DE2637605C2

DE2637605C2 - Wärmeaustauscher

Info

Publication number: DE2637605C2
Application number: DE19762637605
Authority: DE
Inventors: Bolton Lancs Cheshire Harwood; Owen Hayden; Christopher Roy Lymm Cheshire Willby
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1975-08-20
Filing date: 1976-08-20
Publication date: 1986-04-17
Also published as: DE2637605A1; GB1495654A; JPS5226054A; FR2321676A1; FR2321676B1

Description

— an den Anschlußöffnungen sind Abzweigrohre (17) angebracht,

— die VYärmeaustauschrohre (1) laufen mit Ringspie"· durch die Anschlußöffnungen und die .Abzweigrohre (17) hindurch, und

— an jedem Abzweigrohr (17) ist eine Druckrohrkupplung (12) angebracht, mit einem Dichtungsring (18), der über dem zugehörigen Wärmeaustauschrohr (1) sitzt und zwischen konisch zulaufenden Abschnitten (19, 20) mit Schraubgewinden zusammengepreßt und radial einwärts in dichtende Anlage mit dem Wärmeaustauschrohr (1) verformbar ist.

Die Erfindung betrifft Wärmeaustauscher für den Wärmeaustausch zwischen flüssigem Metall und Wasser in einem Kernreaktor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein solcher Wärmeaustauscher weist ein Mantelgehäuse zur Aufnahme von flüssigem Natrium auf, in welchem Wärmeaustauschrohre angeordnet sind, die von Wasserdampf durchströmbar sind.

Das eine Ende des Mantelgehäuses wird von einem Rohrboden gebildet, der von den Wärmeaustauschrohren durchdrungen wird, die ihrerseits in Anschlußöffnungen enden.

Da zwischen Wasser und Natrium eine sehr heftige Reaktion stattfindet, muß der Kontakt zwischen Wasserdampf und Natrium unbedingt vermieden werden. Um dies zu erreichen, hat man bisher die Wärmeaustauschrohre mit dem Rohrboden verschweißt, es hat sich aber herausgestellt, daß die Schweißstellen, vermutlich infolge von Spannungskorrosion, nicht den an sie gestellten Erwartungen entsprochen haben, so daß Reparaturen erforderlich waren, die infolge des geringeji Abstands der Wärmeaustauschrohre sehr kompliziert sind.

Die Erfindung soll daher den eingangs genannten Wärmeaustauscher dahingehend weiterbilden, daß die abdichtende Befestigung der Wärmeaustauschrohre am Rohrboden betriebssicherer und zuverlässiger ausgebildet ist, als dies bisher der Fall war.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Hierbei erreicht die Erfindung die angestrebte Verbesserung dadurch, daß anstelle der bisher verwendeten Schweißverbindung an den Anschlußöffnungen Abzweigrohre angebracht sind, die ihrerseits von den Wärmeaustauschrohren mit Ringspiel durchdrungen werden, wie dies etwa in anderem Zusammenhang aus der CH-PS 4 78 392 bekannt ist

Jedes Abzweigrohr ist mit dem zugehörigen Wärmeaustaijschrohr durch eine Druckrohrkupplung verbunden, wie sie ihrerseits etwa aus der GB-PS 5 02 604 bekannt ist

Das Wärmeaustauschrohr passiert die bevorzugt als Schweißstelle ausgebildete Verbindungsstelle zwischen

ίο Abzweigrohr und Rohrboden mit Abstand, so daß auf die Schweißstelle nicht, wie bisher, ein diese übermäßig belastender Wärmegradient aufgebracht wird.

Zusätzlich zum Vermeiden einer Schweißnaht zwischen dem Wärmeaustauschrohr und dem Rohrboden

1- weist die Erfindung noch den Vorteil auf, daß die Wärmeaustauschrohre ohne Auftrennen von Schweißstellen aus dem Wärmeaustauscher ausgebaut bzw. in diesem ausgewechselt werden können. Ferner ist die Herstellung vereinfacht, und die Unversehrtheit der Wärmeaustauschrohre wird nicht durch Schweißen und durch ηηϊΓΉ|ϊί»β#»ηΗί» ^VäΓΠlebeΏ£indl^n^oren Gemindert, !m übrigen ist durch das Vorsehen eines abnehmbaren Bereichs für die Wärmeaustauschrohre diese für Rohrprüfgeräte viel leichter zugänglich.

Besonders gut geeignete Druckrohrkupplungen sind auf dem Markt erhältlich und tragen die Warenzeichen »Simplifex«, »Ereieto« (beide von Alenco Industrial Components Limited, Großbritannien) und »Gyrolock« (Hoke Inc. USA).

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht durch einen Wärmeaustauscher mit Wärmeaustauschrohren in einem Mantelgehäuse, und

F i g. 2 eine vergrößerte Ansicht einer Einzelheit dieser Ausführungsform.

In F i g. 1 der besonders deutlichen und klaren Zeichnung ist ein Bündel bzw. Paket von U-förmigen Wärmeaustauschrohren 1 dargestellt, die von einem länglichen Mantelgehäuse 2 umschlossen sind. Das Mantelgehäuse weist einen Endabschluß auf, der einen Rohrboden 3 bildet, durch weichen die Wärmeaustauschrohre 1 hindurchlaufen und mit einzeln getrennten Anschlußstükken 4 und 5 verbunden sind. Die Wärmeaustauschrohre sind in zwei Gruppen angeordnet, wobei sie in jeder Gruppe mit einem Anschlußstück 4 für den Einlaß von Wasserdampf und einem Anschlußstück 5 für den Auslaß von Wasserdampf verbunden sind. Das Mantelgehäuse weist an seinem unteren Ende einen Einlaß 6 für flüssiges Natrium auf, welches in eine aufrechtstehende Leitung 7 eingeleitet wird. Am oberen Ende des Mantelgehäuses sind sechs Auslaßabzweigungen 8 für das Natrium und am unteren Ende vier Entlüftungsabzweigungen 9 vorgesehen. Eine zylindrische Abdeckung bzw. Abschirmung 10 umschließt einen Zweig jedes Wärmeaustauschrohrs, so daß ein Natriumstrom von dem oberen Ende der Leitung 7 nach unten über die inneren Abschnitte der Wärmeaustauschrohre und von dort nach oben über die anderen Abschnitte der Wärmeaustauschrohre geleitet wird.

Der Rohrboden 3 weist zusätzlich Verzweigungen 11 für eine Ausrüstung mit Meßgeräten auf.

In F i g. 2 ist ein Wärmeaustauschrohr dargestellt, das sich vom Rohrboden 3 aus zu einem Anschlußstück 5 erstreckt. Das Wärmeaustauschrohr ist im Rohrboden 3 mittels einer Druckrohrkupplung 12 abgedichtet. Hier-

zu ist ein Rohr 14 vorgesehen, welches das Wärmeaustauschrohr 1 mit dem Anschlußstück 5 verbindet; hierbei ist das Rohr an das Wärmeaustauschrohr und das Anschlußstück mittels Rohrkupplungen 13 und 15 mit Schraubgewinden angekuppelt und mit diesen verbunden, so daß das Rohr ohne weiteres herausnehmbar und demontierbar ist.

Das herausnehmbare Rohr 14 ist gekrümmt bzw. gebogen, um eine lineare Wärmeausdehnung zu kompensieren. Der Rohrboden 3 weist ein Abzweigrohr 17 auf. durch welches das Wärmeaustauschrohr mit Ringspiel hindurchverläuft und das Wärmeaustauschrohr ist in dem Abzweigrohr durch einen Dichtungsring 18 abgedichtet, der über dem Wärmeaustauschrohr angeordnet und zwischen zusammenwirkenden, konisch verlaufenden Abschnitten 19, 20 festgeklemmt ist, die in dem Abzweigrohr 17 und einer Überwurfmutter 21 vorgesehen sind. Der Dichtungsring wird in radialer Richtung nach innen verformt, so daß das Wärmeaustauschrohr am Umfang zusammengedrückt ist, um dadurch cmc Strömungsmitteldichte Abdichtung zwischen dem Wärmeaustauschrohr 1 und den konisch zulaufenden Abschnitten 19,20 zu bewirken und zu schaffen.

Das Anschlußstück 5 weist einen Rohrstutzen 22 auf, welcher ähnlich wie das benachbarte Ende des Rohres 14 konisch erweitert und zwischen zusammenwirkenden, konisch zulaufenden Flächen eines Verschraubungsstückes 23 und Dichtungen 24 mittels Überwurfmuttern 25 festgsklemmt ist. Die untere Kupplung mit Schraubgewinde, weiche das Wärmeaustauschrohr 1 mit dem Rohr 14 verbindet, weist eine ähnliche Ausführung wie die zwischen dem Rohr 14 und dem Anschlußstück 5 auf.

Hierzu 2 Blatt. Zeichnungen

40

60

Claims

Patentanspruch:

Wärmeaustauscher für den Wärmeaustausch zwischen flüssigem Metall und Wasserdampf in einem Kernreaktor, mit einem länglichen, mit Ein- und Auslassen für das flüssige Metall versehenen Mantelgehäuse, einem Bündel von Wärmeaustauschrohren zur Aufnahme des Wasserdampfes, die durch mindestens ein Ende des Mantelgehäuses hindurchgeführt und in dessen Innenraum angeordnet sind, und einem Rohrboden, der das Ende des Mantelgehäuses bildet und Anschlußöffnungen für die Wärmeaustauschrohre aufweist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender, an sich bekannter Merkmale: