DE2259076A1 - Dampferzeuger - Google Patents

Description

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SSERKRADE AKTIENGESELLSCHAFT Oberhausen, den 24.11»1972

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Dampferzeuger.

Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger, in dessen Gehäuse mehrere Heizelemente angeordnet sind, die von einem unten offenen und oben durch eine Abschlußplatte abgedichteten Mantel umgeben sind, wobei auf der Abschlußplatte Dampfabscheider vorgesehen sind. '

Bei derartigen Dampferzeugern muß der Wasserstand genau auf einer bestimmten Höhe gehalten werden.

Schon bei geringem Absenken des Wasserstandes von der vorgeschriebenen Höhe ist eine einwandfreie Funktionsweise der Abscheider nicht mehr gewährleistet. Trotz der Anordnung eines dampfabweisenden Siphons im Wasserauslaßquerschnitt der Abscheider kann Dampf zusammen mit dem Wasser austreten, wenn der Wasserspiegel im Dampferzeuger um einen bestimmten Wert fällt.

Die Anwesenheit von Dampf im Wasserrücklauf hat schwerwiegende Nachteile. Der Dampfanteil im Rücklauf verringert das Gewicht der Wassersäule. Dadurch kann der Naturumlauf des Wassers im Dampferzeuger zusammenbrechen. In diesem Falle besteht

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Gefahr, daß die Dampferzeugung instabil wird, indem Schwingungen im Dampferzeuger auftreten. Bei Siedewasserreaktoren mit Zwangsumlauf wird durch Dampf im Rücklauf die kritische Heizflächenbelastung herabgesetzt und es kann zu Kavitation in den Pumpen kommen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einwandfreie Punktionsweise der Dampfabscheider auch bei sinkendem Wasserstand im Dampferzeuger zu gewährleisten und gleichzeitig der Gefahr zu begegnen, daß die Dampferzeugung instabil wird.

Das geschieht bei dem eingangs geschilderten Dampferzeuger gemäß der Erfindung dadurch, daß an dem Rand der Abschlußplatte ein Überlaufblech angeordnet ist, das die Dampfabscheider umgibt und dessen Oberkante oberhalb des Wasserausflusses der Dampfabscheider vorgesehen ist.

Das erfindungsgemäß angeordnete Überlaufblech bildet zusammen mit der Abschlußplatte eine Art Wassertasse. Diese Wassertasse ist während des Betriebes stets mit Rücklaufwasser gefüllt, und zwar auch dann, wenn der Wasserstand im Dampferzeuger sinkt. Durch die überraschend einfache Anordnung des Überlaufbleches kann auf einen eng begrenzten Regelbereich des Wasserstandes verzichtet werden. Die dazu erforderlich gewesenen Regeleinrichtungen sind sehr aufwendig. Bei dem erfindungsgemäßen Dampferzeuger kann demgegenüber der Wasserstand ohne die geschilderten nachteiligen

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Folgen um eine beträchtliche Höhe abfallen. Trotzdem wird kein Dampf oder höchstens eineunbeachtliehe Menge an Dampf aus dem Wasserausfluß der Dampfabscheider austreten.

Bei dem geschilderten Dampferzeuger wird der Wasserrücklauf, über, den Rand des Rücklaufbleches tretend, in den Dampferzeugerraum gelangen. Strömungstechnisch ist es günstiger, wenn der Rücklauf unterhalb des normalen Wasserstandes eintritt. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß an der Unterkante des Überlaufbleches Ablauflöcher für das Rücklaufwasser vorgesehen sind, deren Querschnitts fläche auf etwa die Hälfte der durchfließenden Wassermenge ausgelegt ist. Diese Bemessung der Austrittsfläche bewirkt, daß bei einem vollständigen Ausfall der Wasserzufuhr aus der Frisehwasserleitung das von dem Überlaufblech aufgestaute Rüeklaufwasser nur langsam abfließt, so daß auch in diesem Falle noch ein Austreten von Dampf wenigstens über einen gewissen Zeitraum verhindert wird.

Die Erfindung sei an dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel und der Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Dampferzeuger mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

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Pig. 2 gibt die erfindungsgemäße Vorrichtung im vergrößerten Maßstab wieder.

In dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel ist der Einsatz der Erfindung in einem U-Rohr-Wärmetauscher mit stehendem Rohrbündel beschrieben. Dieser Dampferzeuger besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 1, in dem ein Bündel mit haarnadelförmig gebogenen Heizrohren (U-Rohren) angeordnet ist. Die Heizrohre 2 sind dicht in den Rohrboden 3 eingesetzt, an den sich die Sammler 4 und 5 anschließen. Das Heizmittel tritt in den Sammler 4 ein, durchströmt die Heizrohre 2 und wird anschließend aus dem Sammler 5 abgeführt.

