DE2624244A1 - Rekuperativer waermetauscher in stehender anordnung - Google Patents

Rekuperativer waermetauscher in stehender anordnung

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DE2624244A1 DE19762624244 DE2624244A DE2624244A1 DE 2624244 A1 DE2624244 A1 DE 2624244A1 DE 19762624244 DE19762624244 DE 19762624244 DE 2624244 A DE2624244 A DE 2624244A DE 2624244 A1 DE2624244 A1 DE 2624244A1
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Description

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HOCHTEMPERATUR-REAKTORBAU GmbH. Zeppelinstraße 15
5000 Köln 1
Rekuperativer Wärmetauscher in stehender Anordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen rekuperativen Wärmetauscher in stehender Anordnung für gasförmige Medien mit einer Vielzahl von aus Geradrohren bestehenden Rohrbündeln, die je von einem beidseitig offenen Leitmantel umgeben und an ihren beiden Enden mit einem Rohrboden verbunden sind, wobei jedes Rohrbündel mit den zugehörigen Rohrböden und dem Leitmantel eine Box bildet und alle Boxen innerhalb eines äußeren Leitmantels installiert sind. Weiterhin weist der rekuperative Wärmetauscher eine unten in den äußeren Leitmantel eintretende Zuführung für
° heißes ND-Gas und eine im oberen Bereich des Wärmetauschers co
co seitlich einmündende koaxiale Gasführung auf, in deren äußerer
ο Leitung kaltes HD-Gas einem Eintrittssammler zugeführt und in
Q deren innerer Leitung das erwärmte HD-Gas aus dem Wärmetauscher -* abgeführt wird. Ein sich durch den ganzen Wärmetauscher erstrek-•»»a kendes Zentralrohr dient der Rückführung des erwärmten HD-Gases nach oben.
Derartige Wärmetauscher sind generell im Anlagenbau verwendbar; beispielsweise können sie in geschlossenen Gasturbinenanlagen eingesetzt werden. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet bildet die Kernkraftwerkstechnik, bei der die Wärmetauscher in voll- oder
teilintegrierten Reaktorsystemen als rekuperative Wärmeüberträger Verwendung finden. Sie sind dann mit dem Kernreaktor zusammen in einem Druckbehälter angeordnet, der aus Spannbeton oder vorgespanntem Metall hergestellt sein kann.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 120 544 ist beispielsweise ein aus parallel angeordneten Einzelelementen bestehender Wärmetauscher bekannt, bei dem die Einzelelemente oder Rohrbündel einen runden oder polygonalen Querschnitt besitzen und von beidseitig offenen Mantelrohren umgeben sind. Das äußere Medium, z.B. das von einer Turbine kommende Abgas, wird entlang der Austauscherrohre innerhalb der beidseitig offenen Mantelrohre geführt, wobei seine Strömungsrichtung derjenigen des in den Rohren befindlichen Mediums entgegengesetzt"ist. Jedes Rohrbündel ist durch ein Paar Rohrboden mit eigenen Zu- und Abführungsleitungen versehen.
In der deutschen Offenlegungsschrift 1 401 666 wird ebenfalls ein Wärmetauscher beschrieben, der in einem Mantel eine Anzahl von Rohrbündeln enthält, die sich aus einer Vielzahl von an ihren Enden mit Kopfstücken oder Rohrböden verbundenen Rohren zusammensetzen. Die im wesentlichen geraden Rohre sind in unmittelbarer Nähe der Kopfstücke derart auseinandergespreizt, daß sie über den größten Teil ihrer Länge eine gleichförmige Verteilung über den Querschnitt des Mantels einnehmen. Diese Maßnahme verfolgt den Zweck, das Gesamtvolumen des Wärmetauschers für eine gegebene Wärmeübertragungsleistung gering zu halten.
In der deutschen Offenlegungsschrift 24 24 355 ist ein Rohrbündel-Wärmetauscher dargestellt, bei dem die Rohrbündel mit den zugehörigen Rohrböden und den beidseitig offenen Leitmänteln ausbaubare Boxen bilden, die im Grundriß im Sechseckgitter angeordnet sind. Die Rohrbündel sind an ihrem einen Ende axial und radial fixiert und an ihrem anderen Ende axial frei verschiebbar, und es sind Mittel zum Verspannen der Boxen an diesem Ende vorgesehen.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift 24 30 161 ist es ebenfalls bekannt, die Rohrbündel als Boxen auszubilden und die Boxen im Grundriß im Sechseckgitter anzuordnen. Die Rohrboden der einzelnen Boxen sind zumindest an einer Seite in mehreren verschiedenen Ebenen senkrecht zur Achse des Wärmetauschers angeordnet, wobei benachbarte Rohrboden gegeneinander versetzt sind und zwischen den Rohrboden der einen Box und dem Leitmantel der dieser Box benachbarten Boxen ein sehr geringer Zwischenraum bleibt. Hierdurch wird der zur Verfügung stehende Raum noch besser ausgenutzt.
Ferner sei noch die deutsche Offenlegungsschrift 24 37 016 erwähnt, welche einen Wärmetauscher mit einer Vielzahl von Geradrohrbündeln zeigt, die einen ringförmigen Querschnitt aufweisen und konzentrisch zur Mittelachse des Wärmetauschers angeordnet sind. Die Sammler der einzelnen Rohrbündel sind als kreisringartige Kammern ausgebildet und ebenfalls konzentrisch um die Mittelachse des Wärmetauschers gruppiert.
Von diesem Stand der Technik wird bei der vorliegenden Erfindung ausgegangen, wobei ihr die Aufgabe zugrunde liegt, einen rekuperativen Wärmetauscher der eingangs beschriebenen Bauart zu schaffen, bei dem die infolge von Wärmedehnungen, Verschiebungen des Bauwerks und Reaktionskräften auftretenden mechanischen Belastungen des Wärmetauschers im Bereich des Ein- und Austritts der Hochdruckleitungen und an den Boxen statik reduziert werden. Gleichzeitig soll der Zugang zu den Trennstellen zwischen dem Wärmetauscher und den weiterführenden Leitungen sichergestellt sein.
Die Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch aus, daß der HD-Eintrittssammler in seiner Längsausdehnung vertikal ausgerichtet ist und mit der Leitung für das kalte HD-Gas starr, mit weiteren Baugruppen des Wärmetauschers aber nur durch elastische Verbindungsleitungen bzw. Verbindungsstellen verbunden ist, wobei die obere Haube des Eintrittssammlers in ihrem mittleren Teil frei von Leitungsanschlüssen
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und Verbindungsstellen ist und einen Deckel aufweist, und daß die Boxen an einem unterhalb des Eintrittssammlers angeordneten Tragrost aufgehängt sind, der mit dem äußeren Leitmantel direkt verbunden ist und eine zentrale Aussparung besitzt, durch die das Zentralrohr mit Spiel hindurchgeführt ist. An der Eintrittsleitung für das kalte HD-Gas ergeben sich infolge von Wärmedehnungen horizontale Verschiebungen, die zu großen Beanspruchungen des HD-Eintrittssammlers führen. Bei Verschiebungen des Bauwerkes, z.B. eines Spannbetondruckbehälters, nach dem Einbau des Wärmetauschers entstehen ebenfalls große Kräfte, die die Bauteile des Wärmetauschers stark belasten. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des HD-Eintrittssammlers wird die Verschiebung der HD-Eintrittsleitung und des Bauwerks elastisch von dem HD-Eintrittssammler aufgenommen, da er - abgesehen von der HD-Eintrittsleitung - keine starren Verbindungen zu anderen Bauteilen des Wärmetauschers aufweist. Somit ergibt sich eine wesentlich geringere Beanspruchung des HD-Eintrittssammlers.
Die Boxen sind an einem im kalten Bereich des Wärmetauschers angeordneten Tragrost aufgehängt, der direkt an dem äußeren Leitmantel angeschlossen ist. Das Zentralrohr hat keine Verbindung zu dem Tragrost. Die Aufhängung der Boxen hat gegenüber einer stehenden Lagerung mehrere Vorteile; zum einen liegt die Auflagerstelle nicht im heißen Bereich, so daß keine Wärmespannungsprobleme auftreten; zum anderen sind die Knickbeanspruchung der Boxen und die Schwingungsgefahr erheblich reduziert (bei stehender Anordnung der Boxen würden die aus dem Eigengewicht der Rohre resultierende Druckvorspannung und an den Rohren auftretende Reaktionskräfte zur Herabsetzung der Eigenfrequenzen und damit zu erhöhter Schwingungsgefahr führen).
Der Zugang zu den Trennstellen zwischen dem Wärmetauscher und den weiterführenden Gasleitungen erfolgt von oben durch Einstieg in den HD-Eintrittssammler, der in seinem oberen Bereich keine Verbindungsleitungen oder -stellen aufweist und dort mit einem Deckel versehen ist. Dieser Zugang dient zur Lösung der
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Trennstellen vor dem Ausbau des Wärmetauschers und zur Inspektion oder Reparatur der Verbindungsleitungen bzw. Verbindungsstellen. Die erforderlichen Inspektions- und Reparaturarbeiten können direkt oder mittels Fernbedienung vorgenommen werden.
Vorteilhafterweise ist der HD-Eintrittssammler mit den oberen Rohrböden der Boxen über Verbindungsleitungen verbunden, die als elastische Zwischenglieder ausgebildet sind. Weitere Verbindungsleitungen sind an de m HD-Eintrittssaramler nicht vorgesehen, so daß Verschiebungen der HD-Eintrittsleitung oder des Bauwerks elastisch aufgenommen und die auftretenden Beanspruchungen so weit reduziert werden, daß sie sich nicht auf den HD-Eintrittssammler auswirken können.
Zweckmäßigerweise ist auf dem äußeren Leitmantel des Wärmetauschers eine Glocke aufgesetzt, die den HD-Eintrittssammler und dessen Verbindungsleitungen umgibt. Diese Glocke dient als Sammler für das ND-Gas, das unten in den äußeren Leitmantel eintritt und an den Rohren der Boxen entlang nach oben strömt, wobei es seine Wärme a η das HD-Gas in den Rohren abgibt. Die Haube dieser Glocke ist mit einem Deckel versehen, der mit dem Deckel des HD-Eintrittssammlers fluchtet. Durch diese beiden Deckel ist der Zugang zu den elastischen Verbindungsleitungen zwischen dem HD-Eintrittssammler und den Rohrboden der einzelnen Boxen sichergestellt, so daß auf diesem Wege die Inspektion und Abblindung der Boxen vorgenommen werden kann.
Die Last des HB-Eintrittssammlers und eines Anteil seiner Verbindungsleitungen wird vorteilhafterweise über zwei Auflagerstellen auf die Glocke für das kalte ND-Gas abgetragen. Die Auflagerstellen befinden sich an zwei einander gegenüberliegenden Stellen des Umfangs des HD-Eintrittssammlers und sind so ausgebildet, daß sie Relativdehnungen zwischen der Glocke und dem HD-Eintrittssammler zulassen. Beispielsweise kann der HD-Eintrittssammler an den genannten beiden Stellen gleitend in der Glocke gelagert sein. Die beiden Sammler sind also in ihrer Dehnung nicht behindert, so daß sich auch bei unterschiedlichen Temperaturen keine Spannungen einstellen können.
