DE2262150B2 - Dampferzeuger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger, insbe-■ondere für Druckwasserreaktoren, mit einem vom Speisewasser umströmten l*-Rohrbündel und einem das U-Rohrbündel umgebenden Mantel, der mit dem Cehäuse des Dampferzeugers einen Fallraum bildet, «owie mit einem den kalten Schenkel des U-Rohrbündels umschließenden Vorwärmer, in dem zumindest ein Teil des dem Dampferzeuger zugeführten Speisewaslers in Richtung des Rohrbodens strömt.

Ein solcher Dampferzeuger ist bereits vorgeschlagen Worden (DT-OS 22 32 754, insbesondere Fig. 1 und 3). tr hat gegenüber einem anderen bekannten Dampferteuger des U-Rohrbündel-Typs (US-PS 34 83 848) den Vorteil, daß innerhalb des Vorwärmers ein Teil des dem Dampferzeuger zugeführten Speisewassers in Richtung des Rohrbodens strömt, wodurch der entspre- so chende Rohrbodenteil bespült wird und hier sogenannte Totwasserzonen weitgehend vermieden sind.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, auch im Rohrbodenbereich des sogenannten heißen Schenkels eine intensive Speisewasserströmung herbei- ss zuführen. In diesem Bereich sollen durch die Erfindung durch eine intensive Strömung Konzentrationen von Korrosionsprodukten, die insbesondere an heißen Stellen des Dampferzeugers vorkommen können, mit Sicherheit vermieden werden. Die Erfindung hat sich jedoch nicht nur eine Verbesserung der Strömungsverteilung zum Ziel gesetzt, sondern auch eine Reduzierung der Wärmespannungen im genannten Rohrbodenbereich, die ebenfalls eine Gefährdung von Dampferzeugern bewirken könnten.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem Dampferzeuger der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vom rohrbodenseitigen Austritt des Vorwärmers Speisewasserrohre zum Rohrbodenbereich des heißen Schenkels des U-Rohrbündels führen, deren Einiaßquerschnitt zur Einstellung der Durchströmmenge einstellbar ausgeführt ist. Auf diese Weise w!*-d die Strömung im Bereich des Rohrbodens am heißen Ende des Rohrbündels verstärkt. Man vermeidet dadurch sogenannte Totwasserzonen, die mit vorzeitigem Ausdampfen und Salzkonzentrationen die Korrosionsgefahr im Rohrbodenbereich vergrößern wurden. Dabei ergibt die Führung der Speisewasserrohre im Rohrbündel zugleich eine Aufheizung, die Wärmeschocks im Bereich des heißen Endes vermeidet.

Um die Korrosion im Rohrboden-Bereich von U-Rohrbündel-Verdampfern zu vermeiden bzw. zu reduzieren ist es zwar an sich bekannt, oberhalb des Rohrbodens mit Durchlässen versehene Führungsmittel vorzusehen, welche zur Verteilung des Flüssigkeitsstromes entlang des mit Rohren bestückten Teils des Rohrbodens sowie zur Bildung von nach oben abzweigenden Zweigströmen dienen (CH-PS 5 27 390). Hierbei handelt es sich jedoch um einen Dampferzeuger ohne Vorwärmer, so daß die erfindungsgemäßen Effekte, nämlich die intensive Bespülung des Rohrbodens sowohl im Vorwärmerbereich als auch im Bereich des heißen Schenkels, nicht vorhanden sind. Weiterhin ist die Kühlung des kartenförmigen Rohrbodens eines Heiagasverteilers für einen nach dem Heizrohrprinzip arbeitenden Dampfkessel bekannt (DT-OS 19 59 228), und zwar mittels siedenden Wassers, welches aus einem Vorverdampfer in die durch einen Doppelboden gebildete Kammer des kugelförmigen Rohrbodens geleitet wird. Hier handelt es sich darum, die Wärmespannungen im Rohrboden des Heizgasverteilers zu vermeiden durch die Bespülung mit siedendem Wasser, dessen Wärmeübergangswert in diesem Zustand sein Maximum hat. Es geht nicht um das Problem, die schädlichen Korrosionsprodukte im Rohrbodenbereich des Vorwärmers und des heißen Schenkels bei einem U-Rohrbündel-Dampferzeuger zu vermeiden.

Vorteilhafterweise verlaufen die Speisewasserrohre parallel zu den Rohren des Rohrbündels. Sie können dann mit den gleichen Befestigungsmitteln festgelegt werden. Zweckmäßig sind die Speisewasserrohre über den Rohrboden am heißen Ende verteilt, um die Strömung so gleichmäßig wie möglich zu gestalten.

Es erscheint empfehlenswert, den Speisewasserrohren einen mehrfach größeren Durchmesser als den Rohren des Rohrbündels zu geben, damit auch mit wirtschaftlich wenigen Rohren genügend große Speisewassermengen zum Rohrboden geführt werden können. In diesem Falle ist das erfindungsgemäße Merkmal, den Einlaßquerschnitt dieser Rohre zur Einstellung der Durchströmmenge einstellbar aufzuführen, in besonders günstiger Weise zu realisieren. Dies kann insbesondere dadurch geschehen, daß man am Eintrittsende, gegebenenfalls aber auch am Austritt, den Querschnitt der Speisewasserrohre durch Drosseln auf das für eine optimale Strömungsverteilung richtige Maß einstellt.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.

In F i g. 1 ist schematisch vereinfacht ein Dampferzeuger 1 für einen nicht weiter gezeichneten Druckwasserreaktor in einem Längsschnitt gezeichnet. Der Dampferzeuger besitzt als Wärmetauscher ein U-förmiges Rohrbündel 2, dessen symmetrisch zueinander liegende Schenkel 3 und 4 mit ihren freien Enden in

einer zylindrischen Rohrplatte 5 befestigt sind. Unterhalb der Rohrplatte sitzt ein Kugelboden 6, der durch eine Trennwand 7 in eine Einiaßkammer 8 und eint Auslaßkammer 9 für das Primärkühlmittel des Druckwasserreaktors unterteilt ist. Daraus ergibt sich Jne Strömung in Richtung des Pfeiles 12 in den heißen Schenkel 3 des U-RohrbündeU hinein und in Rich'ung des Pfeils 13 aus dem kalten Schenkel 4 des U-Rohrbündels 2 heraus.

Das U-Rohrbündel 2 ist mit einem Man'el 14 umgeben, der den Fallraum 15 zwischen der Wand 16 des Damplerzeugers und dem Mantel 14 begrenzt und vom Siederaum 17 mit dem Rohrbündel 2 trennt. An diesem Mantel 14 ist im Bereich des kalten Schenkels 4 ein Vorwärmer 20 vorgesehen, der unmittelbar mit dem Speisewassereinlaß 21 in Verbindung steht.

Der Vorwärmer 20 ist durch Bleche 22 unterteilt, so daß eine mäanderförmige Strömung entsteht, die vom Einlaß 21 ausgehend nach oben und nach unten verläuft. Das vorgewärmte Speisewasser tritt damit einmal durch nicht weiter gezeichnete Auslaßöffnungen 23. die einstellbar sein können, nach oben in den Siederaum 17 des Dampferzeugers ein. Ein Teil des nach unten gerichteten Speisewasserstroms wird jedoch entsprechend dem einstellbaren Einlaßquerschnitt 24 von Speisewasserrohren 25 zum Bereich 26 des Rohrbodens 5 geführt, wo der heiße Schenkel des U-Rohrbündels befestigt ist. Aus diesen Rohren 25 tritt das im Verlauf des Rohrbündels 2 weiter aufgeheizte Speisewasser in der Nahe des heißen Bereiches 26 aus, so daß dort eine intensive Strömung vorliegt. Dadurch wird die Ansammlung von Korrosionsprodukten vermieden.

In F i g. 2 ist in einem Quadranten in größerem Maßstab gezeichnet, daß die .Speisewasserrohre 25 über den Rohrboden 5 «veitgehend gleichmäßig verteilt sind. Sie sind dabei in Reihen 27 angeordnet. Innerhalb dieser Reihen 27 sind die Rohre 25 gegeneinander so versetzt, daß durch Ausnutzung der sich aus der Heizrohrteilung ergebenden Rohrgassen eine gleichmäßige Verteilung des zugeführten Speisewassers erreicht wird.

In F i g. 3 ist in einem noch größeren Maßstab dargestellt, daß die Speisewasserrohre 25 einen mehrfach größeren Durchmesser als die einzelnen Rohre 30 des Wärmetauschers aufweisen. Beim Ausführungsbeispiel beträgt das Durchmesserverhältnis etwa 1 :3. Dennoch sind die Speisewasserrohre 25 ebenfalls in einem Gitter 31 festgelegt, das zur Distanzierung der Rohre 30 des Rohrbündels 2 dient. Zu diesem Zweck sind von jeweils drei /um Gitter 31 gehörenden Stäben zwei weggelassen, um den für die Unterbringung der Rohre 25 notwendigen größeren Raum zu schaffen. Speisewasserrohre 25 und Wärmetauscherrohre 30 verlaufen also parallel zueinander durch das ganze Rohrbündel 2.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Dampferzeuger, insbesondere für Druckwasserreaktoren, mit einem vom Speisewasser umströmten U-Rohrbündel und einem das U-Rohrbündel umgebenden Mantel, der mit dem Gehäuse des Dampferzeugers einen Fallraum bildet, sowie mit einem den kalten Schenkel des U-Rohrbündels umschließenden Vorwärmer, in dem zumindest ein Teil des dem Dampferzeuger zugeführten Speisewassers in Richtung des Rohrbodens strömt, dadurch gekennzeichnet, daß vom rohrbodenseitigen Austritt des Vorwärmers (20) Speisewasserrohre (25) zum Rohrbodenbereich (26) des heißen Sehenkels des U-Rohrbündels (2) führen, deren Einlaßquerschnitt zur Einstellung der Durchströmmenge einstellbar ausgeführt ist.

2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisewasserrohre (25) paral-IeI zu den Rohren (30) des Rohrbündels (2) verlaufen.

3. Dampferzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisewasserrohre (25) über den Rohrboden (5) am heißen Ende verteilt sind.

4. Dampferzeuger nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisewasserrohre (25) einen mehrfach größeren Durchmesser als die Rohre (30) des Rohrbündels (2) aufweisen.