DE2942714C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmetauschsystem zum Abführen von Wärme aus geschlossenen Räumen gemäß den Merk­ malen im Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Reihe von Kühlprozessen muß aus Sicherheits­ gründen nicht nur bei unbeabsichtigten Störfällen, sondern auch bei gewollten Eingriffen in das jeweilige Kühlsystem unter allen Umständen wenigstens in einem begrenzten Umfang noch weitergeführt werden. Derartige Kühlprozesse existieren beispielsweise für Lagerstätten in Form von Behältern, Ge­ bäuden oder Bunkern für Wärmeenergie abgebende Stoffe. Unter solche Stoffe fallen insbesondere verbrauchte, radioaktive Brennelemente, die permanent Wärme entwickeln, welche abge­ führt werden muß. Hier ergeben sich nun Schwierigkeiten, diese Wärme aus dem Innern entsprechender Lagerstätten an die Um­ gebungsluft abzuführen. Einerseits muß nämlich gewährleistet sein, daß das im Innern der Lagerstätte den Wärmeenergie ab­ gebenden Stoff kühlende Fluid nicht selber in die Umgebungsluft gelangt und andererseits ist sicherzustellen, daß das die Wärmeenergie des Kühlfluids an die Umgebungsluft transportie­ rende Kühlsystem auf alle Fälle ein Mindestmaß an Wärmeüber­ tragungsleistung aufbringt.
In diesem Zusammenhang sind Kühlsysteme mit moto­ risch angetriebenen Pumpen oder Ventilatoren bekannt. Die Betriebsbereitschaft dieser Kühlsysteme kann zwar durch für sich besonders geschützte Notenergie-Aggregate selbst bei gezielten Terrorakten noch aufrechterhalten werden, indessen haben die bekannten Kühlsysteme dort ihre Schwachstellen, wo sie vom Innern der Lagerstätte an die Umgebungsluft übergehen. Diese Schwachstellen sind insbesondere bei Lägerstätten mit radioaktiven Innenräumen vorhanden, wo dem Sicherheitsbedürfnis in einem optimalen Umfang Rechnung getragen werden muß.
Man hat daher auch schon vorgeschlagen (DE-AS 28 23 376), Wärmerohre zur Abführung der Nachzerfallswärme aus Lagern mit abgebrannten Kernreaktorbrennelementen zu ver­ wenden. Zu diesem Zweck hat man parallel zu den Lagerstätten für die Brennelemente Naturzugkamine angebracht und diese Natur­ zugkamine über Wärmerohre mit den Lagerstätten verbunden. Hier­ bei müssen die Durchführungen der Wärmerohre in den Wänden zwischen den Naturzugkaminen und den Lagerstätten mit wirk­ samen Strahlungsabschirmungen versehen sein. Diese Strahlungs­ abschirmungen sind sehr aufwendig, sie bilden ferner nach wie vor Schwachstellen, und zwar insbesondere dann, wenn Wärme­ rohre durch gewaltsame Einwirkungen beschädigt oder zerstört sind und ausgetauscht werden müssen.
Der Erfindung liegt, ausgehend von der im Oberbe­ griff des Anspruchs 1 beschriebenen Bauart, die Aufgabe zu­ grunde, die Anordnung der innerhalb der Räume liegenden Teile der Wärmerohre ohne wesentliche Beeinträchtigung der Effektivi­ tät der Wärmeübertragung zu vereinfachen und gleichzeitig dem hohen Sicherheitsbedürfnis verstärkt Rechnung tragen zu können, indem die Wärmerohre nach innen mechanisch geschützt werden und Beschädigungen von außen bzw. Kontroll- und evtl. Reparaturarbeiten an den Wärmerohren keinen Einfluß auf die Betriebssicherheit der Lagerstätten haben.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.
Die die Wände der geschlossenen Räume durchsetzenden Wärmerohre sind in gegenüber den Räumen gas- und strahlungs­ sicher abgedichtete Hülsenrohre gesteckt. Dadurch wird der direkte Kontakt der Wärmerohre mit den Räumen unterbunden. Es ist somit gewährleistet, daß jedes einzelne Wärmerohr zu Kontrollzwecken oder auch aus Reparaturgründen bei gewaltsamer oder nicht gewaltsamer Beschädigung aus dem jeweiligen Hülsen­ rohr herausgezogen und durch ein repariertes oder neuwertiges Wärmerohr ersetzt werden kann. Die Hülsenrohre ragen in das Kühlfluid im Innern des jeweiligen Raums hinein. Sie nehmen die Wärme von diesem Fluid auf und geben sie an die einge­ steckten Wärmerohre ab, wo dann Verdampfungsprozesse in den Wärmerohren stattfinden, der Dampf die Wärme in die luftsei­ tigen Längenabschnitte der Wärmerohre transportiert und dort durch Kondensation abgibt, während die Kondensate durch Schwer­ kraft und ggf. unterstützender Kapillarkraft wieder zu den Verdampferteilen der Wärmerohre zurückfließen.
Wird nun eine Vielzahl von Wärmerohren übereinander und nebeneinander in den Lagerstättenwänden angeordnet, so stellt sich auf den Innenseiten der Lagerstättenwände jeweils eine abwärts gerichtete Konvektionsströmung ein, die auf dem Dichteunterschied zwischen den gekühlten und noch nicht ge­ kühlten Teilen der Kühlfluide beruhen, während sich auf den Außenseiten der Lagerstättenwände richtungsgemäß entgegenge­ setzte Luftströmungen ausbilden, die gleichermaßen auf dem Prinzip der freien Konvektion, d. h. auf den Dichteunterschied zwischen aufgewärmter und noch nicht aufgewärmter Umgebungs­ luft beruhen.
Dadurch, daß möglichst eine große Anzahl von Wärme­ rohren zum Einsatz gelangt, ergibt sich der Vorteil, daß auf­ grund der dann vorhandenen räumlichen Erstreckung des Wärme­ tauschsystems auch bei gewaltsamer Zerstörung einzelner Wärmerohre auf der Außenseite durch Unfall oder einen will­ kürlichen Zerstörungsakt nur ein relativ kleiner Teil des Wärmetauschersystems außer Kraft gesetzt werden kann. Der überwiegende Teil des Wärmetauschsystems arbeitet unverändert weiter. Die zerstörten Teile haben somit keinen Einfluß auf das Weiterfunktionieren des nicht zerstörten Teils des Wärme­ tauschsystems. Es wird sich lediglich das Temperaturniveau im Innern der Lagerstätte entsprechend der Anzahl der ausge­ fallenen Wärmerohre im Verhältnis zur ursprünglichen Gesamt­ zahl geringfügig erhöhen. Durch die große Anzahl an Wärmerohren ist jedoch die Mindestkühlleistung aufgrund der verbleibenden und weiterhin funktionierenden Wärmerohre auf jeden Fall ge­ währleistet.
Wenn im Vorstehenden von einer großen Anzahl von Wärmerohren die Rede ist, so können dies einige hundert bis einige tausend voneinander völlig unabhängige einzelne Wärme­ rohre sein. Dabei verstärken die jeweils übereinander ange­ ordneten Wärmerohre die Wärmetauschleistung, indem sie die Konvektionsströmung auf beiden Seiten der jeweiligen Lager­ stättenwand beschleunigen.
Die Dimensionierung der äußeren Längen der Wärmerohre einerseits und der inneren Längen andererseits ist so aufein­ ander abzustimmen, daß die jeweils gewünschte Kühlleistung auch erreicht wird. Die Eigenschaft der Wärmerohre, daß ihre Arbeitstemperatur beliebig zwischen der Temperatur des Innen­ raums der Lagerstätte und der Temperatur der Umgebung liegen kann, erlaubt jedoch zusätzlich bestimmte Freiheiten in der Dimensionierung. So können beispielsweise die aktiven Längen auf den Innenseiten zugunsten vergrößerter aktiver Längen auf den Außenseiten verkürzt werden, wodurch sich die Arbeits­ temperatur der in den Wärmerohren befindlichen Stoffe stark in Richtung der Temperatur der Umgebungsluft verschiebt. Umgekehrt können bei Platzbeschränkungen auf der Außenseite der Lagerstätte die wirksamen Bereiche der äußeren Längenab­ schnitte zugunsten einer Verlängerung der inneren Längenab­ schnitte gekürzt werden, wobei dann das in den Wärmerohren befindliche Arbeitsfluid eine Temperatur annimmt, die in die Nähe der Temperatur des Innenraums rückt.
Die zur Anwendung gelangenden Wärmerohre können geradlinig ausgebildet und auf ihren in die Umgebungsluft hineinragenden äußeren Längenabschnitten mit Querrippen ver­ sehen sein. Sie werden in der Regel senkrecht zur jeweiligen Lagerstättenwand angeordnet. Denkbar ist es aber auch, die äußeren Längenabschnitte der Wärmerohre vertikal nach oben abzubiegen und mit Längsrippen zu versehen, wenn die Wärme­ rohre Längen bis zu 10 m und mehr aufweisen. Der Querschnitt der Wärmerohre kann auf ganzer Länge rund sein. Im Hinblick auf einen geringeren Strömungswiderstand und damit einherge­ hender Verbesserung der Konvektionsleistung bei gleichzeitig vergrößerter Sicherheit gegen erhöhten Innendruck bei evtl. Eisbildung ist es aber auch möglich, die äußeren Längenabschnitte der Wärmerohre mit einem elliptischen Querschnitt zu versehen, dessen lange Achse sich in Richtung der Konvektionsströmung erstreckt.
Der Querschnitt der Hülsenrohre ist zweckmäßig an den Querschnitt der Wärmerohre angepaßt. Er kann somit rund oder elliptisch sein. Dabei ist es im Falle eines gasförmigen Fluids als inneren Wärmeträger vorteilhaft, die Hülsenrohre gemäß Anspruch 2 außen längs- oder querzuberippen. Auf diese Weise wird auch im Innenraum der Lagerstätte der freien Kon­ vektion des strömenden Gases ein möglichst geringer Wider­ stand entgegengesetzt. Bei einem flüssigen Wärmeträger im Innenraum ist eine solche Maßnahme im Prinzip nicht notwen­ dig, da aufgrund der dann größeren Dichteunterschiede auch größere Widerstandswerte zulässig sind und somit die ein­ fachere Form des im Querschnitt runden Hülsenrohrs gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3 beibehalten werden kann. Die vor­ sorgliche Maßnahme, daß die unteren axialen Mantellinien der inneren, rund ausgebildeten Längenabschnitte und die unteren axialen Mantellinien der äußeren elliptischen Längenabschnitte auf einer gemeinsamen Geraden liegen, sorgt dafür, daß das zum Verdampferteil rückfließende Kondensat auch bei nur geringer Neigung der Wärmerohre nicht am Fließen gehindert wird.
Durch die Merkmale des Anspruchs 5 entstehen zwischen den Hülsenrohren und den Wärmerohren Räume, die gemäß Anspruch 6 zweckmäßig mit einem Wärmeleitfluid gefüllt werden und gegen­ über der Umgebungsluft durch einen Flansch verschlossen sind. Das Wärmeleitfluid kann entsprechend den Merkmalen des An­ spruchs 7 aus einer Öl-Graphit-Mischung bestehen.
Sind gemäß Anspruch 8 die Räume zwischen den Hülsen­ rohren und den Wärmerohren an eine Alarmvorrichtung ange­ schlossen, so löst beispielsweise eine unerwünschte Leckage der Hülsenrohre ein Alarmsignal aus, ggf. verbunden mit einer sofortigen Gegenmaßnahme, so daß ein Herausdringen des für die Umwelt ggf. gefährlichen Kühlfluids aus dem Innenraum der Lagerstätte sofort unterbunden wird. Ein Alarmsignal kann z. B. durch Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit des in den der Sicherheit dienenden Räumen befindlichen Wärmeleitfluids bei Vermischung mit dem eindringenden Kühlfluid bewirkt werden.
Nach den Merkmalen des Anspruchs 9 können ver­ schiedene federnde und dadurch an der Innenwand der Hülsen­ rohre gut anliegende Längsstege auf der Außenseite der Wärme­ rohre angebracht sein. Durch die kontaktschlüssige Verbindung ist gewährleistet, daß auch bei unvorhergesehenem Verschwinden des Wärmeleitfluids in den Räumen zwischen den Hülsenrohren und den Wärmerohren noch eine genügende Wärmeleitung durch die metallischen Kontakte der federnden Stege gewährleistet ist.
Gelangen die Merkmale des Anspruchs 10 zur Anwendung, so sind die äußeren Leitflächen zweckmäßig Bestandteil von Stahl- oder Stahlbetonschalen, in denen Durchtrittsöffnungen für die äußeren Längenabschnitte der Wärmerohre vorgesehen sind. Die inneren Leitflächen können aus relativ leichten und einfachen Materialien bestehen, da sie lediglich die Wärmeträger­ strömung kanalisieren müssen. Die äußeren Betonschalen können hingegen einen zusätzlichen Schutz für die Lagerstätte über­ nehmen.
Obgleich sowohl die Hülsenrohre als auch die Wärme­ rohre aus einfachem Stahl bestehen können, weil Korrosionen aufgrund der eingeschlossenen Arbeitsstoffe (Flüssigkeit und Gas) nur vorübergehend und dann auch nur in einem sehr be­ grenzten Umfang stattfinden können, ist es unter den besonderen sicherheitstechnischen Aspekten zweckmäßig, wenn die Rohre aus Edelstahl gebildet sind.
Durch jede einzelne der vorbeschriebenen Maßnahmen ist das erfindungsgemäße Wärmetauschsystem mehrfach gesichert, so daß es nach menschlichem Ermessen praktisch niemals voll­ ständig ausfallen kann, solange nur ein Teil der jeweiligen Lagerstätte selbst noch erhalten ist und die Wandungen der Lagerstätte den Innenraum vollständig verschließen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von in den Zeich­ nungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 im vertikalen Schnitt das Schema einer Lager­ stätte für verbrauchte radioaktive Brennelemente;
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung, ebenfalls im verti­ kalen Schnitt, einen Teilbereich der Lager­ stätte der Fig. 1 mit einem einzelnen, in ein Hülsenrohr eingesteckten Wärmerohr;
Fig. 3 in nochmals vergrößerter Darstellung einen Schnitt gemäß der Linie III-III der Fig. 2 durch das Wärmerohr und das Hülsenrohr;
Fig. 4 eine Darstellung, ähnlich derjenigen der Fig. 2, mit einer weiteren Anordnungsmöglichkeit der Wärmerohre;
Fig. 5 in vergrößerter Darstellung eine Teil­ ansicht eines Wärmerohrs gemäß einer weiteren Aus­ führungsform und
Fig. 6 einen Schnitt durch das Wärmerohr der Fig. 5 gemäß der Linie VI-VI.
In der Fig. 1 ist im Schema eine bunkerartige Lagerstät­ te 1 für verbrauchte radioaktive Brennelemente 2 dargestellt.
Die Wand 3 der Lagerstätte 1 ist schalenförmig gestaltet. Im Innenraum 4 der Lagerstätte 1 sind die Brennelemente 2 in einem Wasserbecken 5 gelagert.
In der Wand 3 sind radiale Durchbrechungen 6 vorgesehen, in die Hülsenrohre 7 von außen eingeschoben werden, die gas- und strahlungsdicht in der Wand 3 befestigt sind. Der Befestigung dienen (siehe Fig. 2) ein end­ seitiger Flansch 8 sowie in der Zeichnung nicht näher veran­ schaulichte Dichtungselemente. Der Querschnitt der Hülsenrohre 7 ist beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 rund. Er kann jedoch auch elliptisch sein. Außen an den Hülsenrohren 7 sind Querrippen 9 aufgesetzt.
Wie insbesondere die Fig. 2 ferner erkennen läßt, sind in die Hülsenrohre 7 Wärmerohre 10 mit radialem Abstand einge­ steckt. Die Länge der Wärmerohre 10 ist so bemessen, daß die in die Umgebungsluft ragenden äußeren Längenabschnitte 11 etwa so lang sind wie die in den Innenraum 4 der Lagerstätte 1 hineinragenden inneren Längenabschnitte 12 zuzüglich der Wanddicke. Zur Festlegung sind die Wärmerohre 10 mit Flanschen 13 verse­ hen, mit denen sie an den Flanschen 8 der Hülsenrohre 7 befe­ stigt werden. Gleichzeitig dienen die Flansche 13 als Ver­ schlußdeckel für die zwischen den Wärmerohren 10 und den Hülsen­ rohren 7 ausgebildeten Räume 14. Diese Räume 14 sind beim Aus­ führungsbeispiel der Fig. 1 mit einer Öl-Graphit-Mischung gefüllt.
Die Wärmerohre 10 gemäß den Fig. 1 und 2 weisen einen runden Querschnitt auf und sind vollkommen geradlinig ausge­ bildet. Auf die äußeren Längenabschnitte 11 sind Querrippen 15 aufgezogen.
Die freien Enden 16 der äußeren Längenabschnitte 11 ra­ gen in Durchtrittsöffnungen 17 einer im Abstand zur Wand 3 der La­ gerstätte 1 angeordneten Stahlbetonschale 18. Die Innenseite der Stahlbetonschale ist als Leitfläche 19 für den äußeren Wärmeträger Luft ausgebildet.
Durch die äußere Oberfläche 20 der Wand 3 der Lager­ stätte 1 und durch die Leitfläche 19 werden Kanäle 21 für so­ mit kanalisierte Konvektionsströmungen A gebildet. Gleichfalls werden durch die innere Oberfläche 22 der Wand 3 und durch im Abstand davon angeordnete innere Leitflächen 23 Kanäle 24 für entsprechend den eingezeichneten Pfeilen ebenfalls kanali­ sierte innere Konvektionsströmungen B erzeugt, wobei die Konvektionsströmungen B im Innenraum 4 der Lager­ stätte 1 eine entgegengesetzte Fließrichtung zu den Konvek­ tionsströmungen A der Umgebungsluft haben.
Die in den Innenraum 4 der Lagerstätte 1 hineinragenden Hülsenrohre 7 nehmen die von dem beispielsweise gasförmigen Kühlfluid durch die Konvektionsströmung B aufgenommene Wärme auf und geben sie über ihre In­ nenwände an die inneren Längenabschnitte 12 der Wärmerohre 10 ab. In diesen findet ein Ver­ dampfungsprozeß in den Kapillaren statt, wobei der Dampf die Wärme in den äußeren Längenabschnitt 11 der Wärmerohre 10 transpor­ tiert und dort durch Kondensation über die Konvektionsströmung A an die Umgebungsluft ab­ gibt, während das Kondensat durch Schwerkraft und Kapillarkraft wieder zum Verdampferteil dem inneren Längenabschnitt 12 der Wärmerohre 10, zurückfließt. Durch die Vielzahl der übereinander und nebeneinander angeordneten Wärmerohre 10 (dargestellt sind zwar nur wenige Wärmerohre 10, indessen können es im praktischen Betrieb einige hundert bis einige tausend Wärmerohre bis zu 10 m Länge sein) stellt sich im Innenraum 4 eine abwärts gerichtete Konvektionsströmung B ein, die auf dem Dichteunterschied zwischen den gekühlten und noch nicht gekühlten Teilen des Kühlfluids beruht. Außen, entlang der Wand 3, entsteht eine entgegengesetzte Konvektionsströmung A, die vom Dichteunterschied zwischen aufgewärmter und noch nicht auf­ gewärmter Umgebungsluft hervorgerufen wird.
In den Fig. 2 und 3 ist eine kontaktschlüssige Verbin­ dung zwischen den Wärmerohren 10 und den Hülsenrohren 7 darge­ stellt. Hierbei sind mehrere federnde und dadurch an der Innen­ wand 25 der Hülsenrohre 7 gut anliegende Längsstege 26 auf der Außenseite 27 der Wärmerohre 10 angebracht. Diese Längsstege 26 können allein oder in Verbindung mit einem in den Räumen 14 zwischen den Hülsenrohren 7 und den Wärmerohren 10 eingebrach­ ten Wärmeleitfluid vorgesehen sein. Das Wärmeleitfluid kann aus einer Öl-Graphit-Mischung bestehen.
Gemäß der Ausführungsform der Fig. 4, die weitgehend mit derjenigen der Fig. 2 übereinstimmt, sind die äußeren Längenab­ schnitte 28 der Wärmerohre 10 vertikal nach oben gebogen und mit Längsrippen 29 versehen. Auf diese Weise können die radia­ len Abmessungen der Gesamtlagerstätte verkleinert werden.
Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen querberippte Wärmeroh­ re 10, bei denen die in die Hülsenrohre 7 eingesteckten inne­ ren Längenabschnitte 30 einen runden Querschnitt aufweisen, wäh­ rend die äußeren Längenabschnitte 31 elliptisch geformt sind. Die lange Achse der Ellipse liegt dabei in Richtung der Konvek­ tionsströmung A. Ferner ist zu erkennen, daß die untere axiale Mantellinie 32 des inneren, rund ausgebildeten Längenabschnitts 30 und die untere axiale Mantellinie 33 des äußeren elliptischen Längenabschnittes 31 auf einer gemeinsamen Geraden liegen. Hier­ durch ist sichergestellt, daß das Kondensat auch bei nur gerin­ ger Neigung des Wärmerohrs 10 zur Horizontalen einwandfrei in den Verdampferteil, den inneren Längenabschnitt 30, zurückströmen kann.

Claims (10)

1. Wärmetauschsystem zum Abführen von sich in gegenüber der Umgebungsluft abgeschlossenen Räumen mit einem hohen Sicher­ heitsbedürfnis, wie z. B. Lagerstätten in Form von Behältern, Gebäuden oder Bunkern für Wärmeenergie abgebende Stoffe, ins­ besondere verbrauchte radioaktive Brennelemente, permanent ent­ wickelnder Wärme an die Umgebungsluft, mit durch die an die Um­ gebungsluft angrenzenden Wände der Räume geführten Wärmerohren, deren Wärme abgebende äußere Längenabschnitte in eine auf Ther­ mokonvektion beruhende kanalisierte Wärmeströmung hineinragen, gekennzeichnet durch in den an die Umgebungs­ luft angrenzenden Wänden (3) der Räume (4) befestigte, in die Räu­ me (4) hineinragende, gegenüber diesen jedoch gas- und strah­ lungsdicht verschlossene Hülsenrohre (7), in die die Wärmerohre (10) von außen koaxial eingesteckt und mit ihnen wärmeleitend verbunden sind, wobei auch die Hülsenrohre (7) zusammen mit den inneren Längenabschnitten (12, 30) der Wärmerohre (10) in eine auf Thermokonvektion beruhende, kanalisierte Wärmeträgerströ­ mung (Konvektionsströmung B) hineinragen.
2. Wärmetauschsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsenrohre (7) außen längs- oder querberippt sind.
3. Wärmetauschsystem nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Hülsenrohre (7) einen runden Querschnitt aufweisen.
4. Wärmetauschsystem nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Hülsen­ rohre (7) einen elliptischen Querschnitt aufweisen, dessen lange Achse sich in Richtung der Konvektionsströmung (B) erstreckt.
5. Wärmetauschsystem nach Anspruch 1 oder einem der darauf­ folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wärmerohre (10) mit radialem Abstand in die Hülsenrohre (7) eingesteckt sind.
6. Wärmetauschsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume (14) zwischen den Hülsenrohren (7) und den Wärmerohren (10) mit einem Wärme­ leitfluid gefüllt und gegenüber der Umgebungsluft durch einen Flansch (13) verschlossen sind.
7. Wärmetauschsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitfluid aus einer Öl-Graphit-Mischung besteht.
8. Wärmetauschsystem nach Anspruch 5 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Räume (14) zwischen den Hülsenrohren (7) und den Wärmerohren (10) an eine Alarmvorrichtung angeschlossen sind.
9. Wärmetauschsystem nach Anspruch 1 oder einem der darauf­ folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wärmerohre (10) am Umfang durch federnde Längsstege (26) gegenüber den Hülsenrohren (7) abgestützt sind.
10. Wärmetauschsystem nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kon­ vektionsströmung (B) durch die inneren Oberflächen (22) der Wände (3) und durch im Abstand davon angeordnete innere Leit­ flächen (23) begrenzt ist.
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DE (1) DE2942714A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10309807B4 (de) * 2002-03-07 2012-07-05 Avl List Gmbh Wärmerohr-Wärmetauscher

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3248887T1 (de) * 1981-07-22 1983-11-17 Gadelius K.K., Tokyo Heizrohr-waermetauscher
US4474230A (en) * 1982-08-31 1984-10-02 Foster Wheeler Energy Corporation Fluidized bed reactor system
US6065529A (en) * 1997-01-10 2000-05-23 Trw Inc. Embedded heat pipe structure

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2928051A1 (de) * 1977-11-28 1981-01-29 Kraftwerk Union Ag Einrichtung zur aufbewahrung bestrahlter brennelemente
DE2823376B1 (de) * 1978-05-29 1979-09-13 Kraftwerk Union Ag Lager fuer Kernreaktorbrennelemente

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10309807B4 (de) * 2002-03-07 2012-07-05 Avl List Gmbh Wärmerohr-Wärmetauscher

Also Published As

Publication number Publication date
DE2942714A1 (de) 1981-05-14

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