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Es ist zweckmäßig, das Zentralrohr über einen Thermosleeve an dem HD-Eintrittssammler abzustützen. Das untere, verschlossene Ende des Zentralrohres hängt frei in dem äußeren Leitmantel. Dieser Bereich des Zentralrohres ist über Verbindungsleitungen mit den unteren Rohrböden der Boxen verbunden. Nach oben schließt sich ein Sammler für das heiße HD-Gas an das Zentrelrohr an, der innerhalb des HD-Eintrittssammlers angeordnet und nach oben durch einen Deckel abgeschlossen ist. Dieser Deckel fluchtet mit den Deckeln im ND-Sammler und im HD-Eintrittssammler.
Vorteilhafterweise sind die sich unmittelbar an den Wärmetauscher anschließenden Rohrschüsse der koaxialen Gasführung für das HD-Gas so gestaltet, daß sie nach ihrer Trennung von den weiterführenden Leitungsteilen in den Wärmetauscher hineingezogen werden können. Hierdurch ist es möglich, daß der Wärmetauscher auch dann ausgebaut werden kann, wenn er in einem Raum installiert ist, der nicht wesentlich größer ist als der Wärmetauscher selbst.
Die Abführung des kalten ND-Gases aus der Glocke kann durch eine horizontale Gasführung geschehen, die auf der gleichen Höhe wie die koaxiale Gasführung für das HD-Gas angeordnet ist. Es ist zweckmäßig, den Anschluß der KD-Gasführung in der Mitte zwischen den beiden Auflagerstellen des HD-Eintrittssammlers vorzusehen.
Wird der erfindungsgemäße Wärmetauscher als Rekuperator in einem Kernkraftwerk verwendet, das in einem Spannbetondruckbehälter integriert ist, so ist es üblich, ihn in einem mit einem Liner ausgekleideten Pod zu installieren. Hierbei kann auf ein besonderes Gehäuse für den rekuperativen Wärmetauscher verzichtet werden, da der Liner diese Aufgabe übernimmt. Der Wärmetauscher ist dann vorteilhafterweise über einen an der Glocke für das kalte ND-Gas angebrachten Korbbogenboden mit angesetztem Flansch an einem an dem Liner befestigten Thermosleeve aufgehängt. Der Zugang zu den Trennstellen der Gasleitungen bleibt hierbei gewahrt.
Die Weiterführung des kalten ND-Gases zu einem Vorkühler, der - wie der erfindungsgemäße Rekuperator - Teil des Primärkreislaufs eines einen Hochtemperaturreaktor und eine Heliumturbine umfassenden Kernkraftwerks ist, erfolgt zweckmäßigerweise mittels
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einer koaxialen Gasführung, wobei das von dem Rekuperator kommende ND-Gas durch die innere Leitung geführt und die äußere Leitung für die Rückführung des ND-Gases aus dem Vorkühler zu dem Rekuperator-Pod benutzt wird. Zwischen dem äußeren Leitmantel des rekuperativen Wärmetauschers und dem Pod-Liner ist gemäß der Erfindung ein Ringspalt vorgesehen, durch den das ND-Gas nach unten geleitet wird, wo es den Bereich des rekuperativen Wärmetauschers verläßt und einer weiteren Primärkreislaufkomponente zugeführt wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des rekuperativen Wärmetauschers gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, der für den Einsatz als Rekuperator im Primärkreislauf ejunes mit einer Heliumturbine gekoppelten Hochtemperaturreaktors bestimmt ist. Die Figuren zeigen im einzelnen:
Fig. 1 den oberen Teil des Rekuperators im Längsschnitt,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Rekuperator nach der Linie II - II der Fig. 1,
Fig. 3 einen Abschnitt des Rekuperators, der die Boxen mit den Rohrböden zeigt.
Die Figuren lassen einen rekuperativen Wärmetauscher oder Rekuperator erkennen, der zum Primärkreislauf eines Hochtemperaturreaktors mit Heliumturbine gehört und wie alle anderen Komponenten des Kreislaufs (außer dem in einem horizontalen Stollen installierten Gasturbosatz) in einem vertikalen Pod I innerhalb eines Spannbetondruckbehälters 2 untergebracht ist. Der Pod I ist mit einem gasdichten Liner 3 aus Stahl ausgekleidet, der mit Wasser gekühlt und mit einem Temperaturschutz versehen ist (nicht dargestellt). Oben ist der Pod 1 mit einem Betonstopfen verschlossen, Der Rekuperator besteht im wesentlichen aus einem Leitmantel 5 mit kreisförmigem Querschnitt, aus einer Vielzahl von Boxen 6 mit rundem Querschnitt, aus einem Tragrost 7 und den Sammlern sowie den Zu- und Abführungsleitungen für das HD- und das ND-Gas, die später näher beschrieben werden»
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Zu jeder Box 6 gehören ein aus einer Vielzahl von glatten, geraden Rohren bestehendes Rohrbündel 8, zwei Rohrböden 9, in die die Enden der Rohre eingesetzt sind, und ein Boxenleitmantel 10. Dieser ist an seinen beiden Enden offen. An die Rohrböden 9 schließen sich Sammlerhauben 11 an. Die Rohrboden 9 mit den zugehörigen Sammlerhauben 11 sind derart gegeneinander versetzt angeordnet, daß benachbarte Rohrboden auf verschiedenen horizontalen Ebenen (I, II, III) liegen. Der Tragrost 7 ist unmittelbar mit dem Leitmantel 5 des Rekuperators verbunden. In seiner Mitte weist der Tragrost 7 eine große Aussparung 39 auf, durch die ein Zentralrohr 12 mit viel Spiel hindurchgeführt ist. Die Boxen 6 sind über elastische Verbindungsleitungen 24 an dem Tragrost 7 aufgehängt, wobei an jeder Verbindungsleitung 24 ein Thermosleeve 42 angebracht ist, der mit dem Tragrost 7 verbunden ist.
Zwischen dem Leitmantel 5 und dem Liner 3 befindet sich ein Ringspalt 13, der sich längs des gesamten aktiven Teils des Rekuperators erstreckt. Die Wandung des Spannbetondruckbehälters 2 besitzt zwei horizontale Durchbrüche 14 und 15, die im oberen Bereich des Pods 1 im rechten Winkel zueinander in diesen münden (in der Fig. 1 ist der Durchbruch 15 in die Schnittebene gelegt). , In jedem der beiden Durchbräche 14 und 15 ist eine koaxiale Gasführung 16 bzw. 17 installiert.
Die koaxiale Gasführung 16 dient der Zuführung bzw. Abführung des HD-Gases, wobei in der äußeren Leitung 18 kaltes HD-Gas dem Rekuperator zugeführt wird, während durch die innere Leitung 19 das erwärmte HD-Gas abgezogen wird. An die Leitung 3 8 schließt sich ein HD-Eintrittssammler 20 an, der mit dieser Leitung starr verbunden ist. Der HD-Eintrittssammler hat etwa eine kartuschenähnliche Form und ist vertikal und koaxial zur Längsachse des Rekuperators angeordnet. Seine obere Haube 21 weist in ihrem mittleren Bereich einen Deckel 22 auf. An dem unteren Teil des HD-Eintrittssammlers 20 stützt sich das Zentralrohr 12 über einen Thermosleeve 23 ab. Im oberen Bereich des HD-Eintrittssammlers 20 treten die als elastische Zwischenglieder ausgebildeten Verbindungsleitungen 24 aus, die über die zugehörigen Sammlerhauben 11 jeden der oberen Rohrböden 9 der Boxen 6 mit dem HD-Eintrittssammler 20 verbinden. Über die Verbindungsleitungen 24 wird das kalte HD-Gas auf die einzelnen Boxen 6 verteilt, durch deren Rohre es abwärts durch den Rekuperator strömt. Die Rück-
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führung des erwärmten HD-Gases nach oben erfolgt durch das Zentralrohr 12, an das sich ein Sammler 25 anschließt, der innerhalb des HD-Eintrittssammlers installiert ist. Der Sammler 25 ist mit der inneren Leitung 19 der koaxialen Gasführung 16 verbunden. In seinem oberen Teil weist er einen Deckel 26 auf, der mit dem Deckel 22 des HD-Eintrittssammlers 20 fluchtet.
Das heiße ND-Gas wird von unten in den Rekuperator geführt (nicht dargestellt) und tritt dann in die Boxenleitmäntel 10 ein, die es von unten nach oben - also im Gegenstrom zu dem HD-Gas - durchströmt. Oberhalb des Tragrostes 7 ist auf dem Leitmantel 5 des Rekuperators eine Glocke 27 aufgesetzt, die als Sammler für das aus den Boxenleitmänteln 10 austretende ND-Gas dient. Diese Glocke umfaßt den HD-Eintrittssammler 20 sowie die Verbindungsleitungen 24 und weist in ihrer Haube 28 einen Deckel 29 auf, der mit den beiden Deckeln 22 und 26 fluchtet. Im äußeren Umfang der Glocke 27 ist ein Korbbogenboden angebracht, an dem ein ringartiger Flansch 31 angesetzt ist. Dieser Flansch ist mit einem direkt an dem Liner 3 befestigten Thermosleeve 32 verbunden. Der gesamte Rekuperator ist damit an dem Liner 3 aufgehängt, wobei sich die Aufhängestelle oberhalb der Durchbrüche 14 und 15 befindet.
Im Innern der Glocke 27 sind an zwei einander gegenüberliegenden Stellen ihres Umfangs zwei Auflagerstellen 33, 34 für den HD-Eintrittssammler 20 vorgesehen, die als elastische Gleitverbindungen ausgebildet sind und Relativdehnungen zwischen dem HD-Eintrittssammler 20 und der Glocke 27 zulassen. Die eine der Auflagerstellen 33 befindet sich gegenüber dem Anschluß der koaxialen Gasführung 16 für das HD-Gas; die andere Auflagerstelle 34 ist an dem Anschlußstutzen für das kalte HD-Gas vorgesehen und ist gleichzeitig als Spaltdichtung zwischen den mit ND-Gas unterschiedlicher Temperatur beaufschlagten Räumen ausgeführt.
Die in dem Durchbruch 15 verlegte koaxiale Gasführung 17 besitzt eine innere Leitung 35, die sich an die Glocke 27 anschließt und durch die das abgekühlte ND-Gas aus dem Rekuperator abgeführt wird. Dieses Gas wird einem Vorkühler zugeleitet, der in einem dem Pod 1 benachbarten weiteren Pod installiert ist (nicht dargestellt). Nach weiterer Abkühlung in dem Vorkühler wird das
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ND-Gas durch die äußere Leitung 36 der koaxialen Gasführung 17 in den Pod 1 zurückgeführt und strömt in dem Ringspalt 13 nach unten, wo es aus dem Pod 1 abgezogen und einer anderen Kreislaufkomponente (dem Verdichter) zugeleitet wird.
Der Zugang zu der Glocke 27, dem HD-Eintrittssammler 2O und dem Sammler 25 ist von oben durch den Betonstopfen 4 gegeben, der zu diesem Zweck einen Durchbruch 37 aufweist, sowie durch die einzelnen Deckel 29, 22 bzw. 26. Durch Einstieg von oben oder mittels Fernbedienung können, die Verbindungsleitungen 24 inspiziert oder repariert, d.h. abgeblindet, werden. Um einen Ausbau des Rekuperators vornehmen zu können, sind an den weiterführenden Gasleitungen Trennstellen vorgesehen, die in den Figuren 1 und 2 mit a ·.. i bezeichnet sind. Auch diese Trennstellen lassen sich nach Abnahme der Deckel 29 und 22 von oben erreichen. Die sich unmittelbar an den Rekuperator anschließenden Rohrschüsse 40 und 41 der Leitungen 18 und 19 sind so gestaltet, daß sie bis zur Achse des Rekuperators in diesen hineingezogen werden können, wodurch der Ausbau des Rekuperators nach ob6n möglich wird. Ein im Mantel des HD-Eintrittssammlers 20 befindliches Mannloch 38 gestattet den Zugang zu der Trennstelle i in der Gasleitung 35.
Da es sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um den Rekuperator eines Hochtemperaturreaktors mit Heliumturbine handelt, sind die beiden miteinander im Wärmeaustausch stehenden Medien Helium. Das von der Turbine kommende heiße ND-Gas, das unten in den Rekuperator eintritt, weist eine Temperatur von 543 C auf. Es durchströmt den Rekuperator mantelseitig. Aus den Boxenleitmänteln 6 gelangt das ND-Gas in die Glocke 22 und tritt mit 237°C in die innere Leitung 35 der koaxialen Gasführung 17 ein, in der es zu dem genannten Vorkühler geleitet wird. Diesen durchströmt das ND-Gas ebenfalls mantelseitig, wobei es sich auf 19°C abkühlt. Mit dieser Temperatur wird das ND-Gas durch die äußere Leitung 36 der koaxialen Gasführung 17 in den Pod 1 zurückgeführt und strömt durch den Ringspalt 13 nach unten, wobei es den Liner 3 kühlt.
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Nachdem das kalte Helium in einem Verdichter wieder auf hohen Druck gebracht worden ist, wird es als HD-Gas zu dem Rekuperator zurückgeführt. Durch die äußere Leitung 18 der koaxialen Gasführung 16 gelangt das Helium mit einer Temperatur von 178°C in den HD-Eintrittssammler 20, von dem es über die Verbindungsleitungen 24 auf die Sammlerhauben 11 der einzelnen Rohrbündel 8 verteilt wird. In den Rohren strömt das Helium nach unten, wobei es von dem entgegenströmenden Turbinenabgas Wärme aufnimmt. Durch das Zentralrohr 12 wird das Helium mit einer Temperatur von 494 C wieder nach oben geführt und in dem Sammler 25 gesammelt. Aus diesem tritt das heiße HD-Gas in die innere Leitung der koaxialen Gasführung 16 ein und wird zum Kern des Hochtemperaturreaktors geleitet. Das beim Durchgang durch den Reaktorkern erhitzte Helium wird der Turbine zugeführt, in der es sich entspannt« Darauf wird es wieder als ND-Gas dem Rekuperator zugeleitet, womit der Kreislauf des Heliums geschlossen ist.
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Claims (10)

  1. ekuperativer Wärmetauscher in stehender Anordnung für gasförmige Medien mit einer Vielzahl von aus Geradrohren beste-• henden Rohrbündeln, die je von einem beidseitig offenen Leitmantel umgeben und an ihren beiden Enden mit einem Rohrboden verbunden sind, wobei jedes Rohrbündel mit den zugehörigen Rohrböden und dem Leitmantel eine Box bildet und alle Boxen innerhalb eines äußeren Leitmantels installiert sind, mit einer von unten in den äußeren Leitmantel eintretenden Zuführung für heißes ND-Gas und einer im oberen Bereich des Wärmetauschers seitlich einmündenden koaxialen Gasführung, in deren äußerer Leitung kaltes HD-Gas einem Eintrittssammler zugeführt und in deren innerer Leitung das erwärmte HD-Gas aus dem Wärmetauscher abgeführt wird, und mit einem sich durch den ganzen Wärmetauscher erstreckenden Zentralrohr für die Rückführung des erwärmten HD-Gases nach oben, dadurch gekennzeichnet, daß der HD-Eintrittssammler (20) in seiner Längsausdehnung vertikal ausgerichtet ist und mit der Leitung (18) für das kalte HD-Gas starr, mit weiteren Baugruppen des Wärmetauschers aber nur durch elastische Verbindungsleitungen (24) bzw. Verbindungsstellen (33, 34) verbunden ist, wobei die obere Haube (21) des Eintrittssammlers (20) in ihrem mittleren Teil frei von Leitungsanschlüssen und Verbindungsstellen ist und einen Deckel (22) aufweist, und daß die Boxen (6) an einem unterhalb des Eintrittssammlers (20) angeordneten Tragrost (7) aufgehängt sind, der mit dem äußeren Leitmantel (5) direkt verbunden ist und eine zentrale Aussparung (39) besitzt, durch die das Zentralrohr (12) mit Spiel hindurchgeführt ist.
  2. 2). Rekuperativer Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der HD-Eintrittssammler (20) über als elastische Zwischenglieder ausgebildete Verbindungsleitungen (24) mit den oberen Rohrböden (9) der Boxen (6) verbunden ist.
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  3. 3). Rekuperativer Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet f daß auf dem äußeren Leitmantel (5) des Wärmetauschers eine Glocke (27) aufgesetzt ist, die den HD-Eintrittssammler (20) und dessen Verbindungsleitungen (24) umgibt und als Sammler für das kalte ND-Gas dient, und daß die Glockenhaube (28) einen Deckel (29) aufweist, der mit dem Deckel (22) des HD-Eintrittssammlers (20) fluchtet.
  4. 4). Rekuperativer Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der HD-Eintrittssammler (20) an zwei einander gegenüberliegenden Stellen (33, 34) seines Umfangs gleitend in der Glocke (27) für das kalte ND-Gas gelagert ist.
  5. 5). Rekuperativer Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralrohr (12) über einen Thermosleeve (23) an dem HD-Eintrittssammler (20) aufgehängt ist.
  6. 6). Rekuperativer Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich oben an das Zentralrohr (12) ein Sammler (25) für das heiße HD-Gas anschließt, der innerhalb des HD-Eintrittssammlers (20) angeordnet und nach oben durch einen Deckel (26) verschlossen ist.
  7. 7). Rekuperativer Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich unmittelbar an den Wärmetauscher anschließenden Rohrschüsse (40, 41) der koaxialen Gasführung (16) derart gestaltet sind, daß sie nach ihrer Trennung von den weiterführenden Leitungsteilen in den Wärmetauscher hineingezogen werden können.
  8. 8). Rekuperativer Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abführung des kalten ND-Gases aus der Glocke (27) eine auf gleicher Höhe wie die koaxiale Gasführung (16) für das HD-Gas liegende horizontale Gasführung (17) vorgesehen ist.
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  9. 9). Rekuperativer Wärmetauscher nach Anspruch 1 für den Einsatz in einem innerhalb eines Spannbetondruckbehälters untergebrachten Kernkraftwerk, der in einem mit einem Liner ausgekleideten Pod installiert ist, dadurch gekennzeichnet f daß der Wärmetauscher über einen an der Glocke (27) für das kalte ND-Gas angebrachten Korbbogenboden (30) mit angesetztem Flansch (31) an einem an dem Liner (3) befestigten Thermosleeve (32) aufgehängt ist.
  10. 10). Rekuperativer Wärmetauscher nach Anspruch 8 für den Einsatz in einem innerhalb eines Spannbetondruckbehälters untergebrachten Kernkraftwerk, der in einem mit einem Liner ausgekleideten Pod installiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das kalte ND-Gas durch die innere Leitung (35) einer koaxialen Gasführung (17) zu einem Vorkühler geführt und das in diesem weiter abgekühlte Gas durch die äußere Leitung (36) der koaxialen Gasführung (17) in den Wärmetauscher-Pod (1) zurückgeführt wird und daß zwischen dem äußeren Leitmantel (5) des Wärmetauschers und dem Liner (3) ein Ringspalt (13) vorgesehen ist, durch den das ND-Gas nach unten geleitet wird.
    709850/0117
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