DE2343576B2 - Dampferzeuger fuer druckwasserreaktoren mit einem geraden, vom druckwasser durchflossenen rohrbuendel und einem teilstromvorwaermer - Google Patents
Dampferzeuger fuer druckwasserreaktoren mit einem geraden, vom druckwasser durchflossenen rohrbuendel und einem teilstromvorwaermerInfo
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- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21D—NUCLEAR POWER PLANT
- G21D5/00—Arrangements of reactor and engine in which reactor-produced heat is converted into mechanical energy
- G21D5/04—Reactor and engine not structurally combined
- G21D5/08—Reactor and engine not structurally combined with engine working medium heated in a heat exchanger by the reactor coolant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/023—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers with heating tubes, for nuclear reactors as far as they are not classified, according to a specified heating fluid, in another group
- F22B1/026—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers with heating tubes, for nuclear reactors as far as they are not classified, according to a specified heating fluid, in another group with vertical tubes between to horizontal tube sheets
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
- F22D1/00—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
Description
.15
Für Druckwasserreaktoren werden im allgemeinen Dampferzeuger verwendet, die ein U-förmiges, vom
Druckwasser durchflossenes Rohrbündel aufweisen, das mit den Ein- und Austrittsrohren in eine gemeinsame
Rohrplatte eingeschweißt ist. die Eintrittshälfte dieser Rohrplatte ist 30 bis 35° heißer als die Austritlshälftc, so
daß beträchtliche Spannungen entstehen, die mit größerem PlattendurchmesEer ansteigen. Außerhalb des
Rohrbündels strömt das zu verdampfende Wasser entsprechend einem Naturumlaufsystem. Andere bekannte
Dampferzeuger besitzen gerade oder treppenförmige Rohre, bei denen die Druckwassereintrittskammer
und die Druckwasseraustrittskammer an entgegengesetzten Enden des Dampferzeugers liegen, so daß
innerhalb der Rohrplatte keine Spannungen entstehen. Die Heizflächen sind dabei so dimensioniert, daß leicht
überhitzter Dampf entsteht und somit Wasserabscheider nicht erforderlich sind.
In der DT-OS 21 22 837 ist ein derartiger Wärmetauscher
beschrieben, bei dem zur Vermeidung von Spannungen zwischen Gehäuse und Rohrbündel die
Rohre treppeniörmig abgebogen sind.
Ein Wärmetauscher /ur Verdampfung von Speisewasser mit geraden, vom Druckwasser eines Kernreaktors
durchflossenen Rohren ist weiterhin aus der US-PS (10 34 12 713 bekannt. Hier erstrecken sich die Rohre für
das Druckwasser zwischen einer über ein Zcntralrohr gespeisten Einlaßkammer, die verschiebbar gegen das
Gehäuse am oberen Ende des Wärmetauschers angeordnet ist und einer am Riß des Wärmetauschers (\s
vorgesehenen Auslaßkammer für das Druckwasser. Temperaturänderungen wie sie vor allen Dingen beim
Anfahren des Dampferzeugers auftreten, werden hier also durch wärmebewegliche Lagerung einer Einiaßkammer
im Gehäuse aufgefangen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dampferzeuger für Druckwasserreaktoren
mit geraden Rohren zu schaffen, bei dem nicht nur im Dauerbetrieb, sondern auch beim Anfahren nur
geringe Temperaturunterschiede zwischen dem Rohrbündel und dem Gehäuse auftreten, so daß besondere
Maßnahmen zum Ausgleich der unterschiedlichen Temperaturdehnungen weilgehend entfallen können.
Die Erfindung geht davon aus, daß die wesentlichen Temperaturunterschiede sich beim Anfahren einstellen
und im unteren Bereich des Dampferzeugers, wo das unterkühlte Speisewasser eintritt, am größten sind.
Die Erfindung betrifft damit einen Dampferzeuger für Druckwasserreaktoren mit einem in einem Gehäuse
angeordneten, vom Druckwasser durchflossenen geraden Rohrbündel, bei oem sich die Druckwassereintrittskammer
und die Druckwasseraustrittskammer an entgegengesetzten Enden des Gehäuses befinden und
das in einem gesonderten Wärmelauscher vorgewärmte Speisewasser das Gehäuse zwischen dem Rohrbündel
einmal durchströmt, dabei verdampft und leicht überhitzt wird.
Das Neue besteht erfindungsgemäß darin, daß die Druckwasseraustrittskammer mit zwei Druckwasseraustrittsleitungen
unterschiedlichen Durchmessers ver sehen is:, von denen die Leitung mit dem kleineren
Durchmesser zu einem druckwasserbeheizten Teilstromvorwärmer für das Speisewasser führt, daß die
Druckwasseraustrittsleitung des Teilstromvorwärmers mit einem Regelventil zur Steuerung der den Teilstromvorwärmer
durchsetzenden Druckwassermenge versehen ist und daß diese Druckwasseraustrittsleitung
anschließend in die Druckwasseraustrittsleitung des Dampferzeugers mit dem größeren Durchmesser
einmündet.
Aus der schweizerischen Patentschrift 4 40 468 ist es bei einer Kernreaktoranlage bereits bekannt geworden,
einen Speisewasservorwärmer vorzusehen, der mit Frischdampf beheizt wird. Eine Verminderung der
Temperaturunterschiede zwischen Eintritt und Austritt des zu verdampfendenWassers in einem Wärmetauscher
zur Dampferzeugung ist damit allerdings beim Anfahren nicht erreichbar, da gerade in der Anfangsphase des Anfahrens Frischdampf mit der notwendigen
Temperatur nicht zur Verfügung steht. Erst der erfindungsgemäße Vorschlag schafft eine wirtschaftliche
und auch beim Anfahren wirksame Lösung zur Verminderung der Temperaturunterschiede durch Anwendung
eines zusätzlichen, vom eigentlichen Dampferzeuger getrennten und von einem Teil des Druckwassers
beheizten Teilstromvorwärmers. Hierdurch wird erreicht, daß die Spannungsprobleme im eigentlichen
Dampferzeuger für einen Druckwasserreaktor auch beim Anfahren wesentlich vermindert werden, ohne daß
große Abmessungen des Teilstromvorwärmers erforderlich sind.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung ist in der Zeichnung dargestellt. Der
Dampferzeuger besteht aus einem Gehäuse 1 mit einem Druckwassereintrittsstutzen 2, von dem aus das im
Kernreaktor erwärmte Druckwasser in die Druckwasscreinirittskammer
3 s'.römi. Von da aus gelangt das Druckwasser in das Innere der Rohre 4 eines
Rohrbündcls. Die Rchrc 4 verlaufen geradlinig im Gehäuse I von oben nach unten und münden am
unteren Ende des Gehäuses 1 in eine Druckwasseraus-
trittskammer 5. Die Druckwasseraustrittskammer 5 besitzt Anschlüsse für zwei Druckwasseraustrittsieitungen
6 und 7. Die Druckwasseraustrittsleitung 7 führt zu einem Teilstromvorwärmer 8, der ähnlich wie der
Dampferzeuger aufgebaut sein kann und ein Gehäuse 9 mit innenliegendem, geradlinig verlaufendem Rohrbündel
10 aufweist. Dieser Teilstromvorwärmer kann auch mit einem U-förmigen Rohrbündel gebaut werden, weil
bei dem kleinen Durchmesser keine unzulässigen Würmespannungen in der Rohrplatte entstehen. Nach
Durchströmen des Teilstrom Vorwärmers gelangt das über die Druckwasseraustrittsleitung 7 dem Teilstromvorwärmer
8 zugeführte Druckwasser über eine zugleich die Druckwasseraustrittsleitung des Teilstromvorwärmers
bildende Verbindungsleitung 11, in die ein Regelventil 12 eingeschaltet ist, zu einem Ejektor 13.
Dieser Ejektor 13 ist in die Druckwasseraustrittsleitung 6 eingeschaltet und bewirkt, daß ein ausreichender
Druckwasserteilstrom durch den Teilstromvorwärmer 8 fließt, der durch das Regelventil 12 beeinflußt werden
kann.
