DE2706164A1 - Aus kuehlmittelpumpe und dampferzeuger bestehende baueinheit, vorzugsweise fuer berstgesicherte kernreaktoranlagen - Google Patents

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VPA 77P 9 3 07 BRD

Aus KUhlmittelpumpe und Dampferzeuger bestehende Baueinheit, vorzugsweise für berstgesicherte Kernreaktoranlagen

Die Erfindung bezieht sich auf eine aus KUhlmittelpumpe und Dampferzeuger bestehende Baueinheit, vorzugsweise für berstgesicherte Kernreaktoranlagen mit Druckwasserreaktor, Dampferzeuger, Hauptkühlmittelpumpe und verbindenden Leitungen im Primirkreis, wobei die KUhlmittelpumpe in eine Primärkammer des Dampferzeuger? eingebaut und die Baueinheit fUr aufrechtstehende Betriebslage vorgesehen ist und wobei der an die Baueinheit anschließbare heiße und kalte Primärkreis-Leitungsstrang zwischen Reaktordruckbehälter und Primärseite des Dampferzeugers zu einer Doppelleitung baulich vereinigt sind.

Eine solche Kernreaktoranlage ist durch die DT-PS 2 244 562 und das zugehörige Zusatz-Patent DT-PS 2 261 477 bekannt. Hierbei besteht eine bevorzugte AusfUhrungsform darin, daß in Mehrloopschaltung mehrere der Integrierten Baueinheiten, bestehend aus Dampferzeuger und HauptkUhlmittelpumpe, in stehender Anordnung unter Erzielung möglichst ku»r, gerader und weitgehend horizontaler Primärkreis-Leitungen um den Reaktordruckbehälter herum gruppiert sind. Dies erbringt die Erzielung einer nur kleiner Grundfläche für die Anlage und symmetrische, definierte Wärmedehnungsverhältnisse mit übersichtlicher LeitungsfUhrung, eine AusfUhrungsform, die besondere zur Ummantelung mit einer BersteicherungsumhUllung geeignet ist, da die Komponenten im wesentlichen als Zylinderkörper geformt sind. Aus Gründen der Sicherheit sind hierbei zweckmäßig alle der vorgenannten Primärkreiskomponenten und -Leitungen Jeweils

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-*- 77P 9307 BRD durch Berstschutzhüllen umschlossen, damit ein etwaiger Riß in einer Komponente oder in einer Leitung, wo auch immer er auftreten sollte, von vornherein in seinem Querschnitt begrenzt ist. Bei der bekannten Kernreaktoranlage sind für die integrierten Baueinheiten Dampferzeuger des U-Rohr-Typs verwendet. Hierbei ergibt sich für die Primärkammer mit der in dieser eingesteckten Hauptkühlmittelpumpe ein strömungsgünstiger Aufbau . Es ist jedoch erwünscht, daß auch Geradrohr-Dampferzeuger in berstgesicherte Kernreaktoranlagen eingebaut werden, da diese eine geringere Grundfläche im Vergleich zu U-Rohr-Dampferzeugera haben und auch abhängig von den Auslegungsdaten der Kernreaktoranlage sich strömungs- und wirkungsgradmäßig Vorteile für einen Geradrohr-Dampferzeuger mit Zwangsdurchlauf erzielen lassen.

Ein mit Hauptkühlmittelpumpe einer Druckwasser-Kernreaktoranlage integrierter Geradrohr-Dampferzeuger ist an sich bekannt (US-PS 3 395 076). Hierbei ist Jedoch der Dampferzeuger mit der Pumpe in liegender Anordnung vorgesehen, was die Grundfläche der Primärkrels-Kernreaktoranlage vergrößert, die Dampferzeuger und eingebauten KUhlmittelpumpen liegen nicht auf von der Reaktordruckgefäß-Zentralachse ausgehenden Strahlen, was wärmedehnungsmäßig weniger übersichtliche Verhältnisse bedingt, und auch an eine Berstsicherung des Primärkreislaufes ist nicht gedacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in die berstgesicherte Kernreaktoranlage mit Druckwasserreaktor der eingangs genannten Art einen Geradrohr-Dampferzeuger so einzubeziehen, daß sich bei Einbau der HauptkUhlmittelpumpe in die Primärkammer des Dampferzeugers ein in bezug auf Bauvolumen, Grundfläche, Strömungsverhältnisse und Zugänglichkeit zur Primärkammer günstiger Aufbau ergibt.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einer Baueinheit der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß als Dampferzeuger ein an sich bekannter Geradrohr-Dampferzeuger mit zentralem Steigrohr verwendet ist, welches das zwischen einer oberen primärseitlgen Eintrittskammer und einer unteren Primärkammer verlegte, mit seinen Enden jeweils in Rohrböden gefaßte Rohrbündel

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- y- 77P 9307 BRD in einer zentralen Rohrgasse durchdringt und das Primärmedium in die Eintrittskammer einspeist, von wo es durch das Rohrbündel zur unteren Primärkammer zurückströmt, daß das Steigrohr eine axiale Verlängerung aufweist, die als das Pumpenlaufrad umgebende Leitvorrichtung der KUhlmittelpumpe ausgebildet ist, und d«ß die Saugseite der Pumpe über einen Saugraum der unteren Primärkammer, der von einem Austrittskammerraum dieser Primärkammer durch Trennwände abgetrennt ist, mit dem heißen Strang der Doppelleitung kommuniziert, wogegen der kalte Strang der Doppelleitung an den besagten Austrittskammerraum angeschlossen ist.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß die vorteilhafte, vorzugsweise als Zweikammerrohr ausgeführte Doppelleitung zum Anschluß der Geradrohr-Dampferzeuger-Pumpen-Baueinheit beibehalten werden kann und sich ein relativ einfacher, strömungsgUnstiger Aufbau der die Pumpe enthaltenden Primärkammer des Dampferzeugers ergibt. Weiterhin kann der grundsätzliche Aufbau berstgesicherter Kernreaktoranlagen, die einen Dampferzeuger des U-Rohr-Typs verwenden, beibehalten werden, was von Vorteil in bezug auf eine Standardisierung berstgesicherter Kernkraftwerke ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer, in der Zeichnung dargestellter Ausfuhrungsbeispiele noch näher erläutert. Es zeigen in vereinfachter Darstellung unter Fortlassung der für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Teile:

Fig. 1 Die erfindungsgemäße Baueinheit, eingebaut in eine berstgesicherte Kernreaktoranlage, im Aufriß, z.T. im Schnitt, wobei die in die untere Primärkammer des Dampferzeugers eingebaute Pumpe im kalten Strang liegt (1.Ausführungsbeispiel) ;

Fig.1a die untere Primärkammer nach Fig. 1 vergrößert im Ausschnitt ;

Fig.1b den Schnitt nach der Linie Ib-Ib aus Fig. 1a;

Fig. 2 ein zweites Ausfuhrungsbeispiel in entsprechender Darstellung zu Fig. 1a, bei dem die Pumpe im heißen Strang liegt, mit besonders kurzes Pumpenwellenstumpf;

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-A-- 77P 9307 BRD Fig. 3 «in drittes Ausführungsbeispiel in entsprechender Darstellung zu Flg. 1a und 2, bei des der Strömungsleitkörper für die Pumpe besonders einfach ausgebildet ist; Flg. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel in stark vereinfachter, schematischer Darstellung der Baueinheit, bei den durch Einbau der Pumpe in die obere Primärkammer des Dampferzeugers sich die untere Primärkammer mit besonders einfachen Einbauten gestaltet und die obere Primärkammer praktisch vollkommen rotationssymmetrische Strömungsverhältnlsse aufweist.

Die berstgeslcherte Kernreaktoranlage nach Fig. 1 umfaet einen Druckwasserreaktor R, einen Dampferzeuger D, eine Hauptkühlmittelpumpe P und die den Druckwasserreaktor R mit Pumpe P und Dampferzeuger D strömungsmMeig zu einem Kreislauf verbindende Doppelleitung L. Die Hauptkühlmittelpumpe P (nachfolgend vereinfacht als Pumpe bezeichnet) 1st durch Einbau in die untere Primärkammer 1 des Dampferzeugers D mit diesem zu einer Baueinheit 2 vereinigt. Die Doppelleitung L 1st als Zweikammerrohr ausgeführt mit einer etwa horizontal verlaufenden Trennwand 3> durch welche der heiBe Leitungsstrang 4, der das Kühlmittel aus dem Kern 5 des Reaktors R transportiert, vom darunterliegenden kalten Leitungsstrang 6, der das aus dem Dampferzeuger D strömende abgekühlte Kühlmittel zum Reaktor R transportiert, druckdicht getrennt 1st (siehe Strömungspfeile fi). Zur Vereinfachung ist nur ein Loop dargestellt, da dies zum Verständnis der Erfindung ausreicht. In Wirklichkeit sind mehrere der Baueinheiten 2 über den Itafang des Reaktors R in Mehrloopschaltung angeordnet. Eine bevorzugte Ausführung ist eine Vlerloopschaltung für ca. 1300 MWe Kraftwerkleistung. Wie man sieht, ist die Baueinheit stehend und mit einem solchen Niveau Ib Bezug auf den Reaktor R angeordnet, daB sich ein kurzer, gerader und weltgehend horizontaler Verlauf für die Doppelleitung L ergibt. Die Doppelleitung L mit der Baueinheit 2 liegt damit praktisch auf einem von der Zentralaohse r des Reaktors R ausgehenden Radius, was günstig· Auflagerung·- und Väraedehnungsverhältnisse erbringt.

