DE2312165B2 - Dampfstrahlkondensator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dampfstrahlkondensator, bei dem der Dampf über zumindest ein vertikal verlaufendes Dampfrohr einer Flüssigkeitskammer zugeführt wird, wobei das Dampfrohr unter Bildung einer Ringzone von einem vollständig in die Flüssigkeit der Flüssigkeitskammer eingetauchten Flüssigkeitsumlaufrohr mit auslaßseitig über das Dampfrohr hinaus verlängertem Fortsatz umgeben ist. Ein derartiger Dampfstrahlkondensator ist aus der deutschen Patentschrift 962 705 bekannt.

Die Kondensation von Dampf durch Einleiten in eine Flüssigkeit wird vor allem in Kernkraftwerken angewendet. So besitzen beispielsweise Leichtwasserreaktoren, insbesondere Siedewasserreaktoren, heute üblicherweise ein Druckabbausystem, das innerhalb des Sicherheitsbehälters angeordnet ist. Der Hauptzweck eines Druckabbausystems ist es, im Falle eines Dampfaustritts aus dem Reaktorkühlsystem durch rasche Kondensation des Dampf-Wasser-Gemisches den Druck im Sicherheitsbehälter wirksam abzubauen.

Für den Kondensationsvorgang in derartigen Druckabbausystemen ist von Bedeutung, daß unterschiedliche Dampfstromdichten vorhanden sein können.

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Um den Anforderungen der Beherrschung eines breiten Spektrums von Dampfstromdichten in einem Dampfstrahlkondensator gerecht zu werden, waren konstruktive Maßnahmen erforderlich, die zu einer Abwandlung der ehemals einfachen, glatten Dampfstrahlrohre führten.

Bei dem bekannten Dampfstrahlkondensator nach der deutschen Patentschrift 962 705 strömt der Dampf zunächst in seiner ursprünglichen Richtung in die Wasservorlage ein. Das Flüssigkeitsumlaufrohr ist bei dieser Vorrichtung als Venturirohr ausgebildet, an dessen engster Stelle ein Drehflügel angeordnet ist, um so die Mischung der Flüssigkeit mit dem Dampf innerhalb des Venturirohres zu fördern. Zur Verbesserung der Mischung innerhalb der Flüssigkeitskammer ist innerhalb derselben, in der Nähe des unteren Endes des Venturirohres, eine Leitvorrichtung vorgesehen. Durch diese zusätzliche Drehflügel und Leitvorrichtung außerhalb des Venturirohrs kommt es, im besonderen bei großen Dampfströmen, zu einer heftigen Verwirbelung des ausströmenden Dampf-Wasser-Gemisches. Dabei entstehen Geräusche, Vibrationen und Schläge, wobei die letzteren eine hohe mechanische Belastung des Flüssigkeitsbehälters zur Folge haben und zu dessen Beschädigung führen kön

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Dampfstrahlkondensator zu schaffen, bei dem eine ruhige Kondensation in weiten Massenstrombereichen gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Dampfstrahlkondensator der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Dampfrohr auslaßseitig in ein Verteilerstück übergeht, weiches an seinem Umfang mehrere, dampfseitig geneigt gegen die Vertikale angeströmte, spaltförmige Dampfausströmöffnungen aufweist, und daß das Flüssigkeitsumlaufrohi auch dab Verteilerstück unter Bildung einer Ringzone umgibt und in seiner Form an das Verteilerstück angepaßt ist.

Die Vorteile der Erfindung gegenüber dem eingangs genannten Dampfstrahlkondensator sind darin zu sehen, daß, trotz einfachster Konstruktion, die auf zusätzliche Einbauten wie Drehflügel und zusätzliche Leitvorrichtungen verzichtet, eine ruhie Kondensation in weiten Massenstrombereichen gewährleistet ist. Durch die geneigt zur Vertikalen angeströmten Dampfausströmöffnungen ist überdies eine Anpassung an die konstruktiven Gegebenheiten der Flüssigkeitskammer möglich, so daß eine gleichmäßige Erwärmung der Flüssigkeit erreicht werden kann.

Mit einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, nach der die spaltförmigen Dampfausströmöffnungen nebeneinander derart angeordnet sind, daß die Schmalseiten der Dampfausströmöffnung in der Horizontalen liegen, kann eine weitere Beruhigung des Kondensationsvorganges erzielt werden. Die aus diesen Dampfausströmöffnungen austretenden Dampfströme sind von flacher aufrechtstehender Form und werden so auf beiden Seiten von der durch das Flüssigkeitsumlaufrohr hervorgerufenen Strömung umspült. Weiterhin ist bei dieser Ausgestaltung von Vorteil, daß die Anzahl der auf einer Höhe liegenden spaltenförmigen Dampfausströmöffnungen den Betriebsbedingungen angepaßt werden kann.

Wenn die Dampfstromdichte in einem sehr weiten Bereich schwankt, kann der Dampfstrahlkondensator

gemäß der Erfindung besonders den kleinen Dampfftromdichten angepaßt und eventuell völlig geschlossen werden. Zu diesem Zweck wird vorgesehen, daß der Querschnitt der Dampfausströ.nöffnungen verändert werden kann, beispielsweise indem eine Seite der Dampfausströmöffnungen drohbar ist und die gewünschte Höhe, eventuell auch automatisch, eingestelltwerden kann, so daß die optimalen Ausströmbedingungen erreicht werden. Auch an der Begrenzung der Dampfausströmöffnungen angebrachte Klappen können zu diesem Zweck verwendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Dampfstrahlkondensator im Längstchnitt,

Fig. 2 den Dampfstrahlkondensator nach Fig. 1 im Querschnitt.

In der Zeichnung ist nur das in die Fiüssigkeitsvorlage 1 eintauchende Dampfaustrittsende des Dampfstrahlkondensators dargestellt. Dieses Austrittsende besteht aus einem an das ursprünglich gerade auslaufende Dampfrohr 2 angeschweißten Vei teilerstuck 3 mit gegen die Vertikale geneigter Ausstrnmrichtung und spaltenförmigen Dampfausströmöffnungen 4. Dieses Verteilerstück 3 ist unter Bildung einer Ringzone 7 von einem in der Form angepaßten Flüssigkeitsumlaufrohr 8 umgeben. Dabei sind die Schenke! 5 des Flüssigkeitsrohrs 8 über die Schenkel 6 des Verteilerstückes 3 hinaus verlängert, um so eine geordnete Strömung der Flüssigkeit zu gewährleisten. Durch die Neigung der Ausströmrichtung gegen die Vertikale lassen sich die Strömungen in der Flüssigkeitsvorlage beeinflussen. Dabei kann die Richtung

¹S des ausströmenden Dampfes und des durch den Fortsatz strömenden Wassers entsprechend den gewünschten Wirkungen und angepaßt an die jeweiligen räumlichen Verhältnisse in der Flüssigkeitskammer beliebig gewählt werden, z. B. auch um 90° gegen die

»° Vertikale geneigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche: 23

1. Dampfstrahlkondensator, bei dem der Dampf über ein vertikal verlaufendes Dampfrohr einer Fiüssigkeitskammer zugeführt wird, wobei das Dampfrohr unter Bildung einer Ringzone von einem vollständig in die Flüssigkeit der Flüssigkeitskammer eingetauchten Flüssigkeitsumlaufrohr mit auslaßseitig über das Dampfrohr hinaus « verlängertem Fortsatz umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dampfrohr (2) auslaßseitig in ein Verteilerstück (3) übergeht, welches an seinem Umfang mehrere, dampfseitig geneigt gegen die Vertikale angeströmte, spaltförmige ¹S Dampfausströmöffnungen (4) aufweist, ur;d daß das Flüssigkeitsumlaufrohr (8) auch das Verteilerstück (3) unter Bildung einer Ringzone umgibt und in seiner Form an das Verteilerstück (3) angepaßt ist. so

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spaltförmigen Dampfausströmöffnungen (4) nebeneinander angeordnet sind, wobei die Schmalseiten der spaltförmigen Dampfausströmöffnungen (4) in der Horizontalen "5 liegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Mittel vorgesehen sind, die eine gesteuerte oder geregelte Veränderung des Querschnitts der Dampfaus-Strömöffnungen (4) während des Betriebes erlauben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Mittel zur Veränderung des Querschnitts der Dampf ausström-Öffnungen (4) aus außen an der Begrenzung der Dampfausströmöffnungen (4) angebrachten Klappen bestehen.