Bei dem erfindungsgemäßcn Dampferzeuger wird
das Regelventil 12 nun belastungsabhängig so geregelt.
daß im Teilstromvorwärmer einerseits keine Verdampfung des Speisewassers stattfindet, aber andererseits die
Temperatur bis in die Nähe der Verdampfungstemperatur gebracht wird. Das Speisewasser gelangt nach der
üblichen Regenerativvorwärmung über ein«.· Speisewassereintrittsleitung
14 mit einem Speisewasserventil 15 in den Teilstromvorwärmer 8, umspült dort das Rohrbündel
10 und verläßt den Teilstromvorwärmer 8 durch die Speisewasserleitungen 16 und 17. Diese münden in das
Gehäuse 1 des Dampferzeugers. Hier wird das Speisewasser verdampft und verläßt den Dampferzeuger
durch die Austrittsstutzen 18 und 19, von wo aus es zu den Turbinen geleitet wird. Im oberen Teil des
Rohrbündels befinden sich zur Verbesserung des Wärmeübergangs im Dampfbereich Lenkbleche 20. In
der Mitte des Gehäuses 1 ist dort außerdem ein Abscheider 21 für das sich in der Restverdampfungszone
anreichernde salzhaltige Wasser vorgesehen. Der Abscheider ist mit einem in der Achse des Gehäuses 1
verlaufenden Auslaßrohr 22 verbunden, über das — gesteuert durch ein Ventil 23 — das salzhaltige Wasser
abgeführt werden kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Dampferzeuger für Druckwasserreaktoren mit einem in einem Gehäuse angeordneten, vom
Druckwasser durchflossenen geraden Rohrbündel, bei dem sich die Druckwassereintrittskammer und
die Druckwasseraustrittskammer an entgegengesetzten Enden des Gehäuses befinden und das in
einem gesonderten Wärmetauscher vorgewärmte Speisewasser das Gehäuse /wischen dem Rohrbün jo
del einmal durchströmt, dabei verdampft und leicht überhitzt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckwasseraustrittskammer (5) mit zwei Druckwasseraustrittsleitungcn (6, 7) unterschiedlichen
Durchmessers versehen ist, von denen die Leitung (7) mit dem kleineren Durchmesser zu
einem druckwasserbeheizten Teilstromvorwärmer (8) für das Speisewasser führt, daß die Druckwasseraustrittsleitung
(U) des Teilstromvorwärmers mit einem Regelventil (12) zur Steuerung der den Teilstromvorwärmer (8) durchsetzenden Druckwassermenge
verschen ist und daß diese Druckwasseraustriusleitung
(ti) anschließend in die Druekwasseraustrittslcitung
(6) des Dampferzeugers mit dem größeren Durchmesser einmündet·
2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckwasseraustrittsleitung
(6) mit dem größeren Durchmesser ein Ejektor (13) eingeschaltet ist, mit Hilfe dessen der Durchfluß
des Druckwassers durch den Teilstromvorwärmer (8) verstärkt werden kann.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732343576 DE2343576C3 (de) | 1973-08-29 | Dampferzeuger für Druckwasserreaktoren mit einem geraden, vom Druckwasser durchflossenen Rohrbündel und einem Teilstromvorwärmer | |
US05/500,346 US3941099A (en) | 1973-08-29 | 1974-08-26 | Steam generator assembly for pressurized water reactors with a straight tube bundle and a partial flow preheater traversible by pressurized water |
SE7410890A SE373651B (sv) | 1973-08-29 | 1974-08-28 | Anggenerator for tryckvattenreaktorer |
JP49098848A JPS5050596A (de) | 1973-08-29 | 1974-08-28 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732343576 DE2343576C3 (de) | 1973-08-29 | Dampferzeuger für Druckwasserreaktoren mit einem geraden, vom Druckwasser durchflossenen Rohrbündel und einem Teilstromvorwärmer |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2343576A1 DE2343576A1 (de) | 1975-04-03 |
DE2343576B2 true DE2343576B2 (de) | 1977-01-13 |
DE2343576C3 DE2343576C3 (de) | 1977-08-25 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5050596A (de) | 1975-05-07 |
SE373651B (sv) | 1975-02-10 |
US3941099A (en) | 1976-03-02 |
DE2343576A1 (de) | 1975-04-03 |
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Legal Events
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |