DE2700168B2 - Einrichtung zur Abfuhr von Nachzerfallswärme bei einer mit Kernenergie beheizten Dampfkraftanlage - Google Patents
Einrichtung zur Abfuhr von Nachzerfallswärme bei einer mit Kernenergie beheizten DampfkraftanlageInfo
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- G21C15/18—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Abfuhr von Nachzerfallswärme bei einer mit Kernenergie
beheizten Dampfkraftanlage, bei der dem Dampferzeuger ein Wasser-Dampf-Trenngefäß nachgeschaltet ist
und unter Verwendung eines von außen gekühlten Wärmetauschers zur Abfuhr der Nachzerfallswärme,
der in dem aus Speisewasserleitung und Ausgangsleitung des Wasser-Dampf-Trenngefäßes bestehenden
Aiifahrkreis des Dampferzeugers angeordnet ist.
Wenn in einer von einem Kernreaktor beheizten Dampfkraftanlage zur Erzeugung von elektrischer
Energie die Dampfturbine abgeschaltet wird, entsteht bis zum Stillstand der Kettenreaktion im Kernreaktor
eine Wärmemenge, die als sogenannte Nachwärme bezeichnet wird und die aus dem Kernreaktor abgeführt
werden muß, um Überhitzungen von Anlageteilen zu vermeiden.
Hierzu ist ein Kühlsystem vorzusehen, das die Abfuhr der Nachzerfallswärme sicherstellt, wenn die Dampfturbine
abgeschaltet wird.
In der deutschen Offenlegungsschrift 23 36 146 und
der britischen Patentschrift 1132 465 sind mit K;rnenergie
beheizte Dampfkraftanlagen vorgesehen, bei denen hinter dem Dampferzeuger eine Trennung von
Wasser und Dampf vorgenommen wird. Diese Wasser-Dampf-Trennung findet bei der Anordnung nach der
britischen Patentschrift 11 32 465 in dem Dampfkessel
13 der Dampfkraftanlage statt, und in der deutschen Offenlegungsschrift 23 36 146 ist ein Sammler 17 mit
vorgeschaltetem Hilfskondensator 13 vorgesehen.
In einer weiteren bekannten Anordnung nach der deutschen Offenlegungsschrift 24 59 150 ist an der
Dampfleitung eines mit Kernenergie beheizten Dampferzeugers ein von außen gekühlter Nachwärmeabfuhr-Wärnietauscher
13 vorgesehen, der in Reihe zu einer Notspeisepumpe 14 geschaltet ist und der bei
geschlossenem Frischdampfventil der Kernreaktoranlage dafür sorgt, daß die im Reaktor noch anfallende
Nach?erfaUswärme sicher abgeführt werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine ebenfalls sichere und dabei besonders wirtschaftliche
Einrichtung zur Abfuhr dieser im Kernreaktor entstehenden Nachzerfallswärme zu schaffen.
ίο Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei der eingangs
genannten Einrichtung erfindungsgemäß darin, daß als Wärmetauscher ein mit einer Leitung 31 für Anzapfdampf
aus einer Turbine und einer Kondensatleitung zur Abführung des Kondensates verbundener Vorwärmer
dem Dampferzeuger vorgeschaltet ist, daß in die Leitung und in die Kondensatleitung Ventile eingeschaltet
sind und daß außerdem an die Anschlüsse des Vorwärmers für den Turbinenabdampf und das
Kondensat Verbindungsleitungen angeschlossen sind, die ebenfalls Ventile enthalten und mit einem Kühlwasserreservoir
verbunden sind.
Bei der Lösung gemäß der Erfindung werden also weitgehend bereits vorhandene Anlageteile der Dampfkraftanlage
mit zur Abfuhr der Nachzerfallswärme verwendet. Selbstverständlich können — um allen
Sicherheitsanforderungen zu genügen — der Wärmetauscher zur Nachwärmeabfuhr und gegebenenfalls
auch das Wasser-Dampf-Trenngefäß mehrfach vorgesehen werden.
Ein Äusführungsbeispiel ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Als Kernreaktor ist ein gasgekühlter Reaktor 1 mit einem Dampferzeuger 2 gewählt Dieser verdampft das
durch die Speisewasserleitung 3 zugeführte Wasser und liefert über die Dampfleitung 4 gesättigten oder
überhitzten Dampf. Die Dampfleitung 4 ist über Ventile 5 und 6 mit der Hochdruckturbine 7 und über einen
Zwischenüberhitzer 8 mit der Niederdruckturbine 9 verbunden. Der Zwischenüberhitzer 8 kann dabei
ebenfalls iin Dampferzeuger 2 mit angeordnet sein; er kann aber auch auf beliebig andere Art (z. B. mit fossilen
Brennstoffen oder durch einen gesonderten Dampferzeuger) beheizt werden. Der die Niederdruckturbine 9
verlassende Dampf gelangt über einen Abdampfstutzen 10 in den Kondensator 11, von wo das anfallende
Kondensat über eine Kondensatpumpe 12 in einen Speisewasserbehälter 13 gepumpt wird.
Eine Speisewasserpumpe 14 fördert das Speisewasser durch die Speisewasserleitung 3 aus dem Speisewasserbehälter
über Vorwärmer 15 und ein Regelventil 16 zum Dampferzeuger 2. Zum Anfahren der Dampfkraftanlage
ist ein Anfahrentspanner 17 vorgesehen, der gleichzeitig als Wasser-Dampf-Trenngefäß dient und über ein
Druckreduzierventil 18 an die Dampfleitung 4 ange-
5r> schlossen ist.
An Stelle des Anfahrentspanners 17 kann auch ein Wasser-Dampf-Trenngefäß zwischen Verdampfer- und
Überhitzerheizflächen ohne vorgeschaltetes Druckreduzierventil vorgesehen werden.
Die Ausgangsleitung 19 für das im Anfahrentspanner 17 abgeschiedene Wasser ist über einen Wärmetauscher
20 sowie über ein Regelventil 21 für den Wasserstand im Anfahrentspanner 17 mit dem Speisewasserbehälter 13
verbunden. Die Ausgangsleitung 22 des Anfahrentspanners 17 für den abgeschiedenen Dampf mündet in den
Zwischenüberhitzer 8 und stellt damit eine Bypaßleitung zur Hochdruckturbine 7 dar. Eine weitere Bypaßleitung
mit einem Ventil 23 ist parallel zur Niederdruckturbine 9
vorgesehen und mündet in den Kondensator 11.
Der Wärmetauscher 20 ist außerdem an Kühlleitungen 30 angeschlossen, die die im Kondensat anfallende
Warme abführen.
Es ist außerdem möglich, in die Leitungen 31 zur Anzapfstelle der Hochdruckturbine 7 und in die
Kondensatleitung 32 zum Speisewasserbehälter 13 Ventile 33 bzw. 34 einzuschalten und zusätzliche,
ebenfalls mit Ventilen 35 bzw. 36 versehene Verbindungsleitungen 37 bzw. 38 zu den Kühlleitungen 30 in
vorzusehen. Dann kann man durch wahlweises öffnen der Ventile'33,34 oder 35, 36 den Vorwärmer 15 auch
als Wärmetauscher zur Nachwärmeabfuhr verwenden.
Im Falle der Nachwärmeabfuhr sind Hochdruckturbine 7 und Niederdruckturbine 9 abgeschaltet Die
Nachzerfallswärme wird durch das Reaktorkühlmittel an die Dampferzeuger übertragen. Entweder die
Speisepumpe 14 oder eine, zur Nachwärmeabfuhr dazu parallel geschaltete Pumpe 28 fördern weit?r Speisewasser
durch die Speisewasserleitung 3. Bei geschlossenen Ventilen 5, 6 und bei geschlossenem Ventil 29, das
der Niederdruckturbine vorgeschaltet ist strömt der Dampf bzw. das Wasser-Dampf-Gemisch in den
Anfahrentspanner 17. Das dort entstehende Kondensat strömt durch den Wärmetauscher 20, wird dort
abgekühlt und gelangt über die Austrittsleitung 19 in den Speisewasserbehälter 13. Der abgeschiedene
Dampf strömt über die Austrittsleitung 22, den Zwischenüberhitzer 8 und die Bypaßleitung zum
Kondensator 11, wo er kondensiert wird. Wenn die anfallende Wärmemenge pro Zeiteinheit so weic
abgenommen hat, daß der Wärmetauscher 20 zur Wärmeabfuhr ausreicht, wird das Ventil 23 in der
Bypaßleitung geschlossen und die Pumpe 28 dient als Umwälzpumpe für den Kreislauf mit dem Dampferzeuger
2, dem Wärmetauscher 20 und dem Vorwärmer 15.
Bezugszeichenliste
1 | Gasgekühlter Reaktor |
2 | Dampferzeuger |
3 | Speisewasserleitung |
4 | Dampfleitung |
5 | Ventil |
6 | Ventil |
7 | Hochdruckturbine |
8 | Zwischenüberhitzer |
9 | N iederdruckturbine |
10 | Abdampfstutzen |
11 | Kondensator |
!2 | Kondensatpumpe |
13 | Speisewasserbehälter |
1« | Speisewasserpumpe |
15 | Vorwärmer |
16 | Regelventil |
17 | Anfahrentspanner |
18 | Druckreduzierventil |
19 | Ausgangsleitung |
20 | Wärmetauscher |
21 | Regelventil |
22 | Ausgangsleitung |
23 | Ventil in ßypaßleitung |
28 | Pumpe |
29 | Ventil |
30 | Kühlleitungen |
31 | Leitung |
32 | Kcnder.satleitung |
33 | Ventil |
34 | Ventil |
35 | Ventil |
36 | Ventil |
37 | Verbindungsleitung |
38 | Verbindur.gsleitung |
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Einrichtung zur Abfuhr von Nachzerfallswärme bei einer mit Kernenergie beheizten Dampfkraftanlage, bei der dem Dampferzeuger ein Wasser-Dampf-Trenngefäß nachgeschaltet ist und unter Verwendung eines von außen gekühlten Wärmetauschers zur Abfuhr der Nachzerfallswärme, der in dem aus Speisewasserleitung und Ausgangsleitung des Wasser-Dampf-Trenngefäßes bestehenden Anfahrkreis des Dampferzeugers angeordnet ist, d a d u r c h g e k e η h ζ ei c h η e t, daß als Wärmetauscher ein mit einer Leitung (31) für Anzapfdampf aus einer Turbine (7) und einer Kondensatleitung (32) zur Abführung des Kondensates verbundener Vorwärmer (15) dem Dampferzeuger (2) vorgeschaltet ist, daß in die Leitung (31) und in die Kondensatleitung (32) Ventile (33 und 34) eingeschaltet sind und daß außerdem an die Anschlüsse des Vorwärmers (15) für den Turbinenabdampf und das Kondensat Verbindungsleitungen (37, 38) angeschlossen sind, die ebenfalls Ventile (35, 36) enthalten und mit einem Kühlwasserreservoir verbunden sind.
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Also Published As
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