Das Bündel der Heizrohre 2 ist von einem zylindrischen Blechmantel 6 umgeben, der unten geöffnet ist. Der Blechmantel 6 ist mit Abstand von der Innenwand

des Gehäuses 1 und vom Rohrboden 3 angeordnet. Oberhalb der Heizrohre 2 ist der Blechmantel 6 durch eine Abschlußplatte 7 abgedichtet. Die Abschlußplatte 7 nimmt an sich bekannte, nach dem Prinzip der Fliehkraftabscheider arbeitende Dampfabscheider 8 auf.

Über eine Speisewasserleitung 9 wird dem Dampferzeuger Speisewasser zugeführt. Dieses fließt durch den Ringspalt 10 zwischen dem Blechmantel 6 und dem Gehäuse 1, tritt über den Rohrboden 3 waagerecht in das Bündel der Heizrohre 2 ein und steigt zwischen ihnen auf. Auf dem Wege zwischen den Heizrohren 2 wird das Wasser durch Wärmeübertragung bis zum Siedepunkt er-

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wärmt und schließlich verdampft. Der entstehende Dampf tritt mit dem nichtverdampften mitgerissenen Wasser als Gemisch aus dem Bündel der Heizrohre aus, gelangt in die Dampfabscheider 8 und wird dort vorgetrocknet. Der vorgetrocknete Dampf entweicht durch die Dampfauslaßquerschnitte 11, während das durch die im Dampfabscheider erzeugte Rotationsbewegung des Gemisches abgetrennte Wasser die Dampfabscheider 8 durch die Wasseraustrittsquerschnitte 12 verläßt. In dem Wasseraustrittsquerschnitt 12 der Dampfabscheider 8 ist eine siphonartige Sicherung 13 vorgesehen, durch die verhindert werden soll, daß der Dampf zusammen mit dem Wasser austritt. Trotzdem kann Dampf austreten, wenn der Wasserstand im Dampferzeuger, ausgehend von der normalen Höhe 14, absinkt. Aus diesem Grunde ist es notwendig, daß der Wasserstand in einem eng begrenzten Bereich gehalten wird.

Um einen weiteren Regelbereich des Wasserstandes einhalten zu können und zu verhindern, daß Dampf aus dem Wasserauslaß der Abscheider austritt, ist ein Überlaufblech 15 vorgesehen. Dieses Überlaufblech 15 ist an dem Rand der Abschlußplatte 7 angeordnet und umgibt ringförmig die Dampfabscheider 8. Die Oberkante 16 des Überlaufbleches 15 liegt höher als der Wasserauslaßquerschnitt 12 der Dampf-

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abscheider 8. Das Überlaufblech 15 bildet zusammen mit der Abschlußplatte 7 eine Wassertasse, die im Betrieb stets mit Wasser gefüllt ist. Der vorhandene Wasserstand verhindert ein Austreten des Dampfes auch dann, wenn der Wasserstand im Dampferzeuger, ausgehend von der normalen Höhe 14, absinkt.

An der Unterkante 17 des Überlaufbleches sind Abflußlöcher 18 vorgesehen. Diese liegen unterhalb des normalen Wasserstandes. Die Querschnittsfläche der Ablauflöcher ist geringer als für das Ausfließen des gesamten Wasserrücklaufes notwendig wäre. Vorzugsweise sind sie auf die Hälfte der zu erwartenden Wasserrücklaufmenge ausgelegt.

Die Erfindung kann außer bei dem beschriebenen auch bei einem Dampferzeuger anderer Bauart, z.B. solchem mit Gradrohrbündeln, eingesetzt werden. Ebenso läßt sie sich auf Siedewasserreaktoren anwenden. Hierbei sind als Heizelemente anstelle der von einem Heizmittel durchflossenen, U-förmig gebogenen Rohre die Brennelemente des Kernreaktors anzusehen.

Pat entansprüche:

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Claims (2)

24.11.1972 Patentansprüche:

1.)) Dampferzeuger, in dessen Gehäuse mehrere Heizelemente angeordnet sind, die von e-inem unten offenen und oben durch eine Abschlußplatte abgedichteten Mantel umgeben sind, wobei auf der Abschlußplatte Dampfabscheider vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet , daß an dem Band der Abschlußplatte (7) ein Überlaufblech (15) angeordnet ist, das die Dampfabscheider (8) umgibt und dessen Oberkante (16) oberhalb des V/asserausflusses (12) der Dampfabscheider (8) vorgesehen ist.

2.) Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch g e kennze ichne t , daß an der Unterkante (17) des Überlaufbleches (15) Ablauflöcher (18) vorgesehen sind, deren Querschnittsfläche auf etwa die Hälfte der durchfließenden Wassermenge ausgelegt ist.

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