Im einzelnen 1st die Sicherheitshülle S, die die Kernreaktoranlage umschlieet, in Spannbetonkonstruktion mit äußerer Stahl-

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hülle S1 ausgeführt und ist mit Spannbetonfundamenten 7 für den Reaktor R und 8 für die Baueinheit 2 versehen. Die Berstschutzhülle 9 für den Reaktor R besteht aus dem Mantel 9a mit aufgesetztem Stutzring 9a1, Boden 9b und Deckel 9c, wobei die Teile 9a, 9a 1 und 9b in Spannbetontechnik ausgeführt r.ind und durch axiale, nicht dargestellte Zuganker axial miteinander verspannt sind zu einem nach oben offenen Spannbetondruckgefäß. Die Doppelleitung L 1st durch eine radiale Durchgangsöffnung 10 des Mantels 9a hindurchgeführt. Der Reaktor R weist einen im wesentlichen hohlzylindrischen Druckbehälter 11 mit Standzarge 12 und druckdicht verspanntem Deckel 13 auf. An seiner umlaufenden Standzarge 12 ist der Reaktor über Federβtabe 12a an einem Auflagerkörper 14 aufgelagert, der seinerseits höhenjustierbar über Zwischenplatten 15 auf dem Boden des Spannbetongefäöes 9a, 9b ruht, das seinerseits auf dem Fundament 7 abgestützt ist. Das Spannbetongefäe 9a, 9b dient zugleich als biologischer Schild. Der Berstschutzdeckel 9c besteht aus einem mehrlagigen Fangdeckel 9c1 und einem Fangring 9c2, welcher den Fangdeckel 9c1 gegen die Deckelkalotte des Deckels 13 preßt. Im eingebauten betriebswert« Zustand wird die axiale Verspannkraft von der Berstschutzhülle 9 über die Pendelstutzen 16 auf den Reaktor R übertragen (mehrere Pendelstutzen 16 sind gleichmäßig über den Umfang verteilt). Die Pendelstutzen 16 greifen einerseits an einer nach innen geneigten Schrägfläche des Stutzringes 9a1, andererseits am Fangring 9c2 an und sind durch nicht näher dargestellte Schwenklager und hydraulische Kraftkolben In und außer Eingriff der dargestellten Verspannlage schwenkbar. In axialer Richtung wird der Kraftschluß vom Reaktor R zum Berstschutzmantel 9a durch eine druckfeste Isolierschicht 17 und eine gleichfalls druckfeste Kühlschicht 18 hergestellt, bodenseltig erfolgt der Kraftschluß zum Boden 9b entsprechend über eine Isolierschicht 17' und eine KUhlschicht 18*. Der Kernbehälter 1st mit 19 bezeichnet, der Weg des Kühlmittels im Reaktor R gleichfalls durch Strömungspfeile f1 verdeutlicht.

Die als Ganzes mit 21 bezeichnete Berstschutzumhüllung der Baueinheit 2 besteht au« Berstschutzmantel 21a, Berstschutzboden 21b und Berstschutzdeckel 21c. Der Mantel 21a 1st als Mehrlagenzylinder ausgeführt und mit dem Boden 21b bei 22 verschweißt.

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- AO- - *- VP 9 3 07 BRD Der Deckel 21c ist nach innen gewölbt und (zwecks erleichterter Montage) auf nicht ersichtliche Welse zweigeteilt und stützt sich Ober einen Stutzring 21c1 an einem Gegenring 21a1 des Mantels 21a ab. Der zwischen der Baueinheit 2 und dem Mantel 21a gebildete und durch Boden und Deckel 21b, 21c nach unten bzw. oben begrenzte Ringraum ist durch eine druckfeste Isolierschicht 23 ausgefüllt, die ebenso wie die Isolierschicht 17 bzw. 17* zweckmäßigerweise aus druckfesten Isolierbetonsteinen besteht, die zwecks Inspektion der Baueinheit 2 von außen aus dem Ringraum nach oben ausräumbar sind. Die Baueinheit 2 ist über ihren Berstschutzboden 21b und Über einen an der Bodenunterseite angebrachten, eine abgeschrägte Stützfläche aufweisenden Lagerkörper 24 an einem eine entsprechend geneigte Gegenfläche aufweisenden Auflagerkörper 25 wärmebeweglich gelagert, wobei der Auflagerkörper 25 an einer auf dem Fundament 8 ruhenden Stutzkonsole 26 befestigt ist. Zwischen Lager- und AuflagerkOrper 24, 25 1st ein die Wärmebewegung der Baueinheit 2 in axialer und radialer Richtung ermöglichendes Elastomerlager eingefügt. Die Pumpe P ist mit einem Gehäuseschaft 27 in eine Durchsteckbohrung 28 des Kammerbodens 29 mit enger Passung eingesteckt und mit ihrem Gehäuseflansch 30 gegen den Kammerboden 29 dichtend verspannt (nicht näher dargestellt). Die Verbindung des Pumpengehäuseschaftes 27 mit dem Pumpenmotor 31 erfolgt über eine Laterne 32. Pumpe P und Motor 31 sind damit in hängender Anordnung am Kammerboden 29 befestigt. 33 ist ein zwischen Mantel 9a und Boden 21b eingefügter Schockabsorber, 34 ein Montagewagen, 35 sind beidseits des oberen Endes der Baueinheit angreifende Dämpfungselemente zur erdbebensicheren Abstützung.

Auch die Doppelleitung L ist mit einem Berstschutzmantel 36 versehen, der aus axial aneinandergereihten Stahlringen besteht, sowie mit einem Isoliermantel 37.

Erfindungsgemäß ist als Dampferzeuger D der Baueinheit 2 ein Geradrohr-Dampferzeuger mit zentralem Steigrohr 38 verwendet, welches das zwischen einer oberen prlmärseitigen Eintrittskammer 39 und der unteren, schon erwähnten Primärkammer 1 verlegte, mit seinen Enden Jeweils in Rohrböden 40, 41 gefaßte Rohrbündel 42 in einer zentralen Rohrgasse 43 durchdringt. Das

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_V- 77P 9 3 07 BRD Geradrohrbündel 42 ist in Fig. 1 lediglich durch strichpunktierte Linien ausschnittsweise angedeutet. Das Steigrohr 38 speist das Primärmedium in die Eintrittskammer 39 ein (siehe Strömungepfeile f1), von wo das Primärmedium durch das Rohrbündel 42 hindurch zur unteren Primärkammer 1, und zwar in ihren oberen Austrittskammerraum 1a, zurückströmt. Die Doppelleitung L ist über einen DurchfUhrungsstutzen 44 an die untere Primärkammer 1 angeschlossen.

Zur näheren Erläuterung der unteren Primärkammer 1 wird nunmehr auf die Detaildarstellung nach Fig. 1a und 1b bezug genommen. Die Primärkammer 1 umfaßt ein Gehäuse, das im Vergleich zum Stahldruckbehälter des Dampferzeugers D eine vergrößerte Wandstärke aufweist. Außer dem schon erwähnten Rohrboden 40 und dem Boden 29 als deck- bzw. bodenseitige Begrenzung weist die Primärkammer die Zylinderwand 45 auf mit einer Durchbrechung 45a zum Anschluß der Doppelleitung L einschließlich ihrer Trennwand 3. Im oberen Teil der Fig. 1a ist das untere Ende 38a des Steigrohres 38 ersichtlich, das an der Oberseite des Rohrbodens 40 mit diesem verschweißt ist (Ringschweißnaht 38b). An der Unterseite des Rohrbodens 40 ist eine axiale Verlängerung 38* des Steigrohres 38 vorgesehen, die als eine das Laufrad 46 mit Nabe 46a und Schaufelkranz 46b der Pumpe P umgebende Leitvorrichtung 47 ausgebildet ist. Unter axialer Verlängerung 38* wird eine strömungsmäßige axiale Verlängerung verstanden, ohne daß eine direkte metallurgische Verbindung zum Steigrohr 38 vorliegen müßte; die letztere ist naturgemäß nicht ausgeschlossen. Fertigungstechnisch günstiger ist jedoch die dargestellte Ausführungsform, wobei ein Rohrstück 38* mit seinem oberen Ende an der Unterseite des Rohrbodens 40 und an das Rohrstück 38a* wiederum ein verstärkter, gleichfalls hohlzylindrischer Mittelteil 38b¹ angeschweißt ist (Ringschweißnähte 38c')· In der linken Hälfte der Fig. 1a ist eine axial fördernde Pumpe P1 und im rechten Teil eine halbaxial fördernde Pumpe P2 dargestellt, um zu verdeutlichen, daß sowohl axiale als auch halbaxiale Pumpen für die Erfindung geeignet sind. Da der grundsätzliche Aufbau beider Pumpenarten gleich ist, sind auch in beiden Fällen die gleichen Bezugszeichen verwendet, und es wird im folgenden nur noch von Pumpen P gesprochen. Die zur Verlängerung 38' gehörende Leit-

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- ^- 77P 93 07 BRD vorrichtung 47 der Pumpe weist einen äußeren hohlzylindrischen zweiteiligen Strömungs-Leitkörper 47a auf mit einem oberen verjüngten Halsteil 47b, der unter ZwischenfUgung von Dichtungsringen 47c in die nach unten weisende Aufnahmebohrung 38d' des Mittelteils 38b^f eingepaßt ist. Durch nicht näher dargestellte axiale Befestigungsschrauben 47d sind die beiden axial aneinandergereihten Zylinderteile 47a1, 47a2 des Strömungsleitkörpers 47a miteinander und mit dem Ringkragen 38e' des Mittelteils 38b' verspannt.

Die Leitvorrichtung 47 bildet mit ihrem Strömungsleitkörper 47a somit, wie erwähnt, eine axiale Verlängerung des Steigrohres An seinem unteren Ende ist der Strömungsleitkörper 47a mit Abstandzwischenraum 48 zum Boden 29 der Primärkammer 1 angeordnet. Auf diese Weise wird zwischen der unteren Strömungskante 47a3 und dem sich nach oben einwärts gekrümmt verjüngenden Gehäuseschaftteil 27a ein Ansaug-Rlngraum 48a der Pumpe P gebildet, in welchem die KUhlmittelströmung im wesentlichen aus der radialtangentialen Richtung in die axiale Richtung im Ringkanal 47e der Leitvorrichtung 47 umgelenkt wird. Der oberhalb des Laufschaufelkranzes 46b angeordnete Leitschaufelkranz 47f ist zwischen Nabe 47g und Strömungsleitkörper 47a1 gehalten. Die Nabe 47g weist die übliche, strömungsgünstige Außenkontur zur Überleitung der Strömung aus dem Ringkanal 47e in das Steigrohr 38 auf. Wie ersichtlich, ist die Pumpe P durch die schon erwähnte Durchstecköffnung 28 im Kammerboden 29 in die Steigrohrverlängerung 47a eingesteckt. Die im wesentlichen horizontale Trennwand 1st von der Axialverlängerung 38* des Steigrohres 38, in diesem Falle vom Mittelteil 38b¹, zentral durchdrungen, und ist mit diesem Mittelteil 38b* dichtend verschweißt (Ringschweißnaht 49a) sowie auch mit dem Innenumfang der Primärkammer 1 längs der Dichtnaht 49b und mit der Trennwand 3 der Doppelleitung L längs der Dichtnaht 49c dichtend verbunden. Die Trennwand 49 ist, wie dargestellt, nach oben schwach gewölbt ausgeführt, was festigkeitemäßige Vorteile erbringt; sie ist jedoch als im wesentlich horizontal verlaufend zu bezeichnen. Der unterhalb der Trennwand angeordnete Primärkammerraum 1a dient als Saugraum der Pumpe P und kommuniziert mit dem heißen Strang 4 der Doppelleitung L, wogegen der kalte Strang 6 der Doppelleitung L an

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-y- VP 9 3 07 BRD den oberen Austrittskammerraum la angeschlossen ist und zwar durch ein nachstehend erläutertes Umlenksystem. Hierzu ist der heiße Leitungsstrang 4 durch einen ersten gewölbten Unleitblechkörper 50 (vgl. auch Fig. 1b) zum oberhalb der Trennwand 49 liegenden Austrittskammerraum ^a abgedichtet und mündet U¹^r eine vom ersten Umleitblechkörper 50 abgedeckte, seitlich zum Leitungszug der Doppelleitung L versetzte erste Trennwandöffnung 50a in den Saugraum 1b. Der kalte Leitungsstrang 6 dagegen ist durch einen zweiten gewölbten Umleitblechkörper 51 zum unterhalb der Trennwand 49 liegenden Saugraum 1b abgedichtet und kommuniziert über eine vom zweiten Umleitblechkörper 51 abgedeckte, ebenfalls seitlich zum Doppelleitungszug versetzte zweite Trennwandöffnung 51a mit dem Austrittskammerraum la. Hierbei ist die zweite Trennwandöffnung 51 entgegengesetzt zur ersten Trennwand-Öffnung 50a seitlich versetzt. Es ergibt sich damit die durch die Strömungspfeile f1 verdeutlichte Strömung, wobei die Pumpe P, wie ersichtlich, im sogenannten heißen Strang liegt. Darunter wird das ab Austritt des Reaktors bis zum Eintritt des Dampferzeugers reichende Leitungssystem verstanden. Es wurde gefunden, daß die hierbei verwirklichte, praktisch rotationssymmetrische Anordnung der Strömungsleiteinrichtung 47 als Verlängerung des Steigrohres besonders günstige An- und Abströmverhfiltnisse für die Pumpe P schafft und daß hierbei die etwas höhere Kühlmitteltemperatur für die Pumpe in Kauf genommen werden kann, zumal das Temperaturgefälle im PrimMrkreis des Dampferzeugers D vom heißen zum kalten Strang nur in der Größenordnung von 30 bis 35°C liegt. So ist die dargestellte Baueinheit 2 für eine Eintrittstemperatur am Dampferzeuger von t_E « J527°C » 600 K und für eine Austrittstemperatur t. von 295⁰C ■ 568 K bei einem Betriebsdruck von 158 bar ausgelegt.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß die Pumpenwelle 52 innerhalb ihres Gehäuseteils 27 in einem Radiallager 27b gelagert 1st und durch ein Dichtungsgehäuse 27c hindurchgeführt ist, wobei zwischen Pumpenwelle 52 und Motorwelle 31a •ine Wellenkupplung 52a angeordnet ist. Zwischen dem unteren Teil 47a2 des Ströaungsleitkörpers 47a und dem Gehäuseschaftteil 27a kann noch ein Vorleit-Schaufelkranz 47h angeordnet sein, der zugleich als Abstützung des Strömungsleitkörpers 47a am Gehäuse-

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schaftteil 27a dienen kann.

Das AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen nach Figuren 1, 1a dadurch, daß hier statt der im wesentlichen horizontal verlaufenden Trennwand 49 und der Umleitblechkörper 50, 51 die axiale Verlängerung 38' des Steigrohres 38 mit Radialabstand 53 von einer im wesentlichen zylindrischen Trennwand 49' umgeben ist, so daß ein zum Austrittskammerraum 1a abgeschlossener Ansaug-Ringraum 53a gebildet ist, wobei in den oberen Bereich des Ansaug-Ringraumes 53a der heiße Strang 4 der Doppelleitung L über ein ein Zulaufrohr 4· bildendes Verlängerungsstück direkt angeschlossen ist. Der Strömungsverlauf ist hier durch Pfeile f2 verdeutlicht. Es ergibt sich ein besonders kurzes Gehäuseschaftteil 27a mit entsprechend kurzer, nicht dargestellter Pumpenwelle.

Beim AusfUhrungsbeispiel nach Flg. 3 bildet das untere Ende der axialen Steigrohrverlängerung 38' mit dem zylindrischen Pumpengehäuseschafttell 27 entsprechenden Außendurchmessers einen Dichtsitz 54. Eine zwischen Dichtsitz 54 und Lauf- und Leitvorrichtung 46, 47 der Pumpe P angeordnete Pumpenschaftver-JUngung 27a bildet mit dem Mantel der axialen Verlängerung 38' einen Saugraum 1b', an den wiederum ein Verlängerungsstück 4* für den heißen Leitungsstrang 4 angeschlossen ist. Die vergrößerte axiale Länge des Pumpengehäuseschaftteils 27 und dementsprechend der nicht dargestellten Pumpenwelle kann bei dieser Ausführungsform dadurch verkürzt werden, daß das Verlängerungsstück 4' nicht unter 90°, sondern schräg nach unten geneigt vom heißen Leitungsstrang zu der dann entsprechend nach unten gezogenen axialen Verlängerung 38' geführt ist, wie gestrichelt bei 4« und 38* angedeutet. Die Strömungsrichtungen sind hier durch Pfeile f3 verdeutlicht. Beim vierten AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 4 ist eine axiale Verlängerung 38" des Steigrohres 38 an seinem oberen Ende mit Abstandzwischenraum 55 zur Decke 39a der primärseitigen Eintrittskammer 39 angeordnet. Die Pumpe P ist hierbei von oben durch eine Durchsteckuffnung 39b der Kammerdecke 39a in die Steigrohrverlängerung 38·· eingesteckt. Wie die Strömungspfeile f4 verdeutlichen, ist durch die Eintrittskammer 39 ein Pumpendruckraum und durch das der

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Pumpe P vorgeschaltete Steigrohr 38 ein Pumpensaugraum begrenzt. Auch hierbei wird durch den Pumpengehäuseschaft 29a, der nach oben erweiternd gekrümmte Begrenzungsflächen aufweist, und entsprechend abgerundete Steigrohroberkanten 47a3 ein Umlenkringkanal 55a zur Umlenkung der PrimärkUhlmittelströmung aus der Steigrohrverlängerung 38" in Richtung auf den Rohrboden begrenzt. FUr die untere Primärkammer 1 ergibt sich bei diesem AusfUhrungsbeispiel eine besonders einfache Anordnung der Einbauten. Hier ist das untere Ende des Steigrohrs 38 in der Durchgangsbohrung 49a' einer im wesentlichen horizontalen Trennwand 49" gefaßt, wobei diese Trennwand 49" die Primärkammer 1 so wie beim AusfUhrungsbeispiel nach Figuren 1, 1a in einen oberen Austrittskammerraum 1a und in einen unteren in das Steigrohr 38 mündenden Saugraum 1b aufteilt. Der heiße Strang 4 liegt aber bei diesem AusfUhrungsbeispiel in der unteren Hälfte der Doppelleitung L, die wiederum als Zweikammerrohr mit horizontaler Trennwand 3 ausgeführt ist, und der kalte Strang 6 liegt in der oberen Hälfte. Mithin kann ohne Verwendung besonderer Umleitwandkörper das Primärkühlmittel aus dem heißen Strang direkt in den Saugraum 1b und aus dem Austrittskammerraum 1a direkt in den kalten Leitungsstrang 6 geleitet werden.

12 Patentansprüche
4 Figuren

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Leerse ite

Claims (12)

1. » . * w, ν, " 77Γ» 9 3 0 7 BRD

   Patentansprüche

   M.JAue Kühlmittelpumpe und Dampferzeuger bestehende Baueinheit, vorzugsweise für berstgesicherte Kernreaktoranlagen mit Druckwasserreaktor, Dampferzeuger, Hauptkühlmitte]pumpe und verbindenden Leitungen im Primärkreis, wobei die K\Vt.lmittelpumpe in eine Priiaärkammer des Dampferzeugers eingebaut und die Baueinheit für aufrechtstehende Betriebslage vorgesehen ist und wobei der an die Baueinheit anschließ-bare heiße und kalte Primärkreis-Leitungsstrang zwischen Reaktordruckbehälter und Primärseite des Dampferzeugers zu einer Doppelleitung baulich vereinigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Dampferzeuger (D) ti.i an sich bekannter Geradrohr-Dampferzeuger mit zentralem Steigrohr (38) verwendet ist, welches das zwischen einer oberen primärseltigen Eintrittskammer (39) und einer unteren Primarkanaer (i) verlegte, mit seinen Enden Jeweils in Rohrböden (40, 41) gelite Rohrbündel (42) in einer zentralen Rohrgasse (4.3) durchdringt und das Primärmedium in die Eintrittskammer (39) einspeist, von wo es duroh df ■; Rohrbündel (42) zur unteren Pr j mär kammer (1) zurückströmt, dnß das Steigrohr (38) eine axiale Verlängerung (38·) aufweist, die als das Pumpenleufrad (^6) umgebende Leitvorrichtung (47) der KUhlmittelpumpe (P) ausgebildet ist, und daß t'ie Saugseite der Pumpe über einen Saugraun (1b) der unteren PrimSrkammer (1), der von einem Ai:stritfcskammerraum (1a) dieser Primärkammer durcb Trennwände (49, 49', 49") abgetrennt ist, mit dem heißen Strang (4) der Doppelleitung (L) ko3>munl?,iert, wogegen der kalte Strang ^f/:<) der Doppelleitung (L) an 4en besagten Austrittskammerraum (ia) angeschlossen ist.
2. 2. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Verlängerung (38) des Steigrohres (38) an seinem unteren Ende und mit Abstandzwischenraum (48) zum Boden (29) der unteren Primärkammer (1) angeordnet ist, wobei die Pumpe (P) von unten durch eine Durchstecköffnung (28) des Kammerbodens (29) in die Steigrohrverlängerung (38·) eingesteckt ist.

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   ORIGINAL INSPECTED

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3. 3. Baueinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelleitung (L) in an sich bekannter Weise als Zweikammerrohr ausgebildet ist, das durch eine im wesentlichen horizontale Trennwand (3) in einen heißen (4) und in einen kalten Leitungsstrang (6) unterteilt 1st.
4. 4. Baueinheit nach Anspruch 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine im wesentlichen horizontale Trennwand (49, 49', 49") der unteren Primärkammer (1) von der axialen Verlängerung (38¹) des Steigrohres (38) zentral durchdrungen wird und mit dieser Verlängerung (38')dem Innenumfang der unteren Primärkammer (1) sowie mit der Trennwand (3) der Doppelleitung (L) dichtend verbunden 1st.
5. 5. Baueinheit nach Anspruch 4, wobei der heiße Leitungsstrang (4) durch die obere Hälfte und der kalte Leitungsstrang (6) durch die untere Hälfte der Doppelleitung (L) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der heiße Leitungsstrang (4) durch einen ersten gewölbten Umleitblechkörper (50) zum oberhalb der Trennwand (49) liegenden Austrittskammerraum (1a) abgedichtet ist und über eine vom ersten Umleitblechkörper (50) abgedeckte, seitlich zum Doppelleitungszug (L) versetzte erste Trennwandöffnung (50a) in den Saugraum(ia) mündet, wogegen der kalte Leitungsstrang (6) durch einen zweiten gewölbten Umleitblechkörper (51) zum unterhalb der Trennwand (49) liegenden Saugraum (1a) abgedichtet ist und über eine vom zweiten Umleitblechkörper (51) abgedeckte, ebenfalls seitlich zum Üoppelleltungszug (L) - Jedoch entgegengesetzt zur ersten Trennwandöffnung (50a) - versetzte zweite Trennwandöffnung (51a) mit dem Austrittskammerraum (1a) kommuniziert.
6. 6. Baueinheit nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Verlängerung (38·) des Steigrohres (38) mit Radial-Abstand (53) von einer im wesentlichen zylindrischen Trennwand (49) unter Bildung eines zum Austrittskammerraum (1a) abgeschlossenen Ansaug-Ringraumes (53a) umgeben ist, wobei in den oberen Bereich des Ansaugringraumes der heiße Strang (4) der Doppelleitung (L) über ein Zulauf rohr (4¹) als Verlängerungsstück angeschlossen 1st.

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7. 7. Baueinheit nach Anspruch ? und 3» dadurch gekennzeichnet, da8 das untere Ende der axialen Steigrohrverlängerung (38·) mit einem zylindrischen Pumpengehäuseschaft (27) entsprechenden Außendurchmessers einen Dichtsitz (54) bildet und eine zwischen Dichtsitz und der Lauf- und Leitvorrichtung (^; 6, 47) der Pumpe (P) angeordnete Pumpenschaftverjüngung (27a) mit dem Mantel der axialen Verlängerung (3Θ¹) einen Saugraum (1b¹) bildet, an den ein Zulaufrohr (4¹) als Verlängerungsstück für den heißen Leitungsstrang (4) angeschlossen ist.
8. 8. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

   die axiale Verlängerung (38") des Steigrohres (38) an seinem oberen Ende mit Abstandzwischenraum (55) zur Decke (39a) der primäreeitigen Eintrittskammer (39) angeordnet ist, wobei die Pumpe (P) von oben durch eine Durchstecköffnung (39b) der Kammerdecke (39a) in die Steigrohrverlängerung (38^M) eingesteckt ist und demgemäß durch die Eintrittskammer (39) ein Pumpendruckraum und durch das der Pumpe (P) vorgeschaltete Steigrohr (38) ein Pumpensaugraum gebildet ist.
9. 9. Baueinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pumpengehäuseschaft (29a) mit nach oben erweiternd gekrümmten Begrenzungsflächen und entsprechend abgerundete Steigrohroberkanten (47a3) einen Umlenkringkanal zur Umlenkung der Primärmittelströmung aus der Steigrohrverlängerung (38") in Richtung auf den oberen Rohrboden (41) begrenzen.
10. 10. Baueinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Steigrohres (38) in der Durchgangsbohrung (49a¹) einer im wesentlichen horizontalen Trennwand (49^W) der unteren Primärkammer (1) gefaßt ist, wobei die Trennwand (49") die Primärkammer in einen oberen Austrittskammerraum (1a) und einen unteren in das Steigrohr (38) mündenden Saugraum (1b) aufteilt, und daß der heiße Strang (4) durch die untere Hälfte der Doppelleitung (L) In den Saugraum (1b) geführt ist, dagegen der kalte Strang (6) durch die obere Hälfte der Doppelleitung (L) an den Austrittskammerraum (1a) angeschlossen ist.

    809833/0A13

    77P 9 3 07 BRD
11. 11. Baueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine axiale KUhlmittelpuope (P1) verwendet ist.
12. 12. Baueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine halbaxiale Kühlmittelpumpe (P2) verwendet ist.

    ö »y«33/0A13