerweise verhältnismäßig geringer. Schließlich sind die Gestehungskosten der erfindungsgemäßen Anlage vergleichsweise gering, indem anstatt eines Oberflächenkondensators ein Mischkondensator mit wesentlich geringeren Abmessungen der Niederdruckstufe nachgeschaltet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Ein Atomreaktor 1, z. B. der Siedewasser-Bauart, ist über eine Dampfleitung 2 mit dem Hochdruckteil 3 einer Dampfturbine verbunden. Der Hochdruckteil 3 der Dampfturbine ist über eine weitere Dampfleitung 4 mit der Primärseite eines Wärmetauschers oder Dampftransformators 5 verbunden. Die Primärseite des Dampftransformators 5 schließt sich über eine Kondensatleitung 7 mit einer Umwälzpumpe 6 wieder an den Atomreaktor 1 an.

Die Sekundärseite des Dampftransformators 5 ist mit

dem Niederdruckteil 8 der Dampfturbine verbunden, dessen Ausgang in einen Mischkondensator 9 mündet.

Der Wasserraum 14 des Mischkondensators 9 ist über

eine Förderpumpe 11 einerseits über eine Leitung 12 mit der Sekundärseite des Dampftransformators 5 und andererseits über eine Kondensatleitung 13 mit den

Wärmetauschern eines Kühlturmes 10 verbunden. Die Wärmetauscher des Kühlturmes 10 sind mit einer Rieselanlage im Mischkondensator 9 verbunden.

Die Wirkungsweise der dargestellten Anlage ist folgendermaßen:
Der im Atomreaktor 1 erzeugte Dampf gelangt über

die Dampfleitung 2 in den Hochdruckteil 3 der Dampfturbine 3,8. Der im Hochdruckteil 3 expandierte Dampf strömt über die Dampfleitung 4 in die Primärseite des Dampftransformators 5, wo er niedergeschlagen und von wo er als Kondensat durch die Umwälzpumpe 6 über die Kondensatleitung 7 in den' Atomreaktor 1 zurückbefördert wird.

Durch die an der Primärseite des Dampftransformators 5 freiwerdende Wärme des dort niedergeschlagenen Dampfes wird an der Sekundärseite des Dampftransformators über die Kondensatleitung 12 zuströmendes Kondensat verdampft, wobei der Dampf dem Niederdruckteil 8 der Dampfturbine 3, 8 zuströmt. Der expandierte Dampf gelangt aus dem Niederdruckteil 8 in den Mischkondensator 9, wo er durch das durch die Rieselanlage zuströmende Kühlwasser kondensiert wird. Das Kondensat wird aus dem Wasserraum 14 des Mischkondensators 9 durch die Förderpumpe Ii entfernt. Ein Teil des Kondensats gelangt über die Kondensatleitung 12 in die Sekundärseite des Dampftransformators 5, wobei die Menge des Kondensats der

ί Menge des kondensierten Dampfes entspricht. Der andere Teil des Kondensats, dessen Menge der Kühlwassermenge entspricht, wird über die Kondensatleitung 13 in den Kühlturm 10 zurückbefördert und dort rückgekühlt, um als Kühlwasser wieder der Rieselanlage

in des Mischkondensators 9zuzuströmen.

Wie ersichtlich, ist durch den Dampftransformator 5 der radioaktive Dampfkreis 1 bis 7 vom übrigen Teil der Anlage, insbesondere vom Niederdruckdampfkreis 8,9, 11, 12 und dem Kühlwasserkreis 9, 11, 13, 10 derart

Ii getrennt, daß an der Sekundärseite des Dampftransformators 5 keine radioaktive Verunreinigung auftreten kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnunacn

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Dampfturbinenkraftwerk, in dem ein Dampferzeuger und eine Dampfturbine mit einem Hochdruckteil und einem Niederdruckteil vorgesehen sind, der Niederdruckteil sich an einen Kühlflüssigkeitskreis mit einem Mischkondensator anschließt, zwischen Hochdruckteil und Niederdruckteil der Dampfturbine ein Dampftransformator vorgesehen ist, wobei der Dampfkreis des Hochdruckteils der Dampfturbine über die Primärseite des Dampftransformators und der Dampfkreis des Niederdruckteils der Dampfturbine über den Mischkondensator des Kühlflüssigkeitskreises und die Sekundärseite des Dampftransformators geschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Atomkraftwerk und Verwendung von Wasserdampf in beiden Kreisläufen im Kühlkreis des Mischkondensators (9) ein Trockenkühlturm (10) vorgesehen ist, wobei das Kühlwasser in geschlossenem Kreislauf umgewälzt wird.