DE2735730A1

DE2735730A1 - Anordnung an einem zwischenueberhitzer o.dgl.

Info

Publication number: DE2735730A1
Application number: DE19772735730
Authority: DE
Inventors: Ingemar Greis; Lars-Olof Dipl Ing Ingesson
Original assignee: Stal Laval Apparat AB
Current assignee: ABB Stal AB
Priority date: 1976-08-20
Filing date: 1977-08-08
Publication date: 1978-02-23
Also published as: SE7609256L; FR2362338A1; CH625031A5; IT1082292B; GB1582026A; NL7708829A; FR2362338B1; SE401730B; JPS6030401B2; JPS5344701A; US4193446A; ATA549677A; AT362461B

Description

Anordnung an einem Zwischenüberhitzer oder dergleichen

Die Erfindung betrifft eine Anordnung an einem Zwischenüberhitzer oder dergleichen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei der Kondensation auf der Innenseite der Rohre (inwendige Kondensation) in einem Querstromwärmeaustauscher, wie beispielsweise einem Zwischenüberhitzer für Kernkraftwerke, erhält man in den verschiedenen Abschnitten des Rohrbündels unterschiedliche Kondensationsgrade. In einem Teil des Rohrbündels kann eine vollständige Kondensation stattfinden, während in einem anderen Teil ein Dampfüberschuß auftreten kann. Dies führt zu einer Ansammlung von Wasser und nicht kondensierbaren Gasen (beispielsweise Luft) und somit zu einer schlechteren Wärmeübertragung in den Teilen des Rohrbündels, in denen der Fluß geringer ist. Ein weiterer Nachteil besteht in der Gefahr von Korrosionsschäden.

Man kann diese Nachteile durch Erhöhung de« Daapfflusses vermeiden, so daß in allen Teilen des Rohrbündels oder der Rohrbündel stets überschußdampf vorhanden ist. Hierbei werden Wasser

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und nichtkondensierbare Gase aus dem Rohrbündel herausgespült und somit die genannten Nachteile vermieden. Diese Maßnahme hat jedoch den Nachteil, daß der Wärmeinhalt des Überschußdampfes nicht genutzt wird, so daß der Wirkungsgrad des Zwischenüberhitzers oder dergleichen geringer ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung an einem Zwischenüberhitzer oder dergleichen zu entwickeln, durch welche einerseits die Ansammlung von Wasser und nichtkondensierbaren Gasen in dem Rohrbündel vermieden wird und andererseits eine Verschlechterung des Wirkungsgrades durch austretenden Überschußdampf vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Durch die Anordnung nach der Erfindung wird der Wärme inhalt des Überschußdampfes ausgenutzt und man erhält gleichzeitig die erwünschte Spülung und Ventilation der Rohre des Rohrbündels. Um die Konzentration nicht-kondensierbarer Gase in dem System unter einem annehmbaren Wert zu halten, werden nichtkondensierbare Ga se und eine kleine Menge des Überschußdampfes aus dem System abgeführt.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Injektor oder die Pumpe vom Primärdampf angetrieben, in dem letztgenannten Falle mittels einer vom Primärdampf angetriebenen Turbine, die ihrerseits einen Kompressor antreibt. Hierdurch wird, beispielsweise bei dem vom Primärdampf angetriebenen Injektor, die Zugänglichkeit erhöht und gleichzeitig die Wirtschaftlichkeit verbessert.

Anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau eines Zwischenüberhitzers gemäß der Erfindung,
Fig. 2 einen Teil eines Zwischenüberhitzers gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen Zwischenüberhitzer mit zwei Rohrbündeln 1 und 2. Die Zahl der Rohrbündel ist für die Erfindung jedoch unerheblich. Es braucht nur ein Rohrbündel vorhanden zu sein oder es können auch mehrere Rohrbündel vorhanden sein. An den Eintrittsstellen 3 und A wird Primärdampf über die DampfStrahlpumpen (Injektoren) 5 und 6 in die Rohrbündel 1 und 2 eingespeist. Die Injektoren haben die Aufgabe, einerseits einen DampfÜberschuß zu erzeugen und andererseits diesen Dampfüberschuß und eventuelle nichtkondensierbare Gase vom Ablauf des oder der Rohrbündel zu dem Einlauf des Rohrbündels zurückzuführen (Rezirkulation). überschußdampf und eventuelle nichtkondensierbare Gase, wie Luft, werden über die Leitungen 7, 8 mit Hilfe der Injektoren 5 und 6, welche

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vom Primärdampf betrieben werden, rezirkuliert, wobei der rezirkulierende Dampf mitgerissen, mit dem Primärdampf gemischt und dem Rohrbündel erneut zugeführt wird. Über die Abläufe 9 und 9' werden eine kleinere Menge Uberschußdampf sowie eventuelle nichtkondensierte Gase abgelassen. Das kondensierte Wasser wird ausgeschieden und über die Leitungen 10' abgeführt.

Der Sekundärdampf, der überhitzt werden soll, strömt an der Außenseite der Rohre des Bündels quer zur Längsrichtung des Rohrbündels, wie dies durch die nicht ausgefüllten Pfeile 10 dargestellt ist.

Fig. 2 zeigt Einzelheiten der Anordnung gemäß Fig. 1. In Fig. 2 ist ein Rohrbündel 11 mit vertikalen Rohren dargestellt. Die Erfindung kann jedoch auch bei horizontal oder geneigt verlaufenden Rohrbündeln verwendet werden. Der Ablauf 21 und der Einlauf 22 des Rohrbündels sind über die Rückzirkulationsleitung 17 und den Injektor 18 miteinander verbunden. Das Rohrbündel 11, die Rückzirkulationsleitung 17 und der Injektor 18 bilden hierbei einen Kreis, in dem Dampf zirkulieren kann. Die Anzahl (eins oder mehrere) Rohrbündel, Rezirkulationsleitungen oder Injektoren können unabhängig voneinander innerhalb des Kreises variiert werden, und außerdem kann die Anzahl Kreise in z.B. einem Zwischenüberhitzer variiert werden. Auf der Innenseite der Rohre strömt gesättigter Wasserdampf (siehe die voll dargestellten Pfeile 12). Die Temperatur kann beispielsweise 280⁰C und der Druck 65 Bar betragen.

Dieser Dampf 12 kondensiert in dem Rohrbündel und überhitzt dabei den an der Außenseite (siehe Pfeile 13) der Rohre vorbeiströmenden

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Dampf beispielsweise von 150° auf 26O°C. Dieser Dampf 13 wird Sekundärdampf genannt. Man erhält ihn von einer Hochdruckturbine, und nach der überhitzung wird er einer Niederdruckturbine zugeführt.

Das Kondensat wird durch den Ablauf 14 abgelassen, wobei der DampfÜberschuß rezirkuliert wird (siehe Pfeil 15).

Dem Injektor 18 wird gesättigter Wasserdampf 20 zugeführt, der hier als Primärdampf bezeichnet wird und der beispielsweise von einem nicht dargestellten Kernreaktor oder Dampferzeuger geliefert wird. Mit Hilfe des Injektors saugt der Primärdampf den rückzirkulierenden Dampf 15 über die Leitung 17 vom Ablauf 21 des Rohrbündels an und vermischt sich mit diesem, worauf die Mischung 12 in den Einlauf 22 des Rohrbündels hineinströmt. Hierbei wird ein rückzirkulierender Dampfüberschuß erzeugt, wodurch die oben genannten durch die Ansammlung von Wasser und nichtkondensierbaren Gasen im Rohrbündel verursachten Nachteile beseitigt werden, während gleichzeitig (aufgrund der Rückzirkulation) der Wärmeinhalt des Dampfüberschusses ausgenutzt werden kann.

In der Rückzirkulationsleitung 17 ist ein Ablauf 16 zum Ablassen eines kleineren Teils des Dampfüberschusses und eventueller unkondensierbaren Gase angeordnet. Die abgelassene Menge wird so bemessen, daß die Konzentration nichtkondensierbarer Gase im Kreis unterhalb eines akzeptierbaren Werts bleibt.

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Die Rückzirkulationsleitung 17 führt dann weiter zum Injektor (Dampfstrahlpumpe) oder zu einem Kompressor, der von einer vom

Primärdampf angetriebenen Turbine oder einer anderen nicht dargestellten Antriebsmaschine angetrieben wird.

Man kann in ein- und derselben Rückzirkulationsleitung auch mehrere Pumpen anordnen, und zwar auch an anderen Stellen als dem Einlaß für den Primärdampf.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann im Rahmen des offenbarten allgemeinen Erfindungsgedanken in vielfacher Weise variiert werden.

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Claims

26.7.1977 Patentansprüche:

1. ) Anordnung an einem Zwischenüberhitzer oder dergleichen mit mindestens einem Rohrbündel mit inwendiger Kondensierung von Dampf und außenseitiger überhitzung eines anderen Dampfes, dadurch gekennzeichnet, daß am Einlauf des Primärdampfes (20) mindestens eine Pumpe, beispielsweise eine Dampfstrahlpumpe (18) (Injektor), angeordnet ist, welche überschußdampf (15) und eventuelle nichtkondensierbare Gase vom Ablauf (21) des oder der Rohrbündel (1, 2, 11) dem Einlauf (22) des jeweiligen Rohrbündels zurückführt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor (18) vom Primärdampf (20) betrieben wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe ein Kompressor ist, der von einer vom Primärdampf angetriebenen Turbine oder von einer anderen Antriebsmaschine angetrieben wird.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nichtkondensierbare Gase und eine gewisse Menge überschußdampf von dem rückzirkulierenden Dampf vor dem Eintritt in die Pumpe (18) abgelassen werden (16).

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor (18) oder die Pumpe im Einlaufrohr des Primärdampfes angeordnet ist und daß Rückzirkulationsrohrc (17) vom Ablauf (21) des Rohrbündels (11) zu dem Injektor oder der Pumpe führen. 809808/0719

ORIGINAL INSPECTED